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課程設(shè)計
設(shè)計題目：蓋板加工工藝和銑尺寸26銑床夾具
專業(yè)： 機械制造及其自動化
班級 機制
指導(dǎo)教師：
教研室主任
學(xué) 生
完成日期 2014年9月
摘 要
本設(shè)計蓋板零件加工過程的基礎(chǔ)設(shè)計的夾具設(shè)計。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情況下，確保比保證精密加工孔很容易。因此，設(shè)計遵循的原則是先加工面后加工孔表面。在零件的夾具設(shè)計中，主要是根據(jù)零件加工工序要求，分析應(yīng)限的自由度數(shù)，進而根據(jù)零件的表面特征選定定位元件，再分析所選定位元件能否限定應(yīng)限自由度。確定了定位元件后還需要選擇夾緊元件，最后就是確定專用夾具的結(jié)構(gòu)形式。
關(guān)鍵詞：蓋板零件；工藝；夾具；
35
Abstract
The design of turntable parts machining process based design of fixture design. The main processing parts processing plane and holes. In general, ensure easy to guarantee precision machining holes than. Therefore, the design principle is first machined surface after machining hole surface. In the fixture design of parts, mainly according to the requirement of machining process, the number of degrees of freedom analysis should limit, then according to the surface characteristics of components selected location element, then analyze the selected location components can be qualified shall be limited degrees of freedom. Determine the location element also need to select the clamping element, the last is to determine the structure of the special fixture.
Keywords: cutter turntable parts; technology; fixture;
目 錄
摘 要 II
Abstract III
第1章 零件的結(jié)構(gòu)分析 2
1. 1 蓋板的用途 2
1. 2 蓋板的技術(shù)要求 2
1. 3 蓋板的工藝性 2
1. 4 蓋板的生產(chǎn)類型確定 3
第2章 蓋板機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 4
2.1 分析零件圖 4
2.1.1 零件的作用 4
2.1.2 零件的工藝分析 4
2.2 選擇毛坯制造形式 4
2.3 擬定工藝路線 5
2.3.1 劃分加工階段 5
2.3.2 選擇基準(zhǔn) 5
2.3.3 確定加工方案 5
2.4 確定切削用量及工時定額 7
2.4.1 銑上端面 7
2.4.2 銑燕尾面和空刀槽 9
2.4.3 銑尺寸14的端面 13
2.4.4車Φ80和Φ100的圓環(huán)面 14
2.4.5 鉆、擴、鉸Φ30H7孔，鉆2×Φ13孔 18
2.4.6 磨燕尾面,空刀面 20
第3章 銑尺寸14銑床夾具設(shè)計 23
3.1設(shè)計要求 23
3.2夾具設(shè)計 23
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 23
3.2.2 切削力及夾緊力的計算 23
3.3定位誤差的分析 27
3.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明 28
結(jié) 論 29
致 謝 30
參考文獻 31
第1章 零件的結(jié)構(gòu)分析
1. 1 蓋板的用途
CA6140車床“蓋板”零件它位于刀架部件的上刀架與下刀架之間，它是上刀架的導(dǎo)向件，當(dāng)需要用小刀架車錐面時，可以通過蓋板相對于刀架的轉(zhuǎn)動來調(diào)整錐角。
1. 2 蓋板的技術(shù)要求
蓋板各加工要求及相關(guān)技術(shù)要求列表如表（一）
加工表面
尺寸及偏差/
mm
公差及精度等級
表面粗糙度Ra/μm
底端面
14
IT12
0.8
外圓面
IT7
1.6
燕尾面
IT7
1.6
φ13mm孔
128
IT7
1.6
Φ30mm中心孔
Φ30
IT7
12.5
1. 3 蓋板的工藝性
底端面的表面加工精度為Ra3.2μm，Ф80外圓面、燕尾面、上端面的表面加工精度為Ra3.3μm，Ф30孔的表面加工精度為Ra1.6μm，其余表面加工精度為Ra12.5μm [5]。
1. 4 蓋板的生產(chǎn)類型確定
零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型有著完全不同的工藝特性。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計算：
式中 N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，件/年；
Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量，臺、輛/年；
m——每臺（輛）產(chǎn)品中該零件的數(shù)量，件/臺、輛；
a%——備品率，一般取2%-3%；
b%——廢品率，一般取0.3%-0.7%。
根據(jù)上式結(jié)合題目給定數(shù)據(jù)，即可算出蓋板的生產(chǎn)綱領(lǐng)，進而確定出其生產(chǎn)類型。
由于蓋板的質(zhì)量為2kg，屬于輕型零件，由此再有文獻[10]查表可知，該蓋板的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。
第2章 蓋板機械加工工藝規(guī)程設(shè)計
2.1 分析零件圖
2.1.1 零件的作用
本設(shè)計任務(wù)所給的零件是CA6140型普通車床的蓋板，它位于刀架部件的上刀架與下架之間，是上刀架的導(dǎo)向件，當(dāng)需要用小刀架車錐面時，可通過刀架中部相對于下刀架的轉(zhuǎn)動來調(diào)整錐角，保證被車錐面具有所需的錐度。因此，其本身的精度對被加工工件的精度有很大影響[7]。
2.1.2 零件的工藝分析
由零件圖可以看出，主要加工表面有：
底面Ф80h6外圓面；
燕尾導(dǎo)軌面；
Ф30H7孔；
它們除本身的精度要求外，還有一定的相互位置要求，主要有：
Ф30h7軸線對D面的垂直度0.06；
2.2 選擇毛坯制造形式
由于零件料是HT200鑄鐵，故可以根據(jù)以下幾個方面來選擇：
（1）.刀架中部結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，采用鑄造方式比較合適；
（2）.按任務(wù)規(guī)定本零件加工是屬于成批生產(chǎn)，而且尺寸精度和表面光潔度要求較高，采用Ⅱ級精度鑄件；
（3）.為了提高機械加工效率，減少加余量、節(jié)省材料和改善機械性能，可以采用金屬模鑄造。
2.3 擬定工藝路線
擬定工藝路線的基本原則是應(yīng)能夠妥善的保證零件的技術(shù)要求，即幾何尺寸精度和相互位置精度等必須得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定成批生產(chǎn)的條件下，為保證有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益，可采用可變的具有較高生產(chǎn)率的專用設(shè)備，或在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，采用萬能機床加工專用夾具[8]。
2.3.1 劃分加工階段
為減少加工時產(chǎn)生的形對精度的影響，容易發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，合理使用機床，在加工中應(yīng)將粗、精加工分開，并且要先進行粗加工，然后再進行精加工。故刀架中部主要表面的加工分為粗、精、光整加工三個階段。
2.3.2 選擇基準(zhǔn)
1. 粗基準(zhǔn)
刀架中部上加工精度較高并且對被加工工件精度影響較大是燕尾導(dǎo)面A和B。為保證其加工精度均勻，以及A和B面與P面的平行度精度要求，選用P面作粗基準(zhǔn)。
2. 精基準(zhǔn)
根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一和基準(zhǔn)重合原則，及定位穩(wěn)定可靠，選用導(dǎo)軌面A和B面作為精基準(zhǔn)[9]。
2.3.3 確定加工方案
1. 方案一
１0 鑄造 鑄造
２0 時效 時效處理
３0 銑 銑上端面
40 銑 銑燕尾面和空刀槽
50 銑 銑空刀面
60 銑 銑尺寸14的端面
70 銑 車Φ80和Φ100的圓環(huán)面
80 銑 銑R13， R10的倒角
90 車 車Φ70外圓面、端面，Φ120端面外圓面
100 鉆孔 鉆、擴、鉸Φ30H7孔
110 鉆孔 鉆底面2XΦ13及2XΦ26沉頭孔
120 磨 磨燕尾面,空刀面
130 終檢 終檢
140 入庫 清洗入庫
2. 方案二
１0 鑄造 鑄造
２0 時效 時效處理
３0 銑 銑上端面
40 鉆孔 鉆底面2XΦ13及2XΦ26沉頭孔
50 車 車Φ70外圓面、端面，Φ120端面外圓面
60 銑 銑燕尾面和空刀槽
70 銑 銑空刀面
80 銑 銑尺寸14的端面
90 銑 車Φ80和Φ100的圓環(huán)面
100 銑 銑R13， R10的倒角
110 鉆孔 鉆、擴、鉸Φ30H7孔
120 磨 磨燕尾面,空刀面
130 終檢 終檢
140 入庫 清洗入庫
3. 工藝方案的比較
兩個方案的區(qū)別主要體現(xiàn)在燕尾面的加工方法和孔Φ30H7孔4×Φ11的加工順序上。方案一采用銑削加工燕尾面，并把孔Φ30H7與孔2×Φ13孔的加工分別安排在兩道工序中，而方案二采有刨削來加工燕尾面，把孔Φ30H7與孔2×Φ13孔安排在一道工序中加工。
通過比較，方案二采用刨削由于刨刀有空行程，生產(chǎn)率較銑削低，但加工特型面、大平面、垂直面刨削優(yōu)于銑削。而銑削方案中有磨削彌補了不足并且方案一把孔Φ30H7與2×Φ13孔分開加工有利于提高生產(chǎn)率，提高機床功率利用率。故采用方案一為設(shè)計方案。
１0 鑄造 鑄造
２0 時效 時效處理
３0 銑 銑上端面
40 銑 銑燕尾面和空刀槽
50 銑 銑空刀面
60 銑 銑尺寸14的端面
70 銑 車Φ80和Φ100的圓環(huán)面
80 銑 銑R13， R10的倒角
90 車 車Φ70外圓面、端面，Φ120端面外圓面
100 鉆孔 鉆、擴、鉸Φ30H7孔
110 鉆孔 鉆底面2XΦ13及2XΦ26沉頭孔
120 磨 磨燕尾面,空刀面
130 終檢 終檢
140 入庫 清洗入庫
2.4 確定切削用量及工時定額
2.4.1 銑上端面
（1） 選擇切削深度：參考［Ⅲ］中107頁可知切削深度ap=2mm
（2） 選擇進給量：參考［Ⅲ］中108表3-28選擇每齒進給量af=0.35mm
（3） 選擇切削速度：查［Ⅲ］中113頁表3-30選取v=0.25m/s
（4） 確定刀具參數(shù)：根據(jù)［Ⅲ］中270頁表5-41選擇D=100mm,齒數(shù)Z=12
（5）確定機床主軸轉(zhuǎn)速：
按機床選取nw=47.5r/min
實際切削速度：
（6）計算切削工時
由文獻［10］中2-82頁表7-7查得
2. 精銑上端面
(1) 選擇切削深度：參考文獻［10］表2.1-77可知切削深度ap=1mm
(2) 選擇進給量：參考文獻［10］表2.1-77選取每齒進給量af=0.1mm
(3) 選擇切削速度：參考文獻［10］表2.1-81選取v=0.35m/s
(4) 確定刀具參數(shù)：參考文獻［10］選擇刀具D=100mm,齒數(shù)Z=12,d=32,B=50
(5) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速：
按機床選?。簄w=75r/min
實際切削速度：
（6）計算切削工時
查文獻［10］表2.1-99得
2.4.2 銑燕尾面和空刀槽
工件材料：HT200，HB190-241，鑄件
加工要求：D面表面粗糙度Ra3.2μm，燕尾面A、B及空刀面F的表面粗糙度Ra6.3μm
機床：X62W
刀具：端銑刀（高速鋼）D=100mm，Z=12，d=32mm，B=50
立式銑刀：D=60mm，Z=18
鋸片銑刀：D=160mm，Z=50，d=32mm，B=50
3. 粗銑空刀面
（1） 選擇切削深度：參考文獻［10］表2.1-77可知=1.74mm
（2） 選擇進給量：參考文獻［10］表2.1-77選擇每齒進給量=0.35mm
（3） 選擇切削速度：參考文獻［10］表2.1-81選取v=0.25m/s
（4） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速：
按機床選取nw=47.5r/min
實際切削速度：
(5)計算切削工時：
查文獻［10］表2.1-99得
4. 精銑空刀面
（1） 選擇切削深度：參考文獻［10］表2.1-77可知ap=1.2mm
（2） 選擇進給量：參考文獻［10］表2.1-77選擇每齒進給量af=0.1mm
（3） 選擇切削速度：參考文獻［10］表2.1-81選取v=0.35m/s
（4） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速：
按機床選取nw=75r/min
實際切削速度
（5）計算切削工時
查文獻［10］表2.1-99得
5. 粗銑燕尾面
(1) 選取切削深度：參考文獻［10］表2.1-77可知切削深度ap=1.74mm
(2) 選擇進給量：參考文獻［10］表2.1-77選擇每齒進給量af=0.35mm
(3) 選擇切削速度：參考文獻［10］表2.1-81選取v=0.25m/s
(4) 確定刀具參數(shù)：參考文獻［10］表2.1-28立式角銑刀，D=60，Z=18
(5) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速：
按機床選取nw=75r/min
實際切削速度
(6)計算切削工時
查文獻［10］表2.1-99得
6. 精銑燕尾面
(1) 選擇切削深度：參考文獻［10］表2.1-77可知切削深度ap=1.2mm
(2) 選擇進給量：參考文獻［10］表2.1-77選擇每齒進給量af=0.1mm
(3) 選擇切削速度：參考文獻［10］表2.1-81選取v=0.35m/s
(4) 確定刀具參數(shù)：參考文獻［10］表2.1-28立式角銑刀D=60,Z=18
(5) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速:
按機床選取實際轉(zhuǎn)速n=118r/min
實際切削速度
(6) 計算切削工時
查文獻［10］表2.1-99得
7. 粗銑退刀槽
（1） 確定切削深度：參考文獻［10］表2.1-77可知切削深度ap=2mm
（2） 選擇進給量：參考文獻［10］表2.1-77選擇每齒進給量af=0.1mm
（3） 選擇切削速度：參考文獻［10］表2.1-81選取v=0.25m/s
（4） 確定刀具參數(shù)：參考文獻［10］表2.1-28選擇鋸片銑刀 D=160,B=4,d=30,Z=50
（5） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速:
按機床選取nw=30r/min
實際切削速度:
計算切削工時:
查文獻［10］表2.1-99得
8. 精銑退刀槽
(1) 選擇切削深度：參考文獻［10］表2.1-77可知切削深度ap=1mm
(2) 選擇進給量：參考文獻［10］表2.1-77選擇每齒進給量af=0.07mm
(3) 選擇切削速度：文獻［10］表2.1-81選取v=0.25m/s
(4) 確定刀具參數(shù)文獻［10］表2.1-28選擇鋸片銑刀D=160,B=4,d=30,Z=50
(5) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
按機床選取n=30r/min
實際切削速度
（6） 計算切削工時
查文獻［10］表2.1-99得
2.4.3 銑尺寸14的端面
加工條件：工件材料：HT200，HB190～241，鑄件
加工要求：表面粗糙度Ra3.2μm
機床：X62W
刀具：兩把高速鋼端銑刀同時銑削
刀具參數(shù)：Z=12，D=100
1. 粗銑兩端面至239.5mm
（1） 選擇切削深度：參考文獻[10]2.1-77可知ap=2mm
（2） 選擇進給量：參考文獻［10］2.1-77選取進給量af=0.35mm
（3） 選擇切削速度：參考文獻［10］2.1-81選取切削速度v=0.25m/s
（4） 選擇刀具參數(shù)：參考文獻［10］2.1-28端銑刀D=100mm，Z=12
（5） 確定主軸轉(zhuǎn)速：
按機床選取nw=47.5r/min
實際切削速度
（6）計算切削工時：
查文獻［10］表2.1-99得
2.精銑兩側(cè)面
（1） 選擇切削深度：參考文獻［10］2-1-77可知切削深度=1mm
（2） 選擇進給量：參考文獻［10］2.1-77選取進給量=0.1mm
（3） 選擇切削速度：參考文獻［10］2.1-81選取切削速度v=0.35m/s
（4） 選擇刀具參數(shù)：參考文獻［10］2.1-28選擇端銑刀D=100mm,Z=12
（5） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速：
計算切削工時
查文獻［10］表2.1-99得
2.4.4車Φ80和Φ100的圓環(huán)面
加工條件：工件材料：HT200，HB152-241，鑄件
機床：CA6140
刀具：端面車刀 材料：YT15，刀桿尺寸：16X25mm2
外圓車刀 材料：YT15，刀桿尺寸：16X25mm2
1. 粗車端面
（1） 選擇切削深度：參考文獻[10]1.2-33可知ap =2.2mm
（2） 選擇進給量：參考文獻［10］1.2-33選取每齒進給量af=0.6mm/r
（3） 選擇切削速度：參考文獻［10］1.2-33取ap=2.2mm
（4） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速：
按機床選取速度
nw=100r/min
實際切削速度
（5）計算切削工時
2. 半精車端面
(1)選擇切削深度：參考文獻[10]1.2-33可知ap=1.0mm
(2)選擇進給量：參考文獻[10]1.2-33取af=0.6mm/r
(3)選擇切削速度：參考文獻[10]1.2-33 v=1.5m/s
(4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速：
按機床選取轉(zhuǎn)速
nw=160r/min
實際切削速度：
(5)計算切削工時
3. 精車端面
（1） 選擇切削深度：參考文獻[10]可知ap=0.8mm
（2） 選擇進給量： af=0.6mm/r
（3） 選擇切削速度：根據(jù)已知條件：按機床選取切削速度v=1.5m/s
（4） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
按機床選取實際轉(zhuǎn)速
n=160r/min
實際切削速度
（5） 計算切削工時
9. 銑R13， R10的倒角
為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與車外圓相同，手動進給nw=500r/min
10. 車Φ186外圓（參考文獻同上）
（1） 選擇切削深度：ap =4mm
（2） 選擇進給量：選取af=0.7mm/r
（3） 選擇切削速度：根據(jù)已知條件取v=1m/s
（4） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
按機床選取nw=100r/min
實際切削速度
(1) 計算切削工時
11．粗車空刀面
(1)選擇切削深度ap=0.5mm
(2)選擇進給量：選取af=1.0mm/r
(3)選擇切削速度：根據(jù)已知條件取v=1.5m/s
(4)確定機床主軸轉(zhuǎn)速
按機床選取nw=160r/min
實際切削速度
(5) 計算切削工時
12．精車空刀面（參考文獻同上）
（1）選擇切削深度ap=0.5mm
（2）選擇進給量：選取=0.6mm/r
（3）選擇切削速度：根據(jù)已知條件取v=2m/s
（4） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
按機床選取nw=500r/min
實際切削速度
(5) 計算切削工時
13. 銑四角斜面長為20，角度為45的倒角
（1）選擇切削深度：由于計算余量足夠，所以取ap=1.7mm
（2）選擇進給量：取=0.18mm/r
（3）計算切削速度：
可得v=82.97m/min
（4） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速：
按機床選取nw=1180r/min
實際切削速度
(1) 計算切削工時
2.4.5 鉆、擴、鉸Φ30H7孔，鉆2×Φ13孔
加工條件：工件材料：HT200，HB190～241，鑄件
加工要求：表面粗糙度Ra1.6μm
機 床：Z3040搖臂鉆床
刀 具：麻花鉆（高速鋼）、擴孔鉆、鉸刀
1. 鉆孔Φ28
（1） 選擇進給量：參考文獻[14]443頁9-33取=0.66mm/r
（2） 選擇切削速度：參考文獻[14]446頁9-34取v=0.35m/s
（3） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速：
選取機床轉(zhuǎn)速nw=200r/min
實際切削速度
（4）計算切削工時
2. 擴孔至Φ29.75（參考文獻同上）
（1） 選擇進給量：選取=0.9mm/r
（2） 選擇切削速度：選取v=0.33m/s
（3） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速：
選取機床轉(zhuǎn)速nw=200r/min
實際切削速度
（4）計算切削工時：
3. 粗鉸孔至Φ30（參考文獻同上）
（1） 選擇進給量：=3.2mm/r
（2） 選擇切削速度： v=0.121m/s
（3） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
按機床選取實際轉(zhuǎn)速nw=63r/min
實際切削速度
（4）計算切削工時
4. 精鉸Φ30H7（參考文獻同上）
（1） 選擇進給量：可知=1.6mm/r
（2） 選擇切削速度：取 v=0.173m/s
（3） 計算機床主軸轉(zhuǎn)速
按機床選取實際轉(zhuǎn)速nw=63r/min
實際切削速度
(4)計算切削工時
5. 鉆2×Φ13孔（參考文獻同上）
（1）選擇進給量：取=0.39mm/r
（2）選擇切削速度：取v=0.35mm/r
（3）確定機床 主軸轉(zhuǎn)速：
按機床選取實際轉(zhuǎn)速=500r/min
實際切削速度
（4）計算切削工時：
2.4.6 磨燕尾面,空刀面
（1） 選擇切削深度： ap=3mm
（2） 選擇進給量：取af=0.35mm
（3） 選擇切削速度：取v=0.25m/s
（4） 確定刀具參數(shù)：選取端銑刀D=100mm，Z=12
（5） 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
按機床選取切削速度=47.5r/min
實際切削速度
(6)計算切削工時
2．精銑斜面E留0.3mm拋光量（參考文獻同上）
(1) 選擇切削深度：ap=1mm
(2) 選擇進給量：選取af=0.1m/s
(3) 選擇切速度：選取v=0.35m/s
(4) 確定刀具參數(shù)：選擇端銑刀D=100mm,Z=12
(5) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
按機床選取=75r/min
實際切削速度
(6) 計算切削工時
3. 磨燕尾面
（1） 選擇切削深度：ap=0.03mm
（2） 選擇進給量度：選擇f=0.25mm
（3） 選擇砂輪速度：可知n=1500r/min，
工件速度vw=10m/nin=0.167m/s，
縱向進給量
（4）橫向進給量：查得橫向進給量f=3mm/單行程
（5）計算切削工時
b=18,zb=0.03,v=0.167m/s,
fb=0.167m/s,ft=0.03m/s,z=4,l=237.5
經(jīng)過計算=5.112min
磨燕尾另一端A、B面至尺寸14.5
為減少輔助時間，選擇切削參數(shù)與前工步相同
經(jīng)過計算=7.52min
4. 磨一端空刀面F至尺寸16
選擇切削用量同前工步
經(jīng)過計算=7.946min
5. 磨另一端空刀面F至尺寸磨一端空刀面F至尺寸16
選擇切削用量同前工步
經(jīng)過計算=10.361min
所有輔助時間取機動時間的15%值
第3章 銑尺寸26銑床夾具設(shè)計
3.1 機床夾具概述
在對工件進行機械加工時，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。
X、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。
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
工件在夾具中的定位
（1）工件的定位的基本原理
l 六點定則
用合理分布的六個支承點限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，稱為“六點定位原則”，簡稱“六點定則”。
六點定則是工件定位的基本法則，用于實際生產(chǎn)時，起支承點作用的是一定形狀的幾何體，這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。
l 限制工件自由度與加工要求的關(guān)系
工件定位時，影響加工要求的自由度必須限制；不影響加工要求的自由度，有時要限制，有時可不限制，視具體情況而定。習(xí)慣上，工件的六個自由度都限制了的定位稱為完全定位，工件限制的自由度少于六個，但能保證加工要求的定位稱為不完全定位。
在工件定位時，以下情況允許不完全定位：
a． 加工通孔或通槽時，沿貫通軸的位置自由度可不限制。
b． 毛坯（本工序加工前）是軸對稱時，繞對稱軸的角度自由度可不限制。
c． 加工貫通的平面時，除可不限制沿兩個貫通軸的位置自由度外，還可不限制繞垂直加工面的軸的角度自由度。
3.2研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來粗、精銑尺寸26銑床夾具，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。
3.3定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知：在對進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，進行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有：
方案Ⅰ：選底平面、和側(cè)面定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。
方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式，2面用擋銷，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。
分析比較上面二種方案：方案Ⅱ中的定位是不正確的，擋銷的位置是固定，且定位與夾緊應(yīng)分開，因夾緊會破壞定位。
為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。
3.3 切削力及夾緊分析計算
刀具：立銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：
有：
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夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
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)。
夾緊力的確定
夾緊力方向的確定
夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。
夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。
(1) 夾緊力作用點的選擇
a. 夾緊力的作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
b. 夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。
c. 夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近加工表面。
(3)夾緊力大小的估算
理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復(fù)雜的問題，只能進行粗略的估算。
估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。
估算的步驟：
a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。
b.實際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。
c.校核夾緊機構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。
夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2]
夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。
僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。
夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。
一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機構(gòu)和夾緊元件。
考慮到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。
螺旋夾緊機構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構(gòu)組成復(fù)合夾緊機構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機構(gòu)。
螺旋夾緊機構(gòu)中所用的螺旋，實際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。
典型的螺旋夾緊機構(gòu)的特點：
（1）結(jié)構(gòu)簡單；
（2）擴力比大；
（3）自瑣性能好；
（4）行程不受限制；
（5）夾緊動作慢。
夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。
工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對稱中心在規(guī)定位置上。
查參考文獻[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(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[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如3.1.
由表得：原動力計算公式
即：
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)。
3.5 誤差分析與計算
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[5]可得：
⑴定位誤差 ：
其中：
，
，
，
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。
3.6 零、部件的設(shè)計與選用
3.6.1夾緊裝置的選用
該夾緊裝置選用移動壓板，其參數(shù)如表3.3：
表3..3 移動壓板
公稱直徑
L
6
X5
20
8
19
6.6
7
M6
5
3.6.2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方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。
3.7 夾具操作步驟分析和可靠性預(yù)測
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)情況進行調(diào)整換取。
結(jié) 論
課程設(shè)計是我們對大學(xué)所學(xué)各課程的一次綜合性的總復(fù)習(xí)，同時也是一次理論聯(lián)系實踐的訓(xùn)練。通過大學(xué)的學(xué)習(xí)和實踐，我在這次課程設(shè)計能體現(xiàn)出所學(xué)所想；還學(xué)習(xí)到了更多更廣的知識，鍛煉了自己獨立分析問題解決問題的能力。
通過此次課程設(shè)計，在下述各方面得到鍛煉：
（1）熟練運用機械制造工藝學(xué)課程中的基本理論，以更正確地解決一個零件在加工中的定位、夾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。
（2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，通過設(shè)計工藝的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的工藝路線的能力。
（3）更加熟練的使用手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運用。
致 謝
整個設(shè)計過程始終在老師的指導(dǎo)下進行，自始至終得到了老師的悉心指導(dǎo)和熱情幫助。設(shè)計內(nèi)容不斷改進、完善，在此過程中于老師嚴謹求實、認真負責(zé)的工作作風(fēng)，一絲不茍的治學(xué)態(tài)度，誨人不倦的長者風(fēng)范使我受益非淺。
在此，學(xué)生謹向付出了辛勞汗水和心血的導(dǎo)師致以崇高的敬意和衷心的感謝。其次，感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)，圖書館的所有工作人員，他們熱情的工作為我的課程設(shè)計資料查閱提供了極大的便利條件。
最后感謝我的同學(xué)以及朋友在我的整個課程設(shè)計中所給與的幫助和支持，他們在整個設(shè)計工作期間都與我進行過有益的交流，提出了很多的建議和想法，使我受益非淺。以及我的家人在我緊張、繁忙的論文工作期間在精神和生活上所給予的最大的理解和支持。
在課程設(shè)計完稿之際，我真誠的對關(guān)心、幫助、支持過我的老師、同學(xué)以及親人表示最衷心的感謝，謝謝你們！
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