中心距70mm連桿連桿銑槽夾具設(shè)計(jì)【含非標(biāo)件】【全套含CAD圖紙、說明書】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請(qǐng)放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目： 連桿銑槽夾具 院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 職 稱： 題目類型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 t工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā) 年6月3日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 摘 要 隨著機(jī)械加工工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)提高加工效率和改善工人勞動(dòng)強(qiáng)度的要求已經(jīng)越來越高，對(duì)于各種各樣的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件，特別是精度要求很高的零件，普通的機(jī)床夾具已經(jīng)不能滿足需要的加工要求。因此結(jié)合現(xiàn)狀，為了針對(duì)某一道的加工，提高產(chǎn)品的精度和加工效率的總體要求而專門設(shè)計(jì)制造的專用夾具應(yīng)運(yùn)而生。本次設(shè)計(jì)為連桿銑槽專用夾具，連桿專用于發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞缸的連接，在生產(chǎn)中被廣泛使用。由于其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，普通的機(jī)床夾具不易加工，因此設(shè)計(jì)了專門加工其槽口的夾具。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)通過提出方案并加以論證，選出最好的設(shè)計(jì)方案為原則，闡述了連桿銑槽夾具的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理，論證它的實(shí)用性和可行性。本次設(shè)計(jì)的夾具針對(duì)連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用“一面兩孔”的定位方法，設(shè)計(jì)出使工件安裝方便，能保證加工精度的夾具。本次設(shè)計(jì)以保證加工質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減小勞動(dòng)強(qiáng)度為原則，涉及了夾具機(jī)床類型的選用，夾緊方案的分析等等的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：銑槽；夾具；定位；夾緊 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 Abstract Along with the rapid development of mechanical processing industry, to improve the processing efficiency is improved and the labor intensity of workers has become increasingly high, for a variety of complex structure of the work piece, especially for high precision parts, common machine tool fixture has been unable to meet the needs of requirements.Therefore, combined with the status analysis, in order to the processing of a certain way, improve the accuracy of the product and the processing efficiency of the overall requirements of the specialized design and manufacture of special fixtures came into being.This design is a special fixture for connecting rod mill, which is widely used in the production of the connection of the piston cylinder of the engine.Because the structure is relatively complex, ordinary machine tool fixture is not easy to process, so the design of the special fixture processing notch The graduation project through the proposed scheme and to prove that the best design scheme for the principle of the connecting rod milling fixture design and working principle, demonstrate its practicality and feasibility.Fixture of the design according to the structure characteristics of the connecting rod, using "a two hole positioning method, is designed to make the work piece is easy to install, can ensure the machining accuracy of the fixture.This design to ensure processing quality, improve labor productivity, reduce the labor intensity for the principle, involving the choice of the type of fixture machine tools, the design of the analysis of the clamping program, etc.. Key words: milling groove; fixture; positioning; clamping 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 目 錄 引言 1 1 概述 2 1.1 夾具的特點(diǎn) 2 1.1.1夾具的分類 2 1.1.2夾具的組成 3 1.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展 3 1.3 夾具的設(shè)計(jì)步驟 4 2 夾具的結(jié)構(gòu)分析 6 2.1 工件的分析 6 2.2 制定工藝路線 6 2.3 加工余量、公差的確定 7 2.4 切削用量的計(jì)算 8 2.4.1粗銑槽底面和兩側(cè)面 8 2.4.2半精銑槽兩側(cè)面 9 2.5 時(shí)間定額的計(jì)算 9 2.5.1基本時(shí)間的計(jì)算 9 2.5.2輔助時(shí)間的計(jì)算 10 2.5.3其他時(shí)間的計(jì)算 10 3 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 3.1 工件的定位方案及特點(diǎn) 11 3.2 工件的夾緊方案設(shè)計(jì) 11 3.2.1對(duì)夾緊裝置的基本要求 11 3.2.2夾緊力的確定 12 3.2.3夾緊方案的選擇和設(shè)計(jì) 12 3.3 夾具的對(duì)刀 14 3.4 夾具在機(jī)床上的安裝方式 15 3.5 夾具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 3.5.1夾具體設(shè)計(jì)的要求 16 3.5.2夾具體毛坯的選用 17 3.6 分度圓盤的設(shè)計(jì) 17 3.7 夾緊動(dòng)力的設(shè)計(jì) 19 3.8 擋屑圈的設(shè)計(jì) 19 3.9 壓板導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 20 3.10 液壓臺(tái)板的設(shè)計(jì) 20 4 夾具精度的校驗(yàn) 21 4.1 定位銷尺寸的計(jì)算 21 4.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 21 4.3 夾具加工時(shí)的誤差分析 23 4.4 液壓系統(tǒng)的選擇 25 4.4.1液壓缸的結(jié)構(gòu)形狀 25 4.4.2額定壓力的計(jì)算 25 4.5 軸承的選用及計(jì)算 25 4.6 壓板連桿的強(qiáng)度校核 26 4.7 板的強(qiáng)度校核 27 5 夾具的安裝 29 5.1 夾具的安裝順序 29 5.2 裝夾穩(wěn)定性的校驗(yàn) 29 5.3 夾具在操作時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 29 6 結(jié)論 31 謝 辭 32 參考文獻(xiàn) 33 附 錄 34 第 42 頁 共 34 頁 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 引言 機(jī)械的制造生產(chǎn)離不開金屬的切削加工，而金屬的切削加工又得使用機(jī)床。在機(jī)械加工過程中使用機(jī)床夾具是保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率的重要方式。機(jī)床使用夾具來固定工件，可以提高工件的精度、減少工件的損壞。因此，機(jī)床夾具被廣泛使用于機(jī)械制造工業(yè)中，大量的專用夾具使得機(jī)械制造實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)更加容易實(shí)現(xiàn)。 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的根本，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和精度設(shè)計(jì)是機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中的兩個(gè)重要方面。隨著機(jī)械技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，我們對(duì)機(jī)械零件的精度要求越來越嚴(yán)格，夾具也得到進(jìn)一步的發(fā)展，做到能夠加工各種精密的儀器。高精度的工件對(duì)夾具的定位、夾緊，加工都有很高的要求。所以在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸，分布等進(jìn)行細(xì)致的分析。 本次設(shè)計(jì)介紹了夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟，通過設(shè)計(jì)連桿銑槽用夾具為例，闡述了機(jī)床夾具設(shè)計(jì)過程的基本方法。夾具設(shè)計(jì)離不開機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，只要我們把握好生活的所見的機(jī)械，就會(huì)為夾具設(shè)計(jì)帶來更多有意思的創(chuàng)意。 1 概述 1.1 夾具的特點(diǎn) 夾具是在裝備過程中對(duì)工件進(jìn)行準(zhǔn)確的定位和可靠的固定，使工件能夠得到有效的加工和制造，保證了零件和產(chǎn)品的加工質(zhì)量，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率所采用的工藝裝備。 1.1.1夾具的分類 現(xiàn)在機(jī)床夾具發(fā)展越來越快，夾具的種類也是多種多樣。夾具通常按某一些屬性或者特點(diǎn)分類，就是為了使人們能夠方便的辨別。 1.按夾具的使用特性分類 這是一種基本的分類方案，通常將夾具分為五大類。這種分法主要是體現(xiàn)夾具在不同生產(chǎn)環(huán)境中的使用特性，也是一般我們選用夾具的依據(jù)。 （1）通用夾具。通用夾具已經(jīng)很廣泛，成為了機(jī)床的附件。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)已經(jīng)發(fā)展成標(biāo)準(zhǔn)化模式，具有一定的通用性。該夾具可以用來裝夾某些形狀尺寸范圍內(nèi)的工件，只需要稍微的調(diào)整就能使工件很好的裝夾。雖然通用夾具能夠縮短生產(chǎn)周期，降低成本，但是使用這類夾具加工出來的工件的精度不高。 （2）專用夾具。專用夾具是一種針對(duì)性的夾具，它是專門為了加工某一道工序要求專門設(shè)計(jì)的夾具。它的功能主要有以下幾個(gè)方面： ① 保證工件被加工表面的位置精度。例如常見的平行度、同軸度等。加工外形比較復(fù)雜，位置精度要求比較高的工件，如果使用通用夾具進(jìn)行加工就很難達(dá)到要求，使用專用夾具卻可以。 ② 縮短工序時(shí)間，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。在加工工件的過程中，縮短輔助時(shí)間能夠大大的提高生產(chǎn)效率。我們可以在裝夾過程中使用一些自動(dòng)化程度比較高的專用夾具，如氣動(dòng)夾具、液壓夾具等。專用夾具對(duì)于減少機(jī)床加工工序時(shí)間，減輕工人的勞動(dòng)壓力有很大的作用。 雖然專用夾具在生產(chǎn)上起著很大的作用，但是不是什么時(shí)候都一定要使用專用夾具的。專用夾具需要專門的生產(chǎn)才可以使用，若是普通的車根軸，軸上洗個(gè)凹槽用常見的三爪卡盤就能加工，不需要在專門設(shè)計(jì)夾具，使用專用夾具還會(huì)增加生產(chǎn)成本。設(shè)計(jì)專用夾具是針對(duì)某一道很難加工的復(fù)雜工序，或者使用通用夾具不能達(dá)到加工精度的生產(chǎn)。專用夾具雖然好用，但是其生產(chǎn)成本也高，設(shè)計(jì)制造比較繁瑣，如果每一道加工工序都使用專用夾具還會(huì)使生產(chǎn)時(shí)間增多，因此使用專用夾具應(yīng)該考慮周全。利用專用夾具針對(duì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，我們?cè)谏a(chǎn)大批量的復(fù)雜零件能夠得到有效的保證，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)出來的工件也具有一定的加工精度。 （3）可調(diào)夾具?？烧{(diào)夾具是利用了通用夾具和專用夾具的不同特點(diǎn)而設(shè)計(jì)制造出來的一類新型夾具。它在裝夾的過程中只需調(diào)整或者更換一些定位元件或夾緊元件就能對(duì)不同類型和尺寸的工件進(jìn)行裝夾。 （4）組合夾具。組合夾具顧名思義是通過使用不同形狀尺寸的元件或合件組裝而成的夾具。它有著再利用，再組裝的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，能夠在這個(gè)夾具用完后，洗凈保存好，待需要使用時(shí)再跟別的元件組裝成另一個(gè)夾具。因此設(shè)計(jì)組成夾具需要很標(biāo)準(zhǔn)化才能使用元件組成。使用組合夾具可以縮短生產(chǎn)夾具的時(shí)間，是一種比較經(jīng)濟(jì)的夾具。 （5）自動(dòng)線夾具。自動(dòng)線夾具分為兩類夾具:一是跟專用夾具非常類似的固定夾具。另一種在使用時(shí)會(huì)跟隨著工件一起運(yùn)動(dòng)的隨行夾具。 2.按夾具使用的機(jī)床分類 根據(jù)使用的機(jī)床分類，可以將夾具種類劃分為銑床用夾具、車床用夾具、鉆床夾具等。這種分類方式是專用夾具設(shè)計(jì)所采用的。 3.按夾具使用的動(dòng)力源分類 這類分類是根據(jù)夾具的夾緊動(dòng)力來源分的，它有手動(dòng)夾具和機(jī)動(dòng)夾具兩大類。 1.1.2夾具的組成 雖然夾具的有很多種，到那時(shí)它們的工作原理和組成都大體相同。夾具一般可以分為以下幾個(gè)組成部分： （1） 定位元件。定位元件是夾具元件種類中最主要的功能元件，一般的工件就是通過定位元件來實(shí)現(xiàn)在機(jī)床上的準(zhǔn)確位置，保證工件能可靠的加工。例如：定位銷、定位塊等。 （2） 支承元件。顧名思義就是用來支承工件使用的。例如：支承釘、支承板。 （3） 夾緊元件。夾緊元件就是將壓緊夾牢，保證工件在加工的過程中位置不變。；例如：壓板、三爪卡盤等。 （4） 導(dǎo)向元件。它的作用是將夾具與機(jī)床連接起來，確定夾具對(duì)機(jī)床主軸、工作臺(tái)、導(dǎo)軌等的相互位置。例如：導(dǎo)向鍵，鉆套等。 （5） 其他裝置或元件。根據(jù)加工的需要，有些夾具設(shè)置有別的功能元件，如有些夾具需要對(duì)刀，應(yīng)該設(shè)置有對(duì)刀元件；有些元件需要將工件頂出，需要設(shè)置頂出裝置。雖然它們不是夾具共有的元件，但是由于特殊要求應(yīng)該進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （6） 夾具體。夾具體在整個(gè)夾具中為骨架支承作用，所有的夾具元件都需要通過夾具體來定位安裝，才能構(gòu)成一個(gè)完整的夾具。常用的夾具體有鑄件架構(gòu)、鍛件架構(gòu)，焊接結(jié)構(gòu)等。 1.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展 工業(yè)的不斷發(fā)展使得夾具從一種輔助工具發(fā)展成齊全的工藝裝備，夾具使用越來越多，經(jīng)常在機(jī)床上都可以看到。隨著科技的飛快發(fā)展，特別是機(jī)床的數(shù)控化，對(duì)夾具的精度、自動(dòng)化要求快來越高，精密夾具也孕育而生。如用于精密車削的高精度定心卡盤的定心精度為。夾具的夾緊裝置也是不斷的進(jìn)化，出現(xiàn)高效化的自動(dòng)夾緊動(dòng)力，使得夾具的能有快速的提升。隨著科技的發(fā)展，我們對(duì)夾具的要求也在不斷變更，因此對(duì)現(xiàn)代機(jī)床夾具有如下新的要求： (1) 能迅速而方便的裝備新產(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特性的工件； (3) 能使用于精密加工的高精度機(jī)床夾具； (4) 能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； (5) 采用以液壓等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； (6) 提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.3 夾具的設(shè)計(jì)步驟 1.專用夾具的基本要求 本次設(shè)計(jì)主要是專用夾具的設(shè)計(jì)，因此我們介紹專用夾具的設(shè)計(jì)方法，其實(shí)原理上跟別的夾具設(shè)計(jì)方法都一樣。我們?cè)O(shè)計(jì)專用夾具時(shí)應(yīng)該具備幾個(gè)要求。 （1） 保證加工質(zhì)量。任何的加工生產(chǎn)都是與保證產(chǎn)品的質(zhì)量為前提，如果產(chǎn)品的質(zhì)量不過關(guān)，那么生產(chǎn)出來的零件就會(huì)失去它的價(jià)值。專用夾具的設(shè)計(jì)也是與保證生產(chǎn)質(zhì)量的基礎(chǔ)上提出來的。 （2） 提高生產(chǎn)率。專用夾具在生產(chǎn)質(zhì)量保證的前提上，應(yīng)該更好更快的加工出合格產(chǎn)品，縮短零件加工需要的輔助時(shí)間。 （3） 工藝性好。專用夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盡量簡(jiǎn)單化，有實(shí)用性，還要便于加工制造，裝夾方便。 （4）使用性好。專用夾具的結(jié)構(gòu)操作要容易上手，最好是工人一看就懂的，還要保證加工穩(wěn)定可靠。 （5）經(jīng)濟(jì)性好。設(shè)計(jì)專用夾具時(shí)應(yīng)該進(jìn)行合理的經(jīng)濟(jì)分析，結(jié)合生產(chǎn)要求和工廠的能力來設(shè)計(jì)，以提高使用夾具在生產(chǎn)加工中的經(jīng)濟(jì)效益。 2.專用夾具設(shè)計(jì)步驟 （1）在拿到設(shè)計(jì)任務(wù)書時(shí)應(yīng)該先自己花一些時(shí)間理解，再收集有關(guān)這方面設(shè)計(jì)的資料。通過資料初步設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易出方案，再結(jié)合生產(chǎn)技術(shù)的要求，分析工件的加工方法和內(nèi)容改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。其次是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)收集有關(guān)資料，如夾具零部件的國家標(biāo)準(zhǔn)等，以供參考選用。 （2）擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，繪制結(jié)構(gòu)草圖。具體有以下幾個(gè)步驟： ① 明確工件的定位方案，選擇工藝性好的定位方法，設(shè)計(jì)出夾具的可行定位裝置； ② 擬訂、分析工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)出合理的工件夾緊裝置； ③ 明確其它元件的結(jié)構(gòu)，如對(duì)刀、導(dǎo)向裝置等； ④ 明確夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸及整個(gè)夾具在機(jī)床上的安裝方法； ⑤ 繪夾具零件草圖，和裝配草圖。 設(shè)計(jì)好結(jié)構(gòu)后，我們就可以定結(jié)構(gòu)的尺寸以及繪制夾具所有圖形。繪制時(shí)應(yīng)該注意工件的外形輪廓是用虛線描述的，圖紙上應(yīng)該注明相依的尺寸和必要的公差要求。 2 夾具的結(jié)構(gòu)分析 2.1 工件的分析 下圖2-1為連桿的銑槽工序簡(jiǎn)圖，根據(jù)任務(wù)書的要求，銑削工件正反兩面總共8個(gè)通槽。槽寬，槽深。工件已加工有厚度均為的兩端面，直徑為的孔和直徑為的孔，此兩孔中心距為70±0.06mm。 圖2-1 連桿銑槽工序圖 查公差表知，工件的尺寸精度都不高，在之間，正常加工就能達(dá)到要求。因此在加工時(shí)不需要很精密的工序。工件材料為45鋼，鍛件，。將零件的技術(shù)要求總結(jié)于下表2-1。 表2-1 連桿零件技術(shù)要求 加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度Ra(um) 連桿槽寬度 IT13 3.2 連桿槽深度 IT15 3.2 2.2 制定工藝路線 如圖2-2為連桿的毛坯圖，根據(jù)工藝順序“先粗后精”的原則，初步列舉的幾種加工路線。 路線一：粗銑—半精銑—去毛刺—發(fā)藍(lán)處理—檢查。 路線二：粗車—半精車—去毛刺—發(fā)藍(lán)處理—檢查。 路線三：粗刨—半精刨—去毛刺—發(fā)藍(lán)處理—檢查。 圖2-2 連桿毛坯 車削、銑削、刨削都能完成加工，也能達(dá)到要求的精度，相對(duì)刨床來說，車削、銑削比較普遍也相對(duì)經(jīng)濟(jì)，再加上我們加工的是槽口，銑削相對(duì)于車削有更好的優(yōu)勢(shì)，銑刀上選擇的種類更好加工。因此，我們選擇路線一作為我們加工的方法。綜上考慮，初步列出工序加工路線，設(shè)備選用等于下表2-2。 表2-2 工序路線、設(shè)備、刀具、量具的選用 工序號(hào) 工序名稱 機(jī)床設(shè)備 使用的刀具 使用的量具 1 粗銑8槽 X63臥式銑床 高速鋼鑲齒三面刃銑刀 游標(biāo)卡尺 2 半精銑8槽 X63臥式銑床 高速鋼鑲齒三面刃銑刀 游標(biāo)卡尺 2.3 加工余量、公差的確定 先用銑刀銑出槽，再用進(jìn)行粗銑。查《切削余量簡(jiǎn)明手冊(cè)》知凹槽寬度的粗銑余量（雙邊），半精銑余量（雙邊）。同時(shí)可依次確定各工序尺寸的加工精度為，粗銑：IT12；半精銑：IT11。各工步的公差值分別為，粗銑：；半精銑：。凹槽深度可以直接粗銑就能得到精度要求，無需精銑。 計(jì)算各加工工序基本尺寸。半精銑槽后的工序基本尺寸為12mm；所以其他工序的基本尺寸為： 粗銑 初步切槽 真正加工時(shí)請(qǐng)根據(jù)實(shí)際情況來定，這里只給出一個(gè)理論的計(jì)算。 接著對(duì)各工序的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度進(jìn)行分析。查《機(jī)械制造工藝學(xué)》表4-9得：半精銑后為IT11，Ra3.2μm；粗銑后精度為IT13，。將上述匯總在下表2-3： 表2-3 工序尺寸、表面粗糙度及公差的確定 工序名稱 工序間余量/mm 工序 工序基本尺寸/mm 標(biāo)注工序尺寸公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度/mm 表面粗糙度/μm 半精銑 1.6 h11( ) 粗銑 3 h12() 初切凹槽 7.4 2.4 切削用量的計(jì)算 2.4.1粗銑槽底面和兩側(cè)面 （1）背吃刀量的確定。取ap=3.5mm。 （2）進(jìn)給量的確定 有《切削余量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第三版）表3.3，按機(jī)床功率為5-10kW、工件—夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量fz取為0.09mm/z。 （3）銑削速度的計(jì)算 由《切削余量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.13，按高速鋼鑲齒三面刃銑刀、，齒數(shù)的條件選取，銑削速度v可取為268m/min。由： （2-1） 可求得該工件銑刀轉(zhuǎn)速： 參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-39所列X63臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速。再將此轉(zhuǎn)速代入銑削速度公式（見《切削余量簡(jiǎn)明手冊(cè)》），可求出該工序的實(shí)際銑削速度： 當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量為： （4） 校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《切削余量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.23，，，，，， 。 可得近似功率為： 參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-38所列X63臥式銑床的主電動(dòng)機(jī)功率為10kw，所以機(jī)床主軸功率為：。遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于我們計(jì)算所需的功率，因此機(jī)床可以正常加工。 2.4.2半精銑槽兩側(cè)面 （1）背吃刀量的確定 取ap=1.0mm。 （2）進(jìn)給量的確定 由《切削余量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.3，按機(jī)床功率為5-10kW、工件—夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量fz取為0.08mm/z。 （3）銑削速度的計(jì)算 按高速鋼鑲齒三面刃銑刀，,齒數(shù)的條件，取，銑削速度v可取為318m/min。可求得該工件銑刀轉(zhuǎn)速： 參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-39所列X63臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=600r/min。再將此轉(zhuǎn)速帶入銑削速度公式，可求出該工序的實(shí)際銑削速度: 當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量為： （4） 校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《切削余量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.23，，，，，， 。 可得近似功率為：。 參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-38所列X63臥式銑床的主電動(dòng)機(jī)功率為10kw，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于我們計(jì)算所需的功率，因此機(jī)床可以正常加工。 2.5 時(shí)間定額的計(jì)算 2.5.1基本時(shí)間的計(jì)算 （1）粗銑槽底槽和兩側(cè)面 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6.2-7中三面刃銑刀銑槽的基本時(shí)間計(jì)算公式： (2-2) 式中，一般等于1， ，取。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-40取銑床工作臺(tái)的進(jìn)給量，最后代入公式得： 。 （2）半精銑槽兩側(cè)面 同理，根據(jù)上述方法： ； ； ，取銑床進(jìn)給量。得： 2.5.2輔助時(shí)間的計(jì)算 輔助時(shí)間包括：裝、卸工件，開、停機(jī)床，改變切削用量，測(cè)量工件尺寸和進(jìn)刀、退刀動(dòng)作等的時(shí)間。這些動(dòng)作由人工操作完成時(shí)，時(shí)間上會(huì)有波動(dòng)，這里我們初步取基本時(shí)間的50%。實(shí)際加工時(shí)在進(jìn)行修改。 粗銑輔助時(shí)間： 精銑輔助時(shí)間： 2.5.3其他時(shí)間的計(jì)算 除了加工時(shí)間與輔助時(shí)間之外，單件工序的時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間、工人休息與生理需要時(shí)間、加工前的工件準(zhǔn)備時(shí)間與終結(jié)后的安置時(shí)間等。這些時(shí)間通過查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8大約占加工時(shí)間與輔助時(shí)間之和的16.5%。所以： 將上述所有工序的設(shè)計(jì)結(jié)果填入工序文件中，制成工序卡。（見附錄） 3 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 工件的定位方案及特點(diǎn) 在確定工件加工位置時(shí)，對(duì)于有孔類零件的定位基準(zhǔn)經(jīng)常使用一個(gè)定位平面和兩個(gè)定位孔，達(dá)到基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。通常采用一個(gè)定位平面和兩個(gè)圓柱銷的定位方式。這種定位方式簡(jiǎn)潔易懂、夾緊工件也很容易。 根據(jù)需要銑槽的結(jié)構(gòu)、位置精度要求和工件的復(fù)雜性。我們需限制工件六個(gè)自由度，保證工件的精準(zhǔn)定位，在選擇定位銷時(shí)還應(yīng)該考慮其能否達(dá)到所需的位置精度。在銑槽時(shí)，對(duì)于槽深選擇的加工基準(zhǔn)面是需要加工槽的那個(gè)端面。若是使用這個(gè)面作為平面的定位基準(zhǔn)，就不需要考慮基準(zhǔn)不一樣的問題。但是由于我們需要在這個(gè)面上銑槽，那么就需要這個(gè)平面在上面的位置。所以相應(yīng)的加工定位面就要設(shè)計(jì)向下，這樣會(huì)使得定位、夾緊等操作以及加工等帶來不便，夾具的結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。經(jīng)過對(duì)工件的分析，加工槽的精度要求較大（為0.4mm），我們選用加工槽相對(duì)的那個(gè)面作為工件的定位基準(zhǔn)。雖然這樣會(huì)引起基準(zhǔn)不重合的誤差，但是引起的誤差只是工件兩個(gè)端面的尺寸公差0.1mm，在精度允許規(guī)定內(nèi)。這樣對(duì)加工、夾緊都很方便。 在考慮槽的加工角度時(shí)，為了使基準(zhǔn)重合，加工方便。我們采用兩個(gè)孔做為定位基準(zhǔn)，保證了角度的同時(shí)，加工起來也很方便。采用圓柱銷和菱形銷的配合使用，避免的過定位的情況。工件通過定位面限定，、方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。由于加工的槽是在大孔的面上，槽的中心通過大孔的中心線，因此我們選取大孔作為定位的主要基準(zhǔn)，選取圓柱銷來限定，兩個(gè)自由度。而另一個(gè)小孔則當(dāng)作次要定位基準(zhǔn)，選用菱形銷來限定方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖3-1所示： 圖3-1 工件限定自由度簡(jiǎn)圖 3.2 工件的夾緊方案設(shè)計(jì) 3.2.1對(duì)夾緊裝置的基本要求 夾緊裝置的主要目的是在機(jī)械加工過程中，使工件能夠在正確的加工位置上穩(wěn)定加工。夾緊裝置設(shè)計(jì)的合理性、穩(wěn)定性，都會(huì)對(duì)工件加工的精度、產(chǎn)品的生產(chǎn)率有著重大的影響。為此設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)有幾個(gè)基本要求： （1）夾緊工件時(shí)，不能使工件的正確定位位置發(fā)生偏移。 （2）夾緊力不能太小也不能太大。太小的話不能將工件鎖牢，在加工過程中會(huì)使工件偏移，破壞位置精度；夾緊力太大的話壓彎工件，是工件變形。 （3）夾緊裝置應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。小批量生產(chǎn)不需要設(shè)計(jì)自動(dòng)化很高的夾緊裝置，大批量生產(chǎn)應(yīng)該根據(jù)條件設(shè)計(jì)夾緊設(shè)備。 （4）夾緊裝置設(shè)計(jì)操作不要費(fèi)時(shí)費(fèi)力，這樣會(huì)影響加工的效率。盡量往簡(jiǎn)單、省力上改進(jìn)，減輕工人的勞動(dòng)量。 （5）夾緊裝置應(yīng)具有良好的自鎖性能，保證工件在夾具中的正確位置，不會(huì)因加工過程中受到切削力作用下產(chǎn)生移動(dòng)。 夾緊裝置設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，是否合理，對(duì)于提高工件的質(zhì)量和加工作效率，減少加工時(shí)間都有很大的影響。好的夾緊裝置能夠保證工件的質(zhì)量，提高工件的合格率。而差些的夾緊裝置會(huì)對(duì)工件產(chǎn)生破壞，影響工件的加工，加工出來的產(chǎn)品不太合格，廢品率高，影響經(jīng)濟(jì)效益。 3.2.2夾緊力的確定 通常我們是依據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、復(fù)雜程度、加工要求來確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大小。有時(shí)候還需要根據(jù)工件加工中的受力狀況及工件定位元件的結(jié)構(gòu)來分析。我們?cè)阢姴圻B桿時(shí)，夾緊力應(yīng)該垂直壓在連桿端面或者連桿身上，才能保證工件有足夠的夾緊力而不發(fā)生移動(dòng)。如圖3-2所示，夾緊力直接向下壓緊工件。 圖3-2 工件夾緊力方向 3.2.3夾緊方案的選擇和設(shè)計(jì) 通過對(duì)工件的分析，初步確定兩種夾緊方案。方案一：是采用兩個(gè)壓板壓在大孔面上，設(shè)計(jì)時(shí)錯(cuò)開加工位置，而且不能影響銑刀的加工路徑。方案二:是采用一個(gè)壓板直接壓在桿身上。采用方案一時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)位置有更高的要求，而且需要我們?cè)O(shè)計(jì)兩塊壓板；若是采用方案二壓在桿身上，如果夾緊時(shí)力度過大會(huì)引起工件的變形。綜合考慮，選用方案一比較合適。于是繪制出如下圖3-3所示的壓板結(jié)構(gòu)形式。 圖3-3 壓板 在設(shè)計(jì)壓板時(shí)，考慮到兩塊壓板夾緊，所以我們?cè)O(shè)計(jì)平行式多點(diǎn)夾緊機(jī)構(gòu)。通過使用兩根桿連接兩塊壓板，再使用一塊板將兩根桿連在一起，如圖3-4所示。上升頂起連板時(shí)，桿帶動(dòng)壓板向上移動(dòng)松開工件；當(dāng)下拉連板時(shí)，壓板作用在工件上將工件壓緊，如圖3-5所示的板。 圖3-4 壓板連接 圖 3-5 連板 3.3 夾具的對(duì)刀 （1）夾具的對(duì)刀方法 夾具在機(jī)床上定位安裝好后，接著進(jìn)行的就是加工的對(duì)刀。通常夾具的對(duì)刀方法有以下幾種： ? 單件試切法。 ? 每次加工一批工件就需要調(diào)整一次夾具，通過試切數(shù)個(gè)工件來確定刀具相對(duì)元件定位面的理想位置的對(duì)刀方法。 ? 用試切樣件或?qū)Φ堆b置進(jìn)行對(duì)刀的方法。這種方法在加工樣件和調(diào)節(jié)對(duì)刀裝置時(shí)需要試切一定數(shù)量的工件，而后在每次安裝使用夾具時(shí)，并不需要再進(jìn)行試切工件。顯然，這種對(duì)刀方法最快最方便。 （2）影響對(duì)刀裝置對(duì)準(zhǔn)精度的因素 在本次夾具設(shè)計(jì)中，我們使用對(duì)刀裝置來實(shí)現(xiàn)快速對(duì)刀，能更快的提高生產(chǎn)率，但是在使用對(duì)刀裝置調(diào)整刀具時(shí)，存在一些因素使得對(duì)刀裝置的對(duì)準(zhǔn)精度偏低。影響對(duì)刀精度的因素有： ? 對(duì)刀時(shí)的調(diào)整精度；我們?cè)趯?duì)刀時(shí)由于人操作、視覺上的誤差，會(huì)使得在對(duì)刀過程中有一些偏差，對(duì)于精度不是很高的工件，這些微小的偏差可以忽略。 ? 元件定位面相對(duì)對(duì)刀裝置的位置誤差：在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，如果選用不同的基準(zhǔn)來設(shè)計(jì)安裝對(duì)刀裝置，就會(huì)使得其與工件的定位面有一些誤差。因此，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)該正確確定對(duì)刀塊表面和元件定位面尺寸及公差，盡量減少變換基準(zhǔn)面帶來的誤差。 （3）對(duì)刀元件的組成 對(duì)刀元件主要由對(duì)刀塊和塞尺組成，通過它們的配合使用來確定夾具和刀具的相對(duì)位置。選用對(duì)刀元件的結(jié)構(gòu)形式需要考慮加工表面的形狀，對(duì)刀塊有圓形的、方形的。還有直角對(duì)刀塊和側(cè)裝對(duì)刀塊。根據(jù)工件需要加工的是鍵槽，所以本夾具采用直角對(duì)刀塊，直角對(duì)刀塊是通過使用螺栓，銷釘固定在夾具體上，如圖3-6所示的直角對(duì)刀塊。用對(duì)刀塊調(diào)整刀具與工件待加工面的尺寸，保證刀具能夠正確的加工。使用對(duì)刀塊對(duì)刀時(shí)不能加工精度非常高的工件，但是在本次加工的槽口還是能達(dá)到精度要求。 圖3-6 直角對(duì)刀塊 使用對(duì)刀元件對(duì)刀時(shí)，使用塞尺來調(diào)節(jié)刀具和對(duì)刀塊之間的位置，得出正確的加工位置，塞尺可以避免損壞切削刃或造成對(duì)刀塊過早磨損。本次加工設(shè)計(jì)采用平塞尺，其厚度基本尺寸為H=5mm，如圖3-7所示。 圖3-7 塞尺 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)刀塊采用20鋼來制造，通過滲碳處理使得滲碳深度達(dá)到0.8-1.2mm，淬火硬度為58-64HRC。標(biāo)準(zhǔn)塞尺采用T8來制造，淬火硬度為55-60HRC。 為了使刀具能更好更快的加工定位，我們?cè)O(shè)計(jì)了一塊導(dǎo)刀板，如圖3-8所示。方便刀具按路線加工。同時(shí)通過導(dǎo)刀板我們可以更快的確定刀具的位置，大大提升了加工效率。 圖3-8 導(dǎo)刀板結(jié)構(gòu) 3.4 夾具在機(jī)床上的安裝方式 夾具有在工作臺(tái)上安裝的（如銑床、鉆床），也有裝在回轉(zhuǎn)軸上的（如車床、磨床）。本次設(shè)計(jì)的夾具是通過定位鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合進(jìn)行安裝，使夾具體能夠安放在工作臺(tái)的正確位置，如圖3-9所示。從而使的夾具上的定位元件跟工作臺(tái)的進(jìn)給方向保持著正確的位置。 定位鍵與夾具體上鍵槽的配合選擇為，兩個(gè)定位鍵對(duì)稱分布在夾具體上。設(shè)計(jì)定位鍵時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格按照國家的制定標(biāo)準(zhǔn)，才能避免定位鍵與T形槽的配合對(duì)安裝精度的影響。如圖3-10為定位鍵的結(jié)構(gòu)，根據(jù)機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)，定位鍵多用45鋼來加工，淬火至40-45HRC。 圖3-9 定位鍵連接圖 圖3-10 定位鍵 3.5 夾具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.5.1夾具體設(shè)計(jì)的要求 夾具體是將各種裝置和元件組裝成一整個(gè)夾具的基礎(chǔ)件。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是夾具中復(fù)雜程度最高的，為了元件的合理布局，一般夾具體的體積設(shè)計(jì)也是最大的。設(shè)計(jì)夾具體時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： （1）應(yīng)保證良好的加工穩(wěn)定性 夾具體上有些特殊的平面需要有較高的位置精度，保證工件的精度穩(wěn)定性。如安裝定位元件的表面需要保證工件的定位精度；安裝對(duì)刀或?qū)蛟谋砻嫘枰ＷC工件加工時(shí)的精準(zhǔn)度。為此，夾具體毛坯應(yīng)該進(jìn)行必要的熱處理要求，有時(shí)候還需要二次時(shí)效處理。 （2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 加工過程中，夾具體要承載加工工件產(chǎn)生的部分切削力和夾緊力。同時(shí)為保證夾具體在加工過程中產(chǎn)生不允許的變形和斷裂，夾具體應(yīng)有足夠的抗壓、抗拉強(qiáng)度和剛度。在不影響工件裝卸的情況下，采用框形薄壁結(jié)構(gòu)的夾具體能夠減少重量，還能使夾具體有較高的強(qiáng)度和剛度。 （3）有良好的制造工藝性和使用性 夾具體應(yīng)該有良好的工藝制造性能，結(jié)構(gòu)上盡量簡(jiǎn)單，方便加工。如果加工中會(huì)產(chǎn)生很多的鐵屑，夾具體還應(yīng)該設(shè)計(jì)有排屑機(jī)構(gòu)，不影響工件的正常加工。 設(shè)計(jì)銑床夾具體與工作臺(tái)的連接部分需要保證連接工作臺(tái)時(shí)要牢固穩(wěn)定，因此夾具體上跟工作臺(tái)安裝的表面要加工平整。為提高銑床夾具在機(jī)床上安裝的穩(wěn)固性，保證足夠的安全穩(wěn)定性，要求夾具體具有足夠的強(qiáng)度和剛度，重心要低。這些都要在不斷的改進(jìn)設(shè)計(jì)尺寸的基礎(chǔ)上得出。 機(jī)械加工過程中，切削工件產(chǎn)生的廢屑會(huì)不斷的堆積在夾具體周圍，如果不及時(shí)把這些廢屑排除，就會(huì)影響工件的加工，嚴(yán)重的還會(huì)對(duì)人身安全收到威脅。因此，適當(dāng)增大容屑空間或者設(shè)置排屑槽能夠保證工件的合理加工，以及車床、銑床、人身的安全。 3.5.2夾具體毛坯的選用 由于夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，夾具體的設(shè)計(jì)很難標(biāo)準(zhǔn)化，通常都是結(jié)合所要加工的工件的形狀、尺寸等來加工出我們需要的夾具體。本次設(shè)計(jì)根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和安裝方式選用開式結(jié)構(gòu)的夾具體，選擇夾具體毛坯時(shí)采用鑄造方式制造成的夾具體毛坯。這種方式加工出來的鑄造夾具體毛坯擁有很好工藝性能，而且還具有良好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性。 最后我們根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，在夾具體毛坯上加工出我們需要的通孔、鍵槽等就能使用。如圖3-11為夾具體的主要結(jié)構(gòu)形狀。 圖3-11 夾具體結(jié)構(gòu)圖 3.6 分度圓盤的設(shè)計(jì) 由于我們加工的槽有一定的角度，為了能在一次裝夾中盡可能多的加工完一個(gè)平面上的所有槽，我們采用分度裝置的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)一個(gè)旋轉(zhuǎn)平面，如圖3-12所示。將工件安裝在這個(gè)平面上，需要換向時(shí)，我們松開夾緊裝置、分度殺完對(duì)定裝置，再旋轉(zhuǎn)平面到一定的角度后在加緊。設(shè)計(jì)這樣的分度平面，能夠減少工件的搬動(dòng)，對(duì)元件的磨損、減輕顆工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)的生產(chǎn)效率有很大的用處。 （1） 分度平面的對(duì)定 在機(jī)床上使用分度或轉(zhuǎn)位夾具加工時(shí)，加工零件得到的位置精度和制造分度裝置的分度定位精度之間的相對(duì)位置精度有關(guān)。 圖3-12 分度盤 分析工件需要加工的槽面的位置精度，我們發(fā)現(xiàn)它與大、小兩孔的中心線成，相對(duì)來說前后有1度的差距。所以槽的相對(duì)位置精度不高，采用銷配合來做對(duì)定機(jī)構(gòu)就可以達(dá)到要求。 （2） 分度的操縱機(jī)構(gòu) 分度裝置的操縱機(jī)構(gòu)可以是手動(dòng)的、氣動(dòng)的、液壓的、電動(dòng)的等等。由于我們加工的平面不是很大，用人手拉就能做到，而且不需要跟多時(shí)間，因此我們采用手柄式的手動(dòng)直接拔銷。這種機(jī)構(gòu)由于手柄與定位銷連接在一起，拉動(dòng)手柄就能將定位銷拉出。如圖3-13所示。 圖3-13 手動(dòng)拔銷 在使用手動(dòng)拔銷時(shí)，需要一個(gè)基臺(tái)來講其固定，這樣拔銷才能準(zhǔn)確定位，同時(shí)還能防止分度平面在切削力的作用轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)基臺(tái)的放置拔銷位置應(yīng)該與分度平面的分度孔同軸心，才能保證分度平面轉(zhuǎn)過正確的位置，避免影響工件加工誤差。如圖3-14所示。 為了使分度盤能夠方便轉(zhuǎn)動(dòng)，我們將其與軸承連接，而軸承安放在夾具體的圓口內(nèi)。轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤時(shí)有軸承的作用，使用很小的力就能將分度盤帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。 圖3-14 拔銷臺(tái) 3.7 夾緊動(dòng)力的設(shè)計(jì) 在夾緊工件時(shí)我們需要上下移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)夾緊，由于人工實(shí)現(xiàn)起來比較繁瑣，因此我們采用與液壓系統(tǒng)連接。通過液壓缸下拉壓板將工件夾緊，上升壓板松開工件。這樣比較方便快捷，能夠提高生產(chǎn)率，提高了自動(dòng)化程度，而且保證了夾緊力的作用。不會(huì)因人為因素使得夾緊力忽大忽小，影響分度臺(tái)的精度和工件的變形。 3.8 擋屑圈的設(shè)計(jì) 由于在加工過程中會(huì)產(chǎn)生鐵屑，它們?cè)谇邢髁Φ淖饔孟聲?huì)隨處飛濺，鐵屑的堆積會(huì)影響加工的精度，還會(huì)影響分度盤的轉(zhuǎn)動(dòng)。因此在分度盤與夾具體的連接處安放一塊擋屑圈，它有利于阻擋鐵屑對(duì)分度圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，防止鐵屑過多的飛入圓口內(nèi)難以清理。如圖3-15所示 。 圖3-15 擋屑圈 3.9 壓板導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 我們?cè)诖_實(shí)壓板的正確壓緊位置時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏移，無法簡(jiǎn)單的對(duì)準(zhǔn)中心。在固定壓板與連軸時(shí)，不方便對(duì)準(zhǔn)位置。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)壓板導(dǎo)套，將壓板伸出部分與導(dǎo)套的槽口部分對(duì)準(zhǔn)放入，保證了壓板能很好很快的壓向工件正確的平面。同時(shí)還能防止壓板在切削過程中因震動(dòng)出現(xiàn)偏移。如圖3-16所示： 圖3.16 壓板導(dǎo)套 3.10 液壓臺(tái)板的設(shè)計(jì) 基于我們選用液壓系統(tǒng)來做夾緊動(dòng)力源，但是液壓缸不能直接安裝在銑床工作臺(tái)上。為了保證液壓缸能正確的找到工作位置，我們?cè)O(shè)計(jì)了一塊液壓臺(tái)板，如圖3-17所示，它主要用來安放液壓缸，保證液壓缸能夠穩(wěn)定的工作，不會(huì)因工作震動(dòng)而偏離位置。液壓臺(tái)板通過螺母連接在夾具體上，兩腳壓在工作臺(tái)上，保證有足夠的剛度和強(qiáng)度，不會(huì)給夾具體帶來很大的壓力。 圖3-17 液壓臺(tái)版 4 夾具精度的校驗(yàn) 夾具精度的校驗(yàn)主要是在設(shè)計(jì)夾具完成過后對(duì)夾具定位精度的校核。 我們?cè)谕瓿蓨A具設(shè)計(jì)的時(shí)候，就要進(jìn)行下一步的精度校核。校核時(shí)主要根據(jù)零件圖樣的設(shè)計(jì)要求和工藝規(guī)程，對(duì)每一步的加工誤差加以分析。如果校核的誤差小于零件圖樣的設(shè)計(jì)值，那么這個(gè)設(shè)計(jì)方案是可行的，不然就要對(duì)夾具重新設(shè)計(jì)或者采取應(yīng)有的工藝補(bǔ)救措施。 4.1 定位銷尺寸的計(jì)算 （1） 確定兩個(gè)銷中心距尺寸 取連桿工件上兩個(gè)孔中心距的基本尺寸為兩定位銷中心距的基本尺寸，其公差取工件兩孔中心距公差的 ，所以可以得出兩定位銷的中心距為（70±0.02）mm。 （2） 確定圓柱銷直徑及公差 取大頭孔孔的最小值作為圓柱銷直徑的基本尺寸，其公差一般取g6或f7。所以根據(jù)工件大孔的尺寸，取圓柱銷直徑為：。 （3） 根據(jù)《機(jī)床夾具零件及部件》固定式定位銷的標(biāo)準(zhǔn)選取菱形銷寬度：。 （4） 根據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)》公式6-2計(jì)算菱形銷與其配合孔的最小間隙： （4-1） （5） 按h6確定菱形銷的直徑公差，最后得到： 如圖4-1所示是它們的配合關(guān)系： 圖4-1 定位誤差 4.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 根據(jù)選用的高速鋼鑲齒三面刃銑刀，，z=12，則根據(jù)公式： （見《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.28） （4-2） 式中:，背吃刀量，，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，，切削長(zhǎng)度，，，，，，所以代入上式可得： 垂直上的分力： 在計(jì)算切削力時(shí)，還應(yīng)該考慮安全系數(shù)。安全系數(shù): （4-3） 式中：——基本安全系數(shù)，1.5； ——加工性質(zhì)系數(shù)，1.1； ——刀具鈍化系數(shù)，1.1； ——斷續(xù)切削系數(shù)，1.1。 則： 為了克服水平切削力的作用，實(shí)際夾緊力應(yīng)為： 所以 ： （4-4） 其中和為夾具定位面跟夾緊面上的摩擦系數(shù)，。所以代入上式可得： 由于我們?cè)O(shè)計(jì)的是使用兩塊壓板來夾緊工件，所以每塊壓板只需要337N左右的力就能使工件夾緊。但是由于我們使用連板將壓板連接在一起通過壓力降工件壓緊，因此，我們還需要計(jì)算拉力。 計(jì)算公式為： （4-5） 式中：——實(shí)際需要的夾緊力，； ——夾壓點(diǎn)到軸心線的距離，： ——鉤形壓板的導(dǎo)向長(zhǎng)度，； ——摩擦系數(shù)，： ——彈簧作用力，。 其中夾緊力取總的夾緊力，，，取0.1，，代入上式得： 因此，我們?cè)谶x擇液壓系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該考慮能達(dá)到大于1140N的拉力系統(tǒng)。 4.3 夾具加工時(shí)的誤差分析 1.槽深的定位誤差分析 在加工槽口時(shí)，槽深的工序基準(zhǔn)是槽頂端面，而定位基準(zhǔn)是跟槽頂端面相對(duì)的另一面，所以存在基準(zhǔn)不重合誤差。這個(gè)誤差值為兩端面距離尺寸公差，即0.1mm。 而定位端面已經(jīng)加工過了，其基準(zhǔn)位置誤差可以近似認(rèn)為等于零。因此對(duì)于槽深的定位誤差為： 2.槽中心線和大小頭孔中心連線夾角成的誤差 槽中心線的工序基準(zhǔn)是大小兩頭孔的中心連線，與定位基準(zhǔn)一致。因此，不存在基準(zhǔn)不重合誤差。但是大小頭孔與定位銷之間存在著基準(zhǔn)位置誤差，這些誤差也會(huì)影響到槽的加工，下面計(jì)算這誤差。如下圖4-2所示，畫出了工件兩大小孔中心連線與夾具上兩定位銷中心連線偏移情況。最大的偏移角為： 圖4-2 面與孔定位誤差計(jì)算 （4-6） 由此，可以得到一面兩孔的定位時(shí)轉(zhuǎn)角定位誤差的計(jì)算公式： （見《機(jī)械制造工藝學(xué)》公式（6-5）） 式中：、——工件上與圓柱銷和菱形銷配合孔的最大直徑； 、——夾具上圓柱銷和菱形銷最小直徑； ——兩孔中心距。 將數(shù)據(jù)代入公式得： 3.槽中心平面過大孔軸線的誤差 由于工序基準(zhǔn)為大頭孔軸線，與定位基準(zhǔn)重合，所以只計(jì)算基準(zhǔn)位置誤差。其為孔銷配合的最大間隙，即： 4.夾具安裝誤差 在安裝夾具或定位元件等時(shí)，會(huì)因人為的安裝誤差產(chǎn)生不平行，或者生產(chǎn)這些元件時(shí)出現(xiàn)的面與面產(chǎn)生的平行度誤差。根據(jù)技術(shù)要求的第一條規(guī)定為不大于100：0.03，那么工件約115mm的尺寸內(nèi)的誤差值近似為0.03mm。 5.加工方法有關(guān)的誤差 對(duì)刀塊的加工和人工對(duì)刀調(diào)節(jié)誤差。機(jī)床工作臺(tái)長(zhǎng)久使用出現(xiàn)的傾斜等因素所引起的加工誤差，銑刀加工時(shí)因震動(dòng)出現(xiàn)的誤差，可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)并參照經(jīng)濟(jì)加工精度進(jìn)行確定，目前取0.1mm。 6. 分度平面的對(duì)定誤差 采用分度裝置時(shí)，由于定位銷與定位孔之間屬于間隙配合，它們之間存在的誤差等于孔的銷配合的最大間隙： 由于定位銷的插入和伸出，會(huì)使定位銷或多或少都有一些磨損，誤差會(huì)越來越大，因此在加工一段時(shí)間后，根據(jù)磨損情況需要更換定位銷。 7. 分度平面的安裝誤差 分度平面在與夾具體的安裝過程中會(huì)有一定的誤差，在確定這個(gè)誤差時(shí)，我們需要考慮夾具體平面的平行度和垂直度，以及平面與夾具體的配合誤差。平行度上面已經(jīng)算過，取。垂直度根據(jù)技術(shù)要求取。而平面與夾具體的主要是軸承與孔的配合誤差，由于軸承需要將平面牢牢固定住，使平面不能因?yàn)楣ぜ募庸?、夾緊等原因發(fā)生偏移。所以軸承與孔屬于過盈配合才能保證平面的穩(wěn)定性。因此誤差很小，取誤差為。分度平面與軸承的配合存在這誤差，，此誤差也很小，取。 綜上所述，結(jié)合生產(chǎn)的要求，夾具的誤差主要是加工產(chǎn)生和工件定位產(chǎn)生的誤差。其余誤差對(duì)工件的影響微小，總的誤差仍在允許的范圍之內(nèi)。如果設(shè)計(jì)要求需要更高的精度，我們只需要更換精度高的元件，和分度對(duì)定方式就可以滿足要求，夾具的大體設(shè)計(jì)不需要更改。 4.4 液壓系統(tǒng)的選擇 4.4.1液壓缸的結(jié)構(gòu)形狀 根據(jù)夾緊力的計(jì)算，我們?cè)谶x用液壓裝置時(shí)，可以在某個(gè)范圍內(nèi)選擇合適的液壓缸。因此，查表選用YHG型單活塞雙作用液壓缸作為我們的夾緊動(dòng)力，缸徑選擇， 拉力，保證工件夾緊的同時(shí)不需要過多擔(dān)心會(huì)因?yàn)楣β蔬^大使工件變形。其行程在左右，能夠保證工件順利取出。 4.4.2額定壓力的計(jì)算 如圖4-3為液壓缸計(jì)算簡(jiǎn)圖，根據(jù)選用的液壓缸的缸徑，液壓系統(tǒng)需要提供的拉力，可以由液壓缸的壓力計(jì)算公式： （4-7） 圖4-3 液壓缸計(jì)算簡(jiǎn)圖 其中，為液壓系統(tǒng)的最大工作負(fù)載，等于液壓系統(tǒng)需要提供的拉力F。為活塞工作時(shí)的有效面積，所以代入公式（4-7）得： 因此我們選用YHG型液壓缸的E型號(hào)，壓力在之內(nèi)都符合要求，不需要擔(dān)心其壓力不夠提供給壓板的拉力。 4.5 軸承的選用及計(jì)算 根據(jù)計(jì)算所得的拉力，在選用軸承時(shí)需要考慮承受軸向的力，（徑向的力很小，可以忽略不計(jì)）能更好的承載分度圓盤和壓板的壓力。根據(jù)軸承的性能，選用圓錐滾子軸承，結(jié)構(gòu)代號(hào)30000。它能夠承載較大軸向力，保證在壓力增大縮小的變化，還能承受徑向的力。但是這里主要是軸向的載荷，因此需要計(jì)算軸承受到軸向載荷的作用。 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版，軸承的基本額定壽命計(jì)算公式得： （4-8） 式中：——軸承的預(yù)期壽命 ——軸承轉(zhuǎn)速 ——額定動(dòng)載荷 ——當(dāng)量載荷 ——滾子軸承為 預(yù)計(jì)軸承的使用壽命為5年，每天8小時(shí)，每年工作300天計(jì)算，則： 軸承轉(zhuǎn)速為人工手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，需要讓其轉(zhuǎn)到適當(dāng)?shù)奈恢茫虼巳∑滢D(zhuǎn)速為。 通過軸承的當(dāng)量載荷計(jì)算公式： （4-9） 式中：——載荷系數(shù) ——徑向力 ——軸向力 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版表13-6，得到載荷系數(shù)為： 而軸承主要承受的是軸向力，徑向力很小，相對(duì)于軸向力可以忽略不計(jì)。所以： （4-10） 為夾緊力和分度臺(tái)、工件、定位元件重力之和。其中夾緊力為，分度臺(tái)、工件、定位元件的重力之和大概為2500N，代入公式（4-9）得： 將上訴計(jì)算得的數(shù)據(jù)代入公式（4-7），整理后得： 由于圓盤與軸承連接部分需要比較大的面積才能否好的保證平面的穩(wěn)定性，所以我們?cè)谶x用軸承時(shí)盡量合理的取大值。經(jīng)過比較選用外徑62mm，內(nèi)徑30mm的圓錐滾子軸承。其額定動(dòng)載荷，額定靜載荷，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于計(jì)算得到的計(jì)算額定載荷，因此不用擔(dān)心軸承會(huì)在運(yùn)動(dòng)中因載荷太大而損壞。 4.6 壓板連桿的強(qiáng)度校核 由于該桿承受著液壓系統(tǒng)的拉力，其穩(wěn)定性對(duì)工件加工過程中的安全系數(shù)有著很大的影響。按照桿的尺寸，有大小兩頭，如果應(yīng)力集中在小桿端處會(huì)更容易使得桿發(fā)生斷裂，因此工作時(shí)的許用應(yīng)力不能超過材料的極限應(yīng)力。如下圖4-4為桿的受力情況。 根據(jù)《材料力學(xué)》第三版中許用應(yīng)力與極限應(yīng)力的關(guān)系： （4-11） 式中，為大于1的因數(shù)，稱為安全因數(shù)。在一般的靜強(qiáng)度計(jì)算中，對(duì)于塑性材料，按屈服應(yīng)力所規(guī)定的安全因數(shù)，通常在1.5到2.2之間；對(duì)于脆性材料，按強(qiáng)度極限規(guī)定的安全因數(shù)，通常在3.0到5.0之間。 圖4-4 桿受力圖 根據(jù)強(qiáng)度條件，桿的最大工作應(yīng)力不得超過許用應(yīng)力，即要求 （4-12） 對(duì)于我們的桿，最大直徑為，最小直徑，承受軸向載荷等于液壓系統(tǒng)提供的拉力。根據(jù)材料的材料為45鋼，查相關(guān)材料的力學(xué)性能表知，安全因數(shù)，如果載荷全部作用在單一桿最小直徑更容易產(chǎn)生最大的工作應(yīng)力，所以我們以最小直徑計(jì)算。 桿件橫截面積上的正應(yīng)力為： 根據(jù)式（4-11）可知，材料的許用應(yīng)力為： 由此可知，工作應(yīng)力小于許用應(yīng)力，說