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汽車手剎車蹄片拉桿臂加工工藝和夾具設(shè)計
系 名： （四號宋體）
專業(yè)班級： （四號宋體）
學(xué)生姓名： （四號宋體）
學(xué) 號： （四號宋體）
指導(dǎo)教師姓名： （四號宋體）
指導(dǎo)教師職稱： （四號宋體）
年 月
摘要
在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差
II
目錄
目 錄
摘要 II
第1章 緒論 1
第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 2
2.1 零件的分析 2
2.1.1 零件的作用 2
2.1.2 零件的工藝分析 3
2.2 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 3
2.2.1 孔和平面的加工順序 3
2.2.2 孔系加工方案選擇 3
2.3 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 4
2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 4
2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 4
2.4 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工主要工序安排 4
2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6
2.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 6
第3章 專用夾具設(shè)計 12
3.1 研究原始質(zhì)料 12
3.2 設(shè)計要求 12
3.3 夾具的組成 13
3.4 夾具的分類和作用 14
第4章 銑14mm槽夾具設(shè)計 17
4.1設(shè)計要求 17
4.2夾具設(shè)計 17
4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 17
4.2.2 切削力及夾緊力的計算 17
4.3定向鍵與對刀裝置設(shè)計 18
4.4定位誤差的分析 20
4.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 21
結(jié) 論 22
參考文獻(xiàn) 23
致 謝 24
第1章 緒論
學(xué)生通過設(shè)計能獲得綜合運用過去所學(xué)過的全部課程進(jìn)行機械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，為以后做好畢業(yè)設(shè)計、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。它要求學(xué)生綜合運用本課程及有關(guān)先修課程的理論和實踐知識，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計。其目的如下：
①培養(yǎng)學(xué)生解決機械加工工藝問題的能力。通過課程設(shè)計，熟練運用機械技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中定位、加緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的能力。
②培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。
③進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運用和編寫技術(shù)文件等基本技能。
本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。
第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計
2.1 零件的分析
2.1.1 零件的作用
題目給出的零件是汽車手剎車蹄片拉桿臂零件。汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的主要作用是支架軸，保證軸之間的中心距及平行度，并保證正確安裝。因此汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。
,
2.1.2 零件的工藝分析
由汽車手剎車蹄片拉桿臂零件圖可知。汽車手剎車蹄片拉桿臂零件是一個汽車手剎車蹄片拉桿臂零件，它的外表面上有4個平面需要進(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。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：
（1） 以左端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：左端面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為
（2） 以右端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：右端面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為
（3） 以Φ12C11孔為主要加工表面的加工孔。
（4）以2-Φ12C11孔為主要加工表面的加工孔。
（5）以上端槽為主要加工槽。
(6)以下端槽為主要加工槽。
2.2 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
由以上分析可知。該汽車手剎車蹄片拉桿臂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，對于汽車手剎車蹄片拉桿臂零件來說，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。
2.2.1 孔和平面的加工順序
汽車手剎車蹄片拉桿臂零件類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工汽車手剎車蹄片拉桿臂零件上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的加工自然應(yīng)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(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。
汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的加工工藝應(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。
2.2.2 孔系加工方案選擇
汽車手剎車蹄片拉桿臂零件孔系加工方案，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)選擇價格最低的機床。
2.3 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工定位基準(zhǔn)的選擇
2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）保證各重要孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入汽車手剎車蹄片拉桿臂零件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)。即以汽車手剎車蹄片拉桿臂零件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(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，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。
2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇
從保證汽車手剎車蹄片拉桿臂零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證汽車手剎車蹄片拉桿臂零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從汽車手剎車蹄片拉桿臂零件圖分析可知，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(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的裝配基準(zhǔn)，但因為它與汽車手剎車蹄片拉桿臂零件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)計方面都有一定的困難，所以不予采用。
2.4 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工主要工序安排
對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。
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。對于汽車手剎車蹄片拉桿臂零件，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，實際采用的工藝方案是先精加工孔系，然后以支承孔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%—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。
根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工工藝路線確定如下：
工藝路線一：
工序號
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
鍛造
鍛造毛坯
時效
時效
涂漆
涂底漆
10
銑
粗銑精銑兩端面
20
鉆
鉆、擴鉸上方Φ12C11孔、孔口倒角1*45°
30
鉆
鉆、擴下方2-Φ12C11孔、孔口倒角1*45°
40
銑
粗銑上端槽
50
銑
粗銑下端槽
60
檢驗
檢驗
70
入庫
入庫
工藝路線二：
工序號
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
鍛造
鍛造毛坯
時效
時效
涂漆
涂底漆
10
銑
粗銑E、F面
20
鉆
鉆、擴、鉸3-Φ12C11孔、孔口倒角1*45°
30
銑
精銑E、F面
40
銑
粗銑上、下端槽
50
檢驗
檢驗
60
入庫
入庫
以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，
以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案二：
工序號
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
鍛造
鍛造毛坯
時效
時效
涂漆
涂底漆
10
銑
粗銑E、F面
20
鉆
鉆、擴、鉸3-Φ12C11孔、孔口倒角1*45°
30
銑
精銑E、F面
40
銑
粗銑上、下端槽
50
檢驗
檢驗
60
入庫
入庫
2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“汽車手剎車蹄片拉桿臂零件”零件材料采用45號鋼制造，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鍛造毛坯。
（1）底面的加工余量。
根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。
精銑：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。
（3）孔
毛坯為實心，不沖孔。
（4）端面加工余量。
根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下：
粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取。
半精銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》，其加工余量值取為。
2.6確定切削用量及基本工時（機動時間）
工序30：粗銑E、F面
機床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)[10]
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73，取
銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
工序20 鉆、擴、鉸3-Φ12C11孔、孔口倒角1*45°
（1）鉆孔工序
1）背吃刀量=5mm
2）進(jìn)給量 由表5-12，選取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=0.2mm/r
3)切削速度 由表5-22查得，因為工件為45號鋼，v=20m/min，帶入公式得
參照表4-15所列Z525的主軸轉(zhuǎn)速取n=590r/min。實際轉(zhuǎn)速為
確定擴孔切削用量
1)確定進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表28-31, 。根據(jù)Z515機床說明書取f=0.57mm/r。
2）確定切削速度v及n 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表28-33，取。修正系數(shù)：
故
查機床說明書取。實際切削速度為
確定鉸孔切削用量
（1）確定進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-36，，按該表
注4，進(jìn)給量取小植。查Z535說明書取。
（2）確定切削速度v及n 由參考文獻(xiàn)[7]表28-39取。由參考文獻(xiàn)[1]表28-3，得修正系數(shù)，（根據(jù)）
故
查Z515說明書，取n=100r/min,實際鉸孔速度
基本時間的計算
1）鉆孔 查表5-41，=24 mm， =2 mm =5 mm
f=0.2 mm/r, n=590 r/min
帶入
2）擴孔 根據(jù)表5-41，，按=15 ，=1.5，查得=0.56 mm ，
=5.3 mm
3）鉸孔 根據(jù)表5-41及表5-42 查得
=20 mm ，=22 mm ，l=24 mm f=0.4 mm/r , n=140 r/min
輔助時間的計算
根據(jù)經(jīng)驗公式，輔助時間與基本時間的關(guān)系為 =（0.15～0.2）,本例取=0.15，則各工步的輔助時間為：
鉆孔工步：=0.15×15.8=2.37s
擴孔工步：=0.15×33.8=5.07s
精鉸工步：=0.15×45.6=6.84s
其他時間計算
除了作業(yè)時間之外，每件工序的單位時間還包括布置工作地點時間、休息時間與生理需要時間和準(zhǔn)備與終結(jié)時間。由于是大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€工件的準(zhǔn)備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計；布置工作時間是作業(yè)時間的2%～7%，休息與生理需要時間是作業(yè)時間的2%～4%,在此均取3%，則各工序的其他時間（+）可按關(guān)系式（3%+3%）+×(+)計算，他們分別為：
鉆孔：+=6%×（2.37+15.8）=1.09s
擴孔：+=6%×（5.07+33.8）=2.33s
鉸孔：+=6%×（6.84+45.6）=3.15s
單件總時間的計算
鉆孔工步：=15.6+2.37+1.09=19.06s
擴孔工步：=33.8+5.07+2.33=41.2s
鉸孔工步：=45.6+6.84+3.15=55.51s
工序30 精銑E、F面
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73，取
銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
本工序機動時間
工序40 粗銑上、下端槽
機床：銑床
刀具：錯齒三面刃銑刀
切削深度：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表查得切削速度。
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～74，取
實際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
=63mm
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
第3章 專用夾具設(shè)計
3.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來加工14mm槽夾具設(shè)計，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。
3.2 設(shè)計要求
在對工件進(jìn)行機械加工時，為了保證加工的要求，首先要使工件相對道具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。因此，在進(jìn)行機械加工前，先要將工件裝夾好。
機床夾具的組成
1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。
2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。
3、對刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。
4、連接原件 其作用是確定夾具在機床上的正確位置。
5、夾具體 夾具體是機床夾具的基礎(chǔ)件，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。
6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準(zhǔn)確定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。
以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機床夾具的基礎(chǔ)組成部分。
機床的分類
機床夾具種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進(jìn)行分類。
按夾具的使用特點可分為：通用夾具，專用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具，
拼裝夾具。
按使用機床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機床夾具，數(shù)控機床夾具，自動機床夾具，自動線隨行夾具以及其他機床夾具。
3.3 夾具的組成
(1) 定位元件
夾具上的圓柱銷5、菱形銷9和支承板4都是定位元件，通過它們使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。
(2) 夾緊裝置
夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力(切削力等)作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。圖3-3中的螺桿8(與圓柱銷合成一個零件)、螺母7和開口墊圈6就起到了上述作用。
(3) 對刀或?qū)蜓b置
對刀或?qū)蜓b置用于確定刀具相對于定位元件的正確位置。如圖3-3中鉆套l和鉆模板2組成導(dǎo)向裝置，確定了鉆頭軸線相對定位元件的正確位置。銑床夾具上的對刀塊和塞
尺為對刀裝置。
(4) 連接元件
連接元件是確定夾具在機床上正確位置的元件。如圖3-3中夾具體3的底面為安裝基面，保證了鉆套1的軸線垂直于鉆床工作臺以及圓柱銷5的軸線平行于鉆床工作臺。因此，夾具體可兼作連接元件。車床夾具上的過渡盤、銑床夾具上的定位鍵都是連接元件。
(5) 夾具體
夾具體是機床夾具的基礎(chǔ)件，如圖3-3中的件3，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。
(6) 其它裝置或元件
它們是指夾具中因特殊需要而設(shè)置的裝置或元件。
3.4 夾具的分類和作用
（1）按專業(yè)程度劃分
1）通用夾具
通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。
2）專用夾具
專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計制造周期較長、制造費用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。
3）通用可調(diào)夾具和成組夾具
其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。
4）組合夾具
組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。
5）隨行夾具
隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進(jìn)行不同工序的加工。
（2）按使用的機床分類
由于各類機床自身工作特點和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求。按所使用的機床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。
（3）按夾緊動力源分類
根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。
夾具的作用：1．縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率
夾具的使用一般包括兩個過程：其一是夾具本身在機床上的安裝和調(diào)整，這個過程主要是依靠夾具自身的定向鍵、對刀塊來快速實現(xiàn)，或者通過找正、試切等方法來實現(xiàn)，但速度稍慢；其二是被加工工件在夾具中的安裝，這個過程由于采用了專用的定位裝置(如V形塊等)，因此能迅速實現(xiàn)。
2．確保并穩(wěn)定加I精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量
加工過程中，工件與刀具的相對位置容易得到保證，并且不受各種主觀因素的影響，因而工件的加工精度穩(wěn)定可靠。
3．降低對操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動強
由于多數(shù)專用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實現(xiàn)對工件的夾緊，這在很大程度上減少了工人找正和調(diào)整工件的時間與難度，或者根本不需要找正和調(diào)整，所以，這些專用夾具的使用降低了對工人的技術(shù)要求并減輕了工人的勞動強度。
按夾緊的動力源可分為：手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。
工件的裝夾方法
工件裝夾的方法有兩種：
將工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上
將工件裝夾在家具上
采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時，都采用夾具裝夾工件。
采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點：
a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量
b、縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率
c、擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)“一機多能”
d、改善工人的勞動條件，降低生產(chǎn)成本
第4章 銑14mm槽夾具設(shè)計
4.1設(shè)計要求
為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。下面即為銑床夾具銑14mm槽的專用夾具，本夾具將用于X52K銑床。
本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。
4.2夾具設(shè)計
4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知：在對銑14mm槽進(jìn)行加工前，平面進(jìn)行了粗、精銑加工，孔Φ2-Φ12孔進(jìn)行了鉆、擴、鉸加工。因此，定位、夾緊方案有：
方案Ⅰ：選底平面、2-Φ12孔，即一面、心軸和棱形銷定位，夾緊方式選用壓板在心軸上夾緊。
方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式，Φ12孔、工藝孔用短圓柱銷，Φ12孔用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。
為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即為平面；兩銷為的Φ12短圓柱銷和Φ12的棱形銷。
4.2.2 切削力及夾緊力的計算
刀具：立銑刀（硬質(zhì)合金）
根據(jù)《機械加工工藝手冊》可查得：
銑削力計算公式為
圓周分力 式（3-1）
查表可得：
代入公式（3-1）得
=
查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為：
銑削加工產(chǎn)生的水平分力應(yīng)由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。
即： （）
計算出的理論夾緊力F再乘以安全系數(shù)k既為實際所需夾緊力
即： 取k=2
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：
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構(gòu)， 由上述計算易得：
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
4.3定向鍵與對刀裝置設(shè)計
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進(jìn)方向具有正確的位置。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖
根據(jù)T形槽的寬度 a=25mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下：
表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
25
-0.014
-0.045
40
14
6
15
6
24
+0.023
7
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。
由于本道工序是完成后加工，所以選用對刀塊。
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖 3.5 平塞尺圖
塞尺尺寸為：
表 3.2 平塞尺尺寸表
公稱尺寸H
允差d
C
3
-0.006
0.25
4.4定位誤差的分析
該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為79.5。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。
與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴ 兩定位銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
且：L=79.5mm ，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
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
4.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明
如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
21
結(jié) 論
通過這次的課程設(shè)計，我們系統(tǒng)地回顧了相關(guān)專業(yè)的大學(xué)，也深深意識到學(xué)習(xí)的重要性，認(rèn)識到設(shè)計是一種學(xué)習(xí)的方式。在設(shè)計過程中，我們使用的系統(tǒng)設(shè)計方法和相關(guān)設(shè)計軟件（如AutoCAD），熟悉設(shè)計相關(guān)的信息（包括手冊，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范）和實證估計有了一定程度的提高，在計算機和方便的參考書籍和手冊的情感設(shè)計和幫助。
通過這次課程設(shè)計，機械制造過程更系統(tǒng)的了解一般的過程，學(xué)習(xí)和掌握整個設(shè)計過程中，有一個科學(xué)的設(shè)計方法是更嚴(yán)格的。課程設(shè)計的基本理論知識，可以學(xué)習(xí)使用，定位和夾緊工件加工的正確的解決方案，選擇合理的設(shè)計方案，進(jìn)行必要的計算，效率高的項目的設(shè)計以滿足高質(zhì)量的要求，基于降低成本基本理論知識，進(jìn)行必要的計算設(shè)計，高質(zhì)量，高效率夾具，成本低。清晰的過程，了解情況之前，機床刀具和加工，課程設(shè)計有很大的收獲我的。但也有許多地方都在辛苦的工作。但教師思想教育比平常更多，認(rèn)為他們的社會責(zé)任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負(fù)責(zé)，一絲不茍。
在設(shè)計和分析使我感到更多的設(shè)計思路，提高我們的學(xué)習(xí)能力，和我們討論的問題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過這次的課程設(shè)計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細(xì)心。課程設(shè)計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。
遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 25
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43
致 謝
課程設(shè)計是大學(xué)知識的綜合運用，相關(guān)的專業(yè)知識，是知識在實踐中的應(yīng)用。通過本次課程設(shè)計，使我的專業(yè)知識是在原有的基礎(chǔ)上鞏固和提高，也不能沒有老師和同學(xué)的幫助。分析設(shè)計是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析過程中，陰長城的老師給了我很大的鼓勵，在設(shè)計和分析使我感到更多的設(shè)計思路，提高我們的學(xué)習(xí)能力，和我們討論的問題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過這次的課程設(shè)計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細(xì)心。課程設(shè)計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但教師思想教育比平常更多，認(rèn)為他們的社會責(zé)任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負(fù)責(zé)，一絲不茍。
本課程設(shè)計是在老師的指導(dǎo)下完成的。老師讓我受益不淺，他淵博的知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)格，高度的責(zé)任感。在做設(shè)計的過程中也遇到了很多問題，老師給了我很多的關(guān)心和幫助，并總是問指導(dǎo)我們的設(shè)計過程。
通過這次的課程設(shè)計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細(xì)心。設(shè)計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但教師思想教育比平常更多，病人，認(rèn)為他們的社會責(zé)任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負(fù)責(zé)，一絲不茍。說實話，課程設(shè)計真是有點累了。然而，其設(shè)計結(jié)果，課程設(shè)計仔細(xì)回味的旅程，一個罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡。頓消。雖然這是我剛學(xué)的第一個走，一點在我的生命中的成功，但它讓我覺得更成熟了。
因為畢業(yè)的時候，很多人應(yīng)該知道的地方都沒有時間去仔細(xì)地去追求，但是我相信，方向是最重要的，因為方向，將用最少的精力去做事情，這工作，我的人生。因為在實際生產(chǎn)生活，工作是千差萬別的，只有找到自己最喜歡的，最有前途的工作，有更多的熱心人士，但也是最有可能在自己的崗位上做出一定的貢獻(xiàn)。