典型零件的機制工藝及夾具設計

典型零件的機制工藝及夾具設計,典型,零件,機制,工藝,夾具,設計 畢業(yè)設計（論文）中期報告 題目：典型零件的機制工藝及夾具設計 系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 姓 名 學 號 導 師 2013年 3 月 18 日 1設計（論文）進展狀況 1.1零件分析確定材料、毛坯 尾座體是機床不可缺少的一部分，起著帶動頂尖在工作臺上移動，夾緊和松開工件的作用。 由于尾座體要求有較高的強度和剛度，以及良好的耐磨性和疲勞強度，材料選擇鑄鋼。因為零件在工作中承受靜載荷以及小量的動載荷，為了使金屬纖維盡量不被切斷，非加工表面對稱均勻，使零件工作可靠，并且鑄件的鑄造性能較好，。由于該零件的輪廓尺寸不大，生產類型為大量生產，又考慮零件的加工條件要求較高。為了保證加工質量、提高生產率、降低成本、減少工人的勞動強度，確定采用鑄造成型。 1.2基面選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。 粗基準的選擇：對尾座這樣的箱體零件來說通常以不加工的面作為粗基準。 精基準的選擇：精基準的選擇要考慮基準重合的原則，設計基準要和工藝基準重合。因此采用底面和側面做為精基準。 1.3加工工藝 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：粗精銑左右端面 工序Ⅳ：粗銑，半精銑，精銑下底面 工序Ⅴ：粗銑，半精銑，精銑左端底側面 工序Ⅵ：粗鏜，精鏜Φ80H7孔 工序Ⅶ：去毛刺 工序Ⅷ：質檢 工序IX：入庫 1.4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，需要設計專用夾具。 專用夾具是為某工序而特定設計制造的夾具。它優(yōu)點是針對性強，結構簡單，剛性好，操作容易，裝夾容易，生產率高。缺點是設計周期長，產品更新換代后往往不能繼續(xù)使用，適應性差；費用較高。 機床夾具一般由功能相互獨立而又相互聯系的以下六部分組成：1.定位元件。2.夾緊元件。3.對刀或引導元件，它是保證夾具相對刀具的正確的位置。4.夾具體，它與機床有關部件相連接，以確定夾具相對于機床的位置。5.連接元件，確定夾具在機床上的正確位置等。6.其它元件或裝置，適用于有特殊要求的元件。 根據本設計所要加工零件的特點，查閱相關資料設計出加工要求的夾具。本設計中選粗精銑左右端面作為設計夾具的參照物。完成如圖1夾具： 圖1 尾座體夾具裝配圖 2存在問題及解決措施 本課題主要研究尾座體的工藝規(guī)程和夾具設計，主要難點就在于不太熟悉的夾具設計、刀具的選擇、加工工藝的計算。 解決措施：認真下功夫進行軟件的學習并進行多次的模擬實踐，和老師進行溝通，自己查閱書籍，對刀具和切削用量進行更深一步的了解，借鑒別人經驗進行對自己的尾座體加工方案進行的修改。 3后期工作安排 3.1進一步完善加工工藝和夾具。 3.2繪制個夾具的裝配圖、部分零件工程圖。 3.3完成畢業(yè)論文，準備終期答辯。 指導教師簽字： 年 月 日 機械加工過程卡片 產品型號 零（部）件圖號 共（6）頁 產品名稱 機床尾座體 零（部）件名稱 尾座體 第（1）頁 材料牌號 HT150 毛坯種類 鑄件 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數 1 每臺件數 1 備注 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工藝裝備 工時 準終 單件 10 鑄造 鑄造毛坯 鑄 20 時效處理 時效處理 鑄 30 銑 粗銑上頂面 金工 立銑床X51 YG8硬質合金套式面銑刀、游標卡尺 40 銑 粗銑精銑240x240面 金工 立銑床X51 YG8硬質合金套式面銑刀、游標卡尺 50 銑 粗銑精銑左右端底側面 金工 臥銑床X6140 YG8硬質合金套式面銑刀、游標卡尺 60 銑 粗銑精銑120x120端面 金工 臥銑床X6140 YG8硬質合金套式面銑刀、游標卡尺 70 鏜 粗鏜精鏜Φ80孔 金工 臥式鏜床T68 高速鋼鏜刀 80 去毛刺 倒角和毛刺 金工 90 質檢 按圖紙要求檢驗 100 入庫 設計 （日期） 審核 （日期） 標準 （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 2013.5.1 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 共（6）頁 產品名稱 機床尾座體 零件名稱 尾座體 第（2）頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金 30 銑端面 HT150 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 X51 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 0.55 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 粗銑上頂面 YG8硬質合金套式面銑刀、游標卡尺 750 141.3 2 3 1 0.55 設 計 （日 期） 校 對 （日期） 審 核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 標記 數量 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 2013.5.1 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 共（6）頁 產品名稱 機床尾座體 零件名稱 尾座體 第（3）頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金 40 銑端面 HT150 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 X51 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 2.6 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑240x240端面 YG8硬質合金套式面銑刀、游標卡尺 200 150.7 3 2.5 1 1.0 2 精銑240x240端面 YG8硬質合金套式面銑刀、游標卡尺 200 150.7 2 0.5 1 1.6 設 計 （日 期） 校 對 （日期） 審 核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 標記 數量 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 2013.5.1 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 共（6）頁 產品名稱 機床尾座體 零件名稱 尾座體 第（4）頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金 50 銑端面 HT150 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 臥式銑床 X6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 1.0 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑左端底側面 YG8硬質合金套式面銑刀、游標卡尺 750 141.3 3 2 1 0.3 2 精銑左端底側面 YG8硬質合金套式面銑刀、游標卡尺 1000 157 2 0.5 1 0.21 3 粗銑右端底側面 YG8硬質合金套式面銑刀、游標卡尺 750 141.3 3 2 1 0.28 4 精銑右端底側面 YG8硬質合金套式面銑刀、游標卡尺 1000 157 2 0.5 1 0.21 設 計 （日 期） 校 對 （日期） 審 核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 標記 數量 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 2013.5.1 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 共（6）頁 產品名稱 車床尾座體 零件名稱 尾座體 第（5）頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金 60 銑端面 HT150 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 臥式銑床 X6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 0.65 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑120x120端面 YG8硬質合金套式面銑刀、游標卡尺 480 180.9 3 2 1 0.22 2 精銑120x120端面 YG8硬質合金套式面銑刀、游標卡尺 480 180.9 2 0.5 1 0.43 設 計 （日 期） 校 對 （日期） 審 核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 標記 數量 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 2013.5.1 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 共（6）頁 產品名稱 車床尾座體 零件名稱 尾座體 第（6）頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 金 70 鏜孔 HT150 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 臥式鏜床 T68 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 亞硝酸鈉 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 24.8 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗鏜φ80孔 高速鋼鏜刀 125 31 0.5 2 1 11 2 精鏜φ80孔 高速鋼鏜刀 80 20 0.4 0.5 1 13.8 設 計 （日 期） 校 對 （日期） 審 核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 標記 數量 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 2013.5.1 畢業(yè)設計(論文)開題報告 題目：典型零件的機制工藝及夾具設計 系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 姓 名 學 號 導 師 2012 年 12 月 20 日 1畢業(yè)設計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內外相關研究情況） 尾座體是各種機床中不可缺少的一部分它有著特別的作用。尾座安裝在機床的導軌上，尾座上的套筒可以安裝頂尖，以支承較長的工件的右端（即頂持工件的中心孔）、安裝鉆頭、鉸刀，進行孔加工，也可以安裝絲錐攻螺紋工具、圓析牙套螺紋工具加工內、外螺紋。尾座可以沿尾座導軌作縱向調整移動，然后壓下尾座緊固手輪將尾座夾緊在所需位置，搖動尾座手輪可以實現對工件的頂緊、松開或工件進行切削的縱向進給。 機械加工工藝就是在加工流程的基礎上， 改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明。因此機械加工工藝是指導生產的重要的技術性文件，他直接關系到產品的質量、生產率及其加工產品的經濟效益，可見加工工藝的編制好壞是生產該產品的質量的重要保證。在編制工藝師須保證其合理性、科學性、完善性。 當今世界，工業(yè)發(fā)達國家對機床工業(yè)高度重視，競相發(fā)展機電一體化、高精、高效、高自動化先進機床，以加速工業(yè)和國民經濟的發(fā)展。數控機床出現至今的50年，隨科技、特別是微電子、計算機技術的進步而不斷發(fā)展.成為先進制造技術的核心技術，它的整體水平標志著一個國家產業(yè)現代化的水平和綜合國力的強弱，具有超越其經濟價值的戰(zhàn)略物資地位。美、德、日三國是當今世上在數控機床科研、設計、制造和使用上，技術最先進、經驗最多的國家，因其社會條件不同，各具特點，因此機床工業(yè)最是發(fā)達。目前我國企業(yè)機械 制造整體水平與發(fā)達國家相比還有很大的差距。由于我國企業(yè)大部分數控機床和數控系統依靠進口，企業(yè)承受不了巨額購置費，且易受國外的控制，另外數控機械設備維修氣力薄弱，進口的備件維修本錢高，設備完好率低，大部分進口機床數控系統已經崩潰，有的甚至在進口后還沒使用就已不能使用等等。因此 目前我國企業(yè)機床數控化比例極低，不到5%，各企業(yè)使用的盡大部分為傳統老式機床，很難滿足企業(yè)高技術產品的生產需求和生產效率。為節(jié)約本錢，進一步發(fā)揮老式傳統機床的功效和潛伏價值，將大批傳統老式機床改造為數控機床是一種必然性和趨勢。 2本課題研究的主要內容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1零件分析 所給零件如圖1所示，為機床尾座體，起作用就是帶動頂尖在工作臺上移動，實現工件的夾緊和松開。Φ80孔是主要加工面，其尺寸誤差和粗糙度要求是加工工藝需 要重點考慮的問題。 圖1 尾座體 2.2確定毛坯 由于軸承座套要求有較高的強度和剛度，以及良好的耐磨性和疲勞強度，材料選擇鑄鋼。因為零件在工作中承受靜載荷以及小量的動載荷，為了使金屬纖維盡量不被切斷，非加工表面對稱均勻，使零件工作可靠，并且鑄件的鑄造性能較好。由于該零件的輪廓尺寸不大，生產類型為大量生產，又考慮零件的加工條件要求較高。為了保證加工質量、提高生產率、降低成本、減少工人的勞動強度，確定采用鑄造成型。 2.3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?；孢x擇的正確合理，可以使加工質量得到保證、生產率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出。 粗基準的選擇：對尾座體這樣的箱體零件來說。選擇好粗基準是至關重要。對箱體類零件通常以不加工的面做粗基準。 精基準的選擇：精基準的選擇要考慮基準重合的原則，設計基準要和工藝基準重合。因此采用底面和側面做為精基準。 2.4工藝過程的安排 在尾座體零件加工中，影響加工精度的主要因素有： 1零件本身的剛度比較底，在外力（切削力、夾緊力）的作用下，容易變形。2零件本身是鑄件，孔壁較薄，切削時將產生的殘余內應力，并引起應力重新分布。因此，在安排工藝過程中，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開，既把粗加工安排在前，半精加工安排在中間，精加工安排在后面。這是由于粗加工工序的切削余量大，因此，切削力、夾緊力必然大，加工后容易變形。粗精加工分開后，粗加工產生的變形，可以在半精加工修正，半精加工中產生的變形可以在精加工中修正。這樣逐步減少加工余量，切削力及內應力作用。逐步修正加工的變形就能最后達到零件的技術要求。 2.5夾具設計 夾具是機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置。夾具的設計是為了保證產品的質量的同時提高生產的效率、改善工人的勞動強度、降低生產成本，因此在大批量生產中，常采用專用夾具。在夾具的設計中，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其他部件；計算出夾具定位是產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 3本課題研究的重點及難點，前期已開展工作 本課題的重點是尾座體的加工工藝，它是指導生產的重要的技術性文件，只有正確完成加工工藝后續(xù)的工作在可以正常、順利的進行。前期先進行專業(yè)知識的學習和積累，了解編寫加工工藝的步驟以及注意事項，為后期的設計打好基礎。 4完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫） 第1－3 周：查閱資料，完成基礎知識的積累和開題報告。 第4－6 周：典型工件的工藝分析，計算、編寫各工件加工工藝。 第7－8 周：各夾具的設計計算，定位分析，設計中存在的問題。 第 9 周 ：中期檢查。 第10－13周：繪制各夾具的裝配圖、部分零件工程圖。 第 14 周：完成畢業(yè)論文。 第 15 周：答辯。 5 指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導教師： 年 月 日 6 所在系審查意見： 系主管領導： 年 月 日 參考文獻 [1] 李昌年. 機床夾具設計與制造. 北京：機械工業(yè)出版社，2007 [2] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1991。 [3] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1995。 [4] 上海市金屬切削技術協會。金屬切削手冊［Ｍ］。上?？茖W技術出版社，2004。 [5] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊［Ｍ］?；瘜W工業(yè)出版社，2004。 [6] 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊［Ｍ］。上海科學技術出版社，2002。 [7] 周永強，高等學校畢業(yè)設計指導[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002。 [8] 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987。 [9] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995。 [10] 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊[M]，上海：上海科學技術出版社，1980。 [11] 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991。 [12] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量[M]，中國計量出版社，2000：9-19。 [13] 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上海科學技術出版社，2000。 [14] Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984 [15] Machine Tools N.chernor 1984. [16] Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973. 摘要 機械制造技術的發(fā)達程度突出反應了一個國家或地區(qū)的經濟實力和綜合國力，是一個國家生存、發(fā)展與繁榮所依賴的重要基礎。本文對一尾座體零件進行加工工藝分析，并對相關工序設計專用夾具。本設計的基本思路是，首先對零件圖進行分析，選擇毛坯形式、公差及余量。再次是確定加工基準、工藝路線，選擇工藝裝備，設計各個工序的具體內容，確定切削用量及時間定額等。最后設計關鍵工序的夾具。合理選擇加工基準，加工方法，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。設計的夾具應結構簡單，省時省力，裝夾方便，并且對相似的零件的加工有通用性。 關鍵詞：工藝；工序；切削用量；夾緊；定位；誤差 Ⅰ Abstract The level of the development of the manufacturing technology is strongly respect the economic strength and national strength of a country. The existence and the development of a country depends on the manufacturing technology.This paper mainly discusses the machining technology of a flange and designes these tools used for machining the flange. The basic prodcer of the paper is that first analying the detail drawing of the flange,choosing the blank,the sizesand the basis,second, choosing the machine routing, choosing tools for machining the flange，designing details of erevy procedure，third，design the fixture. All these chooses must be right to make sure the flange meeting the technical requirements. The level of the development of the manufacturing technology is the response of the economic strength and national strength of a country. The existence and the development of a country depends on the manufacturing technology. All these chooses must be right to make sure the flange meeting the technical requirements. The fixture should save time and force，and should has generality. The fixture should save time and force，and should has generality. Key Words: The procers； the working procedure； the cutting specifications,clamp； the localization；the error Ⅱ 目 錄 1 緒論 1 1.1題目背景和研究意義 1 1.2本課題研究的主要內容 1 2 零件的分析 2 2.1零件的作用 2 2.2零件的工藝分析 2 3 工藝規(guī)程設計 3 3.1確定零件的生產類型 3 3.2確定毛坯的制造形式 3 3.3基面的選擇的選擇 3 3.4制定工藝路線 4 3.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5 3.6切削用量及基本時間的確定 6 3.6.1工序Ⅲ的設計 6 3.6.2工序Ⅳ的設計 8 3.6.3工序Ⅴ的設計 10 3.6.4工序Ⅵ的設計 15 3.6.5工序Ⅶ的設計 18 4 夾具的設計 21 4.1夾具的概述 21 4.2夾緊裝置的組成及設計要求 21 4.2.1動力源 21 4.2.2中間傳力機構 21 4.2.3夾緊元件 22 4.3定位誤差的分析與計算 23 4.4夾具設計與操作的簡要說明 23 4.4.1夾具體方式的確定 23 4.4.2夾具的精度要求 24 4.4.3夾具使用注意事項、保養(yǎng)及維護 24 4.5問題的提出 24 4.6夾具的設計 24 4.6.1定位基準的選擇 25 Ⅲ 4.6.2銑削力計算 25 4.6.3.定位誤差與分析 25 4.6.4夾具設計及操作的簡要說明 25 4.6.5夾具體的選擇 25 4.6.6夾具體槽形 26 4.6.7夾緊裝置及夾具體設計 27 5 結論 29 參考文獻 30 致謝 31 畢業(yè)設計（論文）知識產權聲明 32 畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明 33 Ⅳ 1緒論 1 緒論 1.1題目背景和研究意義 機械制造業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，現代制造業(yè)正在改變著人們的生產方式、生活方式、經營管理模式乃至社會的組織結構和文化。生產的發(fā)展和產品更新換代速度的加快，對生產效率和制造質量提出了越來越高的要求，也就對機械加工工藝等提出了要求。在實際生產中，由于零件的生產類型、形狀、尺寸和技術要求等條件不同，針對某一零件，往往不是單獨在一種機床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經過一定的工藝過程。因此，我們不僅要根據零件具體要求，還要合理地安排加工順序，一步一步地把零件加工出來。[1] 機械加工工藝是實現產品設計，保證產品質量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產準備，計劃調度、加工操作、生產安全、技術檢測和健全勞動組織的重要依據，也是企業(yè)上品種、上質量、上水平，加速產品更新，提高經濟效益的技術保證。夾具是能夠使產品按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝置，它主要用于保證產品的加工質量、減輕勞動強度、輔助產品檢測、展示、運輸等[2]。夾具又是制造系統的重要組成部分，不論是傳統制造，還是現代制造系統，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設計可以提高產品勞動生產率，保證和提高加工精度，降低生產成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。在當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求下，企業(yè)對夾具的設計及制造提出了更高的要求[3]。 工件的工藝分析及夾具設計是工藝工程師必備的專業(yè)素質。本課題的目的是通過完成畢業(yè)設計，使學生掌握機械加工的流程，對培養(yǎng)學生盡早成為合格工藝工程師具有重要的實踐意義 [4] 。 1.2本課題研究的主要內容 本畢業(yè)設計的內容是尾座體零件機械加工工藝以及專用夾具設計，詳細討論尾座體從毛坯到成品的機械加工工藝過程，分析總結推動架零件的結構特點、主要加工表面，并制定相應的機械加工工藝規(guī)程；針對推動架零件的主要技術要求，設計專用夾具。 32 2零件的分析 2 零件的分析 2.1零件的作用 題目所給定的零件是機床上的“尾座體”（見附圖2.1），是各種機床中不可缺少的一部分它有著特別的作用。尾座安裝在機床的導軌上，尾座上的套筒可以安裝頂尖，以支承較長的工件的右端（即頂持工件的中心孔）、安裝鉆頭、鉸刀，進行孔加工，也可以安裝絲錐攻螺紋工具、圓析牙套螺紋工具加工內、外螺紋。尾座可以沿尾座導軌作縱向調整移動，然后壓下尾座緊固手輪將尾座夾緊在所需位置，搖動尾座手輪可以實現對工件的頂緊、松開或工件進行切削的縱向進給。 2.2零件的工藝分析 圖2.1 尾座體零件 尾座體有3組加工面 1．以頂面為基準加工下底面。 2．以基準面A為基準工面左右端側面。 3．以底面和左端側面為基準加工Φ80孔。 其中Φ80H7的孔，相對于基準A和B的平行度誤差是0.05。 Φ80H7孔自身的圓柱度誤差為0.005。 Φ80H7的中心線的直線度誤差為0.01。 3工藝規(guī)程設計 3 工藝規(guī)程設計 3.1確定零件的生產類型 生產綱領的確定： (3.1) 式中：N零：零件的生產綱領； Q：產品的生產綱領，Q=5000臺/年； n:每一產品中包含該零件的數量 n=1； α：零件的備品率，一般情況下為α=3%～5% 取4% β：零件的平均廢品率，取β=1； ∴ 件/年 根據任務書可知零件為大量生產。 3.2確定毛坯的制造形式 影響毛坯選擇的因素通常包括： 1．零件材料的工藝性及對材料組織的要求。 2．零件的結構形狀和外形尺寸。 3．零件對毛坯精度，表面粗糙度和表面層性能的要求。 4．零件生產綱領的大小。 5．現有生產能力和發(fā)展前途。 由于軸承座套要求有較高的強度和剛度，以及良好的耐磨性和疲勞強度，材料選擇鑄鋼。 因為零件在工作中承受靜載荷以及小量的動載荷，為了使金屬纖維盡量不被切斷，非加工表面對稱均勻，使零件工作可靠，并且鑄件的鑄造性能較好。由于該零件的輪廓尺寸不大，生產類型為大量生產，又考慮零件的加工條件要求較高。為了保證加工質量、提高生產率、降低成本、減少工人的勞動強度，確定采用鑄造成型。 3.3基面的選擇的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以 畢業(yè)設計（論文） 使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。 粗基準的選擇：對尾座這樣的箱體零件來說，選擇好粗基準是至關重要。對箱體類這樣的零件我們通常以不加工的面作為粗基準。 精基準的選擇：精基準 的選擇要考慮基準重合的原則，設計基準要和工藝基準重合。因此我們采用底面和側面做為精基準。 3.4制定工藝路線 在尾座體零件加工中，影響加工精度的主要因素有： 1．零件本身的剛度比較底，在外力的作用下，容易變形。 2．零件本身是鑄件，孔壁較薄，切削時將產生的殘余內應力，并引起應力重新分布。 因此，在安排工藝過程中，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開，既把粗加工安排在前，半精加工安排在中間，精加工安排在后面。 這是由于粗加工工序的切削余量大，因此，切削力、夾緊力必然大，加工后容易變形。粗精加工分開后，粗加工產生的變形，可以在半精加工修正，半精加工中產生的變形可以在精加工中修正。這樣逐步減少加工余量，切削力及內應力作用。逐步修正加工的變形就能最后達到零件的技術要求。 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術要求后，制定以下兩種工藝方案： 方案一 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：銑頂面 工序Ⅳ：銑240X240面 工序Ⅴ：銑左右端底側面 工序Ⅵ：銑120X120端面 工序Ⅶ：鏜Φ80孔 工序Ⅷ：去毛刺 工序IX：質檢 工序X: 入庫 方案二 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時效處理 畢業(yè)設計（論文） 工序Ⅲ：銑頂面 工序Ⅳ：鏜Φ80孔 工序Ⅴ：銑240X240面 工序Ⅵ：銑左右端底側面 工序Ⅶ：銑120X120端面 工序Ⅷ：去毛刺 工序IX：質檢 工序X: 入庫 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一先銑面，然后在鏜Φ80孔，而方案二是先鏜Φ80孔，再銑面，這樣就使得在鏜Φ80孔時的定位難以得到很好的保證。因此我們選擇方案一 具體的工藝路線如下 方案一 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：銑頂面 工序Ⅳ：銑240X240面 工序Ⅴ：銑左右端底側面 工序Ⅵ：銑120X120端面 工序Ⅶ：鏜Φ80孔 工序Ⅷ：去毛刺 工序IX：質檢 工序X: 入庫 3.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 機械加工余量對工藝過程有一定的影響，余量不夠，不能保證零件的加工質量。余量過大，不但增加機械加工的勞動量，而且增加了成本。所以，必須合理地安排加工余量。 本設計采用查表法確定各表面的加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸及公差等級。 銑削加工加工余量依據《機械加工工藝手冊設計實用手冊》表8—31以及表15—50查得、公差依據《互換性與測量技術基礎》表3—2查得表面粗糙度以及經濟精度由《機械制造工藝學》表1—15查得。 鏜孔加工加工余量依據《機械加工工藝手冊設計實用手冊》表8—18查得公差依據《互換性與測量技術基礎》表3—2查得表面粗糙度以及經濟精度由《機械制造工藝學》表1—15查得。 “尾座體”零件材料為HT150，生產類型為大批量生產，采用砂模鑄造根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 尾座體基準面A。據《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-6，鑄件偏差±1.0mm。表面粗糙度Ra=1.6μm,要求粗加工和精加工。參照《實用金屬切削加工工藝手冊》第414頁可知，加工余量為：粗銑：Z=2mm，精銑：Z=0.5mm。粗銑削的加工精度IT11級，因此偏差±0.11。精銑削偏差即為零件偏差。 基準面B和基準面A。Ra=1.6μm,要求粗加工和精加工。參照《人員手冊》表5-72，粗銑Z=2mm,精銑Z=0. 5mm。刨削公差即為零件公差： 0.5mm。 圓柱體形左右端面。Ra=6.3μm。要求粗加工和精加工。參照《切削手冊》可知，粗銑Z=1.3mm，精銑Z=0.7mm。 Φ80H7孔。要求粗加工和精加工。參照《切削手冊》可知，粗銑Z=1.5mm，精銑Z=0.5mm。公差+0.011mm（見《互換性與測量技術》表1-8）。 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大和最小之分。本設計規(guī)定的零件為大批量生產，應該采用調整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應按調整法加工方式予以確定。 基準面A與Φ80H7孔的中心線之間的尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖如下： 基準面A與Φ80H7孔的中心線之間的尺寸公差分布圖(調整法) 毛坯名義尺寸：120+2.5=122.5(mm) 毛坯最大尺寸：120+5=125(mm) 毛坯最小尺寸：125-5=120(mm) 粗銑后最大尺寸：120+0.61=120.61(mm) 粗銑后最小尺寸：120.61-0.22=120.39(mm) 精銑后尺寸即達到120 (mm) 3.6切削用量及基本時間的確定 3.6.1工序Ⅲ的設計 本工序為銑頂面，因為頂面只是用作基面，故粗銑即可。已知工件材料為HT150，選擇硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8，，齒數 。機床選用X51立式銑床。 (1) 切削深度:取. (2) 選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據參考文獻資料《機械加工工藝手冊》表2.71和2.72所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.5-0.8mm，耐用度。 (3) 確定切削速度 依據銑刀直徑，齒數，銑削寬度，銑削深度，耐用度時查《機械加工工藝手冊》表2.4-84,切削速度v取。 機床主軸轉速n: (3.2) 根據X51立式銑床主軸轉速表查取， 則實際切削速度v，： (3.3) (4) 確定每齒進給量,進給量，進給速度 根據參考文獻[2]資料所知，X51型立式銑床的功率為7.5kw，工藝系統剛性為中等。查《機械加工工藝手冊》表2.4-73 每齒進給量,現取。 則 (3.4) (3.5) (5) 校驗機床功率 根據參考文獻[2]資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當 ,, 時由切削功率的修正系數，則 ,.。 根據X51型立式銑床說明書可知，機床主軸主電動機允許的功率 (3.6) 因此機床功率能滿足要求。 (6) 基本時間 tj (3.7) 被切削層長度： 刀具切入長度： (3.8) 刀具切出長度：，取 所以 3.6.2工序Ⅳ的設計 本工序為銑240x240端面，要求粗糙度為1.6.故需粗銑和精銑。 工步1.粗銑240x240端面 已知工件材料為HT150，選擇硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8，，齒數 。機床選用X51立式銑床。 (1) 切削深度:取 (2) 選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據參考文獻資料《機械加工工藝手冊》表2.71和2.72所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.5-0.8mm，耐用度。 (3) 確定切削速度 依據銑刀直徑，齒數，銑削寬度，銑削深度，耐用度時查《機械加工工藝手冊》表2.4-84,切削速度v取。 機床主軸轉速n: 根據X51立式銑床主軸轉速表查取， 則實際切削速度v，： (4) 確定每齒進給量,進給量，進給速度 根據參考文獻[2]資料所知，X51型立式銑床的功率為7.5kw，工藝系統剛性為中等。查《機械加工工藝手冊》表2.4-73每齒進給量,現取。 則 (5) 校驗機床功率 根據參考文獻[2]資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當 ,,時由切削功率的修正系數，則 , 。 根據X51型立式銑床說明書可知，機床主軸主電動機允許的功率 因此機床功率能滿足要求。 (6) 基本時間tj 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度：，取 所以 工步2.精銑240x240端面 已知工件材料為HT150，選擇硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8，，齒數 。機床選用X51立式銑床。 (1) 切削深度:取， (2) 選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據參考文獻資料《機械加工工藝手冊》表2.71和2.72所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.5-0.8mm，耐用度。 (3) 確定切削速度 依據銑刀直徑，齒數，銑削寬度，銑削深度，耐用度時查《機械加工工藝手冊》表2.4-84,切削速度v取。 機床主軸轉速n: 根據X51立式銑床主軸轉速表查取， 則實際切削速度v，： (4) 確定每齒進給量,進給量，進給速度 根據參考文獻[2]資料所知，X51型立式銑床的功率為7.5kw，工藝系統剛性為中等。查《機械加工工藝手冊》表2.4-73每齒進給量,現取。 則 (5) 校驗機床功率 根據參考文獻[2]資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當,,,時由切削功率的修正系數，則 ,。 根據X51型立式銑床說明書可知，機床主軸主電動機允許的功率 因此機床功率能滿足要求。 (6) 基本時間 tj 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度：，取 所以 3.6.3工序Ⅴ的設計 本工序為銑左右底側面，要求粗糙度為1.6.故需粗銑和精銑。 工步1.粗銑左端底側面 已知工件材料為HT150，選擇硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8，，齒數 。機床選用X6140臥式銑床。 (1) 切削深度:取， (2) 選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據參考文獻資料《機械加工工藝手冊》表2.71和2.72所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.5-0.8mm，耐用度。 (3) 確定切削速度 依據銑刀直徑，齒數，銑削寬度，銑削深度，耐用度時查《機械加工工藝手冊》表2.4-84,切削速度v取。 機床主軸轉速n: 根據X6040臥式銑床主軸轉速表查取, 則實際切削速度v，： (4) 確定每齒進給量,進給量，進給速度 根據參考文獻[2]資料所知，X6140型臥式銑床的功率為4.5kw，工藝系統剛性為中等。查《機械加工工藝手冊》表2.4-7每齒進給量,現取。 則 (5) 校驗機床功率 根據參考文獻[2]資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當,v, 時由切削功率的修正系數，則 ,。 根據X6140型臥式銑床說明書可知，機床主軸主電動機允許的功率 因此機床功率能滿足要求。 (6) 基本時間tj 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度：，取 所以 工步2.精銑左端底側面 已知工件材料為HT150，選擇硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8，，齒數 。機床選用X6140臥式銑床。 (1) 切削深度:取， (2) 選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據參考文獻資料《機械加工工藝手冊》表2.71和2.72所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.5-0.8mm，耐用度。 (3) 確定切削速度 依據銑刀直徑，齒數，銑削寬度，銑削深度，耐用度時查《機械加工工藝手冊》表2.4-84,切削速度v取。 機床主軸轉速n: 根據X6140臥式銑床主軸轉速表查取， 則實際切削速度v，： (4) 確定每齒進給量,進給量，進給速度 根據參考文獻[2]資料所知，X6140型臥式銑床的功率為4.5kw，工藝系統剛性為中等。查《機械加工工藝手冊》表2.4-7每齒進給量,現取。 則 (5) 校驗機床功率 根據參考文獻[2]資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當 ,,時由切削功率的修正系數，則 ,。 根據X6140型臥式銑床說明書可知，機床主軸主電動機允許的功率 因此機床功率能滿足要求。 (6) 基本時間 tj 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度：，取 所以 工步3.粗銑右端底側面 已知工件材料為HT150，選擇硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8，，齒數 。機床選用X6140臥式銑床。 (1) 切削深度a:取， (2) 選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據參考文獻資料《機械加工工藝手冊》表2.71和2.72所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.5-0.8mm，耐用度。 (3) 確定切削速度 依據銑刀直徑，齒數，銑削寬度，銑削深度，耐用度時查《機械加工工藝手冊》表2.4-84,切削速度v取。 機床主軸轉速n: n=1000v/∏d=（1000×125）/（3.14×50）=663.5r/min 根據X6140臥式銑床主軸轉速表查取，n=750r/min 則實際切削速度v，： (4) 確定每齒進給量,進給量，進給速度 根據參考文獻[2]資料所知，X6140型臥式銑床的功率為4.5kw，工藝系統剛性為中等。查《機械加工工藝手冊》表2.4-7每齒進給量,現取。 則 (5) 校驗機床功率 根據參考文獻[2]資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當 , ,時由切削功率的修正系數，則 ,。 根據X6140型臥式銑床說明書可知，機床主軸主電動機允許的功率 因此機床功率能滿足要求。 (6) 基本時間 tj 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度：，取 所以 工步4.精銑右端底側面 已知工件材料為HT150，選擇硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8，，齒數 。機床選用X6140臥式銑床。 (1) 切削深度:取， (2) 選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據參考文獻資料《機械加工工藝手冊》表2.71和2.72所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.5-0.8mm，耐用度。 (3) 確定切削速度 依據銑刀直徑，齒數，銑削寬度，銑削深度，耐用度時查《機械加工工藝手冊》表2.4-84,切削速度v取。 機床主軸轉速n: 根據X6140臥式銑床主軸轉速表查取， 則實際切削速度v，： (4) 確定每齒進給量,進給量，進給速度 根據參考文獻[2]資料所知，X6140型臥式銑床的功率為4.5kw，工藝系統剛性為中等。查《機械加工工藝手冊》表2.4-7每齒進給量,現取。 則 (5) 校驗機床功率 根據參考文獻[2]資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當,, 時由切削功率的修正系數，則 ,。 根據X6140型臥式銑床說明書可知，機床主軸主電動機允許的功率 因此機床功率能滿足要求。 (6) 基本時間 tj 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度：，取 所以 3.6.4工序Ⅵ的設計 本工序為銑120x120端面，要求粗糙度為6.3.故需粗銑和精銑。 工步1.粗銑120x120端面 已知工件材料為HT150，選擇硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8，，齒數 。機床選用X6140臥式銑床。 (1) 切削深度:取， (2) 選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據參考文獻資料《機械加工工藝手冊》表2.71和2.72所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.5-0.8mm，耐用度。 (3) 確定切削速度 依據銑刀直徑，齒數，銑削寬度，銑削深度，耐用度時查《機械加工工藝手冊》表2.4-84,切削速度v取。 機床主軸轉速n: 根據X6140臥式銑床主軸轉速表查取， 則實際切削速度v，： (4) 確定每齒進給量,進給量，進給速度 根據參考文獻[2]資料所知，X6140型臥式銑床的功率為4.5kw，工藝系統剛性為中等。查《機械加工工藝手冊》表2.4-7每齒進給量,現。 則 (5) 校驗機床功率 根據參考文獻[2]資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當af=0.3mm/z,, , 時由切削功率的修正系數,則 ,。 根據X6140型臥式銑床說明書可知，機床主軸主電動機允許的功率 因此機床功率能滿足要求。 (6) 基本時間 tj 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度：，取 所以 工步2.精銑120x120端面 已知工件材料為HT150，選擇硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8，，齒數 。機床選用X6140臥式銑床。 (1) 切削深度:取， (2) 選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據參考文獻資料《機械加工工藝手冊》表2.71和2.72所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.5-0.8mm，耐用度。 (3) 確定切削速度 依據銑刀直徑，齒數，銑削寬度，銑削深度，耐用度時查《機械加工工藝手冊》表2.4-84,切削速度v取。 機床主軸轉速n: 根據X6140臥式銑床主軸轉速表查取， 則實際切削速度v，： (4) 確定每齒進給量,進給量，進給速度 根據參考文獻[2]資料所知，X6140型臥式銑床的功率為4.5kw，工藝系統剛性為中等。查《機械加工工藝手冊》表2.4-7每齒進給量,現取。 則 (5) 校驗機床功率 根據參考文獻[2]資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當af=0.2mm/z, ,,時由切削功率的修正系數，則 ,.。 根據X6140型臥式銑床說明書可知，機床主軸主電動機允許的功率 因此機床功率能滿足要求。 (6) 基本時間 tj 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度：，取 所以 3.6.5工序Ⅶ的設計 本工序為鏜Φ80孔，要求粗糙度為1.6.故需粗鏜和精鏜. 工步1：粗鏜Φ80H7孔 已知工件材料為HT150，選擇高速鋼刀具，機床選用T68臥式堂鏜床。 (1) 切削深度:取， (2) 選擇鏜刀磨損標準及耐用度 根據參考文獻資料《機械加工工藝手冊》表2.71和2.72所知，鏜刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.5-0.8mm，耐用度。 (3) 確定切削速度 參照《機械加工工藝手冊》表2.4-66，切削速度v取。 機床主軸轉速n: 根據T68臥式鏜床主軸轉速表查取， 則實際切削速度v，： (4) 確定進給量，進給速度 根據參考文獻[2]資料所知，T68型臥式鏜床的功率為6.5kw，工藝系統剛性為中等。查《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，因此確定進給量 (5) 基本時間 tj 被切削層長度： 刀具切入長度： 式中： ————切削深度 ————鏜刀的主偏角 則代入得： 刀具切出長度： ， 取 行程次數： 機動時間： 工步2：精鏜Φ80H7孔 已知工件材料為HT150，選擇高速鋼刀具，機床選用T68臥式堂鏜床。 (1) 切削深度:取， (2) 選擇鏜刀磨損標準及耐用度 根據參考文獻資料《機械加工工藝手冊》表2.71和2.72所知，鏜刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.5-0.8mm，耐用度。 (3) 確定切削速度 參照《機械加工工藝手冊》表2.4-66，切削速度v取。 機床主軸轉速n: 根據T68臥式鏜床主軸轉速表查取， 則實際切削速度v，： (4) 確定進給量，進給速度 根據參考文獻[2]資料所知，T68型臥式鏜床的功率為6.5kw，工藝系統剛性為中等。查《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，因此確定進給量 (5) 基本時間 tj 被切削層長度： 刀具切入長度： 式中： ————切削深度 ————鏜刀的主偏角 則代入得： 刀具切出長度： ， 取 行程次數： 機動時間： 4夾具的設計 4 夾具的設計 4.1夾具的概述 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 專用夾具是為某工序而特定設計制造的夾具。它優(yōu)點是針對性強，結構簡單，剛性好，操作容易，裝夾容易，生產率高。缺點是設計周期長，產品更新換代后往往不能繼續(xù)使用，適應性差；費用較高。 機床夾具一般由功能相互獨立而又相互聯系的以下六部分組成：1.定位元件或定位裝置。如支承釘、定位鍵、定位銷等。2.夾緊元件或夾禁裝置，它一般由動力裝置（油缸、汽缸等）、中間傳力機構和夾緊元件（壓板、鉤板等）組成。3.對刀或引導元件，它是保證夾具相對刀具的正確的位置，如對刀塊、鉆套、鏜套等。4.夾具體，它與機床有關部件相連接，以確定夾具相對于機床的位置。5.連接元件，確定夾具在機床上的正確位置，如定位鍵、定位銷、螺釘、螺栓等。6.其它元件或裝置，適用于有特殊要求的元件，如分度裝置、上下料裝置等。 工件的定位原理 自由物體在空間直角坐標系中有六個自由度，即沿OX,OY,OZ三個軸向的平動自由度和三個繞軸的轉動自由度。要使工件在夾具體中具有準確和確定不變的位置，則必須限制六個自由度。工件的六個自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六個，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在生產中，為了調整和控制不可避免產生的應力和變形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。 4.2夾緊裝置的組成及設計要求 夾緊工件的方式是多種多樣的，因而夾緊裝置的結構也是千變萬化的。夾緊裝置一般分為簡單夾緊裝置與復合夾緊裝置兩類。夾緊裝置一般由以下三大部分組成： 4.2.1動力源 在夾具中產生原始作用力的機構稱為動力源。有手動與機動兩類，由于加工工件不大所以本夾具采用手動夾緊。 4.2.2中間傳力機構 它是將動力源產生的原始作用力傳遞給夾緊元件的機構稱為傳力機構。有螺 畢業(yè)設計（論文） 旋機構、鉸鏈機構、偏心機構等。本夾具采用螺旋機構。 4.2.3夾緊元件 夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。它通過與工件被夾表面直接接觸來實現夾緊的功能，如壓板、壓頭等。 確定一個機構的夾緊力,即確定夾緊力的大小,方向和作用點。它必須通過綜合分析工件的結構特征、加工要求、工件的定位方案以及工件在加工過程中所受外力來確定。 1．確定夾緊力作用方向原則 夾緊力的作用方向不僅影響工件的加工精度，而且還影響工件夾緊的實際效果。確定夾緊力方向應考慮以下三點：一是夾緊力的作用方向不應破壞工件的即定位置；二是夾緊力的作用方向應使夾緊力盡可能最小。 本夾具作用方向為向下。 2．確定夾緊力作用點的原則 夾緊力作用點是夾緊元件與工件接觸點處的面積。確定夾緊力作用點是指夾緊力方向已經確定后，來確定作用點的位置、數目及面積。 本夾具的作用點為兩個點。 3．夾緊力大小的確定 夾緊力的大小關系到夾具使用的可靠性、安全性及工件的變形量。夾緊力過小加工過程中工件位置將發(fā)生變動，夾緊力過大將使將使工件產生變形。因此也不能過大。 一套夾具的實際所需夾緊力的計算是一個很復雜的問題，為了簡化計算，一般只考慮切削力對夾緊力的影響，并假定工藝系統是剛性的，切削過程是連續(xù)穩(wěn)定的。 根據靜力平衡原理計算出理論夾緊力W，在乘上安全系數 K即的實際夾緊力數值。 在計算夾緊力時,必須把安全系數考慮在內。 安全系數，其中為1.5—2 —粗加工取1.2，精加工取1 —刀具鈍化系數；取1.1—1.3 —斷續(xù)切削系數，連續(xù)取1 則粗加工安全系數K=1.2×1.7×1.2×1=2.45 方向所需夾緊力 (4.1) 方向所需夾緊力 (4.2) 方向所需夾緊力 (4.3) 則 (4.4) W（即為運動方向所需夾緊力總和） 4.3 定位誤差的分析與計算 由于工件定位所造成的加工面相對其工序基準的位置誤差簡稱定位誤差，以表示。對夾具設計中采用的某一定位方案,只要其可能產生的定位誤差小于工件相關尺寸或位置公差的1/3,見書《機械制造技術基礎》P163；即可認為該定位方案符合加工精度的要求.在加工時夾具相對刀具及切削成形運動的位置經調整后不在變動，因此可以認為加工面的位置是固定的，在這種情況下，加工面對其工序基準位置誤差必然是工序基準的位置變動所造成的。造成定位誤差的原因是基準位置誤差與不重合誤差。 本工件是以底面及側面為定位基準，消除五個自由度，再用移動壓板壓緊消除6個自由度。 4.4夾具設計與操作的簡要說明 4.4.1夾具體方式的確定 夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機構、裝置連接成一個整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設計夾具體時應滿足以下基本要求。 1．具有足夠的強度和剛度。 2．結構簡單、輕便，在保證強度和剛度前提下結構盡可能簡單緊湊，體積小、質量輕和便于工件裝卸。 3．安裝穩(wěn)定牢靠。 4．結構的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗 5．尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。 夾具體毛坯制造方法的選擇：綜合考慮結構合理性、工藝性、經濟型、標準化以及各種夾具體的優(yōu)缺點等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體； 夾具體的外形尺寸：在繪制夾具總圖時，根據工件、定位元件、夾緊裝置及其輔助機構在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。然后進行造型設計，再根據強度和剛度要求選擇斷面的結構形狀和壁厚尺寸。 4.4.2夾具的精度要求 夾具的精度都應比工件要求的精度高，才能加工出合格的工件。精度高出的部分稱為夾具的精度儲備或精度裕度。精度裕度用來補償加工中的各項誤差及定位、導向元件的磨損。當然精度裕度越大，加工工件的質量越穩(wěn)定，夾具的易損件的使用壽命也越長。但從另一方面看，精度裕度越大，必須要求夾具的制造精度越高，從而會急劇增加夾具的制造成本，工件的加工成本也隨之增加；反之，夾具制造的精度越小，將會使夾具在夾具中易損件(主要是定位、導向元件)需頻繁地更換，維修周期短，增加維修費用，從而增加了工件的加工成本。所以夾具精度的設計準則是：應使夾具的設計精度與工件的加工精度要求相適應，不可盲目地提高夾具的精度要求。從原則上講對加工精度要求高的工件，夾具的精度只能略高于工件要求的加工精度，即減小夾具的經濟裕度。這雖然會使易損件使用期限縮短，更換頻繁，但仍比提高夾具的制造精度經濟、合理。對加工精度要求不高的工件，夾具的設計精度要求應以夾具制造車間的平均經濟精度為下限而不必過低。 4.4.3夾具使用注意事項、保養(yǎng)及維護 1．使用前對限位尺寸檢查是否還保持正確位置； 2．如果擋銷磨損超差，可以進行打磨修復；如果擋板、插銷、支承釘磨損超差，可以重新組裝，錯開磨損部位后繼續(xù)使用。 3．使用后需注意保養(yǎng)。 4.5問題的提出 本夾具主要用于鏜孔，和其他面有精度要求，為此，不僅要考慮如何提高生產效率上，而且要考慮精度，我們采用一側面和一底面和后端面定位，然后采用一手柄把工件壓緊從而限制空間的6個自由度。 4.6 夾具的設計 4.6.1定位基準的選擇 由零件圖可知, 基準面A和B與Φ80H7孔中心線的有平行度的要求,其設計基準為Φ80H7孔為定位粗基準.為使定位誤差為零,應該與設計基準重合。加工因此我們選擇基準面A和基準面B作為定位基準。 4.6.2銑削力計算 本步加工按銑削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。 銑削軸向力 ： (4.5) 扭矩 (4.6) 取系數S1=1.5,S2=S3=S4=1.1 則實際卡緊力為F'=S1×S2×S3×S4×F=24.1N 使用快速螺旋定位機構快速人工卡緊，調節(jié)卡緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 4.6.3定位誤差與分析 1．定位元件尺寸與公差的確定：夾具的主要定位元件為底面的夾具體定位及側面的定位塊定位。 2．在設計此夾具時,應注意降低勞動強度,提高經濟效益.因此,我們采用標準件和非標準件相結合。 4.6.4夾具設計及操作的簡要說明 如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動生產率.為此,應首先著眼于快速夾緊而不采用慢速夾緊.因為這是提高生產率的重要途徑.本工序夾具我們采用螺旋夾緊，采用手柄轉動實現螺旋夾緊。這樣就大大提高了生產效率。 4.6.5夾具體的選擇 1．考慮到鑄件結構工藝性好，且容易獲得形狀復雜的內外輪廓，及具有較好的強度，剛度和抗震性。我決定采用鑄件。鑄件材料選HT200。鑄件材料有利于減輕重量。而鑄件一般需要時效處理。 2．本夾具選用標準件及非標準件拼裝而成，拆裝方便，可以縮短生產準備周期，降低生產成本。同時，還可以實現夾具的專業(yè)化生產，降低夾具制造成本，適宜于大批量生產。 4.6.6夾具體槽形 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。 根據參考文獻[8]定向鍵的結構如圖4.1所示。夾具U型槽的結構如圖4.2所： 圖4.1 定向鍵 圖4.2 U型槽 4.6.7夾緊裝置及夾具體設計 夾緊裝置采用轉動的手柄的壓頭來夾緊工件，采用的手柄的好處就是加工完成后，可以將手柄松開，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圖4.3所示。 圖4.3 夾具裝配圖 夾具體附圖如圖4.4所示 圖4.4 夾具體 5結論 5 結論 畢業(yè)設計即將結束了，它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件。 我的是尾座體的設計，在剛拿到這個課題時，的確心里很沒底，看這零件圖不知從和落手，在指導老師的指導和組員之間的討論下，經過認真分析和查有關資料才有了點頭緒。隨著對零件圖的全面理解，設計工作也全面展開，在本次設計過程中我也大量查閱了 與此次設計的有關課程書：如機械制圖、機械設計基礎、機械制造技術等。在設計過程中只憑教科書是不夠的，我還大量查看一些有關設計的參考書和資料。 在設計當中必須考慮到了專用夾具，而本次的專用夾具有其優(yōu)點：定位準確，夾緊較穩(wěn)定可靠，夾具操作方便，成本低等特點。但也有相應的缺點：夾緊力需要靠經驗和控制來協調，否則不是夾緊力過大，引起箱體的局部變形，就是夾緊力過小，導致工件不夠穩(wěn)定和準確。 此次設計是我們所許的理論知識和實踐知識的一次實地驗證，培養(yǎng)我們綜合運用已學理論知識和技能、分析問題、解決問題的能力。通過編制工藝規(guī)程和擬定工藝路線，使我們科學的理解，提高產品的生產率 、經濟性、社會性得以統一。也培養(yǎng)我們調查研究，收集圖表和資料的能力培養(yǎng)我們的結構設計能力和繪圖能力；培養(yǎng)我們對機械加工的各類機床的了解，更好的了解各類機床的特性及應用范圍，讓我們今后能更好的、靈活的選擇適合的某類機床來加工。 總而言之，由于我的專業(yè)基礎比較差，實踐經驗太小，實踐和理論知識結合不夠緊密，錯誤和不足之處肯定很多，請各位老師批評和指正。最后，感謝本次夾具設計的指導老師，在本次設計中，老師多次來給我們答疑，并且給我的提供了具有極大參考價值的工藝規(guī)程，使得經驗不足的我們節(jié)省了大量的時間，按時完成了任務。同時給了我們一個清晰的概念，好的方案是要通過比較得出來的。通過了本次的設計，感覺自己對所學知識的重要性，也發(fā)現自己學的知識在綜合運用能力還差得遠，但總體在完成這次上也有了一點進步，使所學的知識和實踐知識融合在一起，也在處理問題上有了提高，同時也鞏固了所學的知識和技能，為今后參加工作及進一步學習奠定了基礎。 參考文獻 參考文獻 [1] 趙家其. 機械制造工藝學課程設計指導書 [M] . 北京：機械工業(yè)出版社，2004. [2] 盧秉恒. 快速響應制造，迎接21世紀的制造方式 [C] . 97年海峽兩岸五所交大學術 交流會. [3] Leo Alting.Manufacturing Engineering Processes [M] .2nd ed.Boca Raton,FL,U,1994. [4] 李宏. 機械加工工藝手冊 [M] . 北京：北京出版社，1990. [5] IF TOMM International Micromechamion Symposium.The Centennial Memorial Hall [C] . Tokyo Institute of Technology,TOKYO:1993. [6] Serope Kalpakjian. Manufacturing Engineering and Technology [M] . USA:Prentice Hall, 2001. [7] 蔡建國. 成組工藝的發(fā)展現狀與瞻望 [J] . 磨床與磨削，1980（2）：25-27. [8] Alex Alblas , Hans Wortmann. Impact of product platforms on lean production systems: evidence from industrial machinery manufacturing. [J] . IJTM,2012 (2):69-71. [9] 何天才. B665牛頭刨床自動進給 [J] . 機械工人冷加工，1994（9）：34-36. [10] 白婕靜，萬宏強. 機械制造工程學課程設計 [M] . 北京：兵器工業(yè)出版社，2008. [11] 廖念釗，古瑩蓭，莫雨松. 互換性技術與測量 [M] . 北京：中國計量出版社，2007.6. [12] 史全富. 金屬切削手冊 [M] . 上海：上?？茖W技術出版社，2000. [13] 陳家芳. 實用金屬切削加工工藝手冊 [M] . 上海：上?？茖W技術出版社，2005. [14] 盧秉恒. 機械制造技術基礎 [M] . 北京：機械工業(yè)出版社，2012. [15] 葛樹才，鄒卓. 牛頭刨床棘輪推動架的制造 [J] . 機械制造，2001（5）：32-33. [16] 孫麗媛. 機械制造工藝及專用夾具設計指導 [M] . 北京：冶金工業(yè)出版社，2002. [17] 孟少龍. 機械加工工藝手冊 [M] . 北京：機械工業(yè)出版社，1991.