裝配圖叉形件工藝及銑床夾具設(shè)計

裝配圖叉形件工藝及銑床夾具設(shè)計,裝配,叉形,工藝,銑床,夾具,設(shè)計 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計的題目是叉形件加工工藝及夾具設(shè)計。叉形件是飛機(jī)液壓助力器執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的主要部件之一，在產(chǎn)品的某組件中內(nèi)孔Φ10和外圓Φ9與叉形件組件中的外圓和內(nèi)孔配合，起到一個連接的作用。 主要的設(shè)計思路是：分析零件特點及擬訂合理的工藝規(guī)程，依據(jù)工藝規(guī)程設(shè)計，選擇機(jī)床和設(shè)計合理的夾具。在機(jī)械加工中如果能廣泛地使用夾具，就能極大的節(jié)省加工時的輔助時間，以減輕工人的勞動量，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。 設(shè)計夾具一般先對原始材料進(jìn)行分析，明確設(shè)計要求和意圖，然后提出具體的定位、夾緊、對刀方案和夾具體的一般結(jié)構(gòu)。本文采用六點定位的定位方法，夾緊螺釘與雙向壓板組合的夾緊方法，為保證設(shè)計的可靠性，還對夾具的精度進(jìn)行了分析。 本次畢業(yè)設(shè)計是專業(yè)課程的理論學(xué)習(xí)和實踐之后的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，通過本次設(shè)計對所學(xué)專業(yè)課程的理論加以綜合并增加生產(chǎn)實踐知識，經(jīng)過實際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高個人獨立工作的能力。鞏固與擴(kuò)充了相關(guān)課程內(nèi)容，掌握其設(shè)計的方法和步驟。在設(shè)計中查閱了大量的機(jī)械書籍，在此過程中鍛煉并提高了機(jī)械設(shè)計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊；熟悉機(jī)械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及其它有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并在設(shè)計中加以貫徹，對今后的工作與學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：叉形件，工藝規(guī)程，機(jī)床夾具 I ABSTRACT This graduation design topic is Y-piece processing and milling fixture design. Y-piece is one of the main components of aircraft hydraulic actuators in the booster, a component within the product and cylindrical hole Φ10 Φ9 and Y-piece assembly with the outer and inner hole, played the role of a connection . The main design way of thinking BE: the feature of the parts is analyzed so as to plan the reasonable process and select the corresponding machine and jig. Machined parts if they can widely used fixture, you can greatly save the auxiliary time when the processing in order to reduce the amount of labor of workers, improve product quality and labor productivity. Design fixture first general analysis of the raw materials, design requirements and intentions clear, and then propose specific positioning, clamping programs and folders specific general structure of the knife. In this paper, six o'clock positioning, clamping the clamping bolts and two-way plate combination in order to ensure the reliability of the design, but also on the accuracy of the fixture. This graduation design is profession course of theories study and after practice of the last teaching link, pass this design to learn profession course of the theories take in to synthesize and increase produce to practice knowledge, pass by training of machine design, develop and raise thus personal independence work of ability. Make stronger and enlarged the related course contents. Control the method and step of its design. Checked a great deal of machine book in the design, toughen in this process and raised the basic technical ability of machine design, such as calculation, paint, check design data and manual; Acquaint with standard and other of the machine design relevant of standard and norm, and take in to carry through in the design, to aftertime's work and study beat under solid foundation. KEY WORDS: Y-piece , Process planning, Machine tool fixtures II 目錄 前 言 - 1 - 第一章 零件的分析 - 2 - 1.1零件的作用 - 2 - 1.2 零件的結(jié)構(gòu)與工藝分析 - 2 - 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 - 4 - 2.1確定毛坯的制造形式 - 4 - 2.2 基準(zhǔn)的選擇 - 4 - 2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 - 4 - 2.2.2精基準(zhǔn)的選擇 - 4 - 2.3加工階段的劃分 - 5 - 2.3.1零件加工階段的劃分 - 5 - 2.3.2.工序的集中與分散 - 5 - 2.4.制定工藝路線及方案 - 5 - 2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸的確定 - 7 - 2.6尺寸鏈的計算 - 7 - 第三章 銑床夾具設(shè)計 - 9 - 3.1裝夾方案的確定 - 10 - 3.1.1定位基準(zhǔn)的選擇 - 10 - 3.1.2裝夾方案 - 10 - 3.2夾具設(shè)計及解析 - 11 - 3.2.1.夾具精度分析 - 12 - 3.2.2．夾具設(shè)計及操作的簡要說明 - 14 - 參考文獻(xiàn) - 15 - 致 謝 - 16 - 畢業(yè)設(shè)計小結(jié) - 17 - 附 錄 - 18 - III 前 言 機(jī)械制造加工工藝與機(jī)床夾具設(shè)計主要是對零件的加工工藝設(shè)計和針對某個工序進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，從零件的工藝來說，它主要是分析零件在進(jìn)行加工時應(yīng)注意什么問題，采用什么方法和工藝路線加工才能更好地保證精度，提高勞動生產(chǎn)效率。就專用夾具而言，好的夾具設(shè)計可以提高生產(chǎn)效率，精度，降低成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的適用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率，降低成本。在本次設(shè)計中，就針對叉形件的工藝進(jìn)行分析，制定和比較加工工藝路線，選擇一種較好的加工工藝路線進(jìn)行加工，并對叉形件的槽8.4mm進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，在這過程，對夾具的定位誤差和精度進(jìn)行分析計算。通過這次設(shè)計，培養(yǎng)了編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)計能力，這也是在進(jìn)行畢業(yè)之前對所學(xué)課程進(jìn)行最后一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們的大學(xué)生活中占有十分重要的地位。 機(jī)械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計劃調(diào)度，加工操作，生產(chǎn)安全，技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種，上質(zhì)量，上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證，然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品加工精度，降低生產(chǎn)成本等。 畢業(yè)設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在畢業(yè)之前對所學(xué)各課程的基礎(chǔ)知識、研究能力、自學(xué)能力以及綜合運用能力的培養(yǎng)和檢驗，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，就我個人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計對自己將來從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。 由于能力所限，設(shè)計中尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指正，謝謝。 第一章 零件的分析 1.1．零件的作用 叉形件零件是飛機(jī)液壓助力器執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的主要部件之一。從整體上來看，飛機(jī)液壓助力器是安裝在飛機(jī)副翼操縱機(jī)構(gòu)中或方向舵操縱系統(tǒng)中，用于不可逆的液壓助力器操縱。當(dāng)飛機(jī)液壓系統(tǒng)損壞或壓力下降時，液壓助力器外筒左右兩腔溝通，即助力器當(dāng)一拉桿使用，以實現(xiàn)人力應(yīng)急操縱。每架飛機(jī)上裝有兩臺液壓助力器。分別操縱左右副翼或方向舵。 叉形件零件在產(chǎn)品中內(nèi)孔φ10H7和外圓φ9h6與叉形件組件中的外圓和內(nèi)孔配合，起到一個連接的作用。 1.2 零件的結(jié)構(gòu)與工藝分析 圖1-1 叉形件零件圖 從叉形件的結(jié)構(gòu)特征來看（見上圖1-1），它是長度大于直徑的回轉(zhuǎn)體零件，其被加工表面有外圓柱面、外圓錐面、螺紋、溝槽、孔等。根據(jù)它的結(jié)構(gòu)特點和精度要求，應(yīng)選擇合理的定位基準(zhǔn)和加工方法。 叉形件的技術(shù)要求是根據(jù)零件的主要功用以及使用條件確定的，通常有以下幾個方面： （1）加工精度。叉形件的加工精度主要包括結(jié)構(gòu)要素的尺寸精度、形狀精度和位置精度。 1）尺寸精度。主要指結(jié)構(gòu)要素的直徑和長度的精度。 2）形狀精度。主要指軸頸的圓度、圓柱度等，因軸的形狀誤差直接影響與之配合的零件接觸質(zhì)量和回轉(zhuǎn)精度，因此限制在直徑公差范圍內(nèi)。 3）位置精度。包括兩叉內(nèi)、外端對表面C的垂直度，孔對表面A的垂直度及位置度要求，具體參閱零件圖。 （2）表面粗糙度。軸類零件的主要工作表面粗糙度根據(jù)其運轉(zhuǎn)速度和尺寸精度等級決定。本零件中主要表面的表面粗糙度Ra為1.6~0.4，次要表面的表面粗糙度Ra為12.5~3.2。 （3）其他要求。為改善軸類零件的切削加工性能或提高綜合力學(xué)性能及其使用壽命等，還必須根據(jù)軸的材料和使用條件，規(guī)定相應(yīng)的熱處理要求。 設(shè)計基準(zhǔn)是φ9的中心線；配合表面是外圓φ9，內(nèi)孔φ10，叉形件在裝配過程中，內(nèi)孔φ10H7 和外圓φ9h6在叉形組件中是配合表面，因此配合部分的尺寸公差、形位公差要求比較高，表面粗糙度要求較高，外圓φ10H7是設(shè)計基準(zhǔn)表面；M5-6h螺紋上有一個φ1.5的小孔起漏氣漏油作用，因此這部分的精度要求不高； 主要技術(shù)要求： 1.表面A的中心線對內(nèi)孔φ10H7軸線的垂直度公差為0.05，位置度公差不大于0.1； 2.槽與外形的軸線對內(nèi)孔φ10H7的內(nèi)壁的垂直度公差都為0.05； 3.表面A與鉸鏈襯套ZL-19461R的配套間隙為0.006-0.01； 4.允許表面B上有孔深2.5, φ1的中心孔； 5.磁力探傷； 6.L段和表面C發(fā)蘭，其余表面鍍鎘8-12μ,鈍化； 7，叉形件從構(gòu)形來看，基本屬于軸類件，各個表面并不復(fù)雜。叉形件從精度上看，主要工作表面的精度是IT6級，孔φ10H7工作表面的粗糙度為0.8，非配合表面的粗糙度為1.6-3.2，位置精度：φ10H7的孔中心線對A的位置度為0.1，垂直度公差為0.05； 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1確定毛坯的制造形式 零件材料為30CrMnSiA，屬中碳，強(qiáng)度高，焊接性能較差。調(diào)質(zhì)后有很高的強(qiáng)度和足夠的韌性，淬透性也好。具有良好的加工性，加工變形微小，抗疲勞性能相當(dāng)好。毛坯要求進(jìn)行淬火后回火，保持硬度為HRC=36-41, 考慮到零件受力情況，批量的大小等因素，因此應(yīng)該選用棒料。以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件屬于大批量生產(chǎn)，應(yīng)保證尺寸的精確。這對提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。 2.2 基準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇得正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證。生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批量報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 在選擇粗基面時，考慮的重點是如何保證各加工面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。因此選擇粗基面的原則有以下幾個方面： （1）如果必須首先保證工件某重要表面的余量均勻，就應(yīng)該選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。 （2）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應(yīng)該以不加工表面為粗基準(zhǔn)。 （3）應(yīng)該用毛坯制造中尺寸和位置比較可靠，平整光潔的表面作為粗基準(zhǔn)。 根據(jù)以上原則，粗基準(zhǔn)選擇毛坯的外圓表面徑向基準(zhǔn)，以端面作為軸向基準(zhǔn)下料，這樣選擇可以保證在粗加工時零件精度。 2.2.2精基準(zhǔn)的選擇 對于精基面主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。考慮設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)是否重合，測量基準(zhǔn)和加工是否重合，所產(chǎn)生的基準(zhǔn)誤差是否需要專門計算和換算，因此精基準(zhǔn)的選擇原則有以下幾個方面： （1）應(yīng)盡可能選用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這稱為基準(zhǔn)重合原則。 （2）所選的定位基準(zhǔn)，應(yīng)能使工件定位基準(zhǔn)精準(zhǔn)，穩(wěn)定，剛性好。變形小和夾具結(jié)構(gòu)簡單。 （3）應(yīng)盡可能選擇統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工表面，以保證各表面的位置精度，這稱為統(tǒng)一基準(zhǔn)原則。 （4）有時還要遵循互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工原則。 （5）有些精加工工序要求加工余量小而均勻，以保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，這時就以加工面本身作為精基面。 結(jié)合上述原則與零件圖紙的要求，又因為該零件工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，故而我們以設(shè)計基準(zhǔn)φ9的中心線為零件的徑向精基準(zhǔn)，這樣定位不僅滿足上述原則，同時也是多次裝夾和定位中精度最高的。 2.3加工階段的劃分 2.3.1零件加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時，必須把整個加工過程劃分為以下幾個階段： （1）粗加工階段：在這一階段中要切除較大量的加工余量，因此主要問題是如何獲得較高的生產(chǎn)效率。用切斷刀下料長度為72，車端面打中心孔做好軸向基準(zhǔn)的精度要求，粗車外圓半錐度，銑平面銑槽等等為后邊的精加工做好工作。 （2）半精加工階段：在這一階段中應(yīng)為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備（達(dá)到一定的加工精度，保證一定的加工余量），并完成一些次要表面的加工，一般在熱處理之前進(jìn)行。細(xì)車外圓，鉆孔，銑外形，銑平面打標(biāo)記進(jìn)一步提高精度要求。 （3）精加工階段：保證各主要表面達(dá)到圖紙規(guī)定的質(zhì)量要求，中檢，修復(fù)基準(zhǔn)精車外圓，磨外圓，磨平面及槽，鏜孔車螺紋，鉆小孔，磨小臺，表面處理最后終檢，以滿足零件的最終設(shè)計要求。 由于零件加工質(zhì)量要求較高，將其工藝路線劃分為4個階段：毛坯---粗加工（車外圓、銑槽、鉆孔、銑圓?。?--半精加工---精加工---光整打磨。 2.3.2.工序的集中與分散 一個工件的加工是由許多工步組成的，如何把這些工步組織成工序，是擬定工藝過程時要考慮的一個問題。在一般情況下，根據(jù)工步本身的性質(zhì)，粗精階段的劃分、定位基面的選擇和轉(zhuǎn)換等，就把這些工步集中成若干個工序，在若干臺機(jī)床上進(jìn)行。本零件是大批量生產(chǎn)，而且零件比較小裝夾比較方便，因此采用工序分散，采用比較簡單的機(jī)床和工藝設(shè)備，調(diào)整容易，而且工序分散對于員工的技術(shù)要求也比較低從而降低了成本和生產(chǎn)效率。 2.4.制定工藝路線及方案 在分析研究叉形件零件圖的基礎(chǔ)上，對各加工表面選擇相應(yīng)的加工方法。 外圓表面的加工方案：粗車→半精車→精車→磨。 內(nèi)孔表面加工方案：鉆→鏜→鉸 平面加工方案：粗銑→精銑→磨。 工藝方案如下： 5工序： 備料，選擇長1600mm, φ30mm的棒料，零件材料為30CrMnSiA。供應(yīng)狀態(tài)為熱軋，熱軋能顯著降低能耗，降低成本，熱軋時金屬塑性高，變形抗力低，大大減少了金屬變形的能量消耗。毛料加工零件總數(shù)為20件。 10工序： 切斷，在鋸床上用彈簧夾頭加緊，切斷成長72mm的棒料。 15工序：鉆中心孔。用彈簧夾頭加緊外圓，在兩端面中心φ1mm的中心孔，深度為2.5mm，此孔用于以后加工定位。 20工序：粗車外圓，車錐度.設(shè)備：C620. 粗車外圓φ11和φ28，φ11作為后面25工序加工的粗基準(zhǔn)。 加工，粗糙度為3.2。這道工序中的精度要求較高，原因是在以下的工序中要求采用這段圓柱面作為定位基準(zhǔn)。這樣以這段外圓作為基準(zhǔn)定位，可提高定位的穩(wěn)定，可靠性。 在本工序后，由于出現(xiàn)最終表面，要求以后工序間要進(jìn)行防銹，油封。 25工序：粗銑平面、銑槽，設(shè)備：X60 此工序中三把銑刀同時加工，加工中以φ11的端面和外圓柱面為定位基準(zhǔn)。此工序中零件的定位基準(zhǔn)是底端面及外圓表面作為定位基準(zhǔn)。選用v型塊做為零件的主要定位元件。夾緊方式采用螺母夾緊，用連桿及彈簧。設(shè)計基準(zhǔn)為表面如箭頭所指（見圖3-1，25工序圖） 30工序：去毛刺，設(shè)備：鉗工臺： 去銑加工后槽和平面的毛刺 35工序：打中心孔，設(shè)備：C620 在B端面打中心孔，工序的要求與工序10要求相同 45工序：細(xì)車外圓，設(shè)備：C620 此工序的以B端面和φ11的端面的中心孔定位 50工序：鉆孔，設(shè)備：Z518。 此工序中先進(jìn)行鉆孔然后進(jìn)行擴(kuò)孔，考慮到擴(kuò)孔的加工質(zhì)量比鉆孔高，一般精度可達(dá)到IT10-IT9，表面粗糙度值Ra值為3.2-6.3微米，而且實踐表明這樣分兩次鉆孔 ，生產(chǎn)效率比用鉆頭一次鉆出的高。 60工序：銑外形，設(shè)備：X52k 用φ20的指狀銑刀 70工序：銑平面，設(shè)備: X52k 85工序：中檢，設(shè)備:檢驗臺 檢驗的尺寸,檢驗的尺寸 90工序：熱處理：調(diào)質(zhì)：淬火+高溫回火。 目的是為了獲得零件規(guī)定的硬度，提高材料的機(jī)械性能。 從此工序后，零件進(jìn)入精加工階段。 95工序：修復(fù)基準(zhǔn)，設(shè)備：C620。 用紗布或研磨膏在車床上清理內(nèi)孔里熱處理吹沙而不能清理的贓物和氧化皮等。 100工序：精車外圓，設(shè)備：C620。 精車外圓φ9.5 φ6.5 φ5.05 105工序：磨外圓，設(shè)備：M114, 在外圓磨床上加工φ9h6，φ6h6，以達(dá)到最終要求尺寸。為工藝精基準(zhǔn)，以及磨平面及槽加工定位做準(zhǔn)備，達(dá)到表面處理鍍前的尺寸。 110工序：磨平面及槽，設(shè)備MT120A 在磨床上用砂輪加工槽和平面，以達(dá)到零件的最終粗糙度要求和垂直度要求。 115工序：鏜孔，設(shè)備：C620。 粗鏜孔φ9.3 半精鏜孔φ9.8 鉸孔φ10加工倒角0.3*45°，用單刃鏜刀鏜孔，適應(yīng)性較廣，靈活性較大，可以校正原有孔的軸線歪斜或位置偏差，而這一點擴(kuò)孔和鉸孔是不易達(dá)到的。缺點是生產(chǎn)效率比較低。 120工序：磁粉探傷，設(shè)備：探傷機(jī) 本工序是檢驗零件的表面在熱處理及磨削加工后，有無裂紋，有裂紋時，就不能正常工作，或者造成嚴(yán)重的事故，磁粉探傷前后均須清洗干凈。 125工序：車螺紋，設(shè)備：C620 該工序前，基準(zhǔn)外圓φ10H7都已精加工，保證了該工序的加工要求。 130工序：鉆小孔，設(shè)備：Z512 用Φ1.5鉆頭在鉆床上直接加工，沒有較高的粗糙度要求，但是有較 高的位置精度要求。 135工序：磨小臺：設(shè)備：MT475A 本工序并非重要加工尺寸，安排在該工序進(jìn)行加工， 140工序：表面處理，設(shè)備:槽 按零件圖的要求，給表面C和L段鍍鎘，發(fā)蘭。其余表面鍍鎘8-12μ 145工序：終驗，設(shè)備:檢驗臺 是零件的匯總檢驗，進(jìn)行叉形件部件裝配要求的檢驗。 2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸的確定 叉形件零件材料為30CrMnSiA，硬度為HRC:36-41，生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)。根據(jù)原始資料及加工工藝，可以確定各加工面的機(jī)械余量、工序尺寸。 1.10孔 毛坯為實心，不沖出孔。根據(jù)工序要求，其加工分為鉆、鉸、鏜、精鏜和磨。參照手冊，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 8.1mm 粗鏜： 9.3+0.09mm 2Z=0.8mm 精鏜孔：9.8+0.036mm 2Z=0.6mm 鉸孔： 10+0.015mm 2Z=0.2mm 2 槽9mm 銑槽8.4+0.05mm 磨槽9.0+0.15 +0.10 mm 2Z= 0.6mm 3. 外圓16mm 根據(jù)工序要求，其加工分為粗車、半精車、磨削加工。各工序余量如下。 粗車：參照手冊，取余量為3.5mm，偏差為-0.3mm。 半精車：參照手冊，取余量為2mm，偏差為-0.12mm。 磨削：參照手冊，取余量為0.5mm，偏差為 -0.12 -0.10 2.6尺寸鏈的計算 1. 尺寸鏈的計算 N是在115工序中要計算的尺寸 19.987-0.025是105工序磨外圓孔壁的距離 4.1±0.075是孔的半徑 N為封閉環(huán) 25-0.05增環(huán) 4.1±0.075減環(huán) 19.987-0.025是減環(huán) N=25－4.1－19.987 X=0.163 ES(X)=0-(-0.075)-(-0.025) ES(X)=0.1 EI(X)=-0.05-0.075 EI(X)=-0.125 所以N=0.163 第三章 銑床夾具設(shè)計 在機(jī)床上加工工件時，為了保證加工精度，加工前首先要使工件在機(jī)床上有一個正確的位置，即定位。然后將其夾緊。工件定位與夾緊的過程又稱為工件的裝夾，在機(jī)床上用于裝夾工件的工藝裝備就稱為機(jī)床夾具，機(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，它直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本以及工人的勞動強(qiáng)度等，因此機(jī)床夾具設(shè)計是機(jī)械加工工藝準(zhǔn)備中的一項重要工作。 機(jī)床夾具的種類很多，按使用機(jī)床的類型不同可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其他機(jī)床夾具等；按驅(qū)動夾具工作的動力和自夾緊夾具等。按其專門化程度不同，機(jī)床夾具一般可以分為以下五種類型： （1） 通用夾具 （2） 專用夾具 （3） 可調(diào)夾具 （4） 組合夾具 （5） 隨行夾具 本論文中所涉及的夾具是諸多夾具類型當(dāng)中的專用夾具，是用于加工叉形件8.4mm槽的銑床夾具。 專用夾具是針對某個具體工件的某一工序?qū)ｉT設(shè)計的，在實際生產(chǎn)中應(yīng)用的專用夾具很多，分類方法也有多種，通?？梢愿鶕?jù)不同的工序特征進(jìn)行分類，以便于研究和考慮夾具的構(gòu)造形式。專用夾具可分為以下幾類： （1） 車床類夾具 （2） 銑床類夾具 （3） 鉆鏜床類夾具 （4） 其他機(jī)床夾具 專用夾具的主要功用有以下幾個方面： （1）保證被加工表面的位置精度 （2）提高勞動生產(chǎn)率、降低成本、縮短工序時間 （3）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍 （4）改善工人勞動條件 銑床夾具所具有如下設(shè)計特點： （1）銑床加工中切削力較大，振動也較大，故需要較大的夾緊力，夾具剛性也要好。 （2）借助對刀裝置確定刀具相對夾具定位元件的位置，此裝置一般固定在夾具體上。 （3）借助定位鍵確定夾具在工作臺上的位置。 （4）由于銑削加工中切削時間一般較短，因而單件加工時輔助時間相對長，故在銑床夾具設(shè)計中，需特別注意降低輔助時間。 專用夾具通常由定位件、夾緊件、導(dǎo)向?qū)Φ对?、連接元件、夾具體、其他裝置和元件，幾部分組成。在上述組成部分中，定位件、夾緊件和夾具體是必需的，其他不是所有夾具都需要的。 3.1裝夾方案的確定 本夾具主要是用來在φ11.0mm圓柱上端來粗銑寬為8.5mm的槽和寬為16.5的平面，并且對孔φ10.0mm也有一定的技術(shù)要求（垂直度的偏移不能大于0.05mm）由于小圓柱還沒有加工且槽在后續(xù)的工序中還要進(jìn)行磨削所以在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何保證加工質(zhì)量提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。 圖3-1:工序25銑槽與平面 3.1.1定位基準(zhǔn)的選擇 銑床主要加工的是間距8.5mm和16.5mm的四平面的加工，保證其中心距與Φ11mm軸的同軸度在0.2mm以內(nèi)，所以定位基準(zhǔn)的選擇以Φ11mm軸的軸線為主基準(zhǔn),以外圓和端面定位，共限制五個自由度，繞Z軸轉(zhuǎn)動的自由度不耍限制，因為上下都是圓柱體，不影響零件的加工。一邊用V形塊定位，小端外圓，一邊用V形塊夾緊，一次左右裝兩個另件同時加工，在臥銑上裝三個三面刃盤銑刀保證壁厚。 3.1.2裝夾方案 如上圖3-1所示，在25工序中，要求限制X方向的移動和轉(zhuǎn)動，Z方向的移動，以及Y方向的轉(zhuǎn)動，根據(jù)零件的定位基準(zhǔn)和工藝要求，一邊用V形塊定位，小端外圓，一邊用V形塊夾緊。軸向定位是端面選用支撐釘，由于V型塊的自動定心，保證了槽的對稱度，并且安裝方便，如果采用半圓孔和外圓定位，則定位誤差較大，定位基準(zhǔn)外圓和半圓孔之間的間隙無法排除。故外圓表面采用V型塊定位。通過螺釘壓板將零件壓緊，一次左右裝兩個另件同時加工，在臥銑上裝三個三面刃盤銑刀保證壁厚。 主要定位元件V型塊限制四個自由度：X和Y方向的移動和轉(zhuǎn)動，底端支撐釘限制Z軸的移動保證槽的深度，實際定位鍵限制了五個自由度?！?X、→ Y、→ Z、⌒X ⌒Y 夾具的裝夾可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具。我所設(shè)計的夾具上用手動夾具。 3.2夾具設(shè)計及解析 參考了一些銑床類專用夾具的設(shè)計，最終確定下圖所示的銑床夾具： 圖3-2：銑床夾具設(shè)計圖 夾具在機(jī)床上安裝完畢，在進(jìn)行加工之前，尚需進(jìn)行夾具的對刀，使刀具相對夾具定位元件處于正確位置。對刀的方法通常有三種：試切法對刀，調(diào)整法對刀，用樣件或?qū)Φ堆b置對刀。不管采用哪種對刀方法，都涉及到對刀基準(zhǔn)和對刀尺寸。通常是以與工件定位基準(zhǔn)重合的定位元件上的定位面作為對刀基準(zhǔn)，以減少基準(zhǔn)變換帶來的誤差。銑床夾具的對刀尺寸是從對刀基準(zhǔn)到刀具切削表面之間的位置尺寸，和對刀塊位置尺寸差一個塞尺厚度。其公差一般取相應(yīng)工序尺寸公差的1/3-1/5，其偏差對稱，本次設(shè)計的對刀塊如下圖3-3所示。 對刀塊工作表面的位置尺寸9.425±0.005值等于25工序中（如圖3-3）的工件被加工表面距定位基準(zhǔn)面的距離尺寸要求8.4mm的平均值，即8.425±0.025，再加上塞尺的厚度1mm，其尺寸偏差取±0.025的1/5，即為±0.005，所以該對刀塊的位置尺寸為9.425±0.005。 圖3-3:對刀塊 3.2.1.夾具精度分析 在夾具結(jié)構(gòu)方案確定及總圖設(shè)計完成之后，還應(yīng)該對夾具精度進(jìn)行分析和計算，以確保設(shè)計的夾具能滿足工件的加工要求。 在夾具結(jié)構(gòu)方案確定及總圖設(shè)計完成之后，還應(yīng)該對夾具精度進(jìn)行分析和計算，以確保設(shè)計的夾具能滿足工件的加工要求。 1.影響精度的因素（造成誤差的原因） 在加工工序所規(guī)定的精度要求中，與夾具密切相關(guān)的是被加工表面的位置精度——位置尺寸和相互位置關(guān)系的要求。影響該位置精度的因素可分為δ定基δ安裝，δ加工三部分，夾具設(shè)計者應(yīng)充分考慮估算各部分的誤差，使其綜合影響不致超過工序所允許的限度。 δ定基 是指由于定位基準(zhǔn)與原始基準(zhǔn)（亦稱工序基準(zhǔn)）不重合而引起的原始尺寸（工序尺寸）的誤差，它的大小已由工藝規(guī)程所確定，夾具設(shè)計者對它無法直接控制，如果要減少或消除δ定基，則可建議修改工藝規(guī)程，另選定基準(zhǔn)，最好采用基準(zhǔn)重合的原則。在25工序里基準(zhǔn)重合，所以定基誤差為零 δ安裝是指與工件在夾具上以及夾具在機(jī)床上安裝的有關(guān)誤差，它包括以下因素： （1）工件在夾具上定位所產(chǎn)生的定位誤差δ定位，夾具設(shè)計者可以通過合理選擇定位方法和定位件，將其限制在規(guī)定的范圍內(nèi)。 （2）工件因夾緊而產(chǎn)生的誤差，是指在夾緊力作用下，因夾具和工件的變形而引起的原始基準(zhǔn)或加工表面在原始尺寸方向上的位移。在成批生產(chǎn)中，如果這一變形量比較穩(wěn)定，則可通過調(diào)整刀具與工件之間的位置等措施，將它基本消除。 （3）夾具在機(jī)床上的安裝誤差δ夾安，是指由于夾具在機(jī)床上的位置不正確而引起的原始基準(zhǔn)的原始尺寸方向上的最大位移。造成δ夾安的主要因素有二：其一是夾具安裝面與定位件之間的位置誤差，這可在夾具總圖上作出規(guī)定；其二是夾具安裝面與機(jī)床配合間隙所引起的誤差或安裝找正時的誤差。δ夾安的數(shù)值一般都很小。在安裝夾具中可以采用仔細(xì)校正或精修定位面等辦法來減小δ夾安。 δ加工是指在加工中由于工藝系統(tǒng)變形、磨損以及調(diào)整不準(zhǔn)確等而造成的原始尺寸的誤差，它包括下列因素： （1）與機(jī)床有關(guān)的誤差δ機(jī)床。如車床主軸的跳動、主軸軸線對溜板導(dǎo)軌的平行度或垂直度誤差等。 （2）與刀具有關(guān)的誤差δ刀具。如刀具的形狀誤差、刀柄與切削部分的不同軸線以及刀具的磨損等。 （3）與調(diào)整有關(guān)的誤差δ調(diào)整。如定距裝刀的誤差、鉆套軸線對定位件的位置誤差等（這項可在夾具總圖中予以限定）。 （4）與變形有關(guān)的誤差δ變形。這取決于工件、刀具和機(jī)床受力變形和熱變形。 以上諸因素都是造成被加工表面位置誤差的原因，它們在原始尺寸方向上的總和應(yīng)小于該尺寸的公差δ，即應(yīng)滿足不等式 δ≥δ定基+δ定位+δ夾安+δ加工+δ夾緊 此式稱為計算不等式，各符號分別代表各誤差在原始尺寸方向上的最大值。當(dāng)原始尺寸不只一個時，應(yīng)分別計算。當(dāng)然，這些誤差也不會都按最大值出現(xiàn)，在校核計算中，應(yīng)該按上述因素分析后，對總誤差的合成宜按概率法計算，使其小于工件的允差δ。 2． 精度的分析 a.定位元件尺寸及公差的確定。 本夾具的主要定位元件為兩個V型塊，分別裝夾兩個零件，一次同時加工兩個零件。工件因定位而出現(xiàn)的誤差，根據(jù)其產(chǎn)生的原因，可分為性質(zhì)不同的兩部分：一是工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差或稱定基誤差；二是定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準(zhǔn)的位置誤差。當(dāng)工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合時，這時δ定基=0，δ定位是工件沿著V型塊對稱線方向上的定位誤差，它垂直于對稱軸線方向上的位移并無影響（即在此方向上的δ定位＝0 ）。所以用V型塊定位能很好的保證工件的對稱性要求。 b.設(shè)計夾具的總誤差計算： （1） 由于基準(zhǔn)重合，所以定基誤差 δ定基 ＝0 （2） 這里采用V型塊定位，V型塊定位能很好的保證工件的對稱性要求，它對垂直對稱軸線方向上的位移并無影響，因此定位誤差 δ定位＝0 （3） 因為加緊力所引起的變形方向?qū)υ撛汲叽鐭o影響，則夾緊所致的誤差 δ夾緊為零 （4） 加工過程中工藝系統(tǒng)變形、磨損以及調(diào)整不準(zhǔn)確等造成的原始尺寸的誤差此處很小所以δ加工＝0.015 （5） 由于定位件與安裝面的平行度誤差為0.02，所以=0.02 故而滿足 δ≥δ定基+δ定位+δ夾安+δ加工+δ夾緊，即0.05≥0+0.02+0+0+0.015所以該夾具可以確保工件所要求的技術(shù)要求。 3.2.2．夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高勞動生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動夾緊，本道工序的銑床夾具就選擇了手動夾緊方式。本工序由于是粗加工，銑削力較大，為了夾緊工件，故采用螺釘壓板結(jié)構(gòu)，而這將使整個夾具過于加大。夾具上裝有對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺配合使用）；且中批量生產(chǎn)，一次裝夾兩個零件，一次對刀加工兩個零件減少輔助時間，提高生產(chǎn)效率。同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機(jī)床工作臺上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。 參考文獻(xiàn) [1] 李益民．機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 [2] 宋寶玉. 簡明機(jī)械設(shè)計手冊. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2008年8月 [3] 閻光明,侯忠濱，張云鵬．現(xiàn)代制造工藝基礎(chǔ)．西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社．2007 [4] 趙家齊．機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．2005 [5] 韓進(jìn)宏．互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)．北京：北京大學(xué)出版社．2006 [6] 鄧文英,郭曉鵬．金屬工藝學(xué)．北京：高等教育出版社．2008 [7] 郭紀(jì)林,余桂英.機(jī)械制圖.北京：清華大學(xué)出版社.2004 [8] 羅洪濤,萬征.中文AutoCAD2007機(jī)械設(shè)計教程.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社.2007 [9] 施平.機(jī)械工程專業(yè)英語教程.北京：電子工業(yè)出版社.2009 致 謝 時光荏苒，白駒過隙，轉(zhuǎn)眼間在明德學(xué)院的大學(xué)生活已經(jīng)來到了最后的時刻，在這四年里，感謝老師對我的諄諄教導(dǎo)，感謝同學(xué)之間的深厚情誼，感謝明德帶給我不一樣的四年時光，這些我都將銘記在心，讓它成為我將來動力源泉。謹(jǐn)此向他們表示誠摯的謝意。 首先，我要感謝我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師鄧修瑾老師，在這一年里，我才真正見識到了鄧?yán)蠋煖Y博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的治學(xué)態(tài)度、開拓進(jìn)取的工作作風(fēng)，誨人不倦的精神、睿智練達(dá)的學(xué)者風(fēng)范，導(dǎo)師高貴的品質(zhì)將成為我以后工作學(xué)習(xí)中最寶貴的財富，將對我的一生產(chǎn)生極其重要的影響。在此，謹(jǐn)向我尊敬的鄧修瑾老師表示我衷心的感謝和誠摯的敬意。 其次，畢業(yè)設(shè)計是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，他既是對學(xué)校所學(xué)知識的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會的實際操作應(yīng)用鑄就了一個良好開端,。畢業(yè)設(shè)計是我對所學(xué)知識理論的檢驗與總結(jié), 能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計者獨立分析和解決問題的能力。這次完整的畢設(shè)作業(yè)，對我四年來學(xué)習(xí)的專業(yè)知識做了最好的鞏固和總結(jié)，讓我更深刻的理解了專業(yè)知識的含義。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了自信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱辛和成功的喜悅.。雖然我的設(shè)計并不完美，但是我相信在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西才是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我受益匪淺。 再次，我要感謝在大學(xué)四年里所有教導(dǎo)過我的老師們，老師們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，為我奠定了堅實的專業(yè)基礎(chǔ)，老師的言傳身教讓我受益匪淺，即使我走上工作崗位，也會因為我深厚的功底而更加出色。我還要感謝和我一起生活了四年的機(jī)械一班的同學(xué)們，以及那些和我并肩戰(zhàn)斗的舍友們，是你們讓我的大學(xué)生活更加精彩充實。 最后，感謝審稿老師對我論文的評閱，相信你們專業(yè)的精神會為我的大學(xué)生畫上最完美的句號。 畢業(yè)設(shè)計小結(jié) 在這次畢業(yè)設(shè)計中，使我真正意識到自己的不足之處。以前上課沒有學(xué)到的知識，在這次設(shè)計當(dāng)中也涉及到了。使我真正感覺到了知識的重要性。 這次畢業(yè)設(shè)計將我以前學(xué)過的機(jī)械制圖、公差與技術(shù)測量、金屬工藝學(xué)、現(xiàn)代制造工藝基礎(chǔ)等學(xué)科的知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學(xué)知識的作用。 在這次畢業(yè)設(shè)計中，首先是對所研究的工件進(jìn)行工藝分析，通過工件的工藝分析，我對該工件的圖紙要求及如何加工有了一個初步的認(rèn)識。其次是對工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機(jī)床加工，怎樣加工，加工工藝設(shè)備等，因此，機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。 在畢業(yè)設(shè)計中還用到了AutoCAD等相關(guān)制圖軟件。因為學(xué)的時間長了，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟悉，需參閱課本。但不久就能在保證質(zhì)量的情況下熟練完成。AutoCAD制圖軟件不僅在現(xiàn)在而且在今后參加工作也有很大的作用。因此，這次畢業(yè)設(shè)計真正將以前所學(xué)的知識運用到實際應(yīng)用當(dāng)中來了。 在這次畢業(yè)設(shè)計中，還有一個重要的部分就是關(guān)于部分工序的專用夾具設(shè)計，因為機(jī)床的夾具設(shè)計在學(xué)習(xí)過程中只是作為理論知識吸收的，并沒有親自設(shè)計過，因此，在開始設(shè)計的過程當(dāng)中存在這樣那樣的問題，在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，我根據(jù)步驟一步一步設(shè)計，畫圖，查閱關(guān)于各種專用夾具的設(shè)計資料，通過自己的努力和老師的認(rèn)真講解之下，完成了本次部分工序的專用夾具的設(shè)計。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我收獲了頗多，再次感謝鄧?yán)蠋煹哪托闹笇?dǎo)。 附 錄 附件一：工藝規(guī)程 附件二：叉形件零件圖一張 附件三：銑床夾具裝配圖一張 附件四：銑床夾具零件圖一張 - 17 -