開(kāi)合螺母上座體的銑斷夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝規(guī)程裝備含8張CAD圖

開(kāi)合螺母上座體的銑斷夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝規(guī)程裝備含8張CAD圖,螺母,上座,夾具,設(shè)計(jì),機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,裝備,設(shè)備,cad 開(kāi)合螺母上座體機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) Switching nut the machining process planning and fixture design 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是以CA6140車(chē)床上開(kāi)和螺母的工藝工裝為基礎(chǔ)的，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：設(shè)計(jì)零件，加工工藝及公式計(jì)算，設(shè)計(jì)兩套夾具，拆畫(huà)一套夾具等。 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(zhuān)用夾具。 夾具方案的確定在國(guó)內(nèi)是一項(xiàng)十分重要的設(shè)計(jì)程序，其方案的優(yōu)劣決定了夾具設(shè)計(jì)的成功與失敗。確定設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)遵循以下原則：確保加工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，操作省力高效，制造成本低廉。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們即將畢業(yè)之前的最后一次在校設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容比較全面，所涉及的只是比較廣，是對(duì)我們所學(xué)只是及應(yīng)用、設(shè)計(jì)能力的一次綜合檢驗(yàn)。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，既充分鍛煉了我們的設(shè)計(jì)能力，又補(bǔ)充了在校學(xué)習(xí)期間知識(shí)和能力的不足。 關(guān)鍵詞：CA6140開(kāi)合螺母上座體；夾具設(shè)計(jì)；工藝工裝設(shè)計(jì)。 Abstract My graduated design is based on the craft design of the the opened nut to CA6140,which includes parts design,machining and time calculations,a design of two set of jigs,adismantalment-drawing of a set of jig. To improve productivity ,and ensure processing quality and reduce labor intensity,it needs to design special jig. The esdeblishment of jig programmes is so important that it decide the quality of the jig.Making the design of programmes should follow the following principles:ensuring processing quality structure as simple as possible,allowing efficient operation,low cost manufacturing. The graduated design,which includes lots of content and involves much knowledge,is the last one for me before we will graduate. It is a comprehensive test to our knowledge and applications. By doing the graduated design, it not only can improve our full design capacity,but also add in the inadequate knowledge and capacity that we have learned in school. Key world:opened nut to CA6140;tongs design;process design. 目 錄 引 言 - 5 - 1.1 毛坯生產(chǎn)類(lèi)型 - 5 - 1.2 毛坯鑄造形式 - 5 - 1.3 毛坯精度尺寸 - 5 - 1.4 確定毛坯鑄件的重量 - 5 - 1.5 確定機(jī)械加工余量 - 5 - 1.6 確定鑄鐵件的尺寸偏差 - 5 - 1.7 零件的作用 - 5 - 2. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) - 7 - 2.1 確定毛坯的制造形式 - 7 - 2.2 基面的選擇 - 7 - 2.3 制定工藝路線 - 7 - 2.4 工藝方案的比較與分析 - 8 - 2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 - 9 - 2.6 確定切削用量及基本工時(shí) - 9 - 2.6.1 粗銑燕尾 - 9 - 2.6.2 精銑燕尾 - 10 - 2.6.3 銑退刀槽 - 10 - 2.6.4 粗銑端面 - 11 - 2.6.5 精銑端面 - 11 - 2.6.6 工序Ⅱ磨燕尾及空刀槽，保證粗糙度為1.6，精度為7級(jí) - 12 - 2.6.7 工序 Ⅲ 鉆Φ52H7孔并倒角1.5×45o - 13 - 2.6.8 工序 Ⅳ 鉆2 × Φ12孔 - 14 - 2.6.9 工序Ⅴ 車(chē)端面 - 15 - 2.6.10 Ⅵ.切斷 - 17 - 3. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) - 18 - 3.1 機(jī)床夾具概論 - 18 - 3.1.1 夾具簡(jiǎn)介 - 18 - 3.1.2 機(jī)床夾具的概念 - 18 - 3.2 機(jī)床夾具的功能 - 18 - 3.2.1 機(jī)床夾具的主要功能 - 18 - 3.2.2 機(jī)床夾具的特殊功能 - 18 - 3.3 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 - 19 - 3.4 機(jī)床夾具的組成 - 19 - 3.5 夾具設(shè)計(jì)的基本要求 - 19 - 3.6 機(jī)床夾具的分類(lèi) - 19 - 3.7 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求 - 20 - 3.7.1 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn) - 20 - 3.7.2 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要求 - 20 - 3.8 夾具設(shè)計(jì)方法和步驟 - 20 - 3.8.1 研究原始資料，明確設(shè)計(jì)任務(wù) - 20 - 3.8.2 夾具結(jié)構(gòu)和方案的設(shè)計(jì) - 21 - 3.9 鉆削力及夾緊力計(jì)算 - 21 - 4. 夾具總圖的繪制 - 25 - 參 考 文 獻(xiàn) - 29 - 致 謝 - 30 - - 31 - 引 言 1. 零件的分析 1.1 毛坯生產(chǎn)類(lèi)型 確定毛坯類(lèi)型為3000件/年，由表（2-5.6）劃分生產(chǎn)類(lèi)型的參考數(shù)據(jù)確定為中批，工作制度8小時(shí)/班制。 1.2 毛坯鑄造形式 將融化了的金屬澆注到旋轉(zhuǎn)著的模型中，由于離心力的作用，金屬液粘貼于模型的內(nèi)壁上，凝結(jié)后所得鑄件外形與模型內(nèi)壁的形狀相同，使用這種方法可以毋需澆注口，故能顯著地減少金屬的消耗。由于免除了砂型和制模的設(shè)備，以及減少了鑄工車(chē)間的面積，生產(chǎn)成本就有了降低；而所得逐漸則具有緊密與微細(xì)的顆粒結(jié)構(gòu)及較好的機(jī)械性能。 1.3 毛坯精度尺寸 由表（2-5-1）得灰鑄鐵刀具切入金屬層的厚度應(yīng)大于表面層厚度，即大于1mm，小于4mm。 由JK67-62，確定灰鑄鐵鑄件精度等級(jí)為2級(jí)（指尺寸精度和表面光潔度要求較高，或者大批、中批生產(chǎn)的鑄件。 1.4 確定毛坯鑄件的重量 通過(guò)計(jì)算，最后確定毛坯的重量為4.079Kg，由表（2-5-2）確定重量偏差為7﹪。 1.5 確定機(jī)械加工余量 由表（2-5-5）確定2級(jí)鑄鐵件的機(jī)械加工余量：頂面加工余量為4.0mm，底面及側(cè)面加工余量為3.0mm。 1.6 確定鑄鐵件的尺寸偏差 由(標(biāo)-5-6)查得2級(jí)鑄鐵件尺寸偏差為±0.8mm。 1.7 零件的作用 題目所給定的零件是CA6140車(chē)床上的開(kāi)合螺母上座體 。開(kāi)合螺母上座體是用于接通和斷開(kāi)從絲杠傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)。車(chē)削螺紋時(shí)，將開(kāi)合螺母上座體合上，絲杠通過(guò)開(kāi)合螺母上座體傳動(dòng)溜板箱和刀架；否則就將開(kāi)合螺母上座體脫開(kāi)。車(chē)削螺母時(shí)，順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)手柄，通過(guò)軸帶動(dòng)曲線槽盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，曲線槽盤(pán)上的曲線槽盤(pán)形狀，通過(guò)圓柱銷(xiāo)帶動(dòng)上半螺母在溜板箱體后面的燕尾形導(dǎo)軌內(nèi)上下移動(dòng)，使其相互靠攏，將開(kāi)合螺母上座體和絲杠?chē)Ш?。若逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)手柄，則兩半螺母相互分離，開(kāi)合螺母上座體和絲杠脫開(kāi)。槽盤(pán)的曲線槽是一段圓弧，此圓弧在接近槽盤(pán)中心部分的傾斜角比較小，目的是使開(kāi)合螺母上座體閉合能自鎖，不會(huì)因?yàn)槁菽干系膹较蛄Χ詣?dòng)脫開(kāi)。 2. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT15-33灰鑄鐵,考慮到灰鑄鐵 的抗缺口敏感性，減震性和耐優(yōu)良等特點(diǎn),因此應(yīng)該選用鑄件,以便使開(kāi)合螺母上座體在使用中耐磨性良好,保證零件工作可靠.由于零件年產(chǎn)量為3000件,已達(dá)到成批生產(chǎn)的水平，而且離心鑄造，免除了砂模和制模的設(shè)備，以及減少了鑄工車(chē)間的面積，生產(chǎn)成本就有了降低，這樣得來(lái)的鑄件具有緊密與微細(xì)的顆粒結(jié)構(gòu)及較好的機(jī)械性能。因此采用離心鑄造,這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度來(lái)考慮也是應(yīng)該的。 2.2 基面的選擇 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)率得到提高。否則不但加工工藝過(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)法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)象開(kāi)合螺母上座體這樣的零件來(lái)說(shuō)，選擇好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(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作為粗基準(zhǔn)。我現(xiàn)在選取燕尾為粗基準(zhǔn)，利用左、右兩個(gè)定位塊和一個(gè)削邊銷(xiāo)對(duì)其進(jìn)行限制，以消除六個(gè)不定度，達(dá)到過(guò)定位。對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。 2.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，是應(yīng)該使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到妥善的保證。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)能性機(jī)床配以專(zhuān)用工夾具，并盡量使工序集中來(lái)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。 工藝路線方案一： 工序Ⅰ. 鑄造。 Ⅱ. 清砂。 Ⅲ. 熱處理。 Ⅳ. 清砂。 Ⅴ.涂漆。 Ⅵ.劃線。 Ⅶ.銑燕尾及空刀槽。 Ⅷ.磨燕尾及空刀槽。 Ⅸ.粗鏜、精鏜、粗鉸、精鉸Φ52H7孔并倒角1.5 x 45o。 Ⅹ.鉆、擴(kuò)鉆、粗鉸、精鉸2 x Φ12孔。 Ⅺ.粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)一端面。 Ⅻ.粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)另一端面。 ⅩⅢ.切斷。 ⅩⅣ.去毛刺。 ⅩⅤ.清洗。 ⅩⅥ.檢驗(yàn)。 ⅩⅦ.入庫(kù)。 路線方案二： 工序Ⅰ. 鑄造。 Ⅱ. 清砂。 Ⅲ. 熱處理。 Ⅳ. 清砂。 Ⅴ.涂漆。 Ⅵ.劃線。 Ⅶ. 粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)一端面。 Ⅷ. 粗鏜、精鏜、粗鉸、精鉸Φ52H7孔并倒角1.5 x 45o。 Ⅸ. 粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)另一端面。 Ⅹ. 銑燕尾及空刀槽。 Ⅺ. 磨燕尾及空刀槽。 Ⅻ. 鉆、擴(kuò)鉆、粗鉸、精鉸2 x Φ12孔。 ⅩⅢ.切斷。 ⅩⅣ.去毛刺。 ⅩⅤ.清洗。 ⅩⅥ.檢驗(yàn)。 ⅩⅦ.入庫(kù)。 2.4 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工燕尾及空刀槽，然后以此為基準(zhǔn)加工孔Φ52H7；而方案二是先加工兩端面，再加工Φ52H7孔。兩者相比較，可以看出，先加工燕尾及空刀槽，然后以此為基準(zhǔn)加工孔Φ52H7，這時(shí)的位置精度較易保證，并且定位及裝夾等比較方便。 2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “開(kāi)合螺母上座體”零件材料為HT15-33灰鑄鐵。毛坯重量為4公斤，生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，采用離心鑄造毛坯，2級(jí)精度。 根據(jù)上述原始材料及加工工藝，分別對(duì)各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定如下： 1. Φ52H7孔 精鉸至Φ52H7，表面粗糙度為Ra1.6um，工序余量為2z=0.08； 粗鉸至51.92mm 2z=0.42； 精鏜至51.5mm 2z=1.5； 粗鏜第二次至50mm 2z=3； 粗鏜至47m 2z=7； 1. 2 × Φ12孔 鉸至Φ12mm 2z=0.15； 擴(kuò)鉆至Φ11.85mm 2z=0.85； 鉆至Φ11 2z=11； 2. 一端面 精車(chē)至97 2z=0.8； 半精車(chē)至97.8 2z=1.2； 粗車(chē)至99 2z=6； 3. 另一端面 精車(chē)至95 2z=0.5； 半精車(chē)至96.5 2z=0.5； 粗車(chē)至96 2z=1； 2.6 確定切削用量及基本工時(shí) 工序Ⅰ：銑燕尾及空刀槽 2.6.1 粗銑燕尾 v=6m/min（0.1m/s） （表1-10-151） ns=1000v/πdw =1000× × 40 =0.8r/s（47.8r/min） 按機(jī)床選取nw=0.79 r/s （47.5r/min） ∴實(shí)際切削速度切削工時(shí)： l1=8.7（表1-11-12） t0==158.3s（2.64min） 2.6.2 精銑燕尾 v=6m/min（0.1m/s） （表1-10-151） ns= =0.8r/s（47.8r/min） 按機(jī)床選取nw=0.79 r/s （47.5r/min） ∴實(shí)際切削速度v=πdw nw/1000=3.14×40×0.79/1000=0.43m/s 切削工時(shí)： l1=6.3 t0==153s（2.6min） 2.6.3 銑退刀槽 s=0.02～0.03（表1-10-142） 選s=0.02mm v=47m/min（0.78m/s） ns= =4.14r/s（248r/min） 按機(jī)床選取nw=4 r/s （240r/min） ∴實(shí)際切削速度v= =0.75m/s（45m/min） 切削工時(shí)： l1=5.9，l2=4 sm=sz z n=0.02× 4×36=2.88 t0==3.785s（0.06min） 2.6.4 粗銑端面 選擇高速鋼套式面銑刀 每齒進(jìn)給量：sz=0.1-0.2（10-113） 選sz=0.1mm v=56m/min（0.92m/s） ns= =3.7r/s（222r/min） 按機(jī)床選取nw=4.2r/s （252r/min） ∴實(shí)際切削速度v= =1.01m/s（61m/min） 切削工時(shí)： l1=37.5，l2=2 sm=sz z n=0.1× 18 × 3.7=0.37 t0=（=185s（3min） 2.6.5 精銑端面 銑刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.10～0.12 選s0=0.12mm v=56m/min=0.9m/s ns==3.7r/s（222r/min） 按機(jī)床選取nw=4.2r/s （252r/min） ∴實(shí)際切削速度v= =1.01m/s（61m/min） 切削工時(shí)： l1=37.5，l2=2 sm=sz z n=0.1 × 18× 3.7=0.37 t0==185s（3min） 2.6.6 工序Ⅱ磨燕尾及空刀槽，保證粗糙度為1.6，精度為7級(jí) ① 選擇臥軸矩臺(tái)平面磨床M7130-1 ② 磨輪的選擇 磨料：黑色炭化硅 粒度：36-46 硬度：ZR1-Z1 結(jié)合劑：陶瓷 結(jié)構(gòu)：5-6 ③ 用磨輪端面磨平面的切削用量 工件運(yùn)動(dòng)速度v=8-15m/min 選v=10m/min 工作臺(tái)磨削深度進(jìn)給量st=0.065毫米每行程 st與工件材料相關(guān)的次數(shù)為k=1.05 ④ 用磨輪端面磨平面的切削動(dòng)力 切削動(dòng)力N=10.3千瓦 切削動(dòng)力的修正系數(shù) 與工件材料有關(guān)K2=0.9 ⑤ 用磨輪圓周粗磨平面的切削用量 工作臺(tái)單行程的進(jìn)給量Sb=16.224毫米每行程 工作臺(tái)單行程的磨削深度進(jìn)給量St=0.025毫米每行程 St的修正系數(shù)K1=0.86 ⑥ 切削工時(shí) L ：磨削計(jì)算長(zhǎng)度 矩臺(tái)用磨輪圓周磨L=l1+20 矩臺(tái)用磨輪端面磨L=l1+DM+10 l1 ：工件磨削面長(zhǎng)度 DM ：磨輪直徑 h ：加工余量 k：平面磨系數(shù) v：工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度 St：磨削深度進(jìn)給量 Z：同時(shí)加工的工件數(shù)量 T01= =0.36min T02= =0.35min T03= =0.15min T= T01 + T02 + T03=0.36+0.35+0.15=0.86min 2.6.7 工序 Ⅲ 鉆Φ52H7孔并倒角1.5×45o (1) 粗鏜第一次至47mm 選擇硬質(zhì)合金可調(diào)節(jié)浮動(dòng)鏜刀 B=25，H=12 進(jìn)給量S=1.6-2.0，選S=1.6mm/r v=62.6m/min，n=398r/min（6.63r/min） 切削工時(shí) l1=1.7，l2=3.0， l=105 t=（D-d1）/2=（47-40）/2=3.5mm t0==10.34s（0.17min） ① 粗鏜第二次至50mm S=1.6-2.0，選S=2.0mm/r（10-97） v=56.6m/min，n=360r/min（6r/min） 切削工時(shí) l1=0.87， l=105 t=（D-d1）/2=（50-47）/2=1.5mm t0==9.07s（0.15min） ② 精鏜至52m S=1.6-2.0，選S=1.6mm/r（10-97） v=62.6m/min，n=398r/min（6.63r/min） 切削工時(shí) l1=0.58， l=105 t=（D-d1）/2=（51.5-50）/2=0.75mm t0= =10.24s（0.17min） 2.6.8 工序 Ⅳ 鉆2 × Φ12孔 選擇直柄麻花鉆（GB1436-78） ① 鉆到11.0mm S=0.22-0.28，S=0.25mm/r（10-67） v=28m/min（0.47m/s），n=894r/min（7.95r/s） ns=1000v/ 切削工時(shí) l1=0.05，l2=39， l=105 t=（D-d1）/2=（52-51.92）/2=0.04mm ns= =13.6r/s（816r/min） 按機(jī)床選取nw=800r/s （13.3r/min） ∴實(shí)際切削速度v = = 0.46m/s 切削工時(shí)： l1=3.4，l2=1.5，L=20 t0==7.49s（0.13min） ②擴(kuò)孔鉆至11.85 S=0.7-0.9，S=0.7mm/r（10-75） v=22.2m/min，n=472r/min 按機(jī)床選取nw=460r/min=7.67r/s 實(shí)際切削速度=0.29m/s 切削工時(shí) l1=0.58，l2=1.5， l=20 =4.11s（0.07min） ③鉸至Φ12 選用錐柄機(jī)用鉸刀 D=12 S=1.7 mm/r（10-81） v=10m/min，n=318r/min（5.3r/s）（表10-84） 切削工時(shí) l1=0.05，l2=18， l=20 =5.14s（0.09min） 2.6.9 工序Ⅴ 車(chē)端面 ① 粗車(chē)至99mm S=（0.3～0.5） mm/r （10-19） 選s=0.4 mm/r V=118m/min（1.97m/s） =9.65r/s（597r/min） 按機(jī)床選取nw=8.6r/s（516 r/s） ∴實(shí)際切削速度為 =1.76m/s（105m/min） l=（105-99）/2=3mm，l1=3，l2=2 ，l3=5（11-4） L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+3+2+5=42.5mm t0=（L/s．n ）．i =（42.5/0.4×8.6）×2=24.72s（0.4min） ② 半精鏜至97.8mm S=（0.3～0.5） mm/r 選s=0.3 mm/r V=35m/min（0.58m/s） =2.84r/s（171r/min） 按機(jī)床選取nw=2.5r/s（150 r/s） ∴實(shí)際切削速度為 =0.51m/s（30.615m/min） l=0.6，l1=1，l2=1 ，l3=5（11-4） L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+1+1+5=39.5mm t0=（L/s．n ）．i =（39.5/0.3×2.5）×1=52.7s（0.88min） ③ 精車(chē)至97mm S=（0.3～0.5） mm/r 選s=0.3 mm/r V=35m/min（0.58m/s） =2.84r/s（171r/min） 按機(jī)床選取nw=2.5r/s（150 r/s） ∴實(shí)際切削速度為 =0.51m/s（30.615m/min） l=0.4，l1=1，l2=1 ，l3=5 L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+1+1+5=39.5mm t0=（L/s．n ）．i =（39.5/0.3×2.5）×1=52.7s（0.88min） ④ 倒角1.5×45° S=（0.15～0.25） mm/r 選s=0.2 mm/r v=（12～25）m/min（0.58m/s），選v=20 m/min=0.33m/m =2.02r/s（121r/min） 按機(jī)床選取nw=120r/min（2 r/s） l=0.75，l1=0.4 tm=（l+ l1）/nw ．s=（0.75+0.4）/（2×0.2）=2.87min（172.5s） 2.6.10 Ⅵ.切斷 選用鋸片銑刀，D=175mm，齒數(shù)（8～38） S=（0.03～0.04） mm/r 選s=0.03 mm/r v=34m/min（0.57m/s）， =2.412r/s（144r/min） ∴實(shí)際切削速度為 =0.59m/s（35m/min） l1=6 ，l2=4mm（11-12） Sm= Sz·Z·n=0.03×40×2.5=3mm =49s（0.82min） 3. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 3.1 機(jī)床夾具概論 3.1.1 夾具簡(jiǎn)介 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。 在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，故機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工作。 3.1.2 機(jī)床夾具的概念 在機(jī)械制造廠的生產(chǎn)過(guò)程中用夾安裝工件使之固定在正確的位置上，完成其切削加工、檢驗(yàn)、裝配、焊接等工作，所使用的工藝裝備稱(chēng)為夾具。 3.2 機(jī)床夾具的功能 在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。然而，由于各類(lèi)機(jī)床加工方式的不同，有些機(jī)床夾具還具有一些特殊的功能。 3.2.1 機(jī)床夾具的主要功能 定位：確定工件在夾具中占有正確的過(guò)程。定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件的定位面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工面的尺寸和位置精度要求。 夾緊：工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會(huì)松動(dòng)、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 3.2.2 機(jī)床夾具的特殊功能 （1） 對(duì)刀 調(diào)整刀鋸切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對(duì)刀塊，它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。 （2） 導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板和鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱(chēng)為鉆模。鏜床夾具也具有導(dǎo)向功能。 3.3 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 在機(jī)械加工中，使用機(jī)床夾具的目的主要有以下六個(gè)方面。然而，在不同的生產(chǎn)條件下，應(yīng)該與不同的側(cè)重點(diǎn)。夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮加工的技術(shù)要求，以達(dá)到預(yù)期的效果。 （1） 保證加工精度 用夾具裝夾工件時(shí)，能穩(wěn)定地保證加工精度，并減少對(duì)其它生產(chǎn)條件的依賴性，故在精密加工中廣泛地使用加緊廠，并且它還是全面質(zhì)量管理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 夾具能保證加工精度的原因是由于工件在夾具中的位置和夾具對(duì)刀具、機(jī)床的切削成形運(yùn)動(dòng)的位置被確定，所以工件在加工中的正確位置得到保證，從而夾具能滿足工件的加工精度要求。 （2） 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 使用夾具后，能使工件迅速地定位和夾緊，并能夠顯著地縮短輔助時(shí)間和基本時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 （3） 改善工人的勞動(dòng)條件 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。當(dāng)采用氣壓、液壓等夾緊裝置時(shí)，可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。 （4） 降低生產(chǎn)成本 在批量生產(chǎn)中使用夾具時(shí)，由于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高和允許使用技術(shù)等級(jí)較低的工人操作，故可明顯地降低生產(chǎn)成本。 （5） 保證工藝紀(jì)律 在生產(chǎn)過(guò)程中使用夾具，可確保生產(chǎn)周期、生產(chǎn)調(diào)度等工藝秩序。例如，夾具設(shè)計(jì)往往也是工程技術(shù)人員解決高難度零件加工的主要工藝手段之一。 （6） 擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍 這是在生產(chǎn)條件有限的企業(yè)中常用的一種技術(shù)改造措施。如在車(chē)床上拉削、深孔加工等，也可用夾具裝夾以加工較復(fù)雜的成形面。 3.4 機(jī)床夾具的組成 機(jī)床夾具因被加工工件的加工表面不同或使用機(jī)床種類(lèi)的不同而有各種不同的結(jié)構(gòu)形式，但就機(jī)床夾具體結(jié)構(gòu)而言，大致可分為以下幾個(gè)部分：定位元件、夾緊裝置、導(dǎo)向?qū)Φ对?、連接元件、 裝置和元件、夾具體。 3.5 夾具設(shè)計(jì)的基本要求 （1） 穩(wěn)定地保證工件的加工技術(shù)要求： （2） 提高機(jī)械加工的勞動(dòng)條件； （3） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造和維修： （4） 作安全、方便。 3.6 機(jī)床夾具的分類(lèi) （1） 按夾具的通用特征分類(lèi) 這是一種基本的分類(lèi)方法，主要反映夾具在不同生產(chǎn)類(lèi)型中的通用特性，故也是選擇夾具的主要依據(jù)。目前，我國(guó)常用的分類(lèi)有通用夾具、專(zhuān)用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動(dòng)化生產(chǎn)用夾具等五大類(lèi)。 （2） 按夾具使用的機(jī)床分類(lèi) 這是專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)所用的分類(lèi)方法。如車(chē)床、銑床、刨床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、拉床等夾具。設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具時(shí)，機(jī)床的類(lèi)別、組別、型別和主要參數(shù)均已確定。它們不同點(diǎn)是機(jī)床的切削成形運(yùn)動(dòng)不同，故夾具與機(jī)床的連接方式不同。它們的加工精度要求也不相同。 3.7 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求 3.7.1 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與其它裝備設(shè)計(jì)比較，有較大的差別，主要表現(xiàn)在下列五個(gè)方面： （1） 要有較短的設(shè)計(jì)和制造周期。一般沒(méi)有條件對(duì)夾具進(jìn)行原理性試驗(yàn)和復(fù) 雜的計(jì)算工作。 （2） 夾具的精度一般比工件的精度高2～3倍。 （3） 夾具和操作工人的關(guān)系特別密切，要求夾具與生產(chǎn)條件和操作習(xí)慣密切結(jié)合。 （4） 夾具在一般情況下是單件制造的，沒(méi)有重復(fù)制造的機(jī)會(huì)。通常要求夾具在投產(chǎn)時(shí)一次成功。 （5） 夾具的社會(huì)協(xié)作制造條件較差，特別是商品化的元件較少。設(shè)計(jì)者要熟悉夾具的制造方法，以滿足設(shè)計(jì)的工藝性要求。 顯然，注意這些問(wèn)題是很重要的。這將有利于保證夾具的設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量。 3.7.2 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)滿足下列四項(xiàng)基本要求： （1） 保證工件的加工精度要求，即在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，夾具要滿足以下 三項(xiàng)要求：工件在夾具中的正確定位；夾具在機(jī)床上的正確位置；刀具的正確位置。 （2） 保證工人的操作方便、安全。 （3） 達(dá)到加工的生產(chǎn)率要求。 （4） 滿足夾具一定的使用壽命和經(jīng)濟(jì)性要求。 3.8 夾具設(shè)計(jì)方法和步驟 3.8.1 研究原始資料，明確設(shè)計(jì)任務(wù) 本次是 CA6140車(chē)床開(kāi)合螺母上座體銑斷，根據(jù)任務(wù)說(shuō)明書(shū)，采用銑床，所以，夾具是安裝在工件臺(tái)上的。 3.8.2 夾具結(jié)構(gòu)和方案的設(shè)計(jì) 這兩孔粗糙度為1.6，精度微級(jí)。在本道工序加工時(shí)，考慮如何提高勞動(dòng)的生產(chǎn)率降低生產(chǎn)強(qiáng)度，同時(shí)也要考慮精度問(wèn)題。 3.9 鉆削力及夾緊力計(jì)算 ∴實(shí)際切削扭矩及軸向力F為： M=6.83x0.9=6.147（N·m）， F=1618.65×0.9=1456.785（N） 切削功率為：PM=2л·M·n·10 -3=2×3.14×6.147×13.6×10 -3=0.525（KW） 偏心夾緊時(shí)，夾緊力公式為： W0= W0：偏心夾緊時(shí)的夾緊力（N）； Q：作用在手柄上的作用力（N）； L：力臂長(zhǎng)（mm）； u：摩擦因數(shù)（tg=tg=u）； R：偏心輪半徑（mm）； E：偏心量（mm）； r：轉(zhuǎn)軸半徑 ； s1=0.3mm（1-2-33），s2=0.1mm （1-2-33），s3=0.1mm，s4=0.2mm， ∴s=0.3+0.1+0.1+0.2=0.7mm； 轉(zhuǎn)軸直徑：d0.25，D=0.25×25=6.25mm， ∴ W0==100×70x0.43=3010N 經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師的協(xié)商，決定設(shè)計(jì)銑斷，本夾具將用于XA6132臥式銑床，刀具為高速鋼細(xì)齒圓鋸片銑刀，對(duì)工件進(jìn)行加工。 4.1問(wèn)題的提出 本夾具主要用于銑斷，并且銑開(kāi)的表面與52的孔有一定的公差要求，又在加工本道工序時(shí)，的孔已經(jīng)進(jìn)行了加工，因此，在本道工序中主要考慮加工面與52孔之間的要求，其次是考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 4.2 夾具體設(shè)計(jì) 4.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：高速鋼細(xì)齒圓鋸片銑刀 直徑 齒數(shù) Z=50 又由《切削手冊(cè)》表3.28中的公式： 其中： Z=50 所以 F=63.5N 水平分力： 垂直分力； 又在計(jì)算切削力時(shí)，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) 其中 K1為基本安全系數(shù)1.5 K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.2 K3刀具鈍化系數(shù) 1.2 K4為切削特點(diǎn)系數(shù)（斷續(xù)切削）1.2 所以 F ′=KFH=69.9x1.5x1.2x1.2x1.2=181.2N 為了克服水平方向的力，實(shí)際的夾緊力為 N（f1+f2）= KFH 其中 f1為螺母與螺桿間的摩擦系數(shù) f2為工件與螺桿頭（或壓板）間的摩擦系數(shù) 又查得 f1 和f2為1.6 則 所以 又選擇的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的基本尺寸如下（根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 第三版表1-2-20、1-2-21、1-2-22、1-2-23查得： r′=0 tg L=120mm Q=30N 則 可以提供的夾緊力為： 所以 ==3140N 又由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 第三版表1-2-24查得 當(dāng)螺紋的公稱(chēng)直徑為12mm時(shí) ，螺栓許用的夾緊力為5690N 由以上的數(shù)據(jù)可知：所選的螺旋機(jī)構(gòu)提供的夾緊力大于所需的，且滿足螺栓的許用夾緊力，故本夾具可以安全工作。 4.2.3 定位誤差分析 1）定位元件尺寸及公差的確定 本夾具的定位元件為一圓柱銷(xiāo)和一菱形銷(xiāo)，其參數(shù)由（《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖5-3及其表選 兩定位銷(xiāo)的尺寸及公差為：（定位銷(xiāo)的公差取h8）。 2）零件圖樣規(guī)定 的孔的中心線與孔的中心線的長(zhǎng)度誤差為0.2mm，孔中的定位銷(xiāo)與夾具體的垂直度誤差為0.05，，此項(xiàng)技術(shù)要求應(yīng)由定位銷(xiāo)寬配合中的側(cè)向間隙保證。已知的寬為，定位銷(xiāo)為（定位銷(xiāo)的公差取h8），則 一個(gè)定位銷(xiāo)與一個(gè)孔的定位誤差為： 此處引起零件的定位誤差為 <0.2mm 故最大側(cè)向間隙能滿足零件的精度要求。 （2）計(jì)算定位銷(xiāo)的中心線與夾具體垂直度誤差 定位銷(xiāo)的寬度為 夾具體表面的粗糙度 故 mm 所以最大垂直度誤差能滿足零件精度要求 4.2.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，首先要考慮到能保證零件的加工精度，其次是要提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，應(yīng)先考慮所設(shè)計(jì)的夾具體與零件在夾具上的定位，在本道工序中，由于零件的底面的定位是用的夾具體，所以其表面粗糙度要求應(yīng)比較高，視為關(guān)鍵面。又本道工序是銑斷，其切削力不大，故在設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)考慮夾具的簡(jiǎn)單及利用常用的一些零件。為了提高生產(chǎn)率，可以考慮同時(shí)裝夾幾個(gè)零件，并且用了活動(dòng)杠桿使操作更加節(jié)省時(shí)間?？梢酝瑫r(shí)裝夾四個(gè)零件，提高了生產(chǎn)率。 夾具上裝有對(duì)刀塊，可以使夾具在一批零件加工之前很好的對(duì)刀；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。 : 4. 夾具總圖的繪制 一、 總圖應(yīng)該遵循機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制，圖形大小的比例盡量取1：1，為求使繪制的夾具總圖有良好的直觀性，如果工件過(guò)大的時(shí)候選用1：2等縮小比例，過(guò)小時(shí)取2：1的比例； 二、 圖中應(yīng)該以最少數(shù)量視圖清楚地表示出夾具的工作原理和結(jié)果，表示各 種元件或者裝置之間的位置關(guān)系等； 三、 的順序：先用點(diǎn)劃線繪出工件的輪廓，外形及定位基準(zhǔn)，并用網(wǎng)狀線顯示出加工余量；把工件輪廓視為透明體，然后按著工件的形狀及位置依次畫(huà)出定位、導(dǎo)向、夾緊及其他元件或者裝置的具體結(jié)構(gòu)；最后繪制夾具體，形成一個(gè)完整的夾具； 四、夾具總圖上標(biāo)注出零件編號(hào)，按規(guī)定要求填寫(xiě)標(biāo)題欄和明細(xì)表； 五、確定并標(biāo)注有尺寸和夾具技術(shù)要求。 零件圖 毛坯圖 銑夾具體 銑夾具裝配圖 結(jié) 論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)生在校學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)性的理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)，是綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能的具體實(shí)踐過(guò)程。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了更深刻的理解和認(rèn)識(shí)，并為我今后從事機(jī)械相關(guān)工作樹(shù)立了堅(jiān)定的信心。 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是來(lái)源于熟識(shí)的CA6140車(chē)床，使得畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)踐得到了充分的結(jié)合，有利于培養(yǎng)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)把自己幾年來(lái)所學(xué)到的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合，并運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，我順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)。但在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我對(duì)一些理論問(wèn)題掌握的不夠充足，經(jīng)過(guò)多次向指導(dǎo)老師請(qǐng)教最后才得以解決。在今后的學(xué)習(xí)和工作中，我會(huì)更多的吸取相關(guān)方面的知識(shí)，不斷提高自己的專(zhuān)業(yè)水平和能力。 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我了解和掌握了機(jī)械工藝、夾具設(shè)計(jì)等方面的諸多知識(shí)，鍛煉了自己分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，并積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為今后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但由于時(shí)間緊，任務(wù)重，再加上本人的知識(shí)水平和能力有限，以及經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中難免存在一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，歡迎各位老師給予批評(píng)指正。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我得到了蘭國(guó)生老師的精心指導(dǎo)，以及其他老師和同學(xué)的大力幫助，感覺(jué)受益匪淺，在此向你們表示衷心的感謝！ 參 考 文 獻(xiàn) [ 1 ] 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 王紹俊。 [ 2 ] 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)修訂組。 [ 3 ] 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 孟少農(nóng)主編。 [ 4 ] 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 王光斗 王春福主編。 [ 5 ] 機(jī)械加工工藝辭典 學(xué)苑出版社 王俊俏主編。 [ 6 ] 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 趙家齊編。 [ 7 ] 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 中國(guó)鐵道出版社 王秀倫、 邊文義、 張運(yùn)祥。 致 謝 將近四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)馬上就要結(jié)束了，回首那些奔波、拼搏、積極向上、孜孜不倦的審議感，歷歷在目，仿佛就在昨天。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)以前在校期間掌握的知識(shí)印象更加深刻。并且學(xué)到了很多書(shū)本上學(xué)不到的東西，這次使我受益匪淺。 我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是CA6140開(kāi)合螺母上座體的工藝工裝設(shè)計(jì)，其中涉及到了很多曾經(jīng)學(xué)過(guò)的計(jì)算，驗(yàn)算等以及相關(guān)專(zhuān)業(yè)方面的知識(shí)。 在以前的設(shè)計(jì)中，如機(jī)械制圖、模具、夾具、工藝等，在各位老師的細(xì)心知道下，我學(xué)道了不少專(zhuān)業(yè)知識(shí)，為我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。但是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)與以往的課程設(shè)計(jì)有所不同，它是將以前所學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)匯總起來(lái)的依次綜合運(yùn)用。這為我們即將走上工作崗位，即將從事相關(guān)機(jī)械專(zhuān)業(yè)打好了基礎(chǔ)，積累了更多實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。 另外，我還要對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)輔導(dǎo)組的所有老師表示最衷心的感謝，特別是蘭國(guó)生老師，為我們講解和分析我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中碰到的疑難問(wèn)題，對(duì)我們進(jìn)行耐心細(xì)致的輔導(dǎo)。使我從他身上學(xué)到的不僅僅是知識(shí)，更多的是他那種嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度，所有的這些都為我以后走上工作崗位樹(shù)立了一面優(yōu)秀的旗幟。其次，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，也有不少同學(xué)給我提出了寶貴的意見(jiàn)和建議，在此我一并對(duì)他們表示深深的感謝！ 畢業(yè)在即，往日朝夕相處、攜手共渡的好朋友們，好同學(xué)們就要各奔東西，各奔前程了，十分不舍得，可沒(méi)有不散的宴席，分開(kāi)了是為了更好的相聚。在此，我祝福我的同學(xué)、我的朋友們都有好的運(yùn)氣，前程似錦；所有在校期間，教過(guò)我們，沒(méi)教過(guò)我們的尊敬的老師們，我深深的祝福你們工作順利，身體健康；一日為師，終生為父，老師們，謝謝你們的培育和教導(dǎo)，有了你們的教誨，才有了我們今天的成長(zhǎng)！