853 銑床夾具設計
853 銑床夾具設計,銑床,夾具,設計
學士學位論文（設計）原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所提交的學位論文，是本人在導師指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文研究做出過重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。學位論文作者簽名（親筆）： 年 月 日-----------------------------------------------------------------------------------------學士學位論文（設計）版權使用授權書專業(yè)： 論文（設計）題目：本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，本科生在校攻讀期間學位論文（設計）工作的知識產權單位屬山西農業(yè)大學，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允 許論文被查閱和借閱；本人授權山西農業(yè)大學可以將學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。畢業(yè)后發(fā)表與本研究有關的文章，作者單位署名應為“山西農業(yè)大學”，可以在備注中注明本人現(xiàn)工作單位。本研究成果的知 識產權歸屬山西農業(yè)大學，未經指導教師和山西農業(yè)大學同意。本人不私自從事與課題有關的任何開發(fā)和盈利性活動。學位論文作者簽名（親筆）： 年 月 日導 師 簽 名 （親筆）： 年 月 日畢業(yè)設計說明書中文摘要氣缸體工藝及液壓夾緊銑床夾具摘要：機床夾具可根據(jù)其使用范圍，分為通用夾具、專用夾具、組合夾具、通用可調夾具和成組夾具等類型。機床夾具還可按其所使用的機床和產生加緊力的動力源等進行分類。根據(jù)所使用的機床可將夾具分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具（鉆模） 、鏜床夾具（鏜模） 、磨床夾具和齒輪機床夾具等，根據(jù)產生加緊力的動力源可將夾具分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、電磁夾具和真空夾具等現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。機床夾具是機械加工工藝系統(tǒng)的一個重要組成部分。為保證工件某工序的加工要求，必須使工件在機床上相對刀具的切削或成形運動處于準確的相對位置。當用夾具裝夾加工一批工件時，是通過夾具來實現(xiàn)這一要求的。而要實現(xiàn)這一要求，又必須滿足三個條件：(1)一批工件在夾具中占有正確的加工位置；(2)夾具裝夾在機床上的準確位置；(3)刀具相對夾具的準確位置。這里涉及了三層關系：零件相 對夾具，夾具相對于機床，零件相對于機床。工件的最終精度是由零件相對于機床獲得的。所以“定位”也涉及到三層關系：工件在夾具上的定位，夾具相對于機床的定位，而工件相對于機床的定位是間接通過夾具來保證的。工件定位以后必須通過一定的裝置產生夾緊力把工件固定，使工件保持在準確定位的位置上，否則，在加工過程中因受切削力，慣性力等力的作用而發(fā)生位置變化或引起振動，破壞了原來的準確定位，無法保證加工要求。這種產生夾緊力的裝置便是夾緊裝置。關鍵字： 工藝 定位 夾緊力 精度 畢業(yè)設計明書外文摘要 Cylinder block milling process and hydraulic clamping fixtureSummaryFixture can be used in accordance with its scope, is divided into general-purpose fixtures, special fixtures, modular fixture, universal adjustable jig and fixture, such as the type of group. Fixture can also be used in accordance with its machine tools and power have stepped up the power source, such as classification. According to the machine tool can be used lathe fixture into fixtures, milling fixtures, drilling fixtures (Jig), Jig boring machine (boring mode), and gear grinding machine tool fixture fixture and so on, have stepped up force in accordance with the power source can be divided into fixture manual fixture, pneumatic fixtures, hydraulic fixtures, electrical fixtures, electromagnetic and vacuum fixture such as fixture The development of modern machine tool fixture is mainly expressed in the direction of standardization, precision, and high-performance and flexible, and so on four aspects. Fixture system, the machining process is an important part. In order to ensure a process of workpiece processing the request must be made on the workpiece in the machine tool relative movement of the cutting or forming in a precise relative position. When processing a number of workpiece clamping fixture, the fixture is required to achieve this. To achieve this requirement, it must meet three conditions: (1) a number of fixture holds the workpiece in the correct location of the processing; (2) clamping fixture in the exact location of the machine; (3) an accurate tool fixture relative position. The relationship between the three involved here: the relative fixture components, fixture relative to machine tools, machine tool parts in relation to. The ultimate accuracy of the workpiece is compared with the machine tool parts obtained. Therefore, the "positioning" also involves Three relations: on the workpiece in the fixture positioning, machine tool fixture relative to the positioning of the workpiece relative to the positioning of machine tools is indirect through the fixture to be guaranteed. After the workpiece positioning device must have a certain amount of clamping force to the workpiece fixed to the workpiece to maintain the accurate position location, otherwise, in the process due to the cutting force, inertial force and the occurrence of force caused by vibration or changes in location undermine the accuracy of the original position, can not guarantee that the processing requirements. Such devices have a clamping force is the clamping device.Keywords Technology Positioning Clamping force Accuracy.山西農業(yè)大學 工程技術學院畢業(yè)設計論文題目：氣缸體工藝及液壓夾緊銑床夾具作 者：姜正鶴 學 號：02專 業(yè)：機械設計制造及其自動化班 級：機制信 052指導教師：賀俊林 教授評 閱 者：2009 年 3 月 山西 太谷畢業(yè)設計評價表指導教師意見 簽字年 月 日評閱人意見簽字年 月 日答辯委員會意見簽字年 月 日評分或評語簽字年 月 日 山西農業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書1目錄1 引言 ....................................................................42 設計任務書 ...............................................................52.1 對機床夾具的基本要求 ..............................................52.2 夾具設計的工作步驟 ................................................53 機床夾具設計原理 ........................................................63.1 夾具 .............................................................73.1.1 機床夾具的概念 .............................................73.1.2 機床夾具的分類 .............................................73.1.3 機床夾具的組成 .............................................73.2 定位基準 ..........................................................73.3 工件在夾具中的定位 ................................................83.3.1 六點定位原理 ...............................................83.3.2 支承點與定位元件 ...........................................93.3.3 完全定位與不完全定位 ......................................103.3.4 欠定位與過定位 ............................................103.4 組合夾具和隨行夾具 ...............................................113.4.1 組合夾具 ..................................................113.4.2 隨行夾具 ..................................................113.5 夾具定位誤差分析計算 .............................................114 零件的工藝分析..........................................................114.1 平面度分析 .......................................................124.2 表面粗糙度 ......................................................125 毛坯的制造形式..........................................................126 銑削方式的選擇..........................................................126.1 端面銑 ...........................................................126.2 周邊銑削 .........................................................13姜正鶴：銑床夾具設計26.3 端面銑削和周邊銑削的比較 ........................................136.4 端面銑削時的順銑與逆銑 ...........................................146.5 對稱銑削 .........................................................146.6 非對稱銑削 .......................................................147 刀具的選擇 .............................................................157.1 基本要求 .........................................................157.1.1 硬度 ......................................................157.1.2 韌性和強度 ................................................157.1.3 銑刀切削部分的材料的要求 ..................................157.2 常用材料 .........................................................157.2.1 高速工具鋼（高速鋼和鋒鋼等） ..............................167.2.2 硬質合金 ..................................................168 銑削用量................................................................178.1 每齒進給量的選擇 .................................................178.2 銑削速度的選擇 ...................................................188.3 切削液 ...........................................................188.4.切削液的種類 ....................................................198.5 切削液的選用 ....................................................198.6 選擇測量方法 .....................................................199 夾具設計................................................................209.1 基面的選擇 ......................................................209.2 加工方案的設計 ..................................................209.3 加工設備的選擇 ..................................................219.4 主軸轉速，切削力及夾緊力的計算： ................................219.5 定位誤差的分析 ..................................................249.6 使用說明書 ......................................................2410 結 論...............................................................2511 標準化審核報告 ........................................................2611.1 產品圖樣的審查 ..................................................26山西農業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書311.2 產品技術文件的審查 .............................................2611.3 標準件的使用情況 ...............................................2611.4 審查結論 ........................................................27致 謝 .................................................................28參考文獻 .................................................................29姜正鶴：銑床夾具設計4氣缸體工藝及液壓夾緊銑床夾具1 引言夾具最早出現(xiàn)在 18 世紀后期。隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數(shù)的 85％左右?，F(xiàn)代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，每隔 3~4 年就要更新 50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。1、標準化機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259－91 以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。2、精密化隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為 5μm。3、高效化高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高 5 倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉速為 9000r/min 的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產流水線、自動線配山西農業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書5置相應的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。4、柔性化機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結構為可拆結構，發(fā)展可調夾具結構，將是當前夾具發(fā)展的主要方向。許多工件夾具系統(tǒng)依然高度依賴操作人員，由他們圍繞被裝夾的零件，依次松開和擰緊螺母和螺栓，這是一種費時又不可靠的作業(yè)。如果沒有緊固某個螺栓，或者緊固有變化，則可能產生不合格的夾緊或工件變形。而液壓或氣動型夾緊系統(tǒng)卻可以將所有的夾具一下子移動到位，并具有統(tǒng)一的夾持力，這樣可以加快裝夾過程并從一個零件到另一個零件始終保持一致的夾緊力。2 設計任務書2.1 對機床夾具的基本要求 對機床夾具的基本要求可總括為四個方面：①穩(wěn)定地保證工件的加工精度；②提高機械加工的勞動生產率；③結構簡單，有良好的結構工藝性和勞動條件；④應能降低工件的制造成本。2.2 夾具設計的工作步驟 ⑴研究原始資料，明確設計任務姜正鶴：銑床夾具設計6⑵考慮和確定夾具的結構方案，繪制結構草圖⑶繪制夾具總圖⑷確定并標注有關尺寸和夾具技術要求⑸繪制夾具零件圖3 機床夾具設計原理本章主要介紹以下內容：1．機床夾具概述2．工件的定位原理及定位元件3．定位誤差分析計算4．工件的加緊及夾緊裝置5．機床夾具的設計要求及設計步驟6．機床夾具設計舉例機床夾具是機械加工工藝系統(tǒng)的一個重要組成部分。為保證工件某工序的加工要求，必須使工件在機床上相對刀具的切削或成形運動處于準確的相對位置。當用夾具裝夾加工一批工件時，是通過夾具來實現(xiàn)這一要求的。而要實現(xiàn)這一要求，又必須滿足三個條件：(1)一批工件在夾具中占有正確的加工位置；(2)夾具裝夾在機床上的準確位置；(3)刀具相對夾具的準確位置。這里涉及了三層關系：零件相 對夾具，夾具相對于機床，零件相對于機床。工件的最終精度是由零件相對于機床獲得的。所以“定位”也涉及到山西農業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書7三層關系：工件在夾具上的定位，夾具相對于機床的定位，而工件相對于機床的定位是間接通 過夾具來保證的。工件定位以后必須通過一定的裝置產生夾緊力把工件固定，使工件保持在準確定位的位置上，否則，在加工過程中因受切削力，慣性力等力的作用而發(fā)生位置變化或引起振動，破壞了原來的準 確定位，無法保證加工要求。這種產生夾緊力的裝置便是夾緊裝置。3.1 夾具3.1.1 機床夾具的概念機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。3.1.2 機床夾具的分類機床夾具可根據(jù)其使用范圍，分為通用夾具、專用夾具、組合夾具、通用可調夾具和成組夾具等類型。機床夾具還可按其所使用的機床和產生加緊力的動力源等進行分類。根據(jù)所使用的機床可將夾具分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具（鉆模）、鏜床夾具（鏜模）、磨床夾具和齒輪機床夾具等，根據(jù)產生加緊力的動力源可將夾具分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、電磁夾具和真空夾具等。3.1.3 機床夾具的組成(1)定位元件(2)夾緊裝置(3)對刀、引導元件或裝置(4)連接元件(5)夾具體姜正鶴：銑床夾具設計8(6)其它元件及裝置3.2 定位基準 基準是用以確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據(jù)的點，線，面。在加工中用以定位的基準稱為定位基準。有時，作為基準的點、線、面在工件上不一定具體存在（例如孔的中心線和對稱中心平面等），其作用是由某些具體表面（如內孔圓柱面）體現(xiàn)的，體現(xiàn)基準作用的表面稱為基面。3.3 工件在夾具中的定位3.3.1 六點定位原理任何未定位的工件在空間直角坐標系中都具有六個自由度。工件定位的任務就是根據(jù)加工要求限制工件的全部或部分自由度。工件的六點定位原理是指用六個支撐點來分別限制工件的六個自由度，從而使工件在空間得到確定定位的方法。 山西農業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書93.3.2 支承點與定位元件姜正鶴：銑床夾具設計10上圖為常見定位方式中的定位元件所限制的自由度和相當?shù)闹С悬c數(shù)3.3.3 完全定位與不完全定位工件的六個自由度完全被限制的定位稱為完全定位。按加工要求，允許有一個或幾個自由度不被限制的定位稱為不完全定位。3.3.4 欠定位與過定位按工序的加工要求，工件應該限制的自由度而未予限制的定位，稱為欠定位。在確定工件定位方案時，欠定位時絕對不允許的。工件的同一自由度背二個或二個以上的支撐點重復限制的定位，稱為過定位。在 通常情況下，應盡量避免出現(xiàn)過定位。山西農業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書11消除過定位及其干涉一般有兩個途徑：其一是改變定位元件的結構，以消除被重復限制的自由度；其二是提高工件定位基面之間及夾具定位元件工作表面之間的位置精度，以減少或消除過定位引起的干涉。3.4 組合夾具和隨行夾具3.4.1 組合夾具 組合夾具是由一套預先制造好的標準元件和合件組裝而成的專用夾具。3.4.2 隨行夾具隨行夾具是大批量生產中在自動線上使用的一種移動式夾具。3.5 夾具定位誤差分析計算所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準的位置誤差。因為對一批工件來說，刀具經調整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準是不變的，所以定位誤差就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。4 零件的工藝分析該氣動缸體只有一個加工表面（上表面，以∮80 的孔為中心）平面的技術要求只要是對平面度，表面粗糙度的要求 0.05。姜正鶴：銑床夾具設計124.1 平面度分析平面度是指平面的平整程度,符號表示本零件的頂面和基準面的平面度誤差在整個平面內最大不允許超過 0.05mm ,即平面度公差為 0.05mm。4.2 表面粗糙度表面粗糙度是指加工表面上具有較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性該零件粗糙度要求為 。4?5 毛坯的制造形式毛坯的選擇對零件工藝過程的經濟性有很大影響，工序數(shù)量，材料消耗加工工時等都取決于所選擇的毛坯，但要提高毛坯的質量往往會使毛坯制造困難，需要復雜的工藝和昂貴的設備，增加了毛坯的成本，這兩者是矛盾的。因此毛坯的種類和制造方法的選擇要根據(jù)毛坯的類型和具體的生產條件決定。同時應該注意到，充分使用新工藝、新技術、新材料的可能性，以便降低零件生產總成本提高質量。零件材料為 HT200，其表面形狀比較復雜，內腔也較復雜，因此選擇鑄造的方法獲得毛坯，鑄型用的材料來源廣泛，價格低廉，鑄件可部分用廢零件或廢金屬料熔煉而成。此外，鑄件的形狀尺寸與零件很接近，因而節(jié)約了大量金屬材料和加工工時，同時鑄件抗壓強度高，抗振性好，易于加工但生產周期長，需要進行時效處理，以消除內應力。據(jù)以上分析，采用鑄造的方法獲得毛坯是比較合理的。6 銑削方式的選擇6.1 端面銑 山西農業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書13端面銑削是指用銑刀端面齒刃進行的銑削，是利用分布在銑刀端面上的刀尖來加工平面的，在銑床上銑削平面，尤其是較寬，較大的平面和大平面，大都采用端面銑削的方法加工，用端面銑削的方法銑出的平面，其平面度主要取決于銑床主軸軸線與進給方向的垂直度，若主軸與進給方向垂直，則刀尖旋轉時的軌跡為一個與進給平行我圓環(huán)，這個圓環(huán)割出一個平面，此時，銑刀刀尖在工件表面銑出網狀的刀紋。若銑床主軸與進給方向不垂直，則相當于一個傾斜的圓環(huán)，把工件切出一個凹面，此時，工件表面將形成單向胡形刀紋，在銑削過程中，若進給方向是從刀尖高的一邊移向低的一邊時，則會產生“拖刀”現(xiàn)象，反之則無“拖刀”現(xiàn)象6.2 周邊銑削周邊銑削是指用銑刀周邊齒刃進行的銑削是指利用分布在銑刀圓柱面上的刀刃來銑削并形成平面,所以周邊銑削適用于加工不太寬和較窄的平面，也適用于周邊銑削加工，對寬度大于 120mm 的平面，就不太合適，除特殊情況外最好采用端面銑削，用周邊銑削的方法銑出的平面，其平面度主要取決于銑刀餓圓柱度，因為用周邊銑削方法銑出的平面，相當于工件在圓柱下做直線運動時被輾出一個平面，是用圓柱銑刀銑削平面的情況，精削時要保證銑刀的圓柱度。6.3 端面銑削和周邊銑削的比較端面銑削時，由于端銑刀桿短，剛性好，刀片裝夾方便，尤其是可轉位銑刀，適用于進行高速銑削移動銑削，能顯著提高生產率和減少表面粗糙度值。端銑刀的直徑最大可達 1m 左右，能一次銑出較寬的表面，同時工作的刀齒比較多，故震動小而平穩(wěn)，效率也高。端銑刀的刃磨沒有圓柱形銑刀要求嚴格，在一把端銑刀上，若各個刀齒刃磨的高低不齊，半徑方向也出入不等，但對銑出平面的平面度是沒有影響的，只對銑削時平穩(wěn)性和表面粗糙度值有影響。姜正鶴：銑床夾具設計14用端面銑削獲得的平面只可能是凹面，從使用情況看大都只允許凹不允許凸；而用周邊銑削獲得平面，則凸和凹都可能產生，因此 用端面銑削平面比較合理。對于銑削用量相同，并在端銑刀上不采用修光刀刃等措施的情況下，用周邊銑削加工出的表面粗糙度值小。用周邊銑削時，能一次切除較大的銑削層深度（吃刀量）據(jù)以上分析與比較本工件采用端面銑削的方法。6.4 端面銑削時的順銑與逆銑端面銑削時，根據(jù)銑刀與工件之間的相對位置不同而分為對稱對稱銑削和非對稱銑削。6.5 對稱銑削工件處在銑刀中間時的銑削稱為對稱銑削，銑削時，刀齒在工件的前半部分為逆銑，在進給方向的銑削分力 Ff 與進給方向相反。刀齒在工件的后半部分為順銑，與進給方向相同。對稱銑時，在銑削層寬度較窄和銑刀齒數(shù)少的情況下，由于 Ff 在進給方向上的交替變化，使工件和工作臺容易產生竄動。另外，在橫向的水平分力 Ff 較大，對窄長的工件易造成變形和彎曲，所以只有在工件寬度接近銑刀直徑時才采用對稱銑削。6.6 非對稱銑削 工件的銑削層寬度偏向銑刀一邊時的銑削稱為非對稱銑削，即銑刀中心與銑削層寬度的對稱線處在偏心狀態(tài)下的銑削，非對稱銑削時有順銑和逆銑兩種。非對稱逆銑銑削時，逆銑部分占的比例大，在各個刀齒上的 F 之和與進給山西農業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書15方向相反，所以不會拉動工作臺。端面銑削時刀刃切入工件雖由薄到厚，但不等于從零開始，因而沒有因而沒有像周邊銑削時那樣的缺點，從薄處切入刀齒的沖擊反而較小，故振動較小，另外工件所受的垂直銑削力 Ff 又于銑削方式無關，因此在端面銑削時，應采用非對稱逆銑。非對稱順銑，銑削時，順銑部分占的比例大，為在各個刀齒上的 Fv 之和，與進給方向相同，故易拉動工作臺。在銑削塑性和韌性好，加工硬化嚴重的（如不銹鋼和耐熱剛等）材料時，采用不對稱順銑，以減少切削粘附和提高刀具壽命，此時必須調整好絲趕副的傳動間隙。經上述端銑時順銑與逆銑的對比與分析，在端面銑削時采用非對稱逆銑。7 刀具的選擇7.1 基本要求銑刀切削部分的常用材料應滿足以下基本要求：7.1.1 硬度在常溫下，刀具切削部分必須具有足夠的硬度才能切入工件，由于在切削過程中會會產生大量的熱量，因而要求刀具材料在高溫下仍能保持其硬度，并繼續(xù)進行切削。7.1.2 韌性和強度高的強度和好的韌性 在切削過程中，刀具要承受很大的沖擊力，所以刀具眼材料要具有較高的強度，否則易斷裂和損壞。由于銑刀受到沖擊和振動，因此銑刀條件還具備好的韌性，才不易崩刃，碎裂。7.1.3 銑刀切削部分的材料的要求刀具的切削的切削部分不但要承受切削過程中的高溫，高壓及沖擊載荷，而且還要受到切削中工件的強烈摩擦，因此，作為刀具切削部分的材料必須具姜正鶴：銑床夾具設計16備較高的硬度，韌性，此外，還需有良好的冷熱加工性能。7.2 常用材料具有上述性能的材料很多，常用的銑刀材料有高速工具鋼和硬質合金兩種。7.2.1 高速工具鋼（高速鋼和鋒鋼等）有通用高速鋼和特殊用途高速鋼兩種，通用高速鋼是指加工一般金屬材料用的高速鋼，其牌號有 W18Cr4V.W6Mo5Cr4V 等。W18Cr4V 是鎢高速鋼，具有較好的綜合性能，常溫時該材料硬度為 HRC62～65，在600℃高溫時，硬度約為 HRC51，抗彎強度約為 3500MPa，磨削性能好。所以各種通用銑刀都采用這種牌號的高速鋼材料制造。W6Mo5Cr4V 是鎢鋼系高速鋼，它的抗彎強度、沖擊韌性和熱塑性均比 W18Cr4V 好，而磨削性能稍比 W18Cr4V 差，而其他情況基本相同。用于其熱塑性和韌性較好故常用于制造成形刀具和承受沖擊力較大的銑刀。特殊用途高速鋼是通過改革高速鋼的化學成分來改變其切削性能而發(fā)展起來的。它的常溫硬度和高溫硬度比才常用高速鋼高，這種材料的刀具主要用于加工耐熱鋼，不銹鋼，高溫或超強度材料等難加工材料。近年來，我們研究成功了許多新型高速鋼。用于制造銑刀的新型高速鋼牌號為 W6Mo5Cr4V2Al，C50（鋼）和 W6Mo5Cr4V5SiN6A120 鋼等。高速鋼具有以下特點：1）合金元素如 （鎢） ， （鉻） ， ， 等的含量較高，淬火硬度WrCoMV可達 62-70，在 高溫下，仍能保持較高的硬度?602）刃口強度和韌性好，抗振性強，能用于制造切削速度較低的刀具，即使剛性較差的機床，采用高速鋼銑刀仍能順利切削。3）工藝性能好，鍛造焊接、切削加工和刃磨都比較容易，還可以制造形狀復雜的刀具。4）與硬質合金材料相比，能有硬度較低，熱硬性和耐磨性較差等特點。山西農業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書177.2.2 硬質合金硬質合金是以金屬碳化物化 WC（碳化鎢） 、TiC（碳化鈦）和以 Co（鈷）粘接劑粉末冶金工藝制造而成，其主要特點如下：1）.耐高溫。在 800～1000 度左右仍能保持良好的切削性能切削時可選用比高速鋼高4～8 倍的切削速度。2）.常溫硬度高，耐磨性好。3）.抗彎性低，沖擊刃度差，切削刃不易刃磨的很鋒利。為了節(jié)省高速剛，直徑較大而不太薄的銑刀大多作成鑲齒刀，為提高生產效率和銑刀壽命；成型銑刀很多采用涂層刀齒。經上分析，比較后決定采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀。根據(jù)圖樣給定的平面寬度尺寸現(xiàn)選用外徑為 200mm，Z=20 的鑲齒三面刃銑刀。8 銑削用量 在銑削過程中所選用的銑削用量稱為銑削用量，銑削用量包括銑削層寬度，銑削層深度，銑削速度和進給量，銑削用量的選擇，對提高生產效率，改善工件表面粗糙度和加工精度都有密切的關系。選擇銑削用量，是在保證銑削加工質量和工藝系統(tǒng)剛性所允許的前提下進行的，首先應選用較大的每齒進給量，最后確定銑削速度。銑削層深度選擇銑削層深度主要根據(jù)工件的加工余量和加工表明的精度來確定，當加工余量不大時，應盡量一次進給銑去全部加工余量，只有當工件的加工精度要求較高或加工表面粗糙度小于 Ra6.3 時，才分粗精銑兩次進給。因本工件為鑄鐵，所選刀具為高速鋼銑刀，現(xiàn)選取粗銑時的銑削層深度為5～7mm，精銑銑削層深度為 0.5～1mm。姜正鶴：銑床夾具設計188.１每齒進給量的選擇粗銑時，限制進給量提高的主要因素是切削力，進給量主要根據(jù)銑床進給機構的強度，刀軸尺寸，刀齒強度以及機床夾具等工藝系統(tǒng)的剛性來確定，在強度，剛度許可的條件下，進給量應盡量選的大些。精銑時，限制進給量提高的主要因素是表面粗糙度，為了減少工藝系統(tǒng)的彈性變形，減小已加工表面的殘留面積高度，一般采取較小進給量。綜上分析，因本工件的加工刀具為高速鋼鑲齒三面刃銑刀，所以選取每齒進給量為 0.12~0/20mm。8.2 銑削速度的選擇粗銑時，確定銑削速度必須考慮到銑床功率的限制，精銑時，一方面應考慮提高工件的表面質量，另一方面要從提高銑刀耐用度來考慮選擇。經上述分析，現(xiàn)選取銑削速度選擇為 15～21r/min。8.3 切削液在銑削過程變形與摩擦所消耗的功絕大部分轉變?yōu)闊崮苤率沟都獾臏囟壬暮芨?，高溫會使刀刃很快磨鈍和損壞，使加工出來的工件質量降低，為了降低切削溫度，目前.切削液的作用采用的方法是切削時，沖注切削液。切削液的作用 (1)冷卻的作用： 切削液能吸收和帶走熱量在洗削過程中產生大量的熱量充,分澆注切削液，能帶走大量熱量和降低溫度，有利于提高生產率和產品質量。 (2)潤滑作用： 切削液可以減少切削過程中的摩擦，減小切削阻力顯著提高表面質量和刀具耐用度。 (3)防銹作用 ： 切削液能使機床，工件，刀具不受周圍介質的腐蝕。山西農業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書19(4)沖洗作用： 在澆注切削液時，能把銑刀齒槽中和工件上的切削沖擊大，具在銑削溝槽等切削不易，排出的地方，較大流量切削液能把切削沖出來使銑刀不因切削阻塞而影響銑削和表面質量。8.4.切削液的種類(1)水溶液：水溶液的主要成分是水，冷卻性較好。使用時一般加入定量的水溶性，防銹添加劑，由于水溶液比熱容大，流動性好，價格低廉，所以應用廣泛。(2)乳化液：乳化液是將乳化油用水稀釋而成的。這種切削液具有良好的冷卻性能，但潤滑，防銹能較差，使用時，常加入一定量的防銹添加劑和極壓添加劑（含硫，磷，等元素） 。(3)切削油：切削油的主要成分是礦物油（柴油和機油）也可以選擇植物油，柴油和豆油，硫化油和其他的混合油等，這類切削液的比熱容低流動性差是一種以潤滑為主的 切削液。所有時也可以加入防銹添加接、以提高其銹和潤滑性能。8.5 切削液的選用切削液應根據(jù)工件材料，刀具材料和加工工件來選用。(1)粗加工時，由于切削量產生的熱量溫度高，而對表面質量的要求并不高，所以應采用以冷卻為主的切削液，(2)精加工時，對工件表面、質量要求高，并希望銑刀的耐用度高，希望用有良好的潤滑作用的切削液。精加工的切削量少產生的熱量也少，所以對冷卻的要求并不高，應選用以潤滑為主，并具有一定的冷卻作用的切削液。本工件為鑄鐵，對于切削液粗銑時一般不用，必要時用壓縮空氣或乳化液，精銑時切削液一般也不用，必要時用壓縮空氣，乳化液或極壓乳化液。8.6 選擇測量方法姜正鶴：銑床夾具設計20(1)平面度采用刀口形直尺檢驗。(2)平行面之間的尺寸和平行讀應用外徑千分尺測量(3)直度用 900 角尺檢驗(4)表面粗糙度采用測樣板類比檢驗9 夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需設計專用夾具經過與指導老師協(xié)商，現(xiàn)決定設計組合機車上銑削氣缸體上平面的夾具。9.1 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理可以使加工質量得到保障，生產得到保證，生產率的到提高，否則加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。本工件以內平面 N，前后兩半圓孔和前端面，以及上平面水套孔一側面 B為定位基準，分別以支持釘 5，定向塊 9，擋銷 2 及校正塊裝置定位，完成六點定位，由于工件較大，因此在工件底面有四個輔助支承釘 13，以增強定位的剛性與穩(wěn)定性。安裝時，先將工件放在兩個支承釘 5（消除 Z 一個自由度）和擋銷 2 上（消除 Y 1 個自由度）并由兩個浮動定向塊 9 定向（消除 X Y Z 三個自由度）然后翻下校正塊 4，調節(jié)螺釘 6 使調節(jié)銷 8 伸出，推動工件繞兩支承釘 5 回轉直到工件上平面水套孔的一側面 B 與貼合校正塊的量塊 14 工作面對齊，轉動手柄 11 通過鎖緊油缸動作，把工件夾緊，此時六個自由度全部消除。由于工件在后道工序加工氣缸孔時要求壁厚均勻，且保證與 M 面距離為123 0.2mm,因此本夾具不用工件毛坯底面為定位基準，而采用了校正塊裝置，校正塊共兩塊（也可用一塊） ，其校正精度由調整螺釘 3 調節(jié)，為保證氣缸孔 C中心與該孔上平面垂直，以及尺寸 123 0.2mm，校正塊基面與定向塊中心距為123 0.05mm，必要時尚需修刮量塊的工作面，這些是在工件定位時特別要注意的。山西農業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書219.2 加工方案的設計由機械加工順序安排的原則；(1)先粗后精，粗精分開(2)先基準后其他(3)先主要后其次(4)先面后孔現(xiàn)安排加工方案如下：加工工序：序號 工序內容 定位基準01 鑄造02 時效03 粗銑工件上平面 內平面 N 前后兩半圓孔及上平面水套孔一側面 B04 精銑工件上平面 內平面 N 前后兩半圓孔及上平面水套孔一側面 B05 清洗，去毛刺06 檢驗9.3 加工設備的選擇序號 加工內容 設備 刀具01 銑上平面 組合機床 高速鋼鑲齒三面刃銑刀，φ200mm，Z=20姜正鶴：銑床夾具設計2202 銑上平面 組合機床 高速鋼鑲齒三面刃銑刀，φ200mm，Z=209.4 主軸轉速，切削力及夾緊力的計算：刀具，高速鋼鑲齒三面刃銑刀，φ200mm，Z=201）.粗銑 取銑削速度(1)min/21?vyxpmcktaTCV每進給量 . (2)zf15.0則銑床主軸轉速為(3)min43.201.3rdVnwc????每分鐘進給量為(4)in903215.0nzfV????實際調整主軸轉速為：，每分鐘進給量。min90n? min9f2）.精銑，取銑削速度 ，每齒進齒量in2Vc?，實際調速主軸轉速為 n=75r/min，每分鐘進給量為 zfz063?min5.47Vf3）.粗銑時的銑削層深度為 5mm，精銑時為 0.5mm.銑削層寬度分別為山西農業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書23(5) FfwqueyzxpndaC0?其中： ， ， ， ， 514?FCmap.1X72.0?mae40（在加工面上側面的近試值） ，, , , 86.0Fqd20FWZ得到 )(1530202415.486.7.07 N????水平面力： )(135.1. NFH垂直分力： 49030V???在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內，安全系數(shù) (6)4321K其中： 為基本安全系數(shù) 1.51K為加工性質系數(shù) 1.12為刀具鈍化系數(shù) 1.13為斷續(xù)切削系數(shù) 1.14K所以 )(36018.5.1' NFH???選用兩氣缸兩斜契夾緊機構，鍥角 ??其結構選用 5 型，則擴力比 ，為克服水平切削力，實際夾緊力 為42.3?I N(7)HKFfN??)(21姜正鶴：銑床夾具設計24(8)21fKFNH??其中 及 為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù), 則1f2 25.01?f)(385.06氣缸的選用 φ1.7mm,當壓縮空氣單位壓為 時,氣缸推力為 3900N,由MP5.于已知斜鍥機構擴力比為 ,故由氣缸產生的實際夾緊力為42.3?I )(13842.90NiN??氣此時 已大于所需的 6720N 的夾緊力,故本夾具安全工作.氣N9.5 定位誤差的分析一批工件逐個的在夾具上定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，加工后，各工件的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。但對于本零件來說，因為滿足了基準重合的原則，所以， 。0??B雖然有兩處采用平面定位， 。但是，因為還有一個孔定位，所以，01??Ymdy21.05)2..(2??9.6 使用說明書如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率。為此，應首先著眼于機動夾緊而不采用受動夾緊。因為這是提高勞動生產率的重要途徑。本道工序的銑床夾具就選擇了氣動夾緊方式。本工序在粗加工時，切削力較大，為了夾緊工件，勢必要增大氣缸直徑，而這樣將使整個夾具過于龐大。因此，應首先設法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削力深度降低，以降低切削力；二是選擇一種比較理想的斜鍥夾緊機構，盡量增加該夾緊機構的擴力比；三是在可能的情況下，適當提高壓縮空氣的工作壓力（由 0.4Mpa 增至 0.5Mpa） ，以增加氣缸推力。山西農業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書25結果，本夾具總的感覺還比較緊湊。10 結 論通過這次畢業(yè)設計我學到了許多以前我沒有接觸過的東西和學到了許多書本中沒有的知識，從中提高了我運用各種知識的能力,并懂了怎樣運用手中的知識去設計有價值的東西，來提高效率。通過這次畢業(yè)設計讓我學會了從機器功能的要求出發(fā)，合理選擇緊固機構、調整機構，制定設計方案，正確計算零件的工作能力，確定它的尺寸、形狀、結構及材料，并考慮制造工藝、使用、維護、經濟和安全等問題，進一步培養(yǎng)機械設計的基本技能。這次畢業(yè)設計培養(yǎng)了我機械設計的能力。通過畢業(yè)設計，使我具備了綜合運用機械設計課程、機械制造課程和其他選修課程的理論和實際知識的能力，使我現(xiàn)在初步具備了解決機械設計問題的能力。通過設計時間，掌握了機械設計的一般規(guī)律，樹立了正確的設計思想，進一步培養(yǎng)了我分析解決實際問題的能力。經過這次畢業(yè)設計培養(yǎng)了我運用機械制造工藝學及有關課程（工程材料與熱處理、機械設計、公差與技術測量、金屬切削原理與刀具等）的知識，結合生產實習中學到的實踐知識，獨立的分析和解決工藝問題，具備設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。能根據(jù)被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會擬定夾具設計方案，完成夾具機構設計，提高結構設計能力。進一步提高了我運用有關手冊、規(guī)范、圖表等技術資料的能力。進一步培養(yǎng)學生識圖、制圖、運算和編寫技術文件等基本技能。這次畢業(yè)設計我自己覺得做得還是比較成功的，在老師的指導下我成功的把液壓夾緊銑床夾具畫出來，把別人認為簡單的東西做好了就不簡單。把別人認為不可以的姜正鶴：銑床夾具設計26東西變得可以了你就成功了。雖然這次剛開始的時候遇到了很多困難，以前沒接觸過夾具，不知道從哪里下手做，在經過指導老師的指導和幫助下，自己感覺越來越有頭緒了，路子就漸漸清新起來，原來我們對加工零件的定位基準怎么也拿不準，又不會判斷?，F(xiàn)在看來是很簡單的事，自己搞復雜了。在對于標準件的選擇還存在很多不足。還須在以后的日子里還需加倍努力學習，把它弄懂、弄會。以后的學習和生活中我會盡我所能將其完善，爭取能設計出比現(xiàn)在更好的夾具來。在這次設計中所出現(xiàn)的一些不合理的機構將不再出現(xiàn)，我會在以后的工作中多積累一些這方面的知識，因為這不光能提高我自身的設計加工能力，同時也能為我創(chuàng)造財富。對于班級的同學我也要向他們說一聲謝謝，是他們在我遇到困難時給我無償?shù)奶峁椭夷苓@么順利地完成畢業(yè)設計多虧了他們的幫助。11 標準化審核報告11.1 產品圖樣的審查液壓夾緊銑床夾具的設計已基本完成，先具備全套圖紙和一線基本數(shù)據(jù)，根據(jù)有關規(guī)定對齊進行標準化審查，結論如下：（1） 產品圖樣完整,同意，負荷 GB4460-84 , GB-83《機械制圖》的規(guī)定。（2） 產品圖樣公差與配合的選擇與標準符合 GB/T1800 , 3-1998 的規(guī)定。（3） 產品圖樣的編號符合 JB/T5054、5-2000《中華人民共和國機械業(yè)標準 》產品圖樣及設計的完整性。（4） 圖紙標題欄與明細欄符合 GB/T10609. 1-1989GB/T10690. 2-1989 的規(guī)定。（5） 產品圖樣粗糙度的標注符合 GB131-83《表面特征代號及注法 》的規(guī)定。11.2 產品技術文件的審查山西農業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書27（1）產品技術文件名詞、術語符合 ZB/TJ01 和 0351-90《產品圖樣設計文件 術語》及有關規(guī)定。（2）量和單位符合 GB3100、GB3102-93 的規(guī)定。（3）技術文件所用的編碼符合 JB.T8823-1998《機械工業(yè)企業(yè)計算機輔助管理信息分類編碼導則》的規(guī)定。（4）技術文件的完整性符合 JB/T5054.5-2000《產品圖樣及技術文件完整性 》的規(guī)定及相關部門有關具體要求。11.3 標準件的使用情況本設計所使用的緊固件均采用標準的螺栓、螺釘，材料及材料代號也符合國家標準和部頒的標準的相關規(guī)定。11.4 審查結論經過四輪貨車轉向系的標準化審查，認為該設計基本貫徹了國家最新頒發(fā)的各種標準，圖紙和設計文件完整齊全，符合標準化的要求。姜正鶴：銑床夾具設計28致 謝我能順利完成這次畢業(yè)設計我要感謝我的指導老師，他在我做畢業(yè)設計的過程中給了我很多幫助，原本他的事情就多，每次我遇到問題向他請教時他都會很耐心的指導我，并給我提了很多寶貴的意見，正是由于他的寶貴意見才使我的課題得到完善，設計得比較合理，但他不管刮風下雨，在百忙中抽出空余時間來指導我。正是由于他的悉心指導和耐心的教導才使我這么順利地完成這次畢業(yè)設計，因此我要對他說一聲“感謝” 。山西農業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書29參考文獻[1]徐鴻本.《夾具設計手冊》日期 2004 年 03 月[2]田玉順.吳國洪.《銑工》(初級),北京市：《金屬切削理論與實踐》.1998.01[3]顏景平.韓克筠.《機械制造基礎》 中央廣播電視大學出版社 1991.02[4]葛中民.《機械設計基礎》.中央廣播電視大學出版社 1991.10[5]王平嶂.《機械制造工藝與刀具》 2005.03[6]吳拓.方瓊珊.《機械制造工藝與機床夾具課程設計指導》.06.1.1[7]薛源順.《機床夾具設計手冊》.機械工業(yè)出版社。04.4[8]孟少農.《機械加工工藝手冊》.98.03.01[9] 王啟平.《機床夾具設計》.哈爾濱工業(yè)大學出版社[10]龔定安.《機床夾具設計原理》.陜西科學技術出版社[11]王先逵.《機械制造工藝學》.機械工業(yè)出版社[12]王新榮.《機械制造工藝學學習指要》.黑龍江科學技術出版社[13]肖繼德.陳寧平《機床夾具設計》.機械工業(yè)出版社.05.12.19[14]孫已德.《機床夾具圖冊》.北京：機械工業(yè)出版社，1984.[15]貴州工學院機械制造工藝教研室.《機床夾具結構圖冊》.貴陽：貴州任命出版社.1983.[16]李益民.《機械制造工藝設計簡明手冊》.北京：機械工業(yè)出版社。1994[17]艾興.肖詩綱.《切削用量簡明手冊》.北京：機械工業(yè)出版社。1994姜正鶴：銑床夾具設計30
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