KCSJ-03萬向節(jié)滑動(dòng)叉粗銑39mm二孔的兩個(gè)端面夾具設(shè)計(jì)

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夾具定位規(guī)劃中完整性評(píng)估和修訂 CAM實(shí)驗(yàn)室，機(jī)械工程學(xué)系，伍斯特理工學(xué)院研究院，100路，伍斯特，碩士01609，美國 2004年9月14日收稿;2004年11月9日修訂;2004年11月10日發(fā)表 摘 要 幾何約束是夾具設(shè)計(jì)中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達(dá)。然而，如何分析和修改在實(shí)際夾具設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中的一個(gè)非確定性的定位計(jì)劃尚未深入研究。在本文中，提出了一種方法來描述在限制約束下的重點(diǎn)夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下狀態(tài)，如果它存在，可以識(shí)別給定定位計(jì)劃?？梢宰詣?dòng)識(shí)別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計(jì)劃，并為修訂提供指引，以最終實(shí)現(xiàn)確定性的定位。 關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計(jì);幾何約束;確定性定位;限制約束;過約束 1.介紹 夾具是用于制造工業(yè)進(jìn)行工件牢固定位的一種機(jī)制。在零件加工過程中規(guī)劃一個(gè)關(guān)鍵的第一步，夾具設(shè)計(jì)需要，以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則，在一般情況下，是最廣泛使用的指導(dǎo)原則發(fā)展的位置計(jì)劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。 一個(gè)加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是，必須提供工件確定的位置。這種觀點(diǎn)指出，定位計(jì)劃生產(chǎn)的確定位置，工件不能移動(dòng)，而至少有一個(gè)定位不會(huì)失去聯(lián)系。這一直是夾具設(shè)計(jì)的最根本的準(zhǔn)則之一，許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明，工件在任何定位計(jì)劃分為以下三個(gè)類別： 1、良好的約束（確定性）：工件在一個(gè)獨(dú)特的位置進(jìn)行配合，工件表面與6個(gè)定位器取得聯(lián)系。 2、限制約束：不完全約束工件的自由度。 3、過約束：工件自由度超過6定位的制約。 在1985年,淺田[1]提出了滿秩為準(zhǔn)則雅可比矩陣的約束方程,基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等[2]在1989年制定了在確定性定位問題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達(dá)到確定的位置。該方法的確定通過無數(shù)的研究。王等[3]考慮定位工件的接觸的影響，而采用點(diǎn)接觸面積。他們介紹了接觸矩陣，并指出，兩個(gè)接觸的機(jī)構(gòu)不應(yīng)該有平等的，但在接觸點(diǎn)曲率相反?？柹璠4]認(rèn)為，可能沒有足夠的應(yīng)用，如一些不是非棱柱的表面或相對(duì)誤差近似的非小線性。他提出一個(gè)二階泰勒展開，其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費(fèi)雷拉[5]應(yīng)用周對(duì)3-2-1的位置擬訂，制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。 在淺田的擬定方案中,他們假設(shè)工件夾具元件和點(diǎn)之間的聯(lián)絡(luò)無阻力。理想的位置q*,而應(yīng)放置工件表面和分片，可微函數(shù)是gi(見圖1)。 表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應(yīng)該有一個(gè)獨(dú)一無二的解決方案為下列所有定位方程組。 gi(q)=0,i=1,2,...,n (1) 其中n是定位器的位置與方向,代表了工件的定位和方向。 只有考慮到目標(biāo)位置q*附近在處: 淺田表明 (2) hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣，矩陣式所示（3）。確定定位 如果雅可比矩陣滿秩，可滿足要求。 (2)只有q=q*一個(gè)解決辦法 (3) 在1個(gè)3-2-1定位計(jì)劃中，一個(gè)約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6，工件是限制約束的，即存在至少有一個(gè)工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩，但定位大于6定位，工件是過約束，這表明存在至少一個(gè)定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個(gè)模型除了3-2-1,可以建立基準(zhǔn)框架提取等效的定位點(diǎn)。胡等[6]已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對(duì)這個(gè)用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。 圖1 .夾具系統(tǒng)模型。 表1 等級(jí) 數(shù)量的定位 地位 <6 - Under-constrained =6 =6 Well-constrained =6 >6 Over-constrained 康等[7]遵循這些方法和他們實(shí)施制定的幾何約束分析模塊其自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的核查制度。他們的CAFDV系統(tǒng)可以計(jì)算出雅可比矩陣和它的排名來確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯(cuò)誤。熊等人[8]提出的等級(jí)檢查方法的定位矩陣WL(見附件)。他們還介紹了左/右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差ΔX和位置誤差Δr的工件定位相關(guān)如下: Under-constrained:ΔX=WLΔr, (4) Well-constrained :ΔX=(WTLWL)-1WLTΔr, (5) Over-constrained:ΔX=WLT(WTLWL)-1Δr+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL)λ, (6) λ是任意一個(gè)向量。 他們還介紹了從這些矩陣的幾個(gè)指標(biāo)，評(píng)價(jià)定位配置，其次是通過約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而，他們的研究分析，不涉及非確定性定位的修訂。目前，還沒有就如何處理與提供確定的位置的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究。 2.定位完整性評(píng)價(jià) 如果不確定性的位置達(dá)到夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)師知道約束狀態(tài)是什么，以如何改善設(shè)計(jì)是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過度約束，是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時(shí)，所有有關(guān)知識(shí)約束工件的議案，可以引導(dǎo)設(shè)計(jì)師選擇額外的定位或使得修改定位計(jì)劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計(jì)劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。 在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評(píng)價(jià)狀態(tài)(見附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個(gè)定位器定位提供矩陣的滿秩定位WL: 如圖3所示,在給定的定位器數(shù)量n,定位法向量[ai,bi,ci]和定位的位置[xi,yi,zi] 每一個(gè)定位器,i=1,2,.....,n,n*6定位矩陣可以確定如下: （7） 當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）=6，n=6時(shí)，是工件良好約束。 當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）=6，n>6時(shí);是工件過約束。 這意味著（n-6）有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制（n-6）定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學(xué)表示方法,那就是（n-6）在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。 圖2 幾何約束狀態(tài)描述 圖3一個(gè)簡(jiǎn)化的定位方案。 定位方案，提供了確定性的位置。發(fā)達(dá)國家的算法使用下列方法確定不必要的定位： 1、找到所有的（n-6）組合定位的。 2、為每個(gè)組合,從（n-6）定位器確定定位方案。 3、重新計(jì)算矩陣秩的定位為左六個(gè)定位器。 4、如果等級(jí)不變,被刪除的(n-6)定位器是負(fù)責(zé)過約束狀態(tài)。 這種方法可能會(huì)產(chǎn)生多種解決方案，并要求設(shè)計(jì)師來決定哪一套不必要的定位應(yīng)該被刪除以最佳定位性能。 當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）<6,工件的限制約束。 參考文獻(xiàn) [1] Asada H, By 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號(hào) 工序號(hào) Ⅱ 工序名稱 鉆 材 料 45鋼 設(shè) 備 名 稱 轉(zhuǎn)塔車床 型 號(hào) C365L 夾具名稱 專用夾具 刀 量 輔 具 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 麻花鉆 1 擴(kuò)孔鉆 1 唿 鉆 1 游標(biāo)卡尺 1 編 制 校 核 審 查 共 張 第 張 工 序 卡 片 產(chǎn) 品 代 號(hào) 零 （部） 件 名 稱 零 （部） 件 代 號(hào) 工序號(hào) Ⅲ 工序名稱 車 材 料 45鋼 設(shè) 備 名 稱 臥式車床 型 號(hào) C620-1 夾具名稱 專用夾具 刀 量 輔 具 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 成型車刀 1 樣板 1 編 制 校 核 審 查 共 張 第 張 工 序 卡 片 產(chǎn) 品 代 號(hào) 零 （部） 件 名 稱 零 （部） 件 代 號(hào) 工序號(hào) Ⅳ 工序名稱 鉆 材 料 45鋼 設(shè) 備 名 稱 立式鉆床 型 號(hào) Z525 夾具名稱 專用夾具 刀 量 輔 具 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 麻花鉆頭 1 游標(biāo)卡尺 1 編 制 校 核 審 查 共 張 第 張 工 序 卡 片 產(chǎn) 品 代 號(hào) 零 （部） 件 名 稱 零 （部） 件 代 號(hào) 工序號(hào) Ⅴ 工序名稱 拉 材 料 45鋼 設(shè) 備 名 稱 臥式拉床 型 號(hào) L6120 夾具名稱 專用夾具 刀 量 輔 具 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 花鍵拉刀 1 花鍵量規(guī) 1 編 制 校 核 審 查 共 張 第 張 工 序 卡 片 產(chǎn) 品 代 號(hào) 零 （部） 件 名 稱 零 （部） 件 代 號(hào) 工序號(hào) Ⅵ 工序名稱 銑 材 料 45鋼 設(shè) 備 名 稱 臥式銑床 型 號(hào) X65 夾具名稱 專用夾具 刀 量 輔 具 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 高速鋼鑲齒三面刃銑刀 E225mm 1 卡板 1 編 制 校 核 審 查 共 張 第 張 工 序 卡 片 產(chǎn) 品 代 號(hào) 零 （部） 件 名 稱 零 （部） 件 代 號(hào) 工序號(hào) Ⅶ 工序名稱 鉆 材 料 45鋼 設(shè) 備 名 稱 立式鉆床 型 號(hào) Z525 夾具名稱 專用夾具 刀 量 輔 具 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 麻花鉆 E25mm 1 擴(kuò)孔鉆 E37mm 1 唿鉆 E90mm 1 編 制 校 核 審 查 共 張 第 張 工 序 卡 片 產(chǎn) 品 代 號(hào) 零 （部） 件 名 稱 零 （部） 件 代 號(hào) 工序號(hào) Ⅷ 工序名稱 鏜 材 料 45鋼 設(shè) 備 名 稱 臥式鏜床 型 號(hào) T740 夾具名稱 專用夾具 刀 量 輔 具 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 鏜刀 YT30 1 塞規(guī) 1 編 制 校 核 審 查 共 張 第 張 工 序 卡 片 產(chǎn) 品 代 號(hào) 零 （部） 件 名 稱 零 （部） 件 代 號(hào) 工序號(hào) Ⅸ 工序名稱 磨 材 料 45鋼 設(shè) 備 名 稱 平面磨床 型 號(hào) M7130 夾具名稱 專用夾具 刀 量 輔 具 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 砂輪 WA46KV6P 1 卡板 1 編 制 校 核 審 查 共 張 第 張 工 序 卡 片 產(chǎn) 品 代 號(hào) 零 （部） 件 名 稱 零 （部） 件 代 號(hào) 工序號(hào) Ⅹ 工序名稱 鉆 材 料 45鋼 設(shè) 備 名 稱 立式鉆床 型 號(hào) Z525 夾具名稱 專用夾具 刀 量 輔 具 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 麻花鉆 E6.7 1 唿鉆 1 編 制 校 核 審 查 共 張 第 張 工 序 卡 片 產(chǎn) 品 代 號(hào) 零 （部） 件 名 稱 零 （部） 件 代 號(hào) 工序號(hào) ⅩⅠ 工序名稱 鉆 材 料 45鋼 設(shè) 備 名 稱 立式鉆床 型 號(hào) Z525 夾具名稱 專用夾具 刀 量 輔 具 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 絲錐 M8 1 絲錐 Rc1/8 1 編 制 校 核 審 查 共 張 第 張 工 序 卡 片 產(chǎn) 品 代 號(hào) 零 （部） 件 名 稱 零 （部） 件 代 號(hào) 工序號(hào) ⅩⅡ 工序名稱 沖箭頭 材 料 45鋼 設(shè) 備 名 稱 型 號(hào) 夾具名稱 刀 量 輔 具 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 編 制 校 核 審 查 共 張 第 張 工 藝 過 程 卡 片 產(chǎn) 品 代 號(hào) 零 （部） 件 名 稱 零 （部） 件 代 號(hào) 材 料 45鋼 毛 坯 種 類 模鍛 毛 坯 尺 寸 每一毛坯可制零件數(shù) 1 工序序號(hào) 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 夾 輔 具 名 稱 刀 具 名 稱 規(guī) 格 量 具 名 稱 及 規(guī) 格 1 車 車端面及外圓E62mm，E60mm并車螺紋M60×1mm以兩個(gè)叉耳外輪廓及E65mm外圓為粗基準(zhǔn) C620-1臥式車床 專用夾具 YT15外圓車刀W18Gr4V 螺紋車刀 卡板螺紋 量規(guī) 2 鉆 鉆、擴(kuò)花鍵底孔E43mm，并锪沉頭孔E55mm以E62mm外圓為基準(zhǔn) C365L轉(zhuǎn)塔車床 專用夾具 麻花鉆。擴(kuò)孔鉆。唿鉆 游標(biāo)卡尺 3 車 內(nèi)花鍵孔5×30o倒角 C620-1車床 C620-1車床專用夾具 成型車刀 樣板 4 鉆 鉆錐螺紋Rc1/8底孔以花鍵內(nèi)底孔定位，并利用叉部外輪廓消除回轉(zhuǎn)自由度 Z 525立式鉆床及專用鉆模 專用夾具 麻花鉆頭 游標(biāo)卡尺 5 拉 拉花鍵孔. 利用花鍵內(nèi)底孔、E55mm端面及Rc1/8錐螺紋底孔定位 L6120臥式拉床加工 專用夾具 花鍵拉刀 花鍵量規(guī) 6 銑 粗銑E39mm二孔端面以花鍵孔定位 X 65臥式銑床加工 專用夾具 高速鋼鑲齒三面刃銑刀E225mm 卡板 7 鉆 鉆、擴(kuò)E39mm二孔及倒角以花鍵孔及端面定位 Z 535立式鉆床加工 專用夾具 麻花鉆25mmE37Mm擴(kuò)孔鉆E38.7Mm90唿鉆 8 鏜 精、細(xì)鏜E39mm二孔以花鍵內(nèi)孔及其端面定位。 T740臥式金剛鏜床 專用夾具 YT30鏜刀 塞規(guī) 9 磨 磨E39mm二孔端面保證尺寸118mm，以E39mm孔及花鍵孔定位 M7130平面磨床 專用夾具 砂輪WA46KV6P 350X40X127 卡板 10 鉆 鉆叉部四個(gè)M8mm螺紋底孔并倒角以花鍵孔及E39mm孔定位。 Z 525立式鉆床 專用夾具 麻花鉆E6.7Mm唿鉆120唿鉆120 11 鉆 鉆螺紋4-M8mm及Rc1/8 Z 525立式鉆床 專用夾具 M8絲錐M8絲錐 Rc1/8絲 錐 12 沖箭頭 13 終檢 編 制 校 核 審 查 共 2 張 第 2 張 目 錄 一、零件的分析 1 1.1零件的作用 1 1.2零件的工藝分折 1 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 2.1確定毛坯的制造形式 2 2.2基面的選擇 2 2.3制訂工藝路線 3 2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 4 2.4.1外圓表面（E62mm及M60 ×1mm） 4 2.4.2外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（M60×1mm端面） 4 2.4.3兩內(nèi)孔E（叉部） 5 2.4.4花鍵孔（16-Emm × Emm × mm） 5 ⒉⒋⒌E mm二孔外端面的加工余量（技工余量的計(jì)算長(zhǎng)度為mm） 5 2.5確定切削用量及基本工時(shí) 8 2.5.1工序 Ⅰ 8 2.5.2工序Ⅱ 14 2.5.4工序Ⅳ 17 2.5.5工序Ⅴ 18 2.5.6工序Ⅵ 19 2.5.7工序Ⅶ 19 2.5.8工序Ⅷ 21 2.5.9工序Ⅸ 22 2.5.10工序Ⅹ 23 2.5.11工序Ⅺ 24 三、夾具設(shè)計(jì) 24 3.1問題的提出 25 3.2夾具設(shè)計(jì) 25 3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 25 3.2.2切削力及夾緊力計(jì)算 25 3.2.3定位誤差分析 27 3.2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 28 小 結(jié) 28 致 謝 29 參考文獻(xiàn) 30 一、零件的分析 1.1零件的作用 題目所給定的零件是解放牌汽車底盤傳動(dòng)軸上的萬向節(jié)滑動(dòng)叉(見附圖1)，它位于傳動(dòng)軸的端部。主要作用一是傳遞扭距,使汽車獲得前進(jìn)的動(dòng)力；二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時(shí)，由本零件可以調(diào)整傳動(dòng)軸的長(zhǎng)短及其位置。零件的兩個(gè)叉頭部位上有兩個(gè)E mm的孔，用以安裝滾真軸承并與十字軸相連，起萬向聯(lián)軸節(jié)的作用。零件E65mm外圓內(nèi)為E50mm花鍵孔與傳動(dòng)軸端部的花建軸相配合，用于傳遞動(dòng)力之用。 1.2零件的工藝分折 萬向節(jié)滑動(dòng)叉共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： 1.以E39mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：兩個(gè)E mm孔及其倒角，尺寸為mm的與兩個(gè)孔E mm相垂直的平面，還有在平面上的四個(gè)M8螺孔。 其中，主要加工表面為E mm的兩個(gè)孔。 2.以E50mm花鍵孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：Emm十六齒方齒花鍵孔，E55mm階梯孔，以及E65mm的外圓表面和M60×1mm的外螺紋表面 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： (1) Emm花鍵孔與E mm二孔中心聯(lián)線的垂直度公差為100：0.2； (2) E39mm二孔外端面對(duì)E39mm孔垂直度公差為0.1mm； (3) Emm花鍵槽寬中心線與E39mm中心線偏轉(zhuǎn)角度公差為2o。 由以上分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。 二、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45鋼。考慮到汽車在運(yùn)行中要經(jīng)常加速及正、反向行駛，零件在工作過程中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為4000件，已達(dá)到大批量生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。 2.2基面的選擇 基面選擇是工藝設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝工程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 (1)粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對(duì)本零件來說，如果以E65mm外圓(或E62mm外圓)表面作基準(zhǔn)(四點(diǎn)定位)，則可能造成這一組內(nèi)外圓柱表面與零件的叉部外形不對(duì)稱。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)），現(xiàn)選取叉部?jī)蓚€(gè)Emm孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩個(gè)短V形塊支承這兩個(gè)Emm的外輪廓作主要定位面，以消除 四個(gè)自由度．再用一對(duì)自動(dòng)定心的窄口卡爪，夾持在E65mm外圓柱面上，用以消除 兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位。 (2)精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。 2.3制訂工藝路線 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)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(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)成本盡量下降。 工序I 車端面及外圓E62mm，E60mm并車螺紋M60×1mm。以兩個(gè)叉耳外輪廓及E65mm外圓為粗基準(zhǔn)，選用C620-1臥式車床并加專用夾具。 工序II 鉆、擴(kuò)花鍵底孔E43mm，并锪沉頭孔E55mm。以E62mm外圓為基準(zhǔn)，選用C365L轉(zhuǎn)塔車床。 工序III 內(nèi)花鍵孔5×30o倒角。選用C620-1車床加專用夾具。 工序Ⅳ 鉆錐螺紋Rc1/8底孔。選用Z 525立式鉆床及專用鉆模。這里安排Rc1/8底孔主要是為了下道工序拉花鍵孔時(shí)為消除回轉(zhuǎn)自由度而設(shè)置的一個(gè)定位基準(zhǔn)。本工序以花鍵內(nèi)底孔定位，并利用叉部外輪廓消除回轉(zhuǎn)自由度。 工序Ⅴ 拉花鍵孔.利用花鍵內(nèi)底孔、E55mm端面及Rc1/8錐螺紋底孔定位，選用L6120臥式拉床加工。 工序Ⅵ 粗銑E39mm二孔端面，以花鍵孔定位，選用X 65臥式銑床加工。 工序Ⅶ 鉆、擴(kuò)E39mm二孔及倒角。以花鍵孔及端面定位，選用Z 535立式鉆床加工。 工序Ⅷ 精、細(xì)鏜E39mm二孔，選用T740臥式金剛鏜床及專用夾具加工，以花鍵內(nèi)孔及其端面定位。 工序Ⅸ 磨E39mm二孔端面，保證尺寸118mm，以E39mm孔及花鍵孔定位，選用M7130平面磨床及專用夾具加工。 工序Ⅹ 鉆叉部四個(gè)M8mm螺紋底孔并倒角。選用Z 525立式鉆床幾專用夾具加工，以花鍵孔及E39mm孔定位。 工序Ⅺ 鉆螺紋4-M8mm及Rc1/8。 工序XII 沖箭頭。 工序XIII 終檢。 以上工藝過程詳見附表1“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片”。 2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “萬向節(jié)滑動(dòng)叉”零件材料為45鋼，硬度207～241HBS，毛坯重量約為6kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 2.4.1外圓表面（E62mm及M60 ×1mm） 考慮其加工長(zhǎng)度為90mm，與其聯(lián)結(jié)的非加工外圓表面直徑為E65mm，為簡(jiǎn)化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接取其外圓表面直徑為E65mm。E62mm表面為自由尺寸公差，表面粗糙度值要求為Rz200μm，只要求粗加工，此時(shí)直徑余量2Z=3mm已能滿足加工要求。 2.4.2外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（M60×1mm端面） 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》）表2.2-14，其中鍛件重量為6kg，鍛件復(fù)雜形狀系數(shù)為S1，鍛件材質(zhì)系數(shù)M1，鍛件輪廓尺寸（長(zhǎng)度方向）>180 ~ 315mm,故長(zhǎng)度方向偏差為。 長(zhǎng)度方向的余量查《工藝手冊(cè)》表2.2 ~ 2.5，其余量值規(guī)定為2.0 ~ 2.5mm，現(xiàn)取2.0mm。 2.4.3兩內(nèi)孔E（叉部） 毛坯為實(shí)心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求界于IT7 ~ IT8之間，參照《工藝手冊(cè)》表2.3-9及表2.3-13確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：E25mm 鉆孔：E37mm 2Z = 12mm 擴(kuò)鉆：E38.7mm 2Z = 1.7mm 精鏜：E38.9mm 2Z = 0.2mm 細(xì)鏜：E39mm 2Z = 0.1mm 2.4.4花鍵孔（16-Emm × Emm × mm） 要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。 內(nèi)孔尺寸為Emm，見圖樣。參照《工藝手冊(cè)》表2.3-9確定孔的加工余量分配： 鉆孔：E25mm 鉆孔：E41mm 擴(kuò)鉆：E42mm 拉花鍵孔（16-Emm × Emm × mm） 花鍵孔要求外徑定心，拉削時(shí)的加工余量參照《工藝手冊(cè)》表2.3-19取2Z=1mm。 ⒉⒋⒌E mm二孔外端面的加工余量（技工余量的計(jì)算長(zhǎng)度為mm） （1）按照《工藝手冊(cè)》表2.2-25，取加工精度F2 ，鍛件復(fù)雜系數(shù)S3，鍛件重6kg，則二孔外端面的單邊加工余量為2.0 ~ 3.0mm，取 Z = 2mm。鍛件的公差按照《工藝手冊(cè)》表2.2-14，材質(zhì)系數(shù)取M1 ，復(fù)雜系數(shù)S3 ，則鍛件的偏差為。 （2）磨削余量：?jiǎn)芜?.2mm（見《工藝手冊(cè)》表2.3-21），磨削公差即零件公差 – 0.07mm。 （3）銑削余量：銑削的公稱余量（單邊）為： Z = 2.0 – 0.2 = 1.8 (mm) 銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為IT11級(jí)，因此可知本程序的加工公差為 – 0.22mm（人體方向）。 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量。實(shí)際上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)，應(yīng)該調(diào)整法家方式予以確定。 E39mm二孔外端面尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖見下頁圖1。 圖1 A39mm孔外端面工序間尺寸公差分布圖（調(diào)整法） 由圖可知： 毛坯名義尺寸： 118 + 2 × 2 = 122 (mm) 毛坯最大尺寸： 122 + 1.3 × 2 = 124.6 (mm) 毛坯最小尺寸： 122 – 0.7 × 2 = 120.6 (mm) 粗銑后最大尺寸： 118 + 0.2 × 2 = 118.4 (mm) 粗銑后最小尺寸： 118.4 – 0.22 = 118.18 (mm) 磨后尺寸與零件圖尺寸應(yīng)相符,即mm。 最后，將上述計(jì)算的工序間尺寸及公差整理成表1。 萬向節(jié)滑動(dòng)叉的鍛件毛坯圖見附圖2。 表1 加工余量計(jì)算表 工 序 加工尺寸及公差 鍛 件 毛 坯 （E39二端面，零件尺寸） 粗銑二端面 磨二端面 加工前尺寸 最 大 124.6 118.4 最 小 120.6 118.18 加工后尺寸 最 大 124.6 118.4 118 最 小 120.6 118.18 117.93 加工余量（單邊） 2 最 大 3.1 0.2 最 小 1.21 0.125 加工公差（單邊） +1.3 - 0.7 -0.22/2 -0.07/2 2.5確定切削用量及基本工時(shí) 2.5.1工序 Ⅰ：車削端面、外圓及螺紋。本工序采用計(jì)算法確定切削用量。 1. 加工條件 工件材料：45鋼正火，σb = 0.60GPa、模鍛。 加工要求：粗車E60mm端面及A60mm、A62mm外圓，;車螺紋M60 × 1mm。 機(jī)床：C620-1臥式車床。 刀具：刀片材料YT15，刀桿尺寸16 × 25mm2 ，κr = 90o，γo = 15o，αo = 12o， = 0.5mm 。 60o螺紋車刀：刀片材料：W18Cr4V。 2. 計(jì)算切削用量 (1)粗車M60 × 1mm端面 1）已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為mm，考慮7o的模鍛拔模斜度，則毛坯長(zhǎng)度方向的最大加工余量= 7.5mm。但實(shí)際上，由于以后還要鉆花鍵底孔，因此端面不必全部加工，而可以留出一個(gè)E40mm芯部待以后鉆孔是加工掉，故此時(shí)實(shí)際端面最大加工余量可按= 5.5mm考慮，分兩次加工， = 3mm計(jì)。 長(zhǎng)度技工公差按IT12級(jí)，取 – 0.46mm（人體方向）。 2）進(jìn)給量? 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第三版）（以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm ×25mm，以及工件直徑為60mm時(shí) ? = 0.5 ~ 0.7mm/r 按C620-1車床說明書（見《切削手冊(cè)》表1.30）取 ? = 0.5 mm/r 3)計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》表1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T = 60min）。 其中：Cv = 242，xv =0.15，yv = 0.35，m = 0.2 。修正系數(shù)kv見《切削手冊(cè)》表1.28，即 kMv = 1044，ksv = 0.8，kkv = 1.04，kkrv = 0.81，kBv = 0.97 。 所以 = 108.6（m/min） 4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 按機(jī)床說明書（見《工藝手冊(cè)》表4.2-8），與532r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min?，F(xiàn)選取如果選= 480r/min，則速度損失太大。 所以實(shí)際切削速度v = 122m/min。 5）切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。 （mm）， （min） （2）粗車E62mm外圓，同時(shí)應(yīng)校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。 1）切削深度 單邊余量Z = 1.5mm，可一次切除。 2）進(jìn)給量 根據(jù)《切削手冊(cè)》表1.4，選用? = 0.5mm/r。 3）計(jì)算切削速度 見 《切削手冊(cè)》表1.27 （m/min） 4）確定主軸轉(zhuǎn)速4)確定主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取n=600r/min 所以實(shí)際切削速度 5）檢驗(yàn)機(jī)床功率 主切削力按《切削手冊(cè)》表.所示公式計(jì)算 其實(shí)： 所以 切削時(shí)消耗功率為 由《切削手冊(cè)》表.中C620-1機(jī)床說明書可知，C620-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8KW，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為600r/min時(shí)，主軸傳遞的最大功率為5.5KW，所以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。 6）校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度 已知主切削力，徑向切削力按《切削手冊(cè)》表1.29所示公式計(jì)算 其中： 所以 而軸向切削力 其中： 軸向切削力 取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為 而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3530N（見《切削手冊(cè)》表1.30），故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。 7） 切削工時(shí) 其中 所以 （3）車E60mm外圓柱面 （《切削手冊(cè)》表1.6，，刀夾圓弧半徑） 切削速度 其中： 按機(jī)床說明書取 則此時(shí) 切削工時(shí) 其中： 所以 （4） 車螺紋 1）切削速度的計(jì)算 見《切削用量手冊(cè)》（艾米、肖詩綱編，機(jī)械工業(yè)出版社，1985）表21，刀具壽命T =60min，采用高速鋼螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時(shí)，走刀次數(shù)；精車螺紋時(shí)，走刀次數(shù) 其中：，螺距 所以粗車螺紋時(shí)： 精車螺紋時(shí)： 2）確定主軸轉(zhuǎn)速 粗車螺紋時(shí) 按機(jī)床說明書取 實(shí)際切削速度 精挑螺紋時(shí) 按機(jī)床說明書取 n =184r/min 實(shí)際切削速度 3）切削工時(shí) 取切入長(zhǎng)度 粗車螺紋工時(shí) 精車螺紋 所以車螺紋的總工時(shí)為 2.5.2工序Ⅱ：鉆、擴(kuò)花鍵底孔E43mm及锪沉孔E55mm，選用車床C365L。 1. 鉆孔E25mm （見《切削手冊(cè)》表2.7） （見《切削手冊(cè)》表2.13及2.14， 按5類加工性考慮） 按機(jī)床選取（按《工藝手冊(cè)》表4.2-2） 所以實(shí)際切削速度 切削工時(shí) 其中：切入，切出 2. 鉆孔E41mm 根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為 （1.2～1.8） 式中、——加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量。 現(xiàn)已知 （《切削手冊(cè)》表2.7） （《切削手冊(cè)》表2.13） 并令 按機(jī)床選取 按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度為 切削工時(shí) 3. 擴(kuò)花鍵底孔E43mm 根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.10規(guī)定，查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)E43mm孔時(shí)的進(jìn)給量，并根據(jù)機(jī)床規(guī)格選 擴(kuò)孔鉆擴(kuò)時(shí)的切削速度，根據(jù)其他有關(guān)資料，確定為 其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度。故 按機(jī)床選取 切削工時(shí)怯入，切出 4.锪圓柱式沉頭孔E55 根據(jù)有關(guān)資料介紹，锪沉頭孔時(shí)進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔時(shí)的1/2～1/3，故 按機(jī)床取0.21mm/r 按機(jī)床選取所以實(shí)際切削速度 切削工時(shí) 切入 t = = = 1.08 (min) 在本工步中,加工E55mm沉頭孔的測(cè)量長(zhǎng)度,由于工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合,故需要進(jìn)行尺寸換算.按圖樣要求,加工完畢后應(yīng)保證尺寸45mm. 圖2 E55孔深的尺寸換算 尺寸鏈如圖2所示,尺寸45mm為 終結(jié)環(huán),給定尺寸185mm及45mm,由于基準(zhǔn)不重合,加工時(shí)應(yīng)保證尺寸A A = 185 – 45 = 140 (min) 規(guī)定公差值.因終結(jié)環(huán)公差等于各組成環(huán)公差之和,即 T(45)=T(185)+T(140) 現(xiàn)由于本尺寸鏈較簡(jiǎn)單,故分配公差采用等公差法.尺寸45mm按自由尺寸取公差等級(jí)IT10,其公差T(45) = 1.6mm,并令T= T= 0.8mm 2.5.3工序Ш： E43mm內(nèi)孔5×30°倒角,選用臥式車床C620-1.由于最后的切削寬度很大,故按成行車削制訂進(jìn)給量.根據(jù)手冊(cè)及車床取 = 0.08mm/r (見《切削手冊(cè)》表1.8) 當(dāng)采用高速鋼車刀時(shí),根據(jù)一般資料,確定切削速度 v=16m/min 則 n= = = 118(r/min) 按機(jī)床說明書取n= 120r/min,則此時(shí)切削速度為 v = = 16.2(m/min) 切削工時(shí) t = = = 0.83 (min) 2.5.4工序Ⅳ：鉆錐螺紋Rc1/8底孔(E8.8mm) f = 0.11mm/r ( 《切削手冊(cè)》表2.7 ) v = 25m/min (《切削手冊(cè)》表 2.13 ) 所以 n = = = 904 (r/min) 按機(jī)床選取n= 680r/min (《切削手冊(cè)》表2.35) 實(shí)際切削速度 v = = = 18.8 (m/min) 切削工時(shí) = 11mm, = 4mm, = 3mm t === 0.24 (min) 2.5.5工序Ⅴ：拉花鍵孔 單面齒升:根據(jù)有關(guān)手冊(cè),確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉力的單面齒升為0.06mm,拉切速度v = 0.06m/s (3.6m/min) 切削工時(shí) t = 式中 Z---- 單面余量3.5mm(由E43mm拉削到E50mm); L ---- 拉削表面長(zhǎng)度, 140mm; ---- 考慮校準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù), 取1.2; k ---- 考慮機(jī)床返回行程系數(shù),取 1.4; v ---- 拉削速度(m/min); ---- 拉刀單面齒升; z ---- 拉刀同時(shí)工作齒數(shù),Z=; p ---- 拉刀齒距. P == 1.35= 16mm 所以 拉刀同時(shí)工作齒數(shù)z ==9 所以 t == 0.42 (min) 2.5.6工序Ⅵ：粗銑E39mm二孔端面,保證尺寸118.4_ = 0.08mm/齒 ( 《切削手冊(cè)》 表3-3) 切削速度:參考有關(guān)手冊(cè),確定v = 0.45m/s即27m/min。 采用高速剛鑲齒三面刃銑刀,d= 225mm, 齒數(shù)z = 20。則 現(xiàn)采用X63臥式銑床,根據(jù)機(jī)床使用說明書(見 《工藝手冊(cè)》表4.2-39),取n=37.5r/min, 故實(shí)際切削速度為 當(dāng)n=37.5r/min時(shí),工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 查機(jī)床說明書,剛好有,故直接選用該值。 切削工時(shí):由于是粗銑,故整個(gè)銑刀刀盤不必銑過整個(gè)工件,利用作圖法,可得出銑刀的行程,則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 2.5.7工序Ⅶ：鉆、擴(kuò)E39mm二孔及倒角。 1. 鉆孔E25mm 確定進(jìn)給量f:根據(jù) 《切削手冊(cè)》表2.7，當(dāng)剛的d= E25mm時(shí)，= 0.39~0.47mm/r由于本零件在加工E25mm孔時(shí)屬于低剛度零件,故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75,則 根據(jù)Z535機(jī)床說明書,現(xiàn)取= 0.25mm/r。 切削速度：根據(jù)《切削手冊(cè)》 表2.13及表2.14，查得切削速度υ=18m/min。所以 根據(jù)機(jī)床說明書，取故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí) 以上為鉆一個(gè)孔時(shí)的機(jī)動(dòng)時(shí)間。故本工序的機(jī)動(dòng)工時(shí) 2. 擴(kuò)鉆E37mm孔 利用E37mm的鉆頭對(duì)E25mm的孔進(jìn)行擴(kuò)鉆。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)床說明書，選取 則主軸轉(zhuǎn)速為并按機(jī)床說明書取。 實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)（一個(gè)孔）： 當(dāng)擴(kuò)鉆兩個(gè)孔時(shí)，機(jī)動(dòng)工時(shí)為 3. 擴(kuò)孔E38.7mm 采用刀具：E38.7專用擴(kuò)孔鉆。 進(jìn)給量： （《切削手冊(cè)》表2.10） =0.63(mm/r) 查機(jī)床說明書，取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取，則其切削速度。 機(jī)動(dòng)工時(shí) 當(dāng)加工兩個(gè)孔時(shí) 4. 倒角2雙面 采用90锪鉆。 為縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)相同： 手動(dòng)進(jìn)給。 2.5.8工序Ⅷ：精、細(xì)鏜E39mm二孔，選用機(jī)床：T740金剛鏜床。 （1） 鏜孔至φ38.9mm，單邊余量Z=0.1mm,一次鏜去全部余量，。 進(jìn)給量 根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定金剛鏜床的切削速度為，則 由于T74金剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無級(jí)調(diào)速，故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)速。 切削工時(shí)：當(dāng)加工1個(gè)孔時(shí) 所以加工兩個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間為 (2) 細(xì)鏜孔至E39mm。由于細(xì)鏜與精鏜孔共用一個(gè)鏜桿，利用金剛鏜床同時(shí)對(duì)工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時(shí)均與精鏜相同 2.5.9工序Ⅸ：磨E39mm二孔端面，保證尺寸118mm （1） 選擇砂輪。見《工藝手冊(cè)》第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為 其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46，硬度為中軟1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為。 （2） 切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速（見機(jī)車說明書），。 軸向進(jìn)給量（雙行程） 工件轉(zhuǎn)速 徑向進(jìn)給量 （3） 切削工時(shí)。當(dāng)加工1個(gè)表面時(shí) （見《工藝手冊(cè)》表6.2-8） 式中 L——加工長(zhǎng)度73mm; b ——加工寬度68mm; Z——單向加工余量，0.2mm; K ——系數(shù)，1.10； ——； ——工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量（mm）； ——工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（mm）。 當(dāng)加工兩端面時(shí) 2.5.10工序Ⅹ：鉆螺紋底孔4-φ6.7mm并倒角120。 （《切削手冊(cè)》表2.7） （《切削手冊(cè)》表2.13及表2.14） ∴ 按機(jī)車取故。 切削工時(shí)（4個(gè)孔） 倒角仍取。手動(dòng)進(jìn)給。 2.5.11工序Ⅺ：攻螺紋4-M8mm及Rc1/8 由于公制螺紋M8mm與錐螺紋Rc1/8外徑相差無幾，故切削用量一律按加工M8選取 ∴ 按機(jī)車選取。 機(jī)動(dòng)工時(shí) 攻M8孔 攻Rc1/4孔 最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填人機(jī)械加工工藝過程綜合卡片，見附表1。 三、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。 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第Ⅵ道工序——粗銑E39mm二孔端面的銑床夾具。本夾具將用于X63臥式銑床。刀具為兩把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，對(duì)工件的兩個(gè)端面同時(shí)進(jìn)行加工。 3.1問題的提出 本夾具主要用來粗銑E39mm二孔的兩個(gè)端面，這兩個(gè)端面對(duì)E39mm孔及花鍵孔都有一定的技術(shù)要求。但加工本道工序時(shí)，E39mm孔尚未加工，而且這兩個(gè)端面在Ⅸ還要進(jìn)行磨加工。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而精度則不是主要問題。 3.2夾具設(shè)計(jì) 3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，E39mm二孔端面應(yīng)對(duì)花鍵孔中心線有平行度及對(duì)稱度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線。為了使定位誤差為零，應(yīng)該選擇以花鍵孔定位的自動(dòng)定心夾具。但這種自動(dòng)定心夾具在結(jié)構(gòu)上將過于復(fù)雜，因此這里只選用以花鍵孔為主要定位基面。 為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把鑲齒三面刃銑刀對(duì)兩個(gè)E39mm孔端面同時(shí)進(jìn)行加工。同時(shí)，為了縮短輔助時(shí)間，準(zhǔn)備采用氣動(dòng)夾緊。 3.2.2切削力及夾緊力計(jì)算 刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，E225mm,z = 20 （見《切削手冊(cè)》表3.28） 其中：（在加工面上測(cè)量的近似值） 所以 當(dāng)用兩把銑刀時(shí)， 水平分力： 垂直分力： 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：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 選用氣缸—斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)，鍥角，其結(jié)構(gòu)形式選用Ⅳ型，則擴(kuò)力比=3.42。 為克服水平切削力，實(shí)際夾緊力N應(yīng)為 所以 其中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，== 0.25。則 氣缸選用E100mm。當(dāng)壓縮空氣單位壓力p = 0.5Mpa時(shí)，氣缸推力為3900N。由于已知斜鍥機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比i=3.42,故由氣缸產(chǎn)生的實(shí)際加緊力為 此時(shí)已大于所需的12790N的加緊力，故本夾具可安全工作。 3.2.3定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為-花鍵軸，該定位花鍵軸的尺寸與公差現(xiàn)規(guī)定為與本零件在工作時(shí)與其相配花鍵軸的尺寸與公差相同，即16。 （2）零件圖樣規(guī)定E50mm花鍵孔鍵槽寬中心線與E39mm兩孔中心線轉(zhuǎn)角公差為2。由于φ39mm孔中心線應(yīng)用外端垂直，故要求E39mm二孔端面之垂線應(yīng)與E50mm花鍵孔鍵槽寬中心線轉(zhuǎn)角公差為2。此項(xiàng)技術(shù)要求應(yīng)由花鍵槽寬配合中的側(cè)向間隙保證。 已知花鍵孔鍵槽寬為5，夾具中定位花鍵軸鍵寬為5，因此當(dāng)零件安裝在夾具中時(shí)，鍵槽中的最大側(cè)向間隙為 Δ 由此而引起的零件最大轉(zhuǎn)角α為 所以 即最大側(cè)隙能滿足零件的精度要求。 （3）計(jì)算E39mm二孔外端面銑加工后與花鍵孔中心線的最大平行度誤差。 零件花鍵孔與定位心軸外徑的最大間隙為： 當(dāng)定位花鍵軸的長(zhǎng)度取100mm時(shí)，則由上述間隙引起的最大傾角為0.131/100。此即為由于定位問題而引起的E39mm孔端面對(duì)花鍵孔中心線的最大平行度誤差。由于E39mm孔外端面以后還要進(jìn)行磨削加工，故上述平行度誤差值可以允許。 3.2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾緊而不采用手動(dòng)夾緊。因?yàn)檫@是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要途徑。本道工序的銑床夾具就選擇了氣動(dòng)夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢(shì)必要增大氣缸直徑，而這樣將使整個(gè)夾具過于龐大。因此，應(yīng)首先設(shè)法降低切削力。目前采取的方式有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削精度降低，以降低切削力；二是選擇一種比較理想的斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)，盡量夾緊機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張力比；三是在可能的情況下，適量提高壓縮空氣的工作壓力（由0.4Mpa增至0.5Mpa）,以增加氣缸推力。結(jié)果，本夾具總的感覺還比較緊湊。 夾具上裝有對(duì)刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一塊定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一個(gè)正確的安裝位置，以利于銑削加工。 銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖3及附圖4。 總 結(jié) 經(jīng)過緊張而有辛苦的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了．當(dāng)我快要完成老師下達(dá)給我的任務(wù)的時(shí)候，我仿佛經(jīng)過一次翻山越嶺，登上了高山之顛，頓感心曠神意，眼前豁然開朗． 課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)． 說實(shí)話，課程設(shè)計(jì)真的有點(diǎn)累．然而，當(dāng)我一著手清理自己的設(shè)計(jì)成果，漫漫回味這幾年的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消．雖然這是我剛學(xué)會(huì)走完的第一步，也是人生的一點(diǎn)小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多，另我有了一中”春眠不知曉”的感悟． 通過課程設(shè)計(jì)，使我深深體會(huì)到，干任何事都必須耐心，細(xì)致．課程設(shè)計(jì)過程中，許多計(jì)算有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂：有幾次因?yàn)椴恍⌒奈矣?jì)算出錯(cuò)，只能毫不情意地重來．但一想起XX教授，XX老師平時(shí)對(duì)我們耐心的教導(dǎo)，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，想到世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時(shí)刻提示自己，一定呀養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)，認(rèn)真對(duì)待的良好習(xí)慣． 這次課程設(shè)計(jì)使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練． 短短幾周是課程設(shè)計(jì)，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識(shí)是真正如此的缺乏，自己綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)能力是如此的不足，幾年來的學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知道自己并不會(huì)用．想到這里，我真的心急了，老師卻對(duì)我說，這說明課程設(shè)計(jì)確實(shí)使我你有收獲了．老師的親切鼓勵(lì)了我的信心，使我更加自信． 參考文獻(xiàn) 1. 劉守勇主編. 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具. 機(jī)械工業(yè)出版社，1997 2. 李洪主編. 機(jī)械加工工藝手冊(cè). 北京出版社，1990 3. 趙志修主編. 機(jī)械制造工藝學(xué). 機(jī)械工業(yè)出版社，1985 4. 李慶壽主編. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社，1984 5. 姜興序主編. 機(jī)床夾具. 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1982 6. 王紹俊主編. 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，1984 7. 黃如林主編，劉新佳、汪群副主編. 切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè). 化工工業(yè)出版社，2004 8. 李益民主編. 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，1993 9. 陳家芳主編. 實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè). 第二版. 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2004 10. 金大鷹主編. 機(jī)械制圖（機(jī)械類專業(yè)）. 機(jī)械工業(yè)出版社，2004 11. 蘭建設(shè)主編. 機(jī)械制造工藝與夾具. 機(jī)械工業(yè)出版社，2004 12. 陸劍中、孫家寧主編. 金屬切削原理與刀具. 第四版. 機(jī)械工業(yè)出版社，2006