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I 課程設(shè)計(jì)說明書 課 題： 離合器踏板下部加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 完 成 時(shí) 間： II 摘 要 本設(shè)計(jì)是基于離合器踏板下部零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。離合器踏板 下部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，本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。并將孔與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。夾具選用專用夾具，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖，因此生產(chǎn)效率較高，適用于大 批量、流水線上加工，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞：離合器踏板下部零件；工藝；夾具； III 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................................II 第 1 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ....................................................................................................4 1.1 零件的分析 ....................................................................................................................4 1.1.1 零件的作用 ......................................................................................................4 1.1.2 零件的工藝分析 ..............................................................................................4 1.2 確定毛坯的制造形式 ....................................................................................................5 1.3 離合器踏板下部加工工藝措施 ....................................................................................5 1.3.1 孔和平面的加工順序 ......................................................................................5 1.3.2 孔系加工方案選擇 ..........................................................................................5 1.4 離合器踏板下部加工定位基準(zhǔn)的選擇 ........................................................................5 1.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ..................................................................................................5 1.4.2 精基準(zhǔn)的選擇 ..................................................................................................5 1.5 離合器踏板下部加工主要工序安排 ............................................................................5 1.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ............................................................6 1.7 確定切削用量及基本工時(shí) ............................................................................................7 第 2 章 銑 40 端面夾具設(shè)計(jì) ............................................................................................14 2.1 研究原始質(zhì)料 ...............................................................................................................14 2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 ...........................................................................................................14 2.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 ..............................................................................................15 2.4 誤差分析與計(jì)算 ..........................................................................................................16 2.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 ..............................................................................................18 2.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 ......................................................................................20 總 結(jié) ....................................................................................................................................21 致 謝 ....................................................................................................................................22 參 考 文 獻(xiàn) ..........................................................................................................................24 4 第 1 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 題目給出的零件是離合器踏板下部。離合器踏板下部的主要作用是載重后，使鋼板能夠得到延 伸，伸展，能有正常的緩沖作用。因此汽車離合器踏板下部零件的加工質(zhì)量會(huì)影響汽車的工作精度、 使用性能和壽命。汽車離合器踏板下部主要作用是減震功能、阻尼緩沖部分功能、導(dǎo)向功能.因此 離合器踏板下部零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作精度、 使用性能和壽命。 1.1.2 零件的工藝分析 由離合器踏板下部零件圖可知。它的外表面上有 3 個(gè)平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端 面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為 2 組加工表面。它們相互間有一定的位置 要求。現(xiàn)分析如下： 1. 以25mm孔為基準(zhǔn)加工部位這一組加工包括：一個(gè)的25mm孔以及對(duì)其倒角 2. 以40端面為中心的加工面，這組加工面主要是40端面 2. 以16mm孔為基準(zhǔn)加工部位這一組加工包括：一個(gè)16mm孔以及對(duì)其倒角 3. 以2-12.5mm孔為基準(zhǔn)加工部位這一組加工包括：一個(gè)12.5mm孔 4. 以K1/8螺紋孔為基準(zhǔn)加工部位這一組加工包括：K1/8螺紋孔 5 1.2 確定毛坯的制造形式 零件材料為可鍛鑄鐵，考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的 強(qiáng)度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型， 鑄造精度為 2 級(jí)，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 1.3 離合器踏板下部加工工藝措施 由以上分析可知。該離合器踏板下部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(duì)于離合器踏板下部來說，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(guān)系。 由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 1.3.1 孔和平面的加工順序 離合器踏板下部類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工離合器踏板下部上的基準(zhǔn)平 面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。離合器踏板下部的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。 這是因?yàn)槠矫娴拿娣e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(duì)刀及調(diào)整， 也有利于保護(hù)刀具。 離合器踏板下部零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與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。 1.3.2 孔系加工方案選擇 離合器踏板下部孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了 從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件 下，應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。 1.4 離合器踏板下部加工定位基準(zhǔn)的選擇 1.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）保證裝入離合器踏板下部的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以離合器踏板下部的輸入軸和輸 出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè) 自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因 此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，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(duì)位置。 1.4.2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證離合器踏板下部孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證 離合器踏板下部在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從離合器踏板下部零件圖分析可 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(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位 僅僅能限制工件的三個(gè)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(gè)加工過程中基 本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是離合器踏板下部的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)?它與離合器踏板下部的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。 1.5 離合器踏板下部加工主要工序安排 對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。離合器踏板下部加工的第一個(gè)工 序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的 兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到離合器踏板下部加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要 用作定位基準(zhǔn)。因此，底面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底 孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于離合器踏板下部，需要 精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安 排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔 6 用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻 絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%1.1%蘇打及 0.25%c908 0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等 的殘留量不大于 。mg20 方案一 1、鑄造 2、時(shí)效處理 3、粗銑 40 端面 4、 鉆擴(kuò)鉸25mm孔以及對(duì)其倒角 5、鉆擴(kuò)鉸16mm孔孔以及對(duì)其倒角 6、鉆2-12.5孔 7、鉆孔K1/8螺紋孔底孔并進(jìn)行攻絲 8、終檢 方案二 1、鑄造 2、時(shí)效處理 3、鉆擴(kuò)鉸25mm孔以及對(duì)其倒角 4、粗銑 40 端面 5、鉆擴(kuò)鉸16mm孔孔以及對(duì)其倒角 6、鉆2-12.5孔 7、鉆孔K1/8螺紋孔底孔并進(jìn)行攻絲 8、終檢 方案一和方案二的區(qū)別在于，方案一在加工外40側(cè)面后，及時(shí)的加工了25的孔， 這樣可以利用加工好的25孔作為定位基準(zhǔn)，加工其他的工序，這樣為后續(xù)的工 序提供了基準(zhǔn)，提高了加工效率，適合于批量生產(chǎn)，而方案二則不能達(dá)到這樣的 效果，因此綜合考慮我們選擇方案一。 工藝路線選擇方案一: 1、鑄造 2、時(shí)效處理 3、粗銑 40 端面 4、鉆擴(kuò)鉸25mm孔以及對(duì)其倒角 5、鉆擴(kuò)鉸16mm孔孔以及對(duì)其倒角 6、鉆2-12.5孔 7、鉆孔K1/8螺紋孔底孔并進(jìn)行攻絲 8、終檢 1.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量和工步如下： 7 “吊環(huán)-后鋼板彈簧”零件材料為 1 號(hào)可鍛鑄鐵，硬度 HBS 為 149187，生產(chǎn)類型為大批量生 產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 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） 加工 25 孔 其表面粗糙度要求較高為 ，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，鉸三步，根據(jù)機(jī)械加工1.6Ram 工藝手冊表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：21 擴(kuò)孔：24 2Z=3 鉸孔：25 (2) 銑 40 端面 考慮其表面粗糙度要求為 ，只要求粗加工，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.348，50Ram 取 z=3 已能滿足要求。 1.7 確定切削用量及基本工時(shí) 工序 3、粗銑 40 端面 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) 10mdw4014Z 銑削深度 ：pam2 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.73，取f maf/25.0 銑削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.81，取V sV/4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/1940.3610rdV in/r 實(shí)際銑削速度 ： smn/.20 進(jìn)給量 ：fVZaff 671/125. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ：m in/2.0.sVf ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.4.81,aa4 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml31 刀具切入長度 ：1D2)((5.02 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 8 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt min5.02.743121mjfl 工序 4：鉆擴(kuò)鉸 25mm 孔以及對(duì)其倒角 工件材料硬度 200HBS?？椎闹睆綖?25mm，公差為 H7，表面粗糙度 。加工機(jī)床為1.6aR Z525 立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔21mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆， 磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔24.7mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔 25mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。 選擇各工序切削用量。 （1 ）確定鉆削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-10 可查出 ，由于孔深f 0.47.5/fmr表 度比 ， ，故 。查0/3/21.6ld0.9lfk(.47.5)921f表 Z525 立式鉆床說明書，取 。43/mr 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量 。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許1./fr 的軸向力 （由機(jī)床說明書查出） ，根據(jù)表 28-9，允許的進(jìn)給量 。max59FN .8/fr 由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 ，故所選 可用。fff 2）確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)表 28-15，由插入法得：vmP ，17/inv表 4732FN表 ，5.69NM表 1.5kW表 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)7表 28-3， ， ，故0.8Mvk.lvk17/in07.2(/in)mm表 01./i16n rd: 查 Z525 機(jī)床說明書，取 。實(shí)際切削速度為：95/ir0295/in4/i110rv 由表 28-5， ，故.6MFTk473.6()FN51.9054.8m 3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 為P/)Mnk表（.2(261.kWW 機(jī)床有效功率 4.50.835E mPkP 故選擇的鉆削用量可用。即 9 ， ， ，019dm0.43/fr195/minr14/inv 相應(yīng)地 ， ，56FN.8T.0PkW （2）確定擴(kuò)孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-31，f 。根據(jù) Z525 機(jī)床說明書，取 =0.57mm/r。f::表 （ 0.78） /r0.7=49./r f 2）確定切削速度 及 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-33，取 。修正系數(shù)：vn25/minv表 ，.8mk4.71.02(1.09)ppRavak根 據(jù) 故 5/i0/minv表 10)nd表 （ .2/in(24.7)86/ir 查機(jī)床說明書，取 。實(shí)際切削速度為5/ir301vdn 324.7/min10/i （3）確定鉸孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-36， ，按該表注 4，進(jìn)給量取f 1.326fm表 小植。查 Z525 說明書，取 。1.6/r 2）確定切削速度 及 由參考文獻(xiàn)7表 28-39，取 。由vn8./inv表 參考文獻(xiàn)7表 28-3，得修正系數(shù) ，0.8Mvk.9pavk524.7(/152)pRa根 據(jù) 故 8./min0.89.4/minv表 1()nd表07.4/25)95/ir 查 Z525 說明書，取 ，實(shí)際鉸孔速度0/inr301vdn 325/mi17.8/in （4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下： 鉆孔： ， ， ，090.4/fr95/mir14/inv 擴(kuò)孔： ， ， ，.7d522.3 鉸孔： ， ， ，0251.6/f10/in78/i 5) 切削工時(shí)，按工藝手冊 表 6.2-1。 10 t = i ;其中 l=60mm; =4mm; =3mm;mfnlw211l2l t = = =1.28min6043. 工序 2：鉆擴(kuò)鉸 16mm 孔以及對(duì)其倒角 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、 切削深度 ：pa7.5m 進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊表 28-10，取f (0.2.8)/fmr 由于本零件在加工孔時(shí)屬于底剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) 0.75，則(0.2.8)0.75/(0.165.2)/f rmr 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊表 28-13，取 0./f 取切削速度 4/minV 取 =24, =9 代入公式（2-1）得0d 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊表 9-012489/min3.15rd 3，取 72/inr 實(shí)際切削速度 ： V0.72./i1n 被切削層長度 ：l48m 刀具切入長度 ： 1 刀具切出長度 ： 2l3 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：48ll2l0.f72n 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt1483.8mi.jfn 以上為鉆一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為120.38.76mijt （2） 、擴(kuò) 孔 切削深度 ：pa.5 進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊表 28-30，f(0.56).7(03.42)/mr 11 參照機(jī)械加工工藝師手冊表 28-31，取 (0.56).704/f mr 切削速度 ：參照機(jī)械加工工藝師手冊表 28-31，取V 2inV 取 =25, =10.5 代入公式（2-1 ）得0d 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊表 9-n0116758/in3.42Vrd 3 取 72/minr 實(shí)際切削速度 ： 0..4/mi1n 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊表 28-42 被切削層長度 ：l48 刀具切入長度 1m 刀具切出長度 ： 2l3 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , , 代入公式（2-4）得：48ll2l0.4f72n 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt183.19mijf 以上為擴(kuò)一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為 120.9.3minjt 工序 6：鉆 2-12.5 孔 鉆孔選用機(jī)床為 Z525 搖臂機(jī)床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 機(jī)械加工工藝手冊 第 2 卷。 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊第 2 卷表 10.4-2 查得鉆孔進(jìn)給量為 0.200.35 。rm 則取 rmf30. 確定切削速度，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊第 2 卷表 10.4-9 切削速度計(jì)算公式為 （3-20） in0kfaTdcvvyxpmzv 查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8myxzvvvv min 則 = =1.6 .250.1250.733in 所以 = =72n6.4.ir 選取 mi120r 12 所以實(shí)際切削速度為 =2.641024.3vmin 確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） =t s0.8 工序 8：鉆 K1/8 孔底孔，然后攻絲 K1/8 孔 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照切削用量簡明手冊表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度 ：pa3m 進(jìn)給量 ：根據(jù)切削用量簡明手冊表 2.438，取 。f rmf/3.0 切削速度 ：參照切削用量簡明手冊表 2.441，取 。V 48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，100.486539./in31vrd 按照切削用量簡明手冊表 3.131，取 60 所以實(shí)際切削速度 ：v..5/0dnms 切削工時(shí) 被切削層長度 ：l42m 刀具切入長度 ：1 17()205.96rDlctgkctgm 刀具切出長度 ： 取2l4l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt60.25in.3jLfn 刀具：高速鋼機(jī)動(dòng)絲錐 進(jìn)給量 ：由于其螺距 ,因此進(jìn)給量f1.pm1./fmr 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊表 2.4-105，取Vin/9.6/5.0s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n ，取i/24.314.0 rd in/350r 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 ：取 min/50n 13 實(shí)際切削速度 ，由式（1.2）有：V smndV/109.610354.0 被切削層長度 ：lm25 刀具切入長度 ：1f31)( 刀具切出長度 ：2l m 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（1.5）有：jt in08.35120502121 fnlfltj 14 第 2 章 銑 40 端面夾具設(shè)計(jì) 2.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來銑 40 端面，要滿足對(duì)稱度要求以及其兩邊的要求。在銑此 面時(shí)，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn) 率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 首先必須明確其加工時(shí)應(yīng)如圖所示，這樣水平放置，便于加工。那么要使其完全定 位，可以采用:一面加固定 V 型塊和滑動(dòng) V 型塊定位，這樣既簡單又方便。一底面限制 的自由度有 3 個(gè)，一個(gè)固定 V 型塊限制兩個(gè)自由度，一個(gè)滑動(dòng) V 型塊限制限制一個(gè)自 由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計(jì)的定位方案，總共限制了工件的全部 6 個(gè) 自由度，屬于完全定位。 在該定位方案中，一個(gè)支撐面頂住，限制了 z 軸的移動(dòng)，z 軸的旋轉(zhuǎn)，y 軸的旋轉(zhuǎn) 三個(gè)移動(dòng)自由度。一個(gè)固定 V 型塊限制了 y 軸的移動(dòng)，x 軸的移動(dòng)，一個(gè)滑動(dòng) V 型塊限 制了 z 軸的旋轉(zhuǎn)，這樣 6 個(gè)自由度全部被限制 根據(jù)上面敘述選擇方案。 15 2.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 刀具：錯(cuò)齒三面刃面銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 015001頂 刃 0n側(cè) 刃 6015 30rK40Dm6dm2.5L2Z.8/famzap.2 由參考文獻(xiàn)55 表 129 可得銑削切削力的計(jì)算公式： 0.98.0.135pzFafBzn 有： 0.9.8.1.10.12054836.2()N 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬 間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(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： FKW 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn) 5121 可知其公式參數(shù)：6 123456.,.0,1.,3KK 由此可得： ..0.31.056 所以 8415()KWFN 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)簡單、操作方便，決定 選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 FKfN21 其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 25.01f F= +G G 為工件自重zP Nf4.321 夾緊螺釘： 公稱直徑 d=20mm，材料鋁合金鋼 性能級(jí)數(shù)為 6.8 級(jí) MPaB06MPaBs4801 16 螺釘疲勞極限： MPaB192603.2.01 極限應(yīng)力幅： kma7.51li 許用應(yīng)力幅： aSa3.li 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s s=2.54 取s=4 得 MPa120 滿足要求8.24cHdF aNc153. 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 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)簡單、操作方便，決定 選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 2.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以一面兩 V 形塊定位，為了滿足工序的加工要求，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。 gwj 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：j MjjWDAZWj 由參考文獻(xiàn)5可得： V 型塊定位誤差 ： 17 注：V 型塊夾角 =90 。 基準(zhǔn)位移誤差： 工件以外圓柱面在 V 型塊定位，由于工件定位面外圓直徑有公差 D ，因此對(duì)一批工件來說， 當(dāng)直徑由最小 DD 變大到 D 時(shí)，工件中心（即定位基準(zhǔn)）將在 V 型塊的對(duì)稱中心平面內(nèi)上下 偏移，左右不發(fā)生偏移，即工件由 變大到 ,其變化量 （即基準(zhǔn)位移誤差 ）從圖（a）1O21O2 中的幾何關(guān)系退出： Y= =1O2SIn 基準(zhǔn)不重合誤差： 從圖（b）中設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，假設(shè)定位基準(zhǔn) 不動(dòng)，當(dāng)工件直徑由最小1 DD 變到最大 D 時(shí)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的變化量為 ，即基準(zhǔn)不重合誤差 B= 。2D2D 從圖(c)中可知，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工件的下母線。即，上述方向由 a 到 a與定位基準(zhǔn) 變到1O 的方向相反，故其定位誤差 D 是 Y 與 B 之差.2O D= Y B= =0.207D=0.2070.01=0.002072SIn 18 D=0.00207 T 即滿足要求31 夾緊誤差 ： cos)(minaxyj 其中接觸變形位移值： 1()(9.62nHBZyRaZkNcl 查5表 1215 有 。 10.4,0,.42,0.7zKCcos8jym 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj5. 夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取AD01. 誤差總和： 0.853jw 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。 2.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個(gè)一般的使用。的布局盡可能遠(yuǎn)的距離。 通過方向鍵的協(xié)調(diào)與銑床工作臺(tái)的 T 型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺(tái)的進(jìn)給方 向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時(shí)，螺栓夾緊夾具可以降低負(fù)荷， 加強(qiáng)加工夾具牢固。 根據(jù) GB220780 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：o 19 圖 2.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù) T 形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表 5.4： 表 5.4 定向鍵 夾具體槽形尺寸 B 2B 公 稱尺 寸 允 差 d 允 差 4 L H h D 1 公稱 尺寸 允 差 D 2h 14 0.012 0 .035 2 5 1 2 4 1 2 4 .5 18 +0 .019 5 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖 5.3 所示： 標(biāo) 記四 周 倒 圓 圖 2.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表 5.5： 表 2.5 塞尺 公稱尺寸 H 允差 d C 3 0.006 0.25 20 2.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 當(dāng)夾具有制造誤差、工作過程出現(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 V 型塊。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 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，在夾緊和松開工件時(shí) 比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛 的應(yīng)用。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認(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)） 。 此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(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 V 型塊。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取 21 總 結(jié) 課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計(jì)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(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)， 使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，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(shè)計(jì)手冊和 AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入社會(huì)打下了好的 基礎(chǔ)。 課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐 的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的 這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們課程設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。 22 致 謝 這次課程設(shè)計(jì)使我收益不小，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)。但是，查閱資 料尤其是在查閱切削用量手冊時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在 一些問題，不過我的指導(dǎo)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(shí)給我指明了 方向，最終我很順利的完成了課程設(shè)計(jì)。 課程設(shè)計(jì)是將大學(xué)所學(xué)的知識(shí)融合在一起，綜合運(yùn)用所有的相關(guān)專業(yè)知識(shí)，是課本知識(shí)在實(shí) 際中的應(yīng)用。通過這次課程設(shè)計(jì)，使我的專業(yè)知識(shí)在原有的基礎(chǔ)上得到更加的鞏固和提高，這離不 開老師和同學(xué)們的幫助。本設(shè)計(jì)分析是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析的過程中，尹長城老師給了 我很大的鼓勵(lì)，在設(shè)計(jì)分析中引導(dǎo)我去思考了更多的設(shè)計(jì)思路，增強(qiáng)了我的學(xué)習(xí)能力，與我們一起 討論問題，使我對(duì)分析有了更清晰明確的認(rèn)識(shí)，使我受益非淺。 課程設(shè)計(jì)是我們的專長，這是我們走向社會(huì)化，專業(yè)化的工作中必不可少的過程中前實(shí)際訓(xùn) 練綜合應(yīng)用。 “千里之行始于足下” ，通過課程設(shè)計(jì)，讓我深深體會(huì)到永恒的那句詞的真正含義。 我認(rèn)真地把今天的課程設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)踏踏實(shí)實(shí)地采取這一步驟是在社會(huì)穩(wěn)定的未來潮流的運(yùn)行打下了 堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 說實(shí)話，課程設(shè)計(jì)是真的累了。但一開始清理自己的設(shè)計(jì)成果，仔細(xì)琢磨課程設(shè)計(jì)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(xué)會(huì)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(shè)計(jì)，使我深深體會(huì)到，干任何事都必須耐心、細(xì)致。課程設(shè)計(jì)過程中，許多計(jì)算 有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂；有時(shí)應(yīng)為不小心計(jì)算出錯(cuò)，只能毫不留情地重做。但一想起老師 平時(shí)多耐心的教導(dǎo)，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，想到世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令 世人無比震驚的事故，我不禁時(shí)刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。 經(jīng)歷了課程設(shè)計(jì)，使我我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識(shí)是真正的貧乏，自己綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知 識(shí)的能力是如此的不足，幾年來學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知道自己并不會(huì)用。想到這里，我真 的有點(diǎn)心急了。 由于畢業(yè)時(shí)間的倉促，很多本來應(yīng)該弄懂弄透的地方都沒有時(shí)間去細(xì)細(xì)追究來源，比如網(wǎng)格 劃分的控制、坐標(biāo)系的理解、求解器的選擇等，這使我明白了大學(xué)里學(xué)的只是一個(gè)大體上的方向， 離實(shí)際應(yīng)用還有太遠(yuǎn)的距離。但我相信方向才是最重要的，因?yàn)榉较虼_定了，就會(huì)用最少的精力做 好事情，這對(duì)于我以后的工作至關(guān)重要。因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)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(fā)展前途的崗位，個(gè)人才有更多的熱情，也最可能在自己的崗位做出 一些貢獻(xiàn)。 這次課程設(shè)計(jì)成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老 師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度， 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從題目的選擇到項(xiàng)目的最終完成， 他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同 23 時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科 學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以 誠摯的謝意和崇高的敬意。 24 參 考 文 獻(xiàn) 1 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽銑廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè) 計(jì)手冊M ，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，117130。 2 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 。機(jī)械工業(yè)出版社，117175。 3 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 。機(jī)械工業(yè)出版社，117171。 4 李洪。機(jī)械加工工藝手冊 。北京出版社，117130。 5 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)。金屬切削手冊 。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2544。 6 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實(shí)用手冊 。化學(xué)工業(yè)出版社， 2544。 7 余光國，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)M，重慶：重慶大學(xué)出版社， 117175。 8 周永強(qiáng)，高等學(xué)校課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M ，北京：中國建材工業(yè)出版社，2555。 17 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊M，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出 版社，11787。 10 王光斗，王春福。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊 。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2555。 11 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽銑廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè) 計(jì)手冊.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，11784。 12 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊M，銀州：寧夏人民出版社， 117171。 17 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測量M，中國計(jì)量出版社， 2555：17-117。 14 王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊M ，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2555。 15 樂兌謙，金屬切削刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，2545：4-17