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I 摘要 這 次 設(shè) 計(jì) 的 是 十 字 軸 機(jī) 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 及 工 藝 裝 備 設(shè) 計(jì) ， 包 括 零 件 圖 、 毛 坯 圖 、 裝 配 圖 各 一 張 ， 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 和 與 工 序 卡 片 各 一 張 。 首 先 我 們 要 熟 悉 零 件 和 了 解 其 作 用 ， 它 位 于 車 床 變 速 機(jī) 構(gòu) 中 ， 主 要 起 換 檔 作 用 。 然 后 ， 根 據(jù) 零 件 的 性 質(zhì) 和 零 件 圖 上 各 端 面 的 粗 糙 度 確 定 毛 坯 的 尺 寸 和 械 加 工 余 量 。 最 后 擬 定 撥 差 的 工 藝 路 線 圖 ， 制 定 該 工 件 的 夾 緊 方 案 ， 畫 出 夾 具 裝 配 圖 。 就 我 個(gè) 人 而 言 ， 我 希 望 能 通 過 這 次 課 程 設(shè) 計(jì) ， 了 解 并 認(rèn) 識(shí) 一 般 機(jī) 器 零 件 的 生 產(chǎn) 工 藝 過 程 ， 鞏 固 和 加 深 已 學(xué) 過 的 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 和 專 業(yè) 課 的 知 識(shí) ， 理 論 聯(lián) 系 實(shí) 際 ， 從 中 鍛 煉 自 己 分 析 問 題 、 解 決 問 題 的 能 力 ， 為 今 后 的 工 作 打 下 一 個(gè) 良 好 的 基 礎(chǔ) ， 并 且 為 后 續(xù) 課 程 的 學(xué) 習(xí) 打 好 基 礎(chǔ) 。 II Abstract This time I design the lathes of the shift forks , including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .We should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a lathe, and the mainly role of the part is alter the speed. Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpieces turn , draw up clamp assembling picture. As far as my individual be concerned, I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, whats more , striking the basis for the future work and the following courses studying . 目 錄 III 一 、 零 件 的 工 藝 分 析 ............................................................1 二 .機(jī) 械 加 工 工 藝 設(shè) 計(jì) ..........................................................2 1、 確 定 生 產(chǎn) 類 型 .................................2 2、 確 定 毛 坯 .....................................2 2.1、 確 定 毛 坯 種 類 ： ..........................2 2.2、 確 定 鍛 件 加 工 余 量 及 形 狀 ： ................2 三 、 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) ...............................................................4 3.1 選 擇 定 位 基 準(zhǔn) ： ..............................4 3.2 制 定 工 藝 路 線 : ...............................4 3.3 表 面 加 工 方 法 的 確 定 ..........................5 3.4 加 工 階 段 的 劃 分 ..............................5 3.5 工 序 順 序 的 安 排 ..............................5 3.6 確 定 工 藝 路 線 ................................6 四 .機(jī) 械 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 及 公 差 的 確 定 ..........................7 4.1 鉆 鉸 8 絲 孔 的 工 序 尺 寸 ......................7 4.1.1.鉆 5 絲 孔 ， 以 25 軸 線 為 基 準(zhǔn) 。 ........7 4.2.2 鉆 孔 工 步 ...............................7 4.3 時(shí) 間 定 額 的 計(jì) 算 ： ............................7 4.4 其 它 時(shí) 間 計(jì) 算 ................................8 五 、 夾 具 設(shè) 計(jì) ......................................................................9 5.1 夾 具 選 擇 ....................................9 5.1.1 問 題 的 提 出 .............................9 5.1.2 夾 具 設(shè) 計(jì) ..............................10 5.2、 定 位 誤 差 分 析 ..............................10 5.3、 夾 具 設(shè) 計(jì) 及 操 作 的 簡(jiǎn) 要 說 明 ..................11 六 .參 考 文 獻(xiàn) ......................................................................12 十字軸加工工藝及車夾具設(shè)計(jì) IV 序言 機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 是 我 們 學(xué) 完 了 大 學(xué) 的 全 部 基 礎(chǔ) 課 、 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 以 及 大 部 分 專 業(yè) 課 之 后 進(jìn) 行 的 .這 是 我 們 在 進(jìn) 行 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 之 前 對(duì) 所 學(xué) 各 課 程 的 一 次 深 入 的 綜 合 性 的 總 復(fù) 習(xí) ,也 是 一 次 理 論 聯(lián) 系 實(shí) 際 的 訓(xùn) 練 , 因 此 ,它 在 我 們 四 年 的 大 學(xué) 生 活 中 占 有 重 要 的 地 位 。 就 我 個(gè) 人 而 言 ， 我 希 望 能 通 過 這 次 課 程 設(shè) 計(jì) ， 了 解 并 認(rèn) 識(shí) 一 般 機(jī) 器 零 件 的 生 產(chǎn) 工 藝 過 程 ， 鞏 固 和 加 深 已 學(xué) 過 的 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 和 專 業(yè) 課 的 知 識(shí) ， 理 論 聯(lián) 系 實(shí) 際 ， 對(duì) 自 己 未 來 將 從 事 的 工 作 進(jìn) 行 一 次 適 應(yīng) 性 訓(xùn) 練 ， 從 中 鍛 煉 自 己 分 析 問 題 、 解 決 問 題 的 能 力 ， 為 今 后 的 工 作 打 下 一 個(gè) 良 好 的 基 礎(chǔ) ， 并 且 為 后 續(xù) 課 程 的 學(xué) 習(xí) 大 好 基 礎(chǔ) 。 由 于 能 力 所 限 ， 設(shè) 計(jì) 尚 有 許 多 不 足 之 處 ， 懇 請(qǐng) 各 位 老 師 給 予 指 導(dǎo) 。 一、零件的工藝分析 零 件 的 材 料 為 20GrMoTi， 需 要 模 鍛 ， 模 鍛 性 能 優(yōu) 良 ， 工 藝 較 復(fù) 雜 ， 但 尺 寸 精 確 ， 加 工 余 量 少 ， 為 此 以 下 是 十 字 軸 需 要 加 工 的 表 面 以 及 加 工 表 面 之 間 的 位 置 要 求 ： 1、 四 處 25 外 圓 及 四 個(gè) 8、 4 的 內(nèi) 孔 、 2、 右 端 面 5060內(nèi) 孔 及 M8 絲 孔 。 3、 25 外 圓 的 同 軸 度 為 0.007， 位 置 度 為 0.02， 兩 端 的 對(duì) 稱 度 均 為 0.05. 由 上 面 分 析 可 知 ， 可 以 先 上 四 爪 卡 盤 粗 車 ， 然 后 上 彎 板 采 用 專 用 夾 具 壓 緊 、 找 正 進(jìn) 行 加 工 ， 并 且 保 證 形 位 公 差 精 度 要 求 。 并 且 此 零 件 沒 有 復(fù) 雜 的 加 工 曲 面 ， 所 以 根 據(jù) 上 述 技 術(shù) 要 求 采 用 常 規(guī) 的 加 工 工 藝 均 可 保 證 。 V 二.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 1、確定生產(chǎn)類型 已 知 此 十 字 軸 零 件 的 生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) 為 5000 件 /年 ， 零 件 的 質(zhì) 量 是 083Kg/個(gè) ， 查 機(jī) 械 制 造 工 藝 設(shè) 計(jì) 簡(jiǎn) 明 手 冊(cè) 第 2 頁(yè) 表 1.1-2， 可 確 定 該 撥 叉 生 產(chǎn) 類 型 為 中 批 生 產(chǎn) ， 所 以 初 步 確 定 工 藝 安 排 為 ： 加 工 過 程 劃 分 階 段 ； 工 序 適 當(dāng) 集 中 ； 加 工 設(shè) 備 以 通 用 設(shè) 備 為 主 ， 大 量 采 用 專 用 工 裝 。 2、確定毛坯 2.1、確定毛坯種類： 零 件 結(jié) 構(gòu) 又 比 較 簡(jiǎn) 單 ， 生 產(chǎn) 類 型 為 中 批 生 產(chǎn) ， 故 選 擇 鍛 模 鍛 造 毛 坯 。 查 機(jī) 械 制 造 工 藝 設(shè) 計(jì) 簡(jiǎn) 明 手 冊(cè) 第 41 頁(yè) 表 2.2-5,選 用 鑄 鍛 件 尺 寸 公 差 等 級(jí) 為 CT-10。 2.2、確定鍛件加工余量及形狀： 查 機(jī) 械 制 造 工 藝 設(shè) 計(jì) 簡(jiǎn) 明 手 冊(cè) 第 41 頁(yè) 表 2.2-5， 選 用 加 工 余 量 為 MA-H 級(jí) ， 并 查 表 2.2-4 確 定 各 個(gè) 加 工 面 的 鍛 件 機(jī) 械 加 工 余 量 ， 如 下 表 所 示 ： 簡(jiǎn) 圖 加工 面代 號(hào) 基 本 尺 寸 加工 余量 等級(jí) 加工 余量 說 明 a 25 H 2 雙側(cè)加工 b 25 H 雙側(cè)加工 c 25 H 5 雙側(cè)加工 d 25 H 5 雙側(cè)加工 VI 三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 選擇定位基準(zhǔn)： 1 粗 基 準(zhǔn) 的 選 擇 ： 作 為 粗 基 準(zhǔn) 的 表 面 應(yīng) 平 整 ， 沒 有 飛 邊 、 毛 刺 或 其 他 表 面 缺 欠 。 該 工 件 選 擇 25 外 圓 面 和 左 端 面 作 為 粗 基 準(zhǔn) 。 采 用 左 端 面 作 粗 基 準(zhǔn) 加 工 右 端 面 ， 可 以 為 后 續(xù) 工 序 準(zhǔn) 備 好 精 基 準(zhǔn) VII 2 精 基 準(zhǔn) 的 選 擇 ： 考 慮 要 保 證 零 件 的 加 工 精 度 和 裝 夾 準(zhǔn) 確 方 便 ， 依 據(jù) “基 準(zhǔn) 重 合 ”原 則 和 “基 準(zhǔn) 統(tǒng) 一 ”原 則 ， 以 粗 加 工 后 25 的 軸 線 為 主 要 的 定 位 精 基 準(zhǔn) ， 采 用 小 彎 板 為 輔 助 的 定 位 精 基 準(zhǔn) 。 3.2 制定工藝路線: 生 產(chǎn) 過 程 是 指 將 原 材 料 轉(zhuǎn) 變 為 成 品 的 全 過 程 。 它 包 括 原 材 料 的 準(zhǔn) 備 、 運(yùn) 輸 和 保 存 ， 生 產(chǎn) 的 準(zhǔn) 備 ， 毛 坯 的 制 造 ， 毛 坯 經(jīng) 過 加 工 、 熱 處 理 而 成 為 零 件 ， 零 件 、 部 件 經(jīng) 裝 配 成 為 產(chǎn) 品 ， 機(jī) 械 的 質(zhì) 量 檢 查 及 其 運(yùn) 行 試 驗(yàn) 、 調(diào) 試 ， 機(jī) 械 的 油 漆 與 包 裝 等 。 工 藝 過 程 是 指 在 生 產(chǎn) 過 程 中 ， 通 過 改 變 生 產(chǎn) 對(duì) 象 的 形 狀 、 相 互 位 置 和 性 質(zhì) 等 ， 使 其 成 為 成 品 或 半 成 品 的 過 程 。 機(jī) 械 產(chǎn) 品 的 工 藝 過 程 又 可 分 為 鑄 造 、 鍛 造 、 沖 壓 、 焊 接 、 機(jī) 械 加 工 、 熱 處 理 、 裝 配 、 涂 裝 等 工 藝 過 程 。 其 中 與 原 材 料 變 為 成 品 直 接 有 關(guān) 的 過 程 ， 稱 為 直 接 生 產(chǎn) 過 程 ， 是 生 產(chǎn) 過 程 的 主 要 部 分 。 而 與 原 材 料 變 為 產(chǎn) 品 間 接 有 關(guān) 的 過 程 ， 如 生 產(chǎn) 準(zhǔn) 備 、 運(yùn) 輸 、 保 管 、 機(jī) 床 與 工 藝 裝 備 的 維 修 等 ， 稱 為 輔 助 生 由 于 零 件 加 工 表 面 的 多 樣 性 、 生 產(chǎn) 設(shè) 備 和 加 工 手 段 的 加 工 范 圍 的 局 限 性 、 零 件 精 度 要 求 及 產(chǎn) 量 的 不 同 ， 通 常 零 件 的 加 工 過 程 是 由 若 干 個(gè) 順 次 排 列 的 工 序 組 成 的 。 工 序 是 加 工 過 程 的 基 本 組 成 單 元 。 每 一 個(gè) 工 序 又 可 分 為 一 個(gè) 或 若 干 個(gè) 安 裝 、 工 位 、 工 步 或 走 刀 。 毛 坯 依 次 通 過 這 些 工 序 而 變 成 零 件 。 1. 工 序 工 序 是 一 個(gè) 或 一 組 工 人 ， 在 相 同 的 工 作 地 對(duì) 同 一 個(gè) 或 同 時(shí) 對(duì) 幾 個(gè) 工 件 連 續(xù) 完 成 的 那 一 部 分 工 藝 過 程 。 工 序 是 組 成 工 藝 過 程 的 基 本 單 元 ， 也 是 生 產(chǎn) 計(jì) 劃 、 成 本 核 算 的 基 本 單 元 。 一 個(gè) 零 件 的 加 工 過 程 需 要 包 括 哪 些 工 序 ， 由 被 加 工 零 件 的 復(fù) 雜 程 度 、 加 工 精 度 要 求 及 其 產(chǎn) 量 等 因 素 決 定 3.3 表面加工方法的確定 根 據(jù) 零 件 的 幾 何 形 狀 、 尺 寸 精 度 及 位 置 精 度 等 技 術(shù) 要 求 ， 以 及 加 工 方 法 所 能 達(dá) 到 的 經(jīng) 濟(jì) 精 度 ， 在 生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) 已 確 定 的 情 況 下 ,可 以 考 慮 采 用 萬 能 性 機(jī) 床 配 以 專 用 工 卡 具 ,并 盡 量 使 工 序 集 中 來 提 高 生 產(chǎn) 率 。 除 此 之 外 ， 還 應(yīng) 當(dāng) 考 慮 經(jīng) 濟(jì) 效 果 ， 以 便 使 生 產(chǎn) 成 本 盡 量 下 降 。 查 機(jī) 械 制 造 課 程 VIII 設(shè) 計(jì) 指 導(dǎo) 書 10 頁(yè) 表 1-6、 1-7、 1-8， 選 擇 零 件 的 加 工 方 法 及 工 藝 路 線 方 案 如 下 ： 十字軸零件加工方案 加工項(xiàng)目 尺寸公差等級(jí) 粗糙度 加工方案 備注 25 外圓 IT8 6.3 粗車-半精車 表 1-6 左右端面 IT10 12.5 粗 車 表 1-6 25 外圓 IT8 6.3 粗車-半精車 表 1-8 上下端面 IT10 12.5 粗 車 表 1-7 23、孔 IT9 3.2 鉆---鉸 表 1-7、 內(nèi)螺紋 M8 IT6 3.2 攻螺紋 表 1-10 4 孔 IT12 12.5 鉆 表 1-7 8 孔 IT12 12.5 鉆 表 1-7 3.4 加工階段的劃分 在 粗 加 工 階 段 。 首 先 將 精 基 準(zhǔn) 準(zhǔn) 備 好 ， 使 后 續(xù) 工 序 都 可 以 采 用 精 基 準(zhǔn) 定 位 加 工 ， 保 證 其 他 加 工 表 面 的 精 度 要 求 ； 首 先 25 圓 面 作 為 粗 基 準(zhǔn) 粗 車 右 端 面 及 25， 然 后 以 此 圓 軸 線 及 端 面 為 精 基 準(zhǔn) 加 工 其 他 面 和 孔 。 在 采 用 小 彎 板 加 工 另 一 部 分 ， 以 保 證 其 形 位 公 差 之 要 求 。 選 用 工 序 集 中 原 則 安 排 十 字 軸 的 加 工 工 序 。 該 零 件 的 生 產(chǎn) 類 型 為 大 批 生 產(chǎn) ， 可 以 采 用 萬 能 型 機(jī) 床 配 以 專 用 工 、 夾 具 ， 以 提 高 生 產(chǎn) 率 ； 而 且 運(yùn) 用 工 序 集 中 原 則 使 工 件 的 裝 夾 次 數(shù) 少 ， 不 但 可 以 縮 短 輔 助 時(shí) 間 ， 而 且 由 于 與 一 次 裝 夾 中 加 工 了 許 多 表 面 ， 有 利 于 保 證 各 種 加 工 表 面 之 間 的 相 對(duì) 位 置 精 度 要 求 。 3.5 工序順序的安排 機(jī) 械 加 工 工 序 （ 1） 遵 循 “先 基 準(zhǔn) 后 其 他 ”原 則 ， 首 先 加 工 基 準(zhǔn) 25 外 圓 軸 線 及 端 面 。 （ 2） 遵 循 “先 粗 后 精 ”原 則 ， 先 安 排 粗 加 工 工 序 ， 后 安 排 精 加 工 工 序 。 （ 3） 遵 循 “先 主 后 次 ”原 則 ， 先 加 工 主 要 表 面 （ 4） 遵 循 “先 面 后 孔 ”原 則 ， 先 加 工 外 圓 面 、 端 面 ， 再 加 工 孔 ， 確 定 工 藝 路 IX 3.6 確定工藝路線 工序號(hào) 工序名稱 機(jī)床裝備 刀具 量具 1 粗-半精車 25 兩處 車床 車刀 游標(biāo)卡尺 2 粗車左右端面 車床 車刀 游標(biāo)卡尺 3 粗-半精車 25 兩處 車床 車刀 游標(biāo)卡尺 4 粗車上下端面 車床 車刀 游標(biāo)卡尺 5 鉆鉸 8 絲孔2360內(nèi)孔， 車床 鉆頭鉸刀 塞規(guī).卡尺 6 攻螺紋 M8 車床 絲錐 塞規(guī).卡尺 7 鉆 4、8 孔 鉆床 鉆頭錐度鉸刀 游標(biāo)卡尺 8 中檢 游標(biāo)卡尺 10 熱處理 淬火機(jī)等 12 終檢 塞規(guī)、百分表、 卡尺等 加 工 設(shè) 備 和 工 藝 設(shè) 備 1 機(jī) 床 的 選 擇 ： 采 用 CA6140 普 通 車 床 、 鉆 床 。 磨 床 2 選 擇 夾 具 ： 該 零 件 的 生 產(chǎn) 綱 領(lǐng) 為 大 批 生 產(chǎn) ， 所 以 采 用 專 用 夾 具 。 3 選 擇 量 具 ： 采 用 塞 規(guī) .雙 用 游 標(biāo) 卡 尺 。 X 四.機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 4.1 鉆鉸 8 絲孔 的工序尺寸 由 表 2-28 課 查 得 ， 精 鉸 余 量 Z=0.2mm， 加 工 等 級(jí) 為 IT8， 公 差 為 0.015 鉆 孔 余 量 為 Z 鉆 =4.8mm， 加 工 等 級(jí) 為 IT12， 公 差 為 0.15。 鉆鉸 8 孔加工工序的加工余量 項(xiàng)目 內(nèi)容 精度等級(jí) 工序尺寸 粗糙度 工序余量 公差 鉆 IT12 7.8 12.5 4.8 0.15 8 絲孔 鉸 IT8 8 3.2 0.2 0.015 主軸轉(zhuǎn)速的確定 4.1.1.鉆 5 絲孔，以 25 軸線為基準(zhǔn)。 刀 具 ： 鉆 頭 直 徑 為 7.8mm 的 高 速 鋼 鉆 頭 ， 絲 錐 直 徑 為 8mm 。 機(jī) 床 ： CA6140 4.2.2 鉆孔工步 背 刀 吃 量 p 的 選 擇 粗 加 工 時(shí) 根 據(jù) 加 工 余 量 和 工 藝 系 統(tǒng) 剛 度 確 定 p=7.8mm。 進(jìn) 給 量 的 確 定 由 表 5-22， 選 取 該 工 步 得 進(jìn) 量 f=0.1mm/r。 切 削 速 度 的 計(jì) 算 由 表 5-31， 按 工 件 材 料 為 鑄 鐵 的 條 件 選 取 ， 切 削 速 度 v=20m/min 選 取 。 由 公 式 n=1000v/ d 可 求 得 該 工 序 鉆 頭 鉆 速 n=1326r/min,參 照 表 4-9 所 列 CA6140 得 主 軸 轉(zhuǎn) 速 ， 取 轉(zhuǎn) 速 n=1360r/min。 再 將 此 轉(zhuǎn) 速 代 入 公 式 v=n d/1000=20.5m/min。 4.3 時(shí)間定額的計(jì)算： 工 序 6： 鉆 8 絲 孔 鉆 孔 工 步 根 據(jù) 表 5-51， 鉆 孔 的 基 本 時(shí) 間 可 由 公 式 求12t=/()/Lfnlfn 得 。 , ;f=0.1mm/r;n=1360r/min。0;cot/2(1).4rlmlDk2l 則 該 工 步 的 基 本 時(shí) 間 t=(22+2.4+2)/0.1mm/r x 1360r/min=10.8s 攻 絲 孔 工 步 XI 根 據(jù) 表 5-41， 鉸 孔 基 本 時(shí) 間 可 由 公 式 t=L*i/fn=(LP+l1)*i/fn, LP=(D-d)/2*tankr, kr=15， l1=1mm， f=1mm/r， n=195r/min 則 該 工 步 的 基 本 時(shí) 間 t=20s。 輔 助 時(shí) 間 的 計(jì) 算 tf 輔 助 時(shí) 間 tf 基 本 時(shí) 間 t 之 間 的 關(guān) 系 為 tf=（ 0.15-0.2） t 鉆 孔 輔 助 時(shí) 間 tf=0.210.8=2.2s 鉸 孔 輔 助 時(shí) 間 tf=0.220=4s 4.4 其它時(shí)間計(jì)算 除 了 作 業(yè) 時(shí) 間 以 外 ， 每 道 工 序 的 單 件 時(shí) 間 還 包 括 布 置 工 作 時(shí) 間 、 休 息 與 生 理 需 要 時(shí) 間 和 準(zhǔn) 備 與 終 結(jié) 時(shí) 間 。 由 于 該 設(shè) 計(jì) 的 生 產(chǎn) 類 型 為 大 批 量 生 產(chǎn) ， 分 攤 到 每 個(gè) 工 件 上 的 準(zhǔn) 備 與 終 結(jié) 時(shí) 間 甚 微 ， 可 忽 略 不 計(jì) 。 布 置 工 作 地 時(shí) 間 tb 是 作 業(yè) 時(shí) 間 的 2%-7%， 休 息 與 生 理 時(shí) 間 tx 是 作 業(yè) 時(shí) 間 的 2%-4%， 本 設(shè) 計(jì) 均 取 3%， 則 工 序 的 其 他 時(shí) 間 （ tb +tx） 可 按 關(guān) 系 式 （ 3%+3%） （ tf+t） 計(jì) 算 。 工 序 6 的 其 他 時(shí) 間 ： tb +tx=6%（ 10.8s+20s+4s） =2s 單 件 計(jì) 算 時(shí) 間 td=2s+10.8s+20s+4s=36.8s 。 XII 五、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 。 并 設(shè) 計(jì) 工 序 車 23 凹 槽 的 夾 具 。 本 夾 具 將 用 于 CA6140 車 床 上 加 工 。 5.1 夾具選擇 夾 具 是 一 種 能 夠 使 工 件 按 一 定 的 技 術(shù) 要 求 準(zhǔn) 確 定 位 和 牢 固 夾 緊 的 工 藝 裝 備 ， 它 廣 泛 地 運(yùn) 用 于 機(jī) 械 加 工 ， 檢 測(cè) 和 裝 配 等 整 個(gè) 工 藝 過 程 中 。 在 現(xiàn) 代 化 的 機(jī) 械 和 儀 器 的 制 造 業(yè) 中 ， 提 高 加 工 精 度 和 生 產(chǎn) 率 ， 降 低 制 造 成 本 ， 一 直 都 是 生 產(chǎn) 廠 家 所 追 求 的 目 標(biāo) 。 正 確 地 設(shè) 計(jì) 并 合 理 的 使 用 夾 具 ， 是 保 證 加 工 質(zhì) 量 和 提 高 生 產(chǎn) 率 ， 從 而 降 低 生 產(chǎn) 成 本 的 重 要 技 術(shù) 環(huán) 節(jié) 之 一 。 同 時(shí) 也 擴(kuò) 大 各 種 機(jī) 床 使 用 范 圍 必 不 可 少 重 要 手 段 。 5.1.1 問題的提出 本 夾 具 主 要 用 來 車 23 凹 槽 及 斜 面 夾 具 ， 沒 有 太 多 技 術(shù) 要 求 ， 在 本 工 序 加 工 時(shí) 還 應(yīng) 考 慮 如 何 提 高 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 ， 降 低 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 ， 而 其 位 置 尺 寸 為 自 由 公 差 ， 精 度 不 是 主 要 問 題 。 5.1.2 定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 由 零 件 圖 分 析 加 工 車 車 23 凹 槽 及 斜 面 夾 具 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 ： 用 v 形 塊 定 位 和 裝 卸 都 很 方 便 ， v 形 塊 對(duì) 工 件 外 圓 表 面 進(jìn) 行 定 心 定 位 ， 為 了 滿 足 定 位 要 求 應(yīng) 限 制 四 個(gè) 自 由 度 ， 其 下 半 部 分 固 定 在 夾 具 體 上 ， 起 定 位 作 用 ； 其 上 半 部 分 采 用 螺 栓 與 壓 緊 塊 壓 在 零 件 的 圓 柱 表 面 上 ， 起 夾 緊 作 用 。 V 形 塊 與 定 位 基 準(zhǔn) 的 接 觸 面 枳 較 大 ， 加 緊 力 均 勻 ， 可 有 效 的 減 少 工 件 圓 柱 表 面 的 變 形 。 采 用 V 形 塊 定 位 ， 其 工 件 定 位 基 準(zhǔn) 的 精 度 應(yīng) 在 IT9 級(jí) 以 上 ， 而 且 能 使 工 件 的 定 位 基 準(zhǔn) 軸 線 對(duì) 中 在 v 形 塊 兩 斜 面 的 對(duì) 中 平 血 上 ， 而 不 受 定 位 基 準(zhǔn) 直 徑 誤 差 的 影 響 ， 即 對(duì) 中 性 好 有 利 于 保 中 心 線 對(duì) 25 軸 徑 的 徑 向 跳 動(dòng) 誤 差 。 可 見 ， 定 位 方 案 選 擇 合 理 力 5.1.3 切 削 力 及 夾 緊 力 計(jì) 算 刀 具 ： 車 刀 ， d=5.8mm。 XIII 由 實(shí) 際 加 工 的 經(jīng) 驗(yàn) 可 知 ,車 削 時(shí) 的 主 要 切 削 力 為 刀 具 的 切 削 方 向 , 即 垂 直 于 工 作 臺(tái) ,查 切 削 手 冊(cè) 表 2.3， 切 削 力 計(jì) 算 公 式 為 ： FkfdCF yZf0 其 中 ： ， ， ， ， d=5.8mm。 ，41.7.02.0f ， 與 加 工 材 料 有 關(guān) ,取 0.94； 與 刀 具 刃 磨 形 狀 有kkhxMFMkxF 關(guān) ,取 1.33； 與 刀 具 磨 鈍 標(biāo) 準(zhǔn) 有 關(guān) ,取 1.0， 則 ：F N2..08.47521 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(duì)夾緊最不利的瞬間 狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(shí) 際所需夾緊力的數(shù)值。即： FKW 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有：： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5表 可得： 6 12..01.301.56C 1252.3PK ....2f 所以有： 19308()KCWFN 76.P 5()Kf 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有： )(210 tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得： 6.2.76zr9015229 其中： 3()Lm)(8N 螺旋夾緊力： 04.W 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如下： XIV163 圖壓板受力簡(jiǎn)圖 由表 得：原動(dòng)力計(jì)算公式 261001KLWl 即： 0478.23.932.75()KWLNl 由上述計(jì)算易得： K 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用 手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 5.2、定位誤差分析 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 D、 夾 具 誤 差 J、 夾 具 在 主 軸 上 的 安 裝 誤 差 A 和 加 工 方 法 誤 差 G 的 影 響 。 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 （ l)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 B 為 零 工 件 在 夾 具 上 定 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 Y 為 零 因 此 ， 尺 寸 定 位 誤 差 A 等 于 零 。 （ 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 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(jì) 。 XV （ 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 、 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 乖 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 內(nèi) 素 。 5.3、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋機(jī)構(gòu)） 。這 類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)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(shí)，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(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 （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)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。 六.參考文獻(xiàn) 1、 趙 家 奇 ,機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 指 導(dǎo) 書 (2 版 ),機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ,2006 年 . 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