CA6140車床831005撥叉加工工藝裝備規程和銑18槽夾具設計【夾具三維】

CA6140車床831005撥叉加工工藝裝備規程和銑18槽夾具設計【夾具三維】,夾具三維,CA6140,車床,831005,加工,工藝,裝備,規程,18,夾具,設計,三維 摘要 隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對夾具的制造精度要求相應提高。為了適應不同行業的需要和經濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇。夾具的通用性直接影響其經濟性，采用模塊、組合式的夾具系統只有夾具系統的可重組性、可重構性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，元件的功能強，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費用低，經濟使用才有推廣的價值。 本設計是結合目前實際生產中，通用夾具不能滿足生產要求，而專門設計的一種鉆床夾具，主要包括夾具的定位方案，夾緊方案，夾具體與定位鍵的設計及加工精度等方面的分析。 該夾具具有良好的加工精度，針對性強，主要用于撥叉鉆、擴22花鍵底孔零件工序的加工。本夾具具有夾緊力裝置，具備現代機床夾具所要求的高效化和精密化的特點，可以有效的減少工件加工的基本時間和輔助時間，大大提高了勞動生產力，有效地減輕了工人的勞動強度。 關鍵詞 ：撥叉；機床夾具；定位；工序；夾緊力 Abstract With the improvement of machining accuracy of machine tools, in order to reduce the positioning error and improve the machining accuracy, the manufacturing accuracy of fixture is required to be improved accordingly. In order to meet the needs and economy of different industries, clamps have different models and different grades of accuracy standards for selection. The generality of fixture directly affects its economy. Only the modular and combined fixture system has strong function of reconfigurability, reconfigurability and expansibility, wide application range, good generality, high utilization rate of fixture and strong function of components, which makes the fixture have good generality, few and precise components, low cost of supporting, and economic use has the value of promotion. This design is based on the actual production at present, the general fixture can not meet the production requirements, but a specially designed drilling machine fixture, mainly including fixture positioning scheme, clamping scheme, clamp specific and positioning key design and processing accuracy analysis. The fixture has good machining accuracy and strong pertinence, and is mainly used for the machining of shifting fork drill and expanding 22 spline bottom hole parts. The fixture has a clamping force device, which has the characteristics of high efficiency and precision required by modern machine tool fixture. It can effectively reduce the basic time and auxiliary time of workpiece processing, greatly improve the labor productivity and effectively reduce the labor intensity of workers. Key words: shift fork; machine tool fixture; positioning; process; clamping force 目 錄 摘要 1 ABSTRACT 2 第1章 緒論 1 第2章 零件的分析 2 2.1零件的分析 2 2.1.1零件的作用 2 2.1.2零件的工藝分析 2 2.2工藝規程設計 2 2.3 制定工藝路線。 3 2.4 機械加工余量。 4 2.5確定切削用量及基本工時。 5 第3章 鉆Φ22㎜花鍵底孔夾具設計 13 3.1 任務的提出 13 3.2 定位方案及定位裝置的設計計算 13 3.2.1定位方案的確定 13 3.2.2定位元件及裝置設計 13 3.2.3定位誤差的分析計算 13 3.3 引導元件設計 13 3.4 夾緊方案及裝置的設計計算 13 3.4.1夾緊方案的確定 13 3.4.2夾緊力大小的分析計算 14 3.4.3夾緊機構及裝置設計 14 3.5夾具體設計 14 3.6 夾具操作及維護簡要說明 15 總 結 16 致 謝 17 參 考 文 獻 19 18 第1章 緒論 機械制造業是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業。機械制造業的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業的產品。我們的生活離不開制造業，因此制造業是國民經濟發展的重要行業，是一個國家或地區發展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 零件加工工藝及夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質量。本次設計也要培養自己的自學與創新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第2章 零件的分析 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 題目給定的零件是CA6140撥叉（見附圖1）它位于銑床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求進行工作。寬度為18+0.0120mm的槽尺 寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑 移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙 很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精 度。所以，寬度為18+0.0120mm的槽和滑 移齒輪的配合精度要求很高。 2.1.2零件的工藝分析 CA6140撥叉共有兩組加工表面。 1. 以花鍵孔的中心線為基準的加工面 這一組面包括?25+0.230mm的六齒方花鍵孔、?22+0.280花鍵底孔兩端的2X150到角和距中心線為27mm的平面。 2. 以工件右端面為基準的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽 經上述分析可知， 對于兩組加工表面，可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。 2.2工藝規程設計 (一) 確定毛坯的制造形成 零件材料HT200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產綱領為中批生產而且零件的尺寸并不很大，故可采取模鍛成型。經查《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-5取等級為2級精度底面及側面澆注確定待加工表面的加工余量為3±0.8mm。毛坯零件圖如下圖： （二）基準的選擇。 1. 粗基準的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以Φ40的外圓表面的粗基準。 2. 精度基準的選擇：為保證定位基準和工序基準重合，以零件的A面為精基準。 2.3 制定工藝路線。 方案一 工序： 1. 粗、精銑端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端15°倒角。 2. 粗、精銑削B面。 3. 銑削8+0.030mm的槽。 4. 銑削18+0.0120mm的槽。 5. 拉花鍵。 方案二 工序： 1. 粗、精銑端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端15°倒角。 2. 以Ф40mm圓柱面為粗基準。 3. 拉花鍵。以A面為基準， 4. 銑削槽B面。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具 5. 銑削8+0.030mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具。 6. 銑削18+0.0120mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具。 方案分析： 上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很難對工件進行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的3.4.5道工序很容易對工件進行定位與加緊即以花鍵中心線和A面作為3.4.5道工序的定位基準。此方案定位精度高，專用夾具結構簡單、可靠， 最終擬定的方案如下： 工序號 工序名 稱 工序內容 車 間 工 段 設備 10 鑄造 鑄造毛坯 ，時效處理 20 銑 銑左端面 機 二 銑床X52K 30 銑 銑右端面 機 二 銑床X52K 40 鉆 鉆花鍵底孔 機 二 鉆床Z525 50 鉆 擴花鍵底孔 機 二 鉆床Z525 60 倒角 倒角2x15° 機 二 鉆床Z525 70 拉 拉六齒方型花鍵 機 二 拉床 80 銑 粗銑B面 機 二 銑床X62W 90 銑 精銑B面 機 二 銑床X62W 100 銑 銑800。03mm的槽 機 二 銑床X62W 110 銑 銑1800。12mm 機 二 銑床X62W 120 磨 磨寬為1800。12mm的槽 機 二 磨床M114W 130 鉗 去毛刺 140 檢 檢驗入庫 2.4 機械加工余量。 CA6140的撥叉材料為HT200。毛坯重量為1.0 kgσb =160MPa HBS 生產類型為由大、中批量生產，采用模鍛鍛模。 根據上述的原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下： 1. A面的加工余量 A面有3±0.8mm的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質表面層切除 2. 矩形花鍵底孔。 要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內孔尺寸為Φ22 0+0.28，見零件圖，參照《金屬機械加工工藝人員手冊》 表3-59確定孔加工余量的分配。 鉆孔Φ20mm 擴孔Φ21mm 拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時加工余量參照《金屬機械加工工藝人員手冊》取 2Ζ=1mm 3. B面的加工余量。 此工序分2個工步1、粗銑B面 2、精銑B面。 精加工余量為0.2mm 粗銑加工余量為2.8mm 2.5確定切削用量及基本工時。 工序20 ：銑左端面 機床：銑床X52K 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，?。焊鶕⒖嘉墨I[3]表2.4～81，取銑削速度 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表3.1～74，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻[3]表2.4～81,取 切削工時 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序50：粗、精銑右端面。 機床：銑床X52K 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數8，此為細齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取：根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 3、鉆孔、擴孔、倒角。 （1）、鉆孔 鉆頭選擇：見《切削用量簡明手冊》表2.2 鉆頭幾何形狀為（表2.1及表2.2）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數： ｄ＝Ф20ｍｍ β=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°, Ψ=55°,b=2mm，=4mm。 根據《切削用量簡明手冊》表2-9確定f=0.48 ａ、按機床進給強度決定進給量：根據表2.9 ,當σb＝210MPa ｄ0＝20.5mm 可確定f=0.75。 按C3163-1　銑床說明書　　　取 f=0.62mm/n. ｂ、 決定鉆頭磨鈍標準及壽命 表2.21，當do=20mm、鉆頭最大磨損量取0.6 壽命T=45min. ｃ、切削速度　由《切削用量簡明手冊》，表2.15得 Ｖ=21m/min n=1000V/D=334.4 由機床技術資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min 取n=280m/min. 實際Ｖ=17 m/min ｄ、 基本工時，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表2.29. 查出Ψ+△=10mm 所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) （2）、擴孔 刀具直徑do=21mm；刀具幾何參數同上。 由于兩孔直徑相差不大，為了節省停銑和調換走刀量等輔助時間，n和f都不變，所以Tm同上 Tm=0.32 倒角刀具15°锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進給。 （3）、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。 檢驗機床功率 按《切削用量簡明手冊》表 1.2４ 可以查出　當σｂ＝160～245HBS ａｐ≤2.8ｍｍ　ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ　 Ｖｃ≤41ｍ／min　?。校悖?.4kw 按C３１６３－１　銑床說明書　主電機功率Ｐ＝11ｋｗ 可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求 鉆削功率檢驗按《切削用量簡明手冊》表 2.21 當ｄｏ＝21 ｍｍ?。妫?.64 ｍｍ 查得轉矩Ｍ＝61.8　N.M 《切削用量簡明手冊》表由表2.32　得功率公式 ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km 按C３１６３－１　銑床說明書　主電機功率Ｐ＝11ｋｗ 可見ＰC比Ｐ小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要 工序Ⅱ 拉花鍵孔 單面齒升：根據有關手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒 為0.06mm, 拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min) 切削工時 t=Zblηk/1000vfzZ 式中： Zb 單面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)； L 拉削表面長度，80mm； η 考慮校準部分的長度系數，取1.2； k 考慮機床返回行程系數，取1.4 ； v 拉削速度（m/min）； fz 拉刀單面齒升； Z 拉刀同時工作齒數，Z=l/p； P 拉刀齒距。 P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm ∴拉刀同時工作齒數z=l/p=80/12≈7 ∴其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min) 工序Ⅲ 粗銑，精銑B面。 加工要求：粗銑B面，精銑B面，Ra=3.2ｕｍ。 用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量3mm 機床 ：Ｘ62W 加工工件尺寸：寬度：40mm 長度：28mm 1. 粗銑 1) 選擇刀具 根據《切削用量簡明手冊》表3.1 銑削寬度ae≤5mm時。直徑為do=50mm　故齒數Ｚ＝８，由于采用標準鑲齒圓柱銑刀 銑刀幾何參數（表3.2）rn=10°ao=16° 2) 切削用量 留精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度ac＝2.8±0.8ｍｍ，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根據表3.5得每轉進給量ｆ＝0.5～１mm/r就能滿足要求，但考慮到Ｘ62W功率為7.5kw，機床為中等系統剛度和Ｘ62W銑床說明書 所以每轉進給量ｆ＝0.6mm/r 3) 選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。根據《切削用量簡明手冊》表3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.6鑲齒銑刀do=50mm， 刀具壽命 T=120min（表3.8） 4) 決定切削速度Vc、可根據《切削用量簡明手冊》表3.9確定 Z=8, aP=40-70mm, ac=2.8±0.8ｍｍ, fz=f/z=0.0750.1mm/z Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12, Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據X62W型銑床說明書選n=160r/min Vc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 選Vf=80mm/min 實際fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z 5) 機床功率：根據《切削用量簡明手冊》表3.20 當 Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系數： 故Pct＜0.8, 根據X62W型銑床說明書，機床主軸允許的功率為 Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故Pcc＜Pcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z 6) 基本工時根據 《切削用量簡明手冊》表3.5 Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+△=14mm 2. 精銑 1）選擇刀具 刀具與上道工步是同一把刀。 2）切削用量 精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度 ae＝0.2mm，ｆ＝0.6 3）決定切削速度Vc、可根據《切削用量簡明手冊》表3.9確定 ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根據X62W型銑床說明書選n=210r/min Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z 4）基本工時基本工時根據 《切削用量簡明手冊》表3.5 Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+△=14mm 工序Ⅳ 銑削8+0.030mm槽。 加工工件尺寸：8+0.030mm , 長度L=40mm 加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8 用乳化液冷卻 機床：X62W 1) 選擇刀具：由加工尺寸公差0-0.3 。所以銑刀精度為精密級K8 銑刀參數：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15° ao=12°an=6°Z=16 2) 選擇切削量 由于槽的深度為8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm 由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定f=0.15-0.3mm/r 現取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z 3) 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中 4) 決定切削速度Vc和每齒進給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82, Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =82.86m/min n=1000×Vc/do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min 根據X62W型銑床說明書選nc=375r/min 實際速度Vc=donc/1000=74.2m/min 選Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根據X62W型銑床說明書選選Vf=110mm/min fzc=110/375×16=0.018mm/z 5) 機床功率：根據《切削用量簡明手冊》表3.28 公式 圓周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94 由表28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，KFC=1.28 Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N M=FCdo/2×103=15.9N?M Pc=FcVc/1000=1.18km 根據X62W型銑床說明書，功率足夠。 6) 基本工時基本工時根據 《切削用量簡明手冊》表3.5 Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+△=14mm 工序Ⅴ銑寬為180+0.12mm槽 加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬180+0.12mm，長L=40mm，加工余量23mm 由于此工步的設計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm， 1) 選擇刀具 銑刀參數：L=10 D=100mm d=30mm ro=15° ao=12°an=6°Z=24 2) 選擇銑削用量 由于槽的寬度為18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm 由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定f=0.5mm/r 現取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z 3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中 4）確定切削速度Vc和每齒進給量：決定切削速度Vc和每齒進給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12, Ksv=0.8,KTv=0.82, Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =98.6m/min n=1000×Vc/do=1000×98.6/3.14×100=314r/min 根據X62W型銑床說明書選nc=300r/min 實際速度Vc=donc/1000=94.2m/min 選Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據X62W型銑床說明書選選Vf=150mm/min fzc=150/300×24=0.020mm/z 5）基本工時基本工時根據 《切削用量簡明手冊》表3.5 Tm=(L+L1+△)?i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+△=20mm i=2(走兩次) 工序Ⅵ 磨18mm槽， 保證尺寸18mm 1) 選擇砂輪。 見《切削手冊》第三章中磨料選擇各表，結果為 GZ46KV6P350×40×127其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過小而磨輪堵塞，所以選用為粒度為46#，硬度為軟2級。 平型砂輪，其尺寸為16×6×40（D×d×H）。 2) 切削用量的選擇。砂輪轉速n砂=3000r/min(見機床說明書)， v砂=2.5m/s 進給量f=50mm/min 雙單行程 fr=0.015mm 3) 切削工時。當加工1個表面時 Tm=(L+y+△)??i K/50=3.1min 最后，將以上各個工序切削用、工時定額的計算結果，連同其它加工數據，一起填入機械加工工藝卡片中，見附后表。 第3章 鉆Φ22㎜花鍵底孔夾具設計 3.1 任務的提出 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具 經過與指導老師協商，決定設計鉆、擴花鍵底孔的立式鉆床夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床。刀具為高速鋼麻花鉆頭，來對工件進行加工。 本夾具主要用來鉆擴Φ22+0.28㎜，由于采用高速鋼麻花鉆頭，一次切削，所以主要應該考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度． 3.2 定位方案及定位裝置的設計計算 3.2.1定位方案的確定 根據加工工序及零件圖可知，要加工Φ22+0.28㎜，要確保所加工的孔和毛坯圓柱的同軸度問題，即定心。 在垂直于加工方向上，不能產生移動和轉動。沿加工方向上，由于Φ40外圓有一部分與肋板相交，不為規則外圓柱面，形狀特殊，所以也得限制其沿加工方向的移動和轉動。最終采取的定位方位為工件以Φ40外圓柱面和端面A定位基準，在V形塊和支撐板上實現五點定位。用快速螺旋夾緊機構推動V形塊壓頭夾緊工件。滿足六點定位原理，限制了工件6個自由度，屬于完全定位。 3.2.2定位元件及裝置設計 定位元件的選擇，包括其結構尺寸形狀及布置形式等，主要決定于工件的加工要求、工件定位基準和外力的作用狀況。 根據加工工序和零件圖可知，以外圓柱面定位采用固定V形塊，其對中性好，能使工件的定位基準軸線在V形塊兩斜面的對稱平面上，而不受定位基準直徑誤差的影響，并且安裝方便。選用活動V形塊，可用于夾緊機構中，起到取消一個自由度的作用。用支承板對端面A底面定位。支承板用螺釘緊固在夾具體上。但考慮到加工工序，采用兩塊扇形支承板同心相對固定。裝配后，應磨平工作表面，以保證等高性。 3.2.3定位誤差的分析計算 使用夾具時，加工表面的位置誤差與夾具在機床上的對定及工件在夾具中的定位密切相關。由于工件定位所造成的加工表面相對其工序基準的位置誤差成為定位誤差。在加工時，夾具相對刀具及切削成形運動的位置，經調定后不再變動，因此可以認為加工表面的位置是固定的。在這種情況下，加工表面對其工序基準的位置誤差，必然是工序基準的位置變動所起的。所以，定位誤差也就是工件定位時工序基準（一批工件的）沿加工要求方向上的位置的最大變動量，即工序基準位置的最大變動量在加工尺寸方向上的投影。 根據《金屬切削機床夾具設計手冊》表3-1,“V形塊的尺寸及定位誤差的計算”可知，常用的V形塊工作角度為90°。 由定位誤差公式 （其中D—定位圓直徑的中間尺寸，d—定位圓直徑的最小值） 得㎜ 3.3 引導元件設計 引導裝置是在鉆、鏜類機床上加工孔和孔系時做刀具導向用。借助于引導元件可提高被加工孔的幾何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。應此選擇可換鉆套，其便于磨損后快速更換。根據《機床夾具設計手冊》圖2-1-46可知可換鉆套具體參數。 3.4 夾緊方案及裝置的設計計算 3.4.1夾緊方案的確定 為了保證在切削力、離心力、慣性力等外力的作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發生振動或位移，一般在夾具結構中都必須設置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。通過活動V形塊連接到快速螺旋夾具機構上，可是工件保持既定位置，即在切削力的作用下，工件不應離開定位支承。 3.4.2夾緊力大小的分析計算 根據《機床夾具設計手冊》表1-2-7可知，用高速鋼刀具鉆削材料為灰鑄鐵（190HBS）直徑為Φ22+0.28㎜的孔的切削力計算公式為 切削扭矩計算公式為 —鉆頭直徑，22㎜ —每轉進給量,0.81㎜/r —修正系數，0.9 計算出， 根據《機床夾具設計手冊》表1-2-11可知，工件以外圓定位中，V形塊定位V形塊夾緊的實際所需夾緊力計算公式為 防止工件轉動： 防止工件移動： —安全系數，（,,其余為1.0） —工件與V形塊間的圓周方向摩擦系數，查表1-2-12取0.2 —工件與V形塊間的軸向摩擦系數, 查表1-2-12取0.2 °， 經過計算可知， 防止工件轉動： 防止工件移動： 3.4.3夾緊機構及裝置設計 由于需選用結構簡單，夾緊可靠，通用性大的夾緊機構，初選快速螺旋夾緊機構。其可以克服螺旋夾緊機構動作慢、效率低的缺點?？焖賷A緊機構中，螺桿上開有直槽，轉動手柄松開工作將直槽轉至螺釘處，即可迅速拉出螺桿，以便裝卸工件。螺桿一頭與活動V形塊連接，另一頭與手柄相聯。 3.5夾具體設計 由于可以鑄造出復雜的結構形狀，抗壓強度大，抗振性好，因此夾具體毛坯結構選用鑄造，其適用于切削負荷大、振動大的場合以及批量生產。為了便于排除切屑，不使其聚集在定位元件工作表面而影響工件正確定位，一般在設計夾具體時，要增加容納切屑的空間，如容屑溝等。 3.6 夾具操作及維護簡要說明 在設計夾具時,應該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有正確的安裝位置,以利于鉆孔加工。結果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。 夾具上裝有對刀塊裝置，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）；同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置，以有利于鉆孔加工。 總 結 課程設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。 課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關鍵一步。 致 謝 這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設計。 課程設計是將大學所學的知識融合在一起，綜合運用所有的相關專業知識，是課本知識在實際中的應用。通過這次課程設計，使我的專業知識在原有的基礎上得到更加的鞏固和提高，這離不開老師和同學們的幫助。本設計分析是在老師的指導下完成的，在分析的過程中，尹長城老師給了我很大的鼓勵，在設計分析中引導我去思考了更多的設計思路，增強了我的學習能力，與我們一起討論問題，使我對分析有了更清晰明確的認識，使我受益非淺。 課程設計是我們的專長，這是我們走向社會化，專業化的工作中必不可少的過程中前實際訓練綜合應用。 “千里之行始于足下”，通過課程設計，讓我深深體會到永恒的那句詞的真正含義。我認真地把今天的課程設計，學習踏踏實實地采取這一步驟是在社會穩定的未來潮流的運行打下了堅實的基礎。 說實話，課程設計是真的累了。但一開始清理自己的設計成果，仔細琢磨課程設計的思路，成功的喜悅難得讓我疲憊頓消瞬間。雖然這是我第一次學會了如何完成，我的生活的小勝利，但它讓我感覺更成熟了。 通過課程設計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心、細致。課程設計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂；有時應為不小心計算出錯，只能毫不留情地重做。但一想起老師平時多耐心的教導，想到今后自己應當承擔的社會責任，想到世界上因為某些細小失誤而出現的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提醒自己，一定要養成一種高度負責、一絲不茍的良好習慣。 經歷了課程設計，使我我發現了自己所掌握的知識是真正的貧乏，自己綜合運用所學專業知識的能力是如此的不足，幾年來學習了那么多的課程，今天才知道自己并不會用。想到這里，我真的有點心急了。 由于畢業時間的倉促，很多本來應該弄懂弄透的地方都沒有時間去細細追究來源，比如網格劃分的控制、坐標系的理解、求解器的選擇等，這使我明白了大學里學的只是一個大體上的方向，離實際應用還有太遠的距離。但我相信方向才是最重要的，因為方向確定了，就會用最少的精力做好事情，這對于我以后的工作至關重要。因為在實際生產生活中，要從事的工種是千差萬別的，只有從中找到自己最拿手，最有發展前途的崗位，個人才有更多的熱情，也最可能在自己的崗位做出一些貢獻。 這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 [1] 東北重型機械學院，洛陽農業機械學院，長春汽銑廠工人大學，機床夾具設計手冊[M]，上海：上海科學技術出版社，117130。 [2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］。機械工業出版社，117175。 [3] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］。機械工業出版社，117171。 [4] 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