箱體機(jī)械加工工藝及銑左端面夾具設(shè)計(jì)
箱體機(jī)械加工工藝及銑左端面夾具設(shè)計(jì),箱體,機(jī)械,加工,工藝,端面,夾具,設(shè)計(jì)
a
設(shè)計(jì)說明書
題目：箱體的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
摘 要
本設(shè)計(jì)涉及到機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差和測(cè)量等方面的知識(shí)。
箱體的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分,包括工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)和專用夾具設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該首先理解的分析部分,工序過程的設(shè)計(jì)一個(gè)毛坯的結(jié)構(gòu),并選擇好零件的加工基準(zhǔn),設(shè)計(jì)出零件的工藝路線;然后每個(gè)切削用量的部分步驟大小計(jì)算,是決定工藝的關(guān)鍵設(shè)備和切割過程的各種設(shè)計(jì)參數(shù),然后一個(gè)專用夾具,夾具選擇各種組件的設(shè)計(jì),如定位和夾緊元件連接部分,導(dǎo)向元件,夾具和機(jī)床和其他組件,定位誤差計(jì)算夾具,分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性和不足之處,改進(jìn)和設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞:工序、工藝、切削參數(shù)、夾緊、定位、誤差。
ABSTRCT
This design relates to the mechanical manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerances and measurements, and other aspects of knowledge.
The machining process and fixture design of the base consists of three parts, including process design, process design and special fixture design. In design process should first understand the analysis, structure of the process design of a blank, and choose the good parts machining reference to design parts of the process route; then calculate the amount of each cutting part of the step size, the decision process of key equipment and cutting process of various design parameters and a special fixture, the fixture selection design of various components, such as positioning and clamping elements connecting part, component oriented, tools and fixtures and other components, positioning error calculate fixture, fixture structure of rationality and disadvantage analysis, improvement and design.
Key words: process, process, cutting parameters, clamping, positioning, error.
目錄
序 言 1
一 零件的分析 2
1.1零件的作用 2
1.2零件的精度分析 2
1.3 零件的工藝分析 3
二 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
2.1確定毛坯的制造形式 4
2.2機(jī)械加工余量的的確定 4
2.3基面的選擇 7
2.4制定工藝路線 8
2.5確定切削用量及基本工時(shí) 9
三 銑夾具設(shè)計(jì) 18
3.1 問題的提出 18
3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 18
3.3 定位方案的設(shè)計(jì) 18
3.4夾緊方案的設(shè)計(jì) 19
3.4.1夾緊裝置的組成及基本要求 20
3.4.2夾緊裝置的確定 20
3.5 切削力及夾緊力計(jì)算 20
3.6定位誤差分析 23
3.7定位鍵及對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 23
3.8夾具體的設(shè)計(jì) 28
3.9夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明 29
總 結(jié) 30
致 謝 32
參 考 文 獻(xiàn) 33
27
序 言
機(jī)械制造行業(yè)的生產(chǎn)一定形狀和大小的零件和產(chǎn)品,并配備了機(jī)械設(shè)備行業(yè)。機(jī)械制造的產(chǎn)品可以直接使用的人使用,而且對(duì)其他行業(yè)的生產(chǎn)提供設(shè)備,有各種各樣的社會(huì)機(jī)器或機(jī)械制造產(chǎn)品。我們的生活不能分開制造,所以制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要的產(chǎn)業(yè),是一個(gè)重要的基礎(chǔ),一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的發(fā)展和強(qiáng)大的支柱。在某種意義上,機(jī)械制造業(yè)的水平是衡量一個(gè)國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的整體實(shí)力和科技水平的一個(gè)重要指標(biāo)。
箱體的工藝設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)完成的機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料課程設(shè)計(jì)。正確解決一部分的過程中定位,夾緊和工藝路線安排,工藝尺寸確定等問題,并設(shè)計(jì)專用夾具,確保零件加工的質(zhì)量。設(shè)計(jì)也開發(fā)自己的自學(xué)和創(chuàng)新能力。因此,本設(shè)計(jì)是全面和實(shí)用,涉及范圍廣泛的知識(shí)。因此,在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的基本概念,基本理論,而且還注意到生產(chǎn)實(shí)踐的需要,只有各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)合,可以很好的完成設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)水平有限,其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤,敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。
一 零件的分析
1.1零件的作用
本零件是主要是由箱體、底端面，側(cè)面等結(jié)構(gòu)組成，在零件前端圓臺(tái)上還有許多著通孔、螺紋孔,箱體上還有沉頭孔。箱體主要作用是用來由兩個(gè)齒輪相互嚙合在一起而構(gòu)成的泵稱為齒輪泵。它是依靠齒輪的輪齒嚙合空間的容積變化來輸送液體的，它屬于回轉(zhuǎn)泵，也可以認(rèn)為屬于容積泵。齒輪泵的種類較多。按嚙合方式可以分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵；按輪齒的齒形可分為正齒輪泵、斜齒輪泵和人字齒輪泵等。箱體為鑄造毛坯，從零件圖上可以看出零件上各部分粗糙度要求都比較低，最高的粗糙度僅為Ra3.2 半精加工就可以滿足要求。
1.2零件的精度分析
1.箱體的底面，尺寸精度要求為IT11-11,表面粗糙度要求為Ra12.5μm,屬于低等精度要求。
2. 2-Φ9的孔，尺寸精度要求為IT11-11，表面粗糙度要求為Ra12.5μm,屬于低等精度要求。
3.Φ82端面，尺寸精度要求為IT9-10，表面粗糙度要求為Ra3.2μm,屬于中等精度要求。
4.Φ38的端面，尺寸精度要求為IT9-10，表面粗糙度要求為Ra3.2μm,屬于中等精度要求。
5.Φ20的端面，尺寸精度要求為IT11-11,表面粗糙度要求為Ra12.5μm,屬于低等精度要求。
6.Φ60的內(nèi)圓，尺寸精度要求為IT9-10，表面粗糙度要求為Ra3.2μm,屬于中等精度要求。
7.6-M6的螺紋孔，尺寸精度要求為IT11-11,表面粗糙度要求為Ra12.5μm,屬于低等精度要求。
8.3-M4螺紋孔，尺寸精度要求為IT11-11,表面粗糙度要求為Ra12.5μm,屬于低等精度要求。
1.3 零件的工藝分析
本次工藝分析的目的，主要是審查零件的結(jié)構(gòu)外形及其尺寸還有表面粗糙度、材料及熱處理等技術(shù)的要求是否合理，是否便于加工和裝配；還有就是通過對(duì)零件的工藝分析，對(duì)零件要求有進(jìn)一步的了解，最后編制出零件的工藝文件。
箱體的工藝有兩組組加工面的分別為：
1：以下端面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工包括鉆2-Φ9孔
2：一個(gè)是以2-Φ9孔為基準(zhǔn)的加工面，這個(gè)主要是粗精銑Φ82的端面, 粗精銑Φ38的端面，粗精車Φ60內(nèi)圓，銑86 mm的2側(cè)面鉆6-M6的螺紋孔，鉆3-M4的螺紋孔。
二 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯的制造形式
確定毛坯包括選擇毛坯的類型及其制造方法。毛坯類型是鑄造、鍛造、沖壓,沖壓、焊接、配置文件、表等。決定毛坯時(shí)應(yīng)考慮以下因素:
1)材料和零件的機(jī)械性能。當(dāng)選擇材料,毛坯的類型大致確定。例如,材料是鑄鐵,毛坯的選擇材料是鋼鐵,和機(jī)械性能要求很高,可選的鍛件,機(jī)械性能要求較低時(shí),可選部分或鑄鋼。
2)零件的形狀和大小。形狀復(fù)雜的粗糙,常用的鑄造方法。薄壁零件和不可用砂鑄造,鑄造大尺寸應(yīng)該用于砂鑄造,和小部件提供更先進(jìn)的鑄造方法。
3)生產(chǎn)類型。大規(guī)模生產(chǎn)當(dāng)選毛坯制造方法的精度和生產(chǎn)率為毛坯的制造成本減少物料消耗和降低加工成本進(jìn)行補(bǔ)償。如鑄造應(yīng)采用金屬模具機(jī)成型和精密鑄造,鍛造模鍛,冷軋和冷拔概要文件。小批量生產(chǎn)應(yīng)使用木霉菌或手工自由鍛。
4)生產(chǎn)條件。確定毛坯必須結(jié)合具體生產(chǎn)條件,如生產(chǎn)的實(shí)際水平和實(shí)際生產(chǎn)的能力,外包的可能性等。當(dāng)有條件時(shí),應(yīng)積極組織地區(qū)專業(yè)生產(chǎn)、統(tǒng)一供應(yīng)的粗糙。
5)充分考慮的可能性,利用新技術(shù),新技術(shù)和新材料。目前,新工藝、新技術(shù)和新材料的毛坯制造業(yè)發(fā)展迅速。例如,鑄造、鍛造、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料機(jī)械中使用越來越多。在應(yīng)用這些方法,可以大大減少機(jī)械加工的數(shù)量,有時(shí)不能被處理,其經(jīng)濟(jì)效果是非常重要的。
2.2機(jī)械加工余量的的確定
序號(hào)
被加工表面及孔
機(jī)械加工余量
加工路線
加工余量等級(jí)
1
底端面
2mm
粗銑
IT11級(jí)
2
鉆2-Φ9孔
實(shí)心
鉆
IT11級(jí)
3
Φ82端面
2mm
粗銑-精銑
IT9級(jí)
4
Φ38端面
2mm
粗銑-精銑
IT9級(jí)
5
Φ20的端面
2mm
粗銑
IT11級(jí)
6
Φ60內(nèi)圓
2mm
粗車-精車
IT9級(jí)
7
6-M6
實(shí)心
鉆-攻絲
IT11級(jí)
8
3-M4
實(shí)心
鉆-攻絲
IT11級(jí)
2.3基面的選擇
粗基準(zhǔn)的選擇標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足下列要求:
(1)粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該基于加工表面。目的是保證精度的加工面和非加工表面之間的關(guān)系。如果有幾個(gè)表面,不需要加工表面的工件,必須選擇與高精度表面作為粗基準(zhǔn)。以壁厚均勻性,對(duì)稱的形狀,更少的夾緊等。
(2)選擇的重要表面機(jī)械加工余量為粗基準(zhǔn)。例如:機(jī)床導(dǎo)軌表面是一個(gè)重要的統(tǒng)一的保證金要求。因此在這個(gè)過程中選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn),床的底部表面的過程,然后底部表面作為精細(xì)加工的參考指南。通過這種方式,我們可以確保表層保存在一個(gè)更加統(tǒng)一的和精心組織,以提高耐磨性。
(3)最小的表面機(jī)械加工余量應(yīng)該選為粗基準(zhǔn)。這將確保表面有足夠的加工余量。
(4)盡可能選擇平坦,光滑,大表面積作為粗基準(zhǔn),以確保準(zhǔn)確定位和夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。。
(5)粗基準(zhǔn)應(yīng)避免,因?yàn)楸砻娲植诘臄?shù)據(jù)主要是粗糙和不規(guī)則的。多個(gè)用很難確保表面之間的表面的準(zhǔn)確性。
基面的選擇是工藝設(shè)計(jì)的重要部分之一,它是非常重要的部件的生產(chǎn)。首先選擇合適的端面和外圓定位基準(zhǔn)。
精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則:
(1)“基準(zhǔn)重合”的原則,應(yīng)選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)位置的參考,并避免錯(cuò)誤造成的非巧合的基準(zhǔn)面。
(2)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則盡可能在大多數(shù)過程使用相同的精度指標(biāo)集,以確保定位精度的表面,以避免造成的錯(cuò)誤引用轉(zhuǎn)換,簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)和制造。
(3)“自為基準(zhǔn)”的原則需要一定的完成和完成過程機(jī)械加工余量小而均勻,應(yīng)選擇加工表面本身是優(yōu)良的基準(zhǔn),表面和其他表面之間的位置精度的保證的第一步。
(4)“互為基準(zhǔn)”原則,當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度和自己的大小、形狀精度較高,可以作為“相互參考”方法,重復(fù)處理。
(5)選擇的精度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該能夠確保精確定位,夾緊可靠,裝置簡(jiǎn)單,操作方便。
有很好的2-Φ9孔和定位基準(zhǔn)和其他表面處理。主要考慮好參考標(biāo)準(zhǔn)的問題, 當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計(jì)算，在此不再重復(fù)。
2.6制定工藝路線
通過零件的形狀、尺寸及位置精度再通過技術(shù)得到以下兩種加工方案：
方案一
1
鑄造
鑄造
2
時(shí)效處理
時(shí)效處理
3
銑
銑底端面
4
鉆
鉆2-Φ9的孔，锪孔Φ20
5
銑
粗精銑Φ82的端面
6
銑
粗精銑Φ38的端面
7
銑
銑Φ20的兩端面
8
車
粗精車內(nèi)圓Φ60，Φ15，Φ22
9
鉆
鉆Φ82的端面的6-M6的螺紋孔，攻絲
10
鉆
鉆Φ38的端面的3-M4的螺紋孔，攻絲
11
鉆
鉆Φ20端面的螺紋孔，攻絲
12
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
13
入庫(kù)
入庫(kù)
方案二
1
鑄造
鑄造
2
時(shí)效處理
時(shí)效處理
3
銑
銑底端面
4
銑
粗精銑Φ82的端面
5
銑
粗精銑Φ38的端面
6
銑
銑Φ20的兩端面
7
車
粗精車內(nèi)圓Φ60，Φ15，Φ22
8
鉆
鉆2-Φ9的孔，锪孔Φ20
9
鉆
鉆Φ82的端面的6-M6的螺紋孔，攻絲
10
鉆
鉆Φ38的端面的3-M4的螺紋孔，攻絲
11
鉆
鉆Φ20端面的螺紋孔，攻絲
12
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
13
入庫(kù)
入庫(kù)
工藝方案一、二的不同在于方案二是先鉆孔、再銑端面，這樣就違背了“先面后孔”的原則，而方案一“先面后孔，先大孔后小”，遵循了安排工藝的基本原則，同時(shí)銑面后先鉆2-Φ9的孔，這樣可以利用2-Φ9的孔作為定位基準(zhǔn)，保證了零件的加工精度，所以確定選擇方案一
1
鑄造
鑄造
2
時(shí)效處理
時(shí)效處理
3
銑
銑底端面
4
鉆
鉆2-Φ9的孔，锪孔Φ20
5
銑
粗精銑Φ82的端面
6
銑
粗精銑Φ38的端面
7
銑
銑Φ20的兩端面
8
車
粗精車內(nèi)圓Φ60，Φ15，Φ22
9
鉆
鉆Φ82的端面的6-M6的螺紋孔，攻絲
10
鉆
鉆Φ38的端面的3-M4的螺紋孔，攻絲
11
鉆
鉆Φ20端面的螺紋孔，攻絲
12
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
13
入庫(kù)
入庫(kù)
2.7 確定切削用量及基本工時(shí)
工序：車內(nèi)圓
1) 切削深度的確定 單邊余量為Z=2mm
2) 進(jìn)給量的確定 根據(jù)《機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》取f=0.8mm/r
3) 切削速度計(jì)算公式如下
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊(cè)》表1.28,即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以
1.440.81.040.810.97=89m/min
4) 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算
ns== 566r/min
與566r/min接近的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速為600r/min。選轉(zhuǎn)速=600r/min。
因此實(shí)際切削速度的如下==
5) 切削的工時(shí)計(jì)算
t=i ;其中l(wèi)=50mm; =4mm; =3mm;
t=i=x1=0.11875(min)
工序：銑底端面
1. 刀具的確定
刀具選取端銑刀，刀片采用YG8
，，，。
2. 銑削用量的計(jì)算
1） 銑削深度的確定
由于機(jī)械加工余量不大,一次完成加工
2） 進(jìn)給量的確定及切削速度的計(jì)算
根據(jù)X51立式銑床說明書，其功率為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表得出 ，則
因此根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選?。?200
當(dāng)＝1200r/min時(shí)
因此根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選取
3） 切削工時(shí)的計(jì)算
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)計(jì)算如下：
工序：鉆2-Φ9孔
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，刀具選取高速鋼麻花鉆Φ7
1)進(jìn)給量的確定 取f=0.13mm/r
2)切削速度的確定 V=24~34m/min. 取V=30m/min
3)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算
ns== 1364r/min
與1364r/min接近的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速為1450r/min。選轉(zhuǎn)速=1450r/min。
因此實(shí)際切削速度的如下==
5) 切削的工時(shí)計(jì)算按《切削用量工時(shí)計(jì)算手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm;
t=2x（） =2x（）=0.0234(min)
工序：鉆M6螺紋孔
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《機(jī)械零件工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3.1－6）
由《切削用量工時(shí)計(jì)算手冊(cè)》表2.7和《機(jī)械零件工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4.2－16查得
（《切削用量工時(shí)計(jì)算手冊(cè)》表2.15）
按機(jī)床選取
基本工時(shí)： min
攻螺紋M6mm：
選擇M6mm高速鋼機(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即
按機(jī)床選取
基本工時(shí)：
工序：銑Φ20的端面
1. 刀具的確定
刀具選取端銑刀，刀片采用YG8
，，，。
2. 銑削用量的計(jì)算
4） 銑削深度的確定
由于機(jī)械加工余量不大,一次完成加工
5） 進(jìn)給量的確定及切削速度的計(jì)算
根據(jù)X51立式銑床說明書，其功率為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表得出 ，則
因此根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選?。?600
當(dāng)＝1600r/min時(shí)
因此根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選取
6） 切削工時(shí)的計(jì)算
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)計(jì)算如下：
三 銑夾具設(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。
由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)工序銑端面的銑床夾具。
3.1 問題的提出
在機(jī)械制造中，用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來固定加工對(duì)象，使之占有正確位置，接受施工或檢測(cè)的裝置。
在機(jī)械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機(jī)床上占有正確的位置，確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機(jī)床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機(jī)床夾具，簡(jiǎn)稱夾具。
銑床夾具主要用于加工上的平面，凹槽，花鍵及各種成型面，是最常用的夾具之一，銑削加工時(shí)切削量較大，且為斷續(xù)切削，故切削力大，沖擊和振動(dòng)也較嚴(yán)重，因此設(shè)計(jì)銑床夾具時(shí)，應(yīng)注意工件的裝夾具在工作做臺(tái)上的安裝平穩(wěn)性。
本夾具主要用于銑端面，本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。
3.2 定位基準(zhǔn)的選擇
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?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)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)。我們采用外圓和底面為定位基準(zhǔn)，為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用簡(jiǎn)單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。
3.3 定位方案的設(shè)計(jì)
定位方式和定位元件的選擇包括選擇定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等，他們主要取決于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用等因素。
定位，就是限制自由度。通常是用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度，用合理設(shè)置的六個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是工件定位的“六點(diǎn)定位原則” 。
1. 工件及平面定位
（1）主要支承 主要支承用來限制工件的自由度，起定位作用
1）固定支承
2）可調(diào)支承
3）自位支承
（2）輔助支承 提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性
1）螺旋式輔助支承
2）自位式輔助支承
3）推引式輔助支承
4）液壓鎖緊的輔助支承
2. 工件以圓柱空定位
（1）圓柱銷
（2）圓錐銷
（3）圓柱心軸
3. 工件以外圓柱面定位
（1）在V形塊中定位
（2）在圓孔中定位
（3）在半圓孔和圓錐孔中定位
本夾具采用圓孔定位，因此采用A型定位銷和B型定位銷定位。
3.4夾緊方案的設(shè)計(jì)
在機(jī)械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個(gè)工作過程。工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過程中，不會(huì)由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動(dòng)，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。
3.4.1夾緊裝置的組成及基本要求
1. 夾緊裝置的組成
（1）力源裝置
（2）中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 作用如下：
1）改變夾緊作用力的方向
2）改變夾緊作用力的大小
3）具有一定的自鎖性能
（3）夾緊元件
2. 對(duì)夾緊裝置的基本要求
（1）夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置
（2）夾緊力的大小要適當(dāng)
（3）夾緊裝置要操作方便
（4）結(jié)構(gòu)要進(jìn)湊簡(jiǎn)單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件
3.4.2夾緊裝置的確定
本夾具采用A型定位銷和B型定位銷定位，限制空間的6個(gè)自由度，同時(shí)采用壓板夾緊工件即可滿足要求。
3.5 切削力及夾緊力計(jì)算
確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點(diǎn)。在確定夾緊力的三要素時(shí)要分析工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況，而且必須考慮定位裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置方式。夾緊力的三要素對(duì)夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點(diǎn)分布合理，大小適當(dāng)，方向正確才能獲得良好的效益。
1. 夾緊力方向的確定
（1）夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面
（2）夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致
2. 夾緊力作用點(diǎn)的選擇
（1）應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過程中不會(huì)引起工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。
（2）應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形
（3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位
3. 夾緊力大小的估算
（1）首先假設(shè)系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。
（2）常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）用切削原理公式計(jì)算。
（3）對(duì)重型工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件做高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，必須計(jì)入慣性力。
（4）分析對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡方程計(jì)算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計(jì)算夾緊力
（5）將計(jì)算夾緊力再乘以K，即得實(shí)際夾緊力。K為總安全系數(shù)，K=K0K1K2K3
各種因素的安全系數(shù)可查表2-3，一般K=1.5~2.5；當(dāng)夾緊力與切削力相反時(shí)，K=2.5~3 。
（1）刀具： 采用端銑刀 φ20mm z=4
機(jī)床： x51立式銑床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)
z=24
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=
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
（2）夾緊力的計(jì)算
選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘： 公稱直徑d=12mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí)
螺釘疲勞極限：
極限應(yīng)力幅：
許用應(yīng)力幅：
螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
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。
3.6定位誤差分析
(1)移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
代入得： ==
(2) 轉(zhuǎn)角誤差
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
———— 削邊銷孔的最大偏差
———— 削邊銷孔的最小偏差
———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙
其中：
則代入得：
則：
經(jīng)檢驗(yàn)合格
3.7定位鍵及對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
為了確定夾具與機(jī)床工作臺(tái)的相對(duì)位置，在夾具體的底面上應(yīng)設(shè)置定鍵，圖下圖所示
用沉頭螺釘固定在夾具體底面縱向槽的2端，通過定位鍵與銑床工作臺(tái)的T型槽配合，確定夾具在機(jī)床工作上的位置，兩定位鍵的間距越大，定向精度越高，除定位之外，定位鍵還能承受部分切削扭矩，減輕夾具固定螺栓的負(fù)荷，增加夾具的穩(wěn)定性，因此 銑平面夾具有時(shí)也用定位鍵，
定位鍵有矩形和圓形2種，其結(jié)構(gòu)尺寸均已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，可參閱夾具手冊(cè)
矩形定位鍵有2種結(jié)構(gòu)形式，A型和B型如上圖，按統(tǒng)一尺寸B（h6或h8）制作，使用于夾具的定向精度不高的場(chǎng)合，B型定位鍵側(cè)面開有溝槽，溝槽的上部與夾具體的鍵槽配合，其寬度尺寸為B按H7/h6或js6/h6與鍵配合，溝槽下部的寬度B1，與銑床工作臺(tái)的T型槽配合，因?yàn)門型槽公差為H8或H7，故B1一般按h8或h6制造，為了提高夾具的定位精度，在制造定位鍵時(shí)，B1應(yīng)留有磨削余量0.5mm，以便與工作臺(tái)T型槽修配。
定向精度要求高的夾具，可不設(shè)置定位鍵，而在夾具體的一側(cè)面加工出一窄長(zhǎng)平面作為夾具安裝時(shí)的找正基準(zhǔn)，通過找正獲得較高的定向精度，具體如下圖
有時(shí)為了夾具找正方便，可在夾具體上專門加工出找正用基準(zhǔn)（如圖中平面A），用以代替對(duì)元件定位面的直接測(cè)量，但元件定位面與找正基準(zhǔn)間要有嚴(yán)格的相對(duì)位置要求。
對(duì)刀原件的設(shè)計(jì)
對(duì)刀原件是用來確定刀具與夾具的相對(duì)位置的元件，對(duì)刀件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，常見的對(duì)刀原件有 圓形對(duì)刀塊 用于加工單一的平面，方形對(duì)刀塊，用于調(diào)整組合銑刀位置時(shí)候?qū)Φ?直角對(duì)刀塊，用于加工相互垂直面或銑槽時(shí)候?qū)Φ叮瑐?cè)裝對(duì)刀塊，用他安裝在夾具體側(cè)面用于加工2相互垂直面或銑槽時(shí)對(duì)刀，具體結(jié)構(gòu) 如下圖
圓形對(duì)刀塊
高度對(duì)刀裝置，主要用于加工平面，選用圓形對(duì)刀塊
(JB/T 8031.1-1999)
方形對(duì)刀塊
用于調(diào)整組合銑刀位置時(shí)候?qū)Φ?直角對(duì)刀塊，用于加工相互垂直面或銑槽時(shí)候?qū)Φ?
直角對(duì)刀塊
主要供盤狀銑刀及圓柱立銑刀銑槽時(shí)對(duì)刀用?？蛇x用直角對(duì)刀塊(JB/T 8031.3-1999)或側(cè)裝對(duì)刀塊
(JB/T 8031.4-1999)
側(cè)重對(duì)刀塊
用他安裝在夾具體側(cè)面用于加工2相互垂直面或銑槽時(shí)對(duì)刀
塞尺的設(shè)計(jì)
對(duì)刀時(shí)，銑刀不能與對(duì)刀塊的工件表面直接接觸，以免損壞切削刃或造成對(duì)刀塊過早磨損，而應(yīng)通過塞尺來校準(zhǔn)他們之間的相對(duì)位置，即將塞尺放在刀具與對(duì)刀塊工作表面之間，憑借抽動(dòng)塞尺的松緊感覺來判斷銑刀位置，常用的塞尺有2種標(biāo)準(zhǔn)，一是對(duì)刀平塞尺，S=1-5mm 公差取h8 另外是對(duì)刀圓柱塞尺，d=3-5mm 公差取h8，具體結(jié)構(gòu)尺寸參閱 夾具手冊(cè)，
平塞尺結(jié)構(gòu)
圓柱塞尺結(jié)構(gòu)
3.8夾具體的設(shè)計(jì)
由于銑削時(shí)的切削力和振動(dòng)都比較大，因此銑床夾具的夾具體不僅要有足夠的剛度和強(qiáng)度，起高度和寬度之比也應(yīng)當(dāng)恰當(dāng)，一般H/B小于等于1-1.25，以降低夾具的重心，使工件的加工表面盡量靠近工作臺(tái)面，以提高加工時(shí)候夾具的穩(wěn)定性
此外，為方便銑床夾具在銑床工作臺(tái)上固定，夾具體上應(yīng)設(shè)置耳座，常見的耳座結(jié)構(gòu)如下圖所示，對(duì)于小型夾具體，一般2端各設(shè)置一個(gè)耳座，夾具體較寬時(shí)，可在2端設(shè)置2個(gè)耳座，兩耳座的距離應(yīng)與工作臺(tái)兩T型槽的距離一致，對(duì)于重型銑床夾具，夾具體的兩端還應(yīng)設(shè)置吊裝孔和吊環(huán)等。
為了提高生產(chǎn)效率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，銑床夾具經(jīng)常采用聯(lián)動(dòng)壓緊機(jī)構(gòu)和鉸鏈壓緊機(jī)構(gòu)。
3.9夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明
如前所述,在夾具的設(shè)計(jì),應(yīng)注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,以避免干擾。夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,降低成本,提高夾具成本。銑床夾具的工序處理夾緊方式的選擇。這個(gè)過程對(duì)銑削力很小,所以一般手動(dòng)夾緊可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程的要求。這個(gè)夾具的最大的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)緊湊,夾的夾緊力不大,所以使用手動(dòng)夾緊。為了提高效率,使用快速螺旋夾緊機(jī)制。
總 結(jié)
這次設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一個(gè)設(shè)計(jì)作業(yè)，它需要我們把大學(xué)幾年里學(xué)到的機(jī)械相關(guān)的知識(shí)系統(tǒng)的融合起來，然后把這些知識(shí)和我們做的設(shè)計(jì)進(jìn)行很好的結(jié)合，這需要我們把金屬切削原理夾具與刀具、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、互換性測(cè)量技術(shù)、鉆床夾具設(shè)計(jì)，等系統(tǒng)的結(jié)合起來，通過查閱上面學(xué)習(xí)過的資料，很好的復(fù)習(xí)和鞏固以前學(xué)過的知識(shí)，并把這些知識(shí)很好的運(yùn)用到鉆床夾具設(shè)計(jì)中。同時(shí)通過查閱資料和文獻(xiàn)也培養(yǎng)了我自己的自學(xué)能力與創(chuàng)新能力。本次設(shè)計(jì)涉及知識(shí)面較廣，理論聯(lián)系實(shí)際較強(qiáng)，做好本次設(shè)計(jì)即需要有很好的教材和文獻(xiàn)上的理論作為支撐，有需要注意好生產(chǎn)加工的實(shí)踐需要，需要很好的吧理論和實(shí)踐進(jìn)行融合，因此他是一個(gè)綜合性系統(tǒng)性的訓(xùn)練，使我的知識(shí)水平和實(shí)踐能力得到顯著的提高。
這次機(jī)床夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們機(jī)械專業(yè)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)方案,提出多種方案,分析和解決實(shí)際問題找到合理方案,鍛煉我們運(yùn)用系統(tǒng)知識(shí)聯(lián)系實(shí)際情況解決生產(chǎn)加工中實(shí)際問題的的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)機(jī)械所有專業(yè)課的基礎(chǔ)上及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合系統(tǒng)性訓(xùn)練。這次機(jī)床夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)使我以前所學(xué)習(xí)和掌握的關(guān)于零件加工方面比較散亂的知識(shí)，通過本次設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的串聯(lián)起來，使我對(duì)這些機(jī)械加工知識(shí)有了更加系統(tǒng)化和深入的理解掌握。比如機(jī)床的選擇，機(jī)床的特性，機(jī)床的參數(shù)，切削i加工的參數(shù)的確定、計(jì)算、材料的選取、背吃刀量的選擇，加工順序的安排，加工記賬的選擇，加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 同時(shí)也培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用自己所學(xué)知識(shí)，完成工藝和夾具方面的設(shè)計(jì)，以及根據(jù)自己所掌握的系統(tǒng)的理論知識(shí)，培養(yǎng)出自己獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力，并通過設(shè)計(jì)把這些能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；通過本次設(shè)計(jì)，我再次體會(huì)到理論聯(lián)系實(shí)踐重要性，理論聯(lián)系實(shí)踐，2者相互相成，缺一不可，正如我們偉大領(lǐng)袖毛主席所說，從理論中來，到實(shí)踐中去，理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐反過來完善理論，單純的理論是紙上談兵，單純的實(shí)踐是沒理論依據(jù)做支撐就是盲目，二者聯(lián)系起來才相得益彰，才能事半功倍，威力無(wú)窮。
回顧起此次端蓋鉆孔的鉆床夾具設(shè)計(jì)，歷經(jīng)幾個(gè)月時(shí)間，中間遇到了很多的困難和疑惑，每次遇到巨大的困難和疑問 埋頭查資料，問老師，請(qǐng)教同學(xué)，這中間的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，至今回想起來我仍歷歷在目，感慨頗多，的確，從選機(jī)床夾具設(shè)計(jì)課題，對(duì)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)一無(wú)所知，到最后通過學(xué)習(xí)到完成定稿，通過查閱資料，文獻(xiàn)，請(qǐng)教老師，同學(xué)，使我系統(tǒng)的掌握了機(jī)床夾具方面的系統(tǒng)的知識(shí)，這些知識(shí)很好的武裝了我的大腦，然后又帶著這些知識(shí)到工廠里請(qǐng)教機(jī)械加工的師傅，最終通過我不懈的努力，從理論到實(shí)踐，在整整幾個(gè)月的時(shí)間里，可以說學(xué)到了很多很多的的東西，同時(shí)鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)了我人生的蛻變，對(duì)我的大學(xué)生活做了一個(gè)完整的交待，并且通過給工廠師傅的交流，大大開闊了我的眼界，讓我學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次努力的完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程，使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是非常非常重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，才會(huì)有更大的價(jià)值，從理論中得出結(jié)論，去指導(dǎo)生產(chǎn)，才能真正的實(shí)用，同時(shí)在使用中發(fā)現(xiàn)不足，及時(shí)的反饋，然后再去完善理論，這樣才會(huì)越做越好，當(dāng)然在本次設(shè)計(jì)的過程中遇到了許多問題，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，以前自以為學(xué)習(xí)不錯(cuò)的我，總以為自己掌握的知識(shí)已經(jīng)足夠豐富和多，但是通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)我掌握的知識(shí)，僅僅是冰山一角，并且還掌握的不太牢固，到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，還好這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我有了很好的復(fù)習(xí)和提高，同時(shí)也對(duì)我的人生有很深刻的體會(huì)，做事情要腳踏實(shí)地，戒驕戒躁，虛心學(xué)習(xí)，多多請(qǐng)教。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然最后順利完成了，在設(shè)計(jì)過程中雖然碰到了許多問題，了，老師的辛勤指導(dǎo)下，在同學(xué)的幫咱下，這些問題都迎刃而解。同時(shí)，在老師的身上我學(xué)到了很多我不具備的優(yōu)點(diǎn)，在此非常感謝！
同時(shí)，對(duì)給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！
致 謝
這次機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我收益匪淺，做這個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我獲得的心得和體會(huì)，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了遇到問題，通過自己查閱資料，請(qǐng)教老師，請(qǐng)教同學(xué)快速解決問題的能力，讓我深深的明白了，天下并沒有難 的事情，只要敢于攀登和克服就沒有解決不了的問題。所謂天下事 會(huì)者不難，難者不會(huì)也。同時(shí)他也更深刻的讓我明白，系統(tǒng)的知識(shí)對(duì)解決問題的重要性，知識(shí)不系統(tǒng)看問題就容易一點(diǎn)帶面，以偏概全，以小蓋大，通過對(duì)這些知識(shí)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和掌握，讓我了解到做任何事情都要多查資料，多讀書，系統(tǒng)的掌握相關(guān)的知識(shí)，然后才能做出正確的判斷和選擇，這些心得和體會(huì)也必將以后帶到我今后的工作和人生當(dāng)中，同時(shí)也讓我明白，做任何事情要有一定的理論去支撐，要讓理論和實(shí)踐很好的結(jié)合起來，不能坐而論道，紙上談兵，要把理論落地，充分的和實(shí)踐結(jié)合，然后通過實(shí)踐再很好的完善理論，同時(shí)也不能盲目的去干，要一定的理論和系統(tǒng)的知識(shí)作為依據(jù)，然后才可以做出非常可靠可行的決定，才能觸類旁通，舉一反三。
總之通過我不懈的努力，和老師的辛勤知道，最終我完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，這次設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在這里，我非常感謝我的指導(dǎo)老師，每次我問他問題的時(shí)候，他都放下他的休息時(shí)間和手頭的工作，耐心地幫助我解決我遇到的技術(shù)上的一些難題，他的精益求精的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，作為老師的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，深深地感染和激勵(lì)著我，讓我終身難忘
從前期課題的選擇到最后項(xiàng)目的完成，他都始終給予我這個(gè)學(xué)生悉心的指導(dǎo)和講解。幾個(gè)月的時(shí)間，他不僅在這套畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的問題給與很好的指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、給與我很好的方向，通過這個(gè)設(shè)計(jì)，我更加敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平，同時(shí)他治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是心中的標(biāo)桿，他的舉動(dòng)必將影響我今后的學(xué)習(xí)和生活。
在此 我再次感謝我的指導(dǎo)老師，感謝他對(duì)于我無(wú)私的幫助和指導(dǎo)。
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