十字頭加工工藝及鉆Φ20銷孔夾具設計【三維SW模型】【含CAD圖紙】

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陜西理工大學課程設計 課程設計說明書 實踐環(huán)節(jié)名稱 課程設計Ⅲ 學生姓名 劉柯 學號 1615014215 所在學院 機械工程學院 專業(yè)班級 機自 1607 指導教師 朱紀躍 2020年 1 月 6 日 Ⅰ 目 錄 緒論 1 1零件分析 4 1.1零件的作用 4 1.2零件圖紙分析 4 1.3零件工藝分析 4 2工藝規(guī)程的制定 6 2.1毛坯類型 6 2.2毛坯余量確定 6 2.2.1確定加工表面的加工方法 6 2.2.2毛坯圖 6 3機械工藝路線確定 7 3.1定位基準的選擇 7 3.1.1粗基準的選擇 7 3.1.2精基準的選擇 7 3.2加工順序的安排 7 3.3加工階段的劃分說明 7 3.4加工工序簡圖 7 3.5設備及其工藝裝備確定 8 3.6切削用量及工時定額確定 8 4夾具設計說明書 11 4.1 4×M6的螺紋孔夾具 12 4.1.1工序定位分析 12 4.1.2選擇定位元件 12 4.2鉆床夾具設計(Φ20銷孔) 12 4.2.1工序定位分析 12 4.1.2選擇定位原件 12 4.1.3操作的簡要說明 13 4.3擴φ孔夾具 16 4.3.1工序定位分析 16 4.3.2選擇定位原件 16 4.4精車外圓夾具的設計 16 4.5銑35的方孔夾具 16 4.5.1定位基準的選擇 16 4.5.2定位元件的設計 17 4.5.3定位誤差分析 17 4.5.4夾具體槽形與對刀裝置設計 17 4.2.6夾緊裝置及夾具體設計 19 4.2.7夾具設計及操作的簡要說明 19 致謝 20 附錄Ⅰ 21 附錄Ⅱ 26 參考文獻 28 II 緒論 隨著我國市場經(jīng)濟的發(fā)展，機械工業(yè)充分利用國內外兩方面的技術資源，有計劃地進行企業(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(chǎn)品質量和水平以及經(jīng)濟效益有了很大的提高，為繁榮國內市場、擴大出口創(chuàng)匯、推動國民經(jīng)濟的發(fā)展起了重要作用。 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認識到，夾具與操作人員改進工作及機床性能的提高有著密切的關系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備。 隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流，為了適應機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高的要求。 目前，大批量生產(chǎn)正逐漸成為現(xiàn)代機械制造業(yè)新的生產(chǎn)模式。在這種模式中，要求加工機床和夾具裝備具有更好的柔性，以縮短生產(chǎn)準備時間、降低生產(chǎn)成本，所以，按手動夾緊的方法已不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求，而氣動、液壓夾緊等夾具正是適應這一生產(chǎn)模式的工裝設備。它對縮短工藝裝備的設計、制造周期起到至關重要的作用。國外為了適應這種生產(chǎn)模式，也把柔性制造系統(tǒng)作為開發(fā)新產(chǎn)品的有效手段，并將其作為機械制造業(yè)的主要發(fā)展。 夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。 a.高精隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對夾具的制造精度要求更高高精度夾具的定位孔距精度高達±5μm，夾具支承面的垂直度達到0.01mm/300mm，平行度高達0.01mm/500mm。德國demmeler（戴美樂）公司制造的4m長、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以內；夾具重復安裝的定位精度高達±5μm；瑞士EROWA柔性夾具的重復定位精度高達2～5μm。機床夾具的精度已提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然，為了適應不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇。 b.高效為了提高機床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用1～2秒，夾具結構簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機床上安裝與調整夾具的時間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機床夾具的安裝與校正。采用美國Jergens（杰金斯）公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內就能將夾具定位和鎖緊在機床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機時間，提高生產(chǎn)效率的作用。 c.模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎。利用模塊化設計的系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術開發(fā)的基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設計為夾具的計算機輔助設計與組裝打下基礎，應用CAD技術，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設計與服務的通用化、遠程信息化和經(jīng)營電子商務化。 d.通用、經(jīng)濟夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。德國demmeler（戴美樂）公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費用低，經(jīng)濟實用才有推廣應用的價值。具都顯得尤為重要，6現(xiàn)在，柔性專機、可重新配置的機床及專用加工中心的組合應用，使得發(fā)動機零件的加工變得越來越柔性化，具體情況取決于每個加工項目的產(chǎn)量配額，使用液壓夾具的主要優(yōu)勢是能節(jié)省夾緊和松卸工件時所花的大量的時間。有關統(tǒng)計資料表明液壓夾緊相比機械夾緊節(jié)省90%~95%的時間，縮小了生產(chǎn)循環(huán)周期，從而增加了產(chǎn)量也就意味著降低了成本。 綜上，根據(jù)機械加工工藝及夾具設計的發(fā)展方向，現(xiàn)在的一般加工條件已不能滿足現(xiàn)在的技術要求。所以以后的多為數(shù)控技術、自動化技術、系統(tǒng)化。主要體現(xiàn)其高效率、高精度、高可靠性、專業(yè)化程度深。這就要求從事這方面的高科技人才，就我們現(xiàn)在所學的知識還遠遠不夠。所以我們在以后的學習工作中要多學習這些方面的知識，不斷的充實自己，使自己的綜合能力不斷提高，從而跟上科技發(fā)展的腳步。 1零件分析 1.1零件的作用 十字頭是連接活塞與連桿的零件，它具有導向作用。壓縮機中大量采用連桿小頭放在十字頭體內的閉式十字頭，少數(shù)壓縮機采用與叉形連桿相配的開式十字頭。十字頭與活塞桿的連接型式分為螺紋連接、聯(lián)接器連接、法蘭連接等。螺紋連接結構簡單，易調節(jié)氣缸中的止點間隙。但是調整時需轉動活塞，且在十字頭體上切削螺紋時，經(jīng)多次拆裝后極易磨損，不易保證精度要求。故這種結構常用于中、小型壓縮機上。不在十字頭體上切削螺紋，而采用兩螺母夾持固定的結構，可用于大、中型壓縮機。聯(lián)接器和法蘭連接結構，使用可靠，調整方便，使活塞桿與十字頭容易對中。但結構復雜笨重，多用在大型壓縮機上。十字頭與連桿的連接由十字頭銷來完成。 1.2零件圖紙分析 圖1.1 十字頭零件圖 由零件圖可知，該零件形狀較為復雜、外形尺寸不大。由于該零件的兩個φ20孔要求較高，它的表面質量直接影響工作狀態(tài)，通常對其尺寸要求較高。一般為IT5-IT8。加工時兩φ20孔的同軸度應該控制在0.01mm。φ85外圓的尺寸它直接影響孔在空間的位置，加工時可以將其加工精度降低，通過裝配來提高精度。 1.3零件工藝分析 有十字頭零件的工作環(huán)境和工作要求可知，φ20孔、螺紋端面為其主要工作表面，距離35mm的兩圓臺表面為重要加工表面。所以在加工的時候，這三個重要表面的位置就顯得很重要，但是十字頭外表面是面與螺紋孔的結合，所以在加工時很難定位，這就對加工這幾個特征時夾具的設計有了比較困難的要求。 2工藝規(guī)程的制定 2.1毛坯類型 十字頭零件的材料為HT200，十字頭內部結構較為復雜是兩圓柱體相貫的結合體，常規(guī)的鑄造方式不能進行拔模。根據(jù)零件的形狀復雜程度、適用材料、生產(chǎn)類型、精度等級等要求查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.3-1選擇熔模鑄造為毛坯的鑄造方式。 2.2毛坯余量確定 2.2.1確定加工表面的加工方法 Φ85圓柱面，選擇粗車及磨外圓查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-2及表2.3-4得加工余量為1.5mm，兩端面選擇粗銑、半精銑查表得加工余量為3mm；距離35mm兩表面選擇粗銑，半精銑查表得加工余量為2.5mm；Φ20銷孔選擇擴孔、鉸孔查遍的加工余量為1.5mm；Φ20孔選擇鉆削加工查表得余量為2.5mm；Φ65凹臺為簡化毛坯鑄造則與Φ55貫通鑄造；螺紋孔實心鑄出。 2.2.2毛坯圖 圖2.1 十字頭毛坯圖 3機械工藝路線確定 3.1定位基準的選擇 3.1.1粗基準的選擇 以毛坯外圓為粗基準。 3.1.2精基準的選擇 選擇十字頭φ85外圓及螺紋孔端面作定位精基準，選擇十字頭螺紋孔端面與外圓作定位基準，符合基準重合原則。 3.2加工順序的安排 十字頭零件加工順序為先面后孔，這樣可以用加工好的平面定位再來加工孔，因為軸承座孔的精度要求較高，加工難度大，先加工好平面，再以平面為精基準加工孔，這樣即能為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的精基準，同時可以使孔的加工余量較為均勻 3.3加工階段的劃分說明 加工階段分為：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段。 3.4加工工序簡圖 表1.1 加工工序簡圖 工序號 工 名序 稱 工 序 內 容 1 鑄造 鑄造，清理 2 熱處理 時效 3 車 粗車φ85外圓保證尺寸φ85.8±0.10，車兩側倒角 4 銑 粗，精銑螺紋孔端面，加工尺寸3±0.1 5 鉆 鉆φ20孔、鉆倒角 6 鉆、攻 鉆、攻4×M6螺紋孔 7 銑 粗,精銑另一端面，保證尺寸85±0.1 8 銑 粗銑，精銑φ65內孔 9 銑 粗，精銑φ45兩圓臺面，保證對稱尺寸35 10 鉆 鉆φ20銷孔 11 車 半精車2-φ21環(huán)槽 12 磨 粗磨φ85外圓 13 去毛刺 去各部分銳邊毛刺 3.5設備及其工藝裝備確定 所用的設備有： CA6140、X52K、Z525、M114W、檢驗臺、鉗工臺。 夾具有：三爪卡盤、鉆2-φ20孔專用夾具、車床專用夾具、鉆4-M6底孔專用夾具、擴φ20孔專用夾具。 刀具有：45°彎頭通切車刀、30直柄立銑刀、20擴孔鉆、90°直柄錐面锪鉆、平板銼、φ5鉆頭、M6絲錐、φ20鉆頭、22直柄立銑刀、16直柄立銑刀、90°直頭端車刀等。 量具有：游標卡尺、內徑千分尺。 3.6切削用量及工時定額確定 確定切削用量及基本工時 (1)工序3粗車φ85外圓 已知工件材料： HT200，鑄造，有外皮，機床CA6140普通車床，工件用三爪卡盤固定。 所選刀具為45°彎頭通切車刀。 ①確定切削深度 由于單邊余量為1.1mm，可在一次走刀內完成。 ②確定進給量 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-9得=可用。 ③確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-8得=500； 這時實際切削速度為：135m/min。 (2)工序4銑螺紋處右端面 所選刀具為30直柄立刀。 ①確定切削深度 由于單邊余量為3mm，在兩次走刀完成，故粗加工吃刀量為2mm，精加工吃刀量為1mm。 ②確定進給量 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37粗加工進給量為60mm/min，精加工進給量為47.5mm/min。 ③確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-36得粗加工主軸轉速為475r/min，精加工主軸轉速為600r/min，這時實際切削速度為：粗加工44.7m/min，精加工56.5m/min。 (3)工序5鉆φ20孔 所選刀具φ20擴孔鉆，90°直柄錐面锪鉆。 ①確定切削深度 由于單邊余量為3.5mm，采用φ20擴孔鉆可在一次走刀內完成，鉆倒角一次。 ②確定進給量 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-16加工進給量為0.22mm/r。 ③確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-15得主軸轉速為545r/min，這時實際切削速度為：34.2m/min。 (4)工序6鉆孔，攻螺紋。 所選刀具φ5麻花鉆，M5絲錐。 ①確定切削深度 工件無底孔，所以鉆頭半徑即為吃刀量。 ②確定進給量 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-16加工進給量為0.22mm/r。 ③確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-15得主軸轉速為545r/min，這時實際切削速度為：8.5m/min。 (5)工序7銑另一端面。 刀具選30直柄立銑刀。 ①確定切削深度 由于單邊余量為3mm，在兩次走刀完成，故粗加工吃刀量為2mm，精加工吃刀量為1mm。 ②確定進給量 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37粗加工進給量為60mm/min，精加工進給量為47.5mm/min。 ③確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-36得粗加工主軸轉速為475r/min，精加工主軸轉速為600r/min，這時實際切削速度為：粗加工44.7m/min，精加工56.5m/min。 (6)工序8銑φ65圓凹臺。 刀具選22直柄立銑刀。 ①確定切削深度 由于單邊余量為5mm，在兩次走刀完成，故粗加工吃刀量為4mm，精加工吃刀量為1mm。 ②確定進給量 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37粗加工進給量為60mm/min，精加工進給量為47.5mm/min。 ③確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-36得粗加工主軸轉速為475r/min，精加工主軸轉速為600r/min，這時實際切削速度為：粗加工38.2m/min，精加工41.5m/min。 (7)工序9銑距離35mm兩圓臺面。 刀具選22直柄立銑刀。 ①確定切削深度 由于單邊余量為2.5mm，在兩次走刀完成，故粗加工吃刀量為1.5mm，精加工吃刀量為1mm。 ②確定進給量 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37粗加工進給量為60mm/min，精加工進給量為47.5mm/min。 ③確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-36得粗加工主軸轉速為475r/min，精加工主軸轉速為600r/min，這時實際切削速度為：粗加工23.9m/min，精加工30.1m/min。 (10)工序10鉆、擴、鉸φ20孔。 刀具選19.75麻花鉆、19.80擴孔鉆、19.94鉸刀、20H7鉸刀。 ①確定進給量 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-16粗加工進給量為0.22mm/r，精加工進給量為0.17mm/r。 ②確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-15得粗加工主軸轉速為272r/min，精加工主軸轉速為392r/min。 (9)工序11車φ21環(huán)形槽 刀具選90°直頭端車刀。 ①確定切削深度 由于單邊余量為0.5mm，一次加工成型吃刀量為0.5mm。 ②確定進給量 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-9加工進給量為0.05mm/r。 ③確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-8得加工時主軸轉速為500r/min，這時實際切削速度為：32.97m/min。 工序12粗磨φ85外圓 選擇M114W磨床。 ①確定切削深度 由于單邊余量為0.4mm，一次加工成型吃刀量為0.4mm。 ②確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-30得加工時主軸轉速為2667r/min，這時實際切削速度為：711.8m/min。 4夾具設計說明書 4.1 4×M6的螺紋孔夾具 4.1.1工序定位分析 由工序圖可知此工序的加工精度要求不高，具體加工要求如下：鉆2-M6底孔，無其它技術要求，該工序在鉆床上加工，零件屬成批量生產(chǎn)。定位方案確定：根據(jù)該工件的加工要求可知該工序必須限制工件五個自由度，即x移動、x轉動、y轉動、y移動、z轉動，但為了方便的控制刀具的走刀位置，還應限制z移動，因而工件的六個自由度都被限制，由分析可知要使定位基準與設計基準重合。選φ85外圓、底平面作為定位基準，以φ85外圓端面定位限制移動。 4.1.2選擇定位元件 由于本工序的定位面是φ85外圓、底平面,所以夾具上相應的定位元件選為一個定位孔和兩個平面。定位誤差分析計算：分析計算孔的深度尺寸7的定位誤差：用φ85外圓表面定位，工件定位面是外圓表面，定位元件的定位工作面是φ85外圓面，定位基準是外圓母線，當工件外圓直徑發(fā)生變化時其中心線在定位孔內左右移動 4.2鉆床夾具設計(Φ20銷孔) 4.2.1工序定位分析 Φ20銷孔是十字頭零件的重要工作表面，有較高的加工精度要求和位置度保證，它與螺紋孔平面有距離關系，與35mm兩平面有垂直關系，是通孔理論上需要限制四個自由度，除了沿孔軸線的移動和旋轉不用限制。但是十字頭零件不是一個相對于Φ20銷孔的一個回轉體零件，所以在實際中應限制空間中所有的自由度即x移動、x轉動、y轉動、y移動、z轉動、z移動。 4.1.2選擇定位原件 本道工序選擇一面兩孔定位方式，一面是螺紋端面，兩孔即中心孔和一個螺紋孔。定位元件選擇定位銷，內六角圓螺釘（螺紋孔不能直接定位，給螺紋孔裝一個內六角螺釘，在定位平面上開一個吊圓環(huán)槽，內六角螺釘外圓與吊圓環(huán)槽平面相配合，限制旋轉）。 圖4.1 鉆、擴、鉸Φ20夾具 4.1.3操作的簡要說明 使用構型壓板將工件夾緊，但是在切削力的方向上沒有抵抗的支撐力，所以增加一個輔助定位原件，利用楔形機構加v型塊，在加緊之后操作旋轉螺桿，使v型塊上升，和工件接觸上剛好（不宜用力過大）。 4.1.4定位誤差計算 該工序十字頭零件的誤差主要由兩部分導致，一是沿零件軸向上銷空的位置度誤差，主要由鉆套與鉆模板的配合關系來保證，如下圖所示： 圖4.2 夾具鉆套配合公差 鉆套與鉆模板之間的配合公差為φ30 H7/g6，查《幾何測量與公差》表3-3得，該配合公差為間隙配合，孔的尺寸為φ30 +0.021/0，軸的尺寸為φ30 -0.007/-0.020。 所以沿軸線的孔的位置度誤差為+0.021-(-0.020)=0.041mm。 另一個誤差是，銷孔在徑向上的位置度誤差，徑向定位是由一面兩銷定位保證，所以徑向的定位誤差實際上是計算由一面兩孔定位方式帶來的定位誤差。 圖4.3 一面兩銷定位 由上圖可知，定位銷與零件的配合公差為φ20 H8/h7，定位螺釘（菱形銷作用）與支撐板得配合公差為10 H8/g7，查《幾何測量與公差》表3-3得，該配合公差均為間隙配合，定位銷處孔的尺寸為φ20 +0.033/0，軸的尺寸為20 0/-0.021；定位螺釘孔的尺寸為10 +0.022/0，軸的尺寸為φ10 -0.005/-0.020。 則△1max=0.042，△2max=0.054 tanθ=(0.054/2)/(35*0.054/0.096)=0.00137 θ=0.079° 所以，銷孔的定位誤差合格。 4.3擴φ孔夾具 4.3.1工序定位分析 φ20可一次擴削保證.該孔在軸線方向的設計基準是以鉆套的中心線的，設計基準是以外圓與另一端面。工序結合面是已加工過的平面，且又是本工序要加工的孔的設計基準，按照基準重合原則選擇它作為定位基準是比較恰當?shù)?。因此，選擇結合面與外圓作為定位比較合理。 4.3.2選擇定位原件 在設計夾具時，為降低成本，可選用手動螺釘夾緊，本道工序的鉆床夾具就是選擇了手動螺旋—板夾緊機構。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢必要求工人在夾緊工件時更加吃力，增加了勞動強度，因此應設法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。夾具上裝有對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀。 4.4精車外圓夾具的設計 夾具的種類很多，有通用夾具，專用夾具和組合夾具等，本夾具是用來車削粗車和半精車軸的外圓，由于本零件比較特殊，為了使定位誤差為零 ，我們設計基準為軸頂尖位置，作為主要的基準。在刀具方面我們選用硬質合金車刀刀具加工。確定定位方案，設計定位元件： 工件上的加工為車削軸的外圓，故應按完全定位設計夾具，并力求遵守基準重合原則，以減少定位誤差對加工精度的影響，所以根據(jù)軸本身的加工特點來選擇定位的方式。我們選擇用兩邊的頂尖夾緊，來實現(xiàn)定位加工。 由于兩端是頂尖裝夾，左頂尖直接裝夾在機床尾座上，右頂尖裝夾在機床主軸上，所以加緊力是滿足要求的。 當上述各種元件的結構和布置確定之后，也就基本上決定了夾具體和夾具整體結構的型式。 繪圖時先用雙點劃線（細線）繪出工件，然后在各個定位面繪制出定位元件和夾緊機構，就形成了夾具體。并按要求標注夾具有關的尺寸、公差和技術要求。 4.5銑35的方孔夾具 4.5.1定位基準的選擇 由零件圖可知工藝孔的軸線所在平面有垂直度的要求，從定位和夾緊的角度來看，本工序中，定位基準是下平面與外圓，設計基準也是要求保證方孔應與上,下兩平面的垂直度要求，定位基準與設計基準重合，不需要重新計算上下平面的垂直度，便可保證垂直度的要求。在本工序只需保證下平面放平就行，保證下平面與兩定位板正確貼合就行了。 本夾具主要用來銑十字頭方孔。由于加工本道工序的工序簡圖可知。銑十字頭方孔時，，十字頭上平面與下平面有平行度要求,并與工藝孔軸線分別垂直度的要求，本道工序是對十字頭方孔進行加工。因此在本道工序加工時，主要應考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。同時應保證加工尺寸精度和表面質量。 4.5.2定位元件的設計 本工序選用的定位基準為外圓與平面定位，所以相應的夾具上的定位元件應是一面與V型。因此進行定位元件的設計主要是對V型和壓頭進行設計。 4.5.3定位誤差分析 本夾具選用的定位元件為一面與V型塊定位,,不存在定位誤差.可見這種定位方案是可行的。 4.5.4夾具體槽形與對刀裝置設計 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U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(chǎn)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。 圖4.4 定向鍵 圖4.5 U型槽 主要結構尺寸參數(shù)如下表4.1所示。 表4.1 U型槽的結構尺寸 螺栓直徑 D1 L 12 30 20 對刀裝置由對刀塊來實現(xiàn)，用來確定刀具與夾具的相對位置。 由于本道工序是完成傳動箱體上平面尺寸為210×315mm的粗、精銑加工，所以選用直角對刀塊。根據(jù)GB2243—80直角對到刀塊的結構和尺寸如圖4.5所示。 圖4.6 直角對刀塊 塞尺選用平塞尺，其結構如圖4.7所示。 圖4.7 平塞尺 塞尺尺寸如表4.6所示。 表4.6 平塞尺結構尺寸 公稱尺寸H 允差d C 3 -0.006 0.25 4.2.6夾緊裝置及夾具體設計 夾緊裝置采用移動的壓頭來夾緊工件，采用的移動壓板的好處就是加工完成后，可以將壓板松開，然后退后一定距離把工件取出。 夾具體的設計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設計好后即可畫出夾具的設計裝配草圖。整個夾具的結構夾具裝配圖如上所示。 4.2.7夾具設計及操作的簡要說明 本夾具用于在立式銑床上加工十字頭，工件以與此相垂直的下平面為及其側面和水平面底為定位基準，在V型塊與底板實現(xiàn)定位。采用轉動壓頭夾緊工件。當加工完一邊，可松開手柄來加工另一邊。如夾具裝配圖所示。  致謝 時光如水，為期四周的課程設計即將結束。課程設計是對我們所學課程知識的總結。通過課程設計可以體現(xiàn)出我們在校期間的學習程度。從而對我們所學專業(yè)知識做出有力判斷。 首先感謝何寧老師和朱紀躍老師在課程設計過程中對我的幫助。拿到圖紙及任務書的第一天開始，我們不知道怎么辦，通過何老師和朱老師給我們指導，讓我們從零件開始分析，通過分析零件的作用來得出零件的重要表面，進而更加了解自己的任務。我們以前所接觸的只是課本上的知識，對機械加工工藝只有側面的了解。是何老師和朱老師好幾次的答疑，我們才全方位的懂得了什么是機械設計，從而更加了解了我們的專業(yè)。 也感謝之前教過我的每一位老師?；厥状髮W三年半的學習內容，我們之前所學的很多課程都在這次課程設計中得到了應用，比如《機械制圖》《幾何測量與公差》《機械設計》《機械原理》等。是他們之前的認真教授才讓我在這次課程設計中對遇到的大部分問題都能迎刃而解。 還要感謝我們課程設計十字頭零件小組的成員，是我們之間的團隊配合，才讓這次的課程設計進度能穩(wěn)步推進。在我們的過程之中，每位成員都能按時保質完成自己的任務，這在很大程度上保證了我們組的答辯能順利通過。 在以后的學習工作中，我會記住在這次課程設計中我學到的解決問題的方法，也要樹立終身學習的習慣。 附錄Ⅰ 第一周討論內容 時間：2019年12月19日 地點：9A305 參與人員：全體成員 1、 零件用途 十字頭，是連接活塞與連桿的零件，具有導向作用，壓縮機中大量采用連桿小頭放在十字頭體內的閉式十字頭。 2、 技術指標 孔徑精度：兩φ20孔的孔徑的尺寸誤差和形狀誤差會造的配合不良，因此對孔的要求較高，其孔的尺寸公差為IT7。 主要平面的精度：由于φ85外圓接影響聯(lián)接時的接觸剛度，并且加工過程中常作為定位基面，則會影響孔的加工精度，因此須規(guī)定其加工要求。 3、 結構工藝性 根據(jù)十字頭的結構、尺寸公差、粗糙度等要求對十字頭零件進行結構分析，使零件可以達到設計的要求。十字頭的結構相對復雜屬于一般復雜零件，在加工時要考慮它的加工先后順序，首先外圓是基準，所以在加工時我們要先把基準定出來，以此保證零件的尺寸要求，十字頭的組要工作面為Φ20內孔，底面Φ 20孔及頂面Φ65內腔，外圓的尺寸公差要求不高，但粗糙度要求很高，所以在加 工中，我們應該在保證精度的條件下勁量滿足粗糙度要求，但是同時我們也要考 慮好加工經(jīng)濟方面的問題，以此減少加工成本。加工Φ20內孔是要保證其空的位置度，但是該孔加工起來不方便，由于十字頭零件屬于大批量生產(chǎn)的零件，所以在某些加工部分可以設計一個專用夾具，以 此來減少加工需要的時間，已達到降低成本的目的。十字頭的加工面有很多可以采用同一種機床進行加工，所以，在加工中我們可以適量的工序集中，這樣可提高加工速度。 第二周討論內容 時間：2019年12月24日 地點：9A305 參與人員：全體人員 1、 機床選用: 選擇機床時,應注意以下幾個基本原則:①機床的加工尺寸范圍應與工件的外形尺寸相適應。②機床的精度應與工序要求的精度相適應。③機床的生產(chǎn)率應與工件的生產(chǎn)類型相適應。如果工件尺寸太大、精度要求過高,沒有適當?shù)脑O備可供選擇時,應考慮機床改裝或設計專用機床。.這時需要根據(jù)具體工序提出機床改裝(或設計)任務書,任務書中應提出與工序加工有關的必要數(shù)據(jù)、資料。例如:工序尺寸、工序公差及技術要求、工件的定位夾壓方式,以及機床的總體布局、機床的生產(chǎn)率等。 2、 工藝裝備和工藝參數(shù) 工藝裝備通過工藝過程來進行選擇，在選擇工藝裝備過程中，要嚴格按照工序卡中的要求選擇合適的工藝裝備，根據(jù)切削速度，切削用量，來選擇相應的工藝裝備。同時，確定相關工序工藝參數(shù)。 3、 夾具方案要求 1.夾具應滿足零件加工工序的精度要求。特別對于精加玉工序，應適當提高夾具的精度，以保證工件的尺寸公差和形狀位置公差等。 2.夾具應達到加工生產(chǎn)率的要求。特別對于大批量生產(chǎn)中使用的夾具，應設法縮短加工的基本時間和輔助時間。 3.夾具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可設置必要的防護裝置、擋屑板以及各種安全器具。 4.能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。夾具元件的材料選擇將直接影響夾具的使用壽命。因此，定位元件以及主要元件宜采用力學性能較好的材料。 第三周討論內容 時間：2019.12.31 地點：9A305 參與人員：全體人員 1、 夾具的選擇 數(shù)控加工對夾具主要有兩大要求：一是夾具應具有足夠的精度和剛度；二是夾具應有可靠的定位基準。選用夾具時，通?？紤]以下幾點： 1）盡量選用可調整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準備時間。 2）在成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。 3）裝卸工件要迅速方便，以減少機床的停機時間。 4）夾具在機床上安裝要準確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。 2、 夾具裝配圖的繪制步驟 1） 用雙點劃線（或紅色細實線）繪出工件視圖的外輪廓線和工件上的定位、夾緊以及被加工表面。 2）將工件假想為透明體，即工件和夾具的輪廓線互不遮擋，然后按照工件的形狀和位置，依此畫出定位元件、對刀—導向元件、夾緊機構、力源裝置及其他輔助元件（如夾緊裝置的支柱和支撐板、彈簧以及用來緊固各零件的螺釘和銷等）的具體結構，最后繪制出夾具體，把夾具的各部分聯(lián)成一個整體。 3）標注總裝配圖上的尺寸和技術要求。 夾具外形的最大輪廓尺寸、配合尺寸、夾具與刀具的聯(lián)系尺寸、夾具與機床的聯(lián)系尺寸、其它裝配尺寸。 4)完成夾具組成零件、標準件編號，編寫裝配零件明細表。 5)夾具零件編號、夾具裝配零件明細表。 3、 對夾具體的要求 1、有足夠的強度與剛度，在加工過程中，夾具體在切削力、夾緊力的作用下，應不會產(chǎn)生不允許的變形和振動。 2、尺寸穩(wěn)定，為保證夾具加工后尺寸穩(wěn)定，對鑄造夾具體要進行時效處理；對焊接夾具體要進行退火處理，以削除內應力。 3、結構工藝性好，在保證強度和剛度的前提下，夾具體應力求結構簡單，便于制造、裝配和檢驗；體積小、重量輕以便于操作。對于移動或翻轉夾具，其重量一般不宜超過10kg。 附錄Ⅱ 課程設計Ⅲ學生自評互評表 填表人： 時間： 課程目標 課程目標1：在解決工業(yè)工程問題時，能夠在團隊中承擔團隊負責人的角色，培養(yǎng)一定的組織、管理和領導能力。 課程目標2：獨立承擔團隊分配的工作任務，團結協(xié)作在團隊中發(fā)揮作用的能力。 定性評價 能與組內其他團隊成員合作開展工作。 能傾聽其他團隊成員的意見。 能勝任團隊成員的角色與責任。 能獨立完成團隊分配的工作。 權重 0.5 0.5 0.5 0.5 評價標準 非常滿意（90-100） 能主動積極地展合作。 堅持傾聽，并能受別人的意見建議。 能承擔角色的所有任務，并主動幫助他人。 獨立工作，效果良好。 滿意 （75-90） 能經(jīng)常開展合作。 多數(shù)時間能接受別人的意見建議。 能執(zhí)行角色任務。 稍加提醒，既能獨立開展工作。 合格 （60-74） 開展合作但很少。 大部分時間以個人意見為主，很少接受別人的意見建議。 執(zhí)行的角色與分派的角色不一致。 需要提醒才能開展工作。 不滿意 （0-59） 拒絕與其他團隊成員合作 以個人意見為主，不能接受別人的意見建議。 不能執(zhí)行團隊分派的角色任務。 依賴他人完成任務。 學號 姓名 說明：（1）本表由學生填寫，每位同學分別對本人和組內其他同學就個人和團隊合作方面如實打分； （2）每張表格第一行為本人成績； （3）每項成績均按百分制確定； （4）每組同學最終成績需經(jīng)指導老師審核確定。 參考文獻 [1] 劉德榮.組合夾具結構簡圖的初步探討.組合夾具.1982. 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