刀架零件的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 寧學(xué) 課程設(shè)計 (論文 ) 刀架軸承座加工工藝及夾具設(shè)計 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 要 本文是對刀架軸承座零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程。此外還對刀架軸承座零件的兩道工序的加工設(shè)計了專用夾具 . 機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且 有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。本 論文夾具 設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計 刀架軸承座內(nèi)孔端面銑床夾具和壓蓋安裝孔鉆床夾具設(shè)計 。 關(guān)鍵詞： 刀架軸承座 ，加工工藝 ，加工方法，工藝文件， 夾具 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 is of of of In to of a in a it to to In of 2 目 錄 摘 要 . 1 目 錄 . 2 第 1 章 序 言 . 4 第 2 章 刀架軸承座 的加工工藝規(guī)程設(shè)計 . 5 件的分析 . 5 件的作 用 . 5 件的工藝分析 . 5 定生產(chǎn)類型 . 6 定毛坯 . 6 定毛坯種類 . 6 定鑄造加工余量及形狀 . 6 制鑄造零件圖 . 7 藝規(guī)程設(shè)計 . 7 擇定位基準(zhǔn) . 7 定工藝路線 . 7 擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 . 9 械加工余量、工序尺寸及公差的確定 . 10 定切削用量及基本工時 . 11 精銑底平面 . 11 左側(cè)面、銑右側(cè)面 . 12 、精銑 16孔上端臺階面 . 12 精鏜 32的切削用量及基本工時 . 13 鉸 2. 14 、 4 . 16 孔攻絲 . 16 章小結(jié) . 18 第 3 章 鉆鉸 2夾具設(shè)計 . 19 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 具的設(shè)計 . 19 位分析 . 19 位原理 . 19 位元件的分析 . 20 緊元件的選擇 . 20 位誤差的分析 . 21 . 22 具設(shè)計及操作的簡要說明 . 23 結(jié) 論 . 24 參 考 文 獻(xiàn) . 25 致謝 . 26 4 第 1 章 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。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(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國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 機(jī)殼零件加工工藝及夾具設(shè)計 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、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及 工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。 本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。 本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 第 2 章刀架軸承座的加工工藝規(guī)程設(shè)計 件的分析 件的作用 題目所給的零件是刀架軸承座。刀架軸承座 是用來支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅 讓內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，外 圈保持不動，始終與傳動的方向保持一致（比如電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向），并且保持平衡； ,刀架軸承座 的概念就是軸承和箱體的集合體 ,以便于應(yīng)用 ,這樣的好處是可以有更好的配合 ,更方便的使用 ,減少了使用廠家的成本 多種多樣 ,通常是一個箱體 ,軸承可以安裝在其中 件的工藝分析 圖 架軸承座零件圖 零件的材料為 造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是刀架軸承座需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： 6 (1) 中心圓孔 32 (2) 兩端面與中心孔 32(4) 底面與中心孔 32 由上面分析可知，可以先加工刀架軸承座中心孔，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度 及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此刀架軸承座零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 定生產(chǎn)類型 已知此刀架軸承座零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 定毛坯 定毛坯種類 零件材料為 慮零件零件結(jié)構(gòu)簡單，根據(jù)任務(wù)書，故選擇鑄造毛坯。 定鑄造加工余量及形狀 查機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊 172頁表 1購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 制鑄造 零件圖 圖 零件毛坯圖 藝規(guī)程設(shè)計 擇定位基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn)的選擇 以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn)，以較大面 。 精基準(zhǔn)的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準(zhǔn)，以下端孔為輔助的定位精基準(zhǔn)。 定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到 8 的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下 ,可以考慮采用各種機(jī)床配以專用夾具 ,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，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。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 表 工序號 工序內(nèi)容 工序一 鉆 32序二 鉸 32達(dá)到圖紙尺寸公差 工序三 粗銑 32粗糙度達(dá)到 兩面間的距離為 80 工序四 精銑 32粗糙度達(dá)到 到圖紙尺寸公差 工序五 粗銑 16孔上端臺階面 工序六 精銑 16孔上端臺階面 工序七 鉆鉸 2孔 工序八 鉆 1孔、 46孔 工序九 鉆孔攻絲 序十 終檢入庫 表 工序號 工序內(nèi)容 工序一 時效 工序二 粗銑底面 工序三 精銑底面 工序 四 銑左側(cè)面 工序五 銑右側(cè)面 工序六 粗銑 16孔上端臺階面 工序七 精銑 16孔上端臺階面 工序八 粗車軸承孔 32孔 工序九 精車軸承孔 32孔 工序十 鉆鉸 2孔 工序十一 鉆 1孔、 46孔 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 工序十二 鉆孔攻絲 序十三 終檢入庫 工藝方案的比較與分析： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案二是加工工序分散，適合流水線生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時間。加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對大批量生產(chǎn)是很合適的。方案一把工件加工工序 分得很紊亂并且很集中，基準(zhǔn)得不到保證，加工出來的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產(chǎn)，所以采用方案二比較合適。 工序號 工序內(nèi)容 工序一 時效 工序二 粗銑底面 工序三 精銑底面 工序四 銑左側(cè)面 工序五 銑右側(cè)面 工序六 粗銑 16孔上端臺階面 工序七 精銑 16孔上端臺階面 工序八 粗車軸承孔 32孔 工序九 精車軸承孔 32孔 工序十 鉆鉸 2孔 工序十一 鉆 1孔、 46孔 工序十二 鉆 孔攻絲 序十三 終檢入庫 擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 機(jī)床的選擇 工序 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9采用 工序 5、 6、 7、 11采用 10 選擇夾具 該刀架軸承座的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。選擇量具 加工的孔均采用極限量規(guī)。 其他 對垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。 械加工余量、工序尺寸及公差的確定 根據(jù)前面資料 已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下： 表 濟(jì)度、粗糙度 工序號 工序內(nèi)容 加工余量 經(jīng)濟(jì)精度 表面粗糙度 工序余量 最小 最大 1 粗銑 323 粗銑上端孔側(cè)面的工藝凸臺 3 粗鏜 321 1 4 精鏜 32 粗銑32粗銑左面 3 銑右面 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 6 鉆 8的孔 1 1 定切削用量及基本工時 精銑底平 面 機(jī)床： 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀 (間距為 80)，材料： 15 100D ，齒數(shù) 20Z ，為粗齒銑刀。 因其單邊余量： Z=3以銑削深度3pa 齒進(jìn)給量據(jù)參考文獻(xiàn) 3表 0 /fa m m Z銑削速度 V ：參照參考文獻(xiàn) 3表 V m s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 5 4 6 0 2 4 2 . 6 8 / m i 1 4 2 0 0 ， 按照參考文獻(xiàn) 3表 245 / m 實際銑削速度 v ： 3 . 1 4 2 0 0 2 4 5 2 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 進(jìn)給量0 . 1 5 2 0 2 4 5 / 6 0 1 2 . 2 5 /a Z n m m s 工作臺每分進(jìn)給量1 2 . 2 5 / 7 3 5 / m i m m s m m a：根據(jù)參考文獻(xiàn) 3表 0切削工時 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 42l ， 刀具切入長度 1l ： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a 220 . 5 ( 2 0 0 2 0 0 6 0 ) ( 1 3 ) 7 . 6 刀具切出長度2l：取 2 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間121 4 2 7 . 6 2 0 . 0 7 m i l lt f 12 查參考文獻(xiàn) 1，表 銑左側(cè)面、銑右側(cè)面 機(jī)床： 具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 00齒數(shù) 14Z 粗銑 銑削深度 :3a 齒進(jìn)給量據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 0 /fa m m Z銑削速度 V ：參照機(jī)械加工工藝手冊表 6/V m s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ：01 0 0 0 1 0 0 0 6 6 0 2 8 7 / m i 1 4 4 0 0 ，取 300 / m 實際銑削速度 V ： 0 3 . 1 4 4 0 0 3 0 0 6 . 2 8 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 進(jìn)給量0 . 1 5 1 4 3 0 0 / 6 0 1 0 . 5 /a Z n m m s 工作臺每分進(jìn)給量1 0 . 5 / 6 3 0 / m i m m s m m a：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 40被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 16l 刀具切入長度 1l ： 2)31(21 刀具切出長度 2l ：取 2 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間121 1 6 4 2 2 0 . 0 9 5 m i l lt f 查參考文獻(xiàn) 1，表 粗、精銑 16 孔上端臺階面 機(jī)床： 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀 (間距為 80)，材料： 15 200D ，齒數(shù) 20Z ，為粗齒銑刀。 因其單邊余量： Z=3以銑削深度3pa 齒進(jìn)給量據(jù)參考文獻(xiàn) 3表 0 /fa m m Z銑削速度 V ：參 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 照參考文獻(xiàn) 3表 V m s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 5 4 6 0 2 4 2 . 6 8 / m i 1 4 2 0 0 ， 按照參考文獻(xiàn) 3表 245 / m 實際銑削速度 v ： 3 . 1 4 2 0 0 2 4 5 2 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 進(jìn)給量0 . 1 5 2 0 2 4 5 / 6 0 1 2 . 2 5 /a Z n m m s 工作臺每分進(jìn)給量1 2 . 2 5 / 7 3 5 / m i m m s m m a：根據(jù)參考文獻(xiàn) 3表 0切削工時 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 42l ， 刀具切入長度 1l ： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a 220 . 5 ( 2 0 0 2 0 0 6 0 ) ( 1 3 ) 7 . 6 刀具切出長度2l：取 2 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間121 4 2 7 . 6 2 0 . 0 7 m i l lt f 查參考文獻(xiàn) 1，表 粗精鏜 32 的切削用量及基本工時 所選用刀具為硬質(zhì)合金（鎢鈷類） 6直徑為 32 的圓形鏜刀。 5= f 根據(jù)切削用量簡明使用手冊表 知，當(dāng)粗鏜鑄件時，鏜刀直徑 pa 鏜刀伸出長度為 ： f =按 9），選擇， 14 f = V =（ 3 式中 m =0.2，T = x =V（ 3 =37 000=71000 = （ 3 按 擇 n =160 2.6 選鏜刀的主偏角 045 ，則 1L = 9 ， 2 ， 03 L， ， 1i ，則： =117s 鉸 2 孔 機(jī)床： 刀具： 8直柄短麻花鉆 確定鉆削用量 確定進(jìn)給量 f 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2，表 28查出 0 . 4 7 0 . 5 7 /f m m r表，查床說明書，取 0 /f m m r 。 根據(jù) 參考文獻(xiàn) 2表 28頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量 1 /f m m r 。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力m a x 15690由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn) 2，表 28許的進(jìn)給量 " 1 f m m r 。 由于所選進(jìn)給量 f 遠(yuǎn)小于 f 及 "f ，故所選 f 可用。 確定切削速度 v 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 2，表 28購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 由插入法得 1 7 / m ， 47325 1 T N M表， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2，由表 28， ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 1 7 4 . 3 / m i . 5v m m 表查 床說明書，取 175 / m 。實際切削速度為 0 2 0 . 5 1 7 5 / m i . 2 6 / m i 0 0 1 0 0 0dn m m 由 參考文獻(xiàn) 2， 表 281 M F M ，故 4 7 3 2 1 . 0 6 5 0 1 6 ( )F N N 5 1 . 6 9 1 . 0 6 5 4 . 8T N m N m 校驗機(jī)床功率 切削功率/)m M n n k 表（1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 4 6 ) 1 . 0 6 1 . 0 5k W k W 機(jī)床有效功率 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E k W k W P 故選擇的鉆削用量可用。即 0 0 /f m m r ， 175 / m ， 1 1 / m 相應(yīng)地 5016， m， 切削工時 被切削層長度 l ： 32l 刀具切入長度 1l ： 1 2 0 . 5( 1 2 ) 1 2 0 1 6 . 922c t g k c t g m m 刀具切出長度 2l ： 12 取 2 16 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間23 2 6 . 9 3 0 . 5 6 m i 4 3 1 7 5 查參考文獻(xiàn) 1，表 步 輔助時間為： 鉆 1 孔、 46 孔 鉆孔選用機(jī)床為 具選用 機(jī)械加工工藝手冊第 2卷。 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊第 2卷表 0鉆孔進(jìn)給量為 則取 確定切削速度，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊第 2卷表 削速度 計算公式為 m （ 3 查得參數(shù)為 , 具耐用度 T=35則 v = =1.6 所以 n =72 選取 所以實際切削速度為1000 v=確定切削時間（一個孔） t = 28 孔攻絲 床：立式鉆床 具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn) 3表 9 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔 切削深度 進(jìn)給量 f ：根據(jù)參考文獻(xiàn) 3表 38，取 。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 切削速度 V ：參照參考文獻(xiàn) 3表 41，取 V m s 。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 8 6 0 5 3 9 . 5 3 / m i 1 4 1 7 ， 按 照參考文獻(xiàn) 3表 31，取 630 / m 所以實際切削速度 v ： 3 . 1 4 1 7 6 3 0 0 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工時 被切削層長度 l ： 42l 刀具切入長度 1l ： 1 17( 1 2 ) 1 2 0 1 5 . 9 622c t g k c t g m m m m 刀具切出長度 2l ： 12 取 2 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間14 2 6 3 0 . 2 5 m i 3 3 6 3 0 攻絲 床：組合攻絲機(jī) 刀具：釩鋼機(jī)動絲錐 進(jìn)給量 f ：由于其螺距 ,因此進(jìn)給量 切削速度 V ：參照機(jī)械加工工藝手冊表 m 48.0 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： m 8 0 01 0 0 0 0 n ，取 50 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速0n：取 50 實際切削速度 V ： 0 0 0 00 由工序 2 可知： 0 02l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間m i fn j 18 章小結(jié) 本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個最佳方案來。在計算每一步的切削用量時，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊選一個最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動時間等。 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 第 3 章 鉆鉸 2 孔夾具設(shè)計 具的設(shè)計 在本次夾具設(shè)計中，設(shè)計鉆 2 孔的夾具，在工件夾緊方面要求手動夾緊。這類夾具的特點是：針對性強(qiáng)，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產(chǎn)效率高和定位精度高，但是設(shè)計制造周期長，產(chǎn)品更新?lián)Q代時往往不能繼續(xù)使用適應(yīng)性差，費(fèi)用較高。 位分析 在工件的定位中有很多種不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一心軸定位，工件以小 根據(jù)零件的形狀，我們可以選擇以平面定位或以工件中心圓孔定位。在夾具設(shè)計過程中盡量以設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，以便減小加工誤差。 所以在這道設(shè)計中采用外圓表面以及底平面和一側(cè)端面為定位基準(zhǔn)。 位原理 在機(jī)械加工過程中，為了保證工件某道工序的加工要求，必須使工件在機(jī)床上相對于刀具處于正確的相對位置。當(dāng)采用機(jī)床夾具安裝一批工件時，是通過夾具來實現(xiàn)這些要求的。要實現(xiàn)工件在機(jī)床上相對于刀具占有一個正確的加工位置，必須做到以下三點： （ 1） 使一批工件在夾具中都占有一致的正確的加工位置； （ 2） 使夾具在機(jī)床上占有正確的位置； （ 3） 使刀具相對于夾具占有正確的位置。 工件在夾具中定位，就是要使工件在夾具中占據(jù)正確的加工位置，這就可以通過設(shè)置定位支承點， 限制工件的相對運(yùn)動來實現(xiàn)。工件在沒有采取定位措施之前，可視為一個處于空間自由狀態(tài)的剛體，根據(jù)運(yùn)動原理學(xué)可知，任一剛體在空間直角坐標(biāo)系中都有六個自由度，即沿三個坐標(biāo)軸軸向移動的自由度，分別用 X 、 Y 、 Z 來表示；繞三個坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動的自由度，分別用 X 、 Y 、 Z 來表示。由此看來，未限制六個自由度的工件的位置是不確定的，當(dāng)然也是無法加工的。因此要使工件在夾具中處于正確的位置，必須對影響工件加工面位置精度的相應(yīng)自由度進(jìn)行限制。 20 工件的六個自由度都是客觀存在的，是工件在夾具中所占空間位置確定的最高程度。也就是說。工件最多只有六個自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夾具中該方向的位置就確定下來。工件在夾具中定位，意味著通過定位元件限制工件相應(yīng)的自由度。 位元件的分析 在加工過程中，因為該零件較為復(fù)雜，加上零件的特殊性，因此在設(shè)計過程中設(shè)計定位板一塊來 限制零件的自由度，定位板限制了零件的 X 、 Y 的移動方向和旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)計一拉桿限制了零件繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)的方面，一共限制了零件的五個自由度，達(dá)到不完全定位狀態(tài)。 不完全定位可分為下列兩種情況： . 由于工件的加工前的結(jié)構(gòu)特點，無法也沒有必要限制某些方面的自由度； . 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位時允許某些方面的自由度不被限制。 緊元件的選擇 工件在夾緊過程中應(yīng)避免夾緊元件跟工件進(jìn)行點接觸。因為在點接觸的過程中，即使有很小的夾緊力也可以產(chǎn)生很大的應(yīng)力，由于定加工過程產(chǎn)生的誤差在夾緊上經(jīng)常會出現(xiàn)點接觸的 情況。但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺的相對位置安裝誤差，必須進(jìn)行自位平衡，則鉆模板和夾具體之間采用鉸鏈連接，使鉆模板形成自位平衡。本次設(shè)計中鉆模板材料為 45鋼，其外還有自制導(dǎo)軌。 鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中。鉆套有固定鉆套，固定鉆套直接壓入鉆模板采用 67 67 合，磨損后不容易更換，適用于中、小批量生產(chǎn)或用來加工孔距較小以及孔距精度較高的孔。 可換鉆套：可換鉆套裝在襯套中，而襯套 則是壓配在夾具體或鉆模板中。鉆套由螺釘固定，以防止轉(zhuǎn)動。鉆套與襯套間采用 67 67 合，鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產(chǎn)。 快換鉆套：當(dāng)要取出鉆套時，只要將鉆套朝逆時方向轉(zhuǎn)動使螺釘頭部剛好對準(zhǔn)鉆套上的削邊上面，即可取出鉆套。 在這次設(shè)計中我選擇可換鉆套，因為是大批量生產(chǎn)。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套，必須把鉆套和襯套加長來保證精度和它的高度。快換鉆套如圖所示： 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 圖 4換鉆套 由于加工過程中選用的機(jī)床為 臂鉆床，機(jī)械加工工藝手冊 孟少農(nóng) 主編第二卷，表 臂鉆床聯(lián)系尺寸可得，底座 T 型槽數(shù)為 5 個，工作臺上面 個，工作臺側(cè)面槽數(shù)為 3 個， 12002450 276t ， 28a ， 46b ，20c ， 48h ， 5 6 01 0 0 08 0 0 1501 t ， 361 h ， 1751 e ， 1152 c ，221 a ， 361 b 。 位誤差的分析 定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對夾具設(shè)計中采用的某一定位方案，只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置公差的 1/3，即可認(rèn)為該定方 案符合加工精度的要求。 在用夾具裝夾工件時，當(dāng)工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸或相配合時，工件的位置即由定位元件確定下來。而對一批工件來說，因各工件的有關(guān)表面本身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差，且夾具上的定位元件本身及相互間存在尺寸和位置公差，因此，雖然工件已經(jīng)定位，但每個被定位的工件上的一些表面的位置仍然會產(chǎn)生變化，這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。 該夾具以 2 個平面和和 1 個活動 V 型塊定位，螺旋機(jī)構(gòu)， 要求保證孔軸線間的尺寸公差。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。 由 5和 6可得： 定位誤差： 當(dāng)以任意邊接觸時 m i D d 當(dāng)以固定邊接觸時 22 2 式中彼此最小間隙 通過分析可得： 0 2D 0 1d 因此：當(dāng)以任意邊接觸時 0 3DW 夾緊誤差 ： co s)(m a x 其中接觸變形位移值： a 1 ( 1 c o s 0 . 0 1 3j j y 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對刀具位置誤差： 取 誤差總和： 0 . 0 9 6 0 . 5jw m m m m 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 削力及夾緊力的計算 該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則； 參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力 夾 向力： N） 扭距： m 在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)321 由資料機(jī)床夾具設(shè) 計手冊查表 721 可得： 切削力公式：（ 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 式中 查表 821 得： 9 0( )(實際所需夾緊力：由 參考文獻(xiàn) 16機(jī)床夾具設(shè)計手冊表 1121 得： 安全系數(shù) 式（ ： 6543210 式中：60 參考文獻(xiàn) 16機(jī)床夾具設(shè)計手冊表 121 可得： K 所以 )( 5 8 0 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用液壓泵螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 取 ， ， 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力，由式（ ： )(5830)( 210 z 式中參數(shù)由 16機(jī)床夾具設(shè)計手冊可查得： 675.5901 0592 631 其中： )(140 )(80 由 16機(jī)床夾具設(shè)計手冊表 2621 得：原動力計算公式： 由上述計算易得： 0因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 具設(shè)計及操作的簡要說明 本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以底平面、心軸為定位基準(zhǔn)，在 用螺旋夾緊壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。 24 結(jié) 論 本次設(shè)計從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因為是大批量生產(chǎn)，工序就分得很散，中間 就可省去換刀具和調(diào)試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。 在本次設(shè)計中已無大的問題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計中沒有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。 結(jié)論 購買設(shè)計文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 參 考 文 獻(xiàn) 1 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計手冊 M，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 19