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哈爾濱理工大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)題目： 軸法蘭盤(pán)(5-4)的加工工藝及鉆
絞3-Φ9孔的鉆床夾具
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化
班 級(jí)： 機(jī)械09-3
學(xué) 號(hào)： 0930060303
姓 名： 王存珠
指導(dǎo)教師： 張學(xué)偉
機(jī)械工程系
2012年12月14日
目 錄
序 言…………………………………………………………1
一、零件的分析………………………………………………2
1.1 零件的作用………………………………………….2
1.2 零件的工藝分析………………………………………2
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………………………………….3
2.1 確定毛坯的制造形式…………………………………3
2.2 基面的選擇……………………………………………3
2.3 制訂工藝路線…………………………………………4
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定………5
2.5 確定切削用量及基本工時(shí)………………………….6
三 夾具設(shè)計(jì)………………………………………………..12
3.1 問(wèn)題的提出…………………………………………12
3.2 定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………..12
3.3 切削力及夾緊力計(jì)算………………………………12
3.4 定位誤差分析……………………………………….13
3.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明……………………..14
總 結(jié)……………………………………………………..17
參考文獻(xiàn)…………………………………………………….19
哈爾濱理工大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
序 言
機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開(kāi)制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
法蘭盤(pán)的加工工藝規(guī)程及其鉆的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專(zhuān)用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。
本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。
一、零件的分析
1.1零件的作用
題目所給的零件是法蘭盤(pán)，其為盤(pán)類(lèi)零件，用于臥式車(chē)床上。車(chē)床的變速箱固定在主軸箱上，靠該法蘭盤(pán)定心。法蘭盤(pán)內(nèi)孔與主軸的中間軸承外圓相配，外圓與變速箱體孔相配，以保證主軸三個(gè)軸承孔同心，使齒輪正確嚙合。
1.2 零件的工藝分析
法蘭盤(pán)共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：
1．以Φ72為中心的加工表面
這一組加工表面包括：Φ36及其倒角以及與其垂直的端面，Φ62表面，兩個(gè)2x0.5槽，7.5寬槽。
2．以A面為基準(zhǔn)的加工表面
這一組加工表面包括：三個(gè)互成120°的ф9階梯孔，兩個(gè)側(cè)面。
由以上分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專(zhuān)用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 確定毛坯的制造形式
材料為35鋼?？紤]到法蘭主要承受靜壓力，因此選用鍛件。
2.2 基面的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱(chēng)、少裝夾等。
（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。
（3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
（4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。
（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取φ40外圓為定位基準(zhǔn)。
精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：
（1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。
（2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。
（3）“自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。
（4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。
（5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。
以內(nèi)孔為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的計(jì)算，在此不再重復(fù)。
2.3 制訂工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
1
鍛造
鍛造
2
退火處理
退火處理
3
銑
銑左端面
4
銑
銑右端面
5
車(chē)
車(chē)Φ120和Φ116外圓
6
車(chē)
車(chē)Φ100，Φ62和Φ55外圓
7
車(chē)
車(chē)Φ36，Φ60和Φ72內(nèi)孔
8
車(chē)
車(chē)寬7.5槽
9
車(chē)
車(chē)2x0.5退刀槽
10
鉆
鉆3-Φ9孔，锪Φ15孔
11
鉆
鉆2-M8螺紋孔
12
銑
銑距離140mm側(cè)面
13
銑
銑距離137mm側(cè)面
14
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)，入庫(kù)
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“法蘭盤(pán)”零件材料為35鋼，硬度為170-240HBS，毛坯的重量為2.5kg,生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，采用鍛件。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1．外圓表面（Φ120，Φ62，Φ55）
外圓Φ120和Φ62，表面粗糙度要求1.6μm,公差等級(jí)為 6級(jí)，查《機(jī)械加工技術(shù)手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《手冊(cè)》）表3-9（P87）采用車(chē)床加工。
2．內(nèi)孔表面（Φ72，Φ60和Φ36 ）
內(nèi)孔Φ72，查《手冊(cè)》表3-9（P87），采取車(chē)內(nèi)孔。
2.5確定切削用量及基本工時(shí)
工序1：鍛造
工序2：退火處理
工序3：銑左端面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?
2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50
當(dāng)＝750r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3） 計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序4：銑右端面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
4） 決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅淮渭庸ね瓿?
5） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝375
當(dāng)＝375r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
6） 計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序5：車(chē)Φ120和Φ116外圓
1）進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58（P380）
取f=1.0mm/r
2）切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60（P381）
vc=85m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×85/(3.14×120)=225(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(15+1)/225×1.0=0.07(min)
工序6：車(chē)Φ100，Φ62和Φ55外圓
1）進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58（P380）
取f=0.8mm/r
2）切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60（P381）
vc=105m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×105/(3.14×80)=418(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/418×0.8=0.12(min)
工序7：車(chē)Φ36，Φ60和Φ72內(nèi)孔
1）進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58（P380）
取f=0.6mm/r
2）切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60（P381）
vc=106m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×106/(3.14×60)=560(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/560×0.6=0.13(min)
工序8：車(chē)7.5槽
1）進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58（P380）
取f=0.4mm/r
2）切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60（P381）
vc=125m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×125/(3.14×52)=765(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/765×0.4=0.04(min)
工序9：車(chē)2x0.5退刀槽
1）進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58（P380）
取f=0.4mm/r
2）切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60（P381）
vc=125m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×125/(3.14×52)=765(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/765×0.4=0.04(min)
工序10：鉆3-Φ9孔，锪Φ15孔
機(jī)床：搖臂鉆床
刀具：麻花鉆
切削用量：
1. 鉆三個(gè)通孔Φ9
刀具材料：麻花鉆
1）進(jìn)給量 f=0.2mm/r (見(jiàn)《手冊(cè)》表10-15（P437）)
2）切削速度 Vc=40(m/min) (見(jiàn)《手冊(cè)》表10-15（P437）
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×40/(3.14×9)=1150(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56（P379）
tm=3*(l+y+△)/nf=15/(1150×0.2)= 0.21(min)
2. 鉆三個(gè)階梯孔Φ15 刀具材料：高速鋼。
1）進(jìn)給量 f=0.2mm/r (見(jiàn)《手冊(cè)》表10-15（P437）)
2）切削速度 Vc=40(m/min) (見(jiàn)《手冊(cè)》表10-15（P437）
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×40/(3.14×15)=770(r/min)
4) 切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56（P379）
tm=3×(l+y+△)/nf=5/(770×0.2)= 0.1(min)
工序11：鉆2-M8螺紋孔
機(jī)床：立式鉆床
刀具：麻花鉆
切削用量：
1.鉆Φ8
刀具材料：麻花鉆
1）進(jìn)給量 f=0.2mm/r (見(jiàn)《手冊(cè)》表10-15（P437）)
2）切削速度 Vc=40(m/min) (見(jiàn)《手冊(cè)》表10-15（P437）
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×40/(3.14×9)=1150(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56（P379）
tm=3*(l+y+△)/nf=15/(1150×0.2)= 0.21(min)
工序12：銑距離140mm側(cè)面
機(jī)床：立式銑床X51
刀具：鑲齒三面刃銑刀（高速鋼）
切削用量：
1）進(jìn)給量 f=2.0mm/r (見(jiàn)《手冊(cè)》表13-8（P481）)
2）切削速度 Vc=20(m/min) (見(jiàn)《手冊(cè)》表13-12（P484）
3）切削深度 ap=6mm (見(jiàn)《手冊(cè)》P480敘述）
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×20/(3.14×100)=65(r/min)
5) 切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56（P379）
tm=(l+y+△)/nf=48/(65×2.0)=0.37 (min)
工序13：銑距離137mm側(cè)面
1）進(jìn)給量 f=2.0mm/r (見(jiàn)《手冊(cè)》表13-8（P481）)
2）切削速度 Vc=20(m/min) (見(jiàn)《手冊(cè)》表13-12（P484）
3）切削深度 由于該工序余量較大（26.5±0.5mm），所以分四次銑削成型。
根據(jù)《手冊(cè)》P480敘述，通常鑄鐵件銑削深度為5-7mm,所以，前三次選用ap=7mm，第四次選用ap=5.5mm。
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×20/(3.14×100)=65(r/min)
5) 切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56（P379）
tm=4×(l+y+△)/nf=100×4/(65×2.0)= 3.08(min)
三. 夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配的工序的鉆3-Φ9孔的鉆床夾具。
3.1問(wèn)題的提出
本夾具主要用于鉆3-Φ9孔，精度要求不高，和其他面沒(méi)有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。
3.2定位基準(zhǔn)的選擇
本道工序加工3-Φ9孔，精度不高，因此我們采用已加工好的Φ72孔定位，采用心軸定位，因?yàn)榭讖阶陨磔^小，切削力較小，因此不在采用其他的輔助定位，壓板的壓緊力即可以滿足要求，同時(shí)因?yàn)槲覀兗庸さ目资菆A周均布的孔，因此采用分度盤(pán)，在搖臂鉆床上加工。
3.3切削力和夾緊力的計(jì)算
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊(cè)》得：
鉆削力 式（5-2）
鉆削力矩 式（5-3）
式中：
代入公式（5-2）和（5-3）得
本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無(wú)太大意義。只需定位夾緊部件的銷(xiāo)釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。
3.4定位誤差分析
本工序選用的工件以圓孔在定位銷(xiāo)上定位，定位銷(xiāo)為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見(jiàn)下圖。
式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）；
——工件圓孔直徑公差（mm）；
——定位銷(xiāo)外圓直徑公差（mm）。
定位銷(xiāo)水平放置時(shí)定位分析圖
3.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
使用心軸定位，采用開(kāi)口壓板快速夾緊，即可指定可靠的卡緊力。同時(shí)我們采用快換鉆套和翻轉(zhuǎn)式鉆模板，當(dāng)導(dǎo)向的鉆套磨損后，我們松開(kāi)螺釘可以快速地?fù)Q下鉆套，保證導(dǎo)向的精度，采用翻轉(zhuǎn)式鉆模板使裝卸工件方便，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于中批量生產(chǎn)
夾具體零件圖如下
心軸-夾具零件圖如下：
總 結(jié)
這次設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門(mén)科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識(shí)系統(tǒng)的組織起來(lái)，進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機(jī)床概論、公差與配合、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)等專(zhuān)業(yè)知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。同時(shí)也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實(shí)踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，來(lái)完成本次設(shè)計(jì)。
這次設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專(zhuān)業(yè)課及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次課程設(shè)計(jì)使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計(jì)算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用設(shè)計(jì)與工藝等方面的知識(shí)； 以及自己獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；再次體會(huì)到理論與實(shí)踐相結(jié)合時(shí)，理論與實(shí)踐也存在差異。
回顧起此次設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實(shí)踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說(shuō)學(xué)到了很多很多的的東西，同時(shí)鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實(shí)用，在生產(chǎn)過(guò)程中得到應(yīng)用。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了許多問(wèn)題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，讓自己把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新復(fù)習(xí)了一遍。
這次設(shè)計(jì)雖然順利完成了，也解決了許多問(wèn)題，也碰到了許多問(wèn)題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時(shí)，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識(shí)，在此我表示深深的感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！
參 考 文 獻(xiàn)
1. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年
2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年
3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年
4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年
5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1981年10月
6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國(guó)建材工業(yè)出版社出版，1997年
第 19 頁(yè)
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
I軸法蘭盤(pán)銑削缺口專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)
專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)：
學(xué) 號(hào)：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
成 績(jī)：
目 錄
目 錄 II
第1章 緒論 1
1.1夾具概述 1
1.2機(jī)床夾具的功能 1
1.3機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 1
1.3.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 2
1.3.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 2
2 夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 5
2.1機(jī)床夾具的功能 5
2.2機(jī)床夾具應(yīng)滿足的要求 5
2.3設(shè)計(jì)已知條件 6
3夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8
3.1設(shè)計(jì)機(jī)床夾具前的準(zhǔn)備工作 8
3.1.1明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng) 8
3.1.2充分理解工件的零件圖和工序圖 8
3.2確定機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)方案 8
3.2.1選擇定位元件 8
3.2.2選擇夾緊機(jī)構(gòu) 9
3.2.3 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 11
3.3夾具結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì) 14
3.4繪制夾具裝配圖 14
3.5繪制夾具零件圖 16
4夾具精度的驗(yàn)算 17
4.1產(chǎn)生定位誤差的元因 17
4.2 誤差分析與計(jì)算 17
4.3夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 19
總結(jié)與展望 20
參考文獻(xiàn) 21
致 謝 22
第1章 緒論
1.1夾具概述
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。
工具是人類(lèi)文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無(wú)論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
1.2機(jī)床夾具的功能
在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。
1．機(jī)床夾具的主要功能
機(jī)床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過(guò)程。定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會(huì)松動(dòng)、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機(jī)床夾具的特殊功能
機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向。
（1）對(duì)刀 調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對(duì)刀塊，它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。
（2）導(dǎo)向 如鉆床夾中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱(chēng)為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。
1.3機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)
隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門(mén)類(lèi)齊全的工藝裝備。
1.3.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀
現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專(zhuān)用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為15%左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如上新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。
3）適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。
4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。
5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
1.3.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)方面。
精密化
隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多，例如用于精密分度的多齒盤(pán)，其分度精度可達(dá)±0.1；用于精密車(chē)削的高精度三爪卡盤(pán)，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓度公差可達(dá)0.2～0.5μm。
高效化
高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、高速化夾具、具有夾緊動(dòng)力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車(chē)床上使用的高速三爪自定心卡盤(pán)，可保證卡爪在（試驗(yàn)）轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件上仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。
柔性化
機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產(chǎn)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(lèi)主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機(jī)床夾具等。在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。
標(biāo)準(zhǔn)化
機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立類(lèi)型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259—91以及各類(lèi)通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。
計(jì)算機(jī)輔助機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD技術(shù)來(lái)完成夾具設(shè)計(jì)的先進(jìn)方法。由于夾具種類(lèi)繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其設(shè)計(jì)過(guò)程涉及控制條件多，因此，用于夾具設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)軟件甚少，目前還沒(méi)有一種軟件系統(tǒng)能夠?qū)A具設(shè)計(jì)完全數(shù)字化。目前，計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)一般是采用二維CAD軟件進(jìn)行。采用二維CAD軟件進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，可以提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，但是其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)人員首先要閱讀工件二維零件圖，了解零件的加工要求，并將二維零件圖在頭腦中三維實(shí)體化；再選擇或設(shè)計(jì)合適的定位、夾緊等元件和裝置；接上來(lái)將上述結(jié)構(gòu)在頭腦中形成夾具三維實(shí)體，用二維圖表示，完成夾具的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，思維要在三維和二維模型中反復(fù)轉(zhuǎn)換，最終繪制二維的總裝圖。由于繪制三維實(shí)體效果的裝配圖難度大，效率低，一般不繪制三維裝配圖。這對(duì)夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，以及加工和裝配均有不利的影響。3D軟件是一個(gè)基于特征的參數(shù)化實(shí)體建模設(shè)計(jì)工具，該軟件完全采用Windows圖形用戶界面，易學(xué)易用。借助3D軟件平臺(tái)，可以創(chuàng)建三維實(shí)體模型；編輯零件裝配體并進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)仿真；利用它的動(dòng)畫(huà)功能不僅可以檢查夾具工作的可行性，還能得到夾具零部件裝配和運(yùn)動(dòng)過(guò)程的動(dòng)畫(huà)文件。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的功能在于能協(xié)助設(shè)計(jì)者完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)各階段的工作。本文針對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，借助3D軟件平臺(tái)，將設(shè)計(jì)時(shí)所用標(biāo)準(zhǔn)零件建立實(shí)體模型庫(kù)；對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)零件，采用交互方式建模方法直接在設(shè)計(jì)平臺(tái)建模并建立非標(biāo)準(zhǔn)模型庫(kù)。
采用二維CAD軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，它使我們甩掉了圖板，解決r使用繪圖板帶來(lái)的諸多弊端。現(xiàn)在，大量三維實(shí)體造型軟件崛起，如PR0／E、UG、3D、Solidedge等，推動(dòng)了設(shè)計(jì)領(lǐng)域的新革命．由于這些三維軟件．不僅僅可創(chuàng)建三維實(shí)體模型，還可利用設(shè)計(jì)出三維模型進(jìn)行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢查、機(jī)構(gòu)分析、動(dòng)態(tài)干涉檢查、動(dòng)力學(xué)分析、強(qiáng)度分析等，并且與其它軟件配合可進(jìn)行零件的數(shù)控加工演示和數(shù)控代碼的生成。這些功能是以往的二維CAD無(wú)法比擬的。結(jié)合夾具設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、高精度性等特點(diǎn)．采用了易學(xué)易懂的3D三維實(shí)體造型軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程。
21
2 夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
2.1機(jī)床夾具的功能
2.1.1 保證加工精度，工件通過(guò)機(jī)床夾具進(jìn)行安裝，包含了兩層含義：一是工通過(guò)夾具上的定位元件獲得正確的位置，稱(chēng)為定位;二是通過(guò)家駿技工是工件 的既定位置在加工過(guò)程中保持不變，稱(chēng)為夾緊、這樣，就可以保證工件加工面的位置精度，且精度穩(wěn)定。
2.1.2 提高生產(chǎn)率，使用夾具來(lái)安裝工件，可以減少劃線，找正，對(duì)刀等輔助時(shí)間，采用多件，多工位夾具，以及氣動(dòng)，液壓動(dòng)力基金裝置，可以進(jìn)一步減少輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。
2.1.3 擴(kuò)大加床的使用范圍，有些機(jī)床夾具是指上是對(duì)機(jī)床進(jìn)行了部分改造，擴(kuò)大了元機(jī)床的功能和使用范圍。如在車(chē)床床鞍上暗訪鏜模夾具，就可以進(jìn)行箱體零件的孔系加工。
2.1.4 減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。
2.2機(jī)床夾具應(yīng)滿足的要求
機(jī)床夾具應(yīng)滿足的基本要求包括下面幾方面：
2.2.1保證加工精度，這是必須做到的最基本要求，其關(guān)鍵是正確的定位，夾緊和導(dǎo)向方案，夾具制造的技術(shù)要求，定位誤差的分析和驗(yàn)算。
2.2.2夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在大批量生產(chǎn)時(shí)，盡量采用快速，高效的定位，夾緊機(jī)構(gòu)和動(dòng)力裝置，提高自動(dòng)化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求 在中，小批量生產(chǎn)時(shí)，夾具應(yīng)有一定的可調(diào)性，一適應(yīng)多品種工件的加工。
2.2.3安全，方便，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，機(jī)床夾具要有工作安全性考慮，必要時(shí)加保護(hù)裝置、要符合工人的操作位置和習(xí)慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，時(shí)工人操作方便、大批量生產(chǎn)和加工笨重時(shí)，更需要減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
2.2.4排屑順暢，機(jī)床夾具中積累切屑會(huì)影響到工件的定位精度，切屑的熱量時(shí)工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度，清理切屑將增加輔助時(shí)間，降低生產(chǎn)率。因此夾具設(shè)計(jì)中要給予排屑問(wèn)題充分的重視。
2.2.5機(jī)床夾具應(yīng)有良好的強(qiáng)度，剛度和結(jié)構(gòu)工藝性，加床夾具設(shè)計(jì)時(shí)，要方便制造，檢查測(cè)，調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。
2.3設(shè)計(jì)已知條件
題目給的零件是I軸法蘭盤(pán)零件，主要作用是起連接作用。它主要用于軸與軸之間的連接，以傳遞動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩。
零件的實(shí)際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。具體尺寸，公差如下圖所示。
由零件圖可知，其材料為HT200，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。
I軸法蘭盤(pán)零件主要加工表面為：1.車(chē)外圓及端面，表面粗糙度值為3.2。2.車(chē)外圓及端面，表面粗糙度值3.2。3.車(chē)裝配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精車(chē)側(cè)面，及表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5，法蘭面粗糙度值6.3。
I軸法蘭盤(pán)共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：
(1)．左端的加工表面：
? ? 這一組加工表面包括：左端面，Φ120和Φ116外圓左端面以及外圓面倒角鉆孔。這一部份只有端面有1.6的粗糙度要求，其要求并不高，粗車(chē)后半精車(chē)就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒(méi)有精度要求，因此一道工序就可以達(dá)到要求，并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。
(2).右端面的加工表面：
這一組加工表面包括：右端面；Φ100、Φ62、Φ55外圓右端面Ф36、Ф60、Ф72內(nèi)圓以及外圓面的外圓并帶有倒角其要求也不高，粗車(chē)后半精車(chē)就可以達(dá)到精度要求。其中，內(nèi)孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。
零件材料為HT200，考慮到零件在使用過(guò)程中起連接作用，分析其在工作過(guò)程中所受載荷，最后選用鍛造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鍛造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
擬定I軸法蘭盤(pán)的機(jī)械加工工藝路線如下：
1
鍛造
鍛造
2
退火處理
退火處理
3
車(chē)
車(chē)左端面
4
車(chē)
車(chē)右端面
5
車(chē)
車(chē)Φ120和Φ116外圓
6
車(chē)
車(chē)Φ100，Φ62和Φ55外圓
7
車(chē)
車(chē)Φ36，Φ60和Φ72內(nèi)孔
8
車(chē)
車(chē)寬7.5槽
9
車(chē)
車(chē)2x0.5退刀槽
10
鉆
鉆3-Φ9孔，锪Φ15孔
11
鉆
鉆2-M8螺紋孔
12
銑
銑削缺口(銑距離140mm側(cè)面)
13
銑
銑削缺口(銑距離137mm側(cè)面)
14
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)，入庫(kù)
3夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1設(shè)計(jì)機(jī)床夾具前的準(zhǔn)備工作
3.1.1明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)
工件的年生產(chǎn)量是確定機(jī)床夾具總體方案的重要依據(jù)之一。它決定了夾具的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度。如工件的年生產(chǎn)量很大，可采用多工件加工、機(jī)動(dòng)夾緊或自動(dòng)化程度較高的設(shè)計(jì)方案，采用此方案時(shí)，機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較高；如工件的年生產(chǎn)量不大，可采用單件加工，手動(dòng)夾緊的設(shè)計(jì)方案，以減小機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及夾具的制作成本。
3.1.2充分理解工件的零件圖和工序圖
零件圖標(biāo)出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，他決定了工件在機(jī)床夾具中的放置方法，是設(shè)計(jì)機(jī)床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù)。工序圖給出了零件本工序的工序基準(zhǔn)、以加工表面、以及本工序的定位、夾緊元理方案。工件的工序基準(zhǔn)、已加工表面、決定了機(jī)床夾具的定位方案，如選用平面定位、孔定位定位等；定位方案的選擇依據(jù)六點(diǎn)定位元理和采用的機(jī)床加工方法，定位方案不一定要頂六個(gè)自由度，但是要完全定位。工件的代待加工表面是選擇機(jī)床，刀具的依據(jù)。確定夾緊機(jī)構(gòu)要依據(jù)零件的外形尺寸，選擇合適的定位點(diǎn)，確保夾緊力安全、可靠同時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)不能與刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡相沖突。
3.2確定機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)方案
3.2.1選擇定位元件
本夾具選用一可換定位銷(xiāo)來(lái)定位，其參數(shù)如下：
圖 3.1 定位銷(xiāo)
3.2.2選擇夾緊機(jī)構(gòu)
（1） 夾緊力的方向：
夾緊力的要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢(shì)，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。
（2） 夾緊力的作用點(diǎn)：
夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)該選擇在定位元件支撐點(diǎn)的作用范圍內(nèi)，以及工件剛度高的位置。確保工件的定位準(zhǔn)確、不變形。
（3）選擇夾緊機(jī)構(gòu)：
在確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)的同時(shí)，要確定相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)。確定夾緊機(jī)構(gòu)
要注意以下幾方面的問(wèn)題：
① 安全性 夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和加緊力，以防止意外傷及夾具操作人員。
② 手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的操作力不應(yīng)過(guò)大，以減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
③ 夾緊機(jī)構(gòu)的行程不宜過(guò)長(zhǎng)，以提高夾具的工作效率。
④ 手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)操作靈活、方便。
該夾緊裝置選用移動(dòng)壓板，其參數(shù)如表3.3：
表3.3 移動(dòng)壓板
公稱(chēng)直徑
L
6
45
20
8
19
6.6
7
M6
5
刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：
有：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡元理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動(dòng)形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過(guò)弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如2.1.
由表得：元?jiǎng)恿τ?jì)算公式
即：
由上述計(jì)算易得：
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
3.2.3 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖3.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表3.4：
表3.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱(chēng)尺寸
允差d
允差
公稱(chēng)尺寸
允差D
18
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。
由于本道工序是完成精銑加工，所以選用對(duì)刀塊。
圖3.2對(duì)刀塊
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖3.3所示：
圖3.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表3.5：
表3.5 塞尺
公稱(chēng)尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
3.3夾具結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)
（1）首先對(duì)工件的加工要進(jìn)行分析，根據(jù)工件的形狀和加工要求，我認(rèn)為采用立式鉆床比較合理。
（2）然后，根據(jù)六點(diǎn)定位元理，選用定位銷(xiāo)套在圓柱內(nèi)孔，這樣配合使用來(lái)完成限制了五個(gè)自由度，加上圓柱銷(xiāo)，這樣就共限制了六個(gè)自由度，正好滿足六點(diǎn)定位元理，由于限制了六方自由度，所以只需要將工件夾緊就可以進(jìn)行加工了，在垂直方向上進(jìn)行夾緊，可以利用移動(dòng)壓板，進(jìn)行夾緊，因?yàn)橐苿?dòng)壓板簡(jiǎn)單使用，而且不影響加工過(guò)程，所以最總選擇移動(dòng)壓板進(jìn)行夾緊。
（3）最后，對(duì)整個(gè)夾緊方案分析得出，定位約合六點(diǎn)定位元理，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾具設(shè)計(jì)可行。這樣就可使工件穩(wěn)固的夾緊在機(jī)床上，能更加方便，準(zhǔn)確的進(jìn)行加工。
3.4繪制夾具裝配圖
（1）裝配圖應(yīng)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)盡可能1：1地繪制，用剖視圖完整清晰的表示出夾具的主要結(jié)構(gòu)及夾具的工作元理。
（2）視工件為透明體，用雙點(diǎn)畫(huà)線畫(huà)出主要部分（如輪廓，定位面‘夾緊面
加工表面）。畫(huà)出定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向裝置的位置
（3）按照夾緊狀態(tài)畫(huà)出夾緊元件和夾緊機(jī)構(gòu)。
（4）畫(huà)出夾具體及其他聯(lián)接用的元件（聯(lián)接體、螺釘?shù)龋瑢A具各組成元件聯(lián)成一體。
此機(jī)床夾具要用到的零件如下：
六角螺釘M6X25 8個(gè) 材料：鋼件
定位銷(xiāo) A6X26 4個(gè) 材料：鋼件
定位襯套 4個(gè) 材料：鋼件
六角螺母-C級(jí)M12 1個(gè) 材料：Q235
螺桿M12X40 1個(gè) 材料：鋼件
夾具體 1個(gè) 材料：HT200
筋板 1個(gè) 材料：鋼件
立柱 1個(gè) 材料：鋼件
軸 1個(gè) 材料：鋼件
快換墊圈 1個(gè) 材料：鋼件
定位軸 1個(gè) 材料：鋼件
（5）標(biāo)注必要的尺寸、配合、公差等
①夾具的外形尺寸，所設(shè)計(jì)夾具的最大長(zhǎng)、寬、高尺寸。
②夾具中所有有配合關(guān)系的元件間應(yīng)標(biāo)注尺寸和配合種類(lèi)。
③各定位元件之間，定位元件與導(dǎo)向元件之間，各導(dǎo)向元件之間應(yīng)標(biāo)注裝配后的位置尺寸和形位公差
（6）標(biāo)注技術(shù)條件。
①定位元件的定位面間相互位置精度。
②定位元件的定位表面與夾具安裝基面的位置精度。
③定位表面與導(dǎo)向元件間的位置精度。
④導(dǎo)向元件工作面間的位置精度。
（7）對(duì)零件編號(hào)，填寫(xiě)標(biāo)題欄和零件明細(xì)表。
①每一個(gè)零件都必須有自己的編號(hào)，此編號(hào)是唯一的。在工廠的生產(chǎn)活動(dòng)中，生產(chǎn)部件按零件編號(hào)生產(chǎn)、查找工作。
②完整填寫(xiě)標(biāo)題欄，如裝配圖號(hào)、名稱(chēng)、單位、設(shè)計(jì)者、比例等。
③完整填寫(xiě)明細(xì)表，一般來(lái)說(shuō)，加工工件填寫(xiě)在明細(xì)表的下方，標(biāo)準(zhǔn)件、裝配件填寫(xiě)在明細(xì)表的上方。
圖 裝配圖
3.5繪制夾具零件圖
（1）對(duì)裝配圖中需加工的零件圖均應(yīng)繪制零件圖，零件圖應(yīng)按制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。
（2）零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術(shù)要求應(yīng)根據(jù)裝配圖上的配合種類(lèi)、 位置精度、技術(shù)要求而定。
（3）零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應(yīng)標(biāo)注完整
夾具體用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。它與機(jī)床有關(guān)部件進(jìn)行相連定位，使夾具相對(duì)機(jī)床具有確定的位置。
其中夾具體的設(shè)計(jì)如下：
夾具體零件圖
4夾具精度的驗(yàn)算
4.1產(chǎn)生定位誤差的元因
（1）平位情面定形，夾具定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，兩基準(zhǔn)之間的位置誤差會(huì)反應(yīng)到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生的定位誤差稱(chēng)之為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
（2）定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差。
（3）導(dǎo)向元件，對(duì)刀元件與定位元件間的位置誤差。
（4）夾緊力使工件或夾具產(chǎn)生變形，產(chǎn)生位置誤差。
（5）夾具在機(jī)床上的安裝誤差。
（6）定位元件與定位元件間的位置誤差
4.2 誤差分析與計(jì)算
該夾具以一面兩銷(xiāo)定位，兩定位銷(xiāo)孔尺寸公差為。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。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴ 兩定位銷(xiāo)的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
且：L=67mm ，得
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò)
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
4.3夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開(kāi)工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類(lèi)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過(guò)程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷(xiāo)。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
總結(jié)與展望
總結(jié)與展望
在本次設(shè)計(jì)中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問(wèn)題，所選用的零、部件都是操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時(shí)以最低的成本實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的加工。但也有不足之處：特別是對(duì)于鏜孔夾具，在刀具加工完退出工件孔時(shí)，有可能會(huì)劃傷工件內(nèi)孔表面，本可以在夾具體內(nèi)部設(shè)置液壓升降系統(tǒng)，使工件孔與定位立臺(tái)可升可降，這樣，在刀具退出時(shí)，使定位立臺(tái)連同工件孔一起升起，從而避免劃傷。但考慮到成本問(wèn)題，未采用這種方法。為此，鏜孔的專(zhuān)用夾具還有待改進(jìn)。無(wú)論怎樣，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我獲益良多，是我在學(xué)校的最后一次答卷，也是我成功邁向社會(huì)的第一步。
參考文獻(xiàn)
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附 錄
致 謝
我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題，更重要的是為我們指引了設(shè)計(jì)的思路并給我們講解了設(shè)計(jì)中用到的實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從而使我們?cè)O(shè)計(jì)中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛(ài)崗敬業(yè)，導(dǎo)師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。
同時(shí)也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們課程設(shè)計(jì)的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場(chǎng)所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去，為更好、更快的完成課程設(shè)計(jì)提供了重要保障。