畢業(yè)論文數(shù)控銑床的零件加工及夾具設(shè)計(jì)

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1、 審定成績(jī)： 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論 文） 設(shè)計(jì)（論文）題目：收集器加工工藝和夾具設(shè)計(jì) 系 部 名 稱： 機(jī)電工程系 數(shù)控銑床的零件加工及夾具設(shè)計(jì) 摘要：隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各類工業(yè)新產(chǎn)品層出不窮。機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民工業(yè)的基礎(chǔ)，其產(chǎn)品更是日趨精密復(fù)雜特別是在宇航、航海、軍事等領(lǐng)域所需的機(jī)械零件，精度要求更高，形狀更為復(fù)雜且往往批量較小，加工

2、這類產(chǎn)品需要經(jīng)常改裝或調(diào)整設(shè)備，普通機(jī)床或?qū)I(yè)程度高的自動(dòng)化機(jī)床顯然無法適應(yīng)這些要求。同時(shí)，隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，企業(yè)生產(chǎn)也迫切需要進(jìn)一步提高其生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量及降低生產(chǎn)成本。在這種背景下，一種新型的生產(chǎn)設(shè)備——數(shù)控機(jī)床就應(yīng)運(yùn)而生了，它綜合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、伺服驅(qū)動(dòng)、精密測(cè)量及新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，形成了今后機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ)及機(jī)械制造工業(yè)的發(fā)展方向。隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與普及，現(xiàn)代化企業(yè)對(duì)于懂得數(shù)控加工技術(shù)、能進(jìn)行數(shù)控加工編程的技術(shù)人才的需求量必將不斷增加。數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之。 在機(jī)械加工中，為完成需要的加工工序，裝配工序及檢驗(yàn)工序等，首先要將工件固

3、定，使之占有確定的位置，這種保證一批工件占有確定位置的裝置，統(tǒng)稱夾具。為保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，降低生產(chǎn)成本，改善勞動(dòng)條件，擴(kuò)大機(jī)床使用范圍，縮短新產(chǎn)品試制周期。專用夾具應(yīng)用越來越廣泛。 本文對(duì)零件加工和夾具設(shè)計(jì)主要有以下幾點(diǎn)內(nèi)容： 1.根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書中的要求和已知的條件對(duì)零件進(jìn)行分析。 2.對(duì)零件進(jìn)行手工繪圖 3.分析零件的加工部位，制定工藝路線，填寫工藝卡片和工序卡片。 4.對(duì)零件某道工序進(jìn)行夾具設(shè)計(jì) 5.選擇合適的機(jī)床，確定定位夾緊的方案 6.用AUTO CAD2007進(jìn)行裝配圖和零件圖的繪制。 關(guān)鍵詞：零件分析，手工繪圖，工藝制定，夾具設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助繪

4、圖。 Abstract: along with the social production and the improvement of science and technology, all kinds of industrial new product emerge in endlessly. Mechanical manufacturing industry as the national industrial base, its product is increasingly sophisticated especially in space, navigation, militar

5、y etc required mechanical parts, higher accuracy, shape is more complex and often batch is lesser, processing this kind of product need often modified or adjust the equipment, ordinary machine or professional degree high automation tool obviously can't adapt to these requirements. At the same time,

6、along with the growing market competition, enterprise production also urgently need to further improve the production efficiency, improve product quality and reduce production costs. In this context, a new type of production equipment - CNC machine is made, it comprehensive application of electronic

7、 computers, automatic control, servo drive, precision measurement and new mechanical structure of various technical achievement, formed the basis of mechanical industry in the future and the mechanical manufacturing industry development direction. With the development and popularization of nc machin

8、e tools, modern enterprise to know nc machining technology, can the nc programming technology talent demand will continue to increase. Nc lathe is currently the most widely used of nc machine. In mechanical processing, in order to perform required processing working procedure, assembly process and

9、inspection process, first to the workpiece, which determine the fixed position of possession, this guarantee batch of workpiece position device, occupies determine collectively fixture. To ensure the process quality and improve workpiece machining efficiency, reduce production cost, improve working

10、conditions, and expand machine tool use scope, shorten new product trial period. Special jig used more widely. This paper parts processing and fixture design mainly have the following contents: 1. According to the requirements of the graduation design specification and known conditions on the part

11、s for analysis. 2. The parts manual drawing 3. Analysis parts processing parts, formulate the process route, fill in process card and process card. 4. A procedure of parts for fixture design 5. Choose the right tools, sure positioning clamping schemes 6. CAD2007 with AUTO spare parts and on the

12、 assembly drawing. Keywords: parts analysis, manual drawing, technology formulating and fixture design, computer aided drawing. 目錄 一 緒論 1.1本課題的任務(wù)…………………………………………… 1.2 本課題研究的重點(diǎn)和意義……………………………… 二 零件的分析 2.1零件的材料分析…………………………….. 2.2 零件的工藝分析………………… 2.3 零件的毛坯選擇……………………….. 三 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 3.1確定毛坯

13、的鑄造方法和熱處理…………… 3.2基準(zhǔn)的選擇…………………………… 3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇原則…………………… 3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇原則……………… 3.3 制定工藝路線……………………… 3.4刀具的選擇和刀具卡片…………… 3.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛培尺寸的確定…………… 3.6機(jī)床和量具…………………………….. 3.6.1機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)…………………… 3.6.2 量具的選擇……………………… 3.7 確定切削用量及工序卡片………………… 3.7.1 粗加工切削用量的選擇原則………………… 3.7.2 精加工切削用量

14、的選擇原則………………… 3.7.3 工時(shí)定額的確定（單件時(shí)間定額）……… 3.7.4 確定切削用量及基本工時(shí)……………… 四 夾具設(shè)計(jì) 4.1. 夾具的分類…………. 4.2專用夾具的設(shè)計(jì)方法和步驟……………… 4.3夾具方案設(shè)計(jì)和初步理念……………. 4.4 定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及誤差分析……………………… 4.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇……………………… 4.4.2 確定定位元件，計(jì)算定位誤差…………. 4.4.3 定位銷的選擇和計(jì)算……………… 4.4.4定位誤差的分析與計(jì)算………… 4.5夾緊

15、機(jī)構(gòu)的確定……………………… 4.5.1夾緊元件的選擇與夾緊力的計(jì)算…………… 4.5.2夾緊元件的強(qiáng)度校核…………………… 4.6 非標(biāo)準(zhǔn)零件的設(shè)計(jì)……………….. 4.7 夾具技術(shù)的發(fā)展…………………………… 4.7.1柔性夾具的研究和發(fā)展…………… 4.7.2計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)(CAFD)）………… 4.7.3自動(dòng)化夾具（AFD）………………………. 五.附頁 5.1 數(shù)控加工工藝卡片……………………………… 5.2 數(shù)控加工工序卡片……………………………….. 六.設(shè)計(jì)總結(jié)……………………

16、……………………… 七.致謝……………………………………………. 八.參考文獻(xiàn)………………………………………… 緒論 制造業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，其增加值約為我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的百分之四十以上，而先進(jìn)制造技術(shù)是振興制造業(yè)的系統(tǒng)過程中的重要組成部分之一。數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)和核心。數(shù)控機(jī)床是電子信息技術(shù)和傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它集機(jī)械制造技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)等多學(xué)科為一體，具有高效率、高精度、高自動(dòng)化和高柔性的特點(diǎn)，是當(dāng)代制造業(yè)的重要裝備。隨著微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)

17、也得到飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)極大的推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助制造，柔性制造系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，虛擬制造系統(tǒng)和敏捷制造的發(fā)展，并未綠色制造打下了基礎(chǔ)。有關(guān)專家預(yù)言，21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。 夾具的創(chuàng)新和發(fā)展是數(shù)控技術(shù)的發(fā)展中至關(guān)重要的一部分。機(jī)械夾具在我國(guó)的發(fā)展前景是非常廣泛的，有著很大的發(fā)展空間。機(jī)械夾具要求結(jié)果簡(jiǎn)單，使用方便，制造精度高。就本次設(shè)計(jì)而言整個(gè)加工過程基本都用數(shù)控機(jī)床。夾具為專用夾具，在專用夾具的設(shè)計(jì)中，除工件的定位和加緊外，還有一些問題要解決，如專用夾具的設(shè)計(jì)步驟，夾具體的設(shè)計(jì)，夾具總圖上尺寸公差及技術(shù)要求的的標(biāo)注，工件在夾具中加工的精度分析

18、，夾具的經(jīng)濟(jì)分析和機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等。 1.1 本課題的任務(wù) 本課題的設(shè)計(jì)大致可以分為4個(gè)主要部分：零件的分析，數(shù)控加工工藝方案的確定，夾具的設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。 1.拿到工件我首先分析的是他的材料，其實(shí)認(rèn)識(shí)需要加工的表面，孔。對(duì)照零件圖找出每個(gè)加工表面的技術(shù)要求，比如表面粗糙度，平面度，平行度，孔的公差等級(jí)，與其相關(guān)面的垂直度，孔與孔間的同軸度等等。 2.良好的加工工序可以節(jié)約成本，縮短工時(shí)，保證精度和技術(shù)要求。 3.夾具是專用夾具，考慮定位和加緊之外還需要考慮夾具體，以及整個(gè)夾具的經(jīng)濟(jì)性和效率問題。 4.熟練的運(yùn)用CAD進(jìn)行裝配圖和零件圖的繪制。反復(fù)修改做到精益求

19、精。 1.2 本課題研究的意義和重點(diǎn) 本課題主要在于培養(yǎng)學(xué)生具有熟悉數(shù)控加工工藝，能夠熟練掌握現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的運(yùn)用，成為應(yīng)用性高級(jí)技術(shù)型人才。此外，以培養(yǎng)夾具設(shè)計(jì)能力為主線。數(shù)控加工工藝與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是我們機(jī)電專業(yè)的基礎(chǔ)課程，也是我們數(shù)控專業(yè)的重要課程，對(duì)其掌握與運(yùn)用的熟練程度，將直接反應(yīng)出畢業(yè)生三年來對(duì)該專業(yè)課程學(xué)習(xí)及應(yīng)用的綜合水平。此畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及到三年基礎(chǔ)知識(shí)的綜合運(yùn)用，同時(shí)也鍛煉了查資料的能力。 1. 對(duì)給定零件進(jìn)行工藝過程設(shè)計(jì)，并編制相應(yīng)的工藝卡片。 ①繪制零件圖，并對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)和工藝分析。 ②擬定加工工藝路線，包括加工方法，定位基準(zhǔn)的選擇以及轉(zhuǎn)換，尺

20、寸鏈計(jì)算，機(jī)床，刀具，和工裝的選擇等。 ③編寫詳細(xì)的機(jī)加工工藝規(guī)程，注明工序圖，技術(shù)要求，機(jī)床，刀具，量具，切削用量，定位，裝夾等。 2.專用夾具的設(shè)計(jì) ①根據(jù)工藝要求，設(shè)計(jì)并繪制工序的專用夾具裝配圖。要求能夠?qū)崿F(xiàn)裝夾功能，并且結(jié)構(gòu)合理，不存在定位原理錯(cuò)誤，結(jié)構(gòu)工藝性好，工作效率高，制造方便，盡量降低成本和制造難度，并對(duì)夾具精度和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析。 ②設(shè)計(jì)并繪制夾具非標(biāo)準(zhǔn)零件的所有非標(biāo)準(zhǔn)的零件圖，要求結(jié)構(gòu)正確，技術(shù)要求標(biāo)注合理。 第二章 零件的分析 2.1 零件的材料分析 該零件材料為：ZGoCr19Ni10Bb 這是一種合金鋼，我們知道隨著科學(xué)技術(shù)和工

21、業(yè)的發(fā)展，對(duì)材料提出了更高的要求，如更高的強(qiáng)度抗高溫，高壓，低溫，耐腐蝕，磨損以及其他特殊物理，化學(xué)性能的要求，碳鋼已不能完全滿足要求。為了提高鋼的性能，在貼碳合金中特意加入合金元素，所獲得的鋼稱為合金鋼。常用的合金元素Cr,Ni,Co,Cu,Si, AL,B,W,Mo,V,Nb等。 該材料主要合金元素：鉻能提高鋼的基體的電極電位。隨鉻含量的增加，鋼的電極電位急劇升高。鉻在氧化介質(zhì)（如水，大氣，海水，氧化性酸等）中極易鈍化，生成致密的氧化膜，使鋼的耐腐蝕性大大提高。 加入鎳 可獲得單相奧氏體組織，顯著提高耐腐蝕性或形成奧氏體+鐵素體組織，通過熱處理，提高鋼的強(qiáng)度。 加

22、入鈮 該元素能優(yōu)先同碳形成穩(wěn)定的碳化物，使Gr能保留在基體中，避免晶界貧鉻，從而減輕剛的晶界腐蝕傾向。 準(zhǔn)確說這也屬于一類不銹鋼，這類不銹鋼碳含量很低，耐蝕性很好。鋼中的Nb可防止晶間腐蝕。這類鋼強(qiáng)度硬度比較低，無磁性，塑性、韌性和耐蝕性均較Gr13型不銹鋼更好。一般利用形變強(qiáng)化提高強(qiáng)度，可采用固溶處理進(jìn)一步提高奧氏體型不銹鋼的耐蝕性。 2.2 零件的工藝分析 由零件圖可知，此零件（收集器）的加工主要有平面和孔。平面有上下表面，孔也有上表面孔，下表面孔，通孔和非通孔。 首先來看底平面（平面1），底平面有很高的平面度要求Ra=2.5，選擇“粗銑——精銑”方案。 在

23、底平面凹槽內(nèi)，有一個(gè)凸臺(tái)和Φ11兩個(gè)大孔，孔位階梯孔，沉頭為2*Φ14深3，表面粗糙度Ra=2.5，通孔孔壁Ra=12.5。這兩個(gè)孔雖然表面精度不高但是它與地面有垂直度要求，兩孔與平面1的垂直度為0.03，凹槽內(nèi)凸臺(tái)和孔表面在同一平面上，他們與平面1的距離為3mm。地平面的平面度為0.01. 底平面1上有4個(gè)M5的內(nèi)螺紋和2個(gè)Φ2的錐孔，4個(gè)內(nèi)螺紋深6. 再來看上表面（平面2），上表面到底平面的距離為55。上表面上有個(gè)孔柱，柱底與平面3相連，柱頂高出上表面0.5，表面粗糙度Ra=3.2（平面C），該平面與底面的平行度為0.02，該柱內(nèi)有Φ9.2H10內(nèi)孔，該內(nèi)孔孔壁的表面粗糙度Ra=

24、3.2，孔與平面C有垂直度要求，其垂直度為Φ0.1，深42.上表面上中央有兩個(gè)Φ19通孔，壁厚3。 第三，臺(tái)階面（平面8，9），該平面厚4.5，階梯面的平面度為0.1，表面粗糙度Ra=3.2，該平面與地平面的距離為42.5。該平面上分布著4個(gè)Φ6.5的孔，兩邊有兩個(gè)小凹槽，寬3深5。表面粗糙度Ra=3.2。 第四，前表面（平面13,14），平面13的表面粗糙度Ra=6.3.平面14的表面粗糙度Ra=6.3。 第五，（翻轉(zhuǎn)）階梯面。該表面上主要是4個(gè)圓弧表面，加工難度較高，可選用4軸機(jī)床進(jìn)行加工。該4個(gè)圓弧表面的表面粗糙度Ra=6.3。 2.3 零件的毛坯選擇 根據(jù)零件的技術(shù)要求：

25、 1.毛坯ECP 2.鑄造斜度1°，未注明的鑄造半徑為R2 3.鑄造類別按HB5430-1989之二類 4.螺紋收尾按HB5829-1983 5.由工藝保證孔F，H與零件2176.01.0251-8F1的裝配，并保證E和槽P與零件2176.01.960-2F，2268.01.030-1F1之間的裝配。 第三章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 3.1 確定毛坯的鑄造方法和熱處理 通過工件技術(shù)要求可以知道該零件采用熔模鑄造。 不銹鋼、耐熱鋼熔模鑄件非加工表面上允許缺陷（HB5430-1989《不銹鋼、耐熱鋼熔模鑄件》） ? ? 被檢區(qū)域級(jí)別

26、允許的表面凹下缺陷 單位面積內(nèi)的缺陷 單個(gè)缺陷最大尺寸/mm ? 單個(gè)缺陷最大深度/mm ? 聚集缺陷最大長(zhǎng)度/mm 缺陷形態(tài) 當(dāng)量圓直徑/mm 最多個(gè)數(shù)/個(gè) 線形缺陷 非線形缺陷 A 單個(gè)缺陷 30 4 不允許 0．4 0．3 —— B 單個(gè)缺陷 30 4 不允許 0．8 0．6 —— 聚集缺陷 60 1 不允許 0．4 —— 3 C 單個(gè)缺陷 30 6 0．8，最多1個(gè) 1.2 0．9 —— 聚集缺陷 60 1 0．4 0．8 —— 9 d 單個(gè)缺陷 30 8 最多2個(gè)2.0 2．

27、0 1．2 —— 聚集缺陷 60 1 0．8 1．2 —— 19 注：1? .缺陷深度不得超過鑄件壁厚的1/3 2．直徑和深度不大于0.3mm,?間距不小于4mm的單個(gè)缺陷，其數(shù)量不計(jì) 3．聚集缺陷應(yīng)呈非線形排列。 4．在聚集缺陷內(nèi)，允許有一個(gè)長(zhǎng)度不大于該級(jí)別規(guī)定尺寸極限的單個(gè)非線形缺陷存在。 5、當(dāng)量圓：實(shí)指圓面積和其面積相當(dāng)?shù)钠渌麕缀涡误w（正方形及長(zhǎng)方形等）的面積。對(duì)于被檢鑄件不夠當(dāng)量圓面積者，可按倍減原則計(jì)量缺陷。但聚集缺陷的數(shù)量不再倍減，仍允許最多1個(gè)。 熱處理 根據(jù)材料ZGoCr19Ni10Nb的特性，該不銹鋼的熱處理為1050—1100℃水

28、淬。固溶處理。碳在奧氏體不銹鋼中的溶解度與溫度有很大影響。奧氏體不銹鋼在經(jīng)400℃～850℃的溫度范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)有高鉻碳化物析出，當(dāng)鉻含量降至耐腐蝕性界限之下，此時(shí)存在晶界貧鉻，會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕，嚴(yán)重時(shí)能變成粉末。所以有晶間腐蝕傾向的奧氏體不銹鋼應(yīng)進(jìn)行固溶熱處理或穩(wěn)定化處理。 　　固溶熱處理：將奧氏體不銹鋼加熱到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奧氏體中，然后快速冷卻至室溫，使碳達(dá)到過飽和狀態(tài)。這種熱處理方法為固溶熱處理。 固溶熱處理中的快速冷卻似乎象普通鋼的淬火，但此時(shí)的‘淬火’與普通鋼的淬火是不同的，前者是軟化處理，后者是淬硬。后者為獲得不同的硬度所采取的加熱溫度也不一樣，

29、但沒到1100℃。 3.2 基準(zhǔn)的選擇 3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇原則 1 如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面的位置要求，則應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)，如在工件上有很多不加工表面。則應(yīng)有與其中的加工表面的位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。 2如果必須首先保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面作粗基準(zhǔn)。 3選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。 4 粗基準(zhǔn)只能用一次，以免產(chǎn)生較大的的位置誤差。 3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇原則 1用公用基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，以消除不重合誤差，即“基準(zhǔn)重合”原則。 2 盡可能使各個(gè)工序的定位都采用同一基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)統(tǒng)一”。 3

30、 當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量小而無效均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即“自為基準(zhǔn)”原則。 4為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，遵循“互為基準(zhǔn)”原則。 5精基準(zhǔn)的選擇，尤其是主要定位面，應(yīng)有足夠大的面積和精度，以保證定為基準(zhǔn)可靠。同時(shí)還應(yīng)使夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。即“便于裝夾”原則。 根據(jù)以上原則，結(jié)合工件本身，可以用兩個(gè)孔的中心線作為基準(zhǔn)。 3.3 工藝路線的制定 （1）工序1：以2*Φ19孔和上表面2為基準(zhǔn)定位，采用立式加工中心，工步內(nèi)容為：“粗銑—精銑”底平面1,“粗銑—精銑”平面7，“粗銑—精銑”階梯孔，粗銑通孔；鉆底面1上6個(gè)中心孔，鉆4XM5.5-6H

31、底孔，4*M5.5-6H孔端倒角，攻4*M5.5-6H螺紋。 （2）工序2：以2-Φ11H10孔和底面1（一面兩孔）定位，采用立式加工中心，工步內(nèi)容為：粗銑上表面2至尺寸要求，“粗銑—精銑”階梯面，“鉆—擴(kuò)—絞”加工上表面2上的Φ9.2H10孔，然后“鉆—擴(kuò)—絞”階梯面上4-Φ6.5孔。 接下來剩余的工序有兩種方案，需要加工的地方還有3個(gè)凹槽，前表面13和前表面上凸臺(tái)14，以及階梯面背面的4個(gè)圓弧表面。 方案一：繼續(xù)工序（2）：在立式加工中心繼4-Φ6.5孔之后繼續(xù)加工3個(gè)凹槽。 工序（3）：用專用夾具上普通銑床，裝夾好后加工前表面13和前表面凸臺(tái)14。 工序（4）：用專用夾具在四軸

32、加工中心上加工階梯面的背面及圓弧平面。 方案二：在繼工序（2）加工4-Φ6.5之后將工件取下，上四軸加工中心，利用分度裝置加工3個(gè)凹槽和前表面13以及凸臺(tái)面14平面。之后加工階梯面背面的4個(gè)圓弧表面。 考慮到效率和工件的特性，所以工序集中更有利于生產(chǎn)。介意采用方案二。 3.4 刀具的選擇和刀具卡片 數(shù)控銑床上所采用的刀具要根據(jù)被加工零件的材料，工序所采用的加工方法，幾何形狀，表面質(zhì)量要求，熱處理狀態(tài)，切削性能及加工余量，所要求的加工精度和表面粗糙度，生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性等，選擇剛性好，壽命長(zhǎng)的刀具。一般應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)采用高生產(chǎn)率的復(fù)合刀具及其他專用刀具。通過零件的分析可

33、以選用以下刀具。 產(chǎn)品名稱或代號(hào) XXX 零件名稱 撥動(dòng)桿 零件圖號(hào) XXX 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具規(guī)格名稱/mm 數(shù)量 加工表面（尺寸單位mm） 刀長(zhǎng)/mm 備注 1 T01 Φ4立銑刀 1 底平面1和7 實(shí)測(cè) 2 T02 Φ2中心鉆 1 鉆4*M5.5，2-Φ2,4*Φ6.5，Φ9.2H10孔中心孔 實(shí)測(cè) 3 T03 直柄麻花鉆Φ5 1 鉆4*M5.5至Φ5 實(shí)測(cè) 4 T04 錐柄麻花鉆Φ11 1 4-M5.5倒角 實(shí)測(cè) 5 T05 機(jī)用絲錐M5.5 1 攻4*M5.5螺紋

34、 實(shí)測(cè) 6 T06 Φ8平面立銑刀 1 銑上表面和階梯面以及凸臺(tái)面 實(shí)測(cè) 7 T07 Φ8麻花鉆 1 鉆Φ9.2H10底孔 實(shí)測(cè) 8 T08 Φ9.1擴(kuò)孔鉆 1 擴(kuò)Φ9.2H10至9.1 實(shí)測(cè) 9 T09 Φ9.2鉸刀 1 鉸Φ9.2H10至9.2 實(shí)測(cè) 10 T10 Φ6麻花鉆 1 鉆4-Φ6.5至6 實(shí)測(cè) 11 T11 Φ6.5鉸刀 1 鉸4-Φ6.5至要求 實(shí)測(cè) 12 T12 Φ2兩刃鍵槽銑刀 1 銑上表面和階梯面上的3個(gè)凹槽 實(shí)測(cè) 13 T13 Φ4滑鉆 1

35、 4-Φ6.5孔倒角 實(shí)測(cè) 3.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛培尺寸的確定 下表面：最大加工尺寸：55.5mm 半精加工余量：Z2=1.5mm 粗加工余量：Z1=2.5mm 毛坯余量：Z=1.5+2.5=4.0mm 粗銑后尺寸：H1=55.5+1.5=57mm 毛坯尺寸：H2=55.5+4.0=59.5mm 2 底面：最大加工尺寸55.5mm 半精加工余量：Z2=1.5mm 粗加工余量：Z1=2.5mm 毛坯余量：Z=1.5+2.5=4.0mm 粗銑后尺寸：H1=55.5+1.5=57mm 毛坯尺寸：H2=55.5+4=59.5mm 用同樣的方法可以

36、算出階梯面鑄造時(shí)的毛坯尺寸 42.25+4=46.25mm。 3.6 機(jī)床的選擇和量具的選擇 3.6.1機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì) 1 高精 隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對(duì)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(dá)±5μm，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler（戴美樂）公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，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(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm；瑞士EROWA柔性夾具的重復(fù)定位精度高達(dá)2～5μm。機(jī)床夾具的精度已提高

37、到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。 2 高效 為了提高機(jī)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(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國(guó)Jergens（杰金斯）公司的球鎖裝夾系

38、統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)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(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。 3 模塊、組合 ???? 夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)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(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和

39、完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)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(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。 4 通用、經(jīng)濟(jì) ???? 夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)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(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)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(jì)性好。德國(guó)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(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才

40、有推廣應(yīng)用的價(jià)值。 3.6.2 機(jī)床和量具的選擇 1.機(jī)床的選擇 1）機(jī)床的加工尺寸范圍應(yīng)與零件的外輪廓尺寸相適應(yīng)。 2）機(jī)床的工作精度應(yīng)與工序要求的精度相適應(yīng)。 3）機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 4）機(jī)床的選擇應(yīng)考慮車間現(xiàn)有設(shè)備條件，改裝設(shè)備或設(shè)計(jì)專用機(jī)床。 集合本零件的工序等各方面考慮：選擇 韓國(guó)斗山MYnx545立式加工中心 四軸機(jī)床時(shí)可以選擇BV100 2.量具的選擇 量具的選擇主要根據(jù)生產(chǎn)類型和要求檢驗(yàn)精度。在單間小批量生產(chǎn)中，應(yīng)盡量采用通用量具量?jī)x，在大批量生產(chǎn)中應(yīng)采用各種量規(guī)和高生產(chǎn)率的檢驗(yàn)儀器和檢驗(yàn)夾具等。 該零件主要量具可以選用：游標(biāo)卡尺

41、，內(nèi)徑千分尺，塞規(guī)，內(nèi)徑千分表。 3.7 確定切削用量及工序卡片 正確的選擇切削用量，對(duì)提高切削效率，保證必要的工具耐用度和經(jīng)濟(jì)性，保證加工質(zhì)量，具有相當(dāng)重要的作用。 3.7.1 粗加工切削用量的選擇原則 粗加工時(shí)，加工精度與表面粗糙度要求不高，毛坯余量較大。因此， 選擇粗加工切削用量時(shí)，要盡量保證較高的單位時(shí)間金屬切除量（金屬切除率）和必要的刀具耐用三要素（切削速度V、進(jìn)給量F和切削深度αp）中，提高任何一項(xiàng)，都能提高金屬切削率。但是對(duì)刀具耐用度影響最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量。切削深度影響最小。所以，粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的切削深度α

42、p，其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量F，最后確定一個(gè)合適的切削速度V。 3.7.2 精加工時(shí)切削用量的選擇原則 精加工時(shí)加工精度和表面質(zhì)量要求比較高，加工余量要求小而均勻。因此，選取精加工切削用量時(shí)應(yīng)著重考慮，如何保證加工質(zhì)量，并在此前提下盡量提高生產(chǎn)率。所以，在精加工時(shí)，應(yīng)選用較小的切削深度αp和進(jìn)給量F，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度V，以保證加工質(zhì)量和表面質(zhì)量[4]。 3.7.3 工時(shí)定額的確定（單件時(shí)間定額） 其中： ＿＿＿＿單件時(shí)間 ＿＿＿＿基本時(shí)間 ＿＿＿＿輔助時(shí)間 ————工作地點(diǎn)技術(shù)時(shí)間 ＿＿＿＿工作地點(diǎn)組

43、織時(shí)間 ＿＿＿＿休息及身體需要時(shí)間 基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和稱之為工序時(shí)間，以Tg表示，即Tg=Ti+Tf 工作地點(diǎn)技術(shù)要求服務(wù)時(shí)間和組織服務(wù)時(shí)間由時(shí)同成為工作地點(diǎn)服務(wù)時(shí)間，以Tw表示。 由于該零件是中批量生產(chǎn)零件，須對(duì)整個(gè)零件的時(shí)間定額計(jì)入準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間TZ因此成批生產(chǎn)中加工一批零的總時(shí)間為： 其中：＿＿＿＿加工一批零件的時(shí)間定額 ＿＿＿＿批中的零件數(shù)量 ＿＿＿＿準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間可查表得之 因而單間總時(shí)間定額Th為： 3.7.4 確定切削用量 加工條件：韓國(guó)斗山MYnx545立式加工中心 刀具材料：硬質(zhì)合金刀

44、 V=Cd/Taaaz (m/min) 見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第九章第四節(jié) 銑削用量及銑削參數(shù)計(jì)算（表9.4-9，表9.4-12，） 第四章 夾具設(shè)計(jì) 機(jī)床卡具是在切削加工中，用以準(zhǔn)確地定位工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的主要作用是：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此，機(jī)床卡具在機(jī)械制造行業(yè)中占有十分重要的地位 4.1 夾具的分類 這里主要安裝專門化程度分類 1）通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動(dòng)卡盤，銑床上的平

45、口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床附件提供給用戶。其特點(diǎn)是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。 　　2）專用夾具 　　專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，夾具將由于無法再使用而報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 　　3）通用可調(diào)夾具和成組夾具 　　其特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組

46、夾具相比，加工對(duì)象不很明確，適用范圍更廣一些。 　　4）組合夾具 　　組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點(diǎn)是靈活多變，萬能性強(qiáng)，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。 　　5）隨行夾具 隨行夾具是一種在自動(dòng)線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位，進(jìn)行不同工序的加工。 對(duì)于該零件夾具設(shè)計(jì)及專用夾具 4.2專用夾具的設(shè)計(jì)方法和步驟 1 深入生產(chǎn)實(shí)際調(diào)查研究 在深入生產(chǎn)實(shí)際調(diào)查研究中，應(yīng)掌握下面一些資料:(1)工件圖紙(2)

47、工藝文件(3)生產(chǎn)綱領(lǐng)(4)制造與使用卡具情況 2 確定工件的定位方法和導(dǎo)向方式 3 確定工件的卡緊方式和設(shè)計(jì)卡緊機(jī)構(gòu) 4 確定卡具其他部分的結(jié)構(gòu)形式 5 繪制卡具總裝配圖 6 標(biāo)注各部分主要尺寸、公差配合和技術(shù)要去 7 標(biāo)注零件編號(hào)及編制零件明細(xì)表 8 繪制卡具零件圖 4.3 夾具方案設(shè)計(jì)和初步理念 設(shè)計(jì)方案的擬定必須遵循下列原則： 1 定位裝置要確保工件定位準(zhǔn)確可靠，符合六點(diǎn)定位原則。 2 定位精度能保證工件加工精度要求。 3 夾具結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單操縱力盡量小而可靠，力爭(zhēng)造價(jià)低。 本工序的特點(diǎn)： 粗銑，精銑上表面、深孔、階梯孔、3個(gè)凹槽，保證其加工精度和位置精

48、度。 上述特點(diǎn)在夾具設(shè)計(jì)中應(yīng)給予足夠的重視。夾具體設(shè)計(jì)的好壞關(guān)系到加工精度、加工效率、加工成本及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 4.4 定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及誤差分析 4.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 加工零件的位置精度取決于工件在機(jī)床或夾具中定位的準(zhǔn)確性，所以夾具定為基準(zhǔn)的選擇，既要保證本身的定位精度。又要保證被加工零件的各種精度要求。定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是非常重要的。對(duì)于該工件可以選擇以平面7做為基面。以2-Φ11H10作為定位基準(zhǔn)。 4.4.2 確定定位元件，計(jì)算定位誤差 根據(jù)零件本身特性，對(duì)于該工序定位方案設(shè)計(jì)為一面兩銷定位，一兩個(gè)圓柱銷作為定位元件，則會(huì)產(chǎn)生重復(fù)定位現(xiàn)象，即一銷套上工件孔以后，另一個(gè)銷很

49、難同時(shí)套上。為了避免這種定位干涉，補(bǔ)償工件兩定位孔直徑和中心距誤差及夾距兩定位銷直徑和中心距誤差。夾具兩定位銷采用一圓柱銷，另一銷在連心線的垂直方向削去兩邊，即削邊銷。 底平面1限制：X向轉(zhuǎn)動(dòng)，Y向轉(zhuǎn)動(dòng)，Z向移動(dòng)。 圓柱銷限制：X向移動(dòng)，Y向移動(dòng) 削邊銷限制：Z向轉(zhuǎn)動(dòng) 4.4.3 定位銷的選擇和計(jì)算 1 確定定位銷中心距及尺寸公差 兩銷中心距基本尺寸Ld＝兩孔中心距基本尺寸LD 兩銷中心距的尺寸公差δLd＝（1/3～1/5）δLD 兩銷中心距尺寸及公差的標(biāo)注：Ld±δLd （其中δLD —孔中心距公差的一半；δLd —銷中心距公差的一半） 2. 確定圓柱銷的尺寸及公差

50、 圓柱銷直徑的基本尺寸（或最大尺寸）d1max＝工件孔1的最小極限尺寸D1min 圓柱銷按g6或f7制造 3. 查表2-12確定削邊銷尺寸b1（或b）及B 削邊銷尺寸計(jì)算如圖2-8所示。 4. 確定削邊銷的直徑尺寸及公差 ⑴ 計(jì)算補(bǔ)償值a=δLD+δLd ⑵ 計(jì)算最小配合間隙 ⑶ 計(jì)算削邊銷工作部分直徑d2max = D2min - X2min 式中d2max—削邊銷最大直徑；D2min—與削邊銷配合的孔的最小直徑 ⑷ 計(jì)算削邊銷的尺寸公差：削邊銷按h6制造 5. 計(jì)算定位誤差——目的是分析定位方案的可行性 ⑴ 基準(zhǔn)不重合誤差△B，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸標(biāo)注的不同而不同 ⑵ 基

51、準(zhǔn)位移誤差△Y =δD1+δd01+X1min ⑶ 轉(zhuǎn)角誤差2△θ= 2arctan (X1max + X2max) /2L （孔軸配合時(shí)：最大間隙；最小間隙） 對(duì)于該零件 工件兩孔為2-Φ11H10，兩定位孔的中心距為L(zhǎng)=25。（2δLD、2δLd分別為孔心距、銷心距的公差）。 1）確定兩銷心距及公差 Ld=LD=25mm.. 所以兩銷心距為25mm 2） 確定圓柱銷尺寸及公差 圓柱銷的基本尺寸d=D=Φ11mm 銷孔制造按g6制造，查表知，銷的上偏差為es=-0.006,且IT10的公差為0.011,可得ei=-0.017.

52、所以圓柱銷的尺寸為Φ11mm. 3)根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取削邊銷尺寸：b=4mm, B=d-2=11-2=9mm. 4)確定削邊銷直徑尺寸及公差 補(bǔ)償值a=δLD+δLd=0.05+0.0167=0.0667mm d2max = D2min - X2min=11 - 0.0485=10.9515mm 削邊銷與孔的配合按h6，查表可知銷的上偏差es=0，且IT6的公差為0.011，可得ei= -0.011mm。 所以 削邊銷尺寸為Φ10.952=Φ（10.952+0.048）=Φ11mm 4.4.4定位誤差的分析與計(jì)算 假定設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，則△B=0 由

53、于孔為H10孔，查《互換性與測(cè)量技術(shù)》表3-2得IT10的公差為0.070. 查表3-4得孔的下偏差為0.所以得到孔為Φ11mm。 △ Y =δD1+δd01+X=0.070+(-0.006+0.017)+(0+0.006)=0.087mm。 ” 總轉(zhuǎn)角誤差2*=2*0.0054°=0.0108° 由于零件為成批生產(chǎn)，為保證定位精度，所以需定期檢查定位銷的磨損情況，及時(shí)更換定位銷，以利于準(zhǔn)確定位，所以選擇可換定位銷和可換削邊銷。該銷通過螺紋與其導(dǎo)向銷相連，以便更換。 4.5夾緊機(jī)構(gòu)的確定 4.5.1夾緊元件的選擇與夾緊力的計(jì)算 零件加工過程中所受的夾緊力不大，并且根據(jù)

54、零件的形狀，在夾具中 安裝位置及保證加工的正常進(jìn)行，可確定夾緊力的位置為了節(jié)約輔助時(shí)間， 減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，便于制造和安裝，本夾具體采用移動(dòng)壓板移動(dòng)壓板， 用螺母、雙頭螺栓、彈簧和薄壁六角螺母機(jī)構(gòu)相互配合夾緊零件。 考慮到夾緊可靠應(yīng)選擇合適的加緊部位。從零件圖上可以看出，在零 件的上個(gè)邊緣表面上夾緊比較合適。 由于計(jì)算切削力的主要目的是確定夾緊力，確定夾緊方式及夾緊機(jī)構(gòu)。由于加工孔時(shí)，切削力的大小主要取決于孔的直徑，所以計(jì)算夾緊力主要一部分是切削力。精銑削槽時(shí)力比較大。所以夾緊力只需以精銑時(shí)的卡緊力而定。 加緊力的計(jì)算： 首先計(jì)算銑床銑削的切削力：

55、 其中：————銑削力； ————在用高速銑鋼（W18Cr4V）銑刀銑削時(shí)?？紤]工件材料及銑刀類型的系數(shù)，其數(shù)值按《金屬切削機(jī)床卡具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-57選取。查表得：； ————每齒進(jìn)給量； ————銑刀直徑； ————銑削寬度； ————銑刀每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)； ————銑刀的齒數(shù)； ————用高速鋼（W18Cr4V）銑刀銑削時(shí)，考慮工件材料機(jī)械性能不同的修正系數(shù)。對(duì)于不銹鋼：； ————工件材料的抗拉強(qiáng)度。 為使加工能夠穩(wěn)定的進(jìn)行，則

56、 其中：————卡緊力； ————切削力； ————摩擦系數(shù)。取。 則：雙頭螺柱所需拉力為： 其中：————勾形壓板點(diǎn)到軸心的距離； ————勾形壓板的導(dǎo)向長(zhǎng)度； ————摩擦系數(shù)； ————彈簧的作用力。 實(shí)際預(yù)緊力： 其中：為安全系數(shù) ————一般安全系數(shù)，考慮到增加夾緊的可靠性和因工件材料性質(zhì)及余量不均勻等引起的切削力的變化。一般取 ————加工性質(zhì)系數(shù)，粗加工取。精加工取

57、 ————刀具鈍化系數(shù)，考慮刀具磨損鈍化后，切削力增加。一般取 取 ————斷續(xù)切削系數(shù)，斷續(xù)切削時(shí)取。連續(xù)切削時(shí)，取 4.5.2夾緊元件的強(qiáng)度校核 分析夾具體中各零件的受力情況，可知連接壓板的螺栓為最薄弱環(huán)節(jié)。 當(dāng)壓緊工件時(shí)，受力分析可知：螺栓只受夾緊力Q作用產(chǎn)生預(yù)緊力作用。 緊聯(lián)螺栓的許用拉應(yīng)力 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6.3，得 其中： 又 強(qiáng)度滿足要求。 4.6 非標(biāo)準(zhǔn)零件的設(shè)計(jì) 對(duì)于整個(gè)夾具體上，有很多東西都是非標(biāo)準(zhǔn)的。這需要自己進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如說夾具體。夾具體是夾具的基礎(chǔ)件。在夾具體上

58、，要安裝組成該夾具所需要的各種元件，機(jī)構(gòu)和裝置等，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足①.應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。②.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的公益性。③.尺寸要穩(wěn)定。④便于排屑。 在鏈接壓板尾部和夾具體時(shí)采用球頭螺栓鏈接。球頭減小嚴(yán)辦溝槽間的摩擦力，同時(shí)該螺栓還起到支撐作用，當(dāng)旋轉(zhuǎn)球頭螺母時(shí)，壓板前端壓緊工件，后端有效的支撐起壓板，使工件被壓的更緊。 其次就是彈簧的設(shè)計(jì)，彈簧在這里的主要用處并不是很大，但是它主要起到一個(gè)支撐作用，防止墊圈下滑，也防止壓板上下偏動(dòng)。彈簧的主要參數(shù)有：簧絲直徑d，彈簧外徑D，彈簧內(nèi)徑D1，彈簧中徑D2，有效圈數(shù)n,支撐圈數(shù)n0，總?cè)?shù)n1，節(jié)距t，自由高度H0，展開長(zhǎng)度L，旋向。其次要注意

59、的就是彈簧的畫法（具體見零件圖）。 對(duì)于整個(gè)夾具的說明 該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用的是HT20-40，特點(diǎn)：抗拉強(qiáng)度大，抗震性好。但制造周期長(zhǎng)，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，故應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理。夾具體的底面開有溝槽，以便于裝定向建。促使與機(jī)床工作臺(tái)有良好的精度保證?？紤]到整塊平面加工不易保證平面度，也就會(huì)間接影響工件的精度要求。所以在底面設(shè)計(jì)4快凸臺(tái)，同時(shí)加工4塊凸臺(tái)就可以保證夾具體底面的平面度。 夾具體上表面的兩端均有凸耳，用于與機(jī)床工作臺(tái)鏈接，在工作臺(tái)上使用梯形螺釘鏈接，是夾具體穩(wěn)定的鏈接在機(jī)床上。同樣的道理，夾具體上表面有用的地方有限，如果全部加工，顯然是浪費(fèi)工時(shí)。所以設(shè)計(jì)為了在中間銑槽的方法。使得支撐

60、板，雙頭螺栓，球頭螺栓與夾具體的接觸面在一個(gè)被加工過的表面上。 因?yàn)楣ぜ荒苤苯优c夾具體相連接，所以在夾具體凹槽內(nèi)采用定位板做支撐。為了更好的起到底面支撐作用，所以設(shè)計(jì)為三塊。（如裝配圖所示）。這里要考慮的是工件大小有限，而定位銷和削邊銷占據(jù)了一部分空間，要使得定位板有良好的接觸，必須選擇最合適的寬度和長(zhǎng)度。除此之外，3塊定位板所形成的表面與夾具體底面4快凸臺(tái)所形成的表面必須有平行度要求。安裝時(shí)若不能滿足，可以采用安裝好以后再磨。 設(shè)計(jì)壓板時(shí)壓板的寬度是隨著槽的長(zhǎng)度變換而變的，所以要滿足工件的迅速裝卸必須要有足夠的空間。及就是說移動(dòng)壓板退出來的時(shí)候，工件可以方便的取出，不會(huì)產(chǎn)生干涉和障礙。

61、這樣也能保證壓板有足夠的壓緊力來壓緊工件，當(dāng)旋轉(zhuǎn)球型螺母時(shí)，壓板下移壓緊工件，同時(shí)后端的球頭螺母能起到很好的支撐作用。是壓緊力更可靠。 對(duì)于雙頭螺柱，一端與球頭螺母鏈接，一端與夾具體鏈接。螺母的工作原理是采用螺母和螺栓之間的摩擦力進(jìn)行自鎖的。但是在動(dòng)載荷中這種自鎖的可靠性就會(huì)降低。這里應(yīng)該采取一些防松措施，保證螺母鎖緊的可靠性。為了防止松開、旋緊螺母時(shí)，螺栓移動(dòng)，從而與及具體松開引起較大的誤差。所以，在與夾具體鏈接時(shí)采用雙螺母鎖緊（原理：在兩個(gè)螺母之間附加一個(gè)擰緊力矩，使得螺栓連接可靠。），考慮到空間因素影響。所以就采用薄壁六角螺母。 再來看定位銷，由于工件的兩個(gè)定位孔白面粗糙度為Ra=1

62、2.5的H10孔，定位銷與孔的配合為間隙配合。查閱《機(jī)械制圖》該配合為H10/h10，基孔制。在選擇定位銷與夾具體配合時(shí)應(yīng)為過盈配合，其公差等級(jí)較高。配合為N7/h6，基軸制。 4.7 夾具技術(shù)的發(fā)展 無論是在傳統(tǒng)制造業(yè)還是現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)中， 由于大量的加工操作需要裝夾，夾具設(shè)計(jì)在制造系統(tǒng)中就顯得非常重要，它直接影響加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率和制造成本在一個(gè)柔性制造系統(tǒng)中，夾具設(shè)計(jì)制造的費(fèi)用占到整個(gè)系統(tǒng)費(fèi)用的一 , 夾具在單件、成批、大量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用, 它是在制造加工過程中根據(jù)設(shè)計(jì)說明書, 在合理的位置定位和牢固裝夾工件, 從而完成所要求的加工過程的一種裝置柔性夾具是隨柔性制造系

63、統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的發(fā)展而應(yīng)運(yùn)而生的沒有柔性夾具, 就不可能實(shí)現(xiàn)真正意義上的柔性, 而隨著的提出, 多品種中小批生產(chǎn)日益受到重視。適應(yīng)于這種產(chǎn)品和生產(chǎn)變化需要的柔性夾具更是必不可少的年代中期開始, 從計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)到自動(dòng)夾具設(shè)計(jì), 在國(guó)際上普遍受到重視,同時(shí)正在發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的制造軟件系統(tǒng)。 4.7.1柔性夾具的研究和發(fā)展 制造過程的工藝設(shè)備包括刀具、夾具、檢測(cè)設(shè)備及模具的選擇和設(shè)計(jì)為了降低裝夾費(fèi)用和生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間, 柔性裝夾是必不可少的一般說來, 柔性夾具是指工件的形狀和尺寸有一定變化后, 夾具還能適應(yīng)這種變化并繼續(xù)使用的應(yīng)變能力但是工件變化可以在小范圍, 即在相似的形狀和尺寸變

64、動(dòng)不大的范圍, 也可在大范圍, 即零件形狀完全不同, 尺寸變化也很大所以, 柔性夾具還是模糊的, 沒有明確的定義和界限籠統(tǒng)地說, 就是指與機(jī)床、加工中心配合使用的、具有夾持多種不同工件能力的夾具。 柔性夾具包括組合夾具、可編程夾具、通用柔性夾具、相變材料柔性夾具及其它夾具, 使用不同的相變材料可得到多種類型的夾具, 相變材料柔性夾具, 而相變材料柔性夾具適合于裝夾具有復(fù)雜曲面和剛度較弱容易變形的工件朱耀祥和融易鳴中將年代后期柔性夾具的研究開發(fā)分為兩大方向。 4.7.2計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)(CAFD) 在過去的十幾年中, 制造研究團(tuán)體將研究的重點(diǎn)放在了發(fā)展和改善諸如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助制造

65、（CAD/CAM）和計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)等方面只是在最近20年來,CAFD才發(fā)展成為(CAD/CAM)集成技術(shù)的一個(gè)重要組成部分 , 并且成為CAPP的一個(gè)重要方面。它是CIMS環(huán)境下設(shè)計(jì)和制造之間的連接紐帶.隨著CAD/CAM系統(tǒng)在工業(yè)中的建立, CAFD很自然地應(yīng)用到了夾具設(shè)計(jì)當(dāng)中。 CAFD領(lǐng)域的主要研究方面有：(1)夾具設(shè)計(jì)時(shí)基于成組技術(shù)的分類方法及基于案例的推理；(2)通過運(yùn)動(dòng)學(xué)分析確定定位點(diǎn)和夾緊點(diǎn)；(3)利用基于知識(shí)的專家系統(tǒng)選擇定位面和夾緊面；(4)基于幾何分析的夾具規(guī)劃；（5）用于定位基準(zhǔn)選擇的精度關(guān)系分析；（6）組合夾具的構(gòu)形設(shè)計(jì)。 4.7.3 自動(dòng)化夾具（

66、AFD） 近年來組合夾具系統(tǒng)的設(shè)計(jì)受到了夾具行業(yè)的普遍關(guān)注, 并且在一些文獻(xiàn)中對(duì)該領(lǐng)域的最新發(fā)展成果進(jìn)行了回顧，通過幾何計(jì)算的方法驗(yàn)證了夾具構(gòu)形中力的鎖合問題, 在確定優(yōu)化的夾緊點(diǎn)和夾緊順序中提出了幾何推理的方法, 這種方法在考慮到力的鎖合后, 從候選的夾緊點(diǎn)布局中確定最優(yōu)化的夾緊點(diǎn), 是非常簡(jiǎn)單并行之有效的。通過變形一種是由于裝夾所產(chǎn)生的接觸變形, 另一種是由于切割力所引起的工件的彎曲變形分析, 對(duì)支撐和夾緊位置進(jìn)行所需的重新布置, 以在給定的工件上設(shè)計(jì)出最好的支撐、定位和夾緊位置, 完成加工過程中牢固精確地夾緊工件的功能，并在自動(dòng)夾具設(shè)計(jì)原型系統(tǒng)中貫徹了這樣的推理機(jī)制該系統(tǒng)提供了一種智能化的自動(dòng)夾具設(shè)計(jì)環(huán)境系統(tǒng)由個(gè)主要模塊構(gòu)成完全信息化的產(chǎn)品模型知識(shí)庫推理機(jī)制最終的夾具構(gòu)型。按照自動(dòng)化程度區(qū)分, 夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)分為交互式, 半自動(dòng)化式和自動(dòng)化式交互式的夾具。設(shè)計(jì)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)為使用者提供一種信息化的用戶界面, 基于設(shè)計(jì)者的知識(shí), 輔助用戶選擇合適夾具元件的一種系統(tǒng)系統(tǒng)由于要由用戶根據(jù)工件的幾何形狀及加工要求來選擇裝夾表面、裝夾點(diǎn)及夾具元件, 所以是非常耗時(shí)的, 而且并未完全開發(fā)出計(jì)算