方頭小軸加工工藝及銑夾具設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】

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購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 院 本科畢業(yè)論文（設計） 題目 方頭小軸加工工藝及銑夾具設計 作者 學院 機械工程學院 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 學號 指導教師 二〇一五 年 四 月 二十一 日 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 摘 要 本文首先對方頭小軸零件進行分析，通過對方頭小軸進行研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、機械加工余量、基準選擇、工序尺寸和毛坯尺寸的確定，以及切削用量和工時的計算和加工刀具的設計等相關內容。 在這次畢業(yè)設計中，根據(jù)課題所給的零件圖、技術要求，通過查閱相關資料和書籍，了解 和掌握了的機械加工工藝和編程的一般方法和步驟，并運用這些方法和步驟進行了方頭小軸銑方頭扁位夾具設計，整個銑扁位夾具的設計的指導思想“簡便、高效、經(jīng)濟”。力求生產(chǎn)處符合要求的產(chǎn)品。 關鍵詞： 方頭小軸；加工余量；銑扁位夾具；經(jīng)濟 is a to an of is a in to to of of a of of of to a of of it to s a in 目錄 摘要 ....................................................................... I ............................................................. 一章 緒論 ............................................................... 1 ............................................................ 1 ........................................................ 1 結 ................................................................ 1 第二章 方頭小軸 的加工工藝規(guī)程設計 ..................................... 2 ......................................................... 2 .................................................... 3 ................................................ 4 ....................................................... 8 .......................................................... 12 ................................................. 13 ....................................... 15 ............................................... 17 ...................................................... 18 ................................................. 18 ................................................. 18 ....................................... 19 序尺寸及公差的確定 ............................ 19 ............................................ 19 0：粗車右 端外圓及端面至 20? .............................. 20 0：調頭裝夾，粗車左端外圓及端面 ......................... 21 0：粗車 7? 外圓至尺寸 ..................................... 22 0：粗車 12? 外圓至尺寸 .................................... 22 0：精車 712h? 至尺寸 ...................................... 22 0：車溝槽 ........................................ 23 0：銑方頭扁位 17.................................... 23 00：鉆、絞 2? ....................................... 23 第三章 專用夾具設計 ................................................ 24 ....................................................... 25 ................................................... 25 ................................................... 26 第 四 章 刀具 設計 ..................................................... 26 結論 ................................................................. 28 參考文獻 ............................................................ 29 致謝 ................................................................. 30 1 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 第一章 緒論 題背景 隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類文明進步的標志 。自 20 世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 具的發(fā)展史 夾具在其發(fā)展的 200 多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內燃機，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效 率及穩(wěn)定加工質量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結構也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機床 — 工件 — 工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及適應性方面，已有了相當大的提高。隨著電子技術，數(shù)控技術的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動化和高適應性，已經(jīng)使夾具與機床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個階段，這一階段，夾具的主要特點是高精度，高適應性?？梢灶A見， 夾具在不一個階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。 結 一項優(yōu)秀的夾具結構設計，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的 2 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 加工質量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結構較復雜的，不規(guī)則的軸承座類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設計的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設計，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準備工作量的 50%— 80%。生產(chǎn)設計階段，對夾具的選擇和設計工作的重視程度，絲毫也不壓于對機床設備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設計，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用 ，維護和調整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。 第二章 方頭小軸 的加工工藝規(guī)程設計 件的分析 件的作用 題目所給的零件是方頭小軸。 它一般用于與其他零件的連接處，一般起到連接的作用。 件的工藝分析 零件的材料為 2020于圓鋼，方頭小軸零件就是通過鍛壓而成。以下是方頭小軸需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： (1) 外圓 712h 的車削加工。 (2) 外圓 7? 的車削加工。 (3) 溝槽 車削加工。 (4) 17位的銑削加工。 (5) 內孔72H? 的鉆、絞削加工。 由上面分析可知，可以先加工方頭小軸的外圓表面，然后以此作為基準采用專用夾具進行扁位的銑削加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此方頭小軸零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。具 體的方頭小軸的零件圖如下： 3 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 定生產(chǎn)類型 已知此方頭小軸零件的生產(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；工序應當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。 定毛坯 定毛坯種類 零件材料為 20慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構不是太復雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇金屬型鍛造毛坯。 毛坯是用來加工各種工件的坯料 ,毛坯的生產(chǎn)方法主要有：鑄造、鍛造、焊接、沖壓件，以及各種型材也可以用作毛坯。 （ 1）零件 對形狀較復雜的毛坯，一般可 用鑄造方法制造。目前大多數(shù)零件采用砂型鑄造，對尺寸精度要求較高的小型零件，可采用特種鑄造，如永久型鑄造、精密鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造成和離心鑄造等。 （ 2）鍛件 鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織。因此鍛件的力學性能較好，常用于受力復雜的重要鋼質零件。其中自由鍛件的精度和生產(chǎn)率較低，主要用于小批生產(chǎn)和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產(chǎn)率較高，主要用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。 （ 3）型材 4 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 型材主要有板材、棒材、線材等。常用截面形狀有圓形、方形、六角形和特殊截面形狀。就其制造方法，又可分為 熱軋和冷拉兩大類。熱軋型材尺寸較大，精度較低，用于一般的機械零件。冷拉型材尺寸較小，精度較高，主要用于毛坯精度要求較高的中小型零件。 （ 4）焊接件 焊接件主要用于單件小批生產(chǎn)和大型零件及樣機試制。其優(yōu)點是制造簡單、生產(chǎn)周期短、節(jié)省材料、減輕重量。但其抗振性較差，變形大，需經(jīng)時效處理后才能進行機械加工。 （ 5）其它毛坯 其它毛坯包括沖壓件，粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等。 定零件加工余量及形狀 查《機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊》 125 頁表 1用各個加工面的機械加工 余量均為 制零件零件圖 藝規(guī)程設計 擇定位基準 ①粗基準的選擇 以零件的外圓面為主要的定位粗基準，以零件的側圓柱面扁位為輔助粗基準。 5 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） ②精基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以加工后的外圓表面為主要的定位精基準，以兩圓柱面扁位為輔助的定位精基準。 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要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領已確定的情況下 ,可以考慮采用各種機床配 以專用夾具 ,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，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： 方案一： 工序 10下料 4025X? 工序 20 粗車右端外圓及端面至 20? 工序 30調頭裝夾，粗車左端外圓及端面 工序 40粗車 7? 外圓至尺寸 工序 50粗車 12? 外圓至尺寸 工序 60 端滲碳淬火712 h? 工序 70精車 712h? 至尺寸 工序 80車溝槽 序 90銑方頭扁位 17序 100鉆、絞 2? 工序 110去毛刺倒棱角。 工序 120驗收、入庫 方案二： 工序 10下料 4025X? 工序 20 粗車右端外圓及端面至 20? 工序 30調頭裝夾，粗車左端外圓及端面 6 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 工序 40粗車 7? 外圓至尺寸 工序 50粗車 12? 外圓至尺寸 工序 60 端滲碳淬火712 h? 工序 70精車 712h? 至尺寸 工序 80車溝槽 序 90鉆、絞 2? 工序 100銑方頭扁位 17序 110去毛刺倒棱角。 工序 120驗收、入庫 方案三： 工序 10下料 4025X? 工序 20 粗車右端外圓及端面 至 20? 工序 30調頭裝夾，粗車左端外圓及端面 工序 40粗車 12? 外圓至尺寸 工序 50粗車 7? 外圓至尺寸 工序 60 端滲碳淬火712 h? 工序 70精車 712h? 至尺寸 工序 80車溝槽 序 90銑方頭扁位 17序 100鉆、絞 2? 工序 110去毛刺倒棱角。 工序 120驗收、入庫 由上述幾種零件加工工藝路線方案分析確定，首先分別經(jīng)粗、精車加工外圓面及銑削扁位，以及鉆內孔 72H? ，車削溝槽 中，方案二的工藝路線雖能方便工人安裝加工，但在裝夾加工過程中會對 零件已加工好表面造成破壞， 7 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 造成零件損失；方案三，能加工出所要的零件，但加工時對零件的裝夾和拆卸較頻繁，時間耽擱較長，生產(chǎn)率下降；所以，綜合選定，方案一可用。 擇加工設備和工藝設備 ① 機床的選擇 工序 20、 30、 40、 50、 70、 80采用 通車床 工序 90采用 式銑床 工序 100采用搖臂鉆床 ② 選擇夾具 該方頭小軸的生產(chǎn)綱領為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 ③選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質合金銑刀即可保證加工質量。在銑削扁位時，由于精度不高，可采用硬質合金絞刀。 ④選 擇量具 加工的面均采用游標卡尺。 ⑤其他 對垂直度誤差采用千分表進行檢測，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 零件基本尺寸在 20— 40之間，由表 2得該鍛件的尺寸公差等級 8～ 10 級。由表 2知，加工余量等級 G 級，故 0 級， 表 查表法確定各加工表面的總余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數(shù)值 說明 712h? 外圓 Φ 12 G 側加工（取下行值） 20? 外圓 Φ 20 H 側加工（取下行值） 7? 外圓 Φ 7 H 側加工（取下行值） 72h? 內孔 2? G 1 雙側加工（ 取下行值） 8 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 定切削用量及基本工時 序 20：粗車右端外圓及端面至 20? 機床： 通車床 刀具：硬質合金鋼刀具 過查表可知，車削長度為 0? ； 查表可知，由于刀桿伸出長度為 切削深度為 所以我們可以知道，車刀的進給量 ； 切削速度 V ：通過查找相關設計手冊和規(guī)范，可知： m 5/25.0 ? 由表可知，機床主軸轉速的計算公式為： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ????? ?，有 0 于是就有機床的切削速度： ?? ????? ?= 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 計算每分鐘進給量： m 6606.0 ???切削的長度 l 的計算： 9? 計算刀具的切入長度 1l ： ~2(1 ?????? 計算刀具的切出長度 2l ： ~32 ? 有 2 ? 計算行程次數(shù)： 1?i 計算機動時間： m i ???????mj 序 30：調頭裝夾，粗車左端外圓及端面 本工序為粗車端外圓之工序，機床選擇普通車床。 1）確定背吃刀量 由于粗加工單邊余量為 在一次走刀內完成，故 9 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 2）確定進給量 f 。根據(jù)查《切削用量簡明手冊》得，刀桿尺寸為516 ??? ， ? 以及工件直徑為 0~20 時 床說明書選擇 定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求，故需進行校驗。 根據(jù) 床說明書，其進給機構允許的進給力 530 。 當鋼的強度 M 10~680?? ， ? ， ， ??? 455 （預計）時，進給力為 820? 。 切削時 修正系數(shù)為 0.1? 0.1?， 11.1?實際進給力為 f ?? 由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力，故選的進給量可用。 3）確定切削速度 當用 15質合金車刀加工 00~630?? 鋼料， ? ，，切削速度 09 4）選擇車刀磨鈍標準以及刀具壽命 根據(jù)查 《切削用量簡明手冊》得，車刀后刀面最大磨損量取為 為車刀的材料為硬質合金，所以車刀的壽命 T=60 5）確定車削速度 每分鐘進給量 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 公式計算： 10 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 10000? = 根據(jù)一下公式，可得： 1000 30075???? 機動T= m 9*0* ?? 序 40：粗車 7? 外圓至尺寸 查表可知，由于刀桿伸出長度為 切削深度為 于是就有：車刀的進給量 ； 切削速度 V ：通過查找相關手冊可知 m 5/25.0 ? 由表可知，機床主軸轉速的計算公式為： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ????? ? ，有 0 于是就有機床的切削速度： 0 0 0 00 ?? ????? ? = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 計算每分鐘進給量： m 6606.0 m ???? 切削的長度 l 的計算： 0? 計算刀具的切入長度 1l ： k 2302)3~2(1 ?????? 計算刀具的切出長度 2l ： ~32 ? 有 2? 計算行程次數(shù)： 1?i 計算機動時間： m ??????? mf 序 50：粗車 12? 外圓至尺寸 通過查表可知，倒角深度為 ； 11 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 查表可知，由于刀桿伸出長度為 切削深度為 于是就有：車刀的進給量 ； 切削速度 V ：通過查找相關手冊可知 m 5/25.0 ? 由表可知，機床主軸轉速的計算公式為： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ????? ? ，有 0 于是就有機床的切削速度： 0 0 0 00 ?? ????? ? = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 計算每分鐘進給量： m 6606.0 m ???? 切削的長度 l 的計算： 3? 計算刀具的切入長度 1l ： k 2302)3~2(1 ?????? 計算刀具的切出長度 2l ： ~32 ? 有 2? 計算行程次數(shù)： 1?i 計算機動時間： m ??????? mf 序 70：精車 712h? 至尺寸 本工序為精車 712h? 外圓的工序，已知加工材料為 20，鍛件，有外皮，機床為 數(shù)控車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。 （ 1）外圓 712h? 精車。 1） 確定背吃刀量于半精加工單邊余量為 在一次走刀內完成，故 12 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 2 ）確定進給量 f 。根據(jù)查《切削用量簡明手冊》得，刀桿尺寸為516 ??? ， ? 以及工件直徑為 0~20 時 按 床說明書選擇 確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求，故需進行校驗。 根據(jù) 床說明書，其進給機構允許的進給力 530。 當鋼的強度 10~680??， ?， ， ??? 455 （預計）時，進給力為 820? 。 切削時.1?0.1? 11.1?f ?? 由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力，故選的進給量可用。 3）確定切削速度5質合金車刀加工 00~630??鋼料， ?，，切削速度 09 4） 選擇車刀磨鈍標準 以及刀具壽命 根據(jù)查《切削用量簡明手冊》得， 車刀后刀面最大磨損量取為 為車刀的材料為硬質合金，所以車刀的壽命 T=60 5） 確定車削速度削用量簡明手冊》表 公式計算： 10000?= 序 80：車溝槽 過查表可知，車溝槽深度為 13 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 查表可知，由于刀桿伸出長度為 切削深度為 所以我們可以知道，車刀的進給量 ； 切削速度 V ：通過查找相關設計手冊和規(guī)范，可知： m 5/25.0 ? 由表可知，機床主軸轉速的計算公式為： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ????? ?，有 0 于是就有機床的切削速度： ?? ????? ?= 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 計算每分鐘進給量： m 6606.0 ???切削的長度 l 的計算： 9? 計算刀具的切入長度 1l ： ~2(1 ?????? 計算刀具的切出長度 2l ： ~32 ? 有 2 ? 計算行程次數(shù)： 1?i 計算機動時間： m i ???????mj 序 90：銑方頭扁位 17過查表可知，銑方頭扁位尺寸為 17 查表可知，由于刀桿伸出長度為 切削深度為 于是就有：銑刀的進給量 ； 切削速度 V ：通過查找相關手冊可 知 m 5/25.0 ? 由表可知，機床主軸轉速的計算公式為： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ????? ?，有 0 于是就有機床的切削速度： 0 0 0 00 ?? ????? ? 14 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 計算每分鐘進給量： m 6606.0 ???銑削的長度 l 的計算： 3? 計算刀具的切入長度 1l ：k 2302)3~2(1 ??????計算刀具的切出長度 2l ： ~32 ? 有 2? 計算行程次數(shù)： 1?i 計算機動時間：m ??????? mf 序 100：鉆、絞 2? 本工序為鉆擴鉸 Φ 2已知 工件材料 20件 在這里，機床的選用 : 選用搖臂鉆床 率 P= 鉆頭的選擇 : 選用 ? 2機用鉸刀，材料為高速鋼。 鉆頭基本參數(shù)為： 10?? ； 30?? ； 1)鉆削進給量的選擇 查《機械制造工藝設計手冊》表 3— 42有 f mm r? 2)鉆削速度的選擇 查《機械制造工藝設計手冊》表 3— 42有 0 . 3 5 / 2 1 / m i nv m s m?? 所以 11 0 0 01 0 0 0 ??? ?3)計算切削深度 42/282 ???4)鉆削扭矩的計算 查《機械制造工藝設計手冊》表 3— 36有 0M C m d x m fy m? 310 d f k ??? 15 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 式中： ? 所以， 1 0 3 d f k? ? ? 1 . 9 0 . 8 32 2 5 . 6 3 2 2 0 . 3 5 1 03 4 . 5 9 ? ? ?? 5)計算軸向力 查《機械制造工藝設計手冊》表 3— 36有 軸向力 . . d F K? 式中 ? 所以 ; 6 ? 因零件材料為 50，查《機械制造工藝設計手冊》表 3— 36有 0 . 6 0 . 6150 0 . 9 41 9 0 1 9 0 ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 所以，實際的切削扭矩和軸向力分別為： 3 4 . 5 9 0 . 9 4 3 2 . 5 2 9 1 0 . 9 4 5 2 5 5 . 5M N ? ?? ? ? 6)計算切削功率 因為 3 0 4 / m i n 5 . 1 /n r r s?? 查《機械制造工藝設計手冊》表 3— 36有 3 5 . 1 32 1 0 2 3 . 1 4 3 5 . 6 5 1 0 ??? ? ? ? ? ? 1 1 所以，機床功率足夠 ; 第三章 專用夾具設計 16 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 題的提出 本夾具主要用來銑方頭小軸外圓扁位的夾具。本例加工的零件對象是方頭小軸，加工的主要內容是將圓柱面銑扁，便于零件安裝拆卸以及傳送扭矩。 本例 中我們設計的銑削夾具，能夠實現(xiàn)零件加工的準確快速定位、夾壓、保證刀具切削可靠，不會因為零件在切削過程中移動或轉動而打壞銑刀，以及零件的快速拆卸。本課題的難點和主要任務是，就是要選擇最有效的裝夾定位方案和夾具元件，使我們在一次裝夾中能夠加工更多的零件，提高生產(chǎn)效率。 具的設計 1）定位基準的選擇 由零件圖可知，在銑削方頭小軸圓柱面扁位的時候，方頭小軸的外圓面已經(jīng)進行了粗車、精車加工，所以選擇經(jīng)過加工的外圓表面作為定位基準面，并以方頭小軸的下底面以及已經(jīng)過車削的內孔作為定位基準來對工件進行定位，限 制工件的自由度，這樣工件就別限制了自由度，從而達到了定位的目的。 2）定位誤差的分析 定位方式選用的是能夠自動對中的圓柱零件 V 型塊定位方式，一個方向（水平面上）的誤差能夠自動對中消除；和這個方向垂直方向（鉛錘線上，也就是高度）的定位誤差，則可以通過精密計算和制造，確保 V 型塊定位中心高方頭小軸 (見夾具裝配圖和 V 型塊零件圖）來保證。決定于銷軸（或套茼）本身的公差尺寸、夾具定位塊（件號方頭小軸，各人不同）的高度公差，還有夾具體本身的高度（厚度）公差決定，這幾項公差可以精密制造加以控制，但三項積累誤差加起來數(shù)值仍然 不容小視 2、 V 形塊的尺寸的計算 根據(jù)《金屬切削機床夾具設計手冊》 V 形塊設計公式（ 及零件圖和夾具裝配圖數(shù)據(jù)得： V 形塊的工作角度：α =90° V 形塊基面到定位園中心的距離： H=h+17 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） V 形塊的開口尺寸： B=2(h+本例因為是一個變形了的 V 形塊定位，計算原理公式和上式類似，得到方頭小軸尺寸（見銑夾具裝配圖）為 3、 V 形塊的定位誤差的計算 按制造公差，取 X（代入銷軸（或銷套）外圓尺寸的公差值） Δ y== 注： V 形塊的工作角度α越大，定位誤差越小；但工作角度α越大，定位穩(wěn)定性越差。 作為以最后精加工外圓尺寸定位的銑削工序， 很小，Δ y 誤差在允許范圍內。前邊我們分析，此誤差還受到了 V 形塊和夾具底板厚度的公差影響，實際上，在夾具的安裝調整中，我們還可以采取一些措施，把這個Δ y 誤差嚴密控制在一個很低的水平：用外徑等于銷軸（或銷套）中值的標準芯棒在夾具上進行試安裝并測量，第一步調整Δ x 到位 第二步對芯棒進行試銑削，隨時測量相當?shù)匿N軸（或銷套）銑削后的高度 尺寸，對應圖紙要求，使Δ y 為最小。 第三步同時銑削已經(jīng)初步安裝調整后的銑削對刀塊，使其與銑削后的銷軸平面等高 按此方法，熟練的銑工能夠利用對刀塊對刀，再進行平面銑削，能夠將Δ 0 絲之內，而不受 V 形塊底板等制造公差的影響。完全滿足圖紙的公差要求。 3）銑削力及夾緊力的計算 需要考慮銑削時的切削力影響，根據(jù)《機械加工工藝手冊》可查得：銑削 18 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 力計算公式為： 其中： 用高速鋼銑刀銑削時，考慮工件材料及銑刀類型的系數(shù)，其值查表； 削深度（ 齒進給量（ mm/z）； D 刀直徑（ B 削寬度（ z 刀的齒數(shù)； 慮工件材料機械性能不同的修正系數(shù)，加工鑄鐵時 布氏硬度值 /190） 于灰鑄鐵 94。 查表可得： 8；碳鋼取 68 削深度（一次進刀） z；每齒進給量 D=56刀直徑 B=18削寬度（按銷套零件圖紙，銷軸此尺寸為 Z=8； 銑刀 齒數(shù) 1 切削材料修正系數(shù) 代入得： =68× 18× 8× 1＝ 313N 19 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 三、夾緊力的計算公式： Q=套 式中： K— 安全系數(shù)， K 的取值范圍一般為 3，粗加工時取 3，精加工時取 2。 K== 一套 — 一套夾緊上的主切削力。【 12】 Q=套 =313=799N 則兩把銑刀為 1600N 因為所選用的刀具是自制的復合三面刃銑刀，兩把同樣的三面刃銑刀同時銑削銷軸（或銷套）對 邊的兩個平面，兩邊銑削同時進行，扭矩能夠互相抵消。產(chǎn)生的切向力同時指向側面定位塊方向，由于夾具的夾緊定位機構此時連接成一個剛性的體系，由三個 栓兩個 栓以及兩個直徑 8 的圓銷承受側向切削力。 夾具體可以承受剪切力 12001600N 其中 S 為受剪力的多個螺栓和圓柱銷的總共橫截面積 (計算過程略），經(jīng)計算要剪斷這些螺栓和銷，需要 51200以夾緊完全可靠。 4）夾緊元件及動力裝置的確定 根據(jù)設計要求保證夾具一定的先進性且夾緊力并不是很 大，所以采取螺旋夾緊裝置。工件在夾具體上安裝后，通過推動移動 V 型板將工件夾緊。 5）夾具設計及操作的簡要說明 本次設計的方頭小軸銑圓柱面扁位夾具，采用了 V 型塊和活動壓板壓板夾緊元件。將夾緊力均衡的分配到側面以及水平面，也就是相當于 V 型塊的兩個受 20 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 力平面上，使零件夾緊更加穩(wěn)定可靠。加工零件緊緊貼靠在支撐平面上，夾緊力直接傳遞到夾具體上，銷軸套茼元件并沒有變形的空間。通過打開活動壓板就可以把工件輕松地取出來。 圖 4銑扁位夾具裝配圖 第四章 刀 具的設計 與其他加工機床的刀具相比，普通機床加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要剛性好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好；同時要求安裝調整方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的刀具常采用適應高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細粒度硬質合金）并使用可轉位刀片。 1、車削用刀具及其選擇 數(shù)控車削常用的車刀一般分尖形車刀、圓弧形車刀以及成型車刀三類。 （ 1）尖形車刀 尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構成，如 90°內外圓車刀、左右圓柱面 扁位車刀、切槽（切斷）車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內孔車刀。 尖形車刀幾何參數(shù)（主要是幾何角度）的選擇方法與普通車削時基本相同，但應結合數(shù)控加工的特點（如加工路線、加工干涉等）進行全面的考慮，并應兼顧刀尖本身的強度。 （ 2）圓弧形車刀 圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切 21 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃沒一點都是圓弧形車刀的刀尖，因此，刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。 圓弧形車刀可以用于車削內外表面，特別適合于車削各種光滑連接（凹形）的成型面。選擇車刀圓弧半徑時應考慮兩點：一是車刀切削 刃的圓弧半徑應小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干涉；二是該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會因刀尖強度太弱或刀體散熱能力差而導致車刀損壞。 （ 3）成型車刀 成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刃的形狀和尺寸決定。 數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應盡量少用或不用成型車刀。刀具的選擇原則 盡可能選擇大的刀桿橫截面盡寸，較短的長度尺寸提高刀具的強度和剛度，減小刀具振動； 1． 選擇較大主偏角（大于 75度，接近 90度）：粗加 工時選用負刃傾角刀具，粗加工時選用正刃傾角刀具； 2． 粗加工時選用無涂層刀片及小的刀尖圓弧半徑； 3． 盡可能選擇標準化、系統(tǒng)化刀具； 4． 選擇正確的、快速裝夾的刀桿刀柄。 （一） 選擇銑削刀具的考慮要點 在數(shù)控銑床上使用的刀具主要立銑刀、面銑刀、球銑刀、環(huán)形刀、鼓形刀和錐形刀等。常用到面銑刀、立銑刀、球頭銑刀和環(huán)形銑刀。除此以外還有各種孔加工刀具。 面銑刀的圓周表面和圓柱面扁位上都有切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結構和刀片機夾可轉位機構，刀齒材料為高速鋼或硬質合金，刀體為 40 立銑刀是數(shù)控機床上用 的最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和圓柱面扁位上都有切削刃，它們可同時進行切削，也可單獨進行切削。結構有整體式和機夾式等，高速鋼和硬質合金是銑刀工作部分的常用材料。 模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球銑刀、圓柱形球頭或圓柱面扁位上布滿切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作經(jīng) 22 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 向和軸向進給。銑刀工作部分用高速鋼或硬質合金制造。 首先根據(jù)加工內容和工件輪廓形狀確定刀具類型，再根據(jù)加工部分大小選擇刀具大小。 銑刀類型選擇： 1． 加工較大平面選擇銑刀。 2． 加工凸臺、凹槽、平面輪廓 選擇立銑刀。 3． 加工曲面較平坦的部位常采用環(huán)形銑刀。 4． 曲面加工選擇球頭銑刀。 5． 加工空間曲面模具型腔與凸模表面選擇模具銑刀。 6． 加工封閉鍵槽選鍵槽銑刀等。 23 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 總結 時間過得真快啊，轉眼間 四 年時間都過去了，在這 四 年中，我學到了許多專業(yè)知識，就拿這次的畢業(yè)設計來說吧，我查閱了《機械制造工藝編制及實施》，《機床夾具設計》，使我充分掌握了機床的設計方法和步驟，更重要的復習所學專業(yè)的知識，以前總認為學這些專業(yè)知識沒用，那是我太天真了，當這次的畢業(yè)設計，它幫了我不少的忙，特別是《機械制造工藝編制及 實施》這課對我的畢業(yè)設計幫助特別大，都怪上課沒認真聽講，導致做畢業(yè)設計時要問比我學的好的同學，通過這次做畢業(yè)設計讓我認識到學習不是個壞事，是為了自己的，還有學習這些知識精通的話對我們找個好工作有大大的幫助，總之我除了感謝我的老師和幫助過我的同學外更要感謝自己的。 24 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 致 謝 當我寫到這里的時候，我心里是別提有多么的開心，不管前面的對與錯，總之，我覺得自己做到這里已不錯了，感謝蔡宏健老師和幫助我的同學一起到圖書館查資料的那些同學們，要不是你們恐怕我現(xiàn)在真不知道自己能做到哪里，首先您不 僅在學習學業(yè)上對我以精心的指導，同時還在我改寫論文時給我鼓勵和支持，從這點看出老師當初選你當我的老師我是明智的，而且，通過這次寫論文我知道遇到什么事總要靠別人來完成，現(xiàn)在我覺得這種想法是我錯啦，也許自己做的比那些人做的會更好，同時，我要把這種態(tài)度放到工作當中，我相信我自己一定可以比別人做的出色。說實話，我從開始認真做畢業(yè)設計的時候，才領悟到知識確實是種強大的工具，我現(xiàn)在想來前面失去的，我想在通過在工作中補回來，想到這里自己說了句 “呵呵 ”，但是話說回來，這次的畢業(yè)設計我花了挺大的功夫，雖然是苦，但心里挺開心的 ，我想如果大學這 四 年我好好來利用它的話，我的畢業(yè)設計不談在班里第一個交，最少也在前十個人之前交，最后在這里衷心的對所有關心我?guī)椭业谋磉_我由衷敬意，謝謝各位同學的幫助。 25 湖南涉外經(jīng)濟學院本科生畢業(yè)論文（設計） 參考文獻 1 石彥國，任莉．大豆制品工藝學【 M】．天津：機械工業(yè)出版社， 2006 35~ 2 ()李慶壽機床夾具設計（ ），北京：機械工業(yè)出版社， 1983 86~97 3 王笑天．金屬材料學（ M）．北京：機械工業(yè)出版社， 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