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課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
I軸法蘭盤(pán)銑削缺口專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)
專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)：
學(xué) 號(hào)：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
成 績(jī)：
目 錄
目 錄 II
第1章 緒論 1
1.1夾具概述 1
1.2機(jī)床夾具的功能 1
1.3機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 1
1.3.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 2
1.3.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 2
2 夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 5
2.1機(jī)床夾具的功能 5
2.2機(jī)床夾具應(yīng)滿(mǎn)足的要求 5
2.3設(shè)計(jì)已知條件 6
3夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8
3.1設(shè)計(jì)機(jī)床夾具前的準(zhǔn)備工作 8
3.1.1明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng) 8
3.1.2充分理解工件的零件圖和工序圖 8
3.2確定機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)方案 8
3.2.1選擇定位元件 8
3.2.2選擇夾緊機(jī)構(gòu) 9
3.2.3 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 11
3.3夾具結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì) 14
3.4繪制夾具裝配圖 14
3.5繪制夾具零件圖 16
4夾具精度的驗(yàn)算 17
4.1產(chǎn)生定位誤差的元因 17
4.2 誤差分析與計(jì)算 17
4.3夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 19
總結(jié)與展望 20
參考文獻(xiàn) 21
致 謝 22
第1章 緒論
1.1夾具概述
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。
工具是人類(lèi)文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無(wú)論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
1.2機(jī)床夾具的功能
在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。
1．機(jī)床夾具的主要功能
機(jī)床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過(guò)程。定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會(huì)松動(dòng)、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機(jī)床夾具的特殊功能
機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向。
（1）對(duì)刀 調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對(duì)刀塊，它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。
（2）導(dǎo)向 如鉆床夾中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱(chēng)為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。
1.3機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)
隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門(mén)類(lèi)齊全的工藝裝備。
1.3.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀
現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專(zhuān)用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為15%左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如上新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。
3）適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。
4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。
5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
1.3.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)方面。
精密化
隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多，例如用于精密分度的多齒盤(pán)，其分度精度可達(dá)±0.1；用于精密車(chē)削的高精度三爪卡盤(pán)，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓度公差可達(dá)0.2～0.5μm。
高效化
高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、高速化夾具、具有夾緊動(dòng)力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車(chē)床上使用的高速三爪自定心卡盤(pán)，可保證卡爪在（試驗(yàn)）轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件上仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。
柔性化
機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力。可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類(lèi)主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機(jī)床夾具等。在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。
標(biāo)準(zhǔn)化
機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立類(lèi)型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259—91以及各類(lèi)通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。
計(jì)算機(jī)輔助機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD技術(shù)來(lái)完成夾具設(shè)計(jì)的先進(jìn)方法。由于夾具種類(lèi)繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其設(shè)計(jì)過(guò)程涉及控制條件多，因此，用于夾具設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)軟件甚少，目前還沒(méi)有一種軟件系統(tǒng)能夠?qū)A具設(shè)計(jì)完全數(shù)字化。目前，計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)一般是采用二維CAD軟件進(jìn)行。采用二維CAD軟件進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，可以提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，但是其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)人員首先要閱讀工件二維零件圖，了解零件的加工要求，并將二維零件圖在頭腦中三維實(shí)體化；再選擇或設(shè)計(jì)合適的定位、夾緊等元件和裝置；接上來(lái)將上述結(jié)構(gòu)在頭腦中形成夾具三維實(shí)體，用二維圖表示，完成夾具的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，思維要在三維和二維模型中反復(fù)轉(zhuǎn)換，最終繪制二維的總裝圖。由于繪制三維實(shí)體效果的裝配圖難度大，效率低，一般不繪制三維裝配圖。這對(duì)夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，以及加工和裝配均有不利的影響。3D軟件是一個(gè)基于特征的參數(shù)化實(shí)體建模設(shè)計(jì)工具，該軟件完全采用Windows圖形用戶(hù)界面，易學(xué)易用。借助3D軟件平臺(tái)，可以創(chuàng)建三維實(shí)體模型；編輯零件裝配體并進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)仿真；利用它的動(dòng)畫(huà)功能不僅可以檢查夾具工作的可行性，還能得到夾具零部件裝配和運(yùn)動(dòng)過(guò)程的動(dòng)畫(huà)文件。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的功能在于能協(xié)助設(shè)計(jì)者完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)各階段的工作。本文針對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，借助3D軟件平臺(tái)，將設(shè)計(jì)時(shí)所用標(biāo)準(zhǔn)零件建立實(shí)體模型庫(kù)；對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)零件，采用交互方式建模方法直接在設(shè)計(jì)平臺(tái)建模并建立非標(biāo)準(zhǔn)模型庫(kù)。
采用二維CAD軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，它使我們甩掉了圖板，解決r使用繪圖板帶來(lái)的諸多弊端?，F(xiàn)在，大量三維實(shí)體造型軟件崛起，如PR0／E、UG、3D、Solidedge等，推動(dòng)了設(shè)計(jì)領(lǐng)域的新革命．由于這些三維軟件．不僅僅可創(chuàng)建三維實(shí)體模型，還可利用設(shè)計(jì)出三維模型進(jìn)行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢查、機(jī)構(gòu)分析、動(dòng)態(tài)干涉檢查、動(dòng)力學(xué)分析、強(qiáng)度分析等，并且與其它軟件配合可進(jìn)行零件的數(shù)控加工演示和數(shù)控代碼的生成。這些功能是以往的二維CAD無(wú)法比擬的。結(jié)合夾具設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、高精度性等特點(diǎn)．采用了易學(xué)易懂的3D三維實(shí)體造型軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程。
21
2 夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
2.1機(jī)床夾具的功能
2.1.1 保證加工精度，工件通過(guò)機(jī)床夾具進(jìn)行安裝，包含了兩層含義：一是工通過(guò)夾具上的定位元件獲得正確的位置，稱(chēng)為定位;二是通過(guò)家駿技工是工件 的既定位置在加工過(guò)程中保持不變，稱(chēng)為夾緊、這樣，就可以保證工件加工面的位置精度，且精度穩(wěn)定。
2.1.2 提高生產(chǎn)率，使用夾具來(lái)安裝工件，可以減少劃線(xiàn)，找正，對(duì)刀等輔助時(shí)間，采用多件，多工位夾具，以及氣動(dòng)，液壓動(dòng)力基金裝置，可以進(jìn)一步減少輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。
2.1.3 擴(kuò)大加床的使用范圍，有些機(jī)床夾具是指上是對(duì)機(jī)床進(jìn)行了部分改造，擴(kuò)大了元機(jī)床的功能和使用范圍。如在車(chē)床床鞍上暗訪(fǎng)鏜模夾具，就可以進(jìn)行箱體零件的孔系加工。
2.1.4 減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。
2.2機(jī)床夾具應(yīng)滿(mǎn)足的要求
機(jī)床夾具應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求包括下面幾方面：
2.2.1保證加工精度，這是必須做到的最基本要求，其關(guān)鍵是正確的定位，夾緊和導(dǎo)向方案，夾具制造的技術(shù)要求，定位誤差的分析和驗(yàn)算。
2.2.2夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在大批量生產(chǎn)時(shí)，盡量采用快速，高效的定位，夾緊機(jī)構(gòu)和動(dòng)力裝置，提高自動(dòng)化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求 在中，小批量生產(chǎn)時(shí)，夾具應(yīng)有一定的可調(diào)性，一適應(yīng)多品種工件的加工。
2.2.3安全，方便，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，機(jī)床夾具要有工作安全性考慮，必要時(shí)加保護(hù)裝置、要符合工人的操作位置和習(xí)慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，時(shí)工人操作方便、大批量生產(chǎn)和加工笨重時(shí)，更需要減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
2.2.4排屑順暢，機(jī)床夾具中積累切屑會(huì)影響到工件的定位精度，切屑的熱量時(shí)工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度，清理切屑將增加輔助時(shí)間，降低生產(chǎn)率。因此夾具設(shè)計(jì)中要給予排屑問(wèn)題充分的重視。
2.2.5機(jī)床夾具應(yīng)有良好的強(qiáng)度，剛度和結(jié)構(gòu)工藝性，加床夾具設(shè)計(jì)時(shí)，要方便制造，檢查測(cè)，調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。
2.3設(shè)計(jì)已知條件
題目給的零件是I軸法蘭盤(pán)零件，主要作用是起連接作用。它主要用于軸與軸之間的連接，以傳遞動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩。
零件的實(shí)際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。具體尺寸，公差如下圖所示。
由零件圖可知，其材料為HT200，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。
I軸法蘭盤(pán)零件主要加工表面為：1.車(chē)外圓及端面，表面粗糙度值為3.2。2.車(chē)外圓及端面，表面粗糙度值3.2。3.車(chē)裝配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精車(chē)側(cè)面，及表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5，法蘭面粗糙度值6.3。
I軸法蘭盤(pán)共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：
(1)．左端的加工表面：
? ? 這一組加工表面包括：左端面，Φ120和Φ116外圓左端面以及外圓面倒角鉆孔。這一部份只有端面有1.6的粗糙度要求，其要求并不高，粗車(chē)后半精車(chē)就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒(méi)有精度要求，因此一道工序就可以達(dá)到要求，并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。
(2).右端面的加工表面：
這一組加工表面包括：右端面；Φ100、Φ62、Φ55外圓右端面Ф36、Ф60、Ф72內(nèi)圓以及外圓面的外圓并帶有倒角其要求也不高，粗車(chē)后半精車(chē)就可以達(dá)到精度要求。其中，內(nèi)孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。
零件材料為HT200，考慮到零件在使用過(guò)程中起連接作用，分析其在工作過(guò)程中所受載荷，最后選用鍛造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鍛造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。
制定工藝路線(xiàn)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)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中來(lái)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。
擬定I軸法蘭盤(pán)的機(jī)械加工工藝路線(xiàn)如下：
1
鍛造
鍛造
2
退火處理
退火處理
3
車(chē)
車(chē)左端面
4
車(chē)
車(chē)右端面
5
車(chē)
車(chē)Φ120和Φ116外圓
6
車(chē)
車(chē)Φ100，Φ62和Φ55外圓
7
車(chē)
車(chē)Φ36，Φ60和Φ72內(nèi)孔
8
車(chē)
車(chē)寬7.5槽
9
車(chē)
車(chē)2x0.5退刀槽
10
鉆
鉆3-Φ9孔，锪Φ15孔
11
鉆
鉆2-M8螺紋孔
12
銑
銑削缺口(銑距離140mm側(cè)面)
13
銑
銑削缺口(銑距離137mm側(cè)面)
14
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)，入庫(kù)
3夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1設(shè)計(jì)機(jī)床夾具前的準(zhǔn)備工作
3.1.1明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)
工件的年生產(chǎn)量是確定機(jī)床夾具總體方案的重要依據(jù)之一。它決定了夾具的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度。如工件的年生產(chǎn)量很大，可采用多工件加工、機(jī)動(dòng)夾緊或自動(dòng)化程度較高的設(shè)計(jì)方案，采用此方案時(shí)，機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較高；如工件的年生產(chǎn)量不大，可采用單件加工，手動(dòng)夾緊的設(shè)計(jì)方案，以減小機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及夾具的制作成本。
3.1.2充分理解工件的零件圖和工序圖
零件圖標(biāo)出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，他決定了工件在機(jī)床夾具中的放置方法，是設(shè)計(jì)機(jī)床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù)。工序圖給出了零件本工序的工序基準(zhǔn)、以加工表面、以及本工序的定位、夾緊元理方案。工件的工序基準(zhǔn)、已加工表面、決定了機(jī)床夾具的定位方案，如選用平面定位、孔定位定位等；定位方案的選擇依據(jù)六點(diǎn)定位元理和采用的機(jī)床加工方法，定位方案不一定要頂六個(gè)自由度，但是要完全定位。工件的代待加工表面是選擇機(jī)床，刀具的依據(jù)。確定夾緊機(jī)構(gòu)要依據(jù)零件的外形尺寸，選擇合適的定位點(diǎn)，確保夾緊力安全、可靠同時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)不能與刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡相沖突。
3.2確定機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)方案
3.2.1選擇定位元件
本夾具選用一可換定位銷(xiāo)來(lái)定位，其參數(shù)如下：
圖 3.1 定位銷(xiāo)
3.2.2選擇夾緊機(jī)構(gòu)
（1） 夾緊力的方向：
夾緊力的要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢(shì)，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。
（2） 夾緊力的作用點(diǎn)：
夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)該選擇在定位元件支撐點(diǎn)的作用范圍內(nèi)，以及工件剛度高的位置。確保工件的定位準(zhǔn)確、不變形。
（3）選擇夾緊機(jī)構(gòu)：
在確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)的同時(shí)，要確定相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)。確定夾緊機(jī)構(gòu)
要注意以下幾方面的問(wèn)題：
① 安全性 夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和加緊力，以防止意外傷及夾具操作人員。
② 手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的操作力不應(yīng)過(guò)大，以減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
③ 夾緊機(jī)構(gòu)的行程不宜過(guò)長(zhǎng)，以提高夾具的工作效率。
④ 手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)操作靈活、方便。
該夾緊裝置選用移動(dòng)壓板，其參數(shù)如表3.3：
表3.3 移動(dòng)壓板
公稱(chēng)直徑
L
6
45
20
8
19
6.6
7
M6
5
刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：
有：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡元理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動(dòng)形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過(guò)弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如2.1.
由表得：元?jiǎng)恿τ?jì)算公式
即：
由上述計(jì)算易得：
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
3.2.3 定向鍵與對(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)T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)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖3.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表3.4：
表3.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱(chēng)尺寸
允差d
允差
公稱(chēng)尺寸
允差D
18
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，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精銑加工，所以選用對(duì)刀塊。
圖3.2對(duì)刀塊
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖3.3所示：
圖3.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表3.5：
表3.5 塞尺
公稱(chēng)尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
3.3夾具結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)
（1）首先對(duì)工件的加工要進(jìn)行分析，根據(jù)工件的形狀和加工要求，我認(rèn)為采用立式鉆床比較合理。
（2）然后，根據(jù)六點(diǎn)定位元理，選用定位銷(xiāo)套在圓柱內(nèi)孔，這樣配合使用來(lái)完成限制了五個(gè)自由度，加上圓柱銷(xiāo)，這樣就共限制了六個(gè)自由度，正好滿(mǎn)足六點(diǎn)定位元理，由于限制了六方自由度，所以只需要將工件夾緊就可以進(jìn)行加工了，在垂直方向上進(jìn)行夾緊，可以利用移動(dòng)壓板，進(jìn)行夾緊，因?yàn)橐苿?dòng)壓板簡(jiǎn)單使用，而且不影響加工過(guò)程，所以最總選擇移動(dòng)壓板進(jìn)行夾緊。
（3）最后，對(duì)整個(gè)夾緊方案分析得出，定位約合六點(diǎn)定位元理，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾具設(shè)計(jì)可行。這樣就可使工件穩(wěn)固的夾緊在機(jī)床上，能更加方便，準(zhǔn)確的進(jìn)行加工。
3.4繪制夾具裝配圖
（1）裝配圖應(yīng)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)盡可能1：1地繪制，用剖視圖完整清晰的表示出夾具的主要結(jié)構(gòu)及夾具的工作元理。
（2）視工件為透明體，用雙點(diǎn)畫(huà)線(xiàn)畫(huà)出主要部分（如輪廓，定位面‘夾緊面
加工表面）。畫(huà)出定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向裝置的位置
（3）按照夾緊狀態(tài)畫(huà)出夾緊元件和夾緊機(jī)構(gòu)。
（4）畫(huà)出夾具體及其他聯(lián)接用的元件（聯(lián)接體、螺釘?shù)龋瑢A具各組成元件聯(lián)成一體。
此機(jī)床夾具要用到的零件如下：
六角螺釘M6X25 8個(gè) 材料：鋼件
定位銷(xiāo) A6X26 4個(gè) 材料：鋼件
定位襯套 4個(gè) 材料：鋼件
六角螺母-C級(jí)M12 1個(gè) 材料：Q235
螺桿M12X40 1個(gè) 材料：鋼件
夾具體 1個(gè) 材料：HT200
筋板 1個(gè) 材料：鋼件
立柱 1個(gè) 材料：鋼件
軸 1個(gè) 材料：鋼件
快換墊圈 1個(gè) 材料：鋼件
定位軸 1個(gè) 材料：鋼件
（5）標(biāo)注必要的尺寸、配合、公差等
①夾具的外形尺寸，所設(shè)計(jì)夾具的最大長(zhǎng)、寬、高尺寸。
②夾具中所有有配合關(guān)系的元件間應(yīng)標(biāo)注尺寸和配合種類(lèi)。
③各定位元件之間，定位元件與導(dǎo)向元件之間，各導(dǎo)向元件之間應(yīng)標(biāo)注裝配后的位置尺寸和形位公差
（6）標(biāo)注技術(shù)條件。
①定位元件的定位面間相互位置精度。
②定位元件的定位表面與夾具安裝基面的位置精度。
③定位表面與導(dǎo)向元件間的位置精度。
④導(dǎo)向元件工作面間的位置精度。
（7）對(duì)零件編號(hào)，填寫(xiě)標(biāo)題欄和零件明細(xì)表。
①每一個(gè)零件都必須有自己的編號(hào)，此編號(hào)是唯一的。在工廠(chǎng)的生產(chǎn)活動(dòng)中，生產(chǎn)部件按零件編號(hào)生產(chǎn)、查找工作。
②完整填寫(xiě)標(biāo)題欄，如裝配圖號(hào)、名稱(chēng)、單位、設(shè)計(jì)者、比例等。
③完整填寫(xiě)明細(xì)表，一般來(lái)說(shuō)，加工工件填寫(xiě)在明細(xì)表的下方，標(biāo)準(zhǔn)件、裝配件填寫(xiě)在明細(xì)表的上方。
圖 裝配圖
3.5繪制夾具零件圖
（1）對(duì)裝配圖中需加工的零件圖均應(yīng)繪制零件圖，零件圖應(yīng)按制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。
（2）零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術(shù)要求應(yīng)根據(jù)裝配圖上的配合種類(lèi)、 位置精度、技術(shù)要求而定。
（3）零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應(yīng)標(biāo)注完整
夾具體用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。它與機(jī)床有關(guān)部件進(jìn)行相連定位，使夾具相對(duì)機(jī)床具有確定的位置。
其中夾具體的設(shè)計(jì)如下：
夾具體零件圖
4夾具精度的驗(yàn)算
4.1產(chǎn)生定位誤差的元因
（1）平位情面定形，夾具定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，兩基準(zhǔn)之間的位置誤差會(huì)反應(yīng)到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生的定位誤差稱(chēng)之為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
（2）定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差。
（3）導(dǎo)向元件，對(duì)刀元件與定位元件間的位置誤差。
（4）夾緊力使工件或夾具產(chǎn)生變形，產(chǎn)生位置誤差。
（5）夾具在機(jī)床上的安裝誤差。
（6）定位元件與定位元件間的位置誤差
4.2 誤差分析與計(jì)算
該夾具以一面兩銷(xiāo)定位，兩定位銷(xiāo)孔尺寸公差為。為了滿(mǎn)足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴ 兩定位銷(xiāo)的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
且：L=67mm ，得
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò)
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿(mǎn)足零件的加工精度要求。
4.3夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)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(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開(kāi)工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類(lèi)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(guò)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(xiāo)。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
總結(jié)與展望
總結(jié)與展望
在本次設(shè)計(jì)中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問(wèn)題，所選用的零、部件都是操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時(shí)以最低的成本實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的加工。但也有不足之處：特別是對(duì)于鏜孔夾具，在刀具加工完退出工件孔時(shí)，有可能會(huì)劃傷工件內(nèi)孔表面，本可以在夾具體內(nèi)部設(shè)置液壓升降系統(tǒng)，使工件孔與定位立臺(tái)可升可降，這樣，在刀具退出時(shí)，使定位立臺(tái)連同工件孔一起升起，從而避免劃傷。但考慮到成本問(wèn)題，未采用這種方法。為此，鏜孔的專(zhuān)用夾具還有待改進(jìn)。無(wú)論怎樣，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我獲益良多，是我在學(xué)校的最后一次答卷，也是我成功邁向社會(huì)的第一步。
參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
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附 錄
致 謝
我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題，更重要的是為我們指引了設(shè)計(jì)的思路并給我們講解了設(shè)計(jì)中用到的實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從而使我們?cè)O(shè)計(jì)中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛(ài)崗敬業(yè)，導(dǎo)師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。
同時(shí)也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們課程設(shè)計(jì)的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場(chǎng)所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去，為更好、更快的完成課程設(shè)計(jì)提供了重要保障。
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產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
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產(chǎn)品名稱(chēng)
零（部）件名稱(chēng)
軸法蘭盤(pán)
第 頁(yè)
車(chē) 間
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
材料牌號(hào)
Ⅱ
銑
35鋼
毛坯種類(lèi)
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
設(shè)備名稱(chēng)
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱(chēng)
切 削 液
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
銑左端面
X63 YG8
663.48
141.3
1
3
1
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Ⅲ
銑
35鋼
毛坯種類(lèi)
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
設(shè)備名稱(chēng)
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱(chēng)
切 削 液
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
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機(jī)動(dòng)
輔助
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毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
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設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱(chēng)
切 削 液
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗車(chē)Φ120和Φ116外圓
CA6140 CZ01-1
225
85
1
2
2
2
精車(chē)Φ120和Φ116外圓
CA6140 CZ01-2
525
120
0.5
0.5
1
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35鋼
毛坯種類(lèi)
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
設(shè)備名稱(chēng)
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱(chēng)
切 削 液
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗車(chē)Φ100、Φ62、Φ55外圓
CA6140 CZ01-1
418
105
0.8
2
2
2
精車(chē)Φ100、Φ62、Φ55外圓
CA6140 CZ01-2
625
145
0.5
0.4
1
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共 頁(yè)
產(chǎn)品名稱(chēng)
零（部）件名稱(chēng)
軸法蘭盤(pán)
第 頁(yè)
車(chē) 間
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
材料牌號(hào)
Ⅵ
車(chē)
35鋼
毛坯種類(lèi)
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
設(shè)備名稱(chēng)
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱(chēng)
切 削 液
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗車(chē)Ф36、Ф60、Ф72內(nèi)圓
CA6140 CZ01-3
560
106
0.6
2
2
2
精車(chē)Ф36、Ф60、Ф72內(nèi)圓
CA6140 CZ01-4
663.5
153
0.3
0.2
1
編制（日期）
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
更改文件號(hào)
簽字
日期
哈爾濱理工大學(xué)
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
共 頁(yè)
產(chǎn)品名稱(chēng)
零（部）件名稱(chēng)
軸法蘭盤(pán)
第 頁(yè)
車(chē) 間
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
材料牌號(hào)
Ⅹ
鉆
35鋼
毛坯種類(lèi)
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
設(shè)備名稱(chēng)
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱(chēng)
切 削 液
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗車(chē)Φ120，保證38+0.10mm
CA6140、CZ01-1Y15外圓車(chē)刀
225
85
1
3
2
2
鉆三個(gè)通孔Φ9
Z525、ZZ01-1 麻花鉆
1150
40
0.2
5
3
3
鉆三個(gè)階梯孔Φ15
Z525、ZZ02-2
770
40
0.2
3
3
4
絞Φ9孔
Z525鉸刀
1150
40
0.1
5
3
編制（日期）
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
更改文件號(hào)
簽字
日期
哈爾濱理工大學(xué)
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
共 頁(yè)
產(chǎn)品名稱(chēng)
零（部）件名稱(chēng)
軸法蘭盤(pán)
第 頁(yè)
車(chē) 間
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
材料牌號(hào)
Ⅺ
鉆
35鋼
毛坯種類(lèi)
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
設(shè)備名稱(chēng)
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱(chēng)
切 削 液
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗鉆2-M8螺紋孔
Z525 ZZ01-1
1150
40
0.2
2
2
2
精鉆2-M8螺紋孔
Z525 ZZ01-2
1545
80
0.1
0.5
1
編制（日期）
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
更改文件號(hào)
簽字
日期