1 目目 錄錄 第一部分：第一部分：工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書 一、零件的工藝性分析一、零件的工藝性分析 1 二、確定毛坯，畫毛坯二、確定毛坯，畫毛坯零件合圖零件合圖 2 三、機(jī)械工藝路線的確定三、機(jī)械工藝路線的確定 3 四、主要工序尺寸及其公差的確定四、主要工序尺寸及其公差的確定 8 五、設(shè)備及其工藝裝備的確定五、設(shè)備及其工藝裝備的確定 10 五、切削用量及工時(shí)定額的確定五、切削用量及工時(shí)定額的確定 10 第二部分：第二部分：夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書 一、一、 1 二、二、 2 2 第一部分第一部分 工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 1.零件圖工藝性分析 1.1 零件結(jié)構(gòu)功用分析： 十字頭零件是機(jī)械中常見(jiàn)的一種零件，它的應(yīng)用范圍很廣。由于它們功用 的不同，該類零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差異，但結(jié)構(gòu)上仍有共同特點(diǎn)：零 件的主要表面為精度要求較高的孔、零件由內(nèi)孔、外圓、端平等表面構(gòu)成。 1.2 零件圖紙分析： 由零件圖可知，該零件形狀較為復(fù)雜、外形尺寸不大，可以采用鑄造毛 坯。由于該零件的兩個(gè) 20 孔要求較高，它的表面質(zhì)量直接影響工作狀態(tài)， 通常對(duì)其尺寸要求較高。一般為 IT5-IT7。加工時(shí)兩 20 孔的同軸度應(yīng)該控制 在 0.01mm。85 外圓的尺寸它直接影響孔在空間的位置，加工時(shí)可以將其加 工精度降低，通過(guò)裝配來(lái)提高精度。 1.3 主要技術(shù)條件： 1.孔徑精度：兩 20 孔的孔徑的尺寸誤差和形狀誤差會(huì)造的配合不良，因此 對(duì)孔的要求較高，其孔的尺寸公差為 IT7 2.主要平面的精度：由于 85 外圓接影響聯(lián)接時(shí)的接觸剛度，并且加工過(guò)程 中常作為定位基面，則會(huì)影響孔的加工精度，因此須規(guī)定其加工要求。 3 2.毛坯選擇 2.1 毛坯類型 考慮到十字頭工作時(shí)的作用，要求材料要有很高的強(qiáng)度，并且該零件結(jié) 構(gòu)較為復(fù)雜，故選用鑄造毛坯材料為 HT200。 2.2 毛坯余量確定 由書機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)資料表 1.2-10 查得毛坯加工余量為 2，毛坯尺寸偏差由 表 1.2-2 查得為 1.4. 2.3 毛坯零件合圖草圖 3機(jī)械工藝路線確定 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇： 3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇：選擇十字頭底面與兩 85 外圓作定位基準(zhǔn)，因?yàn)?85 外圓柱面 ，及底面是裝配結(jié)合面，且十字頭底面又是空間位置的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)， 故選擇十字頭底面與外圓作定位基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)重合原則且裝夾誤差小。 4 3.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇：以十字頭上端面和十字頭支撐外圓定位加工出精基準(zhǔn)。 3.2 加工順序的安排： 十字頭零件主要由孔和平面構(gòu)成與箱體類零件大體相同，加工順序?yàn)橄?面后孔，這樣可以用加工好的平面定位再來(lái)加工孔，因?yàn)檩S承座孔的精度要求 較高，加工難度大，先加工好平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔，這樣即能為孔 的加工提供穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn)，同時(shí)可以使孔的加工余量較為均勻 3.3 加工階段的劃分說(shuō)明 加工階段分為：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段。 3.4 加工工序簡(jiǎn)圖 1、鑄 鑄造、清理 2、熱處理 時(shí)效 3、粗車 85 外圓 4、粗銑上頂面 5、粗,精銑底平面 6、鉆、攻 4M6 螺紋孔 7、擴(kuò) 20 孔 9、銑十字頭 10、粗鏜 65 內(nèi)孔 11、粗鏜、半精鏜、精鏜 2-20 內(nèi)孔 12、挖 2-24 環(huán)槽 13、精車 85 外圓 14、去毛刺： 5 15、終檢： 4.主要工序尺寸及其公差確定 85 工藝路線基本尺寸工序余量經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸 鑄 90.5 5.5 90.5 1.4 粗車 87 3.512.5（IT11 ） 87 0 13 . 0 半精車 85.5 1.56.3（IT9） 85.5 0 062 . 0 精車 85 0.51.6（IT7） 85 020 . 0 041 . 0 20 工藝路線基本尺寸工序余量經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸 鑄 14 6 14 1.4 粗鏜 17 36.3（IT11） 17 13 . 0 0 半精鏜 19.5 2.53.2（IT9） 19.5 062 . 0 0 精鏜床 20 0.51.6（IT7） 20 0.01 5.設(shè)備及其工藝裝備確定 所用的設(shè)備有： CA6140、X62W、T618、Z4012、檢驗(yàn)臺(tái)、鉗工臺(tái)。 夾具有：鏜 2-20 孔專用夾具、車床專用夾具、鉆 2-M6 底孔專用夾具、擴(kuò) 20 孔專用夾具、 刀具有：90 度車刀、硬質(zhì)合金銑刀、平板銼、開式自鎖夾緊鏜刀、5 鉆頭、 M6 絲錐、20 鉆頭、圓銼刀 量具有：游標(biāo)卡尺、專用塞規(guī)。 6 6切削用量及工時(shí)定額確定 粗車、半精車、精車時(shí)：（T1=T 輔 T2=T 機(jī) T3=T 工 T4=T 休） 挖 24 環(huán)形槽： ap=2 由表 5.3-1 得：f=0.4m/r 由表 5.3-20 得：v=90m/r 則 n=220 x90/40=495 r/mm 工時(shí)定額： 由表 3.3-3 得：操作機(jī)床時(shí)間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表 3.3-4 得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表 5.4-1 得機(jī)動(dòng)時(shí)間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T 基=lz/nfap=0.2 min 則 T 總=T1+T2+T 基=2.26 min 粗車 85 外圓時(shí)： ap=2 由表 3-1 得：f=0.5 m/r 由表 5.3-20 得：v=82 m/r 則 n=318x82/85=307 m/r 工時(shí)定額： 由表 3.3-3 得：操作機(jī)床時(shí)間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 7 由表 3.3-4 得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表 5.4-1 得機(jī)動(dòng)時(shí)間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T 基=lz/nfap=0.167 min 則 T 總=T1+T2+T 基=0.347 min 半精車 85 外圓時(shí)：（車刀刀桿尺寸 BXH 取 16X25）ap=1 由表 3-1 得：f=0.4 m/r 由表 5.3-20 得：v=100 m/r 則 n=318x100/85=374 m/r 工時(shí)定額： 由表 3.3-3 得：操作機(jī)床時(shí)間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表 3.3-4 得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表 5.4-1 得機(jī)動(dòng)時(shí)間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T 基=lz/nfap=0.34 min 則 T 總=T1+T2+T 基=0.52 min 精車 85 外圓時(shí)：（車刀刀桿尺寸 BXH 取 16X25）ap=0.5 由表 3-1 得：f=0.3 m/r 由表 5.3-20 得：v=107 m/r 8 則 n=318x107/85=400 m/r 工時(shí)定額： 由表 3.3-3 得：操作機(jī)床時(shí)間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表 3.3-4 得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表 5.4-1 得機(jī)動(dòng)時(shí)間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T 基=lz/nfap=0.857 min 則 T 總=T1+T2+T 基=1.75 min 銑 85 上頂面時(shí)： 切削用量：ap=3.5 由表 6.3-2 得：f=0.2 m/r 由表 6.3-21 得：v=120 m/r 則 n=318V/D= 318 x120/85=449 m/r 工時(shí)定額： 由表 6.4-1 得：T2= lw+lf/fxn=1.45 min 由表 3.3-7 得：操作機(jī)床時(shí)間為：0.83 min 由表 3.3-8 得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.14 min T1=2.27min T3=51min T4= 15min T 基=lz/nfap=0.5 min 則 T 總=T1+T2+T 基=68.7min 9 ：鉆 2-M6 底孔 2-5 孔時(shí)； 切削用量：ap=3.5 由表 7.3-1 得：f=0.36 m/r 由表 7.3-11 得：v=13 m/r 則 n=318V/D= 318 x13/5=826 m/r 工時(shí)定額： T2= lw+lf/fxn=0.1 min 由表 3.3-9 得：裝夾工件時(shí)間為 0.17min 由表 3.3-10 得：松開卸下工件時(shí)間為 0.15min 由表 3.3-12 得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.04min T1=0.76 min T3=47 min T4=15 min 則 T 總=T1+T2+T 基=62.9min 粗銑、半精銑 85 底平面時(shí)； 粗銑時(shí)：切削用量：ap=2.5 由表 6.3-2 得：f=0.2 m/r 由表 6.3-21 硬質(zhì)合金銑刀銑削灰鑄鐵時(shí) v=120 m/r 則 n=318V/D=763.2m/r 工時(shí)定額：由表 6.4-1 得：T2= lw+lf/vf=2.63 min 精銑時(shí)：切削用量：ap=1 由表 6.3-2 得：f=0.12 m/r 由表 6.3-21 硬質(zhì)合金銑刀銑削灰鑄鐵時(shí) v=150 m/r 則 n=318V/D=561m/r 10 工時(shí)定額：由表 6.4-1 得：T2= lw+lf/vf=3.5 min 由表 3.3-7 得：操作時(shí)間為 0.83min 由表 3.3-8 得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.14min T1=2.27 min T3=51 min T4=15 min 則 T 總=T1+T2+T 基=80.53min ：粗鏜 17 內(nèi)孔、半精鏜、精鏜 20 內(nèi)孔時(shí)； 粗鏜時(shí)：切削用量：ap=3 由表 8.2-1 得：f=0.5 m/r v=80 m/r 則 n=318V/D=1496.5m/r 工時(shí)定額：T2= lw+lf/vf=0.03 min 半精鏜時(shí)：切削用量：ap=2.5 由表 6.3-2 得：f=0.2m/r v=100m/r 則 n=318V/D=1630.7m/r 工時(shí)定額：T2= lw+lf/vf=0.04min 精鏜時(shí)：切削用量：ap=0.5 由表 6.3-2 得：f=0.15m/r v=80m/r 則 n=318V/D=1590m/r 工時(shí)定額：T2= lw+lf/vf=0.07min 由表 3.3-1 得：裝夾工件時(shí)間為 0.42min 由表 3.3-2 得：松開卸下工件時(shí)間為 0.12min 由表 3.3-3 得：操作機(jī)床時(shí)間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 11 由表 3.3-4 得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.16min T1=1.34 min T3=56min T4=15 min 則 T 總=T1+T2+T 基=72.62min ：攻 M6 螺紋孔時(shí)； 切削用量：ap=2.5 由表 7.3-1 得：f=0.27 m/r 由表 7.3-11 得：v=15 m/r 則 n=318V/5= 318 x15/5=954m/r 工時(shí)定額： T2= lw+lf/fxn=1.5 min 由表 3.3-9 得：裝夾工件時(shí)間為 0.04min 由表 3.3-10 得：松開卸下工件時(shí)間為 0.05min 由表 3.3-11 得：操作機(jī)床時(shí)間為：0.32 min T1=0.43 min T3=47 min T4=15 min 則 T 總=T1+T2+T 基=62.73min ：擴(kuò) 20 孔時(shí)； 切削用量：ap=2.5 由表 7.3-1 得：f=0.27 m/r 由表 7.3-11 得：v=15 m/r 則 n=318V/D= 318 x15/20=238.5m/r 工時(shí)定額： T2= lw+lf/fxn=1min 12 由表 3.3-9 得：裝夾工件時(shí)間為 0.04min 由表 3.3-10 得：松開卸下工件時(shí)間為 0.05min 由表 3.3-11 得：操作機(jī)床時(shí)間為：0.32 min T1=0.43 min T3=47 min T4=15 min 則 T 總=T1+T2+T 基=62.63min 第二部分第二部分 夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書 . 4M6 的螺紋孔夾具的螺紋孔夾具: 工序尺寸精度分析:由工序圖可知此工序的加工精度要求不高，具體加工 要求如下：鉆 2-M6 底孔，無(wú)其它技術(shù)要求，該工序在搖臂鉆床上加工，零件 屬成批量生產(chǎn)。定位方案確定：根據(jù)該工件的加工要求可知該工序必須限制工 件五個(gè)自由度，即 x 移動(dòng)、x 轉(zhuǎn)動(dòng)、y 轉(zhuǎn)動(dòng)、y 移動(dòng)、z 轉(zhuǎn)動(dòng)，但為了方便的控 制刀具的走刀位置，還應(yīng)限制 z 移動(dòng)，因而工件的六個(gè)自由度都被限制，由分 析可知要使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。選 85 外圓、底平面作為定位基準(zhǔn)， 以 85 外圓端面定位限制移動(dòng)。具體結(jié)構(gòu)如下: 13 1、選擇定位元件： 由于本工序的定位面是 85 外圓、底平面,所以?shī)A具上相應(yīng)的定位元件 選為一個(gè)定位孔和兩個(gè)平面。定位誤差分析計(jì)算：分析計(jì)算孔的深度尺寸 7 的 定位誤差：用 85 外圓表面定位，工件定位面是外圓表面，定位元件的定位 工作面是 85 外圓面，定位基準(zhǔn)是外圓母線，當(dāng)工件外圓直徑發(fā)生變化時(shí)其 中心線在定位孔內(nèi)左右移動(dòng)。定位誤差計(jì)算如下： jb=1/2T(d)= 1/2x0.021=0.0105 db=1/2(D+d+min)=(0.021+0.015+0.023)/2=0.0295 dw=jb+db-=0.04T/3 所以滿足要求。 夾緊方案及元件確定 （1）計(jì)算切削力及所需加緊力： 工件在加工時(shí)所受的力有加緊力 J、切削力 F 和工件重力 G，三者作用方向一 14 至，由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1-2-7 得切削力的計(jì)算公式： Fx=667DsKp=667x7x700 x650/7261083N 7 . 07 . 0 實(shí)際所需加緊力與計(jì)算加緊力之間的關(guān)系為： F=KFx(K 由表 1-2-2 查得為 1.15)=1.15Fx=1245.45N （2）設(shè)計(jì)鉆套，連接元件及夾具體，鉆模板： 由于此工件是成批量生產(chǎn)，固選用 GB2264-80 可換鉆套，選用活動(dòng)式鉆 模板。 根據(jù)鉆床 T 型槽的寬度，決定選用 GB2206-80 寬度 B=14，公差帶為 h6 的 A 型兩個(gè)定位鍵來(lái)確定夾具在機(jī)床上的位置。 夾具體選用灰鑄鐵的鑄造夾具體，并在夾具體底部?jī)啥嗽O(shè)計(jì)出供 T 型槽用螺栓 緊固夾具用的 U 型槽耳座。 2.2 鏜床夾具設(shè)計(jì)(20 上偏差為+0.023 下偏差為 0 的銷孔): 鏜床夾具又稱鏜模它主要用于加工相體，支架等工件上的單孔或孔系。 鏜模不僅廣泛用于一般鏜床和鏜孔組合機(jī)床上也可以用在一般車床、銑床和搖 臂鉆床上，加工有較高精度要求的孔或孔系。鏜床夾具，除具有定位元件、加 緊機(jī)構(gòu)和夾具體等基本部分外，還有引導(dǎo)刀具的鏜套。而且還像鉆套布置在鉆 模板上一樣，鏜套也按照被加工孔或孔系的坐標(biāo)位置，布置在一個(gè)或幾個(gè)專用 的鏜孔的位置精度和孔的幾何形狀精度。因此，鏜套、鏜模支架和鏜桿是鏜床 夾具的特有元件。根據(jù)基準(zhǔn)面重合的原則，選定底面定位基準(zhǔn)，限制三個(gè)自由 度，工序孔限制三個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)定位。由于定位基準(zhǔn)是經(jīng)過(guò)加工過(guò)的光平面， 15 故定位元件等用夾具體把兩個(gè)定位元件聯(lián)成一體，工件放在上面，使重力與加 緊方向一致。本夾具屬于單支承前引導(dǎo)的鏜床夾具，本就加以說(shuō)明介紹。 單支承前引導(dǎo)的鏜床夾具，既鏜套位于被加工孔的前方，介于工件與機(jī)床主軸 之間，主要用于加工 D36688202025 2532 3240 4050 50 Bd-0.5d-1d-2d-3d-4d-5d-5- b1233345- b1 2 3 4 5 5 6 8 14 計(jì)算定位誤差：由于孔定位有旋轉(zhuǎn)角度誤差a,使加工尺寸產(chǎn)生定位誤差 和，應(yīng)考慮較大值對(duì)加工尺寸的影響。兩個(gè)方向上的偏轉(zhuǎn)其值相同。 1D2D 因此，只對(duì)一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)誤差進(jìn)行計(jì)算。 mm L tg XX a 0000628 . 0 2152 007 . 0 01 . 0 001 . 0 2 max2max1 mm L tg XX XX l a 630.112 017 . 0 01 . 0 01 . 0 215 33 . 33 2 33 max2max1 max1max1 1 17 mm ll 37.102630.112215215 12 式中 中心線與圓柱銷中心線交點(diǎn)至左端面的距離 l1 中心線與圓柱銷中心線交點(diǎn)至右端面的距離 l2 由于轉(zhuǎn)角誤差很小，不計(jì)工件左右端面的旋轉(zhuǎn)對(duì)定位誤差的影響， 故 mmtg adl 014 . 0 0000628 . 0 630.11222 11 mmtg aDl 013 . 0 0000628 . 0 37.10222 22 較大的定位誤差尚小于工件公差的三分之一；此方案可取。 1D 133 . 0 4 . 0 3 1 2 定位銷高度的計(jì)算 確定定位銷高度時(shí)，要注意防止卡住現(xiàn)象，當(dāng)安裝比較笨重的工件時(shí)，不 太可能將工件托平后同時(shí)裝入定位銷，而是將工件一邊支在夾具支承面上，逐 漸套入兩銷。這時(shí)，如定位銷高度選擇不當(dāng)，將使工件卡在定位銷邊緣上而裝 不進(jìn)去。避免產(chǎn)生卡住的最大高度，可按下列計(jì)算。定位裝置為一面兩 Hmax 銷，定位銷的最大工作高度為 mm d d dl XH 379 . 6 01 . 0 192 19 195 . 033 2 5 . 0 minmax 為了裝卸工件方便，可使圓柱銷低于 35mm。 18 結(jié)論：通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)，使我能夠?qū)镜闹R(shí)做進(jìn)一步的了解與 學(xué)習(xí)，對(duì)資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進(jìn)行工件的工藝路 線分析、工藝卡的制定、工藝過(guò)程的分析、鏜鉆夾具的設(shè)計(jì)與分析，對(duì)我們?cè)?大學(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。 擴(kuò)擴(kuò) （20 上偏差為上偏差為+0.018 下偏差為下偏差為 0）孔夾具）孔夾具 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)在成批生產(chǎn)條件下,在專用立式鉆床上擴(kuò) 20 孔的鉆床夾具. 1、20 可一次擴(kuò)削保證.該孔在軸線方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是以鉆套的中心線的，設(shè) 19 計(jì)基準(zhǔn)是以外圓與另一端面. 2、定位基準(zhǔn)的選擇 工序結(jié)合面是已加工過(guò)的平面，且又是本工序要加工的孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，按照基 準(zhǔn)重合原則選擇它作為定位基準(zhǔn)是比較恰當(dāng)?shù)?。因此，選擇結(jié)合面與外圓作為 定位比較合理。 3、切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：麻花鉆，dw=20mm, 則 F=9.8154.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0Fz (切削手冊(cè)) 查表得：d0=20mm,ae=195, af =0.2, ap =9.5mm, Fz =1.06 所以： F=(9.8154.52.50.90.20.74192201.06) 20=79401N 查表可得，銑削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值： FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53 故 FL=0.8 FE =0.879401=63521N FV=0.6 FE=0.679401=47640N FX =0.53 FE=0.5379401=42082N 在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù) K=K1K2K3K4 式中：K1 基本安全系數(shù)，2.5 K2加工性質(zhì)系數(shù)，1.1 K3刀具鈍化系數(shù)，1.1 K2斷續(xù)切削系數(shù)，1.1 則 F/=K FH=2.51.11.11.163521 20 =211366N 選用螺旋板夾緊機(jī)構(gòu)，故夾緊力 fN=1/2 F/ f 為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f=0.25 則 N=0.52113660.25=52841N 4、操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為降低成本，可選用手動(dòng)螺釘夾緊，本道工序的鉆床夾 具就是選擇了手動(dòng)螺旋板夾緊機(jī)構(gòu)。由于本工序是粗加工，切削力比較大， 為夾緊工件，勢(shì)必要求工人在夾緊工件時(shí)更加吃力，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，因此應(yīng) 設(shè)法降低切削力?？梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀龋棺畲笄邢魃疃冉?低，以降低切削力。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 地對(duì)刀（與塞尺配合使用） 21 5、工序精度分析 在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤 差計(jì)算。影響設(shè)計(jì)尺寸的各項(xiàng)誤差分析 1、重合,故產(chǎn)生定位誤差。定位尺寸公差=02mm，在加工尺寸方向上的 wd.I 投影，的方向與加工方向是一致的，所以=0.2mm,因?yàn)槠矫娑ㄎ?。所?bj. 0. yj 故 mmbjwd2 . 0 2、垂直度所引起的夾具安裝誤差，對(duì)工序尺寸的影響均小，既可以忽略不 a 計(jì)。面到鉆套座孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一， 。 mm02 . 0 通常不超過(guò) 0.005mm.。偏移 t 22 mm H SB H t x xs 0795 . 0 ) 2 30 525( 30 053 . 0 ) 2 ( 2 用概率法相加總誤差為： mm AT 089137 . 0 0795. 0005. 004 . 0 2 22 098137mm0.2mm 從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 精車外圓夾具的設(shè)計(jì)精車外圓夾具的設(shè)計(jì)(85 上偏差為上偏差為-0.05 下偏差為下偏差為-0.15:) 問(wèn)題的提出： 夾具的種類很多，有通用夾具，專用夾具和組合夾具等，本夾具是用來(lái) 車削粗車和半精車軸的外圓，由于本零件比較特殊，為了使定位誤差為零 ， 我們?cè)O(shè)計(jì)基準(zhǔn)為軸頂尖位置，作為主要的基準(zhǔn)。在刀具方面我們選用硬質(zhì)合金 車刀刀具加工。 確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件： 工件上的加工為車削軸的外圓，故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具，并力求遵守 基準(zhǔn)重合原則，以減少定位誤差對(duì)加工精度的影響，所以根據(jù)軸本身的加工特 點(diǎn)來(lái)選擇定位的方式。我們選擇用兩邊的頂尖夾緊，來(lái)實(shí)現(xiàn)定位加工。 夾緊力計(jì)算： 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。本工序在車削加工過(guò) 程中切削力為圓周切削分力，因此，在計(jì)算夾緊力時(shí)可以不計(jì)算徑向切削分力 23 和軸向切削分力。為保證夾緊可靠，應(yīng)將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加 工時(shí)所需要的夾緊力。即：，即：，其中 KPW Zk KWWk ，查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1-2-1 得： 6543210 KKKKKKKK ；1.15；，所以 5 . 1 0 K2 . 1 1 K 2 K0 . 1 3 K3 . 1 4 K0 . 1 5 K0 . 1 6 K =2.691。查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1-2-7 得：，表 1-2-8 得， K 15 . 0 75 . 0 2943 vtsPz 其中，查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1-2-1 得： rppppmpP KKKKKK ；，所以=1.9。所 96 . 0 736 n b mo K 17 . 1 p K7 . 1 p K0 . 1 p K0 . 1 rp KK 以因此，實(shí)際所需要的夾緊力為 1404 8 . 664 . 05 . 02973 15 . 0 75 . 0 Z P 。 2 3778691 . 2 1404mmNWk 由于兩端是頂尖裝夾，左頂尖直接裝夾在機(jī)床尾座上，右頂尖裝夾在機(jī) 床主軸上，所以加緊力是滿足要求的。 繪制夾具總體圖如下: 當(dāng)上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后，也就基本上決定了夾具體和夾具 整體結(jié)構(gòu)的型式。 24 繪圖時(shí)先用雙點(diǎn)劃線（細(xì)線）繪出工件，然后在各個(gè)定位面繪制出定位元件和 夾緊機(jī)構(gòu)，就形成了夾具體。并按要求標(biāo)注夾具有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求。 3.3.夾緊裝置設(shè)計(jì)夾緊裝置設(shè)計(jì)(3535(3535 的方孔的方孔) ) 本夾具主要用來(lái)銑十字頭方孔。由于加工本道工序的工序簡(jiǎn)圖可知。銑十 字頭方孔時(shí)，粗糙度要求，十字頭上平面與下平面有平行度要求,并6.3 a Rm 與工藝孔軸線分別垂直度的要求，本道工序是對(duì)十字頭方孔進(jìn)行加工。因此在 本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加 工尺寸精度和表面質(zhì)量。 3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知工藝孔的軸線所在平面有垂直度的要求，從定位和夾緊的角 度來(lái)看，本工序中，定位基準(zhǔn)是下平面與外圓，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)也是要求保證方孔應(yīng) 與上,下兩平面的垂直度要求，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，不需要重新計(jì)算上 下平面的垂直度，便可保證垂直度的要求。在本工序只需保證下平面放平就行， 保證下平面與兩定位板正確貼合就行了。 為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀垂直的方孔面同時(shí)進(jìn)行粗精銑加工。同 時(shí)進(jìn)行采用手動(dòng)夾緊。 3.2.2 定位元件的設(shè)計(jì) 本工序選用的定位基準(zhǔn)為外圓與平面定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件 應(yīng)是一面與 V 型。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對(duì) V 型和壓頭進(jìn)行設(shè)計(jì)。 3.2.3 定位誤差分析 本夾具選用的定位元件為一面與 V 型塊定位,不存在定位誤差.可見(jiàn)這種 定位方案是可行的。 3.2.4 銑削力與夾緊力計(jì)算 本夾具是在銑床上使用的，用于定位壓頭螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥?，還用于 夾緊，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動(dòng)，必須對(duì)壓頭施加一定的夾緊力。 由計(jì)算公式 Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2) 25 式（3.2） Fj沿螺旋軸線作用的夾緊力 Fs作用在六角螺母 L作用力的力臂(mm) d0螺紋中徑(mm) 螺紋升角() 1螺紋副的當(dāng)量摩擦() 2螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的摩擦角() r螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的當(dāng)量摩擦半徑() 根據(jù)參考文獻(xiàn)6其回歸方程為 FjktTs 其中 Fj螺栓夾緊力(N)； kt力矩系數(shù)(cm1) Ts作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =52000=10000N 3.2.5 夾具體槽形與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的 遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái) U 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面 對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩， 可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)參考文獻(xiàn)11定向鍵的結(jié)構(gòu)如圖 3.7 所示。 圖 3.7 定向鍵 根據(jù)參考文獻(xiàn)11夾具 U 型槽的結(jié)構(gòu)如圖 3.8 所示。 26 圖 3.8 U 型槽 主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如下表 3.5 所示。 表 3.5 U 型槽的結(jié)構(gòu)尺寸 螺栓直徑d D 1 D L 12143020 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 由于本道工序是完成傳動(dòng)箱體上平面尺寸為 210315mm 的粗、精銑加工，所 以選用直角對(duì)刀塊。根據(jù) GB224380 直角對(duì)到刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖 3.9 所 示。 27 10 147 37 8 25 圖 3.9 直角對(duì)刀塊 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖 3.10 所示。 標(biāo)記 四周倒圓 圖 3.10 平塞尺 塞尺尺寸如表 3.6 所示。 表 3.6 平塞尺結(jié)構(gòu)尺寸 公稱尺寸 H允差 d C 3-0.0060.25 3.2.6 夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì) 夾緊裝置采用移動(dòng)的壓頭來(lái)夾緊工件，采用的移動(dòng)壓板的好處就是加工完 28 成后，可以將壓板松開，然后退后一定距離把工件取出。 圖 3.11 夾具圖 夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這 些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配 圖如上所示。 3.2.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 本夾具用于在立式銑床上加工十字頭，工件以與此相垂直的下平面為及其 側(cè)面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在 V 型塊與底板實(shí)現(xiàn)定位。采用轉(zhuǎn)動(dòng)壓頭夾緊工 件。當(dāng)加工完一邊，可松開手柄來(lái)加工另一邊。如夾具裝配圖所示。 29 第五部分第五部分 設(shè)計(jì)體設(shè)計(jì)體會(huì) 課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們所學(xué)課程知識(shí)的總結(jié)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)可以體現(xiàn)出我們 在校期間的學(xué)習(xí)程度。從而對(duì)我們所學(xué)專業(yè)知識(shí)做出有力判斷。 從我們拿到零件圖紙的第一天開始，我們的老師就詳細(xì)給我們講了設(shè)計(jì)的步驟， 還安排了輔導(dǎo)時(shí)間。為我們圓滿的完成任務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。我們以前所接 觸的只是課本上的知識(shí)，對(duì)機(jī)械加工工藝只有側(cè)面的了解。但是同過(guò)這次設(shè)計(jì)， 我們才全方位的懂得了什么是機(jī)械設(shè)計(jì)，從而更加了解了我們的專業(yè)。 剛開始設(shè)計(jì)的時(shí)候，總覺(jué)的難度很大，不知道從什么地方下手，對(duì)一些設(shè)計(jì)的 步驟根本不知道怎么安排，怎么設(shè)計(jì)。老師給我們?cè)敿?xì)講解了機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)注意 的條件，讓我們先從分析零件圖開始，然后在得出零件技術(shù)要求，在根據(jù)零件 的技術(shù)要求畫出毛坯和零件合圖。 在設(shè)計(jì)期間，我們第一次接觸了機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì)，對(duì)我有了很大提 高。遇到不懂的問(wèn)題時(shí)，指導(dǎo)老師們都能細(xì)心的幫助我。同學(xué)之間雖然每個(gè)人 的設(shè)計(jì)課題不一樣，但我們之間還是會(huì)經(jīng)常討論，互相幫助，不緊學(xué)會(huì)了知識(shí)， 而且還鍛煉了我們的團(tuán)隊(duì)精神。在這次設(shè)計(jì)中，要感謝我們的指導(dǎo)老師，他們 在設(shè)計(jì)期間為我們的解決了很多難題。相信我們通過(guò)這次設(shè)計(jì)，一定會(huì)在以后 的工作崗位中更好的發(fā)揮。 30 參參考考文文獻(xiàn)獻(xiàn) 1 蔡春源. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京：高等教育出版社. 2003 2 張捷等. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M. 成都：西南交通大學(xué)出版社.2006.2 3 吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京：高等教育出版社. 2006 4 姜繼海等. 液壓與氣壓傳動(dòng)M. 高等教育出版社. 2002 5 韓秀琴等. 機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)M. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社. 2005 6 鄒青. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程M. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2008