CA6140車床撥叉831007的銑φ40孔頂面專用夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含量具11張CAD圖-版本3,ca6140,車床,40,孔頂面,專用,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,裝備,設(shè)備,量具,11,十一,cad,版本 目錄 前言 - 1 - 1 零 件 的 分 析 - 2 - 1.1 零件的作用 - 2 - 1.2 零件的工藝分析 - 2 - 2 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) - 3 - 2.1確定毛坯的制造形式 - 3 - 2.2 基面的選擇 - 3 - 2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 - 3 - 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 - 3 - 2.3 制定工藝路線 - 3 - 2.3.1 工藝路線方案一 - 4 - 2.3.2 工藝路線方案二 - 4 - 2.3.3 工藝方案的比較與分析 - 4 - 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 - 5 - 2.5 確定切削量及基本工時(shí) - 6 - 3、銑φ40孔頂面專用夾具設(shè)計(jì) - 13 - 3.1夾具的基本知識 - 13 - 3.2定位原理及方案分析 - 14 - 3.3 定位基準(zhǔn)的選擇 - 16 - 3.4定位元件選擇 - 16 - 3.5 切削力及夾緊力計(jì)算 - 16 - 3.6定位誤差分析 - 17 - 設(shè)計(jì)心得與體會(huì) - 19 - 參考文獻(xiàn) - 20 - 前言 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（或機(jī)械工程及自動(dòng)化）專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。 機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，是決定機(jī)械性能的最主要因素。由于各產(chǎn)業(yè)對機(jī)械的性能要求不同而有許多專業(yè)性的機(jī)械設(shè)計(jì)。 在機(jī)械制造廠的生產(chǎn)過程中,用來安裝工件使之固定在正確位置上,完成其切削加工 、檢驗(yàn)、裝配、焊接等工作,所使用的工藝裝備統(tǒng)稱為夾具。如機(jī)床夾具、檢驗(yàn)夾具、焊接夾具、裝配夾具等。 機(jī)床夾具的作用可歸納為以下四個(gè)方面： 1.保證加工精度 機(jī)床夾具可準(zhǔn)確確定工件、刀具和機(jī)床之間的相對位置，可以保證加工精度。 2.提高生產(chǎn)效率 機(jī)床夾具可快速地將工件定位和夾緊，減少輔助時(shí)間。 3.減少勞動(dòng)強(qiáng)度 采用機(jī)械、氣動(dòng)、液動(dòng)等夾緊機(jī)構(gòu)，可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 4.擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 利用機(jī)床夾具，可使機(jī)床的加工范圍擴(kuò)大，例如在臥式車床刀架處安裝鏜孔夾具，可對箱體孔進(jìn)行鏜孔加工。 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生較為全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。其目的在于： 1.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以及其他先修課程的理論知識和生產(chǎn)實(shí)際知識去分析和解決工程實(shí)際問題的能力，通過課設(shè)訓(xùn)練可以鞏固、加深有關(guān)機(jī)械課設(shè)方面的理論知識。 2.學(xué)習(xí)和掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，為以后的專業(yè)課程及畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)，做好準(zhǔn)備。 3.使學(xué)生具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范手冊、圖冊和查詢有關(guān)設(shè)計(jì)資料的能力。 我國的裝備制造業(yè)盡管已有一定的基礎(chǔ)，規(guī)模也不小，實(shí)力較其它發(fā)展中國家雄厚。但畢竟技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，滯后于制造業(yè)發(fā)展的需要。我們要以高度的使命感和責(zé)任感，采取更加有效的措施，克服發(fā)展中存在的問題，把我國從一個(gè)制造業(yè)大國建設(shè)成為一個(gè)制造強(qiáng)國，成為世界級制造業(yè)基礎(chǔ)地之一。 1 零 件 的 分 析 1.1 零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的φ55mm半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。 1.2 零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求 需要加工的表面： 1.小孔的上端面、大孔的上下端面； 2.小頭孔mm以及與此孔相通的mm的錐孔、螺紋 孔； 3.大頭半圓孔mm； 位置要求： 小頭孔上端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.05mm、大孔的上下端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm。 由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 2 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HT200?？紤]到零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級CT9級，已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為4000件/年，零件的質(zhì)量是1.0Kg/個(gè)，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程工序劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 2.2 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。這樣就可以達(dá)到限制五個(gè)自由度，再加上垂直的一個(gè)機(jī)械加緊，就可以達(dá)到完全定位。 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔內(nèi)圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門的計(jì)算，此處不再重復(fù)。 2.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(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。再生產(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)床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。處此之外，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。 2.3.1 工藝路線方案一 工序Ⅰ 粗銑Ф40mm孔的兩頭的端面，Ф73mm孔的上下端面。 工序Ⅱ 精銑Ф40mm孔的兩頭的端面，Ф73mm孔的上下端面。 工序Ⅲ 粗鏜、半精鏜、精鏜Ф55mm孔至圖樣尺寸。 工序Ⅳ 鉆、擴(kuò)、鉸兩端Ф22mm孔至圖樣尺寸。 工序Ⅴ 鉆M8的螺紋孔，鉆Ф8的錐銷孔鉆到一半，攻M8的螺紋。 工序Ⅵ 銑斷保證圖樣尺寸。 工序Ⅶ 去毛刺，檢查。 2.3.2 工藝路線方案二 工序Ⅰ 粗銑Ф40mm孔的兩頭的端面。 工序Ⅱ 鉆、鉸兩端Ф22mm孔之圖樣尺寸。 工序Ⅲ 粗銑中間孔上端面至Ф25mm，周徑至Ф71mm；粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至Ф71mm；精銑兩頭孔的端面至50mm；精銑中間孔上端面至25mm，周徑至Ф73mm；精銑中間孔下端面至周徑至Ф73mm； 工序Ⅳ 粗鏜、半精鏜、精鏜Ф55mm孔至圖樣尺寸。 工序Ⅴ 鉆Ф8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。 工序Ⅵ 銑斷保證圖樣尺寸 工序Ⅶ 去毛刺，檢查。 2.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工完與Ф22mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二悄悄相反，先是加工完Ф22mm的孔，再以孔的中心軸線來定位加工完與之有垂直度要求的三個(gè)面。方案一的裝夾次數(shù)少，但在加工Ф22mm的時(shí)候最多只能保證一個(gè)面定位面與之的垂直度要求。其他兩個(gè)面很難保證。因此，此方案有很大的弊端。方案二在加工三個(gè)面時(shí)都是用Ф22mm孔的中心軸線來定位這樣很容易就可以保證其與三個(gè)面的位置度要求。這樣也體現(xiàn)了基準(zhǔn)重合的原則。很是審美！其他的工序尤為平常簡單無需再議。這樣一比較最終的工藝方案為： 工序Ⅰ 粗銑Ф40mm孔的兩頭的端面。 工序Ⅱ 鉆、鉸兩端Ф22mm孔之圖樣尺寸。 工序Ⅲ 粗銑中間孔上端面至Ф25mm，周徑至Ф71mm；粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至Ф71mm；精銑兩頭孔的端面至50mm；精銑中間孔上端面至25mm，周徑至Ф73mm；精銑中間孔下端面至周徑至Ф73mm； 工序Ⅳ 粗鏜、半精鏜、精鏜Ф55mm孔至圖樣尺寸。 工序Ⅴ 鉆Ф8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。 工序Ⅵ 銑斷保證圖樣尺寸 工序Ⅶ 去毛刺，檢查。 以上工藝過程詳見“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 撥叉零件材料為HT200，毛坯重量約為1.6㎏,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用砂型鑄造毛坯。 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： 1.外圓表面（Ф40mm及Ф73mm外表面） 考慮到此表面為非加工表面，其精度為鑄造精度CT9即可。又因它們是對稱的兩個(gè)零件最后還需銑斷，故對Ф40mm的中心軸線的尺寸偏差為120±1.25的范圍內(nèi)。 2. 兩小孔 毛坯為實(shí)心，兩內(nèi)孔精度要求界于IT7~IT8之間，參照《切屑加工簡明實(shí)用手冊》表8-21確定工序尺寸及余量： 鉆孔：Ф21.8mm 2Z=21.8mm 鉸孔：mm 2Z=0.2mm 3.中間孔（Ф55mm及Ф73mm） 中間孔尺寸相對較大可以鑄造，根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表1-13得：孔的鑄造毛坯為Ф49. Ф73的孔是在Ф55孔的基礎(chǔ)之上銑削加工得到，其軸向尺寸上下表面距離為30mm，由于其對軸向的尺寸要求不高，直接鑄造得到。參照《切屑加工簡明實(shí)用手冊》表8-95確定Ф73mm工序尺寸及余量： 粗銑：Ф71mm Z=4mm 精銑：Ф73mm Z=1mm 參照《切屑加工簡明實(shí)用手冊》表8-95確定Ф55mm工序尺寸及余量： 粗 鏜：Ф53mm 2Z=4mm 半精鏜：Ф54mm 精 鏜：Ф55mm 4.螺紋孔及銷孔 無可非議此銷尺寸鑄造為實(shí)體。 參照《切屑加工簡明實(shí)用手冊》表8-70確定鉆Ф8螺紋孔和Ф8圓柱銷孔及螺紋孔的攻絲。 5.銑斷 2.5 確定切削量及基本工時(shí) 工序Ⅰ 粗銑Ф40mm孔的兩頭的端面。 1. 加工條件 工件材料：HT200，硬度190～260HBS，σb =0.16Gpa，鑄造。 加工要求：粗銑兩頭端面至51mm、粗銑大孔端面至30mm。 機(jī)床：X52K立式銑床參數(shù)。 刀具：涂層硬質(zhì)合金盤銑刀Ф45mm，選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。 2.計(jì)算切削用量 1）銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=2mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）計(jì)算切削速度 按《簡明手冊》 V c= 算得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)X52K立式銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度 V c=3.14×80×475/1000=1.06m/s,實(shí)際進(jìn)給量為 f zc=V fc/ncz=475/(300×10)=0.16mm/z。 3)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《簡明手冊》Pcc=1.5kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.06m/s，f z=0.15mm/z。 4）計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=9.4s。 工序Ⅱ 鉆、鉸兩端Ф22mm孔之圖樣尺寸。 1. 加工條件 工件材料：HT200，硬度190～260HBS，σb =0.16Gpa，鑄造。 加工要求：鉆孔至Ф21.8mm，精鉸至Ф22mm，保證孔壁粗糙度Ra=1.6μm。 機(jī)床：Z512臺(tái)式鉆床。 刀具：YG8硬質(zhì)合金麻花鉆Ф21.8mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角＝12°、二重刃長度=2.5mm、橫刀長b=1.5mm、寬l=3mm、棱帶長度 、° °、°。YG8硬質(zhì)合金鉸刀Ф22mm。 2.計(jì)算切削量 1）查《切削用量簡明手冊》 。 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇， 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 。 2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》）為0.5～０.８mm，壽命． 3）切削速度 查《切削用量簡明手冊》 修正系數(shù) 故。 查《簡明手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為。 故實(shí)際的切削速度 3. 計(jì)算基本工時(shí) 由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。 鉆和精鉸的切削用量如下： 鉆孔： 。 精鉸： 。 工序Ⅲ 粗銑中間孔上端面至Ф25mm，周徑至Ф71mm；粗銑中 間孔下端面至22mm，周徑至Ф71mm；精銑兩頭孔的端面至50mm；精銑中間孔上端面至25mm，周徑至Ф73mm；精銑中間孔下端面至周徑至Ф73mm。 1. 加工條件 工件材料：HT200，硬度190～260HBS，σb =0.16Gpa，鑄造。 加工要求：粗銑中間孔上端面至Ф25mm，周徑至Ф71mm；粗銑 中間孔下端面至22mm，周徑至Ф71mm；精銑兩頭孔的端面至50mm；保證粗糙度Ra=3.2μm；精銑中間孔上端面至25mm，周徑至Ф73mm；精銑中間孔下端面至保證20mm,周徑至Ф73mm，保證端面粗糙度Ra=3.2μm，保證孔壁粗糙度Ra=6.3μm。 機(jī)床：X63臥式銑床。 刀具：涂層硬質(zhì)合金盤銑刀Ф45mm，選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。 2.計(jì)算切削量 1）銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=4mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）計(jì)算切削速度 按《簡明手冊》 V c= 算得 Vc＝98mm/s，n=780r/min,Vf=490mm/s 據(jù)X52K立式銑床參數(shù)，選擇nc=750r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度 V c=3.14×80×750/1000=1.78m/s,實(shí)際進(jìn)給量為 f zc=V fc/ncz=750/(300×10)=0.25mm/z。 3)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《簡明手冊》Pcc=2kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=1mm，nc=750r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.78m/s， f z=0.15mm/z。 4）計(jì)算基本工時(shí) 粗銑中間孔上端面至Ф25 mm，周徑至Ф71mm；tm1=L/ Vf=13s 粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至Ф71mm；tm2=L/ Vf=13s 精銑小孔上端面至50mm，tm3=L/ Vf=8s； 精銑中間孔上端面至周徑至Ф73mm，tm4= L/ Vf=10s； 精銑中間孔下端面至周徑至Ф73mm，tm5= L/ Vf=10s。 工序Ⅳ 粗鏜、半精鏜、精鏜Ф55mm孔至圖樣尺寸。 1. 加工條件 工件材料：HT200，硬度190～260HBS，σb =0.16Gpa，鑄造。 加工要求：粗鏜中間孔至Ф53mm、半精鏜中間孔至Ф54mm、精鏜中間孔至Ф55mm。 機(jī)床：T616臥式鏜床。 刀具：YG8硬質(zhì)合金鏜刀。 2.計(jì)算切削量 單邊余量 分三次切除，則 第一次。根據(jù)《簡明手冊》4.2-20查得，取 。根據(jù)《簡明手冊》4.2-21查得，取：。 3.計(jì)算切削基本工時(shí)： 同理，當(dāng)?shù)诙危谌螘r(shí)，進(jìn)給量和，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速都取64r/min，切削基本工時(shí)分別為100s和80s。 工序Ⅴ 鉆Ф8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。 1. 加工條件 工件材料：HT200，硬度190～260HBS，σb =0.16Gpa，鑄造。 加工要求：先鉆Ф8mm的錐銷孔，鉆到一半后將與該孔配合的軸安裝進(jìn)去，把兩者配做加工，為的使保證孔與軸的同軸度，同時(shí)在尺寸上保證距上端面10mm；再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。 機(jī)床：組合機(jī)床。 刀具：Ф8mm麻花鉆、Ф7.5mm麻花鉆、Ф8mm的絲錐。 2.計(jì)算切削量 （1）鉆Ф8mm的錐銷孔 根據(jù)《切削手冊》查得，進(jìn)給量為0.18～0.33mm/z,現(xiàn)取f=0.3mm/z，v=5m/min，則： 查《簡明手冊》表4.2-15，取。所以實(shí)際切削速度為： 計(jì)算切削基本工時(shí)： （2）鉆M8的螺紋孔 刀具：Ф7.5mm麻花鉆。 根據(jù)《切削手冊》查得，進(jìn)給量為0.18～0.33mm/z,現(xiàn)取f=0.3mm/z，v=5m/min，則： 查《簡明手冊》表4.2-15，取。所以實(shí)際切削速度為： 計(jì)算切削基本工時(shí)： （3）攻M8x1mm的螺紋 刀具：絲錐M6，P=1mm 切削量選為：，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為：，按機(jī)床使用說明書選取：，則 ；機(jī)動(dòng)時(shí)，，計(jì)算切削基本工時(shí)： 工序Ⅵ 銑斷保證圖樣尺寸 1. 加工條件 工件材料：HT200，硬度190～260HBS，σb =0.16Gpa，鑄造。 加工要求：銑斷后保證兩邊對稱相等。 刀具：YG硬質(zhì)合金圓盤銑刀，厚度為4mm。 機(jī)床：組合機(jī)床。 2.計(jì)算切削量 查《切削手冊》，選擇進(jìn)給量為：,切削速度為：，則： 根據(jù)《簡明手冊》表4.2-39，取，故實(shí)際切削速度為： 查《切削手冊》表4.2-40，剛好有。 計(jì)算切削基本工時(shí)： 工序Ⅶ 去毛刺，檢查。 3、銑φ40孔頂面專用夾具設(shè)計(jì) 3.1夾具的基本知識 夾具設(shè)計(jì)一般是在零件的機(jī)械加工工藝過程制訂之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。制訂工藝過程，應(yīng)充分考慮夾具實(shí)現(xiàn)的可能性，而設(shè)計(jì)夾具時(shí)，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護(hù)容易等為其衡量指標(biāo)。工藝人員在編制零件的工藝規(guī)程時(shí)，便會(huì)提出相應(yīng)的夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書，經(jīng)有關(guān)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后下達(dá)給夾具設(shè)計(jì)人員。夾具設(shè)計(jì)人員根據(jù)任務(wù)書提出的任務(wù)進(jìn)行夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)將夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范化程序具體分述如下。 1．明確設(shè)計(jì)要求，認(rèn)真調(diào)查研究，收集設(shè)計(jì)資料 （1）仔細(xì)研究零件工作圖、毛坯圖及其技術(shù)條件。 （2）了解零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)、投產(chǎn)批量以及生產(chǎn)組織等有關(guān)信息。 （3）了解工件的工藝規(guī)程和本工序的具體技術(shù)要求，了解工件的定位、夾緊方案，了解本工序的加工余量和切削用量的選擇。 （4）了解所使用量具的精度等級、刀具和輔助工具等的型號、規(guī)格。 （5）了解本企業(yè)制造和使用夾具的生產(chǎn)條件和技術(shù)現(xiàn)狀。 （6）了解所使用機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)、性能、規(guī)格、精度以及與夾具連接部分結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸等。 （7）準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)夾具用的各種標(biāo)準(zhǔn)、工藝規(guī)定、典型夾具圖冊和有關(guān)夾具的設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料等。 （8）收集國內(nèi)外有關(guān)設(shè)計(jì)、制造同類型夾具的資料，吸取其中先進(jìn)而又能結(jié)合本企業(yè)實(shí)際情況的合理部分。 2．確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 　在廣泛收集和研究有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，著手?jǐn)M定夾具的結(jié)構(gòu)方案，主要包括： ?。?）根據(jù)工藝的定位原理，確定工件的定位方式，選擇定位元件。 （2）確定工件的夾緊方案和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)。 （3）確定夾具的其它組成部分，如分度裝置、對刀塊或引導(dǎo)元件、微調(diào)機(jī)構(gòu)等。 （4）協(xié)調(diào)各元件、裝置的布局，確定夾具體的總體結(jié)構(gòu)和尺寸。 　在確定方案的過程中，會(huì)有各種方案供選擇，但應(yīng)從保證精度和降低成本的角度出發(fā)，選擇一個(gè)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)的最佳方案。 3．夾具精度校核 在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案擬定之后，應(yīng)該對夾具的方案進(jìn)行精度分析和估算；在夾具總圖設(shè)計(jì)完成后，還應(yīng)該根據(jù)夾具有關(guān)元件的配合性質(zhì)及技術(shù)要求，再進(jìn)行一次復(fù)核。這是確保產(chǎn)品加工質(zhì)量而必須進(jìn)行的誤差分析。 4．繪制夾具零件工作圖 夾具總圖繪制完畢后，對夾具上的非標(biāo)準(zhǔn)件要繪制零件工作圖，并規(guī)定相應(yīng)在的技術(shù)要求。零件工作圖應(yīng)嚴(yán)格遵照所規(guī)定的比例繪制。視圖、投影應(yīng)完整，尺寸要標(biāo)注齊全，所標(biāo)注的公差及技術(shù)條件應(yīng)符合總圖要求，加工精度及表面光潔度應(yīng)選擇合理。 在夾具設(shè)計(jì)圖紙全部完畢后，還有待于精心制造和實(shí)踐和使用來驗(yàn)證設(shè)計(jì)的科學(xué)性。經(jīng)試用后，有時(shí)還可能要對原設(shè)計(jì)作必要的修改。因此，要獲得一項(xiàng)完善的優(yōu)秀的夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員通常應(yīng)參與夾具的制造、裝配，鑒定和使用的全過程。 5．設(shè)計(jì)質(zhì)量評估 夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量評估，就是對夾具的磨損公差的大小和過程誤差的留量這兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行考核，以確保夾具的加工質(zhì)量穩(wěn)定和使用壽命。 雖然各類機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)有所不同但按照主要功能加以分析，機(jī)床夾具的基本組成部分是定位元件，夾緊裝置和夾具體三個(gè)部分，這也好似夾具體的主要內(nèi)容。 3.2定位原理及方案分析 為了提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用銑面夾具。首先考慮夾具結(jié)構(gòu)的總體方案，夾具結(jié)構(gòu)方案經(jīng)常是參考生產(chǎn)中已有結(jié)構(gòu)加以改造，以適合本工序的加工要求。也往往需要把幾個(gè)夾具中采用的結(jié)構(gòu)或機(jī)構(gòu)綜合成自己需要的夾具。夾具總體結(jié)構(gòu)也會(huì)有幾個(gè)方案，同樣需要從保證工序加工精度、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、滿足該零件批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率等四個(gè)方面，從中選用較優(yōu)的結(jié)構(gòu)。 由于各類機(jī)床自身的工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求。按照所使用的機(jī)床不同，夾具可分為：車夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床撥叉零件加工在銑床上完成，因此，本次夾具設(shè)計(jì)的任務(wù)是一個(gè)銑床夾具的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)零件機(jī)床撥叉要求成本低，且在加工過程夾緊力要求不高。 由于支承元件直接與被加工零件相接觸，因此其尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和布置都直接影響被加工零件的精度，其設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下問題： （1） 合理布置定位支承元件，力求使其組成較大的定位支承平面，最好使夾緊力的位置對準(zhǔn)定位支承元件，當(dāng)受工件結(jié)構(gòu)限制不能實(shí)現(xiàn)時(shí)，也應(yīng)使定位支承元件盡量接近壓緊力的作用線，并應(yīng)使夾壓力的各力中心處于定位支承平面內(nèi)。 （2） 提高剛度，減小定位支承系統(tǒng)的變形，應(yīng)力求使定位元件（定位銷）不受力。 （3） 提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性，一邊長期保持夾具的定位精度。 可靠的排出定位支承部件的切屑，使切屑不堵塞和粘附在支承定位系統(tǒng)上，對保證定位的準(zhǔn)確性和工作可靠性有很大的影響。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能不使切屑落到定位支承系統(tǒng)上，當(dāng)切屑有可能落在其上，必須采取有效的排屑和清理措施。 夾具體是夾具的最大和最復(fù)雜的元件，而且也是承受符合最大的元件。在它上面安裝定位元件、夾緊元件，對刀元件和導(dǎo)向元件，及其它的一切元件和機(jī)構(gòu)并通過它將夾具安裝在機(jī)床上。工件的加工精度與夾具體本身的精度有很大關(guān)系，而且在加工過程中產(chǎn)生的切削力，慣性力等及工件的自重作用在夾具體上，都可能影響工件的加工精度。因此，設(shè)計(jì)夾具體應(yīng)考慮以下問題： 1) 有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性，特別是位置精度直接影響工件在加工過程中產(chǎn)生的誤差。 2) 夾具體要有足夠的強(qiáng)度和剛度，使夾具體能承受在加工過程中產(chǎn)生的作用力而不止變形和發(fā)生振動(dòng)。 3) 夾具體的機(jī)構(gòu)要緊湊形狀要簡單，同時(shí)要有足夠的空間位置，保證夾具的其它元件和機(jī)構(gòu)安裝方便，更換易損元件容易以及裝卸工件方便。 4) 夾具體的結(jié)構(gòu)工藝性要好以便于制造，并注意消除內(nèi)應(yīng)力避免變形。 5) 夾具體的中心要低，安裝在機(jī)床上能穩(wěn)固和安全，為了安裝后得到穩(wěn)定，底面的中部一般都挖空，同時(shí)應(yīng)根據(jù)機(jī)床連接部分的機(jī)構(gòu)形狀來確定夾具體連接部分的形狀和結(jié)構(gòu)。 6) 在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，夾具體應(yīng)盡量輕，不重要的部位，可以挖空以減輕重量，便于裝卸。 7) 夾具體采用鑄造件，由于鑄造可得到各種復(fù)雜的外形，剛性好還能吸振，但需進(jìn)行時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力。 3.3 定位基準(zhǔn)的選擇 第一道工序，采用粗基準(zhǔn)。由毛坯零件圖可知，底面的精度較高，采用底面作為第一定位基準(zhǔn)面，然后以結(jié)合面為第二基準(zhǔn)面。 3.4定位元件選擇 定位元件的選擇有4條原則： （1） 定位元件要有較高的精度； （2） 定位元件要有較高的耐磨性； （3） 定位元件要有足夠的剛度和硬度； （4） 定位元件要有良好的工藝性。 對于本工序而言，定位銷可設(shè)計(jì)為固定銷，這樣定位方便穩(wěn)定，裝置不復(fù)雜，直接將定位銷打入孔中即可，當(dāng)定位銷時(shí)間長了有磨損時(shí)，可以直接換掉即可。 3.5 切削力及夾緊力計(jì)算 刀具：端銑刀， 則F=9.81×54.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δFz (《切削手冊》) 查表得：d0=19mm,ae=195, af =0.2, ap =9.5mm, δFz =1.06所以： F=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×20×1.06) ÷19=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 =0.8×79401=63521N FV=0.6 FE=0.6×79401=47640N FX =0.53 FE=0.53×79401=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=2.5×1.1×1.1×1.1×63521 =211366N 選用螺旋夾緊機(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=0.5×211366÷0.25=52841N 由于工件所受夾緊力大于工件所受的切削力，而且實(shí)際夾緊力大于所需夾緊力。故本夾具安全可靠。 3.6定位誤差分析 （1）滿足誤差不等式并有精度儲(chǔ)備的的原則。零件加工中受工藝系統(tǒng)各種誤差因素的影響而使加工尺寸產(chǎn)生一定的誤差，設(shè)除夾具本身之外工藝系統(tǒng)其他各誤差環(huán)節(jié)所造成的總和，同時(shí)考慮到要維持夾具的使用精度，在壽命期內(nèi)應(yīng)留出允許的磨損公差為△m.因此，夾具的制造誤差應(yīng)當(dāng)保證被加工工件的尺寸誤差在考慮上述兩項(xiàng)誤差之后。仍在允許的尺寸公差范圍之內(nèi)于是就有不等式 （2）基本尺寸按工件相應(yīng)尺寸的平均值標(biāo)注并采用雙向?qū)ΨQ偏差的原則。 為了便于尺寸計(jì)算和誤差分析，并盡可能避免計(jì)算中的錯(cuò)誤，凡是夾具上與被加工主件尺寸相應(yīng)的尺寸，其基本尺寸均應(yīng)按工件尺寸的平均尺寸標(biāo)注，其公差取工件尺寸公差的1/2~1/5標(biāo)注。 在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。 底面的所引起的夾具安裝誤差，對工序尺寸影響較大，因此對卡具定位孔與底面的垂直度要求較高，取卡具體的定位孔φ22與卡具底面的垂直度為0.01。引起的加工公差計(jì)算： 用概率法相加總誤差為： 0.098137mm<0.15mm 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。該鏜孔夾具對工件的定位考慮合理，且夾具結(jié)構(gòu)簡單，可適合于批量生產(chǎn)。 設(shè)計(jì)心得與體會(huì) 兩周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解。 課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識綜合應(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)． 通過這次夾具設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。通過這次夾具設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識進(jìn)行一次夾具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了夾具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握夾具設(shè)計(jì)的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了夾具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。 在這次設(shè)計(jì)過程中，體現(xiàn)出自己單獨(dú)設(shè)計(jì)夾具的能力以及綜合運(yùn)用知識的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。 在此感謝我們的老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣.這次模具設(shè)計(jì)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。 同時(shí)感謝對我?guī)椭^的同學(xué)們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。 由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請老師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。 參考文獻(xiàn) [1]黃如林.切屑加工簡明實(shí)用手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2004.7. 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