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常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 作 者： 學(xué) 號(hào)： 系 部： 專 業(yè)： 題 目： 飛錘支架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： 評(píng)閱者： 年 月 II 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 中 文 摘 要 本設(shè)計(jì)是基于飛錘支架零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)，加工外圓及 孔的車夾具設(shè)計(jì)。飛錘支架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?；鶞?zhǔn)選擇以-中間拔叉的輸入軸和 輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)，以頂面與兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先以支 承孔系定位加工出頂平面，再以頂平面與支承孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個(gè)別 工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。支承孔系的加工采用的是坐標(biāo)法鏜孔。 整個(gè)加工過程均選用機(jī)床。 關(guān)鍵詞 飛錘支架，零件，加工工藝，專用夾具，設(shè)計(jì) III 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 外 文 摘 要 Title： The flying hammer bracket parts fork processing technology and fixture design Abstract： This design is the special fixture for machining technology for the flying hammer bracket parts and process design based on car fixture design, machining and hole. The main processing surface flying hammer bracket parts is the plane and a series of hole. In general, ensure the machining accuracy of plane than to ensure the accuracy of the processing easily. Therefore, the design follows the surface after the first hole principle. And the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages to ensure machining precision. Datum selection to the bearing hole in the middle fork of the input shaft and output shaft as a rough benchmark, the top surface and the two holes as a precision technology base. The main process of machining technology is first to support hole positioning processing the top plane, and then the top plane and the series of supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes are individual processes with the top plane positioning technology and other processing Kong and plane. Processing support holes using the coordinate boring. The whole process selection of machine tool. Keywords：flying hammer bracket, parts, processing, special fixture, design IV 目 錄 1零件分析 .1 1.1 零件作用 .1 1.2 零件工藝分析 .1 2.選擇毛坯種類并確定制造方法 .2 3.工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) .2 3.1 基準(zhǔn)的選擇 .2 3.2 制定工藝路線 .2 3.3 工藝路線確定 .3 3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .4 4 加工外圓及孔車夾具設(shè)計(jì) .11 4.1 車床夾具設(shè)計(jì)要求說明 .11 4.2 車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) .11 4.3 定位機(jī)構(gòu) .13 4.4 夾緊機(jī)構(gòu) .13 4.5 零件的車床夾具的加工誤差分析 .13 4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) .14 4.7 零件的車床專用夾具簡(jiǎn)單使用說明 .15 總 結(jié) .16 致 謝 .17 參 考 文 獻(xiàn) .18 1 1零件分析 1.1 零件作用 設(shè)計(jì)題目所給零件是飛錘支架。它是飛錘調(diào)速器上的一個(gè)零件，用來連接支撐調(diào)速飛 錘，以使飛錘平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到改變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的。飛錘支架是對(duì)稱結(jié)構(gòu)， 通過其中心孔 7 套于轉(zhuǎn)軸上，而一對(duì)飛錘對(duì)稱裝于兩對(duì) 6 孔中，隨支架一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng) 轉(zhuǎn)速改變時(shí)，飛錘與轉(zhuǎn)軸夾角也改變，從而改變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。所以，飛錘支架 的加工質(zhì)量將影響調(diào)速器的調(diào)速精度。 1.2 零件工藝分析 零件圖如圖 1-1。概括來講，飛錘支架有兩組加工表面。一組是以 孔為中心加工表0.367 面,均為回轉(zhuǎn)體表面，包括外圓面 11, 15, 以及端面.其中大端面與孔 有0319 0.36 垂直度要求, 公差為 0.05； 外圓面與孔 有圓跳動(dòng)要求，公差為 0.05。另一0.319.607 組就是余下的加工表面，包括兩個(gè) 6.5 的圓孔，兩對(duì)共四個(gè) 孔，以及一些平面。0.124 其中， 孔端面不僅與 孔自身有垂直度要求，公差為 0.05；而且與第一組中0.12460.1246 孔有平行度要求，公差為 0.05。.307 D 11 76R6 0.05 C 19 0.1 19 0.1 15 50-0.03 18+0.5+0.2 3033 4- 6+0.12-0.04 R0.012 D 倒 角 145 0.05 C 0.05 D 6.3 19 0-0.03 3 30 6.3 6.3 1.6 1.6 1.6 12.5 12.5 7+ 0.03 6 0 2- 6.5锪 平 12 3.2 0.10 C 110.1 R0.05 C 45C 圖 1-1 另外兩個(gè) 孔有圓度要求，公差為 0.10。每對(duì) 孔之間有同軸度要求，公0.1246 0.1246 差為 R0.012。 2 由以上分析可知，對(duì)這兩組加工表面而言，可先加工第一組回轉(zhuǎn)體表面，且應(yīng)先加工 孔 ，以獲得各回轉(zhuǎn)體表面的公共精基準(zhǔn)，便于定位及保證有關(guān)表面位置關(guān)系。而0.367 后再加工另一組表面，并保證各有關(guān)表面的位置關(guān)系。 2.選擇毛坯種類并確定制造方法 合理選擇毛坯類型，使零件制造工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本降低。飛錘支架 零件材料為球墨鑄鐵。因?yàn)榱慵槌膳a(chǎn)，所以為提高生產(chǎn)率采用金屬砂型鑄造。要 求球墨鑄鐵金相組織基體為 85%以上的球光體，球化率應(yīng)大于 80%，不允許有片狀石墨存 在。 零件材料為 HT200，考慮到飛錘支架運(yùn)行時(shí)經(jīng)常需要掛倒檔以倒行或輔助轉(zhuǎn)向，因此 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。 3.工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 3.1 基準(zhǔn)的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇 一般而言，對(duì)回轉(zhuǎn)體加工表面，一毛坯外圓作為粗基準(zhǔn)是合理的。但對(duì)本零件來說， 若以孔 的外圓做粗基準(zhǔn)定位先加工出孔 。再以孔 內(nèi)圓表面為精基準(zhǔn)0.367 0.3670.367 難以定位加工外圓面以及端面，因?yàn)榭?直徑太小了，我們?cè)诰o接著加工出一個(gè)端.0 面來作為基準(zhǔn)，在選端面是考慮到加工經(jīng)濟(jì)精度所以選通槽先加工，由于毛坯采用金屬 砂型鑄造，毛坯表面精度較高，加工余量較小。所以，經(jīng)分析，決定采用四爪單動(dòng)卡盤 夾持零件小圓 的外表面的大圓，劃線找正以其為粗基準(zhǔn)，先加工出孔 和孔0.367 0.367 2- 6.5，這樣在后面的工序中就能用到 這個(gè)統(tǒng)一的精基準(zhǔn)，也符合粗基準(zhǔn)選用原0.367 則。 （2）精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮統(tǒng)一基準(zhǔn)和基準(zhǔn)重合的問題。有前述分析，用首先加工出 來的孔 和通槽。0.367 3.2 制定工藝路線 我們大體的設(shè)計(jì)思路是：我們?cè)诳紤]加工時(shí)先粗加工后精加工，充分加工經(jīng)濟(jì)精度， 3 用精加工保證工件最終尺寸要求。采用四爪單動(dòng)卡盤夾持零件小圓 的外表面的大0.367 圓，劃線找正以其為粗基準(zhǔn)，先加工出孔 和孔 2- 6.5，這樣在后面的工序中就能0.367 用到 這個(gè)統(tǒng)一的精基準(zhǔn)。然后加工出通槽，之后把加工通槽右側(cè)平面和 的0.367 0.36 外圓時(shí)在車床上一次加工出來，通過精車通槽右側(cè)平面這一精加工來保證尺寸 ，而0.35 不是通過銑通槽來保證，這樣更符合加工的經(jīng)濟(jì)精度，加工外圓時(shí)沒有再次裝夾造成的 裝夾誤差，從而保證 相對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的尺寸要求，在同一工序中粗精加工分開還能0.319 保證在車外圓時(shí)不會(huì)破壞通槽右側(cè)平面，接下來再鉆孔 4- 時(shí)，根據(jù)他的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，0.1246 安排在車大端面的后面，另外在加工孔 4- 的端面是在他的所有設(shè)計(jì)基準(zhǔn)加工好的0.1246 前提下在加工的，所以放在最后加工，這樣就能保證定為基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。 加上以上的分析，并且由于是成批生產(chǎn)，故采用通用機(jī)床配以組合夾具。并盡量使工 序集中來保證各加工表面間的相互位置精度要求。這樣也可以提高機(jī)床的生產(chǎn)率，節(jié)省 裝夾工件的時(shí)間，減少工件的搬動(dòng)次數(shù)。同時(shí)我們的零件相對(duì)很小，加工量很小?？梢?不考慮加工中的熱變形。 3.3 工藝路線確定 工序 10：鑄造(金屬型) 工序 20：熱處理，正火，硬度 HB250-300。 工序 30：粗車，半精車最外端的外圓端面。車大端面，切槽，車外圓到滿足圖紙標(biāo)準(zhǔn) 工序 40：粗銑，半精銑 的槽。5018 工序 50：半精銑槽。 工序 60：半精車外圓柱面大端面，小端面。 工序 70：精車外圓柱面和大端面。 工序 80：鉆，擴(kuò)，鉸孔 ，并倒角。0.367 工序 90：鉆 ，并锪平 。26.512 工序 100：鉆，擴(kuò) ，并倒角。4 說明：之所以把最右端端面和大端面分開在兩個(gè)工序中進(jìn)行加工，主要是因?yàn)閵A緊力的 作用面發(fā)生了變化。在工序中，夾緊力的作用面是大端面，采用的是壓板夾緊；而在工 序中夾緊力的作用面是右端面，采用的是螺栓夾緊。定位圓柱銷旁邊再伸出一段長(zhǎng)度的 4 螺栓，右端用螺母夾緊。 3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 殼體零件材料為 HT200 重量為 1 生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)鑄造毛坯。 1、不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。 2、飛錘支架的端面面 由于殼體底面要與其他接觸面接觸，同時(shí)又是 7 孔的中心線的基準(zhǔn)。粗糙度要求為 6.3，查相關(guān)資料知余量留 2.5 比較合適。 3、飛錘支架的孔 毛坯為實(shí)心，不鑄造出孔?？椎木纫蠼橛?IT7IT8 之間，參照參數(shù)文獻(xiàn)， 2.1確定切削用量及基本工時(shí) 工序 II：車 19，15，11 回轉(zhuǎn)面及其端面 1.加工條件 工件材料：HT15-33 b=220MPa 模鑄 加工要求：車削 100mm 端面及外圓柱面，粗車 B 面 機(jī)床：CA6140 臥式車床 刀具：采用刀片的材料為 YT15，刀桿尺寸 16x25mm , =90 , =15 ,2K0 =12 , =0.5mm0 2計(jì)算切削用量 (1) 粗車 19mm 端面面 1) 已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為 3+0.8 -0。7mm,考慮的模鑄拔模斜度， =4mmpa 2) 進(jìn)給量 f 根據(jù)實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)中表 2.4-3,當(dāng)?shù)稐U尺寸為 1625 mm2 35mm,以及工件直徑為 100 時(shí)，f =0.71.0mm/rpa 按 CA6140 車床說明書（見切削手冊(cè)）取 f =0.9mm/r 3) 計(jì)算切削速度，按切削手冊(cè)表 1.27,切削速度的計(jì)算公式為(壽命 T=60min) 5 (m/min)vyxpmckfaTCvv 其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù) 見切削手冊(cè)表 1.28,vvvyvk 即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkkvkrvBv 所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)vxc35.015.02.46 4)確定機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 504r/minWd10cvx10.8 按機(jī)床說明書(見工藝手冊(cè)表 4.2-8),與 504r/min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 480r/min 及 600r/min?，F(xiàn)選取 =480r/min。wn 所以實(shí)際切削速度 v=110r/min/。 5) 切削工時(shí)，按工藝手冊(cè)表 6.2-1 L =19mm , =2mm, =0, 1l 2l tm= = =0.0486(min)fnlw210.948 其余的車端面和車外圓的切削用量及基本工時(shí)的計(jì)算與上相似，在此不再累述， 工序 III：鉆，擴(kuò)，鉸 7 的孔 鉆孔 6mm： 選擇 6mm 高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見工藝手冊(cè)表 3.16） （切削表 2.7 和工藝表 4.216）0.43/fmr機(jī) （切削表 2.15）硬度 20021715incV查 min/r7.5306x1D cn 按機(jī)床選取 （工藝表 4.25）r/i8機(jī) 6 實(shí)際切削速度： min/39.16058x1Dn 機(jī)cV 基本工時(shí)： （工藝表 6.25）.4.27f機(jī)機(jī) lt 擴(kuò)孔 mm：8.6 選擇 6.8mm 高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆（工藝表 3.18） 由切削表 2.10 得擴(kuò)孔鉆擴(kuò) 6.8mm 孔時(shí)的進(jìn)給量 ，并由工0.78/fmr: 藝表 4.216 取 擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度0.72/fmr機(jī) 1()23ccV鉆 由切削表 2.15 得 ，故：14incV鉆1()().(/i)2323ccV:鉆 min)/41.273.158.9x70Dn （ ）（ 按機(jī)床選取 16機(jī) 587.30.n 機(jī)機(jī)cV 基本工時(shí)： 145.02.x16fltji21機(jī) 鉸 7H7 孔： 選擇 7mm 高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（工藝表 3.117） 由切削表 2.24 得 ， ，1.05/fmr:0.15.2pam:48/incV: 由工藝表 4.216 得 2機(jī) 7.543.1784DV10ncc ）（ 按機(jī)床選取 min/r6機(jī) 8.107機(jī) 基本工時(shí)： 1854.02.637f2機(jī)機(jī)nlt 7 工序 IV：半精車 19 外圓及其端面 半精車 19mm 外圓柱面 1) 切削深度 單邊余量為 Z=0.7mm 2) 進(jìn)給量 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)取 f=0.2mm/r 3) 計(jì)算切削速度 vyxpmckfaTCvv 其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。即vvvy =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MkskkkrvBvk 所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=96m/minvcv35.015.02. 264 4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 1609r/minWdcv916 與 1609r/min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 1750r/min。現(xiàn)選取 =1750r/min。wn 所以實(shí)際切削速度 = =cv10sdnmin/7.35609 5)切削工時(shí)，按工藝手冊(cè)表 6.2-1。 t = i ;其中 l=19mm; =4mm; =0mm;mfnlw211l2l t =i= =0.19167(min)0.63 工序 V：鉆 4-6.5 的孔，锪孔 12 鉆 6.5 孔，擴(kuò) 12 孔 (1)鉆 6.5mm 孔 機(jī)床：Z525 立式鉆床 刀具：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 4. 1)進(jìn)給量 取 f=0.13mm/r 2)切削速度V=2434m/min. 取 V=30m/min 8 3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 1469r/minWd10cv5.630 與 1469r/min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 1450r/min?，F(xiàn)選取 =2012r/min。wn 所以實(shí)際切削速度 = =cv10sdnmi/594.2015.6 5) 切削工時(shí)，按工藝手冊(cè)表 6.2-1。 t = i ;其中 l=5mm; =4mm; =3mm;mfnlw211l2l t = = =0.0477(min)fl210.3459 (2) 擴(kuò) 12mm 孔 刀具：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 6. 1) 進(jìn)給量 查機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 28-13，取 f=0.13mm/r 2) 切削速度V=2434m/min. 取 V=30m/min 3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 786r/minWd10cv1230 與 796r/min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 750r/min?，F(xiàn)選取 =750r/min。wn 所以實(shí)際切削速度 = =cv10sdnmin/26.8750 5) 切削工時(shí)，按工藝手冊(cè)表 6.2-1 t = i ;其中 l=2mm; =4mm; =0mm;mfnlw211l2l t = = =0.0615(min)fl210.3756 9 工序 VI：鉆 4-6.5 的孔 (1) 4-6.5mm 孔 機(jī)床：Z525 立式鉆床 刀具：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 6.5 1) 給量 查機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 28-13，取 f=0.13mm/r 2) 削速度根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 10-70,及 10-66,查得 V=30m/min. 3) 定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns= = 1061r/minWd10cv5.630 ,與 1061r/min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 1012r/min?，F(xiàn)選取 =1012r/min。wn 所以實(shí)際切削速度 = =cv10sdnmin/6.28109 5) 削工時(shí)，按工藝手冊(cè)表 6.2-1。 t = i ;其中 l=6mm; =4mm; =3mm;mfnlw211l2l t = = =0.076(min)mfnlw210.3 由于有四個(gè)孔所以切削工時(shí)為 4 t =0.3040minm 工序 II：銑寬 18mm 槽 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map5.1d70min/150v4z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，則 10 map1 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfzin13647510rdvns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 1450wn/min/3.15901vw 當(dāng) 1450r/min 時(shí)nrzfwm /160452. 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 mf 3）計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：l=50 ， ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為l91l32in8.04521xfnltwm 11 4 加工外圓及孔車夾具設(shè)計(jì) 4.1 車床夾具設(shè)計(jì)要求說明 車床夾具主要用于加工外圓及孔車夾具設(shè)計(jì)。因而車床夾具的主要特點(diǎn)是工件加工 表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。 （1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤， 花盤，頂尖等，還有自行設(shè)計(jì)的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、 角鐵式和花盤式。這類夾具的特點(diǎn)是加工時(shí)隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾 緊機(jī)構(gòu)。 角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時(shí)，由 于零件形狀較復(fù)雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設(shè)計(jì)專用夾具。這種夾具的夾具體 呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。 花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個(gè) T 形槽，安裝定位元 件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不 對(duì)稱，要注意平衡。 （2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則 安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 由于后一類夾具應(yīng)用很少，屬于機(jī)床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安裝 在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。 4.2 車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置 的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。 當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以夾具的回 轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來確定定位元件的位置。 工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中 12 工件除受切削力矩的作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力 越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾 緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對(duì)于角鐵式夾具，夾緊 力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 （2）夾具與機(jī)床主軸的連接 車床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具 的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。 心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以 中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。 根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式： 1)對(duì)于徑向尺寸 D140mm，或 D(23)d 的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸 的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖 1-a 所示。這種連接方式定心精度較高。 2)對(duì)于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配 合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。 圖 1-b 所示的過渡盤，其上有一個(gè)定位圓孔按 H7/h6 或 H7/js6 與主軸軸頸相配合， 并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時(shí)因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤 壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按 H7/h6 或 H7/js6 裝配在過渡盤的凸緣上，用螺 釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓 校正夾具與機(jī)床主軸的同軸度。 對(duì)于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu)，如圖 1-c 所示，過渡盤在其長(zhǎng)錐面上 配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高， 但端面要求緊貼，制造上較困難。 圖 1-d 所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面 與主軸端面只允許有 0.050.1mm 的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全 部接觸，以使定心準(zhǔn)確、剛度好。 13 圖 1 車床夾具與機(jī)床主軸的連接 過渡盤常作為車床附件備用，設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺 寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸，可查閱有關(guān)手冊(cè) 4.3 定位機(jī)構(gòu) 由零件圖分析孔 F 的加工要求，必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸，得出，夾具必須 限制工件的六個(gè)自由度，才可以達(dá)到加工要求。先設(shè)計(jì)夾具模型如下： 選擇定位元件為：支承板，支撐釘，定位銷，上下蓋板。支撐板限制了 X,Y,Z 方向的 移動(dòng)自由度，X,Y 方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，支撐釘限制了 Z 方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。可見，定位方 案選擇合理。 4.4 夾緊機(jī)構(gòu) 選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機(jī) 構(gòu)時(shí)，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如下： 1.夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置； 2.夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、不震動(dòng)，又不因夾緊 力過大而使工件表面損傷、變形。 3 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。 4 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，制造、維修要方便。 分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動(dòng)力源類型為手動(dòng)夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊 力來源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。 4.5 零件的車床夾具的加工誤差分析 工件在車床夾具上加工時(shí)，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差 、夾具誤D 14 差 、夾具在主軸上的安裝誤差 和加工方法誤差 的影響。JAG 如夾具圖所示，在夾具上加工時(shí)，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述： （1）定位誤差 D 由于 C 面既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不重合誤差 為零。工件在夾具上定B 位時(shí)，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的，基準(zhǔn)位移誤差 為零。因此，尺寸的定位誤差Y 等于零。D （2）夾具誤差 J 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對(duì)安裝基面 C 的平行度 誤差是 0.01. （3）安裝誤差 A 因?yàn)閵A具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計(jì)。 （4）加工方法誤差 G 如車床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動(dòng)、車床溜板 進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機(jī)床的制造精度、夾具的懸 伸長(zhǎng)度和離心力的大小等因素。一般取 = /3=0.05/3=0.017mmGK 零件的車床夾具總加工誤差是： 2A2JDG06.17.0. 精度儲(chǔ)備： 238.6.5.CJ 故此方案可行。 4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求 （1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约?15 夾具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取?為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn) 行退火處理。 （2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振 動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。 （3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高， 因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng) 度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。 （4）應(yīng)便于排除切屑 在機(jī)械加工過程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時(shí)排除，切削熱量的 積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至 發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作 表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般 應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。 （5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配 合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大， 安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還 應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。 確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。 4.7 零件的車床專用夾具簡(jiǎn)單使用說明 （1）夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。 （2）當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心 力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速 較高的情況下影響更大。因此，對(duì)于重量不對(duì)稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有 兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡 工作。 （3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng) 16 該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩。 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(cè)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。 17 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(cè)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)。 這次課程設(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(chéng)摯的謝意和崇高 的敬意。 18 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(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) M，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980。 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，1995。 3 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 。機(jī)械工業(yè)出版社，1991。 4 李洪。機(jī)械加工工藝手冊(cè) 。北京出版社，1996。 5 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)。金屬切削手冊(cè) 。上海科學(xué)技術(shù)出版社，2544。 6 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè) ?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2544。 7 余光國(guó)，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，1995。 8 周永強(qiáng)，高等學(xué)校課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M，北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2542。 9 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊(cè)M，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社， 1987。 10 王光斗，王春福。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2542。 11 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) .上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984。 12 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊(cè)M，銀州：寧夏人民出版社，1991。 13 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測(cè)量M，中國(guó)計(jì)量出版社，2540：9- 19。 14 王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2540。 15 樂兌謙，金屬切削刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，2545：4-17