等臂杠桿的銑Φ40 上平面夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝裝備proe三維4張CAD圖,等臂杠桿的銑Φ40,上平面夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝裝備proe三維4張CAD圖,杠桿,40,平面,夾具,設(shè)計(jì),機(jī)械,加工,工藝,裝備,proe,三維,CAD 答辯提問及回答： 1、如何定位？ 答：工件以Φ40 外圓及端面定位。 2、2.定位方案是什么？ 答：采用一固定和一活動 V 型塊組合定位夾緊，為防止工件加工時(shí)變形，采用了螺旋鎖緊。 3、夾具的主要定位元件？ 答：夾具的主要定位元件為一平面和 2 個(gè) V 型塊間隙配合。 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 零件名稱 杠桿 切削液 水溶液 共 4 頁 工序名稱 粗銑Φ40 上平面 工序號 20 第 2 頁 設(shè) 計(jì) 校 對 修 改 審 核 機(jī) 床 夾 具 名稱 銑床夾具 序號 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 型 號 刀輔具名稱 量檢具名稱 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 進(jìn)給量 mm/r 切削深度mm 切削長度mm 基本時(shí)間min 粗銑Φ40 上平面 XA6132 高速鋼銑刀 千分尺 95 15 0.25 3 40 0.66 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 學(xué)號 班級 課題名稱 編制 杠桿 零件的機(jī)械加工工藝，設(shè)計(jì) 銑床 專用夾具 內(nèi)容及任 務(wù) 根據(jù)給定的零件圖樣，生產(chǎn)綱領(lǐng)按中等批量。 編制 杠桿 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，編制 銑Ф40mm端面 工序的工序卡及設(shè)計(jì)其專用機(jī)床夾具。 擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo) 一、設(shè)計(jì)圖紙 1、毛坯圖、零件－毛坯合圖各一張(3 或 4 號圖 CAD 出圖，手工圖為 2 號或 3 號裝 配) 2、關(guān)鍵工序機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片一張(4 號圖) 3、指定工序夾具裝配圖一張(2 或 3 號圖) 4、夾具部分零件圖 1～2 張(圖幅自定) 二、設(shè)計(jì)說明書 1、設(shè)計(jì)說明書(一份，格式按畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范要求) 2、夾具 3D 裝配效果圖一張(3 或 4 號圖，可渲染)、夾具視頻一份。以書面交設(shè)計(jì)資料，同時(shí)交電子文檔備查。 進(jìn)度安排 起止日期 工作內(nèi)容 第一周至周 3 搜集、準(zhǔn)備參考資料，完成機(jī)械加工工藝及比較 第一周結(jié)束 完成工藝卡及其相關(guān)計(jì)算，完成零件定位分析等 第二周至周 3 設(shè)計(jì)夾具，完成裝配圖；建立部分零件三維模型 第二周結(jié)束 完成說明書、全部圖紙，準(zhǔn)備答辯 主要參考資料 [1] 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998. [2] 謝祚水. 機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)概論[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，1997. [3] 孫桓.機(jī)械原理[M].北京:高等教育出版社,2001. [4] 濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,2001 [5] 夾具設(shè)計(jì)手冊 摘要 本設(shè)計(jì)的零件為杠桿零件，選用灰鑄鐵 200。根據(jù)零件的形狀、尺寸精度、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益等各方面的詳細(xì)分析其加工工藝，多采鉆床加工。通過對零件的分析，此工件外形輪廓尺寸小，重量輕，加工要求不高。因此在保證質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的前提下，盡量簡化結(jié)構(gòu)，做到經(jīng)濟(jì)合理。 關(guān)鍵詞：等臂杠桿、工藝分析、工藝設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì) I 目錄 摘要 I 第 1 章 等臂杠桿工藝分析 1 1.1 等臂杠桿的作用與結(jié)構(gòu) 1 1.1.1 杠桿的作用 1 1.1.2 等臂杠桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2 1.1.3 等臂杠桿的結(jié)構(gòu)工藝性 2 1.2 等臂杠桿關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 2 第 2 章 杠桿工藝設(shè)計(jì) 4 2.1 杠桿生產(chǎn)類型的確定 4 2.2 杠桿毛胚的選擇與毛胚圖說明 4 2.3 杠桿工藝路線的確定 4 2.3.1 粗、精基準(zhǔn)的選擇 4 2.3.2 各表面加工方法的確定 4 2.3.3 選擇加工設(shè)備及刀具、量具、夾具 5 2.3.4 工藝路線 6 2.3.5 工藝方案的比較和分析 7 2.4 加工余量、切削余量、工時(shí)定額的確定 8 2.4.1 加工余量 8 2.4.2 工時(shí)定額 9 2.5 工序尺寸與公差的確定 11 第3章 Ф10 孔夾具設(shè)計(jì) 12 3.1 設(shè)計(jì)思想與不同方案對比 12 3.2 定位誤差計(jì)算 15 3.3 對刀及引導(dǎo)裝置設(shè)計(jì) 16 3.4 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及夾緊力計(jì)算 17 3.5 夾緊操作動作說明 18 設(shè)計(jì)心得 19 參考文獻(xiàn) 20 附 錄 鉆夾具三維圖 21 II 第 1 章 等臂杠桿工藝分析 1.1 等臂杠桿的作用與結(jié)構(gòu) 1.1.1 杠桿的作用 題目給出的零件是杠桿。它的主要的作用是用來支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。 (1) 等臂杠桿平面圖 圖 1.1 杠桿平面圖 1 (2) 杠桿三維圖 圖 1.2 杠桿三維圖 1.1.2 等臂杠桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 該杠桿的形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單、具有對稱特性，是常見的等臂杠桿零件。 1.1.3 等臂杠桿的結(jié)構(gòu)工藝性 杠桿的 2×Φ8（H7）孔和Φ10（H7）孔的軸線與Φ25（H9）孔軸線有平行度要求。 2×Φ8（H7）分別在兩邊的懸臂平臺上，加工時(shí)需要防止懸臂變形。 1.2 等臂杠桿關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 杠桿零件的Φ25、Φ10、Φ8 四孔的軸線有平行度的要求?，F(xiàn)分述如下表： 23 表 1.1 關(guān)鍵表面技術(shù)要求表 加工表面 尺寸及公差/mm 公差及精度等級 表面粗糙度 Ra/μm 形位公差/mm Φ40 大表面 0 54 -0.46 IT12 6.3 Φ40 小表面 0 54 -0.46 IT12 3.2 左Φ30 表面 58+0.74 ，15 IT12 6.3 0 右Φ30 表面 15 IT12 6.3 Φ25 孔 25+0.052 IT9 1.6 0 Φ10 孔 10+0.015 IT7 3.2 ∥ 0.1 A 0 0 左Φ8 孔 Ф 8+0.015 ， 84 ± 0.2 IT7 1.6 ∥ 0.15 A 0 右Φ8 孔 Ф 8+0.015 ， 84 ± 0.2 IT7 1.6 ∥ 0.1 A 第 2 章 杠桿工藝設(shè)計(jì) 2.1 杠桿生產(chǎn)類型的確定 規(guī)定零件的生產(chǎn)類型為：大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)數(shù)量為 5000 以上。 2.2 杠桿毛胚的選擇與毛胚圖說明 零件的材料為 HT200?？紤]到零件在工作中處于潤滑狀態(tài)，因此采用潤滑效果較好的鑄鐵。由于零件年產(chǎn)量為 5000 件，達(dá)到大批量生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的、適合大批量生產(chǎn)的金屬模鑄造。 2.3 杠桿工藝路線的確定 2.3.1 粗、精基準(zhǔn)的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇。對于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是寬度為Ф40mm 的肩面表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用壓板對肩臺進(jìn)行加緊，利用一組 V 形塊支承Φ40mm 的外輪廓作主要定位，以消除 z、z、y、y 四個(gè)自由度。再以一面定位消除 x、x 兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,就可加工Φ25（H7）的孔。 （2）精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，和便于裝夾，采用Φ25(H7)的孔作為精基準(zhǔn)。 2.3.2 各表面加工方法的確定 本零件的加工表面有：粗精銑寬度為Φ40mm 的上下平臺、鉆Φ10(H7)孔、鉆 2×Ф 0 8+0.015 的小孔 、粗精銑Φ30 凸臺的平臺。材料為 HT200，加工方法選擇如下： 1、Φ40mm 圓柱的上平臺：公差等級為 IT12,表面粗糙度為 Ra6.3，采用粗銑→精銑 的 加 工 方 法 ， 并 倒 R3 圓 角 。2、Φ40mm 圓柱的下平臺：公差等級為 IT12,表面粗糙度為 Ra3.2，采用采用粗銑→ 精 銑 的 加 工 方 法 ， 并 倒 R3 圓 角 。3、Φ30mm 的凸臺上下表面：公差等級為 IT112，表面粗糙度為 Ra6.3，采用粗銑→ 精銑的加工方法。 4、鉆Φ25（H9）內(nèi)孔：公差等級為 IT9，表面粗糙度為 Ra1.6，采用鉆孔→擴(kuò)孔鉆 鉆 孔 → 粗 鉸 → 精 鉸 的 加 工 方 法 ， 并 倒 1×45° 內(nèi) 角 。5、鉆Φ8（H7）內(nèi)孔：公差等級為 IT7,表面粗糙度為 Ra1.6，采用鉆孔→粗鉸→精 鉸的加工方法。6、鉆Φ10(H7)內(nèi)孔：公差等級為 IT7，表面粗糙度為 Ra3.2，平行度為 0.1μm（A）， 采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。 2.3.3 選擇加工設(shè)備及刀具、量具、夾具 由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以采用通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各級床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完后。 粗精銑寬度為Ф40mm 的上下平臺和寬度為 30mm 的平臺?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，采用立銑，選擇 XA6132 萬能立式升降銑床（參考文獻(xiàn)：機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊，主編：李益民，機(jī)械工業(yè)出版社出版社），刀具選 D=50mm 的圓柱形銑刀（參考文獻(xiàn)：機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊，主編：李益民，機(jī)械工業(yè)出版社出版）、專用夾具、專用量具和游標(biāo)卡尺。 粗精銑寬度為Φ30mm 的凸臺表面。采用 XA6132 萬能立式升降銑床，刀具選 D=50mm 的圓柱形銑刀，專用夾具、專用量檢具和游標(biāo)卡尺。 鉆孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф23mm。采用 Z550 型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄 2 號刀）D=23mm，專用鉆夾具，專用檢具。 擴(kuò)孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達(dá)到Ф24.8mm。采用立式 Z550 型鉆床，刀具選 D=24.7mm 的錐柄擴(kuò)孔鉆（莫氏錐度 3 號刀），專用鉆夾具和專用檢具。 粗鉸孔Ф25(H9)使尺寸達(dá)到Ф24.94mm。采用立式 Z550 型鉆床，刀具選 D=24.94mm 的錐柄機(jī)用鉸刀，專用鉆夾具和專用檢具。 精鉸孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф25(H9)。采用立式 Z550 型鉆床，刀具選 D=25mm 的錐柄機(jī)用鉸刀，并倒 1×45°的倒角鉆用鉸夾具和專用檢量具。 鉆 2×Ф8（H7）的小孔使尺寸達(dá)到 7.8mm。采用立式 Z518 型鉆床，刀具選用 D=7.8mm 的直柄麻花鉆，專用鉆夾具和專用檢量具。 鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ9.8mm。采用立式 Z518 型鉆床，刀具選用 D=9.8mm 的直柄麻花鉆，專用的鉆夾具和量檢具。 粗鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ9.96mm。采用立式 Z518 型鉆床，刀具選用 D=10mm 的直柄機(jī)用鉸刀，專用夾具和專用量檢具。 精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ10（H7）mm。采用立式 Z518 型鉆床，選擇刀具 D=10mm 的精鉸刀，使用專用夾具和量檢具。 粗鉸 2×Φ8（H7）小孔使尺寸達(dá)到Φ7.96mm。采用立式 Z518 型鉆床，選擇刀具為 D=8mm 直柄機(jī)用鉸刀，使用專用夾具和專用量檢具。 精鉸 2×Φ8（H7）小孔使尺寸達(dá)到Φ8（H7）。采用立式 Z518 型鉆床，選擇刀具為 D=8mm 的直柄機(jī)用鉸刀，使用專用的夾具和專用的量檢具。 2.3.4 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)（生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，決定了所應(yīng)選用的工藝方法和工藝裝備。）已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性的機(jī)床配以專用夾具，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。 （1）方案一 鑄 造 時(shí) 效 涂底漆 工序 10：粗車寬度為Ф40mm 下平面和鉆Ф25mm(H9)孔 工序 20：粗銑寬度為Ф40mm 上平面和Ф30 左下平面和右上平面工序 30：鉆Ф10（H7）孔 工序 40：鉆 2×Ф8（H7）孔 工序 50：精銑寬度為Ф40mm 上下平面和Ф30 左下平面和右上平面工序 60：擴(kuò)Ф25mm（H9）孔 工序 70：粗絞Ф10mm(H7)孔工序 80：粗絞 2×Ф8mm(H7)孔工序 90：絞Ф25mm(H9)孔 工序 100：精絞Ф10mm(H7)孔 工序 110：精絞 2×Ф8mm(H7)孔工序 120：檢驗(yàn)入庫 （1）方案二 鑄 造 時(shí) 效 涂底漆 工序 10：鉆 2×Ф8mm（H7）孔 工序 20：粗銑Ф40mm 上下平面和Ф30mm 左下平面和右上平面工序 30：鉆Ф25mm（H9）孔 工序 40：鉆Ф10mm（H7）孔 工序 50：粗絞 2×Ф8mm（H7）孔 工序 60：精銑Ф40mm 上下平面和Ф30mm 左下平面和右上平面工序 70：擴(kuò)Ф25mm（H9）孔 工序 80：粗絞Ф10mm（H7）孔工序 90：精絞 2×Ф8mm（H7）孔工序 100：絞Ф25mm（H9）孔 工序 110：精絞Ф10mm（H7）孔 2.3.5 工藝方案的比較和分析 上述兩種工藝方案的特點(diǎn)是：方案一是先加工Ф25（H9）孔，再以Ф25（H9）孔為精基準(zhǔn)加工 2×Ф8mm（H7）孔和Ф10mm（H7）孔，這樣可以保證 2×Ф8mm（H7）孔和Ф10mm（H7）孔與Ф25（H9）孔平行度要求。方案二是先加工 2×Ф8mm（H7）孔， 再以 2×Ф8mm（H7）孔為精基準(zhǔn)加工Ф25（H9），這樣可以保證 2×Ф8mm（H7）孔的精度要求。該零件主要是使配合符合要求，保證平行度更重要。所以決定選擇方案一作為加工工藝路線比較合理。 最終制定下面方案路線： 鑄 造 時(shí) 效 涂底漆 工序 10：粗車寬度為Ф40mm 下平面和鉆Ф25mm(H9)孔 工序 20：粗銑寬度為Ф40mm 上平面和Ф30 左下平面和右上平面工序 30：鉆Ф10（H7）孔 工序 40：鉆 2×Ф8（H7）孔 工序 50：精銑寬度為Ф40mm 上下平面和Ф30 左下平面和右上平面工序 60：擴(kuò)Ф25mm（H9）孔 工序 70：粗絞Ф10mm(H7)孔工序 80：粗絞 2×Ф8mm(H7)孔工序 90：絞Ф25mm(H9)孔 工序 100：精絞Ф10mm(H7)孔工序 110：精絞 2×Ф8mm(H7)孔工序 120：檢驗(yàn)入庫 2.4 加工余量、切削余量、工時(shí)定額的確定 2.4.1 加工余量 表 2.1：加工余量表 加工表面 基本尺寸 工序 加工余量數(shù)值（mm） 說明 Ф40mm 的上 40 粗銑 3 加工上下 下平臺 精銑 1 底面 Ф30mm 的凸 30 粗銑 3 凸臺上下面 臺上下面 精銑 1 鉆 4.9 Ф10H7 孔 10 擴(kuò) 0.08 加工內(nèi)孔 絞 0.02 鉆 3.9 Ф8H7 孔 8 粗絞 0.08 加工內(nèi)孔 精絞 0.02 鉆 11.5 Φ25(H9)孔 25 擴(kuò) 0.9 加工內(nèi)孔 絞 0.1 2.4.2 工時(shí)定額 工序 10：鉆Φ25H9mm 孔 （1）基本時(shí)間的計(jì)算 由參考文獻(xiàn)[3]表 2.14 查，鉆孔的基本時(shí)間可由公式 t j = L/ f n =(l＋l1＋l2)/ f （2.1） 求得。其中 1=54 mm，l2=1 mm， I1 =(D× cot kr )/2＋(1～2)=(23.0× cot56°)/2＋(1～2)=8.7mm （2.2） f=0.4 mm/r、n=250 r/min。 將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時(shí)間： f =（54 mm＋8.7mm＋1 mm）/（0.4 mm/r×250 r/min）=0.637min （2.3） n （2）輔助時(shí)間的計(jì)算 由參考文獻(xiàn)[3]表 4.14 查，輔助時(shí)間 ta 與基本時(shí)間 tj 的關(guān)系為 ta =(0.15～0.2) tj （2.4） 在這里取 ta=0.15tj，則各本工序的輔助時(shí)間為： 工序 4 的鉆孔的輔助時(shí)間： ta =0.15×38.22s=5.73s （2.5） （3）其它時(shí)間 tm 的計(jì)算 除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間 tb、休息與生理需要時(shí)間 tx 和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由本例桿杠的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間很少，可忽略不計(jì)；布置工作地時(shí)間和休息與生理需要時(shí)間與作業(yè)時(shí)間的關(guān)系為： 工序 4 的鉆孔的其它時(shí)間： tb + tx = 6% ′ (t j + ta) （2.6） （4）單件時(shí)間的計(jì)算 tb ＋ tx =6%×（38.22＋5.73）s=2.67s （2.7） 本工序的單件時(shí)間為四個(gè)工步的時(shí)間總和：其中鉆孔工步 tdj 鉆=（2.64＋38.22＋5.73）s=46.6s （2.8）工序 20：粗銑精銑φ40 上端面 由參考文獻(xiàn)[3]表 1.14 查 l =83mm， l1 =8.3mm, 粗銑： t l2 =3mm = l + l1 + l2 = 94.3/142.5=0.66min （2.9） f m m 工序 30：鉆φ10（H7）孔 （1）基本時(shí)間的計(jì)算 1） 鉆孔工步 由參考文獻(xiàn)[3]表 4.2 查，鉆孔的基本時(shí)間可由公式 t j = L / f 其中 1=54 mm，l2=1 mm， =(l＋l1＋l2)/ f n （2.10） I1 =(D× cot kr )/2＋(1～2)=(23.0× cot56°)/2＋(1～2)=8.7mm （2.11） f=0.4 mm/r;n=250 r/min。將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時(shí)間： t j =（54 mm＋8.7mm＋1 mm）/（0.4 mm/r×250 r/min）=0.637min （2.12） （2）輔助時(shí)間的計(jì)算 由參考文獻(xiàn)[1]表 2.6 查，輔助時(shí)間 ta 與基本時(shí)間 tj 的關(guān)系為 ta =(0.15～0.2) tj （2.13） 在這里取 ta=0.15tj，則各本工序的輔助時(shí)間為： 工序 6 的鉆孔的輔助時(shí)間： ta =0.15×38.22s=5.73s （2.14） 工序 40：2×φ8（H7）孔 （1）基本時(shí)間的計(jì)算 1） 鉆孔工步 由參考文獻(xiàn)[2]表 3.14 查，鉆孔的基本時(shí)間可由公式 t j = L/ f n =(l＋l1＋l2)/ f （2.15） 其中 1=15 mm，l2=1 mm， I1 =(D× cot kr )/2＋(1～2)=(7.8×cot56°)/2＋(1～2)=8mm （2.16） f=0.3 mm/r;n=1000 r/min。將上述結(jié)果代入公式，可得到該公序的基本時(shí)間： t j =（15 mm＋8mm＋1 mm）/（0.3 mm/r×1000 r/min）=0.076min （2.17） 則 2 t j =0.152min （2）輔助時(shí)間的計(jì)算 由參考文獻(xiàn)[2]表 2.1 查，輔助時(shí)間 ta 與基本時(shí)間 tj 的關(guān)系為 ta =(0.15～0.2) t j （2.18） 在這里取 ta=0.15tj，則各本工序的輔助時(shí)間為： 工序 5 的鉆孔的輔助時(shí)間： ta =0.15×0.152=0.02min （2.19） 2.5 工序尺寸與公差的確定 由杠桿的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。 由零件圖可知，該杠桿的各加工表面的粗糙度 Ra 均大于等于 1.6μm。 根據(jù)上述諸因素，由于毛坯采用金屬模鑄造，可查表確定該鑄件的尺寸公差和機(jī)械加工余量以及各加工表面的工序尺寸，所得結(jié)果見下表。 表 2.2：部分工序尺寸和公差 表 2.2：部分工序尺寸和公差 工序 基本尺寸 工序余量 工序尺寸 粗銑Ф40mm 的上臺 56 3（單側(cè)） 鉆Φ25(H9)孔 0 11.5（單側(cè)） Φ23 Φ23 第3章 銑Φ40 上平面夾具設(shè)計(jì) 3.1 總體方案設(shè)計(jì) 這道工序所加工是Φ40 凸臺平面，且與其他凸臺面平行，平行度△A=0.1。根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案有：工件以Φ40 外圓及端面定位、采用一固定和一活動 V 型塊組合定位夾緊，為防止工件加工時(shí)變形，采用了螺旋鎖緊。 圖 3.5 定位原理圖 3.2 定位分析及誤差計(jì)算 定位分析： 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)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求， 所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強(qiáng)度，提高加工精度。為了使定位誤差減小，選擇已加工好φ40 的下端面作為定位基準(zhǔn)，來設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以兩 V 型塊和φ40 的下端面作為定位夾具。 定位誤差計(jì)算： 夾具的主要定位元件為一平面和 2 個(gè) V 型塊間隙配合。 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差D j ，一般可用下式表示： D j = DW ·Z + D D· A + D D·W + D j· j + D j·M 由參考文獻(xiàn)[5]可得： ⑴ 兩 V 型塊定位誤差 ： 采用自動對中夾具后,定位誤差取決于對中塊\螺桿以及滑塊的制造誤差.同時(shí), 對對中塊利用調(diào)整螺釘進(jìn)行調(diào)整并的誤差只有 0.08mm.在后續(xù)的銑斷工序中,利用中間大孔定位,孔壁與定位銷的配合間隙為 0.05mm.因此加工完成后大孔與小孔的中心距的最大誤差為 V= 0.08+0.05=0.13 ￡ 0.2mm 所以能滿足精度要求點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差D j ，一般可用下式表示： D j = DW ·Z + D D· A + D D·W + D j· j + D j·M 由參考文獻(xiàn)[5]可得： ⑴ 兩 V 型塊定位誤差 ： 采用自動對中夾具后,定位誤差取決于對中塊\螺桿以及滑塊的制造誤差.同時(shí), 對對中塊利用調(diào)整螺釘進(jìn)行調(diào)整并的誤差只有 0.08mm.在后續(xù)的銑斷工序中,利用中間大孔定位,孔壁與定位銷的配合間隙為 0.05mm.因此加工完成后大孔與小孔的中心距的最大誤差為 V= 0.08+0.05=0.13 ￡ 0.2mm 所以能滿足精度要求. ⑵ 夾緊誤差 ： D j· j = ( ymax - ymin ) cosa  （3.3） 其中接觸變形位移值： D = (k R + kHB + c )( NZ ) n y RaZ aZ HB 1 19.62l （3.4） 查[5]表 1～2～15 有 KRaz = 0.004, KHB = -0.0016,C1 = 0.412, n = 0.7 。 D j· j = D y cosa= 0.0028mm ⑶ 磨損造成的加工誤差： D j·M 通常不超過0.005mm ⑷ 夾具相對刀具位置誤差： D D· A 取0.01mm 誤差總和： D j + Dw = 0.085mm < 0.3mm 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.2.1 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與夾緊力計(jì)算 刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金） （3.5） 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)kv = 1.0 CF = 30 qF = 0.83 X F = 1.0 yF = 0.65 uF = 0.83 aP = 8 z=24 wF = 0 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= K1 K 2 K 3 K 4 其中： K1 為基本安全系數(shù) 1.5 K 2 為加工性質(zhì)系數(shù) 1.1 K 3 為刀具鈍化系數(shù) 1.1  （3.7） K 4 為斷續(xù)切削系數(shù) 1.1 所以 F ￠ = KF = 1775.7N 夾緊力的計(jì)算： 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 N ( f1 + f 2 ) = KF ￠ 其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 f1 = f 2 = 0.25 F= Pz +G G 為工件自重  （3.8） \ N = F ￠ f1 + f 2  = 3551.4N 夾緊螺釘： 公稱直徑 d=20mm，材料 45 鋼 性能級數(shù)為 6.8 級 sB = 6 ′100MPa s = 8 ′ sB s 10 = 480MPa 螺釘疲勞極限：s-1 = 0.32sB = 0.32 ′ 600 = 192MPa k s = ekm km s  = 51.76MPa 極限應(yīng)力幅： a lim -1 s [s ]= sa lim = 17.3MPa a 許用應(yīng)力幅： [Sa ]  [ ] [t]= ss s 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=2.5~4 取[s]=4 得 [t]= 120MPa 4 ′ FH = 2.8 ￡ [t] 2 2pdc 滿足要求 1.3 ′ 4 ′ N 2 pdc = 15MPa ￡ [s] 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機(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 4.2.1 夾緊操作動作說明 如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 設(shè)計(jì)心得 經(jīng)過兩周的分析零件、在設(shè)計(jì)時(shí)通過查閱資料使得了解的知識面更廣、范圍大，在查閱時(shí)了解有關(guān)機(jī)械方面的書，從而切實(shí)地感受到機(jī)械行業(yè)的范圍涉及面之廣，它能指導(dǎo)實(shí)際，理論知識有待實(shí)際的檢驗(yàn)。 經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，讓我鞏固了以前所學(xué)的知識它的全面性和系統(tǒng)性，使我對機(jī)械加工產(chǎn)生了更進(jìn)一步的興趣，并讓我主觀上認(rèn)識了加工過程中如何找定位，，也為我以后的工作打下了很好的基礎(chǔ)。并且從中再次學(xué)習(xí)到： （1）如何選擇定位基準(zhǔn)。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求及毛坯的具體情況，按照粗、精基準(zhǔn)的選擇原則來確定各工序合理的定位基準(zhǔn)。它對保證加工精度，確定加工順序及工序數(shù)量的多少、夾具的結(jié)構(gòu)都有重要影響。零件上的定位基準(zhǔn)、夾緊部位和加工面三者要互相協(xié)調(diào)，全面考慮。 （2）當(dāng)定位基準(zhǔn)(或工序基準(zhǔn))與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)(如單純孔與外圓表面的加工，單一平面加工等)，可采取“層層剝皮”的方法，即將余量層一層層疊加在被加工表面上， 可以清楚地看出每道工序的工序尺寸，當(dāng)定位基準(zhǔn)(或工序基準(zhǔn))與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)， 即加工中基準(zhǔn)多次變換時(shí)，此時(shí)應(yīng)按尺寸鏈原理來計(jì)算確定工序尺寸與公差，并校核余量層是否夠切。 （3）夾具設(shè)計(jì)時(shí)，除應(yīng)滿足工藝設(shè)計(jì)規(guī)定的精度和生產(chǎn)率要求外，還應(yīng)符合可靠、簡單、方便的原則。象零件在夾具中裝卸方便，夾具在機(jī)床上裝夾、校正方便，加工中對刀、測量方便，操作方便、省力、安全等。此外，還應(yīng)易于排屑，夾具本身結(jié)構(gòu)工藝性要好。  參考文獻(xiàn) [1] 陳宏鈞，馬素敏.金屬切削速查速算手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1998. [2] 肖繼德，陳寧平．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [3] 吳拓．現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì)及實(shí)例[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015． [4] 王光斗．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M]．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000． [5] 盧秉恒．機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2017． [6] 趙汝嘉. 機(jī)械加工工藝手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.