CA6140車床輸出軸機(jī)械加工工藝及車小頭端面夾具設(shè)計(jì)

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1、 CA6140車床輸出軸機(jī)械加工工藝及車小頭端面夾具設(shè)計(jì) The output shaft craft work clothes design 系 名：________機(jī)械工程系____________ 專業(yè)班級(jí)：_______________________ 學(xué)生姓名：______________________ 學(xué) 號(hào)：___________________ 指導(dǎo)教師姓名：_____ ____________ 指導(dǎo)教師職稱：_____ __________ 目 錄 摘要 1 引 言 2 第一章

2、零件的分析 4 1.1 零件的作用 4 1.2 零件的工藝分析 4 第二章 確定毛坯，畫毛坯圖 5 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 8 3.2 制定工藝路線 9 3.3 選擇加工設(shè)備及，刀，夾，量具 10 3.4 加工工序設(shè)計(jì) 10 第四章 車小頭端面夾具設(shè)計(jì) 13 4.1 車床夾具設(shè)計(jì)要求說明 13 4.2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 14 4.3 定位機(jī)構(gòu) 15 4.4夾緊機(jī)構(gòu) 15 4.5零件的車床夾具的加工誤差分析 17 4.6定位銷選用 18 4.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 18 4.8 零件的車床專用夾具簡(jiǎn)單使用說明 19 結(jié)論 20

3、 致 謝 21 參考文獻(xiàn) 22 全套圖紙加扣 3346389411或3012250582 22 摘要 現(xiàn)代機(jī)械加工行業(yè)發(fā)生著深刻的結(jié)構(gòu)性變化，工藝工裝的設(shè)計(jì)與改良已成為相關(guān)企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件。動(dòng)力裝置行業(yè)作為一個(gè)傳統(tǒng)而富有活力的行業(yè)，近十幾年取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在新經(jīng)濟(jì)時(shí)代，這一行業(yè)呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢(shì)，由此對(duì)其動(dòng)力裝置的質(zhì)量、性能產(chǎn)生了新的變化。輸出軸作為動(dòng)力裝置的主要零件，工藝工裝的設(shè)計(jì)與改良直接影響著其質(zhì)量與性能。 關(guān)鍵詞：工藝分析 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 夾具設(shè)計(jì)

4、 引 言 制造業(yè)的歷史可追溯到幾百萬年前的舊石器時(shí)代。猿進(jìn)化成人的一個(gè)重要的標(biāo)志就是工具的制造?？梢姡ぞ叩闹圃鞂?duì)人類的影響是極其巨大的。從某種程度上說，工具的先進(jìn)水平?jīng)Q定著生產(chǎn)力的高低。社會(huì)的發(fā)展與變革，是伴隨著勞動(dòng)工具的發(fā)展與變革。制造業(yè)是任何一個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家的基礎(chǔ)工業(yè)，是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)。而在制造業(yè)中，夾具工業(yè)又是制造業(yè)的基礎(chǔ)，得到了各個(gè)國(guó)家的高度重視。尤其在今天以知識(shí)為驅(qū)動(dòng)的全球化經(jīng)濟(jì)浪潮中，由于激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，夾具工業(yè)的內(nèi)涵、深度和廣度都發(fā)生著深刻的變化，各種新的夾具設(shè)計(jì)、制造加工方法不斷出現(xiàn)，推動(dòng)著我們的社會(huì)不斷的向前發(fā)展。 夾具工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)。它的技

5、術(shù)水平在很大程度上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量和市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著我國(guó)加入“WTO”步伐的日益加快?！叭胧馈睂?duì)我國(guó)夾具工業(yè)產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響，經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢(shì)日益明顯，同時(shí)世界眾多知名公司不斷進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的國(guó)際性進(jìn)一步顯現(xiàn)，該行業(yè)的將經(jīng)受更大的沖擊，競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)更加劇烈。在如此嚴(yán)峻的行業(yè)背景下，我國(guó)的技術(shù)人員經(jīng)過不斷的改革和創(chuàng)新使得我國(guó)的模具水平有了較大的提高，大型、復(fù)雜、精密、高效和長(zhǎng)壽命的夾具又上了新臺(tái)階。 夾具是每個(gè)機(jī)制制造方面目前普遍用的，它可以大批量生產(chǎn)，節(jié)省人力物資，效率相對(duì)高，操作方便，結(jié)構(gòu)合理，它的成本低廉，適合廣大人群所承受的能力。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義： 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生從學(xué)習(xí)

6、向工作過度的綜合鍛煉，也是一次提高和再學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)從準(zhǔn)備到設(shè)計(jì)結(jié)束幾乎要花去一個(gè)學(xué)期的時(shí)間，最后要形成一整套的文檔資料。畢業(yè)設(shè)計(jì)也是對(duì)學(xué)生最后的綜合考核，因此，扎實(shí)認(rèn)真高質(zhì)量的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，具有重要意義！ 1. 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作，進(jìn)一步提高我們獨(dú)立調(diào)研能力以及專業(yè)業(yè)務(wù)素質(zhì)。并通過文獻(xiàn)查閱、現(xiàn)場(chǎng)收集資料等工作。鍛煉解決夾具工程技術(shù)的問題的能力。 2. 能鞏固深化擴(kuò)充我們的專業(yè)知識(shí)，并通過畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)涉及到的問題的分析研究，提出我們自己的見解和觀點(diǎn)。 3. 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，樹立良好的工作思想和細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的工作態(tài)度，為一個(gè)未來的工程師奠定基礎(chǔ)！ 這次設(shè)

7、計(jì)使我能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（輸出軸）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，為未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。 第一章 零件的分析 1.1 零件的作用 下面所示為動(dòng)力輸出裝置中的主要零件。φ80mm孔與動(dòng)力源（電動(dòng)機(jī)主軸等）配合起定心作用。用10-φ20mm銷將動(dòng)力傳至該軸。再由φ

8、55mm處通過鍵將動(dòng)力輸出。A,B是兩段支軸頸。 1.2 零件的工藝分析 一、分析、審查產(chǎn)品的零件圖和裝配圖 制定工藝規(guī)程時(shí)，首先應(yīng)分析零件圖及該零件所在部件的裝配圖。了解該零件在部件中的作用及零件的技術(shù)要求，找出其主要的技術(shù)關(guān)鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右员ＷC。 二、零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 所謂零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下，其制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。 由圖3-5所示得知：其零件材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理200HBS，此為低碳鋼具有較高 的強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性適用于較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。 該零件的主要加工面為軸的表面

9、和孔10-φ20mm的銷。軸的表面會(huì)直接影響配合的接觸精度和密封。鍵槽的平行度也直接影響配合的精度。10-φ20mm銷的精度要求很高也是該零件 加工的關(guān)鍵所在。該零件上的平行度為0．08，圓度為φ0。05和圓跳讀0。04。由參考文獻(xiàn)中有關(guān)資料所得和機(jī)床所能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的工藝性是可行的。 第二章 確定毛坯，畫毛坯圖 在擬訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，毛坯選擇得是否正確，不僅直接影響毛坯的制造工藝及費(fèi)用，而且對(duì)零件的機(jī)械加工工藝、設(shè)備、工具以及工時(shí)的消耗都有很大影響。毛坯

10、的形狀和尺寸越接近成品零件，機(jī)械加工的勞動(dòng)量就越少，但毛坯制造的成本可能會(huì)越高。由于原材料消耗的減少，會(huì)抵消或部分抵消毛坯成本的增加。所以，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)、零件的材料、形狀、尺寸、精度、表面質(zhì)量及具體的生產(chǎn)條件等作綜合考慮，以選擇毛坯。在毛坯選擇時(shí)，應(yīng)充分注意到采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性，以降低成本、提高質(zhì)量和生產(chǎn)率。 毛坯的種類包括：鑄件、鍛件、型材、沖壓件、冷或熱壓制件、焊接件等。合理的選擇毛坯，通常從下面幾個(gè)方面綜合考慮：1、零件材料的工藝特性；2、生產(chǎn)綱領(lǐng)的大??；3、零件的形狀和尺寸；4、現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。 根據(jù)零件材料確定此毛坯為鍛件，又由題目已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000/

11、年。鍛造時(shí)應(yīng)安排人工調(diào)質(zhì)處理200HBS 參考文獻(xiàn)，＜1＞表2。3-7，該鍛件的尺寸公差等級(jí)為IT7-13級(jí)加工精度要求高的地方：例如：粗，h10,IT9-IT10 (6.3-3.2), 精，h8 IT7-IT8, (1.6-0.8). 根據(jù)該零件的各加工精度要求，經(jīng)過查表得鍛造的毛坯尺寸為各加工表面都留有加工余量4mm，因此為圓柱所以保留加工余量為8mm.。 加工表面 基本尺寸 加工余量等級(jí) 加工余量數(shù)值 φ176 176mm H 4 (mm) φ140 140m

12、m H 4 φ80+0.042/+0.012 80 mm G 4 φ50 50 mm H 4 φ75+0.023/+0.003 75 mm G 4 φ65+0.023/+0.003 65 mm G 4 φ60+0.065/+0.045 60 mm G 4 φ55+0.023/+0.003 55 mm

13、 G 4 16+0/-0.043 16 mm G 4 10-φ20-0.019/-0.042 20 mm G 4 2-φ8 8 mm H 4 2-B6/5 —— H — 以上為各加工表面的總余量。 鍛件直接鍛造出此大概形狀，參考文獻(xiàn)（1）表2.3-6。用查表法確定各個(gè)加工的總余量如上圖所示。 由參考文獻(xiàn)（1）2.3-9可得鍛件主要尺寸

14、的公差如下表所示： 主要毛坯尺寸及公差 （mm） 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差CT 鍛件的長(zhǎng)度尺寸 244 8 252 —— 鍛件的寬度尺寸 φ176 8 184 —— 各階梯圓柱尺寸 φ55 4+4 63 3.2 ———— φ60 4+4 68 3.2 ———— φ65 4+4 7

15、3 3.2 ———— φ75 8 83 3.2 凹槽尺寸 φ50 8 58 —— 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇零件的重要孔的毛坯孔和軸面作粗基準(zhǔn)：1、在保證各加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；2保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。 選擇精基準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度，以及安裝的方便可靠。其選擇的原則如下：1、基準(zhǔn)重合原則

16、；2、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；3、自為基準(zhǔn)原則；4、互為基準(zhǔn)原則；5、所選精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單適用。 精基準(zhǔn)的選擇：加工輸出軸，通過了解零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工精度要求，可以初步選定車各階梯圓柱面時(shí)分別以不加工面為基準(zhǔn)。選定A面面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案比較簡(jiǎn)單，可靠，操作方便，使用夾具即可。利用鉆頂尖孔可以對(duì)精加工面進(jìn)行自由度的限制確保加工達(dá)到要求精度。 3.2 制定工藝路線 根據(jù)毛坯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制訂出如下工藝路線。 1 粗車大端面，都以面積最大的階梯圓柱面為定位基準(zhǔn)，限制4個(gè)自由度加工大端面。 2 粗車各階梯圓柱面，以φ176為定位基準(zhǔn)，限制其4個(gè)自

17、由度，粗車小端面 3 鏜凹槽：以最大面積圓柱面為基準(zhǔn)在車床上鏜出階梯凹槽 4 半精車各階梯圓柱面 5 銑鍵槽 6 鉆孔：10-φ20-0.019/-0.042 用設(shè)計(jì)出的夾具來加工 7 鉆孔：2-φ8 用設(shè)計(jì)出的夾具來加工 8 精車各階梯圓柱面 具體的工藝路線如下： 10 鍛造毛坯 時(shí)效 消除應(yīng)力 20 粗車外圓φ176大端面 30粗車外圓φ75+0.023/+o.oo3φ65+0.023/+0.003φ60+0.065/+0.045 φ55+0.023/+0.003 40 鏜階梯凹槽： 粗鏜φ104φ80+0.042/+0

18、.012φ50 半精鏜φ80+0.042/+0.012 精鏜φ80+0.042/+0.012 50半精車外圓φ75+0.023/+o.oo3φ65+0.023/+0.003φ60+0.065/+0.045φ55+0.023/+0.003 60 銑鍵槽 70 鉆孔：鉆 10-φ20-0.019/-0.042 擴(kuò) 10-φ20-0.019/-0.042 鉸 10-φ20-0.019/-0.042 80 鉆孔 2-φ8 90 檢驗(yàn) 100 入庫 3.3 選擇加工設(shè)備及，刀，夾，量具 由于生產(chǎn)類型大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為

19、主，輔以少量專用機(jī)床，其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床及專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床的的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由工人完成。 車各外圓時(shí)，多是用車床完成，夾緊方案為專用車夾具及三爪卡盤定位。 銑鍵槽也可以用車床完成。C6。 只有鉆孔10-φ20-0.019/-0.042 和孔 2-φ8 時(shí)要求工人自己設(shè)計(jì)夾具在鉆床上完成，量具選用游標(biāo)卡尺即可。 工序70鉆孔10-φ20-0.019/-0.042，孔倒角為1*45度 要分鉆，擴(kuò)，鉸三道工序才能達(dá)到φ20-0.019/-0.042 的要求所以選用角銖式鉆床夾具。選用錐柄麻花鉆，錐柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆，擴(kuò)孔是倒角。選用錐柄機(jī)用鉸刀，專用

20、夾具?？鞊Q夾頭，游標(biāo)卡尺。 工序80鉆孔2-φ8 選用人工設(shè)計(jì)夾具錐柄麻花鉆一次性加工完畢。 3.4 加工工序設(shè)計(jì) 工序20粗車外圓φ176端面（最大） 粗加工公差等級(jí)為IT11-IT13。粗加工余量為1.8mm 查文獻(xiàn)（1）表2.6-6其公差為TN-B粗=0.16所以 Xn-b粗=47.5 +_0.08mm。參考文獻(xiàn)（1）2.4-73 取粗車每齒進(jìn)給量fz為0.2mm/z 精車f=0.5mm/r 粗車走刀一次。ap=3.5mm精車走刀一次，ap=1.5mm 粗車外圓進(jìn)給量查表可得： 粗車外圓 Ap(mm) F(mm/r)

21、 V(mm/r) φ176選刀桿直徑16*25 3 0.6 34 φ75 5 0.5 38 φ65 5 0.5 38 φ60 5 0.5 38 φ55 3 0.4 44 半精車外圓φ75 3 0.7

22、 31 φ65 3 0.7 31 φ60 3 0.7 31 φ55 3 0.7 31 精車外圓φ75 3 0.4 44 φ65 3 0.4 44 φ60

23、 3 0.4 44 φ55 3 0.4 44 以上f為進(jìn)給量 ap深度 v是速度 由V=∏dn得 粗車外圓φ176時(shí) V=∏dn 34=∏×176n→n≈60 選擇車床型號(hào)為CA6140。主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍是10∽1400r/min 其中最常見的有 63、 80、100、 126、 287、 400、 630、 1000。 ∴取n=63 ∴v=3.14×75×63＝54mm/r

24、 粗車外圓φ75時(shí) 同上可得： 38=∏×75n→n≈115 ∴取n=126 ∴v=3.14×75×126=29mm/r 粗車外圓φ65時(shí) 38=3.14×65n→n≈186 ∴取n=126 ∴v=3.14×65×126=25 mm/r 粗車外圓φ60時(shí) 38=3.14×60n→n≈201 ∴取n=287 ∴v=3.14×60×287=54 mm/r 粗車外圓φ55時(shí) 44=3

25、.14×55n→n≈254 ∴取n=287 ∴v=3.14×55×287=49mm/r 半精加工外圓φ75時(shí) 31=3.14×75n→n≈131 ∴取n=126 ∴v=3.14×75×126=29mm/r 半精加工外圓φ65時(shí) 31=3.14×65n→n≈151 ∴取n=126 ∴v=3.14×65×126=25mm/r 半精加工外圓φ60時(shí) 31=3.14×60n→n≈164 ∴取n

26、=126 ∴v=3.14×60×126=23mm/r 半精加工外圓φ55時(shí) 31=3.14×55n→n≈179 ∴取n=126 ∴v=3.14×55×126=21mm/r 精加工外圓φ75時(shí) 44=3.14×75n→n≈186 ∴取n=126 ∴v=3.14×75×126=29mm/r 精加工外圓φ65時(shí) 44=3.14×65n→n≈215 ∴取n=215 ∴v=3.14×65×215=43mm/r 精

27、加工外圓φ60時(shí) 44=3.14×60n→n≈233 ∴取n=287 ∴v=3.14×60×287=54mm/r 精加工外圓φ55時(shí) 44=3.14×55n→n≈254 ∴取n=287 ∴v=3.14×55×287=49mm/r 鉆孔10-φ20-0.019/-0.042：通過計(jì)算可得 粗鉆 n=1000r/min f=0.3mm/r v=24m/min ap=3.5mm/r 擴(kuò)孔 n=630r/min f=0.3mm/r v=15.6m/min

28、 ap=0.45mm/r 鉸孔 n=1000r/min f=0.3mm/r v=15.8m/min ap=0.05mm/r 鏜孔φ50 φ80+0.042/+0.012 φ104 粗鏜時(shí) ap=2.75 v=0.4m/s f=0.2mm/r N=1000v/∏d ∴n1=1000×24/3.14×50r/m=152r/min ∴n2=1000×24/3.14×80r/m=95r/min ∴n3=1000×24/3.14×104r/m=75r/min

29、 半精鏜φ80+0.042/0.012時(shí) ap=2.05 v=1.2m/s f=0.12mm/r ∴n=1000×72/3.14×80r/m=286r/min 精鏜φ80+0.042/0.012時(shí) ap=0.25 v=1.8m/s f=0.05mm/r ∴n=1000×108/3.14×80r/m=429r/min 第四章 車小頭端面夾具設(shè)計(jì) 4.1 車床夾具設(shè)計(jì)要求說明 利用本夾具主要用來加工車小頭端面，加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差

30、要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 因而車床夾具的主要特點(diǎn)是工件加工表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。 （1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設(shè)計(jì)的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點(diǎn)是加工時(shí)隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機(jī)構(gòu)。 角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時(shí)，由于零件形狀較復(fù)雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而

31、須設(shè)計(jì)專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。 花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個(gè)T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對(duì)稱，要注意平衡。 （2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 由于后一類夾具應(yīng)用很少，屬于機(jī)床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。 4.2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求

32、工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。 當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來確定定位元件的位置。 工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對(duì)于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 （2）夾具與機(jī)床主軸的連接 車床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的加

33、工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。 心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。 根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式： 1)對(duì)于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。 2)對(duì)于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。 圖1-b所示的過渡盤，其上有一個(gè)定位圓孔按H7/h6或H7

34、/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時(shí)因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機(jī)床主軸的同軸度。 對(duì)于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu)，如圖1-c所示，過渡盤在其長(zhǎng)錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。 圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙

35、，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準(zhǔn)確、剛度好。 圖1 車床夾具與機(jī)床主軸的連接 過渡盤常作為車床附件備用，設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸，可查閱有關(guān)手冊(cè) 4.3 定位機(jī)構(gòu) 由零件圖可知：在對(duì)車小頭端面行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，底面孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)加工。采用V型塊定位。 4.4夾緊機(jī)構(gòu) 選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如下： 1. 夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確

36、位置； 2. 夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、不震動(dòng)，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。 3. 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。 4. 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，制造、維修要方便。 分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動(dòng)力源類型為手動(dòng)夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(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)算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查

37、參考文獻(xiàn)[5]表可得： 所以有： 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)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如下： 圖4.1 移動(dòng)壓板受力簡(jiǎn)圖 由表得：原動(dòng)力計(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)。 4.5零件的車床夾具的加工誤差分析 該夾具以一面兩銷定位，為了滿

38、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： 定位誤差 ： 其中： ， ， ， 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 ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差

39、：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.6定位銷選用 本夾具選用一可換定位銷和棱形銷來定位，其參數(shù)如下表： 表3.1 定位銷 d H D 公稱尺寸 允差 17 16 15 ～0.011 22 5 1 4 M12 4 4.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求 （1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取? 為使夾具體的尺

40、寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。 （2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。 （3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。 （4）應(yīng)便于排除切屑 在機(jī)械加工過程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切

41、屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。 （5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。 確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。 4.8 零件的車

42、床專用夾具簡(jiǎn)單使用說明 為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(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。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 （1）夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。 （2）當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對(duì)于重量不對(duì)稱的夾具，要有

43、平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。 （3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩。 結(jié)論 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我在大學(xué)四年中所學(xué)知識(shí)的重要總結(jié)，它將我所學(xué)的科學(xué)理論知識(shí)與社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合，是我們大學(xué)生從學(xué)校步入社會(huì)的主要載體之一。也正因?yàn)槿绱耍覀儜?yīng)該認(rèn)真的面對(duì)，做到一絲不茍。 在這兩個(gè)月里，通過老師的細(xì)心指導(dǎo)，在同學(xué)的積極幫助和我的不懈努力下，我完成了這個(gè)重要的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在這次設(shè)計(jì)中我遇到不少難以解決的問題，比如：夾

44、具的設(shè)計(jì)問題、CAD的繪圖問題以及說明書的編寫問題。通過對(duì)這些問題的認(rèn)識(shí)，我知道自己的一些薄弱環(huán)節(jié)；也通過解決這些問題，我更進(jìn)一步的對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的鞏固加深。所謂“溫故而知新”，在這些知識(shí)的基礎(chǔ)上還明白了許多課本所未涉及的知識(shí)，令人振奮！ 這次設(shè)計(jì)使我能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并能結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（輸出軸）的工藝規(guī)程的能力和學(xué)到了夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)了我的熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)了我的識(shí)圖、制圖、圖表和編寫技術(shù)文件等基

45、本技能，為未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 致 謝 彈指一揮間，大學(xué)生活瞬間即逝。在最后階段，通過老師的認(rèn)真指導(dǎo)和我的不懈努力我終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我將在課堂上所學(xué)到的相關(guān)的科學(xué)知識(shí)都運(yùn)用到設(shè)計(jì)里面，又一次的鞏固了所學(xué)內(nèi)容，甚感欣慰。在完成這一設(shè)計(jì)的過程中，我遇到了許多困難。面對(duì)它們，我并沒有心灰意冷，而是查資料、尋找別人的幫助。在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我一個(gè)個(gè)的解決了它們，獲得了最后勝利！在這里，對(duì)幫助我完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師和同學(xué)表示真誠(chéng)的謝意。在此特別感謝殷曉中與陳興和老師：這兩個(gè)月來他們不斷的引導(dǎo)我、教導(dǎo)我，讓我在這

46、次畢業(yè)設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多知識(shí)！對(duì)于我不懂的問題，只要我提出他們就毫不吝嗇的、不厭其煩地幫我解決，殷老師和陳老師這兩個(gè)月來付出了辛勤汗水，換來了我在這次設(shè)計(jì)中所學(xué)到知識(shí)！我會(huì)謹(jǐn)記兩位老師的教誨，為社會(huì)貢獻(xiàn)一份自己的力量。總之，沒有你們的幫助，我很難完成這次設(shè)計(jì)，再一次表示我對(duì)你們最真誠(chéng)的謝意。 參考文獻(xiàn) 1、《機(jī)械制造技術(shù)》------------------黃鶴汀、吳善云主編 2、《機(jī)械制造工藝學(xué)》----------------鄭修本主編 3、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》--------------徐鴻本主編 4、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)》--------------孟憲棟、劉彤安主編 5《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》-----------趙如福主編