車床曲柄工藝及銑24槽夾具設(shè)計(jì)

24頁 9600字?jǐn)?shù)+論文說明書+任務(wù)書+9張CAD圖紙【詳情如下】

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車床曲柄工藝及銑24槽夾具設(shè)計(jì)說明書.doc

車床曲柄零件圖.dwg

過程卡片.dwg

銑槽夾具裝配圖.dwg

目  錄

設(shè)計(jì)任務(wù)書

一、 夾具特點(diǎn)及零件的分析…………………………………(3)

1.1、夾具特點(diǎn)…………………………………………………(4)

1.2、零件的分析………………………………………………(9)

二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………………………………(10)

2.1、確定毛坯的制造形式……………………………………(12)

2.2、基面的選擇………………………………………………(16)

      2.3、制訂工藝路線……………………………………………(17)

      2.4、機(jī)械加工余量工序尺寸及毛坯尺才的確定……………(18)

      2.5、確定切削用量及基本工時(shí)………………………………(19)

三、 夾具設(shè)計(jì)………………………………………………(21)

四、 參考文獻(xiàn)………………………………………………(23)

一、夾具特點(diǎn)

1.1夾具的特點(diǎn)

機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔助工具”。輔助工具有時(shí)也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi)。按照機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。

通用夾具是在普通機(jī)床上一般都附有通用夾具,如車床上的卡盤,銑床上的回轉(zhuǎn)工作臺(tái),分度頭,頂尖座等。它們都一標(biāo)準(zhǔn)化了,具有一定的通用性,可以用來安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進(jìn)行特殊的調(diào)整。但是,在實(shí)際生產(chǎn)中,通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要;或者因?yàn)樯a(chǎn)率低而必須把通用夾具進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn);或者由于工件的形狀,加工的要求等的不同須專門設(shè)計(jì)制造一種專用夾具,以解決生產(chǎn)實(shí)際的需要。

專用夾具是為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計(jì)制造的,其功用主要有下列幾個(gè)方面:

1.保證工件被加工表面的位置精度,例如與其他表面間的距離精度,平行度,同軸度等。對(duì)于外行比較復(fù)雜,位置精度要求比較高的工件,使用通用夾具進(jìn)行加工往往難以達(dá)到精度要求。

2.縮短了工序時(shí)間,從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。進(jìn)行某一工序所需要的時(shí)間,其中主要包括加工工件所需要的機(jī)動(dòng)時(shí)間和裝卸工件等所需要的輔助時(shí)間兩部分。采用專用夾具后,安裝工件和轉(zhuǎn)換工位的工作都可以大為簡(jiǎn)化,不再需要畫線和找正,縮短了工序的輔助時(shí)間并且節(jié)省了畫線這個(gè)工序,從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率.在生產(chǎn)中由于采用了多工件平行加工的夾具,使同時(shí)加工的幾個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間將與加工一個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間相同。采用回轉(zhuǎn)式多工位連續(xù)加工夾具,可以在進(jìn)行切削加工某個(gè)工件的同時(shí),進(jìn)行其它工件的裝卸工作,從而使輔助時(shí)間與機(jī)動(dòng)時(shí)間相重合?？傊?隨著專用夾具的采用和進(jìn)一步改善,可以有效地縮短工序時(shí)間,滿足生產(chǎn)不斷發(fā)展的需要。

3.采用專用夾具還能擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。例如在普通車床上附加鏜模夾具后,便可以代替鏜床工作;裝上專用夾具后可以車削成型表面等,以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。

4.減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,保障安全生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)需要,采用一些氣動(dòng),液壓或其它機(jī)械化,自動(dòng)化程度較高的專用夾具,對(duì)于減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全和產(chǎn)品的穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)都有很大作用。加工大型工件時(shí),例如加工車床床身上,下兩面上的螺孔,需要把床身工件翻轉(zhuǎn)幾次進(jìn)行加工,勞動(dòng)強(qiáng)度大而且不安全。采用電動(dòng)回轉(zhuǎn)式鉆床家具后,就能夠達(dá)到提高生產(chǎn)效率,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全的目的。

專用夾具在生產(chǎn)上起著很大的作用,那么是不是在任何場(chǎng)合都要設(shè)計(jì)和采用呢!這個(gè)問題就是具體問題具體的分析。上面說的關(guān)于專用夾具在生產(chǎn)中的作用,只是事物的一個(gè)方面。另一方面,由于夾具的設(shè)計(jì),制造和所用的材料等須消耗一定的費(fèi)用,增加了產(chǎn)品的成本。因之,在什么情況下采用什么樣的夾具才是經(jīng)濟(jì)合算的,這是一個(gè)大問題,特別對(duì)于重大的,設(shè)計(jì)制造工作量大的專用夾具需與工人師傅等三結(jié)合共同研究解決。事物總是一分為二的,專用夾具也存在缺點(diǎn),即專用夾具的專用性和產(chǎn)品多樣性的矛盾。由于專用夾具只適用于一個(gè)工件加工的某一個(gè)工序,因而隨著產(chǎn)品品種的不斷增多,夾具數(shù)量也不斷上升,造成存放和管理上的困難;而當(dāng)某產(chǎn)品不再進(jìn)行生產(chǎn)時(shí),原來的夾具一般都無法重新利用,造成浪費(fèi).同時(shí),專用夾具的設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)間周期長(zhǎng),與生產(chǎn)的迅速發(fā)展也有矛盾。但是在當(dāng)前成批生產(chǎn)的機(jī)械工廠中,多數(shù)還是采用通用機(jī)床加上專用夾具進(jìn)行工件的機(jī)械加工。

可調(diào)整夾具是為了擴(kuò)大夾具的使用范圍,彌補(bǔ)專用夾具只適用與一個(gè)工件的某一特定工序的缺點(diǎn),正在逐步推廣使用可調(diào)整式的夾具。可調(diào)整式夾具一般可分為標(biāo)準(zhǔn)化夾具,成組夾具和組合夾具等。

1.標(biāo)準(zhǔn)化夾具:標(biāo)準(zhǔn)化夾具就是利用本廠已規(guī)格化了的部分或全部標(biāo)準(zhǔn)零件裝配成的專用夾具。專用夾具中的大件,如夾具體,以及定位元件,夾緊件和機(jī)械夾緊用的氣缸部件等,經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化,尺寸規(guī)格化后有利于工廠成批準(zhǔn)備配件,成批加工,這樣可使夾具的設(shè)計(jì),制造工作加快,節(jié)省費(fèi)用。另外,當(dāng)產(chǎn)品更改,夾具不再使用時(shí)可以拆開,把標(biāo)準(zhǔn)零件保存起來,備以后使用。

2.成組夾具:多品種,小批量生產(chǎn)的機(jī)械加工車間中,往往可以采用成組加工法。采用成組加工法,是把多種產(chǎn)品的零件按加工所用的機(jī)床和刀具,夾具等工藝裝備的共性分組,同一組的零件能在同一臺(tái)機(jī)床上用共同的工藝裝備和調(diào)整方法進(jìn)行加工。例如分成軸類,套類,盤類,齒輪,杠桿,支架類等各種零件。成組夾具就是根據(jù)一組安裝方法相類似的零件而設(shè)計(jì)的,只要稍作調(diào)整或更換夾具上的某些定位,夾緊件,就可以從加工某一工件轉(zhuǎn)為加工另一工件。

3.組合夾具:組合夾具是有一套專門設(shè)計(jì)制造,便于組裝和拆卸的有各種不同的形狀,不同尺寸規(guī)格并且有完全互換性和耐磨性的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件所組成。利用這些元件和合件,根據(jù)加工工件的需要可以組裝成車,磨,銑,刨,鉆,鏜等工序用的各種不同的機(jī)床夾具。夾具使用完畢,可以方便的拆開,洗凈元件存放起來,留待以后組裝新夾具時(shí)再用。因之組合夾具是具有高度標(biāo)準(zhǔn)化和系列化元件的新型工藝裝備。關(guān)于組合夾具的問題,其設(shè)計(jì)原理基本相同。

結(jié) 束 語

真是感慨萬千。它使我從中學(xué)到了以前在課堂上根本就學(xué)不到的東西！

在這次設(shè)計(jì)過程中，使我真正的認(rèn)識(shí)到自己的不足之處，以前上課沒有學(xué)到的知識(shí)，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識(shí)的重要性。

這次設(shè)計(jì)將我以前學(xué)過的機(jī)械制造工藝學(xué)、公差與配合、機(jī)械制圖、機(jī)械基礎(chǔ)等知識(shí)很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線、鞏固所學(xué)的作用。

在設(shè)計(jì)中掌握了如何利用AUTOCAD和一些計(jì)算機(jī)軟件，因?yàn)閷W(xué)的時(shí)間長(zhǎng)了，因此在開始畫圖的時(shí)候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但現(xiàn)在已經(jīng)可以熟練的運(yùn)用了。CAD制圖不管是現(xiàn)在，對(duì)以后工作也是有很大的幫助的。

謝  辭

首先感謝我的指導(dǎo)老師，在設(shè)計(jì)過程中，老師幫我指出了設(shè)計(jì)中的許多不足，細(xì)心幫我解答了許多疑難問題。感謝老師的悉心指教！

在課題的研究過程中，得到了本班同學(xué)的大力支持，在此表示由衷的感謝!

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉守勇,陳殿學(xué)，劉彥竹，機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具 ,機(jī)械工業(yè)出版社,1999.10

[2]徐嘉元,曾家駒，機(jī)械制造工藝學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社,2007.1

[3]文斌主編，管接頭和管件選用手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社,2006.1

[4]王光斗,王春福,張繼信等，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980.1

[5]鄧昭銘，張瑩，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，高等教育出版社，第二版，2000.7

[6]陳于萍，周兆龍，何小龍，互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)，第二版，2007.2

[7]王孝達(dá)主編，金屬工藝學(xué)，高等教育出版社，1997.7

[8]劉小年,陳婷,崔建軍,機(jī)械制圖,第二版，機(jī)械工業(yè)出版社，2004.5

[9]丁樹模,周驥平主編,液壓傳動(dòng),第二版，2006.1

[10]范厚軍主編，緊固件手冊(cè)，江西科學(xué)技術(shù)出版社，2004.1

[11]劉承啟主編，新編銑工計(jì)算手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，2001.5

[12]孫靖民，米成秋主編，機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社1986.5

機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 車床曲柄工藝及夾具設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： - 1 - 目 錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、 夾具特點(diǎn)及零件的分析????????????? (3) 具特點(diǎn)??????????????????? (4) 件的分析?????????????????? (9) 二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)???????????????? (10) 定毛坯的制造形式?????????????? (12) 面的選擇?????????????????? (16) 訂工藝路線????????????????? (17) 械加工余量工序尺寸及毛坯尺才的確定????? (18) 定切削用量及基本工時(shí)???????????? (19) 三、 夾具設(shè)計(jì)?????????????????? (21) 四、 參考文獻(xiàn)???????????????? ?? (23) - 2 - 一、夾具特點(diǎn) 具的特點(diǎn) 機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置 :至于裝夾各種刀具用的裝置 ,則一般稱為“輔助工具 ” 。輔助工具有時(shí)也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi)。按照機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍 ,一般可分為通用夾具 ,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。 通用夾具是在普通機(jī)床上一般都附有通用夾具 ,如車床上的卡盤 ,銑床上的回轉(zhuǎn)工作臺(tái) ,分度頭 ,頂尖座等。它們都一標(biāo)準(zhǔn)化了 ,具有一定的通用性 ,可以用來安裝 一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進(jìn)行特殊的調(diào)整。但是 ,在實(shí)際生產(chǎn)中 ,通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要 ;或者因?yàn)樯a(chǎn)率低而必須把通用夾具進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn) ;或者由于工件的形狀 ,加工的要求等的不同須專門設(shè)計(jì)制造一種專用夾具 ,以解決生產(chǎn)實(shí)際的需要。 專用夾具是為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計(jì)制造的 ,其功用主要有下列幾個(gè)方面 : 例如與其他表面間的距離精度 ,平行度 ,同軸度等。對(duì)于外行比較復(fù)雜 ,位置精度要求比較高的工件 ,使用通用夾具進(jìn)行加工往往難以達(dá)到精度要求。 從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。進(jìn)行某一工序所需要的時(shí)間 ,其中主要包括加工工件所需要的機(jī)動(dòng)時(shí)間和裝卸工件等所需要的輔助時(shí)間兩部分。采用專用夾具后 ,安裝工件和轉(zhuǎn)換工位的工作都可以大為簡(jiǎn)化 ,不再需要畫線和找正 ,縮短了工序的輔助時(shí)間并且節(jié)省了畫線這個(gè)工序 ,從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率 使同時(shí)加工的幾個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間將與加工一個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間相同。采用回轉(zhuǎn)式多工位連續(xù)加工夾具 ,可以在進(jìn)行切削加工某個(gè)工件的同時(shí) ,進(jìn)行其它工件的裝卸工作 ,從而使輔助時(shí)間與機(jī)動(dòng)時(shí)間相重合?？傊?,隨 著專用夾具的采用和進(jìn)一步改善 ,可以有效地縮短工序時(shí)間 ,滿足生產(chǎn)不斷發(fā)展的需要。 如在普通車床上附加鏜模夾 - 3 - 具后 ,便可以代替鏜床工作 ;裝上專用夾具后可以車削成型表面等 ,以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。 保障安全生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)需要 ,采用一些氣動(dòng) ,液壓或其它機(jī)械化 ,自動(dòng)化程度較高的專用夾具 ,對(duì)于減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 ,保障生產(chǎn)安全和產(chǎn)品的穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)都有很大作用。加工大型工件時(shí) ,例如加工車床床身上 ,下兩面上的螺孔 ,需要把床身工件翻轉(zhuǎn)幾次進(jìn)行加工 ,勞動(dòng)強(qiáng)度大而且不安全。采用電動(dòng)回轉(zhuǎn)式鉆床家具后 ,就能夠達(dá)到提高生產(chǎn)效率 ,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 ,保障生產(chǎn)安全的目的。 專用夾具在生產(chǎn)上起著很大的作用 ,那么是不是在任何場(chǎng)合都要設(shè)計(jì)和采用呢 !這個(gè)問題就是具體問題具體的分析。上面說的關(guān)于專用夾具在生產(chǎn)中的作用 ,只是事物的一個(gè)方面。另一方面 ,由于夾具的設(shè)計(jì) ,制造和所用的材料等須消耗一定的費(fèi)用 ,增加了產(chǎn)品的成本。因之 ,在什么情況下采用什么樣的夾具才是經(jīng)濟(jì)合算的 ,這是一個(gè)大問題 ,特別對(duì)于重大的 ,設(shè)計(jì)制造工作量大的專用夾具需與工人師傅等三結(jié)合共同研究解決。事物總是一分為二的 ,專用夾具也存在缺點(diǎn) ,即專用夾 具的專用性和產(chǎn)品多樣性的矛盾。由于專用夾具只適用于一個(gè)工件加工的某一個(gè)工序 ,因而隨著產(chǎn)品品種的不斷增多 ,夾具數(shù)量也不斷上升 ,造成存放和管理上的困難 ;而當(dāng)某產(chǎn)品不再進(jìn)行生產(chǎn)時(shí) ,原來的夾具一般都無法重新利用 ,造成浪費(fèi) 專用夾具的設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)間周期長(zhǎng) ,與生產(chǎn)的迅速發(fā)展也有矛盾。但是在當(dāng)前成批生產(chǎn)的機(jī)械工廠中 ,多數(shù)還是采用通用機(jī)床加上專用夾具進(jìn)行工件的機(jī)械加工。 可調(diào)整夾具是為了擴(kuò)大夾具的使用范圍 ,彌補(bǔ)專用夾具只適用與一個(gè)工件的某一特定工序的缺點(diǎn) ,正在逐步推廣使用可調(diào)整式的夾具?？烧{(diào)整式夾具一般可分為標(biāo)準(zhǔn)化夾具 ,成組夾具和組合夾具等。 標(biāo)準(zhǔn)化夾具就是利用本廠已規(guī)格化了的部分或全部標(biāo)準(zhǔn)零件裝配成的專用夾具。專用夾具中的大件 ,如夾具體 ,以及定位元件 ,夾緊件和機(jī)械夾緊用的氣缸部件等 ,經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化 ,尺寸規(guī)格化后有利于工廠成批準(zhǔn)備配件 ,成批加工 ,這樣可使夾具的設(shè)計(jì) ,制造工作加快 ,節(jié)省費(fèi)用。另外 ,當(dāng)產(chǎn)品更改 ,夾具不再使用時(shí)可以拆開 ,把標(biāo)準(zhǔn)零件保存起來 ,備以后使用。 - 4 - 多品種 ,小批量生產(chǎn)的機(jī)械加工車間中 ,往往可以采用成組加工法。采用成組加工法 ,是把多種產(chǎn)品的零件按加工所用的機(jī)床和刀具 ,夾具等工藝裝備的 共性分組 ,同一組的零件能在同一臺(tái)機(jī)床上用共同的工藝裝備和調(diào)整方法進(jìn)行加工。例如分成軸類 ,套類 ,盤類 ,齒輪 ,杠桿 ,支架類等各種零件。成組夾具就是根據(jù)一組安裝方法相類似的零件而設(shè)計(jì)的 ,只要稍作調(diào)整或更換夾具上的某些定位 ,夾緊件 ,就可以從加工某一工件轉(zhuǎn)為加工另一工件。 組合夾具是有一套專門設(shè)計(jì)制造 ,便于組裝和拆卸的有各種不同的形狀 ,不同尺寸規(guī)格并且有完全互換性和耐磨性的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件所組成。利用這些元件和合件 ,根據(jù)加工工件的需要可以組裝成車 ,磨 ,銑 ,刨 ,鉆 ,鏜等工序用的各種不同的機(jī)床夾具。夾具使用完 畢 ,可以方便的拆開 ,洗凈元件存放起來 ,留待以后組裝新夾具時(shí)再用。因之組合夾具是具有高度標(biāo)準(zhǔn)化和系列化元件的新型工藝裝備。關(guān)于組合夾具的問題 ,其設(shè)計(jì)原理基本相同。 在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的夾具很多 ,分類方法也有很多種。通常還可按使用夾具的工序不同分為車床夾具 ,銑床夾具??等 ;還可以根據(jù)在機(jī)床上運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)歸并成以下幾類： (1)車床類夾具 :包括車床 ,內(nèi)外圓磨床 ,螺紋磨床用夾具 ,其特點(diǎn)是夾具與工件一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 (2)銑床類夾具 :包括銑床 ,刨床 ,平面磨床等機(jī)床用夾具 ,其特點(diǎn)是夾具固定字工作臺(tái)上 ,只作縱向或橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng) 或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 (3)鉆 ,鏜床類夾具 :用于在鉆床上鉆 ,擴(kuò) ,鉸等工序或在鏜孔工序 ,其實(shí)就是夾具固定在機(jī)床上 ,刀具通過夾具上的導(dǎo)向裝置進(jìn)行送進(jìn)運(yùn)動(dòng)。 上述的各種夾具都是固定在機(jī)床上的 ,但是在自動(dòng)線加工中 ,有的夾具帶著工件由生產(chǎn)線的輸送裝置 ,挨著每臺(tái)機(jī)床逐步向前輸送 ,這類夾具通常稱為“隨行夾具”。自動(dòng)線上的隨行夾具除了完成工件的定位 ,支承和夾緊外 ,還帶著工件沿自動(dòng)線的加工機(jī)床進(jìn)行定位 (相對(duì)于每臺(tái)機(jī)床的刀具位置 ),夾緊 ,待加工完了再自動(dòng)送至下一臺(tái)機(jī)床加工 ,以便通過自動(dòng)線的各臺(tái)機(jī)床 ,完成工件的全部工序加工。隨行夾具主要 適用于采用組合機(jī)床自動(dòng)線加工 ,但又無良好的輸送基面和定位基面的工件 ,以便將這種畸形工件先裝夾于基面完整的隨行 - 5 - 夾具上 ,然后在通過自動(dòng)線進(jìn)行加工。對(duì)一些有色金屬等軟件性材料的工件 ,雖然具有良好的輸送基面 ,但為了保護(hù)工件的基面不受劃傷 ,有時(shí)也采用隨行夾具。 通用可調(diào)夾具 ,若產(chǎn)品中有若干零件具有相似性 ,有選用通用可調(diào)整夾具的可能 ,應(yīng)進(jìn)一步探索 ,應(yīng)用下面三方面分析判斷： (1)工件結(jié)構(gòu)要素的相似性 ,主要是被加工表面形式和部位的相似 ,工序內(nèi)容和技術(shù)要求基本相似 ;能有相似或相同的定位基準(zhǔn)和定位方式。 (2)有可能采用功能 相同的定位方式和夾緊方式 (包括夾緊動(dòng)力源 )。 (3)工件尺寸要素相似 ,如定位基準(zhǔn)和外廓尺寸的近似程度 ,看能否使用 ,可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)緊湊 ,布局協(xié)調(diào)的夾具。 綜上所述 ,機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展 ,機(jī)床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機(jī)械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項(xiàng)重要任務(wù)。 具的發(fā)展趨勢(shì) 工業(yè)設(shè)計(jì)是人類社會(huì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，從英國(guó)莫里斯的 “ 工藝美術(shù)運(yùn)動(dòng) ” ，到德國(guó)的包豪斯設(shè)計(jì)革命以及美國(guó)的廣泛傳播與推廣，工 業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過了醞釀，探索，形成，發(fā)展百余年的歷史滄桑。時(shí)至今日，工業(yè)設(shè)計(jì)已成為一門獨(dú)立的專業(yè)學(xué)科，并且有一套完整的研究體系。 1980 年國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)理事會(huì)（ 工業(yè)作了明確定義： “ 就批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言，憑借訓(xùn)練，技術(shù)知識(shí)，經(jīng)驗(yàn)及視覺感受，而預(yù)示材料 、結(jié)構(gòu) 、 構(gòu)造 、 形態(tài) 、 色彩 、 表面加工，裝飾以新的品質(zhì)和規(guī)格，叫做工業(yè)設(shè)計(jì)。根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況，工業(yè)設(shè)計(jì)師應(yīng)在上述工業(yè)產(chǎn)品全部側(cè)面或其中幾個(gè)方面進(jìn)行工作，而且需要工業(yè) 設(shè)計(jì)師對(duì)包裝 、 宣傳 、 展示，市場(chǎng)開發(fā)等問題的解決付出自己的技術(shù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及視覺評(píng)價(jià)能力 時(shí)，這也屬于工業(yè)設(shè)計(jì)的范疇 ” 。 材料 、 結(jié)構(gòu) 、 工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計(jì)； - 6 - 另一方面，技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)美學(xué)的觀點(diǎn)看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的 “ 功能 ” 作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに?，就能夠?chuàng)造出實(shí)用，美觀，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的 “ 功能 ” 。 任何設(shè)計(jì)都是時(shí)代的產(chǎn)物，它的不同的面貌，不同的特征反映著不同歷史時(shí)期的科學(xué)技術(shù)水平。技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料， 加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個(gè)環(huán)節(jié)的變革，便會(huì)引起整個(gè)機(jī)體的變化。 具的設(shè)計(jì)步驟 按在夾具中的作用 ,地位結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ,組成夾具的元件可以劃分為以下幾類 : (1)定位元件及定位裝置； (2)夾緊元件及定位裝置 (或者稱夾緊機(jī)構(gòu) )； (3)夾具體； (4)對(duì)刀 ,引導(dǎo)元件及裝置 (包括刀具導(dǎo)向元件 ,對(duì)刀裝置及靠模裝置等 )； (5)動(dòng)力裝置； (6)分度 ,對(duì)定裝置； (7)其它的元件及裝置 (包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機(jī)床相連接用的緊固螺釘 ,銷釘 ,鍵和各種手柄等 )； 每個(gè)夾具不一定所 有的各類元件都具備 ,如手動(dòng)夾具就沒有動(dòng)力裝置 ,一般的車床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反之 ,按照加工等方面的要求 ,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機(jī)構(gòu) ,例如在有的自動(dòng)化夾具中必須有上下料裝置。 在專用夾具設(shè)計(jì)中，除要考慮工件的定位、夾緊和夾具結(jié)構(gòu)外，還需要進(jìn)行夾具總圖上尺寸公差及技術(shù)要求的標(biāo)注，工件在夾具中的加工的精度分析，夾具的經(jīng)濟(jì)分析等。 - 7 - （ 1）保證工件的加工精度 專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求 。 （ 2）提高生產(chǎn)率 專用夾具的復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小選用不同復(fù)雜程度的快速高效定位與夾緊裝置，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 （ 3）工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、合理、便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。 專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)，當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時(shí)，夾具上應(yīng)設(shè)置修配結(jié)構(gòu)，如適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙、可修磨的墊片等。 （ 4）使用性好 專用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)單、省力、安全可靠，排屑方便，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。 （ 5）經(jīng)濟(jì)性好 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外， 還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案驚醒必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。 - 8 - 車床曲柄這個(gè)零件從零件圖上可以看出，加工任務(wù)如下： 1． 以 為中心的加工表面加工。 2. 鉆 ?10， ?30。 3. 銑槽 24 - 9 - 一、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一）確定毛坯的制造形式 零件材料為 慮到該零件在車床中的受力并保證零件的工作可靠性，零件為大批生產(chǎn)，而且零件的尺寸不大，因此，毛坯可采用金屬模砂型鑄造。 （二）基面的 選擇 基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：以上下表面和兩 側(cè)面作為粗基準(zhǔn)，以消除 z ， x ， y 三個(gè)自由度，用以消除 x ， y ， z 三個(gè)自由度，達(dá)到完全定位。 對(duì)于精基準(zhǔn)而言，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。 （三） 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 工序Ⅰ 銑端面。 工序Ⅱ 鉆 、擴(kuò)孔 ?30， ?10。 工序Ⅲ 倒角。 工序Ⅳ 鉆 。 工序Ⅴ 粗精銑上表面。 工序Ⅵ 粗精銑兩端面。 工序Ⅶ 銑槽 24 ㎜。 工序Ⅷ 攻螺紋 工序Ⅸ 去毛刺。 工序Ⅹ 檢查。 - 10 - 四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “車床曲柄”零件材料為 坯重量約為 產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)， 采用金屬砂型鑄造。 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. 銑端面 考慮左端面的粗糙度 照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 —— 以下簡(jiǎn)稱“手冊(cè)”，表 1— 43， 確定工序尺寸為 Z=中粗加工的加工余量 Z=加工的加工余量 Z=端面沒有粗糙度要求，只要求粗加工，所以余量定位 2. 鉆、擴(kuò)孔 ?30， ?10。 鉆孔 ?10 ㎜： 鉆孔： ?20㎜ 擴(kuò)鉆： ?30 ㎜ 2Z=10 ㎜ 3．銑表面 根據(jù)“手冊(cè)”表 1— 49，取上表面的機(jī)械加工余量為 ，下表面的余量為 粗銑上表面 Z= 精銑上表面的臺(tái)階面 Z= 粗銑下表面 Z= 4. 銑槽 24㎜ 粗銑 20㎜ 2Z= 半精銑 24㎜ 2Z= 毛坯制造尺寸及技術(shù)要求見毛坯圖。 （五）確定切削用量及基本工時(shí) 工序Ⅰ：銑端面。 1）粗銑左端面 αf= (表 3ν =s（ 21m/ (表 3 - 11 - 采用高速三面刃銑刀， 75數(shù) Z=16。 ns=?π v = ? =s (按機(jī)床選取 s （表 4— 17） 故實(shí)際切削速度ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí) l=751753mm ? ?? α= 17557 ?? ??=）粗銑右端面 粗銑右端面的進(jìn)給量、切削速度和背吃刀量與粗銑左端面的切削用量相 同。 切削工時(shí) l=451753mm ? ?? α= 17554 ?? ??=）精銑左端面 αf= (表 3ν =s（ 18m/ (表 3采用高速三面刃銑刀， 75數(shù) Z=16。 ns=?π v = ? =s (按機(jī)床選取 s （表 4— 17） 故實(shí)際切削速度ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí) l=751753- 12 - ? ?? α= 17557 ?? ??=序Ⅱ：鉆、擴(kuò)孔 ?30， ?10 孔 1）鉆孔 ? 10㎜ f=r· (表 3— 38) ν =s （ 21m/ （表 3— 42） ns=?π v = ? =s (334r/按機(jī)床選取 38r/s 故實(shí)際切削速度 ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí) l=80 102mm tm=f???0108 ? ??=23s （ 2）擴(kuò)孔 ? 30 ㎜ f= (表 3— 54) ν =s （ ns=?π v = ? =s (按機(jī)床選取 36r/s 故實(shí)際切削速度 ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí) l=80 3tm=f?????=35s （ - 13 - 工序Ⅲ：倒角 f=(表 3— 17) ν =s （參照表 3— 21） ns=?π v = ? =s (378r/按機(jī)床選取 80r/s 切削工時(shí) l= tm=f?? ??=14s （ 工序 Ⅳ ：鉆 f= (表 3— 54) ν =s （ ns=?π v = ? =s (按機(jī)床選取 36r/s 故實(shí)際切削速度 ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí) l=82 3tm=f?????=38s （ 工序 Ⅴ ：銑上、下表面 1）粗銑上表面的臺(tái)階面 αf= (表 3ν =s（ 18m/ (表 3采用高速三面刃銑刀， 75數(shù) Z=16。 - 14 - ns=?π v = ? =s (33r/按機(jī)床選取 0r/s （表 4— 17） 故實(shí)際切削速度ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí) l=801753mm ? ?? α= 17580 ?? ??=215s=）精銑臺(tái)階面 αf= (表 3ν =s（ 18m/ (表 3采用高速三面刃銑刀， 75數(shù) Z=16。 ns=?π v = ? =s (33r/按機(jī)床選取 0r/s （表 4— 17） 故實(shí)際切削速度ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí) l=801753mm ? ?? α= 17580 ?? ??=467s=）粗銑下表面保證尺寸 35 ㎜ 本工步的切削用量與工步 1）的切削用量相同 切削工時(shí) l=401753- 15 - ? ?? α= 17540 ?? ??=序 Ⅵ：鉆 2孔（ ? ） f= /r (表 3— 38) ν =s （參照 表 3— 42） ns=?π v = ? =s (按機(jī)床選取 60r/6r/s 故實(shí)際切削速度ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí)（表 7— 5） l= 43㎜ tm=? ??=（ 工序 Ⅶ：銑槽 24 1）粗銑 α f =(表 3ν =s（ 21m/ (表 3采用粗齒直柄立銑刀， 6數(shù) Z=3。 ns=?π v = ? =s (358.2/按機(jī)床選取 80r/s （表 4— 16） 故實(shí)際切削速度ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí) l=3420- 16 - ? ?? α= 234 ?? ??=19s 因?yàn)橐叩秲纱危郧邢鞴r(shí)為 38s。 2）精銑槽 α f =s(表 3ν =0. 25m/s（ 15m/ (表 3采用細(xì)齒直柄立銑刀， 2數(shù) Z=5。 ns=?π v = ? =按機(jī)床選取 80r/s （表 4— 16） 故實(shí)際切削速度ν =1000 nd ?π=削工時(shí) l=3520mm ? ?? α= 235 ?? ??=16s 因?yàn)樽叩秲纱危郧邢鞴r(shí)為 64s。 Ⅷ：攻螺紋 M6 v=s (表 3— 42) ns=?π v = ? =834按機(jī)床選取 50r/ 故實(shí)際切削速度ν =1000 nd ?π=s。 - 17 - 三、專用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。利用本夾具主要用來銑槽 24根據(jù)連桿尺寸，形狀和位置精度要求，工件定位時(shí)需限制六個(gè)自由度。工件的定位基準(zhǔn)和夾緊位置已經(jīng)規(guī)定，但在擬定定位、夾緊方案時(shí)，仍然應(yīng)對(duì)其進(jìn)行分析研究， 考查定位基準(zhǔn)的學(xué)則是否能滿足工件位置精度的要求，夾具的結(jié)構(gòu)能否實(shí)現(xiàn)。 在保證角度方面，以孔為定位基準(zhǔn)，可以做到基準(zhǔn)重合，而且操作方便。為了避免發(fā)生不比樣的過定位現(xiàn)象，采用一個(gè)圓柱銷和一個(gè)菱形銷做定位元件。工件以一面兩孔為定位基準(zhǔn)。而定位元件采用一面兩銷，分別限制了工件的六個(gè)自由度，屬于完全定位。 機(jī)械加工過程中，為保持工件定位時(shí)所確定的正確位置，防止工件在切削力、慣性力、離心力及重力等作用下發(fā)生位移和振動(dòng)，機(jī)床夾具應(yīng)設(shè)有夾緊裝置，將工件壓緊夾牢。夾緊裝置是否合理、可靠及安全，對(duì)工件加工的精度、生產(chǎn)率和工人的 勞動(dòng)條件有著重大的影響，為此提出下列基本要求： 1）夾緊過程中，不能改變工件定位后占據(jù)的正確位置。 2）夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證工件在整個(gè)加工過程中位置穩(wěn)定不變、振動(dòng)小，又要使工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形。 3）夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)富裕生產(chǎn)類型相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)要力求簡(jiǎn)單，便于制造和維修。 4）夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力。 5）夾緊裝置應(yīng)具有良好的自鎖性能，以保證源動(dòng)力暴動(dòng)或消失后，仍能保持夾緊狀態(tài)。 夾緊的目的是保證工件在夾具中的定位，不致因工時(shí)受切削力，重力或 伴生離心力，慣性力，熱應(yīng)力等的作用產(chǎn)生移動(dòng)或振動(dòng)。 夾緊裝置是夾具完成夾緊作用的一個(gè)重要的而不可以缺少的組成部分，除非工件在加工過程中所受到的各種力不會(huì)使它離開定位時(shí)所需確定的位置，才可以設(shè)有夾緊裝置。夾緊裝置設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，對(duì)于提高夾緊的精度和加工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度都有很大的影響。分析各類夾具的基本功能要求可以將夾緊裝置 - 18 - 概括為兩類：第一類是性能要求，主要指定位唯一性、定位穩(wěn)定性 ,夾緊穩(wěn)定性及總體約束；第二類要求是夾具的結(jié)構(gòu)剛性、成本及易操作性、易于維修等要求。本設(shè)計(jì)目錄中功能項(xiàng)包括夾緊對(duì)象特征項(xiàng)、加工信息特 征及夾緊要求特征。 夾緊對(duì)象特征項(xiàng)目：包括夾緊對(duì)象類型、材料、形狀、體積、數(shù)量、物理特性、磁性、導(dǎo)電性、剛性等信息。 加工信息特征項(xiàng)：加工類型、機(jī)加工、裝配、檢測(cè)、焊接等、加工參數(shù)、切削參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、幾何參數(shù)等。 夾緊要求特征項(xiàng)：主要指性能要求，包括定位要求、定位基準(zhǔn)選擇，如特征點(diǎn)、特征面。夾緊力大小、夾緊方向、夾緊行程、夾緊松開速率，自鎖性等。 元件功能分析：夾緊功能主要包括四種元功能：定位功能、傳動(dòng)功能、執(zhí)行功能和分度功能等輔助功能。定位功能由定位元件完成，定位元件按定位面特征分為平面定位元件、圓孔定 位元件、外圓定位元件。傳動(dòng)功能由中間遞力機(jī)構(gòu)完成，該機(jī)構(gòu)一般有三個(gè)作用；改變作用力的力一向、大小和自鎖作用。目前常用的有以下機(jī)構(gòu)：斜楔機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、圓偏心機(jī)構(gòu)、杠桿鉸鏈機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、對(duì)中機(jī)構(gòu)、定心機(jī)構(gòu)等。 設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí) ,應(yīng)滿足下述主要要求： 應(yīng)破壞工件的定位 ,為此，必須正確選擇夾緊力的方向及著力點(diǎn)。 當(dāng)，要保證工件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不致超出允許的范圍。 緊動(dòng)作要迅速，操作方便省力，安全。 力或夾緊行程在一定范圍內(nèi)可進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償。 對(duì)刀元件主要由對(duì)刀塊和塞尺組成，用以確定夾具和刀具的相對(duì)位置，對(duì)刀元件的結(jié)構(gòu)形式取決于加工表面的形狀。本夾具采用側(cè)裝對(duì)刀塊。用對(duì)刀塊調(diào)整刀具與工件待加工面的相對(duì)位置，適用于加工精度不超過 方案采用側(cè)裝對(duì)刀塊，用螺釘，銷釘固定在夾具體上。 - 19 - 使用對(duì)刀元件對(duì)刀時(shí)，在刀具和對(duì)刀塊之間用塞尺進(jìn)行調(diào)整，以免損壞切削刃或造成對(duì)刀塊過早磨損。本次設(shè)計(jì)采用平塞尺，其基本尺寸 s 為 5差按 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)刀塊的材料為 20鋼，滲碳深度為 火硬度為 55 標(biāo)準(zhǔn)塞尺的材料為 火硬度為 55 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常是把夾具體和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受的切削力、夾緊力（大型工件應(yīng)考慮工件重力、慣性力）的作用狀況，找出加工中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際夾緊力。即 式中 實(shí)際所需夾緊力（ N） F 理論夾緊力（ N） K 安全系數(shù) 在 精加工時(shí)， 在一面兩孔定位中，理論夾緊力的計(jì)算公式為 式中 μ為工件與限位基面之間的摩擦力 由表 3 μ = 表 3擦系數(shù)的選用 摩擦條件 μ 工件為加工過的平面 件為未加工過的毛坯表面，固定支承為球面 緊元件和支承表面有齒紋，并在較大相互作用力下工作 防止圓柱銷受力而造成不必要 的定位誤差，而令 。則 ( 0? - 20 - 選取銑床的背吃刀量 =3轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=r。因待加工工件為鋼材，故單位切削力 P=2000 則銑床的切削力 =2000*3*3000（ N） 故 F=3000/0（ 0*0（ 結(jié)論 本夾具所需實(shí)際夾緊力為 30 具加工誤差的分析 使用夾具加工時(shí)產(chǎn)生的誤差有下列四個(gè)方面： 1．與工 件定位有關(guān)的誤差 定位誤差△ D 2．與夾具在機(jī)床上安裝有關(guān)的誤差 安裝誤差△ A 3．與刀具調(diào)整有關(guān)的誤差△ T 4．與加工過程有關(guān)的誤差△ G △ D+△ T+△ A+△ G≤δ k 上式即為定位誤差不等式。 A： 定位誤差 基準(zhǔn)重合： ? B =0 ? D=? Y=? D+? d+? D= B： 夾具在銑床上安裝的不準(zhǔn)確并不影響加工槽的位置尺寸，所以 ? A 可不考慮。 C：加工方法有關(guān)誤差 對(duì)刀塊的制造與對(duì)刀調(diào)整誤差銑刀的跳動(dòng)，機(jī)床工作臺(tái)的傾斜等因素所引起的加工方法誤差，可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)并參照經(jīng)濟(jì)加工精度進(jìn)行確定。 - 21 - 綜上所述： ? ? =? D+? A+? T+? G ? ? =? k =夾具滿足加工要求。 〈 2〉對(duì)槽深精度的分析計(jì)算 影響槽尺寸精度（ 10 主要因素有： A：基準(zhǔn)重合 ? B=0 ? D=? Y=? D+? d+D= B：夾具安裝誤差 由于夾具定位面 N 和夾具底面 引 起工件傾斜，使加工槽的底面和其端面不平行，因而會(huì)影響槽深的尺寸精度。夾具技術(shù)要求的第一條規(guī)定為不大于 100： 么在工件約 105C:加工方法有關(guān)的誤差 對(duì)刀塊的制造和對(duì)刀調(diào)整誤差，銑刀的跳動(dòng)，機(jī)床工作臺(tái)的傾斜等因素所引起的加工方法誤差，可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)并參照經(jīng)濟(jì)加工精度進(jìn)行確定，綜上 ： ? ? =? D+? A+? T+? G ? ? =k=此，此夾具滿足加工要求。 - 22 - 結(jié) 束 語 真是感慨萬千。它使我從中學(xué)到了以前在課堂上根本就學(xué)不到的東西！ 在這次設(shè)計(jì)過程中，使我真正的認(rèn)識(shí)到自己的不足 之處，以前上課沒有學(xué)到的知識(shí)，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識(shí)的重要性。 這次設(shè)計(jì)將我以前學(xué)過的機(jī)械制造工藝學(xué)、公差與配合、機(jī)械制圖、機(jī)械基礎(chǔ)等知識(shí)很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線、鞏固所學(xué)的作用。 在設(shè)計(jì)中掌握了如何利用 一些計(jì)算機(jī)軟件，因?yàn)閷W(xué)的時(shí)間長(zhǎng)了，因此在開始畫圖的時(shí)候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但現(xiàn)在已經(jīng)可以熟練的運(yùn)用了。 圖不管是現(xiàn)在，對(duì)以后工作也是有很大的幫助的。 - 23 - 謝 辭 首先感謝我的指導(dǎo)老師，在設(shè)計(jì)過程中，老師幫我指出了設(shè)計(jì)中的許多不足，細(xì)心幫 我解答了許多疑難問題。感謝老師的悉心指教！ 在課題的研究過程中，得到了本班同學(xué)的大力支持，在此表示由衷的感謝 ! 參 考 文 獻(xiàn) [1]劉守勇 ,陳殿學(xué)，劉彥竹，機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具 ,機(jī)械工業(yè)出版社 ,2]徐嘉元 ,曾家駒，機(jī)械制造工藝學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社 ,3]文斌主編，管接頭和管件選用手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社 ,4]王光斗 ,王春福 ,張繼信等，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 5]鄧昭銘，張瑩，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，高等教育出版社，第二版， 6]陳于萍，周兆龍，何小龍，互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)，第二版， 7]王孝達(dá)主編，金屬工藝學(xué)，高等教育出版社， 8]劉小年 ,陳婷 ,崔建軍 ,機(jī)械制圖 ,第二版，機(jī)械工業(yè)出版社， 9]丁樹模 ,周驥平主編 ,液壓傳動(dòng) ,第二版， 10]范厚軍主編，緊固件手冊(cè)，江西科學(xué)技術(shù)出版社， 11]劉承啟主編，新編銑工計(jì)算手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社， 12]孫靖民，米成秋主編，機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 1986.5 機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 車床曲柄工藝及夾具設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： - 1 - 目 錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、 夾具特點(diǎn)及零件的分析????????????? (3) 具特點(diǎn)??????????????????? (4) 件的分析?????????????????? (9) 二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)???????????????? (10) 定毛坯的制造形式?????????????? (12) 面的選擇?????????????????? (16) 訂工藝路線????????????????? (17) 械加工余量工序尺寸及毛坯尺才的確定????? (18) 定切削用量及基本工時(shí)???????????? (19) 三、 夾具設(shè)計(jì)?????????????????? (21) 四、 參考文獻(xiàn)???????????????? ?? (23) - 2 - 一、夾具特點(diǎn) 具的特點(diǎn) 機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置 :至于裝夾各種刀具用的裝置 ,則一般稱為“輔助工具 ” 。輔助工具有時(shí)也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi)。按照機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍 ,一般可分為通用夾具 ,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。 通用夾具是在普通機(jī)床上一般都附有通用夾具 ,如車床上的卡盤 ,銑床上的回轉(zhuǎn)工作臺(tái) ,分度頭 ,頂尖座等。它們都一標(biāo)準(zhǔn)化了 ,具有一定的通用性 ,可以用來安裝 一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進(jìn)行特殊的調(diào)整。但是 ,在實(shí)際生產(chǎn)中 ,通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要 ;或者因?yàn)樯a(chǎn)率低而必須把通用夾具進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn) ;或者由于工件的形狀 ,加工的要求等的不同須專門設(shè)計(jì)制造一種專用夾具 ,以解決生產(chǎn)實(shí)際的需要。 專用夾具是為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計(jì)制造的 ,其功用主要有下列幾個(gè)方面 : 例如與其他表面間的距離精度 ,平行度 ,同軸度等。對(duì)于外行比較復(fù)雜 ,位置精度要求比較高的工件 ,使用通用夾具進(jìn)行加工往往難以達(dá)到精度要求。 從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。進(jìn)行某一工序所需要的時(shí)間 ,其中主要包括加工工件所需要的機(jī)動(dòng)時(shí)間和裝卸工件等所需要的輔助時(shí)間兩部分。采用專用夾具后 ,安裝工件和轉(zhuǎn)換工位的工作都可以大為簡(jiǎn)化 ,不再需要畫線和找正 ,縮短了工序的輔助時(shí)間并且節(jié)省了畫線這個(gè)工序 ,從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率 使同時(shí)加工的幾個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間將與加工一個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間相同。采用回轉(zhuǎn)式多工位連續(xù)加工夾具 ,可以在進(jìn)行切削加工某個(gè)工件的同時(shí) ,進(jìn)行其它工件的裝卸工作 ,從而使輔助時(shí)間與機(jī)動(dòng)時(shí)間相重合?？傊?,隨 著專用夾具的采用和進(jìn)一步改善 ,可以有效地縮短工序時(shí)間 ,滿足生產(chǎn)不斷發(fā)展的需要。 如在普通車床上附加鏜模夾 - 3 - 具后 ,便可以代替鏜床工作 ;裝上專用夾具后可以車削成型表面等 ,以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。 保障安全生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)需要 ,采用一些氣動(dòng) ,液壓或其它機(jī)械化 ,自動(dòng)化程度較高的專用夾具 ,對(duì)于減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 ,保障生產(chǎn)安全和產(chǎn)品的穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)都有很大作用。加工大型工件時(shí) ,例如加工車床床身上 ,下兩面上的螺孔 ,需要把床身工件翻轉(zhuǎn)幾次進(jìn)行加工 ,勞動(dòng)強(qiáng)度大而且不安全。采用電動(dòng)回轉(zhuǎn)式鉆床家具后 ,就能夠達(dá)到提高生產(chǎn)效率 ,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 ,保障生產(chǎn)安全的目的。 專用夾具在生產(chǎn)上起著很大的作用 ,那么是不是在任何場(chǎng)合都要設(shè)計(jì)和采用呢 !這個(gè)問題就是具體問題具體的分析。上面說的關(guān)于專用夾具在生產(chǎn)中的作用 ,只是事物的一個(gè)方面。另一方面 ,由于夾具的設(shè)計(jì) ,制造和所用的材料等須消耗一定的費(fèi)用 ,增加了產(chǎn)品的成本。因之 ,在什么情況下采用什么樣的夾具才是經(jīng)濟(jì)合算的 ,這是一個(gè)大問題 ,特別對(duì)于重大的 ,設(shè)計(jì)制造工作量大的專用夾具需與工人師傅等三結(jié)合共同研究解決。事物總是一分為二的 ,專用夾具也存在缺點(diǎn) ,即專用夾 具的專用性和產(chǎn)品多樣性的矛盾。由于專用夾具只適用于一個(gè)工件加工的某一個(gè)工序 ,因而隨著產(chǎn)品品種的不斷增多 ,夾具數(shù)量也不斷上升 ,造成存放和管理上的困難 ;而當(dāng)某產(chǎn)品不再進(jìn)行生產(chǎn)時(shí) ,原來的夾具一般都無法重新利用 ,造成浪費(fèi) 專用夾具的設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)間周期長(zhǎng) ,與生產(chǎn)的迅速發(fā)展也有矛盾。但是在當(dāng)前成批生產(chǎn)的機(jī)械工廠中 ,多數(shù)還是采用通用機(jī)床加上專用夾具進(jìn)行工件的機(jī)械加工。 可調(diào)整夾具是為了擴(kuò)大夾具的使用范圍 ,彌補(bǔ)專用夾具只適用與一個(gè)工件的某一特定工序的缺點(diǎn) ,正在逐步推廣使用可調(diào)整式的夾具?？烧{(diào)整式夾具一般可分為標(biāo)準(zhǔn)化夾具 ,成組夾具和組合夾具等。 標(biāo)準(zhǔn)化夾具就是利用本廠已規(guī)格化了的部分或全部標(biāo)準(zhǔn)零件裝配成的專用夾具。專用夾具中的大件 ,如夾具體 ,以及定位元件 ,夾緊件和機(jī)械夾緊用的氣缸部件等 ,經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化 ,尺寸規(guī)格化后有利于工廠成批準(zhǔn)備配件 ,成批加工 ,這樣可使夾具的設(shè)計(jì) ,制造工作加快 ,節(jié)省費(fèi)用。另外 ,當(dāng)產(chǎn)品更改 ,夾具不再使用時(shí)可以拆開 ,把標(biāo)準(zhǔn)零件保存起來 ,備以后使用。 - 4 - 多品種 ,小批量生產(chǎn)的機(jī)械加工車間中 ,往往可以采用成組加工法。采用成組加工法 ,是把多種產(chǎn)品的零件按加工所用的機(jī)床和刀具 ,夾具等工藝裝備的 共性分組 ,同一組的零件能在同一臺(tái)機(jī)床上用共同的工藝裝備和調(diào)整方法進(jìn)行加工。例如分成軸類 ,套類 ,盤類 ,齒輪 ,杠桿 ,支架類等各種零件。成組夾具就是根據(jù)一組安裝方法相類似的零件而設(shè)計(jì)的 ,只要稍作調(diào)整或更換夾具上的某些定位 ,夾緊件 ,就可以從加工某一工件轉(zhuǎn)為加工另一工件。 組合夾具是有一套專門設(shè)計(jì)制造 ,便于組裝和拆卸的有各種不同的形狀 ,不同尺寸規(guī)格并且有完全互換性和耐磨性的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件所組成。利用這些元件和合件 ,根據(jù)加工工件的需要可以組裝成車 ,磨 ,銑 ,刨 ,鉆 ,鏜等工序用的各種不同的機(jī)床夾具。夾具使用完 畢 ,可以方便的拆開 ,洗凈元件存放起來 ,留待以后組裝新夾具時(shí)再用。因之組合夾具是具有高度標(biāo)準(zhǔn)化和系列化元件的新型工藝裝備。關(guān)于組合夾具的問題 ,其設(shè)計(jì)原理基本相同。 在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的夾具很多 ,分類方法也有很多種。通常還可按使用夾具的工序不同分為車床夾具 ,銑床夾具??等 ;還可以根據(jù)在機(jī)床上運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)歸并成以下幾類： (1)車床類夾具 :包括車床 ,內(nèi)外圓磨床 ,螺紋磨床用夾具 ,其特點(diǎn)是夾具與工件一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 (2)銑床類夾具 :包括銑床 ,刨床 ,平面磨床等機(jī)床用夾具 ,其特點(diǎn)是夾具固定字工作臺(tái)上 ,只作縱向或橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng) 或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 (3)鉆 ,鏜床類夾具 :用于在鉆床上鉆 ,擴(kuò) ,鉸等工序或在鏜孔工序 ,其實(shí)就是夾具固定在機(jī)床上 ,刀具通過夾具上的導(dǎo)向裝置進(jìn)行送進(jìn)運(yùn)動(dòng)。 上述的各種夾具都是固定在機(jī)床上的 ,但是在自動(dòng)線加工中 ,有的夾具帶著工件由生產(chǎn)線的輸送裝置 ,挨著每臺(tái)機(jī)床逐步向前輸送 ,這類夾具通常稱為“隨行夾具”。自動(dòng)線上的隨行夾具除了完成工件的定位 ,支承和夾緊外 ,還帶著工件沿自動(dòng)線的加工機(jī)床進(jìn)行定位 (相對(duì)于每臺(tái)機(jī)床的刀具位置 ),夾緊 ,待加工完了再自動(dòng)送至下一臺(tái)機(jī)床加工 ,以便通過自動(dòng)線的各臺(tái)機(jī)床 ,完成工件的全部工序加工。隨行夾具主要 適用于采用組合機(jī)床自動(dòng)線加工 ,但又無良好的輸送基面和定位基面的工件 ,以便將這種畸形工件先裝夾于基面完整的隨行 - 5 - 夾具上 ,然后在通過自動(dòng)線進(jìn)行加工。對(duì)一些有色金屬等軟件性材料的工件 ,雖然具有良好的輸送基面 ,但為了保護(hù)工件的基面不受劃傷 ,有時(shí)也采用隨行夾具。 通用可調(diào)夾具 ,若產(chǎn)品中有若干零件具有相似性 ,有選用通用可調(diào)整夾具的可能 ,應(yīng)進(jìn)一步探索 ,應(yīng)用下面三方面分析判斷： (1)工件結(jié)構(gòu)要素的相似性 ,主要是被加工表面形式和部位的相似 ,工序內(nèi)容和技術(shù)要求基本相似 ;能有相似或相同的定位基準(zhǔn)和定位方式。 (2)有可能采用功能 相同的定位方式和夾緊方式 (包括夾緊動(dòng)力源 )。 (3)工件尺寸要素相似 ,如定位基準(zhǔn)和外廓尺寸的近似程度 ,看能否使用 ,可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)緊湊 ,布局協(xié)調(diào)的夾具。 綜上所述 ,機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展 ,機(jī)床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機(jī)械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項(xiàng)重要任務(wù)。 具的發(fā)展趨勢(shì) 工業(yè)設(shè)計(jì)是人類社會(huì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，從英國(guó)莫里斯的 “ 工藝美術(shù)運(yùn)動(dòng) ” ，到德國(guó)的包豪斯設(shè)計(jì)革命以及美國(guó)的廣泛傳播與推廣，工 業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過了醞釀，探索，形成，發(fā)展百余年的歷史滄桑。時(shí)至今日，工業(yè)設(shè)計(jì)已成為一門獨(dú)立的專業(yè)學(xué)科，并且有一套完整的研究體系。 1980 年國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)理事會(huì)（ 工業(yè)作了明確定義： “ 就批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言，憑借訓(xùn)練，技術(shù)知識(shí)，經(jīng)驗(yàn)及視覺感受，而預(yù)示材料 、結(jié)構(gòu) 、 構(gòu)造 、 形態(tài) 、 色彩 、 表面加工，裝飾以新的品質(zhì)和規(guī)格，叫做工業(yè)設(shè)計(jì)。根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況，工業(yè)設(shè)計(jì)師應(yīng)在上述工業(yè)產(chǎn)品全部側(cè)面或其中幾個(gè)方面進(jìn)行工作，而且需要工業(yè) 設(shè)計(jì)師對(duì)包裝 、 宣傳 、 展示，市場(chǎng)開發(fā)等問題的解決付出自己的技術(shù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及視覺評(píng)價(jià)能力 時(shí)，這也屬于工業(yè)設(shè)計(jì)的范疇 ” 。 材料 、 結(jié)構(gòu) 、 工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計(jì)； - 6 - 另一方面，技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)美學(xué)的觀點(diǎn)看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的 “ 功能 ” 作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに?，就能夠?chuàng)造出實(shí)用，美觀，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的 “ 功能 ” 。 任何設(shè)計(jì)都是時(shí)代的產(chǎn)物，它的不同的面貌，不同的特征反映著不同歷史時(shí)期的科學(xué)技術(shù)水平。技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料， 加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個(gè)環(huán)節(jié)的變革，便會(huì)引起整個(gè)機(jī)體的變化。 具的設(shè)計(jì)步驟 按在夾具中的作用 ,地位結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ,組成夾具的元件可以劃分為以下幾類 : (1)定位元件及定位裝置； (2)夾緊元件及定位裝置 (或者稱夾緊機(jī)構(gòu) )； (3)夾具體； (4)對(duì)刀 ,引導(dǎo)元件及裝置 (包括刀具導(dǎo)向元件 ,對(duì)刀裝置及靠模裝置等 )； (5)動(dòng)力裝置； (6)分度 ,對(duì)定裝置； (7)其它的元件及裝置 (包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機(jī)床相連接用的緊固螺釘 ,銷釘 ,鍵和各種手柄等 )； 每個(gè)夾具不一定所 有的各類元件都具備 ,如手動(dòng)夾具就沒有動(dòng)力裝置 ,一般的車床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反之 ,按照加工等方面的要求 ,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機(jī)構(gòu) ,例如在有的自動(dòng)化夾具中必須有上下料裝置。 在專用夾具設(shè)計(jì)中，除要考慮工件的定位、夾緊和夾具結(jié)構(gòu)外，還需要進(jìn)行夾具總圖上尺寸公差及技術(shù)要求的標(biāo)注，工件在夾具中的加工的精度分析，夾具的經(jīng)濟(jì)分析等。 - 7 - （ 1）保證工件的加工精度 專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求 。 （ 2）提高生產(chǎn)率 專用夾具的復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小選用不同復(fù)雜程度的快速高效定位與夾緊裝置，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 （ 3）工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、合理、便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。 專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)，當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時(shí)，夾具上應(yīng)設(shè)置修配結(jié)構(gòu)，如適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙、可修磨的墊片等。 （ 4）使用性好 專用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)單、省力、安全可靠，排屑方便，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。 （ 5）經(jīng)濟(jì)性好 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外， 還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案驚醒必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。 - 8 - 車床曲柄這個(gè)零件從零件圖上可以看出，加工任務(wù)如下： 1． 以 為中心的加工表面加工。 2. 鉆 ?10， ?30。 3. 銑槽 24 - 9 - 一、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一）確定毛坯的制造形式 零件材料為 慮到該零件在車床中的受力并保證零件的工作可靠性，零件為大批生產(chǎn)，而且零件的尺寸不大，因此，毛坯可采用金屬模砂型鑄造。 （二）基面的 選擇 基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：以上下表面和兩 側(cè)面作為粗基準(zhǔn)，以消除 z ， x ， y 三個(gè)自由度，用以消除 x ， y ， z 三個(gè)自由度，達(dá)到完全定位。 對(duì)于精基準(zhǔn)而言，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。 （三） 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 工序Ⅰ 銑端面。 工序Ⅱ 鉆 、擴(kuò)孔 ?30， ?10。 工序Ⅲ 倒角。 工序Ⅳ 鉆 。 工序Ⅴ 粗精銑上表面。 工序Ⅵ 粗精銑兩端面。 工序Ⅶ 銑槽 24 ㎜。 工序Ⅷ 攻螺紋 工序Ⅸ 去毛刺。 工序Ⅹ 檢查。 - 10 - 四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “車床曲柄”零件材料為 坯重量約為 產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)， 采用金屬砂型鑄造。 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. 銑端面 考慮左端面的粗糙度 照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 —— 以下簡(jiǎn)稱“手冊(cè)”，表 1— 43， 確定工序尺寸為 Z=中粗加工的加工余量 Z=加工的加工余量 Z=端面沒有粗糙度要求，只要求粗加工，所以余量定位 2. 鉆、擴(kuò)孔 ?30， ?10。 鉆孔 ?10 ㎜： 鉆孔： ?20㎜ 擴(kuò)鉆： ?30 ㎜ 2Z=10 ㎜ 3．銑表面 根據(jù)“手冊(cè)”表 1— 49，取上表面的機(jī)械加工余量為 ，下表面的余量為 粗銑上表面 Z= 精銑上表面的臺(tái)階面 Z= 粗銑下表面 Z= 4. 銑槽 24㎜ 粗銑 20㎜ 2Z= 半精銑 24㎜ 2Z= 毛坯制造尺寸及技術(shù)要求見毛坯圖。 （五）確定切削用量及基本工時(shí) 工序Ⅰ：銑端面。 1）粗銑左端面 αf= (表 3ν =s（ 21m/ (表 3 - 11 - 采用高速三面刃銑刀， 75數(shù) Z=16。 ns=?π v = ? =s (按機(jī)床選取 s （表 4— 17） 故實(shí)際切削速度ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí) l=751753mm ? ?? α= 17557 ?? ??=）粗銑右端面 粗銑右端面的進(jìn)給量、切削速度和背吃刀量與粗銑左端面的切削用量相 同。 切削工時(shí) l=451753mm ? ?? α= 17554 ?? ??=）精銑左端面 αf= (表 3ν =s（ 18m/ (表 3采用高速三面刃銑刀， 75數(shù) Z=16。 ns=?π v = ? =s (按機(jī)床選取 s （表 4— 17） 故實(shí)際切削速度ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí) l=751753- 12 - ? ?? α= 17557 ?? ??=序Ⅱ：鉆、擴(kuò)孔 ?30， ?10 孔 1）鉆孔 ? 10㎜ f=r· (表 3— 38) ν =s （ 21m/ （表 3— 42） ns=?π v = ? =s (334r/按機(jī)床選取 38r/s 故實(shí)際切削速度 ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí) l=80 102mm tm=f???0108 ? ??=23s （ 2）擴(kuò)孔 ? 30 ㎜ f= (表 3— 54) ν =s （ ns=?π v = ? =s (按機(jī)床選取 36r/s 故實(shí)際切削速度 ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí) l=80 3tm=f?????=35s （ - 13 - 工序Ⅲ：倒角 f=(表 3— 17) ν =s （參照表 3— 21） ns=?π v = ? =s (378r/按機(jī)床選取 80r/s 切削工時(shí) l= tm=f?? ??=14s （ 工序 Ⅳ ：鉆 f= (表 3— 54) ν =s （ ns=?π v = ? =s (按機(jī)床選取 36r/s 故實(shí)際切削速度 ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí) l=82 3tm=f?????=38s （ 工序 Ⅴ ：銑上、下表面 1）粗銑上表面的臺(tái)階面 αf= (表 3ν =s（ 18m/ (表 3采用高速三面刃銑刀， 75數(shù) Z=16。 - 14 - ns=?π v = ? =s (33r/按機(jī)床選取 0r/s （表 4— 17） 故實(shí)際切削速度ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí) l=801753mm ? ?? α= 17580 ?? ??=215s=）精銑臺(tái)階面 αf= (表 3ν =s（ 18m/ (表 3采用高速三面刃銑刀， 75數(shù) Z=16。 ns=?π v = ? =s (33r/按機(jī)床選取 0r/s （表 4— 17） 故實(shí)際切削速度ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí) l=801753mm ? ?? α= 17580 ?? ??=467s=）粗銑下表面保證尺寸 35 ㎜ 本工步的切削用量與工步 1）的切削用量相同 切削工時(shí) l=401753- 15 - ? ?? α= 17540 ?? ??=序 Ⅵ：鉆 2孔（ ? ） f= /r (表 3— 38) ν =s （參照 表 3— 42） ns=?π v = ? =s (按機(jī)床選取 60r/6r/s 故實(shí)際切削速度ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí)（表 7— 5） l= 43㎜ tm=? ??=（ 工序 Ⅶ：銑槽 24 1）粗銑 α f =(表 3ν =s（ 21m/ (表 3采用粗齒直柄立銑刀， 6數(shù) Z=3。 ns=?π v = ? =s (358.2/按機(jī)床選取 80r/s （表 4— 16） 故實(shí)際切削速度ν =1000 nd ?π=s 切削工時(shí) l=3420- 16 - ? ?? α= 234 ?? ??=19s 因?yàn)橐叩秲纱?，所以切削工時(shí)為 38s。 2）精銑槽 α f =s(表 3ν =0. 25m/s（ 15m/ (表 3采用細(xì)齒直柄立銑刀， 2數(shù) Z=5。 ns=?π v = ? =按機(jī)床選取 80r/s （表 4— 16） 故實(shí)際切削速度ν =1000 nd ?π=削工時(shí) l=3520mm ? ?? α= 235 ?? ??=16s 因?yàn)樽叩秲纱?，所以切削工時(shí)為 64s。 Ⅷ：攻螺紋 M6 v=s (表 3— 42) ns=?π v = ? =834按機(jī)床選取 50r/ 故實(shí)際切削速度ν =1000 nd ?π=s。 - 17 - 三、專用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。利用本夾具主要用來銑槽 24根據(jù)連桿尺寸，形狀和位置精度要求，工件定位時(shí)需限制六個(gè)自由度。工件的定位基準(zhǔn)和夾緊位置已經(jīng)規(guī)定，但在擬定定位、夾緊方案時(shí)，仍然應(yīng)對(duì)其進(jìn)行分析研究， 考查定位基準(zhǔn)的學(xué)則是否能滿足工件位置精度的要求，夾具的結(jié)構(gòu)能否實(shí)現(xiàn)。 在保證角度方面，以孔為定位基準(zhǔn)，可以做到基準(zhǔn)重合，而且操作方便。為了避免發(fā)生不比樣的過定位現(xiàn)象，采用一個(gè)圓柱銷和一個(gè)菱形銷做定位元件。工件以一面兩孔為定位基準(zhǔn)。而定位元件采用一面兩銷，分別限制了工件的六個(gè)自由度，屬于完全定位。 機(jī)械加工過程中，為保持工件定位時(shí)所確定的正確位置，防止工件在切削力、慣性力、離心力及重力等作用下發(fā)生位移和振動(dòng)，機(jī)床夾具應(yīng)設(shè)有夾緊裝置，將工件壓緊夾牢。夾緊裝置是否合理、可靠及安全，對(duì)工件加工的精度、生產(chǎn)率和工人的 勞動(dòng)條件有著重大的影響，為此提出下列基本要求： 1）夾緊過程中，不能改變工件定位后占據(jù)的正確位置。 2）夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證工件在整個(gè)加工過程中位置穩(wěn)定不變、振動(dòng)小，又要使工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形。 3）夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)富裕生產(chǎn)類型相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)要力求簡(jiǎn)單，便于制造和維修。 4）夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力。 5）夾緊裝置應(yīng)具有良好的自鎖性能，以保證源動(dòng)力暴動(dòng)或消失后，仍能保持夾緊狀態(tài)。 夾緊的目的是保證工件在夾具中的定位，不致因工時(shí)受切削力，重力或 伴生離心力，慣性力，熱應(yīng)力等的作用產(chǎn)生移動(dòng)或振動(dòng)。 夾緊裝置是夾具完成夾緊作用的一個(gè)重要的而不可以缺少的組成部分，除非工件在加工過程中所受到的各種力不會(huì)使它離開定位時(shí)所需確定的位置，才可以設(shè)有夾緊裝置。夾緊裝置設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，對(duì)于提高夾緊的精度和加工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度都有很大的影響。分析各類夾具的基本功能要求可以將夾緊裝置 - 18 - 概括為兩類：第一類是性能要求，主要指定位唯一性、定位穩(wěn)定性 ,夾緊穩(wěn)定性及總體約束；第二類要求是夾具的結(jié)構(gòu)剛性、成本及易操作性、易于維修等要求。本設(shè)計(jì)目錄中功能項(xiàng)包括夾緊對(duì)象特征項(xiàng)、加工信息特 征及夾緊要求特征。 夾緊對(duì)象特征項(xiàng)目：包括夾緊對(duì)象類型、材料、形狀、體積、數(shù)量、物理特性、磁性、導(dǎo)電性、剛性等信息。 加工信息特征項(xiàng)：加工類型、機(jī)加工、裝配、檢測(cè)、焊接等、加工參數(shù)、切削參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、幾何參數(shù)等。 夾緊要求特征項(xiàng)：主要指性能要求，包括定位要求、定位基準(zhǔn)選擇，如特征點(diǎn)、特征面。夾緊力大小、夾緊方向、夾緊行程、夾緊松開速率，自鎖性等。 元件功能分析：夾緊功能主要包括四種元功能：定位功能、傳動(dòng)功能、執(zhí)行功能和分度功能等輔助功能。定位功能由定位元件完成，定位元件按定位面特征分為平面定位元件、圓孔定 位元件、外圓定位元件。傳動(dòng)功能由中間遞力機(jī)構(gòu)完成，該機(jī)構(gòu)一般有三個(gè)作用；改變作用力的力一向、大小和自鎖作用。目前常用的有以下機(jī)構(gòu)：斜楔機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、圓偏心機(jī)構(gòu)、杠桿鉸鏈機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、對(duì)中機(jī)構(gòu)、定心機(jī)構(gòu)等。 設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí) ,應(yīng)滿足下述主要要求： 應(yīng)破壞工件的定位 ,為此，必須正確選擇夾緊力的方向及著力點(diǎn)。 當(dāng)，要保證工件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不致超出允許的范圍。 緊動(dòng)作要迅速，操作方便省力，安全。 力或夾緊行程在一定范圍內(nèi)可進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償。 對(duì)刀元件主要由對(duì)刀塊和塞尺組成，用以確定夾具和刀具的相對(duì)位置，對(duì)刀元件的結(jié)構(gòu)形式取決于加工表面的形狀。本夾具采用側(cè)裝對(duì)刀塊。用對(duì)刀塊調(diào)整刀具與工件待加工面的相對(duì)位置，適用于加工精度不超過 方案采用側(cè)裝對(duì)刀塊，用螺釘，銷釘固定在夾具體上。 - 19 - 使用對(duì)刀元件對(duì)刀時(shí)，在刀具和對(duì)刀塊之間用塞尺進(jìn)行調(diào)整，以免損壞切削刃或造成對(duì)刀塊過早磨損。本次設(shè)計(jì)采用平塞尺，其基本尺寸 s 為 5差按 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)刀塊的材料為 20鋼，滲碳深度為 火硬度為 55 標(biāo)準(zhǔn)塞尺的材料為 火硬度為 55 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常是把夾具體和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受的切削力、夾緊力（大型工件應(yīng)考慮工件重力、慣性力）的作用狀況，找出加工中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際夾緊力。即 式中 實(shí)際所需夾緊力（ N） F 理論夾緊力（ N） K 安全系數(shù) 在 精加工時(shí)， 在一面兩孔定位中，理論夾緊力的計(jì)算公式為 式中 μ為工件與限位基面之間的摩擦力 由表 3 μ = 表 3擦系數(shù)的選用 摩擦條件 μ 工件為加工過的平面 件為未加工過的毛坯表面，固定支承為球面 緊元件和支承表面有齒紋，并在較大相互作用力下工作 防止圓柱銷受力而造成不必要 的定位誤差，而令 。則 ( 0? - 20 - 選取銑床的背吃刀量 =3轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=r。因待加工工件為鋼材，故單位切削力 P=2000 則銑床的切削力 =2000*3*3000（ N） 故 F=3000/0（ 0*0（ 結(jié)論 本夾具所需實(shí)際夾緊力為 30 具加工誤差的分析 使用夾具加工時(shí)產(chǎn)生的誤差有下列四個(gè)方面： 1．與工 件定位有關(guān)的誤差 定位誤差△ D 2．與夾具在機(jī)床上安裝有關(guān)的誤差 安裝誤差△ A 3．與刀具調(diào)整有關(guān)的誤差△ T 4．與加工過程有關(guān)的誤差△ G △ D+△ T+△ A+△ G≤δ k 上式即為定位誤差不等式。 A： 定位誤差 基準(zhǔn)重合： ? B =0 ? D=? Y=? D+? d+? D= B： 夾具在銑床上安裝的不準(zhǔn)確并不影響加工槽的位置尺寸，所以 ? A 可不考慮。 C：加工方法有關(guān)誤差 對(duì)刀塊的制造與對(duì)刀調(diào)整誤差銑刀的跳動(dòng)，機(jī)床工作臺(tái)的傾斜等因素所引起的加工方法誤差，可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)并參照經(jīng)濟(jì)加工精度進(jìn)行確定。 - 21 - 綜上所述： ? ? =? D+? A+? T+? G ? ? =? k =夾具滿足加工要求。 〈 2〉對(duì)槽深精度的分析計(jì)算 影響槽尺寸精度（ 10 主要因素有： A：基準(zhǔn)重合 ? B=0 ? D=? Y=? D+? d+D= B：夾具安裝誤差 由于夾具定位面 N 和夾具底面 引 起工件傾斜，使加工槽的底面和其端面不平行，因而會(huì)影響槽深的尺寸精度。夾具技術(shù)要求的第一條規(guī)定為不大于 100： 么在工件約 105C:加工方法有關(guān)的誤差 對(duì)刀塊的制造和對(duì)刀調(diào)整誤差，銑刀的跳動(dòng)，機(jī)床工作臺(tái)的傾斜等因素所引起的加工方法誤差，可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)并參照經(jīng)濟(jì)加工精度進(jìn)行確定，綜上 ： ? ? =? D+? A+? T+? G ? ? =k=此，此夾具滿足加工要求。 - 22 - 結(jié) 束 語 真是感慨萬千。它使我從中學(xué)到了以前在課堂上根本就學(xué)不到的東西！ 在這次設(shè)計(jì)過程中，使我真正的認(rèn)識(shí)到自己的不足 之處，以前上課沒有學(xué)到的知識(shí)，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識(shí)的重要性。 這次設(shè)計(jì)將我以前學(xué)過的機(jī)械制造工藝學(xué)、公差與配合、機(jī)械制圖、機(jī)械基礎(chǔ)等知識(shí)很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線、鞏固所學(xué)的作用。 在設(shè)計(jì)中掌握了如何利用 一些計(jì)算機(jī)軟件，因?yàn)閷W(xué)的時(shí)間長(zhǎng)了，因此在開始畫圖的時(shí)候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但現(xiàn)在已經(jīng)可以熟練的運(yùn)用了。 圖不管是現(xiàn)在，對(duì)以后工作也是有很大的幫助的。 - 23 - 謝 辭 首先感謝我的指導(dǎo)老師，在設(shè)計(jì)過程中，老師幫我指出了設(shè)計(jì)中的許多不足，細(xì)心幫 我解答了許多疑難問題。感謝老師的悉心指教！ 在課題的研究過程中，得到了本班同學(xué)的大力支持，在此表示由衷的感謝 ! 參 考 文 獻(xiàn) [1]劉守勇 ,陳殿學(xué)，劉彥竹，機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具 ,機(jī)械工業(yè)出版社 ,2]徐嘉元 ,曾家駒，機(jī)械制造工藝學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社 ,3]文斌主編，管接頭和管件選用手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社 ,4]王光斗 ,王春福 ,張繼信等，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 5]鄧昭銘，張瑩，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，高等教育出版社，第二版， 6]陳于萍，周兆龍，何小龍，互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)，第二版， 7]王孝達(dá)主編，金屬工藝學(xué)，高等教育出版社， 8]劉小年 ,陳婷 ,崔建軍 ,機(jī)械制圖 ,第二版，機(jī)械工業(yè)出版社， 9]丁樹模 ,周驥平主編 ,液壓傳動(dòng) ,第二版， 10]范厚軍主編，緊固件手冊(cè)，江西科學(xué)技術(shù)出版社， 11]劉承啟主編，新編銑工計(jì)算手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社， 12]孫靖民，米成秋主編，機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 1986.5