機(jī)械儀表聯(lián)動(dòng)夾緊銑床夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

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1、沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 沈陽(yáng)建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目 聯(lián)動(dòng)夾緊銑床夾具設(shè)計(jì) 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 交通與機(jī)械工程學(xué)院 機(jī)械2007-2班 學(xué) 生 姓 名 劉兆鑫 性別 男 指 導(dǎo) 教 師 陳 輝 職稱 教授

2、 2010 年 6 月 17日 摘要 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的全面檢驗(yàn)，也是對(duì)一個(gè)學(xué)生的全面檢驗(yàn)。本次設(shè)計(jì)選取的課題是聯(lián)動(dòng)夾緊銑床夾具設(shè)計(jì)，被加工零件為柴油機(jī)油泵下體，設(shè)計(jì)中涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。 柴油機(jī)油泵下體的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計(jì)包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選

3、擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件。夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)對(duì)零件的分析，選取合適的定位元件、夾緊元件等，要準(zhǔn)確確定它們的精度等級(jí)，以滿足零件的加工精度。之后計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 夾具設(shè)計(jì)有很多種方案，本次設(shè)計(jì)是V型塊定位，移動(dòng)壓板夾緊，利用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)同時(shí)夾緊并使夾緊力均勻分布。采用這套夾具可以有效的提高生產(chǎn)效率，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

4、緊湊，在節(jié)省資源的同時(shí)有效的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力。 關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、定位、夾緊、誤差 Abstrct Graduation project is a comprehensive test of professional knowledge you learning in the university, but also is a comprehensive examination for a student. The selected topic of this design is link clampi

5、ng miller fixture design, the parts be processed is the infrastructure of jerk pump，there are many knowledge in this design，such as the metal-cutting machine tool，tolerance and fit，the common difference coordination and the survey and so. The technical schedule and the fixture design of the infrast

6、ructure of jerk pump include the technological design of parts processing，the working procedure design and the dedicated fixture design. In the first we should analysis of parts, understood the technology of the parts and designed the structure of blank，selected the die reference plane, designed the

7、 processing line; then counted the dimension size of the working procedure，the important is determined technological equipment and cutting data of the working procedure; Then designs the dedicated fixture, designs the part of the fixture, for example locates the part, clamps the part, guides the par

8、t, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Fixture design is based on the analysis of the parts, selects the appropriate setting element, the clamp part and so on, determine the grade of accuracy, satisfies the machining accuracy of the components. Position error

9、 which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. The fixture design has many kinds of plans. In this design, v-block positioning, moving platen clamping, Clamped link clamping

10、mechanism make the clamping in the same time and cause the clamping force equidistribution. This fixture design can improve the output rate, and the structure is simple, While saved the resources and improved the labor productivity. Keywords: the craft, the working procedure, the cutting specific

11、ations, clamp, the localization, the error 目錄 第一章緒論 1 1.1 機(jī)床夾具介紹 1 1.1.1夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對(duì)其提出新的要求 1 1.1.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 2 第二章 機(jī)床夾具的定位及夾緊 3 2.1 概述 3 2.1.1 機(jī)床夾具的概念 3 2.1.2 機(jī)床夾具的組成 3 2.1.3 機(jī)床夾具的分類 4 2.1.4 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 5 2.2工件的裝夾方式 6 2.3 基準(zhǔn)及其分類 6 2.4 工件的定位 7 2.4.1 工件定位的基本原理 7 2.4.2 常見(jiàn)定位方式及定位元件

12、8 2.5 工件的夾緊 9 2.5.1夾緊裝置的組成及基本要求 9 2.5.2 夾緊力的確定 9 2.5.3典型夾緊結(jié)構(gòu) 10 2.5.4定心夾緊機(jī)構(gòu) 10 2.6 專用夾具設(shè)計(jì) 10 2.6.1對(duì)機(jī)床專用夾具的基本要求 10 2.6.2專用夾具設(shè)計(jì)方法和步驟 11 2.6.3夾具總圖技術(shù)要求的制訂 11 第三章、零件的分析及加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 12 3.1 零件的分析 12 3.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 12 3.2.1 確定毛坯的制造形式 12 3.2.2 毛坯的設(shè)計(jì) 13 3.2.3基面的選擇的選擇 13 3.2.4.工藝路線制定 14 3.2.5 機(jī)械加

13、工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 17 3.2.6 確定切削用量及基本工時(shí) 17 第四章 聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾具設(shè)計(jì) 22 4.1問(wèn)題的提出 22 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 22 4.2.1定位元件的選擇 22 4.2.2夾緊元件以及夾具體的確定 23 4.2.3輔助支承 24 4.3 切削力及夾緊力計(jì)算 25 4.4夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 26 第五章 定位精度分析及定位誤差分析計(jì)算 27 5.1 定位精度分析 27 5.1.1機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中定位精度的通用要?jiǎng)t 27 5.1.2本次夾具設(shè)計(jì)的定位精度分析 27 5.2 定位誤差的基本概念及組成 28 5.3 V型塊定

14、位定位誤差的三種方法 29 5.3.1概念法 29 5.3.2組成法 30 5.3.3微分法 31 5.4本次設(shè)計(jì)的定位誤差分析及計(jì)算 32 5.4.1定位誤差分析 32 5.4.2定位誤差計(jì)算 32 第六章 本次設(shè)計(jì)的性能與經(jīng)濟(jì)性分析 33 6.1性能分析 33 6.1.1 性能分析指標(biāo)確定原則 33 6.1.2本次設(shè)計(jì)的性能分析 34 6.2經(jīng)濟(jì)性分析 35 6.2.1工藝設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)分析 35 6.2.2本次工藝設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性分析 36 6.2.3本次夾具設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性分析 36 總 結(jié) 37 致 謝 38 參考文獻(xiàn) 39 附錄一 附錄二

15、 聯(lián)動(dòng)夾緊銑床夾具設(shè)計(jì) 第一章緒論 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)。 典型零件的加工工藝規(guī)程及其夾具設(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

16、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)。 1.1 機(jī)床夾具介紹 夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機(jī)械制造的精度較低，機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動(dòng)者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過(guò)程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機(jī)床、汽車、飛機(jī)等制造業(yè)的發(fā)

17、展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的緊密結(jié)合[3]。 1.1.1夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對(duì)其提出新的要求 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)中多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習(xí)慣與采用傳統(tǒng)的專 1 用夾具，在一個(gè)具有大批量生產(chǎn)的能力工廠中約擁有13000~15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年

18、就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量只有15%左右，特別最近年來(lái)柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機(jī)床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。 綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)夾具提出了如下新的要求： ⑴ 能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 ⑵ 能裝夾一組相似性特征的工件 ⑶ 適用于精密加工的高精度的機(jī)床 ⑷ 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù) ⑸ 采用液壓汞站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 1.1.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化

19、等四個(gè)方面。 ⑴ 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必也相應(yīng)提高對(duì)其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達(dá)正負(fù)0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓讀可達(dá)0.2~0.5um。 ⑵ 高效化 高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的機(jī)動(dòng)時(shí)的和輔助時(shí)的，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，常見(jiàn)的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動(dòng)力模塊的夾具等。例如使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度

20、大幅度提高。 ⑶ 柔性化 夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是通過(guò)調(diào)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、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主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù) 2 控夾具等，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。 ⑷ 標(biāo)準(zhǔn)化 夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面，在制造典型夾具，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，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見(jiàn)的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標(biāo)

21、準(zhǔn)化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國(guó)已有夾具零件、部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80以及通用夾具標(biāo)準(zhǔn)，組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢(shì)，這類夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本[8]。 第二章 機(jī)床夾具的定位及夾緊 2.1 概述 在機(jī)械制造中，用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確位置，接受施工或檢測(cè)的裝置。 2.1.1 機(jī)床夾具的概念 在機(jī)械加工過(guò)程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機(jī)

22、床上占有正確的位置，確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確的位置的過(guò)程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機(jī)床或夾具上定位、夾緊的過(guò)程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機(jī)床夾具，簡(jiǎn)稱夾具。 2.1.2 機(jī)床夾具的組成 ⑴ 機(jī)床夾具的基本組成部分 ① 定位裝置 該裝置由定位元件組合而成，其作用是確定工件在夾具中的正確位置。 ② 夾緊裝置 該裝置的作用是將工件壓緊夾牢，并保證工件在加工的過(guò)程中正確位置不變。 ③ 夾具體 夾具體是夾具的基本骨架，通過(guò)它將夾具所有的元件構(gòu)成一個(gè)整體。 3 ⑵ 機(jī)床夾具的其他特殊元件或裝置 ①連

23、接元件 根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn)，夾具在機(jī)床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，另一種是安裝在機(jī)床主軸上。連接元件用以確定夾具本身在機(jī)床上的位置。如機(jī)床夾具所使用的過(guò)渡盤，銑床夾具所使用的定向鍵等，都是連接元件。 ②對(duì)刀元件 常用在普通銑床夾具中，用對(duì)刀快調(diào)整銑刀加工前的位置。對(duì)刀時(shí)，銑刀不與對(duì)刀快直接接觸，而用塞尺進(jìn)行檢查，以免碰傷銑刀的切削刃和對(duì)刀快工作表面。 ③導(dǎo)向元件 常用在鉆床、鏜床夾具中，用鉆套和鏜套引導(dǎo)刀具加工中的正確位置。 ④其他元件或裝置 根據(jù)加工需要，有些夾具還分別采用分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、平衡塊等。這些元件或裝置需要專門設(shè)計(jì)[11]。 2

24、.1.3 機(jī)床夾具的分類 根據(jù)機(jī)床夾具的通用化程度，可將夾具氛圍以下幾種： ⑴ 通用夾具 可加工一定范圍內(nèi)不同工價(jià)的夾具為通用夾具，如車床上的三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤；銑床上的平口虎鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。它們有很大的通用性，無(wú)需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用于裝夾不同的工件。這類夾具一般已標(biāo)準(zhǔn)化，由專業(yè)工廠生產(chǎn)，作為機(jī)床附件供應(yīng)給用戶。 由于使用通用夾具夾緊工件比較費(fèi)時(shí)，操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故通用夾具主要用于單件小批生產(chǎn)，在產(chǎn)品固定的大批量生產(chǎn)中很少使用通用夾具，而使用效率較高的專用夾具。 ⑵ 專用夾具 專用夾具是針對(duì)某一種工件的某道工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)的夾具。

25、所以結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速方便。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)與制造。 專用夾具定位精度高，一批工件加工或所得尺寸穩(wěn)定，互換性高，并且可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省工時(shí)，顯著提高效率，另外利用專用夾具還可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。但專用夾具是為滿足某個(gè)工件某道工序的加工需要而專門設(shè)計(jì)的，所以它的適用范圍較窄。此 4 外、專用夾具的設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)。當(dāng)產(chǎn)品更換時(shí)，往往因無(wú)法再使用而報(bào)廢，因此，專用夾具主要適用于產(chǎn)品品種相對(duì)穩(wěn)定的大批大量生產(chǎn)。 ⑶ 成組夾具 根據(jù)成組技術(shù)原來(lái)技術(shù)的用于成組加工的夾具。這種夾具的特點(diǎn)是，在通用的夾具體上，只需對(duì)夾具的部分元件稍加調(diào)整或更換，即可用于組內(nèi)的不同工件的加

26、工。 ⑷ 組合夾具 組合夾具是由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零件部件組裝成易于聯(lián)結(jié)和拆卸的夾具。它在使用上具有專用夾具的優(yōu)點(diǎn)，而當(dāng)產(chǎn)品更換時(shí)，不存在夾具“報(bào)廢”問(wèn)題。因?yàn)樗梢圆痖_(kāi)，其元件可清洗入庫(kù)，留待組裝新的夾具。因此，組合夾具很適合于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)使用。由于組合夾具還具有縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少專用夾具種類、數(shù)量和存放面積等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于新產(chǎn)品的試制和多品種小批量生產(chǎn)。 ⑸ 隨行夾具 隨行夾具為自動(dòng)線上使用的一種夾具。自動(dòng)線夾具基本上分為兩類：一類為固定式夾具，它與一般專用夾具相似；一類為隨行夾具，她除了具有一般夾具所擔(dān)負(fù)的裝夾任務(wù)外，還擔(dān)負(fù)自動(dòng)線輸送工件的任務(wù)。所以，它是跟隨

27、被加工工件沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位的，故稱為隨行夾具。 除了上述分類外，夾具還可以按照動(dòng)力來(lái)源不同分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具及自?shī)A緊夾具等，按工種還可以分為車床夾具、銑床夾具、磨床夾具、鉆床夾具等[3]。 2.1.4 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 夾具是機(jī)械加工中的一種工藝裝備，它在生產(chǎn)中起的作用很大，所以在機(jī)械加工中的應(yīng)用十分廣泛。歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面的作用： ⑴ 保證工件的加工精度 由于采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，所以在機(jī)械加工中，可以保證工件各個(gè)表面的相互位置精度，使其不受或不受各種主觀因素的影響，容

28、易獲得較高的加工精度，并使一批工件的精度穩(wěn)定。 ⑵ 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本 采用夾具使工件裝夾方便，免去工件逐個(gè)找正對(duì)刀所花費(fèi)的時(shí)間，因此可以縮短輔 5 助時(shí)間。另外，采用夾具裝夾或，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)操作工人的技術(shù)水平的要求可以降低，有利于提高生產(chǎn)率和降低成本。 ⑶ 擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍和改變機(jī)床用途 使用專用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。這是在生產(chǎn)條件有限的也器中常用的一種技術(shù)改造措施。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜摸夾具后，就可以對(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工，一充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。 ⑷ 改善勞動(dòng)條件和保證生產(chǎn)安全 使用專用機(jī)床夾具可減輕工人的勞

29、動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，保證安全生產(chǎn)[16]。 2.2工件的裝夾方式 工件在機(jī)床上的裝夾方式有以下三種方法： ⑴ 直接找正法 在機(jī)床上根據(jù)工件上有關(guān)基準(zhǔn)直接找正工件，使工件獲得加工的正確位置的方法。直接找正法的定位精度和工作效率，取決于被找工件表面的精度、找正方法和所用工具及工人的技術(shù)水平。此法一般多用于單件小批生產(chǎn)和精度要求特別高的場(chǎng)合。 ⑵ 劃線找正法 在機(jī)床上按毛坯或工件上所劃線找正工件，使工件獲得正確位置的方法。 此法由于受到劃線精度的限制，定位精度比較低，多用于單件小批量生產(chǎn)、毛坯精度較低以及大型零件等不使用夾具的粗加工中。 ⑶ 用夾具裝夾 即通過(guò)夾具上的定位元件使工

30、件相對(duì)于刀具及機(jī)床獲得正確位置的方法。 此法使工件定位迅速方便，定位精度較高，廣泛用于成批和大量生產(chǎn)。 上述用裝夾工件的方法有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 工件在夾具中的定位，是通過(guò)工件上的定位基準(zhǔn)與夾具上的定位元件相接觸而實(shí)現(xiàn)的。由于夾具預(yù)先在機(jī)床上已調(diào)整好位置（也有在加工過(guò)程中再進(jìn)行找正的），因此，工件通過(guò)夾具相對(duì)于機(jī)床也就有了正確的位置。通過(guò)夾具上的對(duì)刀裝置，保證了工件加工表面相對(duì)于刀具的正確位置[8]。 2.3 基準(zhǔn)及其分類 機(jī)器零件是由若干個(gè)表面組成的。這些表面之間的相對(duì)位置關(guān)系包括兩方面的要求：表面見(jiàn)的位置尺寸精度和相對(duì)位置精度。研究零件表面的相對(duì)位置關(guān)系，是離不開(kāi) 6 基準(zhǔn)的。不

31、明確基準(zhǔn)就不無(wú)法確定表面的位置?；鶞?zhǔn)是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。 ⑴ 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 ⑵ 工藝基準(zhǔn) 零件在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。 ①裝配基準(zhǔn) 裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。 ②測(cè)量基準(zhǔn) 測(cè)量時(shí)用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。 ③工序基準(zhǔn) 在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。

32、 ④定位基準(zhǔn) 工件定位時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。 需要說(shuō)明的是，作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸心線、對(duì)稱面等，它們是由某些具體表面來(lái)體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準(zhǔn)的表面稱為定位基準(zhǔn)。 2.4 工件的定位 2.4.1 工件定位的基本原理 工件裝夾在機(jī)床上必須使工件相對(duì)于刀具和機(jī)床處于正確的加工位置，它包括工件在夾具的定位、夾具在機(jī)床上的安裝以及夾具相對(duì)于刀具和整個(gè)工藝系統(tǒng)的調(diào)整等工作過(guò)程。在使用夾具的情況下，就要使機(jī)床、刀具、夾具和工件之間保持正確的加工位置。顯然，工件的定位是其中極為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。 ⑴ 六點(diǎn)定位原則 定位，就是限制自由度。通常是用一個(gè)支承點(diǎn)限制工

33、件的一個(gè)自由度，用合理設(shè)置的六個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是工件定位的“六點(diǎn)定位原則” 。 ⑵ 工件定位中可能出現(xiàn)的集中情況： ①完全定位 7 六個(gè)支承點(diǎn)限制了工件的全部自由度，稱為完全定位。 ②不完全定位 根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱為不完全定位。 ③欠定位 根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒(méi)有被限制的定位，稱為欠定位。器定位無(wú)法保證加工要求，所以是決不允許的。 ④過(guò)定位 夾具上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位元件，重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的現(xiàn)象，稱為過(guò)定位。過(guò)定位中常會(huì)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。 消除或減

34、小過(guò)定位所引起的干涉，一般有兩種方法：一種是提高定位基準(zhǔn)之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。一種是改變定位元件的結(jié)構(gòu)，使定位元件在重復(fù)限制自由度的部分不起定位作用[11]。 2.4.2 常見(jiàn)定位方式及定位元件 定位方式和定位元件的選擇包括選擇定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等，他們主要取決于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用等因素。 ⑴ 工件及平面定位 ①主要支承 主要支承用來(lái)限制工件的自由度，起定位作用 a）固定支承 b）可調(diào)支承 c）自位支承 ②輔助支承 提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性 a）螺旋式輔助支承 b）自位式輔助支承 c）推引式輔助支承 d）液

35、壓鎖緊的輔助支承 ⑵ 工件以圓柱空定位 ①圓柱銷 ②圓錐銷 ③圓柱心軸 ⑶ 工件以外圓柱面定位 ①在V形塊中定位 ②在圓孔中定位 ③在半圓孔和圓錐孔中定位[11] 8 2.5 工件的夾緊 在機(jī)械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個(gè)工作過(guò)程。工件定位以后需要通過(guò)一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過(guò)程中，不會(huì)由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動(dòng)，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。 2.5.1夾緊裝置的組成及基本要求 ⑴ 夾緊裝置的組成 ①力源裝置 ②中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 作用如下：

36、 a）改變夾緊作用力的方向 b）改變夾緊作用力的大小 c）具有一定的自鎖性能 ③夾緊元件 ⑵ 對(duì)夾緊裝置的基本要求 ①夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置 ②夾緊力的大小要適當(dāng) ③夾緊裝置要操作方便 ④結(jié)構(gòu)要進(jìn)湊簡(jiǎn)單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件[16] 2.5.2 夾緊力的確定 確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點(diǎn)。在確定夾緊力的三要素時(shí)要分析工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況，而且必須考慮定位裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置方式。夾緊力的三要素對(duì)夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點(diǎn)分布合理，大小適當(dāng)，方向正確才能獲得良好的效

37、益。 ⑴ 夾緊力方向的確定 ①夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面 ②夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致 ⑵ 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 ①應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過(guò)程中不會(huì)引起工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。 ②應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形 ③夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位 ⑶ 夾緊力大小的估算 9 ①首先假設(shè)系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過(guò)程處于穩(wěn)定狀態(tài)。 ②常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）用切削原理公式計(jì)算。 ③對(duì)重型工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件做高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，必須計(jì)入慣性力。 ④分析對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡方程計(jì)算此狀態(tài)下所需的夾緊力

38、即為計(jì)算夾緊力 ⑤將計(jì)算夾緊力再乘以K，即得實(shí)際夾緊力。K為總安全系數(shù)，K=K0K1K2K3 各種因素的安全系數(shù)可查表2-3，一般K=1.5~2.5；當(dāng)夾緊力與切削力相反時(shí)，K=2.5~3 。 2.5.3典型夾緊結(jié)構(gòu) ⑴ 斜楔夾緊結(jié)構(gòu) ⑵ 螺旋夾緊結(jié)構(gòu) ①單個(gè)螺旋夾緊結(jié)構(gòu) ②螺旋壓板夾緊結(jié)構(gòu) ③偏心夾緊機(jī)構(gòu) 2.5.4定心夾緊機(jī)構(gòu) 當(dāng)加工尺寸的工序基準(zhǔn)是中心要素（軸線、中心平面等）撕，為使基準(zhǔn)重合以減少定位誤差，可以采用定位夾緊機(jī)構(gòu)，所以，定心夾緊機(jī)構(gòu)主要用于要求準(zhǔn)確定心或?qū)χ械膱?chǎng)合。定心夾緊機(jī)構(gòu)可分為以下幾種： （1）螺旋式定心夾緊機(jī)構(gòu) （2）杠桿式定心夾緊機(jī)構(gòu) （

39、3）楔式定心夾緊機(jī)構(gòu) （4）彈簧筒夾式定心夾緊機(jī)構(gòu) （5）膜片卡盤定心夾緊機(jī)構(gòu) （6）波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu) （7）液性塑料定心夾緊機(jī)構(gòu) 2.6 專用夾具設(shè)計(jì) 2.6.1對(duì)機(jī)床專用夾具的基本要求 ⑴ 穩(wěn)定地保證工件的加工精度 ⑵ 提高機(jī)械加工的勞動(dòng)生產(chǎn)率 10 ⑶ 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和勞動(dòng)條件 ⑷ 應(yīng)能夠降低工件的制造成本 ⑸ 適當(dāng)提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化程度，以縮短夾具制造周期，降低夾具成本 2.6.2專用夾具設(shè)計(jì)方法和步驟 ⑴ 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集設(shè)計(jì)資料 ⑵ 擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具草圖 ①確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置，并對(duì)夾緊力進(jìn)行估算，以

40、確保夾緊可靠 ②確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置 ③確定刀具的引導(dǎo)方式，選擇或設(shè)計(jì)引導(dǎo)元件或?qū)Φ对? ④確定其他元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式，如定位鍵、分度裝置等 ⑤確定夾具的總體結(jié)構(gòu)及夾具在機(jī)床上的安裝方式。對(duì)夾具的總體結(jié)構(gòu)最好能擬訂出幾個(gè)不同的方案，畫出草圖，經(jīng)過(guò)分析比較，選擇最佳方案 ⑶繪制夾具總圖 ①選擇操作者工作時(shí)正對(duì)的位置為主視圖 ②用雙點(diǎn)劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面以及加工表面畫在各視圖相應(yīng)的位置上，待加工面上的加工余量可用網(wǎng)紋線表示。在夾具總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面的線條 ③依次畫出定位、夾緊、導(dǎo)向元件或裝置的具體結(jié)構(gòu)，再畫出夾具體，將各元件或裝置

41、連成一個(gè)整體 ④在總圖上標(biāo)注尺寸（包括輪廓尺寸、聯(lián)系尺寸、重要的配合尺寸等）、公差和技術(shù)要求 ⑤繪制夾具零件圖。在夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件都要繪制零件圖，并按總圖要求確定零件的尺寸、公差及技術(shù)條件 2.6.3夾具總圖技術(shù)要求的制訂 ⑴夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸和公差 ①夾具外形的最大輪廓尺寸 ②影響定位精度的尺寸 ③影響對(duì)刀精度的尺寸和公差 ④影響夾具在機(jī)床上安裝精度的尺寸和公差 ⑤影響夾具精度的尺寸和公差 ⑥其他裝配尺寸及公差 ⑵夾具總圖上公差值的確定 ①與加工尺寸有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系的夾具公差δJ ②其他裝配尺寸的配合性質(zhì)及公差等級(jí) ⑶夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求 夾具總圖上無(wú)

42、法用符號(hào)標(biāo)注而又必須說(shuō)明的問(wèn)題，可作為技術(shù)要求用文字寫在總圖的空白處。例如有些夾具要求配磨等[8]。 11 第三章、零件的分析及加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 零件的分析 圖3-1 零件圖 從柴油機(jī)油泵下體的零件圖上可以看出，它有兩組加工表面，這兩組加工面之間也有一定的位置要求，現(xiàn)將這兩組加工面分述如下： ⑴ 以?72mm外圓為中心的加工面 這一組加工面包括：采油機(jī)油泵下體的工藝面，Φ40mm孔及其倒角。 ⑵ 以 ?40孔為基準(zhǔn)的加工面 這一組加工面包括：長(zhǎng)為120的2側(cè)面，6-Φ18mm孔及其倒角，Φ26mm孔。 3.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

43、 3.2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，考慮到油泵在運(yùn)行期間經(jīng)常受壓力的沖擊，因此零件在工作過(guò)程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度為2級(jí)，能保證 12 鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 3.2.2 毛坯的設(shè)計(jì) 柴油機(jī)油泵下體零件材料為 HT200，硬度選用260HBS，毛坯重約1Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造，機(jī)械翻砂造型。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對(duì)毛坯初步設(shè)計(jì)如下： ⑴ ?40mm的孔

44、 因?yàn)榭子笑?0mm大，因此在鑄造時(shí)可以鑄造出，因此在毛坯的設(shè)計(jì)時(shí)，不宜設(shè)計(jì)底孔。因此毛坯采用實(shí)心鑄造。以確保毛坯的成功率。 ⑵ 各個(gè)端面 和側(cè)面 各個(gè)端面和側(cè)面粗糙度要求不高，光潔度要求沒(méi)有，直接鑄造出來(lái)，查資料知，砂型鑄造機(jī)械翻砂造型的尺寸公差等級(jí)為8~10級(jí)， ⑶ 加工的各個(gè)側(cè)面和端面 因?yàn)榧庸さ母鱾?cè)面粗糙度要求為6.3，精度要求不高，查有關(guān)資料知雨量為2.5mm即可 ⑷ 鉆孔 在?18mm的孔處鉆孔，在此處，因?yàn)榧庸さ目撞皇呛艽螅钥梢圆槐亓翳T造底孔。因其它表面均為不加工表面，而且砂型機(jī)器造型鑄造鑄造出的毛坯表面就能滿足它們的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工

45、余量。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，這樣毛坯的尺寸就可以定下來(lái)了[7]。 3.2.3基面的選擇的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過(guò)程中的問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)后面的精加工至關(guān)重要。從零件圖上可以看出，采油機(jī)油泵下體的零件不規(guī)則，所以粗基準(zhǔn)不太容易選擇。為了保證?40mm孔的位置精度的要求，我們采用底面和側(cè)面定位，依照粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)該以這些

46、不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表 13 面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn)）來(lái)選取。 本夾具體中工件放在兩個(gè)v型塊和一個(gè)可調(diào)支承上定位的。將工件φ72mm圓弧面放在V型塊，限制了四個(gè)自由度，同時(shí)工件突起部分靠在v型塊端面限止了一個(gè)自由度。將工件遠(yuǎn)端用可調(diào)支承支起，增強(qiáng)了工件限止了一個(gè)自由度。用兩個(gè)輔助支承增強(qiáng)了工件的穩(wěn)定性和剛度，形成完全定位。 3.2.4.工藝路線制定 制訂工藝路線的出發(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)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工

47、序集中在提高生產(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)成本盡量降下來(lái)。 方案一 鑄造毛坯 工序Ⅰ：粗銑左右端面 工序Ⅱ：粗銑60.5上下端面 工序Ⅲ：粗銑60.5上端面突臺(tái) 工序Ⅳ：鉆，擴(kuò)，鉸Φ40mm的孔 工序Ⅴ：鉆，擴(kuò)，鉸6-Φ18mm孔 工序Ⅵ：鉆Φ26mm的孔 工序Ⅶ：精銑左右端面 工序Ⅷ：精銑60.5上下端面 工序IX：精銑60.5上端面突臺(tái) 工序X：去毛刺 方案二 鑄造毛坯 工序Ⅰ：粗銑左端面 工序Ⅱ：粗銑右端面 工序Ⅲ：鉆，擴(kuò)6-Φ18mm孔 工序Ⅳ：鉆，擴(kuò)，鉸Φ40mm的孔 14 工序Ⅴ：粗銑60.5上下端面 工序Ⅵ：粗銑6

48、0.5上端面突臺(tái) 工序Ⅶ：鉆Φ26mm的孔 工序Ⅷ：精銑左端面 工序IX：精銑右端面 工序X：精銑60.5上下端面 工序XI：精銑60.5上端面突臺(tái) 工序Ⅻ：去毛刺 述兩種方案看起來(lái)大體合理，不過(guò)仔細(xì)一看都有不足之處。根據(jù)工藝路線制定原則先面后孔原則方案二中工序Ⅴ和工序Ⅵ應(yīng)在工序Ⅲ前面。第一個(gè)方案在加工完Φ40mm孔后，以Φ40mm孔定位加工6-Φ18mm孔，這樣更好的保證了加工質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)方案二工序比較復(fù)雜，而方案一的工序簡(jiǎn)單明了，因此我們選擇方案一。 工藝卡的制定 15 16 圖3-2工藝過(guò)程 3.2.5

49、 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量和工步如下： ⑴ ?40mm的孔 Φ40mm孔粗糙度要求為3.2 查相關(guān)資料知單邊余量為2mm即可。 ⑵ 各個(gè)端面和側(cè)面 各個(gè)端面和側(cè)面查相關(guān)資料知單邊余量為2.5mm即可滿足要求[1]。 3.2.6 確定切削用量及基本工時(shí) 工序Ⅰ：粗銑左右端面 工步一：粗銑左端面 ⑴ 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 ⑵決定銑削用量 ① 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，則 ② 決定每次進(jìn)給量及切

50、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 17 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?450 當(dāng)＝1450r/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 工步二：粗銑右端面 進(jìn)給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速同上。粗加工行程 則切削工時(shí)： 工序Ⅱ：粗銑60.5上下端面 工步一：粗銑60.5上端面 ⑴選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 ⑵決定銑削用量 ① 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則 ② 決定每次進(jìn)給量及切削速度

51、 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 18 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?450 當(dāng)＝1450r/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 工步二：粗銑60.5下端面 進(jìn)給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速以及加工行程量均同上，所以切削工時(shí)為， 工序Ⅲ：粗銑60.5上端面突臺(tái) 選取刀具及機(jī)床與上一工序相同。切削速度、進(jìn)給量和主軸轉(zhuǎn)速均相同，而加工行程為，則切削工時(shí)為： 工序Ⅳ：鉆，擴(kuò)，鉸Φ40mm的孔 工步一鉆孔至φ39mm 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由

52、于本零件在加工Φ40mm孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則 19 根據(jù)Z525機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取，故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步二：擴(kuò)孔 利用鉆頭將孔擴(kuò)大至，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，選取 則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說(shuō)

53、明書(shū)取，實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步三：鉸孔 根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-25，，，得 20 查參考文獻(xiàn)[17]表4.2-2，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取，，實(shí)際切削速度。 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 鉆6-Φ18mm孔和Φ26mm的孔的切削用量和基本工時(shí)計(jì)算方法同工序Ⅳ的計(jì)算方法一樣，所以在這里省去計(jì)算過(guò)程直接寫出相關(guān)數(shù)據(jù)。 工序Ⅴ：鉆6-Φ18mm孔 切削深度 進(jìn)給量 切削速度 切削工時(shí) 工序Ⅵ：鉆Φ26mm的孔 切削深度 進(jìn)給量 切削速度 切削工時(shí) 精銑各端面?zhèn)让鏁r(shí)進(jìn)給量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速與粗加工相同，而

54、由于由于是精銑，所以整個(gè)銑刀刀盤要銑過(guò)整個(gè)工件，所以加工行程量不同，切削工時(shí)不同。 工序Ⅶ：精銑左右端面 ⑴精銑左端面：加工行程量為切削工時(shí)為 ⑵精銑右端面：加工行程量為，切削工時(shí)為 工序Ⅷ：精銑60.5上下端面 1 精銑60.5上端面：加工行程量為，切削工時(shí)為 21 2 精銑60.5下端面：加工行程量為，切削工時(shí)為 工序IX：精銑60.5上端面突臺(tái) 加工行程量為，切削工時(shí)為 第四章 聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)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)專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定銑柴油機(jī)油泵下體的銑床夾具設(shè)計(jì)。 4.1問(wèn)題的提出 本

55、夾具主要用于柴油機(jī)油泵下體地面端面，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。Φ72的外圓可以作為我們選擇的粗

56、基準(zhǔn)，因?yàn)槲覀兯庸さ拿娣e較大，Φ72外圓所在的位置不是工件的重心位置，為了保證銑削時(shí)受力均勻，我們?cè)?端加2個(gè)輔助支撐，壓板的正下方加以輔助支撐，來(lái)確保工件的平衡和夾緊力均勻。為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用聯(lián)動(dòng)的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。 4.2.1定位元件的選擇 如圖4-1所示，由于本次設(shè)計(jì)的零件沒(méi)有較高的技術(shù)要求，所以而且Φ72mm的外圓 22 表面與被加工表面關(guān)系不大，可以考慮在Φ72mm外圓表面定位。因?yàn)槭莻€(gè)圓弧面，所以采用v型塊定位，有由于零件遠(yuǎn)端沒(méi)有固定，故添加一個(gè)可調(diào)支承來(lái)輔助v型塊定位，完成完全定位。 圖4-1零件定位 圖中通過(guò)兩個(gè)v型塊配合可調(diào)支承使零件定位

57、。 4.2.2夾緊元件以及夾具體的確定 如圖4-2所示，本工序要銑削表面，需要將零件壓緊，考慮到是v型塊定位，為了使零件不發(fā)生移動(dòng)，可以采用壓板壓緊，這里我們采用三塊壓板分別在兩個(gè)v型塊和可調(diào)支承處壓緊，使工件固定不動(dòng)。然而用三塊移動(dòng)壓板壓緊就要考慮到壓緊力的問(wèn)題，考慮了各種夾緊方案，最后我們選用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的夾緊，用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)可以使三塊移動(dòng)壓板同時(shí)壓緊并且可以使壓緊力均勻的分布，這樣不會(huì)影響到零件的加工精度。聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)是通過(guò)兩個(gè)浮動(dòng)杠桿和螺桿來(lái)實(shí)現(xiàn)的，用螺母來(lái)進(jìn)行壓緊，通過(guò)杠桿和螺桿的連接可以實(shí)現(xiàn)同步壓緊。本工序的切削余量小，切削力小，可以采用壓緊螺母手動(dòng)夾緊。這可以提高生

58、產(chǎn)力。 23 圖4-2 零件定位夾緊 圖中通過(guò)長(zhǎng)短浮動(dòng)杠桿可以實(shí)現(xiàn)三塊壓板同時(shí)壓緊且使夾緊力均勻分布。 4.2.3輔助支承 如圖4-3所示，為了增強(qiáng)零件及壓板的剛度和穩(wěn)定性，在零件上加兩個(gè)輔助支承，在每塊壓板下添加一個(gè)輔助可調(diào)支承。 圖4-3 零件定位夾緊與輔助元件 24 4.3 切削力及夾緊力計(jì)算 ⑴ 刀具；采用鋸片銑刀 φ40mm z=24,用兩把鋸片銑刀保證同時(shí)安裝在主軸上面中間用隔套把兩把銑刀隔開(kāi)，保證兩把銑刀之間距離為7mm。這樣就可以一次銑出兩個(gè)面，并且尺寸易保證。 機(jī)床： x61W型萬(wàn)能銑床 由[3]知 所列公式 得

59、 4-1 查表得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 ⑵ 夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 25 夾緊螺釘： 公稱直徑d=15mm，材料45鋼 性

60、能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限： 4-2 極限應(yīng)力幅： 4-3 許用應(yīng)力幅： 4-4 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 4-5 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，使用快速螺

61、旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力[17]。 4.4夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)殂娗邢饔嗔啃。邢髁π?，所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 26 第五章 定位精度分析及定位誤差分析計(jì)算 5.1 定位精度分析 5.1.1機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中定位精度的通用要?jiǎng)t 定位精度通用要?jiǎng)t：

62、 ⑴ 對(duì)夾具要做必要的定位誤差分析和計(jì)算，定位誤差必須滿足工件的加工精度要求。 ⑵ 必須考慮提高夾具在機(jī)床上的定位精度： ① 提高定位元件的定位表面與機(jī)床上的定位精度。 ② 減小與機(jī)床聯(lián)接處的配合間隙。 ③ 可采用夾具在機(jī)床上安裝時(shí)找正夾具上設(shè)置的校準(zhǔn)基面，或當(dāng)夾具安裝在機(jī)床上后加工定位表面的方法，使夾具在機(jī)床上獲得高精度定位。 ⑶ 必須確保刀具在夾具上的導(dǎo)向精度，如： ① 導(dǎo)套中心到定位元件的定位表面的位置精度。 ② 刀具與導(dǎo)套的間隙。 ③ 導(dǎo)套底面到共建頂面間的距離。 ⑷ 必須確保對(duì)刀元件表面到工件被加工面間的尺寸精度。 ⑸ 出現(xiàn)超定位時(shí)，應(yīng)取消產(chǎn)生超定位的定位元件，或

63、增加超定位元件與定位基準(zhǔn)間的間隙，以提高定位精度。 ⑹ 工件被加工平面或中心至定位元件的位置精度和尺寸精度，在未注明特殊要求的情況下，一般取工件精度要求的1/5～1/3。 ⑺ 鉆模版鉆套孔中心距的公差在工件未注明公差要求的情況下，取工件孔中心距自由公差的1/5～1/3。 ⑻ 當(dāng)工件未注明定位面間的位置精度要求時(shí)，夾具定位面間的位置精度一般取0.01/100mm [8]。 5.1.2本次夾具設(shè)計(jì)的定位精度分析 本次設(shè)計(jì)的夾具是加工長(zhǎng)60.5的上端面，為了保證工件的加工精度，需要工件與地面保證一定的平行度。選取工件的精度等級(jí)為8級(jí)。 工件是以兩個(gè)V型塊配合一個(gè)可調(diào)支承定位，三塊移動(dòng)壓板

64、壓緊，采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)使壓板同時(shí)壓緊且使壓緊力均勻分布。通過(guò)V型塊定位，要保證工件孔的中心線與底 27 面辦證平行度0.05mm?？烧{(diào)支承與工件可靠接觸，為保證工件的平行度，要求可調(diào)支承中心線與底面的垂直度 0.05mm。V型塊固定在夾具體上，同樣為保證工件孔中心線的平行度，要求V型塊與底面的垂直度為0.05mm。 夾緊機(jī)構(gòu)采用聯(lián)動(dòng)夾緊，通過(guò)兩個(gè)浮動(dòng)杠桿來(lái)實(shí)現(xiàn)同時(shí)夾緊，工作原理是通過(guò)球面螺桿上的壓緊螺母使一個(gè)浮動(dòng)杠桿移動(dòng)，在通過(guò)一個(gè)球面支承定使另一個(gè)杠桿隨之移動(dòng)。因此要使球面支承釘與長(zhǎng)浮動(dòng)螺桿緊密的聯(lián)在一起，所以在這里采用過(guò)度配合，選取配合精度為 。 由于工件的加工精度要求不是特別高，

65、所以保證以上的精度要求就可以滿足工件加工精度，所以其他零件的精度等級(jí)不用進(jìn)行分析。 5.2 定位誤差的基本概念及組成 定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時(shí)，由于定位不準(zhǔn)確而造成某一工序在工序尺寸（通常指加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。 當(dāng)采用夾具加工工件時(shí)，由于工件定位基面和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準(zhǔn)位置變化，即定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)量，故由此引起的誤差稱基準(zhǔn)位置誤差，而對(duì)于一批工件來(lái)講就產(chǎn)生定位誤差，如圖5-1所示。 圖5-1 用V型塊定位加工時(shí)的定位誤差

66、當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，就產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。基準(zhǔn)不重合誤差即工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)理想位置的最大變動(dòng)量。 從以上實(shí)例分析可以進(jìn)一步明確，定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于 28 定位不準(zhǔn)而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動(dòng)范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差組成。 5-1 5.3 V型塊定位定位誤差的三種方法 5.3.1概念法 直接從概念出發(fā)，通常分析工序基準(zhǔn)的兩個(gè)極端情況，然后根據(jù)相關(guān)公式和公差確定具體變動(dòng)量。如圖5-2，兩個(gè)極端情況：情況1，使工序基準(zhǔn)盡可能地“高”得加工尺寸；情況2，使工序基準(zhǔn)盡可能的“低”得加工尺寸。且該工序定位誤差 5-2 圖5-2 按概念確定的定位誤差 更為簡(jiǎn)單的情況兩個(gè)極端情況:情況1，使工序基準(zhǔn)A獲得最高點(diǎn)；情況2:時(shí)A獲得最低點(diǎn)