飛錘支架機械加工工藝及車外圓及孔夾具設計【全套含CAD圖紙】,全套含CAD圖紙,支架,機械,加工,工藝,車外圓,夾具,設計,全套,cad,圖紙 1 加工外圓及孔車夾具設計 1.1 車床夾具設計要求說明 車床夾具主要用于加工外圓及孔車夾具設計。因而車床夾具的主要特點是工件加工表面的中心線與機床主軸的回轉軸線同軸。 （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，還有自行設計的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點是加工時隨機床主軸一起旋轉，刀具做進給運動 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構。 角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉端面時，由于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設計專用夾具。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，可加工形狀復雜工件的外圓和內孔。這類夾具不對稱，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運動，夾具做進給運動。 由于后一類夾具應用很少，屬于機床改裝范疇。而生產中需自行設計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。 1.2車床夾具的設計要點 （1）定位裝置的設計特點和夾緊裝置的設計要求 當加工回轉表面時，要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結構和布置必須保證這一點。 當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯系或相互位置精度要求時，則應以夾具的回轉軸線為基準來確定定位元件的位置。 工件的夾緊應可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構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或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 （2）夾具與機床主軸的連接 車床夾具與機床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉軸線與臥式車床主軸軸線應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。 根據徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機床主軸上的安裝連接一般有兩種方式： 1)對于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)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構。 圖1-b所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按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床主軸的同軸度。 對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結構，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，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0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準確、剛度好。 圖1 車床夾具與機床主軸的連接 過渡盤常作為車床附件備用，設計夾具時應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構尺寸，可查閱有關手冊 1.3 定位機構 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自由度，才可以達到加工要求。先設計夾具模型如下： 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方向的移動自由度，X,Y方向的轉動自由度，支撐釘限制了Z方向的轉動自由度?？梢?，定位方案選擇合理。 1.4夾緊機構 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。選擇夾緊機構時，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點。夾緊裝置的基本要求如下： 1.夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置； 2.夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。 3夾緊機構的操作應安全、方便、迅速、省力。 4機構應盡量簡單，制造、維修要方便。 分析零件加工要素的性質，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結構與參數見夾具裝配圖和零件圖。 1.5零件的車床夾具的加工誤差分析 工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。 如夾具圖所示，在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述： （1）定位誤差 由于C面既是工序基準，又是定位基準，基準不重合誤差為零。工件在夾具上定位時，定位基準與限位基準是重合的，基準位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。 （2）夾具誤差 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對安裝基面C的平行度誤差是0.01. （3）安裝誤差 因為夾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。 （4）加工方法誤差 如車床主軸上安裝夾具基準與主軸回轉軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取 =/3=0.05/3=0.017mm 零件的車床夾具總加工誤差是： 精度儲備： 故此方案可行。 1.6 確定夾具體結構尺寸和總體結構 夾具體設計的基本要求 （1）應有適當的精度和尺寸穩(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或導向元件的表面以及夾具體的安裝基面，應有適當的尺寸精度和形狀精度，它們之間應有適當的位置精度。 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。 （2）應有足夠的強度和剛度 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生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。 （3）應有良好的結構工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。 （4）應便于排除切屑 在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產生不多的情況，可適當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：對于加工過程中切削產生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。 （5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠 夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。 確定夾具體的結構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。 1.7 零件的車床專用夾具簡單使用說明 （1）夾具的總體結構應力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。 （2）當工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉軸線不平衡時，將產生較大的離心力和振動，影響工件的加工質量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產，特別是在轉速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產中，常用適配的方法進行夾具的平衡工作。 （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，還應該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應該加防護罩。 總 結 課程設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，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計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。 課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關鍵一步。 致 謝 這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設計。 這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 7 參 考 文 獻 [1] 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1980。 [2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1995。 [3] 李慶壽。機床夾具設計［Ｍ］。機械工業(yè)出版社，1991。 [4] 李洪。機械加工工藝手冊［Ｍ］。北京出版社，1996。 [5] 上海市金屬切削技術協會。金屬切削手冊［Ｍ］。上海科學技術出版社，2544。 [6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊［Ｍ］?；瘜W工業(yè)出版社，2544。 [7] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995。 [8] [周永強，高等學校課程設計指導[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2542。 [9]?劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987。 [10] 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊［Ｍ］。上?？茖W技術出版社，2542。 [11] 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學。機床夾具設計手冊［Ｍ］.上?？茖W技術出版社，1984。 [12] 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991。 [13] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量[M]，中國計量出版社，2540：9-19。 [14] [王光斗，王春福，機床夾具設計手冊[M]，上?？茖W技術出版社，2540。 [15] 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2545：4-17 常州機電職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）說明書 作 者： 學 號： 系 部： 專 業(yè)： 題 目： 飛錘支架加工工藝及夾具設計 指導者： 評閱者： 年 月 II 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 中 文 摘 要 本設計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計，加工外圓及 孔的車夾具設計。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，本設計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?；鶞蔬x擇以-中間拔叉的輸入軸和 輸出軸的支承孔作為粗基準，以頂面與兩個工藝孔作為精基準。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法鏜孔。 整個加工過程均選用機床。 關鍵詞 飛錘支架，零件，加工工藝，專用夾具，設計 III 畢 業(yè) 設 計 （ 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)程的設計 ...................................................................................................................2 3.1 基準的選擇 ....................................................................................................................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計 ..............................................................................................11 4.1 車床夾具設計要求說明 ..............................................................................................11 4.2 車床夾具的設計要點 ..................................................................................................11 4.3 定位機構 ......................................................................................................................13 4.4 夾緊機構 ......................................................................................................................13 4.5 零件的車床夾具的加工誤差分析 ..............................................................................13 4.6 確定夾具體結構尺寸和總體結構 ..............................................................................14 4.7 零件的車床專用夾具簡單使用說明 ..........................................................................15 總 結 ..................................................................................................................................16 致 謝 ..................................................................................................................................17 參 考 文 獻 ..........................................................................................................................18 1 1零件分析 1.1 零件作用 設計題目所給零件是飛錘支架。它是飛錘調速器上的一個零件，用來連接支撐調速飛 錘，以使飛錘平穩(wěn)轉動，達到改變轉動慣量來調節(jié)轉速的目的。飛錘支架是對稱結構， 通過其中心孔 7 套于轉軸上，而一對飛錘對稱裝于兩對 6 孔中，隨支架一起轉動。當 轉速改變時，飛錘與轉軸夾角也改變，從而改變轉動慣量來調節(jié)轉速。所以，飛錘支架 的加工質量將影響調速器的調速精度。 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 6.5 的圓孔，兩對共四個 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 孔有圓度要求，公差為 0.10。每對 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，對這兩組加工表面而言，可先加工第一組回轉體表面，且應先加工 孔 ，以獲得各回轉體表面的公共精基準，便于定位及保證有關表面位置關系。而0.367 后再加工另一組表面，并保證各有關表面的位置關系。 2.選擇毛坯種類并確定制造方法 合理選擇毛坯類型，使零件制造工藝簡單、生產率高、質量穩(wěn)定、成本降低。飛錘支架 零件材料為球墨鑄鐵。因為零件為成批生產，所以為提高生產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，考慮到飛錘支架運行時經常需要掛倒檔以倒行或輔助轉向，因此 零件在工作過程中經常受到沖擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件 成批生產，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為 2 級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。 3.工藝規(guī)程的設計 3.1 基準的選擇 （1）粗基準的選擇 一般而言，對回轉體加工表面，一毛坯外圓作為粗基準是合理的。但對本零件來說， 若以孔 的外圓做粗基準定位先加工出孔 。再以孔 內圓表面為精基準0.367 0.3670.367 難以定位加工外圓面以及端面，因為孔 直徑太小了，我們在緊接著加工出一個端.0 面來作為基準，在選端面是考慮到加工經濟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，經分析，決定采用四爪單動卡盤 夾持零件小圓 的外表面的大圓，劃線找正以其為粗基準，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 這個統一的精基準，也符合粗基準選用原0.367 則。 （2）精基準的選擇 精基準的選擇主要應該考慮統一基準和基準重合的問題。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 我們大體的設計思路是：我們在考慮加工時先粗加工后精加工，充分加工經濟精度， 3 用精加工保證工件最終尺寸要求。采用四爪單動卡盤夾持零件小圓 的外表面的大0.367 圓，劃線找正以其為粗基準，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 這個統一的精基準。然后加工出通槽，之后把加工通槽右側平面和 的0.367 0.36 外圓時在車床上一次加工出來，通過精車通槽右側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濟精度，加工外圓時沒有再次裝夾造成的 裝夾誤差，從而保證 相對設計基準的尺寸要求，在同一工序中粗精加工分開還能0.319 保證在車外圓時不會破壞通槽右側平面，接下來再鉆孔 4- 時，根據他的設計基準，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計基準加工好的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與設計基準重合。 加上以上的分析，并且由于是成批生產，故采用通用機床配以組合夾具。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。這樣也可以提高機床的生產率，節(jié)省 裝夾工件的時間，減少工件的搬動次數。同時我們的零件相對很小，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準 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，鉸孔 ，并倒角。0.367 工序 90：鉆 ，并锪平 。26.512 工序 100：鉆，擴 ，并倒角。4 說明：之所以把最右端端面和大端面分開在兩個工序中進行加工，主要是因為夾緊力的 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度的 4 螺栓，右端用螺母夾緊。 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 殼體零件材料為 HT200 重量為 1 生產類型為大批量生產，采用砂型機鑄造毛坯。 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，同時又是 7 孔的中心線的基準。粗糙度要求為 6.3，查相關資料知余量留 2.5 比較合適。 3、飛錘支架的孔 毛坯為實心，不鑄造出孔?？椎木纫蠼橛?IT7IT8 之間，參照參數文獻， 2.1確定切削用量及基本工時 工序 II：車 19，15，11 回轉面及其端面 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計算切削用量 (1) 粗車 19mm 端面面 1) 已知毛坯長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) 進給量 f 根據實用機械加工工藝手冊中表 2.4-3,當刀桿尺寸為 1625 mm2 35mm,以及工件直徑為 100 時，f =0.71.0mm/rpa 按 CA6140 車床說明書（見切削手冊）取 f =0.9mm/r 3) 計算切削速度，按切削手冊表 1.27,切削速度的計算公式為(壽命 T=60min) 5 (m/min)vyxpmckfaTCvv 其中： =342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數 見切削手冊表 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)確定機的主軸轉速 ns= = 504r/minWd10cvx10.8 按機床說明書(見工藝手冊表 4.2-8),與 504r/min 相近的機床轉速為 480r/min 及 600r/min?，F選取 =480r/min。wn 所以實際切削速度 v=110r/min/。 5) 切削工時，按工藝手冊表 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的計算與上相似，在此不再累述， 工序 III：鉆，擴，鉸 7 的孔 鉆孔 6mm： 選擇 6mm 高速鋼錐柄標準麻花鉆（見工藝手冊表 3.16） （切削表 2.7 和工藝表 4.216）0.43/fmr機 （切削表 2.15）硬度 20021715incV查 min/r7.5306x1D cn 按機床選取 （工藝表 4.25）r/i8機 6 實際切削速度： min/39.16058x1Dn 機cV 基本工時： （工藝表 6.25）.4.27f機機 lt 擴孔 mm：8.6 選擇 6.8mm 高速鋼錐柄擴孔鉆（工藝表 3.18） 由切削表 2.10 得擴孔鉆擴 6.8mm 孔時的進給量 ，并由工0.78/fmr: 藝表 4.216 取 擴孔鉆擴孔時的切削速度0.72/fmr機 1()23ccV鉆 由切削表 2.15 得 ，故：14incV鉆1()().(/i)2323ccV::鉆 min)/41.273.158.9x70Dn （ ）（ 按機床選取 16機 587.30.n 機機cV 基本工時： 145.02.x16fltji21機 鉸 7H7 孔： 選擇 7mm 高速鋼錐柄機用鉸刀（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 7.543.1784DV10ncc ）（ 按機床選取 min/r6機 8.107機 基本工時： 1854.02.637f2機機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) 進給量 根據機械加工工藝手冊取 f=0.2mm/r 3) 計算切削速度 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) 確定機床主軸轉速 ns= = 1609r/minWdcv916 與 1609r/min 相近的機床轉速為 1750r/min?，F選取 =1750r/min。wn 所以實際切削速度 = =cv10sdnmin/7.35609 5)切削工時，按工藝手冊表 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 12 孔 (1)鉆 6.5mm 孔 機床：Z525 立式鉆床 刀具：根據機械加工工藝手冊表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 4. 1)進給量 取 f=0.13mm/r 2)切削速度V=2434m/min. 取 V=30m/min 8 3)確定機床主軸轉速 ns= = 1469r/minWd10cv5.630 與 1469r/min 相近的機床轉速為 1450r/min。現選取 =2012r/min。wn 所以實際切削速度 = =cv10sdnmi/594.2015.6 5) 切削工時，按工藝手冊表 6.2-1。 t = i ;其中 l=5mm; =4mm; =3mm;mfnlw211l2l t = = =0.0477(min)fl210.3459 (2) 擴 12mm 孔 刀具：根據機械加工工藝手冊表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 6. 1) 進給量 查機械加工工藝師手冊表 28-13，取 f=0.13mm/r 2) 切削速度V=2434m/min. 取 V=30m/min 3) 確定機床主軸轉速 ns= = 786r/minWd10cv1230 與 796r/min 相近的機床轉速為 750r/min?，F選取 =750r/min。wn 所以實際切削速度 = =cv10sdnmin/26.8750 5) 切削工時，按工藝手冊表 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 機床：Z525 立式鉆床 刀具：根據機械加工工藝手冊表 10-61 選取高速鋼麻花鉆 6.5 1) 給量 查機械加工工藝師手冊表 28-13，取 f=0.13mm/r 2) 削速度根據機械加工工藝手冊表 10-70,及 10-66,查得 V=30m/min. 3) 定機床主軸轉速 ns= = 1061r/minWd10cv5.630 ,與 1061r/min 相近的機床轉速為 1012r/min。現選取 =1012r/min。wn 所以實際切削速度 = =cv10sdnmin/6.28109 5) 削工時，按工藝手冊表 6.2-1。 t = i ;其中 l=6mm; =4mm; =3mm;mfnlw211l2l t = = =0.076(min)mfnlw210.3 由于有四個孔所以切削工時為 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 因為加工余量不大，故可在一次走刀內銑完，則 10 map1 2）決定每次進給量及切削速度 根據 X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統剛度。 根據表查出 ，則齒/2.0mfzin13647510rdvns 按機床標準選取 1450wn/min/3.15901vw 當 1450r/min 時nrzfwm /160452. 按機床標準選取 mf 3）計算工時 切削工時：l=50 ， ，則機動工時為l91l32in8.04521xfnltwm 11 4 加工外圓及孔車夾具設計 4.1 車床夾具設計要求說明 車床夾具主要用于加工外圓及孔車夾具設計。因而車床夾具的主要特點是工件加工 表面的中心線與機床主軸的回轉軸線同軸。 （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，還有自行設計的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、 角鐵式和花盤式。這類夾具的特點是加工時隨機床主軸一起旋轉，刀具做進給運動 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 緊機構。 角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉端面時，由 于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設計專用夾具。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 T 形槽，安裝定位元 件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復雜工件的外圓和內孔。這類夾具不 對稱，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運動，夾具做進給運動。 由于后一類夾具應用很少，屬于機床改裝范疇。而生產中需自行設計的較多是安裝 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 車床夾具的設計要點 （1）定位裝置的設計特點和夾緊裝置的設計要求 當加工回轉表面時，要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位裝置 的結構和布置必須保證這一點。 當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯系或相互位置精度要求時，則應以夾具的回 轉軸線為基準來確定定位元件的位置。 工件的夾緊應可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉，故在加工過程中 12 工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉速越高離心力 越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構必須具有足夠的夾 緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊 力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 （2）夾具與機床主軸的連接 車床夾具與機床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具 的回轉軸線與臥式車床主軸軸線應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。 根據徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機床主軸上的安裝連接一般有兩種方式： 1)對于徑向尺寸 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構。 圖 1-b 所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按 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 校正夾具與機床主軸的同軸度。 對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結構，如圖 1-c 所示，過渡盤在其長錐面上 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，以使定心準確、剛度好。 13 圖 1 車床夾具與機床主軸的連接 過渡盤常作為車床附件備用，設計夾具時應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構尺寸，可查閱有關手冊 4.3 定位機構 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 限制工件的六個自由度，才可以達到加工要求。先設計夾具模型如下： 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 移動自由度，X,Y 方向的轉動自由度，支撐釘限制了 Z 方向的轉動自由度。可見，定位方 案選擇合理。 4.4 夾緊機構 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 構時，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點。夾緊裝置的基本要求如下： 1.夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置； 2.夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉動、不震動，又不因夾緊 力過大而使工件表面損傷、變形。 3 夾緊機構的操作應安全、方便、迅速、省力。 4 機構應盡量簡單，制造、維修要方便。 分析零件加工要素的性質，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊 力來源為螺旋力。夾具的具體結構與參數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，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，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，又是定位基準，基準不重合誤差 為零。工件在夾具上定B 位時，定位基準與限位基準是重合的，基準位移誤差 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，以及限位基面相對安裝基面 C 的平行度 誤差是 0.01. （3）安裝誤差 A 因為夾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。 （4）加工方法誤差 G 如車床主軸上安裝夾具基準與主軸回轉軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板 進給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸 伸長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. 精度儲備： 238.6.5.CJ 故此方案可行。 4.6 確定夾具體結構尺寸和總體結構 夾具體設計的基本要求 （1）應有適當的精度和尺寸穩(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或導向元件的表面以及 15 夾具體的安裝基面，應有適當的尺寸精度和形狀精度，它們之間應有適當的位置精度。 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進 行退火處理。 （2）應有足夠的強度和剛度 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生不允許的變形和振 動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。 （3）應有良好的結構工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高， 因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強 度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。 （4）應便于排除切屑 在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的 積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至 發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產生不多的情況，可適當加大定位元件工作 表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產生較多的情況，一般 應在夾具體上設置排屑槽。 （5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠 夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配 合實現的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大， 安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還 應設置吊環(huán)或起重孔。 確定夾具體的結構尺寸，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單使用說明 （1）夾具的總體結構應力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。 （2）當工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉軸線不平衡時，將產生較大的離心 力和振動，影響工件的加工質量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產，特別是在轉速 較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有 兩種：設置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產中，常用適配的方法進行夾具的平衡 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 16 該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應該加防護罩。 總 結 課程設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設 計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進 行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，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計手冊和 AUTOCAD 等 制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。 課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理 論和實踐的結合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非 常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關鍵一步。 17 致 謝 這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但 是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不 足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的 意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設計。 這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝 我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題， 她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。 從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日 日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關 懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習 的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高 的敬意。 18 參 考 文 獻 1 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊 M，上海：上海科學技術出版社，1980。 2 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導 。機械工業(yè)出版社，1995。 3 李慶壽。機床夾具設計 。機械工業(yè)出版社，1991。 4 李洪。機械加工工藝手冊 。北京出版社，1996。 5 上海市金屬切削技術協會。金屬切削手冊 。上海科學技術出版社，2544。 6 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊 ?；瘜W工業(yè)出版社，2544。 7 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計M，重慶：重慶大學出版社，1995。 8 周永強，高等學校課程設計指導M，北京：中國建材工業(yè)出版社，2542。 9 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊M，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社， 1987。 10 王光斗，王春福。機床夾具設計手冊 。上海科學技術出版社，2542。 11 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學。機床夾具設計手冊 .上?？茖W技術出版社，1984。 12 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊M，銀州：寧夏人民出版社，1991。 13 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量M，中國計量出版社，2540：9- 19。 14 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊M，上?？茖W技術出版社，2540。 15 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2545：4-17