下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985I畢 業(yè) 設 計 (論 文 )夾 具 設 計所 在 學 院專 業(yè)班 級姓 名學 號指 導 老 師II摘 要隨 著 社 會 的 發(fā) 展 ， 人 類 的 進 步 ， 人 們 對 于 日 常 生 活 、 工 作 中 的 物 資 需 求 呈 現 出 了 極 大 的 多樣 化 與 復 雜 化 。 傳 統(tǒng) 的 簡 單 的 產 品 已 經 難 以 再 滿 足 人 們 的 需 求 。 而 且 在 企 業(yè) 、 工 廠 的 運 營 過 程中 ， 需 要 的 工 具 也 不 斷 精 細 化 與 多 樣 化 ， 給 制 造 業(yè) 帶 來 了 新 的 難 題 。 個 性 化 的 社 會 導 致 了 制 造產 品 大 批 量 越 來 越 少 ， 更 多 的 是 需 求 多 品 種 少 批 量 ， 這 種 單 件 小 值 的 生 產 模 式 是 對 傳 統(tǒng) 的 機 械加 工 產 業(yè) 模 式 的 挑 戰(zhàn) [1]。 為 此 ， 制 造 技 術 的 研 究 者 提 出 了 專 用 技 術 的 科 學 理 論 及 實 現 方 法 ，從 根 本 上 解 決 了 生 產 由 于 品 種 多 、 產 量 少 帶 來 的 矛 盾 。 它 是 將 多 種 零 件 按 其 工 藝 的 相 似 性 分 類專 用 ， 以 形 成 零 件 族 ， 即 把 同 一 零 件 族 中 零 件 分 散 的 小 生 產 量 匯 聚 成 較 大 的 專 用 生 產 量 ， 從 而使 小 批 量 生 產 能 獲 得 接 近 于 大 批 量 生 產 的 經 濟 效 益 ， 專 用 夾 具 便 應 運 而 生 。 夾 具 選 用 專 用夾 具 ， 夾 緊 方 式 多 選 用 手 動 夾 緊 ， 夾 緊 可 靠 ， 機 構 可 以 不 必 自 鎖 ， 因 此 生 產 效 率 較 高 ， 適 用 于大 批 量 、 流 水 線 上 加 工 ， 能 夠 滿 足 設 計 要 求 。關鍵詞：CA6120，車床開合螺母操縱盤，銑曲線，夾具設計，加工工藝性IIIAbstractThis paper is mainly disc milling fixture design curve of CA6120 lathe nut manipulation,With the development of society and the progress of mankind, people's daily life, work in the material needs of a great diversity and complexity. Traditional simple products have been difficult to meet people's needs. And in the process of operation of enterprises and factories, the tools needed are constantly refined and diversified. Personalized society has led to a large number of manufacturing products less and less, more is the demand for more varieties of small quantities, this single small value of the production model is a challenge to the traditional mechanical processing industry model [1]. For this reason, the researchers of the manufacturing technology put forward the scientific theory and the realization method of the special technology. It is a variety of parts according to its technological similarity to form a special classification, part family, small production scattered parts using the same parts in the family gathered into special large production capacity, so that small batch production can get close to the mass production of the economic benefits, the special fixture will come into being. Choose special fixture fixture clamping way choose manual clamping, clamping reliable, institutions can not be self locked, so the production efficiency is high, suitable for high-volume line processing, can meet the design requirements.Keywords: CA6120, steering wheel nut lathe, milling curve, fixture design, processing technologyIV目 錄摘 要 IIAbstract.III第 1 章 緒 論 11.1 夾具設計目的與意義 .11.2 專用夾具設計的國內外現狀 .21.2.1 國內專用技術應用及現狀 .21.2.2 專用工藝在國外的發(fā)展狀況 31.3 專用夾具設計的發(fā)展趨勢 .4第 2 章 專用夾具的設計 72.1 銑床專用夾具的主要類型 .72.2 銑床專用夾具的設計要點 .72.3 夾緊裝置 .82.4 專用夾具的基準選擇 .9第 3 章 加工車床開合螺母操縱盤專用夾具設計 103.1 明確設計任務，了解零件加工工藝過程 103.1.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求 .103.1.2 熟悉零件加工工藝過程 .113.2 加工問題和工藝過程設計措施 113.3 車床開合螺母操縱盤加工定位基準的選擇 .113.3.1 粗基準的選擇 113.3.2 精基準的選擇 123.4 確定切削用量 123.5 確定定位方案 26V3.5.1 基準的選擇 263.5.2 確定定位夾緊方案 263.5.3 定位元件的選擇及設計 273.6 定位誤差的計算與分析 283.7 計算切削力及實際所需的夾緊力 293.8 定向鍵與對刀裝置設計 313.9 夾具設計及操作簡要說明 .32總 結 33致 謝 34參考文獻 35VI第 1 章 緒論0第 1 章 緒 論1.1 夾具設計目的與意義夾 具 是 機 械 制 造 廠 里 的 一 種 工 藝 裝 備 ， 機 床 夾 具 就 是 機 床 上 用 以 裝 夾 工 件 的 一種 裝 置 ， 它 使 得 工 件 相 對 于 刀 具 或 機 床 活 動 正 確 的 位 置 ， 并 在 加 工 過 程 中 不 因 外 力的 影 響 而 變 動 。 廣 義 的 說 夾 具 一 種 保 證 加 工 質 量 并 能 加 速 工 藝 過 程 的 一 種 工 藝 裝 備 ，而 在 機 械 制 造 領 域 中 ， 機 床 夾 具 作 為 機 床 的 一 種 輔 助 設 備 ， 用 以 對 工 件 的 定 位 和 夾緊 ， 其 數 量 和 種 類 很 多 ， 顯 得 相 當 重 要 。機 械 制 造 離 不 開 金 屬 切 削 機 床 ， 對 于 切 削 機 床 ， 機 床 夾 具 是 保 證 機 械 加 工 質 量 、提 高 生 產 效 率 、 降 低 生 產 成 本 、 減 輕 勞 動 強 度 、 降 低 對 工 人 技 術 的 過 高 要 求 、 實 現生 產 過 程 自 動 化 不 可 或 缺 的 重 要 工 藝 裝 備 之 一 。 雖 然 各 種 數 控 機 床 和 加 工 中 心 等 ，高 度 智 能 化 的 加 工 設 備 已 經 在 我 國 各 個 生 產 單 位 已 被 廣 泛 使 用 ， 但 是 ， 在 大 部 分 情況 下 都 還 以 普 通 專 用 機 床 為 主 要 生 產 設 備 。 因 此 ， 根 據 我 國 機 械 行 業(yè) 規(guī) 模 化 流 水 生產 線 生 產 的 現 狀 ， 設 計 一 款 專 用 銑 床 夾 具 來 滿 足 生 產 綱 領 高 效 、 大 批 量 的 要 求 ， 是對 機 械 設 計 從 業(yè) 人 員 的 基 本 要 求 。 我 們 必 須 掌 握 對 銑 床 夾 具 的 設 計 方 法 和 設 計 思 路 ，將 其 應 用 到 實 際 生 產 中 ， 從 中 不 斷 提 高 自 己 對 所 學 理 論 知 識 的 認 識 與 運 用 能 力 。此 次 設 計 不 僅 可 對 整 個 大 學 專 業(yè) 課 所 學 知 識 加 以 鞏 固 和 彌 補 ， 更 能 鍛 煉 自 身 的 自 學能 力 ， 對 于 以 后 個 人 發(fā) 展 大 有 裨 益 。隨 著 社 會 的 發(fā) 展 ， 人 類 的 進 步 ， 人 們 對 于 日 常 生 活 、 工 作 中 的 物 資 需 求 呈 現 出了 極 大 的 多 樣 化 與 復 雜 化 。 傳 統(tǒng) 的 簡 單 的 產 品 已 經 難 以 再 滿 足 人 們 的 需 求 。 而 且 在企 業(yè) 、 工 廠 的 運 營 過 程 中 ， 需 要 的 工 具 也 不 斷 精 細 化 與 多 樣 化 ， 給 制 造 業(yè) 帶 來 了 新的 難 題 。 個 性 化 的 社 會 導 致 了 制 造 產 品 大 批 量 越 來 越 少 ， 更 多 的 是 需 求 多 品 種 少 批量 ， 這 種 單 件 小 值 的 生 產 模 式 是 對 傳 統(tǒng) 的 機 械 加 工 產 業(yè) 模 式 的 挑 戰(zhàn) [1]。 為 此 ， 制造 技 術 的 研 究 者 提 出 了 專 用 技 術 的 科 學 理 論 及 實 現 方 法 ， 從 根 本 上 解 決 了 生 產 由 于品 種 多 、 產 量 少 帶 來 的 矛 盾 。 它 是 將 多 種 零 件 按 其 工 藝 的 相 似 性 分 類 專 用 ， 以 形 成零 件 族 ， 即 把 同 一 零 件 族 中 零 件 分 散 的 小 生 產 量 匯 聚 成 較 大 的 專 用 生 產 量 ， 從 而 使小 批 量 生 產 能 獲 得 接 近 于 大 批 量 生 產 的 經 濟 效 益 ， 專 用 夾 具 便 應 運 而 生 [2]。專 用 夾 具 的 應 用 可 以 擴 大 機 床 的 使 用 范 圍 ， 提 高 生 產 效 率 和 零 件 的 加 工 質 量 ，第 1 章 緒論1也 能 夠 降 低 工 人 的 勞 動 強 度 ， 縮 短 生 產 準 備 周 期 ， 提 高 勞 動 生 產 率 [3]。 而 且 隨著 專 用 夾 具 的 應 用 和 發(fā) 展 ， 必 將 加 速 開 拓 專 用 技 術 新 的 應 用 領 域 。 因 此 ， 專 用 夾 具將 是 我 國 機 械 工 業(yè) 今 后 夾 具 發(fā) 展 的 一 個 主 要 方 面 。1.2 專用夾具設計的國內外現狀1.2.1 國內專用技術應用及現狀1.專 用 技 術 的 應 用目 前 發(fā) 展 的 專 用 技 術 是 應 用 系 統(tǒng) 工 程 學 的 觀 點 ， 把 中 、 小 批 生 產 中 的 設 計 制 造和 管 理 等 方 面 作 為 一 個 生 產 系 統(tǒng) 整 體 ， 統(tǒng) 一 協(xié) 調 生 產 活 動 的 各 個 方 面 ， 全 面 實 施 專用 技 術 以 提 高 綜 合 經 濟 效 益 。（ 1） 產 品 設 計 方 面 。 由 于 用 專 用 技 術 指 導 設 計 ， 賦 予 各 類 零 件 以 更 大 的 相 似類 ， 這 就 為 在 制 造 管 理 方 面 實 施 專 用 技 術 奠 定 了 良 好 的 基 礎 ， 使 之 取 得 更 好 的 效 果 。以 專 用 技 術 為 指 導 的 設 計 合 理 化 和 標 準 化 工 作 將 為 實 現 計 算 機 輔 助 設 計 (CAD)奠定 良 好 的 基 礎 ； 為 設 計 信 息 最 大 程 度 地 重 復 使 用 ， 加 快 設 計 速 度 ， 節(jié) 約 時 間 作 出 貢獻 。 據 統(tǒng) 計 ， 當 設 計 一 種 新 產 品 時 ， 往 往 有 3/4以 上 的 零 件 設 計 可 參 考 借 鑒 或 直 接引 用 原 有 的 產 品 圖 紙 ， 從 而 減 少 新 設 計 的 零 件 ， 這 不 僅 可 免 除 設 計 人 員 的 重 復 性 勞動 ， 也 可 以 減 少 工 藝 準 備 工 作 和 降 低 制 造 費 用 。（ 2） 制 造 工 藝 方 面 。 專 用 技 術 在 制 造 工 藝 方 面 最 先 得 到 廣 泛 應 用 。 開 始 是 用于 專 用 工 序 ， 即 把 加 工 方 法 、 安 裝 方 式 和 機 床 調 整 相 近 的 零 件 歸 結 為 零 件 組 ， 設 計出 適 用 于 全 組 零 件 加 工 的 專 用 工 序 。 專 用 工 序 允 許 采 用 同 一 設 備 和 工 藝 裝 置 ， 以 及相 同 或 相 近 的 機 床 調 整 加 工 全 組 零 件 ， 這 樣 ， 只 要 能 按 零 件 組 安 排 生 產 調 度 計 劃 ，就 可 以 大 大 減 少 由 于 零 件 品 種 更 換 所 需 要 的 機 床 調 整 時 間 。 此 外 ， 由 于 零 件 組 內 諸零 件 的 安 裝 方 式 和 尺 寸 相 近 ， 可 設 計 出 應 用 于 專 用 工 序 的 公 用 夾 具 ， 只 要 進 行 少 量的 調 整 或 更 換 某 些 零 件 ， 公 用 夾 具 就 可 適 用 于 全 組 零 件 的 工 序 安 裝 。（ 3） 生 產 組 織 管 理 方 面 。 專 用 加 工 要 求 將 零 件 按 工 藝 相 似 性 分 類 形 成 加 工 族 ，加 工 同 一 加 工 族 有 其 相 應 的 一 組 機 床 設 備 。 因 此 ， 很 自 然 專 用 生 產 系 統(tǒng) 要 求 按 模 塊化 原 理 組 織 生 產 ， 即 采 取 專 用 生 產 單 元 的 生 產 組 織 形 式 。 專 用 技 術 是 計 算 機 輔 助 管理 系 統(tǒng) 技 術 基 礎 之 一 。 這 是 因 為 運 用 專 用 技 術 基 本 原 理 將 大 量 信 息 分 類 專 用 ， 并 使之 規(guī) 格 化 、 標 準 化 ， 這 將 有 助 于 建 立 結 構 合 理 的 生 產 系 統(tǒng) 公 用 數 據 庫 ， 可 大 量 壓 縮2信 息 的 儲 存 量 ； 由 于 不 再 是 分 別 針 對 一 個 工 程 問 題 和 任 務 設 計 程 序 ， 可 使 程 序 設 計優(yōu) 化 [5]。2. 發(fā) 展 現 狀專 用 技 術 從 20世 紀 50年 代 提 出 到 如 今 已 經 歷 了 近 50年 的 發(fā) 展 和 應 用 。 專 用 技術 作 為 一 門 綜 合 性 的 生 產 技 術 科 學 是 計 算 機 輔 助 設 計 、 計 算 機 輔 助 工 藝 過 程 設 計 、計 算 機 輔 助 制 造 （ CAM） 和 柔 性 制 造 系 統(tǒng) 等 方 面 的 技 術 基 礎 。 我 國 早 在 20世 紀60年 代 初 就 在 紡 織 機 械 、 飛 機 、 機 床 及 工 程 機 械 等 機 械 制 造 業(yè) 中 推 廣 應 用 專 用 技 術 ，并 初 見 成 效 。 因 此 ， 專 用 技 術 受 到 國 家 有 關 部 、 局 和 工 廠 企 業(yè) ， 研 究 所 及 高 等 院 校的 重 視 。 目 前 ， 正 積 極 開 展 這 一 方 面 的 科 學 研 究 、 人 材 培 訓 和 推 廣 應 用 等 工 作 。 原機 械 部 設 計 研 究 院 負 責 組 織 研 制 的 全 國 機 械 零 件 分 類 編 碼 系 統(tǒng) JLBM I， 它 將 對我 國 推 廣 應 用 專 用 技 術 起 到 積 極 推 進 作 用 。 我 國 不 少 高 等 工 業(yè) 院 校 結 合 教 學 和 科 研工 作 ， 在 專 用 技 術 基 本 理 論 及 其 應 用 方 面 ， 如 零 件 分 類 編 碼 系 統(tǒng) 、 零 件 分 類 專 用 方法 和 計 算 機 輔 助 編 碼 、 分 類 、 工 藝 設 計 、 零 件 設 計 、 生 產 管 理 的 軟 件 系 統(tǒng) 等 方 面 都開 展 了 許 多 研 究 工 作 ， 并 取 得 了 不 少 成 果 。 可 以 相 信 ， 隨 著 應 用 推 廣 和 科 研 工 作 的持 續(xù) 開 展 ， 專 用 技 術 對 提 高 我 國 機 械 工 業(yè) 的 制 造 技 術 和 生 產 管 理 水 平 將 日 益 發(fā) 揮 其重 要 的 作 用 [6]。1.2.2 專用工藝在國外的發(fā)展狀況專 用 工 藝 作 為 一 種 先 進 的 工 藝 方 法 和 生 產 準 備 方 法 ， 先 后 在 蘇 聯(lián) 、 民 德 、 捷 克 、波 蘭 以 及 英 國 、 法 國 、 日 本 等 國 已 經 逐 步 得 到 了 應 用 ， 并 獲 得 了 良 好 的 經 濟 效 果 。由 于 它 能 縮 短 單 件 、 小 批 生 產 的 準 備 時 間 ， 擴 大 加 工 批 量 ， 提 高 生 產 效 率 ， 為 適 應多 品 種 生 產 的 發(fā) 展 創(chuàng) 造 了 條 件 。 機 床 工 業(yè) 具 有 多 品 種 、 小 批 量 生 產 的 特 點 ， 因 而 近年 來 在 國 外 有 不 少 機 床 制 造 廠 家 先 后 也 采 用 了 專 用 工 藝 技 術 。 如 日 本 三 菱 公 司 的 機床 制 造 部 門 也 引 進 了 專 用 工 藝 技 術 [7]。 據 介 紹 ， 該 公 司 從 引 進 專 用 工 藝 到 過 渡 為新 的 管 理 系 統(tǒng) 只 用 了 半 年 時 間 。 他 們 引 進 專 用 工 藝 分 為 兩 個 階 段 進 行 。 第 一 階 段 主要 是 進 行 零 件 的 編 碼 和 分 類 ， 確 定 機 床 布 局 ， 按 類 似 零 件 設 置 專 用 生 產 線 ， 以 改 進加 工 技 術 ， 縮 短 加 工 時 間 ， 并 為 在 新 的 生 產 管 理 系 統(tǒng) 中 采 用 電 子 數 據 處 理 系 統(tǒng) 創(chuàng) 造條 件 。 第 二 階 段 的 任 務 著 重 在 設 計 部 門 推 廣 和 應 用 專 用 工 藝 。 通 過 有 效 地 利 用 現 有圖 紙 及 標 準 化 以 減 少 圖 紙 數 量 及 設 計 工 時 。 依 靠 反 復 使 用 質 量 穩(wěn) 定 而 有 效 的 零 件 圖第 1 章 緒論3紙 ， 保 證 產 品 質 量 ， 擴 大 加 工 批 量 ， 從 而 降 低 成 本 ， 縮 短 生 產 周 期 ， 并 為 采 用 專 用夾 具 、 專 用 機 床 以 及 數 控 機 床 等 高 效 率 的 設 備 創(chuàng) 造 條 件 。英 國 赫 伯 特 (Herbert) 公 司 的 埃 奇 維 克 (Edgwick)和 馬 肯 當 一 萊 恩(Mackadown Lane)工 廠 也 成 功 地 應 用 了 專 用 工 藝 。 現 在 埃 奇 維 克 廠 有 26 個 專 用加 工 工 段 。 在 馬 肯 當 一 萊 恩 廠 有 18 個 專 用 加 工 工 段 。 這 些 工 段 所 加 工 的 零 件 相當 于 赫 伯 特 公 司 制 造 的 機 床 零 件 的 90%以 上 。 其 余 零 件 則 在 非 專 用 加 工 線 上 加 工 。該 公 司 采 用 專 用 工 藝 后 ， 使 新 產 品 的 生 產 周 期 由 原 來 的 12~18 個 月 減 為 平 均 6個 月 ； 其 次 是 減 少 庫 存 和 再 制 品 數 量 。 據 該 公 司 介 紹 ， 采 用 專 用 工 藝 后 ， 生 產 效 率可 提 高 60%。 另 外 該 公 司 還 特 別 從 專 用 加 工 的 觀 點 出 發(fā) ， 發(fā) 展 了 小 批 、 中 批 及 大 批生 產 用 的 自 動 化 車 床 [8]。隨 著 生 產 的 不 斷 發(fā) 展 ， 進 一 步 提 高 勞 動 生 產 率 ， 今 后 專 用 工 藝 的 采 用 將 會 更 加廣 泛 。1.3 專用夾具設計的發(fā)展趨勢專 用 夾 具 由 于 能 夠 利 用 加 工 零 件 工 藝 上 的 相 似 性 ， 并 且 適 應 工 件 特 征 在 一 定 范圍 內 的 變 化 而 得 到 推 廣 和 應 用 ， 如 何 提 高 專 用 夾 具 設 計 效 率 成 為 需 要 重 點 解 決 的 問題 之 一 [9]。組 合 夾 具 與 專 用 夾 具 都 適 用 于 中 小 批 生 產 和 新 產 品 試 制 ， 任 何 事 物 都 不 是 十 全十 美 的 ， 組 合 夾 具 可 多 次 重 復 使 用 ， 縮 短 生 產 準 備 周 期 ， 但 制 造 成 本 高 ， 組 裝 后 笨重 復 雜 ， 剛 性 差 ， 積 累 誤 差 大 ， 而 專 用 夾 具 可 克 服 組 合 夾 具 的 不 足 ， 組 裝 調 整 時 間短 ， 生 產 和 技 術 管 理 較 方 便 。 采 用 專 用 夾 具 是 企 業(yè) 全 面 實 行 專 用 技 術 的 需 要 ， 是 實現 專 用 加 工 的 重 要 手 段 和 工 具 ， 而 專 用 加 工 是 實 施 專 用 技 術 的 重 要 領 域 和 必 要 的 環(huán)節(jié) [10]。 夾 具 設 計 正 朝 著 多 功 能 、 模 塊 化 、 高 精 度 、 高 剛 性 、 高 強 度 、 通 用 化 、 快 速化 和 自 動 化 的 方 向 發(fā) 展 [11]。1.國 內 外 研 究 現 狀目 前 發(fā) 展 的 專 用 技 術 是 應 用 系 統(tǒng) 工 程 學 的 觀 點 ， 把 中 、 小 批 生 產 中 的 設 計 制 造和 管 理 等 方 面 作 為 一 個 生 產 系 統(tǒng) 整 體 ， 統(tǒng) 一 協(xié) 調 生 產 活 動 的 各 個 方 面 ， 全 面 實 施 專用 技 術 以 提 高 綜 合 經 濟 效 益 。專 用 技 術 從 20 世 紀 50 年 代 提 出 到 如 今 已 經 歷 了 近 50 年 的 發(fā) 展 和 應 用 。 專4用 技 術 作 為 一 門 綜 合 性 的 生 產 技 術 科 學 是 計 算 機 輔 助 設 計 、 計 算 機 輔 助 工 藝 過 程 設計 、 計 算 機 輔 助 制 造 和 柔 性 制 造 系 統(tǒng) 等 方 面 的 技 術 基 礎 。 我 國 早 在 20 世 紀 60年 代 初 就 在 紡 織 機 械 、 飛 機 、 機 床 及 工 程 機 械 等 機 械 制 造 業(yè) 中 推 廣 應 用 專 用 技 術 ，并 初 見 成 效 。 因 此 ， 專 用 技 術 受 到 國 家 有 關 部 、 局 和 工 廠 企 業(yè) ， 研 究 所 及 高 等 院 校的 重 視 。 目 前 ， 正 積 極 開 展 這 一 方 面 的 科 學 研 究 、 人 材 培 訓 和 推 廣 應 用 等 工 作 。 可以 相 信 ， 隨 著 應 用 推 廣 和 科 研 工 作 的 持 續(xù) 開 展 ， 專 用 技 術 對 提 高 我 國 機 械 工 業(yè) 的 制造 技 術 和 生 產 管 理 水 平 將 日 益 發(fā) 揮 其 重 要 的 作 用 [4]。專 用 工 藝 作 為 一 種 先 進 的 工 藝 方 法 和 生 產 準 備 方 法 ， 先 后 在 蘇 聯(lián) 、 民 德 、 捷 克 、波 蘭 以 及 英 國 、 法 國 、 日 本 等 國 已 經 逐 步 得 到 了 應 用 ， 并 獲 得 了 良 好 的 經 濟 效 果 。由 于 它 能 縮 短 單 件 、 小 批 生 產 的 準 備 時 間 ， 擴 大 加 工 批 量 ， 提 高 生 產 效 率 ， 為 適 應多 品 種 生 產 的 發(fā) 展 創(chuàng) 造 了 條 件 。 機 床 工 業(yè) 具 有 多 品 種 、 小 批 量 生 產 的 特 點 ， 因 而 近年 來 在 國 外 有 不 少 機 床 制 造 廠 家 先 后 也 采 用 了 專 用 工 藝 技 術 [5]。2.發(fā) 展 趨 勢專 用 夾 具 由 于 能 夠 利 用 加 工 零 件 工 藝 上 的 相 似 性 ， 并 且 適 應 工 件 特 征 在 一 定 范圍 內 的 變 化 而 得 到 推 廣 和 應 用 ， 如 何 提 高 專 用 夾 具 設 計 效 率 成 為 需 要 重 點 解 決 的 問題 之 一 [6]。組 合 夾 具 與 專 用 夾 具 都 適 用 于 中 小 批 生 產 和 新 產 品 試 制 ， 任 何 事 物 都 不 是 十 全十 美 的 ， 組 合 夾 具 可 多 次 重 復 使 用 ， 縮 短 生 產 準 備 周 期 ， 但 制 造 成 本 高 ， 組 裝 后 笨重 復 雜 ， 剛 性 差 ， 積 累 誤 差 大 ， 而 專 用 夾 具 可 克 服 組 合 夾 具 的 不 足 ， 組 裝 調 整 時 間短 ， 生 產 和 技 術 管 理 較 方 便 。 采 用 專 用 夾 具 是 企 業(yè) 全 面 實 行 專 用 技 術 的 需 要 ， 是 實現 專 用 加 工 的 重 要 手 段 和 工 具 ， 而 專 用 加 工 是 實 施 專 用 技 術 的 重 要 領 域 和 必 要 的 環(huán)節(jié) [7]。 夾 具 設 計 正 朝 著 多 功 能 、 模 塊 化 、 高 精 度 、 高 剛 性 、 高 強 度 、 通 用 化 、 快 速化 和 自 動 化 的 方 向 發(fā) 展 [8]。3.本 課 題 主 要 討 論 的 問 題本 次 設 計 主 要 介 紹 了 銑 床 夾 具 的 的 一 般 設 計 思 想 和 方 法 。 所 給 零 件 為 一 矩 形 工件 ， 有 形 狀 和 位 置 公 差 的 要 求 ， 所 以 對 夾 具 的 精 度 有 較 高 的 要 求 。 并 且 夾 具 的 設 計要 符 合 銑 床 夾 具 的 特 性 。 明 確 設 計 的 要 求 和 意 圖 ； 然 后 對 原 始 資 料 (零 件 圖 、 技術 要 求 等 )進 行 分 析 ， 然 后 提 出 具 體 的 定 位 、 夾 緊 、 對 刀 方 案 ， 并 進 行 精 度 分 析 ；最 后 繪 制 出 夾 具 的 零 件 圖 及 裝 備 圖 ， 運 用 軟 件 對 整 個 夾 具 進 行 建 模 和 裝 配 ,完 成第 1 章 緒論5設 計 論 文 的 撰 寫 。寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）6第 2 章 專用夾具的設計2.1 銑床專用夾具的主要類型（ 一 ） 直 線 送 進 的 專 用 銑 床 夾 具這 類 夾 具 安 裝 在 銑 床 工 作 臺 上 ， 加 工 中 工 作 臺 是 按 直 線 進 給 方 式 運 動 的 ，在 洗 削 工 序 中 ， 為 了 提 高 夾 具 的 工 作 效 率 ， 對 于 這 類 銑 床 夾 具 ， 可 采 用連 動 加 緊 機 構 和 氣 動 ， 和 液 壓 傳 動 裝 置 ， 也 可 采 用 多 件 多 工 位 夾 具 使 加 工 的 機 構 時間 和 裝 卸 工 件 時 間 重 合 等 項 措 施 。（ 二 ） 圓 周 送 進 的 專 用 銑 床 夾 具圓 周 銑 削 法 的 送 進 運 動 時 連 續(xù) 的 ， 能 在 不 停 車 的 情 況 下 裝 卸 工 件 ， 因 此是 一 種 高 效 率 的 加 工 方 法 ， 適 用 于 大 批 量 生 產 。設 計 圓 周 送 進 銑 床 夾 具 時 應 注 意 使 沿 圓 周 排 列 的 工 件 盡 量 緊 湊 ， 以 減 少銑 刀 的 空 程 和 夾 具 的 尺 寸 和 質 量 ； 手 柄 沿 轉 臺 的 四 周 分 布 以 便 于 操 作 ， 盡 可 能 采 用氣 動 液 壓 等 機 械 化 夾 緊 方 式 以 減 輕 工 人 勞 動 強 度 。（ 三 ） 機 械 仿 形 送 進 的 靠 模 夾 具靠 模 夾 具 時 用 來 加 工 各 種 直 線 曲 面 或 空 間 曲 面 ， 靠 模 夾 具 的 作 用 是 使 主送 進 運 動 和 由 靠 模 獲 得 的 輔 助 運 動 合 成 加 工 所 需 要 的 仿 形 運 動 。 因 此 按 照 送 進 運 動的 方 式 ， 把 用 于 加 工 直 線 曲 面 的 仿 形 夾 具 分 成 直 線 送 進 和 圓 周 送 進 的 兩 種 。 采 用 靠模 夾 具 可 在 一 般 萬 能 銑 床 上 加 工 出 所 需 要 的 成 形 面 以 代 替 價 格 昂 貴 的 靠 模 銑 床 加 工 ，這 對 于 中 小 廠 來 說 ， 通 過 采 用 夾 具 來 擴 大 機 床 工 藝 用 途 ， 以 解 決 缺 少 特 殊 設 備 問 題 ，具 有 較 大 的 技 術 經 濟 意 義 。2.2 銑床專用夾具的設計要點（ 一 ） 由 于 銑 削 過 程 不 是 連 續(xù) 切 削 ， 且 加 工 余 量 較 大 ， 切 削 力 較 大 而 方 向 隨 時多 可 能 在 改 變 。 所 以 夾 具 應 具 有 足 夠 的 剛 性 和 強 度 ， 夾 具 的 重 心 應 盡 量 低 ， 夾 具 的高 度 于 寬 度 之 比 應 為 1： 1.25， 并 應 有 足 夠 排 屑 空 間 。（ 二 ） 夾 緊 裝 置 要 有 足 夠 的 強 度 和 剛 度 ， 保 證 必 需 的 夾 緊 力 ， 并 有 良 好 的 自 鎖總結7性 能 ， 一 般 在 銑 床 夾 具 上 特 別 是 粗 銑 ， 不 宜 采 用 偏 心 夾 緊 。（ 三 ） 夾 緊 力 應 作 用 在 工 件 剛 度 較 大 的 部 位 上 。 工 件 與 主 要 定 位 元 件 的 定 位 表面 接 觸 剛 度 要 大 。 當 從 側 面 壓 緊 工 件 時 ， 壓 板 在 側 面 的 著 力 點 應 低 于 工 件 側 面 支 承點 。（ 四 ） 為 了 調 整 和 確 定 夾 具 與 銑 刀 的 相 對 位 置 ， 應 正 確 選 用 對 刀 裝 置 ， 對 到 裝置 在 使 用 塞 尺 方 便 和 易 于 觀 察 的 位 置 ， 并 應 在 銑 刀 開 始 切 入 工 件 的 一 端 。（ 五 ） 切 削 和 切 削 液 應 能 順 利 地 排 除 ， 必 要 時 應 開 排 屑 孔 。（ 六 ） 為 了 調 整 和 確 定 夾 具 與 機 床 工 作 臺 軸 線 的 相 對 位 置 ， 在 夾 具 的 底 面 應 具有 兩 個 定 向 建 ， 定 向 健 與 工 作 臺 T 形 槽 宜 用 單 面 貼 合 。 當 工 作 臺 T 形 槽 表 面 平整 時 可 采 用 圓 柱 銷 ， 精 度 高 的 或 重 型 夾 具 宜 采 用 夾 具 體 上 的 找 正 基 面 。2.3 夾緊裝置在 機 械 加 工 中 ， 加 工 件 將 受 到 切 削 力 ， 離 心 力 ， 慣 性 力 等 外 力 的 作 用 。 為了 保 證 在 這 些 外 力 作 用 下 ， 工 件 仍 能 在 夾 具 中 保 持 有 定 位 元 件 所 確 定 的 加 工 位 置 ，而 不 致 發(fā) 生 震 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 的 夾 緊 。1.夾 緊 裝 置 的 組 成典 型 的 夾 緊 裝 置 是 由 幾 部 分 組 成（ 1） 力 源 裝 置 。 力 源 裝 置 是 產 生 夾 緊 作 用 力 的 裝 置 。 通 常 是 指 機 動 夾 緊 時所 用 的 氣 動 ， 液 壓 ， 電 動 等 動 力 裝 置 。（ 2） 中 間 遞 力 機 構 ， 。 中 間 遞 力 機 構 是 介 于 力 源 和 夾 緊 作 用 力 傳 遞 給 夾 緊 元件 ， 然 后 由 夾 緊 元 件 ， 然 后 由 夾 緊 元 件 最 終 完 成 對 工 件 的 夾 緊 。 一 般 遞 力 機 構 可 以在 傳 遞 加 緊 作 用 力 過 程 中 ， 改 變 夾 緊 作 用 力 的 方 向 和 大 小 ， 并 根 據 需 要 亦 可 具 有 一定 的 自 鎖 性 能 。（ 3） 夾 緊 元 件 與 夾 緊 機 構 。 夾 緊 元 件 是 夾 緊 裝 置 的 最 終 執(zhí) 行 元 件 。 通 過 它 和工 件 受 壓 面 的 直 接 接 觸 而 完 成 夾 緊 動 作 。以 上 就 是 夾 緊 裝 置 的 基 本 設 計 內 容 。2.夾 緊 裝 置 的 基 本 要 求(1)在 夾 緊 過 程 中 ， 工 件 應 能 保 持 在 既 定 位 置 ， 即 在 夾 緊 力 的 作 用 下 ， 工 件 不 應寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）8離 開 定 位 置 支 承 。（ 2） 夾 緊 力 的 大 小 要 適 當 ， 可 靠 。 既 要 是 工 件 在 加 工 過 程 中 不 產 生 移 動 和 振動 ， 又 不 使 工 件 產 生 不 允 許 的 變 形 和 損 傷 。（ 3） 夾 緊 裝 置 應 操 作 安 全 ， 方 便 ， 省 力 。（ 4） 夾 緊 裝 置 的 自 動 化 程 度 和 復 雜 程 度 應 與 工 件 的 產 量 和 批 量 相 適 應 。2.4 專用夾具的基準選擇本 夾 具 采 用 側 面 定 位 限 制 一 個 方 向 的 自 由 度 ； 由 壓 板 軸 定 位 ， 這 樣 六 個 自 由度 全 部 都 被 限 制 住 了 。 可 調 部 分 安 裝 在 夾 具 體 上 ， 即 通 過 滑 塊 來 限 制 住 支 座 X軸 方 向 上 的 轉 動 。 并 通 過 滑 塊 上 的 可 換 定 位 銷 來 實 現 限 制 作 用 。定 位 基 礎 可 以 通 過 夾 具 體 上 的 面 來 定 位 或 由 底 板 來 定 位 ， 因 為 夾 具 上 的 面 上 的定 位 誤 差 比 起 底 板 所 產 生 的 定 位 誤 差 相 比 較 大 ， 因 此 為 了 減 少 定 位 誤 差 ， 在 此 我 選擇 了 以 底 板 作 為 定 位 基 準 。總結9第 3 章 加工車床開合螺母操縱盤專用夾具設計設計參數：（1）加工車床開合螺母操縱盤上銑兩條曲線槽 R10、R20、R30 深 6mm； （2）生產效率：每個班生產 100 件，設計壽命 5 年。3.1 明確設計任務，了解零件加工工藝過程3.1.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求圖 2.1 加 工 零 件 圖該 零 件 為 45 鋼 ； 零 件 圖 如 上 圖 2.1， 大 批 量 生 產 ； 該 工 序 在 立 式 銑 床 上 用 三面 刃 銑 刀 加 工 。寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）103.1.2 熟悉零件加工工藝過程 鍛 造 毛 坯時 效 處 理1.粗 車 φ 80 大 頭 外 圓 及 端 面 2.粗 車 φ 25 小 頭 外 圓 及 端 面 3 半 精 車 φ 80 大 頭 外 圓 及 端 面 4.半 精 車 φ 25 小 頭 外 圓 及 端 面5.車 小 頭 端 3 處 退 刀 槽6.精 車 小 頭 端 各 個 外 圓7.磨 φ 25 外 圓8.銑 兩 條 曲 線 槽 R10、 R20、 R30 深 6mm3.2 加工問題和工藝過程設計措施由以上分析可知。該車床開合螺母操縱盤零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于車床開合螺母操縱盤來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。由于的生產量很大。怎樣滿足生產率要求也是加工過程中的主要考慮因素。車床開合螺母操縱盤類零件的加工應遵循先面后槽的原則：即先加工車床開合螺母操縱盤上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工槽系。車床開合螺母操縱盤的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調整，也有利于保護刀具。車床開合螺母操縱盤零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則，將槽與外圓和平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。總結113.3 車床開合螺母操縱盤加工定位基準的選擇3.3.1 粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；（2）保證裝入車床開合螺母操縱盤的零件與箱壁有一定的間隙。為了滿足上述要求，應選擇的主要支承孔作為主要基準。即以車床開合螺母操縱盤的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。3.3.2 精基準的選擇從保證車床開合螺母操縱盤孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證車床開合螺母操縱盤在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從車床開合螺母操縱盤零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是車床開合螺母操縱盤的裝配基準，但因為它與車床開合螺母操縱盤的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難，所以不予采用。3.4 確定切削用量3.1 工序 1 粗車 φ80 大頭外圓及端面 所選刀具為 YG6 硬質合金可轉位車刀。根據《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于CJK6140 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀mHB?m2516片厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角5.4 0V= ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。0?6vK09'vK01s?0sr8.寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）12①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 3mm，可在一次走刀內完成，故= （3-1）p3m②.確定進給量 f根據《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，1625?pa4?10進給量 =0.5～1.0frm按 CA6140 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設計手冊》可知：=0.7fr確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據表 1—30，CA6140 機床進給機構允許進給力 =3530 。maxFN根據表 1.21，當強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時，徑向進給力： =950 。045RFN切削時 的修正系數為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實際f rofKsFf?krFfK進給力為：=950 =1111.5 （3-fF17.?N2）由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據公式計算，也可直接有表中查出。根據《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當 硬質合金刀加工硬度 200～2196YG總結13的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpam4?fr75.0Vmin63切削速度的修正系數為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKmvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-3）'0?0.184.920.1?in?= =120 （3-4）nDc?'1mir根據 CJK6140 車床說明書選擇=1250inr這時實際切削速度 為：cV= （3-5）c10cDn?min5?⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?=CPKW7.1切削功率的修正系數 =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：krcPcr0=1.7 =1.2 （3-C3.?6）根據表 1.30，當 = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPKW9.5C?EP選切削用量可在 CA6140 機床上進行，最后決定的切削用量為：=3 ， = ， = = ， =pamfr7.0inrsr08.2Vmin0計算基本工時寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）14mcLtv?式中 ，l=75mm, 根據 ，根據表 1.26，車削時的入Lly??《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》切量以及超切量 ,則 L=80mm,故5?min80.13812.4mt?3.2 工序 2 粗 車 φ 25 小 頭 外 圓 及 端 面 1、加工條件（1）選擇刀具1） 選擇直頭焊接式外圓車刀2）依據 ，根據表 1.1，車床 CJK6140 的中心高度 ，《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》 20hm?所以選擇的刀桿尺寸 BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為 4.5mm。3）依據 ，根據表 1.2，粗車毛坯為 45 鋼，可以選擇 YT15 硬《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》質合金刀具。4）依據 ，根據表 1.3，車刀幾何形狀如表 12《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》表 12 車刀幾何形狀角度刀角名稱 符號 范圍 取值主偏角 kr 30～45 45副偏角 Kr? 10～15 15前角 0?5～10 10后角 ?5～8 5刃傾角 s?0 0倒棱前角 ol?-10～ -15 -10續(xù)表 12 車刀幾何形狀角度總結15倒棱寬度 lb?0.4［（0.3~0.8）f］ 1e0.4~0.8 0.5（2）選擇切削用量1） 、確定切削深度 ap 由于粗加工余量僅為 2.9mm，可在一次走刀內切完，故ap=2.9mm2） 、進給量 f依據 ，根據表 1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》16mmX25mm，ap=2.9mm ，以及工件直徑小于 40mm 時，0.4~5/fmr?依據 ，根據 CJK6140 車床的使用說明書選擇《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》.8/fr確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求，故需進行校驗依據 ，根據 CJK6140 車床的使用說明書得其進給機構允許的《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》進給力為 。max350FN?依據 ，根據表 1.21，當鋼的強度 =570~670MPa，《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》 b?， ， ， (預計)時，進給力為.4p?./fr045k?6/mincvN。107fF?依據 ，根據表 1.29-2，切削時 的修正系數為《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》 fF=1.0， =1.0， =1.0，故實際進給力為voFfksFfk?krFfN107.1.07f???由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力，故所選 的進0.48/fmr?給量可用3） 、車刀磨鈍標準及耐用度 T寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）16依據 ，根據表 1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》1.0mm（1.0~1.4） ，車刀的壽命 T=60min。4） 、確定切削速度 cv依據 ，根據表 1.28，切削速度的修正系數為《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》=1.0， =1.0， =0.8， =1.0， =1.0， 故tvkkrvsvTvkkv1.8Mv?=0.94Mtkrsk?依據 ，根據表 1.27，切削速度的計算《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》vcmxyCkTapf故 =110m/min0.2.150.35494698cv???r/min/in1nrD??依據 ，根據 CJK6140 車床的使用說明書，選擇《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》120/crm?這時實際切削速度 為cv=120m/min3210/in10cDnv??最后決定的車削用量為。2.9,.48/,/mi,120/inp camfrrv???1（ ） 計 算 基 本 公 時mcLtv式中 ，l=145mm, 根據 ，根據表 1.26，車削時的入ly???《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》切量以及超切量為 ,則 L=150mm,故5?min10.692.48mt?總結173.2 工序 3 半 精 車 φ 80 大 頭 外 圓 及 端 面 1、加工條件（1）選擇刀具1） 選擇直頭焊接式外圓車刀2）依據 ，根據表 1.1，車床 CJK6140 的中心高度 ，《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》 20hm?所以選擇的刀桿尺寸 BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為 4.5mm。3）依據 ，根據表 1.2，粗車毛坯為 45 鋼，可以選擇 YT15 硬《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》質合金刀具。4）依據 ，根據表 1.3，車刀幾何形狀如表 12《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》表 12 車刀幾何形狀角度刀角名稱 符號 范圍 取值主偏角 kr 30～45 45副偏角 Kr? 10～15 15前角 0?5～10 10后角 ?5～8 5刃傾角 s?0 0倒棱前角 ol?-10～ -15 -10續(xù)表 12 車刀幾何形狀角度倒棱寬度 lb?0.4［（0.3~0.8）f］ 1e0.4~0.8 0.5（2）選擇切削用量1） 、確定切削深度 ap 由于粗加工余量僅為 2.9mm，可在一次走刀內切完，故ap=2.9mm寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）182） 、進給量 f依據 ，根據表 1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》16mmX25mm，ap=2.9mm ，以及工件直徑小于 40mm 時，0.4~5/fmr?依據 ，根據 CJK6140 車床的使用說明書選擇《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》.8/fr確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的要求，故需進行校驗依據 ，根據 CJK6140 車床的使用說明書得其進給機構允許的《 切 削 用 量 簡 明 手 冊 》進給力為 。max350FN?依據 ，根據表 1.21，當鋼的強度 =570~670M