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產品型號 對合螺母座 零件圖號 對合螺母座大學 機械加工工序卡片 產品名稱 對合螺母座 零件名稱 對合螺母座 共 1 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 4 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 銑床 X6132 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 Jiaju001 專用夾具 乳化液 工序工時 分 工位器具編號 工位器具名稱 準終 單件 QIJU001 專用器具 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 r min m min mm r mm 進給次數 機動 輔助 1 1 銑 E 面 X6132 銑床 銑夾具 量具 銑刀 800 0 27 0 5 2 2 5min 1min 2 2 夾具回轉 180 銑 F 面 X6132 銑床 銑夾具 量具 銑刀 800 0 27 0 5 2 2 5 min 1 min 設 計 日 期 校 對 日期 審 核 日期 標準化 日期 會 簽 日期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 裝 訂 線 機械加工工藝過程卡片 零件名稱 對合螺母座 材料 HT200 生產綱領 中批生 產 單位 mm 工序號 工序名稱 工序內容 設備 1 鑄 鑄造毛坯 兩件合一 2 熱處理 時效處理 3 刨 1 粗 半精刨燕尾槽 2 粗 半精刨 D 面 牛刨 4 銑 1 銑 E 面 2 夾具回轉 180 銑 F 面 臥式銑床 5 車 1 粗 精車 M 面 2 鉆 擴 38 留余量 3 調頭粗 精車 N 面 臥式銑床 6 鉆 1 鉆孔 7 锪錐孔 11 夾具回轉 180 鉆另一孔 7 锪錐孔 11 2 鉆 擴 鉸 2 12H7 鉆床 7 銑 切割 控制尺寸 4 臥式銑床 8 鉗 去毛刺 9 檢 檢驗 10 磨 磨燕尾槽 兩件合一 磨床 11 磨 磨 38H7 兩件合一 內圓磨床 12 檢 總檢 13 清洗 入庫 1 外文翻譯 機械加工零件的工藝及夾具設計 摘 要 本文 對機械加工零件的結構和工藝進行了分析 確定了機械加工工藝 路線 夾具在機械加工中所占的地位和重要性 以及夾具設計 隨著科學的日益 發(fā)展進步和國家產業(yè)政策的調整 工程機械行業(yè)已成為沒有政策壁壘的完全競爭 行業(yè) 關鍵詞 技術背景 發(fā)展趨勢 工序 定位方案 1 機械加工歷史背景及其意義 機械制造業(yè)是一個古老而永遠充滿生命力的行業(yè) 隨著現代工業(yè)的發(fā)展 對機械產品的要求越來越高 機械制造工藝也在日新月異地發(fā)展 自新中國成 立以來 我國的制造技術與制造業(yè)得到了長足發(fā)展 一個具有相當規(guī)模和一定 技術基礎的機械工業(yè)體系基本形成 改革開放二十多年來 我國制造業(yè)充分利 用國內國外兩方面的技術資源 有計劃地推進企業(yè)的技術改造 引導企業(yè)走依 靠科技進步的道路 使制造技術 產品質量和水平及經濟效益發(fā)生了顯著變化 為推動國民經濟的發(fā)展做出了很大的貢獻 盡管我國制造業(yè)的綜合技術水平有 了大幅度提高 但與工業(yè)發(fā)達國家相比 仍存在階段性差距 進入二十一世紀 我國發(fā)展經濟的主導產業(yè)仍然是制造業(yè) 特別是在我國加入世貿組織后 世界 的制造中心就從發(fā)達國家遷移到了亞洲 我國有廉價的勞動力和廣大的消費市 場 因此 我國工業(yè)要想發(fā)展 就需要有相應的技術和設備來支持 機械工業(yè)是國民經濟的裝備工業(yè) 是科學技術物化的基礎 是高新技術產 業(yè)化的載體 是國防建設的基礎 是實現經濟快速增長的重要支柱 也是為提 高人民生活質量 提供消費類機電產品的供應工業(yè) 它對國民經濟運行的質量 和效益 產業(yè)結構的調整和優(yōu)化具有極其重要的作用 2 機械行業(yè)的現狀及發(fā)展趨勢 隨著社會的發(fā)展 各種機械逐漸運用到各個行業(yè)中 不管是在農用 軍用 工用等方面 離開了機械的操作就談不上效率 因此 從某中角度上來說 一 個國家的經濟實力 社會地位 和機械行業(yè)的發(fā)展是密不可分的 各工業(yè)化國 家經濟發(fā)展的歷程表明 沒有強大的裝備制造業(yè) 就不可能實現國民經濟的工 業(yè)化 現代化和信息化 3 目前裝備制造業(yè)發(fā)展滯后是制約我國經濟發(fā)展和產 業(yè)升級的重要因素 加大結構調整力度 推進機械工業(yè)持續(xù) 健康 穩(wěn)定發(fā)展 對于轉變經濟增長方式 提高國民經濟整體素質 增強我國經濟的國際競爭力 保障國防安全等都具有重要而深遠的意義 3 機械加工工藝規(guī)程制訂 3 1 機械加工工藝過程的定義 機械加工工藝過程是指用機械加工方法改變毛坯的形狀 尺寸 相對位置 和性質等 使其成為成品或半成品的全過程 機械加工工藝過程直接決定零件 及產品的質量和性能 對產品的成本 生產周期都有較大的影響 是整個工藝 過程的重要組成部分 3 2 機械加工工藝過程的組成 組成機械加工工藝過程的基本單元是工序 工序又是由安裝 工位 工步 及走刀組成的 工序是指一個或一組工人 在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所 連續(xù)完成的那一部分工藝過程 工序是制定勞動定額 配備工人及機床設備 安排作業(yè)計劃和進行質量檢驗的基本單元 安裝是工件經一次裝夾后所完成的那一部分工序 當應用轉位 或移位 加工的機床 或夾具 進行加工時 在一次裝夾 中 工件 或刀具 相對于機床要經過幾個位置依次進行加工 在每一個工作 位置上所完成的那一部分工序 稱為工位 采用多工位加工可以減少裝夾的次 數 減少裝夾誤差 提高生產率 工步是加工表面在切削刀具和切削用量 僅指主軸轉速和進給量 都不 變的情況下所完成的那一部分工藝過程 在一個工步中 如果要切掉的金屬層很厚 可分幾次切削 每切削一次 就稱為一次走刀 3 3 機械加工工藝規(guī)程的定義 規(guī)定產品或零部件制造過程和操作方法等的工藝文件 稱為工藝規(guī)程 它 是企業(yè)生產中的指導性技術文件 3 4 機械加工工藝規(guī)程的作用及內容 機械加工工藝規(guī)程是生產準備工作的主要依據 根據它來組織原材料和毛 坯的供應 進行機床調整 專用工藝裝備的設計與制造 編制生產作業(yè)計劃 調配勞動力 以及進行生產成本核算等 機械加工工藝規(guī)程也是組織生產 進行計劃調度的依據 有了它就可以制 定生產產品的進度計劃和相應的調度計劃 并能做到各工序科學地銜接 使生 產均衡 順利 實現優(yōu)質 高產和低消耗 機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片 是兩個主要的工藝文件 機 械加工工藝過程卡片 是說明零件加工工藝過程的工藝文件 在單件 小批量 生產中 以機械加工工藝過程卡片指導生產 過程卡的各個項目編制較為詳細 機械加工工序卡片是為每個工序詳細制定的 用于直接指導工人進行生產 多 用于大批量生產的零件和成批生產中的重要零件 3 5 制訂機械加工工藝規(guī)程的原則及步驟 在一定的生產條件下 以最少的勞動消耗和最低的費用 按計劃加工出符 合圖紙要求的零件 是制訂機械加工工藝規(guī)程的基本原則 制訂機械加工工藝規(guī)程的步驟如下 根據零件的生產綱領決定生產類型 分析零件加工的工藝性 選擇毛坯的種類和制造方法 擬訂工藝過程 工序設計 編制工藝文件 4 夾具設計 4 1 夾具設計的意義 在機械行業(yè)中 如何去保證工件的高精度 加工的成本等實質性問題 一 直是從事于機械行業(yè)人員研究的問題 其中在設計夾具的時候就要考慮以上問 題 高效的夾具是工件高精度的保證 如何讓夾具更高效 更經濟 這是行業(yè) 人急需要解決的 隨著社會的發(fā)展 科技的不斷提高 各種高科技技術逐漸滲透到各個行業(yè) 如何利用這些高科技為人類服務 如何充分利用這些高科技在機械行業(yè)中 這 還需要機械行業(yè)人員不斷的努力 開拓創(chuàng)新 隨著科學技術的發(fā)展 和社會市場需要 夾具的設計在逐步的超向柔性制 造系統(tǒng)方向發(fā)展 迄今為止 夾具仍是機電產品制造中必不可缺的四大工具之一 刀 具本身已高度標準化 用戶只需要按品種 規(guī)格選用采購 而模具和夾具則和產 品息息相關 產品一有變化就需重新制作 通常是屬于專用性質的工具 模具已發(fā) 展成為獨立的行業(yè) 夾具在國內外也正在逐漸形成一個依附于機床業(yè)或獨立的小 行業(yè) 組合夾具不僅具有標準化 模塊化 組合化等當代先進設計思想 又符 合節(jié)約資源的原則 更適合綠色制造的環(huán)境保護原理 所以是今后夾具技術的一 個重要發(fā)展方向單位 機床夾具通常是指裝夾工件用的裝置 至于裝夾各種刀具用的裝置 則一般 稱為 輔助工具 輔助工具有時也廣義地包括在機床夾具的范圍內 按照機床 夾具的應用范圍 一般可分為通用夾具 專用夾具和可調整式夾具等 通用夾具是在普通機床上一般都附有通用夾具 如車床上的卡盤 銑床上的 回轉工作臺 分度頭 頂尖座等 它們都一標準化了 具有一定的通用性 可以用 來安裝一定形狀尺寸范圍內的各種工件而不需要進行特殊的調整 但是 在實際 生產中 通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要 或者因為生產率低而必 須把通用夾具進行適當的改進 或者由于工件的形狀 加工的要求等的不同須專 門設計制造一種專用夾具 以解決生產實際的需要 用夾具是為了適應某一工件的某一工序加工的要求而專門設計制造的 其功 用主要有下列幾個方面 1 保證工件被加工表面主要包括加工工件所需要的機動 時間和裝卸工件等所需要的輔助時間兩部分 2 采用專用夾具后 安裝工件和轉 換工位的工作都可以大為簡化 不再需要畫線和找正 縮短了工序的輔助時間并 且節(jié)省了畫線這個工序 從而提高了勞動生產率 在生產中由于采用了多工件平 行加工的夾具 使同時加工的幾個工件的機動時間將與加工一個工件的機動時間 相同 采用回轉式多工位連續(xù)加工夾具 可以在進行切削加工某個工件的同時 進行其它工件的裝卸工作 從而使輔助時間與機動時間相重合 總之 隨著專用 夾具的采用和進一步改善 可以有效地縮短工序時間 滿足生產不斷發(fā)展的需要 3 采用專用夾具還能擴大機床的工藝范圍 例如在普通車床上附加鏜模夾具后 便可以代替鏜床工作 裝上專用夾具后可以車削成型表面等 以充分發(fā)揮通用機 床的作用 4 減輕勞動強度 保障安全生產 根據生產需要 采用一些氣動 液壓 或其它機械化 自動化程度較高的專用夾具 對于減輕工人的勞動強度 保障生產 安全和產品的穩(wěn)質高產都有很大作用 加工大型工件時 例如加工車床床身上 下兩面上的螺孔 需要把床身工件翻轉幾次進行加工 勞動強度大而且不安全 采用電動回轉式鉆床家具后 就能夠達到提高生產效率 減輕勞動強度 保障生產 安全的目的 4 2 夾具的發(fā)展趨勢 工業(yè)設計是人類社會發(fā)展和科學技術進步的產物 從英國莫里斯的 工藝 美術運動 到德國的包豪斯設計革命以及美國的廣泛傳播與推廣 工業(yè)設計 經過了醞釀 探索 形成 發(fā)展百余年的歷史滄桑 時至今日 工業(yè)設計已成 為一門獨立的專業(yè)學科 并且有一套完整的研究體系 1980 年國際工業(yè)設計協(xié)會理事會 ICSID 給工業(yè)作了明確定義 就批 量生產的工業(yè)產品而言 憑借訓練 技術知識 經驗及視覺感受 而預示材料 結構 構造 形態(tài) 色彩 表面加工 裝飾以新的品質和規(guī)格 叫做工業(yè)設計 根據當時的具體情況 工業(yè)設計師應在上述工業(yè)產品全部側面或其中幾個方面 進行工作 而且需要工業(yè)設計師對包裝 宣傳 展示 市場開發(fā)等問題的解決 付出自己的技術知識和經驗以及視覺評價能力時 這也屬于工業(yè)設計的范疇 材料 結構 工藝是產品設計的物質技術基礎 一方面 技術制約著設計 另一方面 技術也推動著設計 從設計美學的觀點看 技術不僅僅是物質基礎 還具有其本身的 功能 作用 只要善于應用材料的特性 予以相應的結構形 式和適當的加工工藝 就能夠創(chuàng)造出實用 美觀 經濟的產品 即在產品中發(fā) 揮技術潛在的 功能 任何設計都是時代的產物 它的不同的面貌 不同的特征反映著不同歷史 時期的科學技術水平 技術是產品形態(tài)發(fā)展的先導 新材料 新工藝的出現 必然給產品帶來新的結構 新的形態(tài)和新的造型風格 材料 加工工藝 結構 產品形象有機地聯系在一起的 某個環(huán)節(jié)的變革 便會引起整個機體的變化 現在 機械加工工藝及夾具隨著制造技術的發(fā)展也突飛猛進 機械加工工 藝以各個工廠的具體情況不同 其加工的規(guī)程也有很大的不同 突破已往的死 模式 使其隨著情況的不同具有更加合理的工藝過程 也使產品的質量大大提 高 制定加工工藝雖可按情況合理制定 但也要滿足其基本要求 在保證產品 質量的前提下 盡可能提高勞動生產率和降低加工成本 并在充分利用本工廠 現有生產條件的基礎上 盡可能采用國內 外先進工藝技術和經驗 還應保證 操作者良好的勞動條件 但我國現階段還是主要依賴工藝人員的經驗來編制工 藝 多半不規(guī)定工步和切削用量 工時定額也憑經驗來確定 十分粗略 缺乏 科學依據 難以進行合理的經濟核算 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 工件種類總數的 85 左右 現代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新換代 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 1 能迅速而方便地裝備新產品的投產 以縮短生產準備周期 降低生產成 本 2 能裝夾一組具有相似性特征的工件 3 能適用于精密加工的高精度機床夾具 4 能適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具 5 采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置 以進一步減輕勞動強度和提 高勞動生產率 6 提高機床夾具的標準化程度 現代機床夾具的發(fā)展趨勢主要表現為標準化 高效化 精密化和柔性化等 四個方面 利用更好的夾具 可以提高勞動生產率 提高加工精度 減少廢品 可以 擴大機床的工藝范圍 改善操作的勞動條件 因此 夾具是機械制造中的一項 重要的工藝裝備 一個好的夾具是加工出合格產品的首要條件 為了讓夾具有 更好的發(fā)展 夾具行業(yè)應加強產 學 研協(xié)作的力度 加快用高新技術改造和 提升夾具技術水平的步伐 創(chuàng)建夾具專業(yè)技術網站 充分利用現代信息和網絡 技術 與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術 主動與國外夾具廠商聯系 爭取合資 與合作 引進技術 這是改造和發(fā)展我國夾具行業(yè)較為行之有效的途徑 參考文獻 1 裘愉 組合機床 北京 機械工業(yè)出版社 1995 2 金振華 組合機床及其調整與使用 北京 機械工業(yè)出版社 1990 3 沈延山 生產實習與組合機床設計 大連 大連理工大學出版社 1989 4 上海市大專院校機械制造工藝學協(xié)作組編著 機械制造工藝學 福建科學 技術出版社 1996 5 王華坤 范元勛 機械設計基礎 北京 兵器工業(yè)出版社 2000 6 馮辛安 機械制造裝備設計 北京 機械工業(yè)出版社 1998 7 陳日曜 機械原理 北京 機械工業(yè)出版社 1992 8 方子良 機械制造技術基礎 上海 上海交通大學出版社 2004 9 劉秋生 李忠文 液壓傳動與控制 北京 宇航出版社 1994 10 陳于萍 周兆元 互換性與測量技術基礎 北京 機械工業(yè)出版社 2005 11 東北重型機械學院等 機床夾具設計手冊 上海 上?？萍技夹g出版社 1979 12 機械設計手冊 聯合編寫組 機械設計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1987 13 王先逵 機械制造工藝學 上下冊 北京 清華大學出版社 1989 14 崇凱 機械制造技術基礎課程設計指南 15 黃如林 汪群 金屬加工工藝及工裝設計 16 魯屏宇 工程圖學 17 馮辛安 機械制造裝備設計 18 Gell Maurice Materials Science and Engineering 1995 A204 246 251 19 X Chen J W Hutchinson M Y He A G Evans Acta Mater 51 2003 2017 1 大學 課程設計 論文 題 目 對合螺母座工 藝 及銑 E 面夾具設計 所屬系部 所屬專業(yè) 機械設計與制造 所屬班級 學 號 學生姓名 指導教師 起訖日期 目 錄 2 1 機床夾具概述 3 2 被加工零件的結構特點及制定工序的加工要求 6 3 定設計方案的討論 8 4 切削力及夾緊分析計算 9 5 誤差分析與計算 12 6 對刀裝置設計 13 7 夾具操作步驟分析和可靠性預測 13 8 編寫主要夾具非標準零件的加工工藝規(guī)程 14 9 總結 15 10 參考文獻 15 1 機床夾具概述 設計的是銑床夾具 目的是銑 E 面 夾具回轉 180 銑 F 面 其中用到的設備為臥式銑床 X6132 生產綱領為中批生產 3 在對工件進行機械加工時 為了保證加工的要求 首先要使工件相對道具 及機床有正確的位置 并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動 因 此 在進行機械加工前 先要將工件裝夾好 機床夾具的組成 1 定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據正確的位置 2 夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢 保證工件在加工過程中受到外 力 切削力等 作用時不離開已經占據的正確的正確位置 3 對刀或導向裝置 其作用是確定刀具相對定位元件的正確位置 X 連接原件 其作用是確定夾具在機床上的正確位置 5 夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件 通過它將夾具的所有元件連接 成一個整體 6 其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設置的元件或裝置 根 據加工需要 有些夾具上設置分度裝置 靠模裝置 為能方便 準確定位 常 設置預定位裝置 對于大型夾具 常設置吊裝元件等 以上各組成部分中 定位元件 夾緊裝置和夾具體是機床夾具的基礎組成 部分 機床的分類 機床夾具種類繁多 可以從不同的角度對機床夾具進行分類 按夾具的使用特點可分為 通用夾具 專用夾具 可調夾具 組合夾具 拼裝夾具 按使用機床可分為 車床夾具 銑床夾具 鉆床夾具 鏜床夾具 齒輪機 床夾具 數控機床夾具 自動機床夾具 自動線隨行夾具以及其他機床夾具 按夾緊的動力源可分為 手動夾具 氣動夾具 液壓夾具 氣液增力夾具 電磁夾具以及真空夾具等 工件的裝夾方法 工件裝夾的方法有兩種 將工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上 將工件裝夾在家具上 4 采用第一種方法裝夾的效率低 一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃 線 劃出加工表面的尺寸和位置 裝夾時 用劃針或面分表找正后再夾緊 一 般用于單件和小批生產 批量較大時 都采用夾具裝夾工件 采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點 a 保證加工精度 穩(wěn)定加工質量 b 縮短輔助時間 提高勞動生產率 c 擴大機床的使用范圍 實現 一機多能 d 改善工人的勞動條件 降低生產成本 工件在夾具中的定位 1 工件的定位的基本原理 六點定則 用合理分布的六個支承點限制工件的六個自由度 使工件在夾具中的位置 完全確定 稱為 六點定位原則 簡稱 六點定則 六點定則是工件定位的基本法則 用于實際生產時 起支承點作用的是一 定形狀的幾何體 這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件 限制工件自由度與加工要求的關系 工件定位時 影響加工要求的自由度必須限制 不影響加工要求的自由度 有時要限制 有時可不限制 視具體情況而定 習慣上 工件的六個自由度都 限制了的定位稱為完全定位 工件限制的自由度少于六個 但能保證加工要求 的定位稱為不完全定位 在工件定位時 以下情況允許不完全定位 a 加工通孔或通槽時 沿貫通軸的位置自由度可不限制 b 毛坯 本工序加工前 是軸對稱時 繞對稱軸的角度自由度可不限制 c 加工貫通的平面時 除可不限制沿兩個貫通軸的位置自由度外 還可不 限制繞垂直加工面的軸的角度自由度 夾具上的定位元件重復限制工件的同一個或幾個自由度的定位稱為重復定 位 重復定位分兩種情況 當工件的一個或幾個自由度被重復限制 并對加工 產生有害影響的重復定位 稱為不可用重復定位 它將造成工件定位不穩(wěn)定 降低加工精度 使工件或定位元件產生變形 甚至無法安裝和加工 因此 不 5 可用重復定位是不允許的 當工件的一個或幾個自由度被重復限制 但仍能 滿足加工要求 即不但不產生有害影響 反而可增強工件裝夾剛度的定位 稱 為可用重復定位 在生產實際中 可用重復定位被大量采用 基準 對定位元件的基本要求 定位基準的選擇 定位基準的選擇 應盡量使工件的定位基準與工序基準相重合 盡量用精 基準作為定位基準 遵守基準統(tǒng)一原則 應使工件安裝穩(wěn)定 加工中所引起的 變形最小 應使工件定位方便 夾緊可靠 對定位元件的基本要求 足夠的精度 足夠的強度和剛度 耐磨性好 工藝性好 便于清理切削 2 工件定位方式及其定位元件 a 工件以平面定位 工件以平面作為定位基準時 所用定位元件一般可分 為主要支承和輔助支承 主要支承用來限制工件的自由度 具有獨立定位的作 用 輔助支承用來加強工件的支承剛性 不起限制工件自由度的作用 b 工件以圓柱孔定位 工件以圓柱孔為定位基準 如套類 齒輪 撥叉等 此種定位方式所用的定位元件有圓柱定位銷 定位心軸和圓錐定位銷等 c 工件以外圓柱面定位 工件以外圓柱面定位時 常用的定位元件有 V 形塊 定位套和半圓套 定位誤差的分析 造成定位誤差的原因有兩個 一是定位基準與工序基準不重合 由此產生 基準不重合誤差 b 二是定位基準與限制位基準不重合 由此產生基準 位移誤差 y 基準不重合誤差 b 是一批工件逐個在夾具上定位時 定位基準與工序基準不 重合而造成的加工誤差 其大小為定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影 基準位移誤差 y 是一批工件逐個在夾具上定位時 定位基準相對于限位基準 的最大變化范圍在加工尺寸方向上的投影 夾緊裝置的組成 1 夾緊裝置的種類繁多 綜合起來其結構均由兩部分組成 動力裝置 產生夾緊力 動力裝置是產生原始作用力的裝置 按夾緊力的 6 來源 夾緊分手動夾緊和機動夾緊 手動夾緊是靠人力 機動夾緊是采用動力 裝置 常用的動力裝置有液壓裝置 氣動裝置 電磁裝置 電動裝置 氣 液聯 動裝置和真空裝置等 夾緊裝置 傳遞夾緊力 動力裝置所產生的力或人力要正確地作用到工件 上 需有適當的傳動機構 傳遞機構是把原動力傳遞給夾緊裝置 它由兩種構 件組成 一是接受原始作用力的構件 二是中間傳力機構 2 夾緊裝置的設計要求 夾緊裝置的設計和選用是否正確 都保證工件的精度 提高生產率和減輕 工人勞動強度有很大的影響 因此 夾緊裝置應滿足以下要求 夾緊過程中 不能破壞工件在定位時所處的正確位置 b 夾緊力的大小適當 保證工件在整個加工過程中的位置穩(wěn)定不變 夾緊 可靠牢固 振動小 又不超出允許的變形 c 夾緊裝置的復雜程度應與工件的生產綱領相適應 工件生產批量越大 越應設計較復雜 效率較高的夾緊裝置 d 具有良好的結構工藝性 力求簡單 便于制造維修 操作安全方便 并 且省力 2 被加工零件的結構特點及制定工序的加工要求 利用本夾具主要用來銑 E 面 夾具回轉 180 銑 F 面 為了保證技術要求 最關鍵是找到定位基準 同時 應考慮如何提高勞動生 產率和降低勞動強度 結構特點 可根據零件的工藝路線 工序號 工序名稱 工序內容 設備 7 1 鑄 鑄造毛坯 兩件合一 2 熱處理 時效處理 3 刨 1 粗 半精刨燕尾槽 2 粗 半精刨 D 面 牛刨 4 銑 1 銑 E 面 2 夾具回轉 180 銑 F 面 臥式銑床 5 車 1 粗 精車 M 面 2 鉆 擴 38 留余量 3 調頭粗 精車 N 面 臥式銑床 6 鉆 1 鉆孔 7 锪錐孔 11 夾具回轉 180 鉆另一孔 7 锪錐孔 11 2 鉆 擴 鉸 2 12H7 鉆床 7 銑 切割 控制尺寸 4 臥式銑床 8 鉗 去毛刺 9 檢 檢驗 10 磨 磨燕尾槽 兩件合一 磨床 11 磨 磨 38H7 兩件合一 內圓磨床 12 檢 總檢 13 清洗 入庫 零件有兩個以加工平面 故可用擋板對其定位 另外零件還有兩 個燕尾槽 零件總體尺寸相對較小和具有一定的對稱性 1 研究工藝過程 分析該工序所加工的部位 加工要求 定位 夾緊部分和前后加工工序的關系等 工藝過程見機械加工過程卡片 該工序為銑兩端面孔 因此 可以用彈簧擋板對其定位 這樣可以減少誤差 另外零件還有 兩個燕尾槽因此可以用相應的擋板對其進行定位 夾緊可以通 過活動擋板對其進行壓緊 根據工藝路線可知 加工銑 E 面 夾具回轉 180 銑 F 面加工之前 只加 工了粗 半精刨燕尾槽 粗 半精刨 D 面 所以設計夾具的時候要選擇精基準 8 的時候只能選擇燕尾槽面或 D 面作為精基準 此時零件的形狀如下圖 3 定設計方案的討論 由零件圖可知 加工銑 E 面 夾具回轉 180 銑 F 面加工之前 只加工了 粗 半精刨燕尾槽 粗 半精刨 D 面 因此 定位 夾緊方案有 方案 選底平面 和側面定位夾緊方式用操作簡單 通用性較強的活動 V 型塊來夾緊 9 方案 選一面兩銷定位方式 2 面用擋銷 夾緊方式用操作簡單 通用 性較強的移動壓板來夾緊 分析比較上面二種方案 方案 中的定位是不正確的 擋銷的位置是固定 且定位與夾緊應分開 因夾緊會破壞定位 通過比較分析只有方案 滿足要求 從而保證其尺寸公差要求 開始設計是直接用夾具體作為定位面 用久后磨損會造成大的誤 差 兩端沒有做成活動的 這樣不好安裝 后來改成可以單獨使 用的零件 這樣可以壞掉及時更換 取得很好的經濟效益 為了使定位誤差達到要求的范圍之內 這種定位在結構上簡單易操作 4 切削力及夾緊分析計算 刀具 面銑刀 硬質合金 刀具有關幾何參數 015 01 頂 刃 0n 側 刃 601 5 30rK 2 5Lm2Z 8 famzmap 2 由參考文獻 5 5 表 1 2 9 可得銑削切削力的計算公式 0 8 10 pzFafDBzn 有 9 8 1 10 135254836 2 N 根據工件受力切削力 夾緊力的作用情況 找出在加工過程中對夾緊最不 利的瞬間狀態(tài) 按靜力平衡原理計算出理論夾緊力 最后為保證夾緊可靠 再 乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值 即 FKW 安全系數 K 可按下式計算 6543210 式中 為各種因素的安全系數 查參考文獻 5 1 2 1 可知其公6 式參數 123456 0 3KK 由此可得 1 10 31 056 所以 845 WFN 由計算可知所需實際夾緊力不是很大 為了使其夾具結構簡單 操作方便 決定選用手動螺旋夾緊機構 夾緊力的確定 10 夾緊力方向的確定 夾緊力應朝向主要的定位基面 夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向 1 夾緊力作用點的選擇 a 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內 b 夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位上 這樣可以防止或減少工件 變形變形對加工精度的影響 c 夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面 3 夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小 必須知道加工過程中 工件所受到的切削力 離心力 慣性力及重力等 然后利用夾緊力的作用應與上述各力的作用平衡而 計算出 但實際上 夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性 夾緊機構的傳遞效率 等有關 而且 切削力的大小在加工過程中是變化的 因此 夾緊力的計算是 個很復雜的問題 只能進行粗略的估算 估算的方法 一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài) 估算此狀態(tài)下所需的夾 緊力 二是只考慮主要因素在力系中的影響 略去次要因素在力系中的影響 估算的步驟 a 建立理論夾緊力 FJ 理與主要最大切削力 FP 的靜平衡方程 FJ 理 FP b 實際需要的夾緊力 FJ 需 應考慮安全系數 FJ 需 KFJ 理 c 校核夾緊機構的夾緊力 FJ 是否滿足條件 FJ FJ 需 夾具的夾緊裝置和定位裝置 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯系在一起的 定位問題已在 前面研究過 其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度 僅僅定好位在大多數場合下 還無法進行加工 只有進而在夾具上設置相 應的夾緊裝置對工件進行夾緊 才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務 夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置 以便在切削 力 重力 慣性力等外力作用下 不發(fā)生移動和震動 確保加工質量和生產安 全 有時工件的定位是在夾緊過程中實現的 正確的夾緊還能糾正工件定位的 不正確 11 一般夾緊裝置由動源即產生原始作用力的部分 夾緊機構即接受和傳遞原始作 用力 使之變?yōu)閵A緊力 并執(zhí)行夾緊任務的部分 他包括中間遞力機構和夾緊 元件 考慮到機床的性能 生產批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊 螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式 利用螺旋桿直接夾緊元件 或者 與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件 是應用最廣泛的一種夾緊機 構 螺旋夾緊機構中所用的螺旋 實際上相當于把契繞在圓柱體上 因此他的 作用原理與斜契是一樣的 也利用其斜面移動時所產生的壓力來夾緊工件的 不過這里上是通過轉動螺旋 使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的 典型的螺旋夾緊機構的特點 1 結構簡單 2 擴力比大 3 自瑣性能好 4 行程不受限制 5 夾緊動作慢 夾緊裝置可以分為力源裝置 中間傳動裝置和夾緊裝置 在此套夾具中 中間傳動裝置和夾緊元件合二為一 力源為機動夾緊 通過螺栓夾緊移動壓板 達到夾緊和定心作用 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉 通過螺栓夾緊移動壓板 實現對 工件的夾緊 并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板 通過精確的圓弧定位 實現定心 此套移動壓板制作簡單 便于手動調整 通 過松緊螺栓實現壓板的前后移動 以達到壓緊的目的 壓緊的同時 實現工件 的定心 使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上 查參考文獻 5 1 2 26 可知螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算 螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有 210 tgtQLWz 式中參數由參考文獻 5 可查得 6 2 76zr 901052 29 其中 3 Lm 8N 螺旋夾緊力 04 該夾具采用螺旋夾緊機構 用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件 12 由表 得 原動力計算公式 261 001KLWl 即 0478 23 932 75 KWLNl 由上述計算易得 K 由計算可知所需實際夾緊力不是很大 為了使其夾具結構簡單 操作方便 決定選用手動螺旋夾緊機構 5 誤差分析與計算 為了滿足工序的加工要求 必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī) 定的尺寸公差 gwj 與機床夾具有關的加工誤差 一般可用下式表示 j MjjWDAZWj 由參考文獻 5 可得 定位誤差 11minDWd 2i 2min DdJarctgL 其中 10 52Dm 20D d 3d in in4 夾緊誤差 cos minaxyj 其中接觸變形位移值 1 9 62nHBZyRaZkNl 查 5 表 1 2 15 有 10 4 0 42 0 7zKC cos8jym 磨損造成的加工誤差 通常不超過Mj 5 夾具相對刀具位置誤差 取AD01 誤差總和 0 853jw 從以上的分析可見 所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求 13 6 對刀裝置設計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中 一般使用兩個 其距離盡可能布置的 遠些 通過定向鍵與銑床工作臺 T 形槽的配合 使夾具上定位元件的工作表面 對于工作臺的送進方向具有正確的位置 定向鍵可承受銑削時產生的扭轉力矩 可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷 加強夾具在加工中的穩(wěn)固性 7 夾具操作步驟分析和可靠性預測 如前所述 應該注意提高生產率 但該夾具設計采用了手動夾緊方式 在 夾緊和松開工件時比較費時費力 由于該工件體積小 經過方案的認真分析和 比較 選用了手動夾緊方式 螺旋夾緊機構 這類夾緊機構結構簡單 夾緊可 靠 通用性大 在機床夾具中很廣泛的應用 此外 當夾具有制造誤差 工作過程出現磨損 以及零件尺寸變化時 影 響定位 夾緊的可靠 為防止此現象 選用可換定位銷 以便隨時根據情況進 行調整換取 優(yōu)點 穩(wěn)定性高 夾具體積小 易于在車床上安裝與拆卸 缺點 對車床的適應性低 沒有凸臺 車削的面積大 用久后夾具磨損會 使定位誤差增大 夾具的主要零件技術要求的分析 夾具體 鑄件不允許有裂紋 氣孔 沙眼 疏松 幾個重要面的平行度和 垂直度要保證 14 8 編寫主要夾具非標準零件的加工工藝規(guī)程 零件名稱 夾具體 材料 HT200 生產綱領 單個 單位 mm 工序號 工序名稱 工序內容 設備 1 鑄 鑄造毛坯 2 熱處理 時效處理 3 銑 1 銑底面 2 銑與定位鍵配合 的面 臥式銑床 X6132 4 銑 銑上表面各個小凸 臺 立式銑床 X52K 5 銑 銑夾具體兩側 U 型 槽 立式銑床 X52K 6 鉆 1 鉆 M8 底孔 6 8 2 鉆兩 M6 底孔 5 3 鉆兩 M5 底孔 4 2 4 鉆 10 孔 5 鉆四個 5 孔 6 鉆兩 6 銷孔 鉆床 7 攻螺紋 1 攻兩 M8 2 攻兩 M6 3 攻兩 M5 鉆床 8 鉗 去毛刺 9 檢 檢驗 10 檢 總檢 11 清洗 入 清洗 入庫 15 庫 9 總結 通過為期一個半星期的課程設計使我加深了對機械制造基礎這一門課程實用 性的理解 也是我明白了工廠里面工人操作流程 對于一個產品的生產流程 加工工藝規(guī)程 我有了一些粗層次的了解 我認為出去以后當我看到那一張張 工序卡片 工藝卡片 我一定能看懂它 感謝有這樣一次機會 感謝我們團體 成員為這次課程設計所付出的辛勤努力 以及傅老師的指導 10 參考文獻 1 盧秉恒 機械制造技術基礎 北京 機械工業(yè)出版社 2007 12 2 孟少農 機械加工工藝手冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 1991 3 柯建宏 賓鴻贊 機械制造技術基礎課程設計 華中科技大學出版社 2006 4 鄭修本 機械制造工藝學 M 北京 機械工業(yè)出版社 1999 5 鄒青 機械制造技術基礎課程設計指導教程 機械工業(yè)出版社 2004