倒檔齒輪的加工工藝及滾齒夾具設計含非標6張CAD圖,齒輪,加工,工藝,夾具,設計,非標,CAD 倒檔齒輪的加工工藝及滾齒夾具設計 摘要 本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 倒擋齒輪加工工藝規(guī)程及鉆孔的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、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，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目 錄 摘要 1 ABSTRCT 2 序 言 1 一 零件的分析 3 1.1零件的作用 3 1.2零件的工藝分析： 3 二 工藝規(guī)程設計 3 2.1確定毛坯的制造形式 3 2.2基面的選擇 3 2.3制定工藝路線 4 2.4機械加工量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 三 機床夾具的定位及夾緊 14 3.1 概述 14 3.1.1 機床夾具的概念 14 3.1.2 機床夾具的組成 14 3.1.3 機床夾具的分類 15 3.1.4 機床夾具在機械加工中的作用 16 2.2工件的裝夾方式 17 2.3 基準及其分類 18 四 夾具設計 19 4.1 問題的提出 19 4.2 定位基準的選擇 19 4.3 切削力及夾緊力計算 19 4.4 定位誤差分析 22 4.5 夾具設計及操作簡要說明 22 總結(jié) 23 致 謝 25 參 考 文 獻 26 序 言 機械工業(yè)是一種基本工業(yè)形式，對于我們國家來說，它關系到國計民生的方方面面。近年來機械工業(yè)領域向著高精度、高質(zhì)量、高效率、低成本方向發(fā)展，數(shù)字化，自動化水平日益提高。同時由于機械工業(yè)的發(fā)展，其他各工業(yè)部門也向著高深度邁進，機械工業(yè)的發(fā)展日趨重要。 機械制造過程及檢測，檢驗中，都要使用大量的夾具。為了達到提勞動效率，提高加工精度，減少廢品，擴大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件，如何設計好夾具則成了機械制造的一項重要任務。 機床夾具是夾具中的一種，將其固定到機床上，可以使被加工件對刀具與機床保持正確的相對位置，并克服切削力的影響。使加工順利進行。機床夾具分為通用夾具和專用夾具兩種。 夾具設計中的特點： 1． 夾具的設計周期較短，一般不用進行強度和剛度的計算。 2． 專用夾具的設計對產(chǎn)品零件有很強的針對 性。 3． “確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率”是夾具設計工作的主要任務，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。 4． 夾緊裝置的設計對整個夾具的結(jié)局有具定性的影響。設計一個好的夾具可以減少廢品率。 因此，夾具設計要保證以下幾個條件： 1． 夾具的結(jié)構(gòu)應與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應。 2． 保證工件的精度。 3． 保證使用方便與安全。 4． 正確處理作用力的平衡問題。 5． 注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。 6．在機械制造中，為了適應新產(chǎn)品的不斷發(fā)展要求。因此,夾具計過程中有朝著下列方向發(fā)展的趨勢： （1） 發(fā)展通用夾具的新品種 A．由于機械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此需要發(fā)展高精度通用夾具。 B．廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時間，提高生產(chǎn)效率。 （2） 發(fā)展調(diào)整式夾具 （3） 推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。 （4） 加強專用夾具的標準化和規(guī)范化。 （5） 大力推廣和使用機械化及自動化夾具。 （6） 采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設計和制造夾具。 本設計屬于工藝夾具設計范圍，機械加工工藝設計在零件的加工制造過程中有著重要的作用。工藝性的好壞，直接影響著零件的加工質(zhì)量及生產(chǎn)成本，在設計中為了適應中批批量的生產(chǎn)情況，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在設計中所采用的零件盡量采用標準件，以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)費用。 機械制造工藝學課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術(shù)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性的訓練，希望在設計中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為自己今后從事的職業(yè)打下一個良好的基礎。 由于個人能力所限，設計尚有許多不足之處，希望各位老師給予指教。 一 零件的分析 1.1零件的作用 題目所給的零件是倒檔齒輪。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起傳遞動力和扭矩的作用，工作時有一定的沖擊載荷。 1.2零件的工藝分析： 倒檔齒輪共有四處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1. 以為中心的加工表面 這一組加工表面包括：直徑為20的孔。 2 以直徑為中心加工的外圓和端面 二 工藝規(guī)程設計 2.1確定毛坯的制造形式 零件的材料為45棒料，考慮到零件的幾何形狀比較簡單。所以鍛造的方法獲得毛坯。 2.2基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取直徑為φ109的外圓表面作為粗基準，利用三爪卡盤夾緊外圓， 精基準的選擇應滿足以下原則： （1）“基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。 （2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設計與制造。 （3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 （4）“互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。 （5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問。因為工件的端面和外圓都與內(nèi)孔的中心線，有嚴格的技術(shù)要求，因此因此要以內(nèi)院為精基準，來加工外圓和端面， 2.3制定工藝路線 方案一： 下料，棒料 工序2： 鍛造毛坯尺寸Φ109x105mm 工序3： 熱處理 工序4：夾一端直徑為109的外圓圓，找正工件，照顧各部加工量，車另一端端面和外圓，鉆孔 . 工序5： 倒頭，夾外圓，按內(nèi)孔表面找正，車另一端面保證總長100mm車內(nèi)孔尺寸Φ20mm。倒角 工序6： 以Φ20mm內(nèi)孔及一端面定位裝夾工件，車外形各部尺寸，倒角。 工序7： ：插鍵槽 工序8： 以內(nèi)圓和端面定位滾齒輪mm 方案二： 下料，棒料 工序2： 鍛造毛坯尺寸Φ109XΦ105mm 工序3： 熱處理 工序4：夾直徑109的一端外圓，照顧各部分加工余量，粗車直徑為80的端面和外圓。車 直徑為40的外圓 工序5： 倒頭，夾直徑為80的外圓和端面，倒角，鉆孔，絞孔。 工序6： 拉鍵槽 工序7： 以內(nèi)孔和端面定位滾齒 工序8： 去毛刺 工序9： 質(zhì)檢入庫 工藝路線方案的比較 工藝方案二與方案一的不同在于方案一，車外圓后以內(nèi)孔找正，保證了精度，而方案一的方法過于雖然簡單，但不易保證精度，因為工件精度要得到保證， 因此選擇方案二 具體的工藝路線如下 工序2： 鍛造毛坯尺寸Φ109XΦ105mm 工序3： 熱處理 工序4：夾直徑109的一端外圓，照顧各部分加工余量，粗車直徑為80的端面和外圓。車 直徑為40的外圓 工序5： 倒頭，夾直徑為80的外圓和端面，倒角，鉆孔，絞孔。 工序6： 拉鍵槽 工序7： 以內(nèi)孔和端面定位滾齒 工序8： 去毛刺 工序9： 質(zhì)檢入庫 2.4機械加工量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)加工工藝，分別對各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定如下： 工序 1 粗車Φ80端面及外圓柱面， 工件材料：45 δb=220MPa 鍛造 加工要求：車削Φ80mm端面及外圓柱面， 刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15, =12,=0.5mm 2．計算切削用量 (1) 粗車Φ80mm端面和外圓車直徑為40的外圓 1) 已知毛坯長度方向的加工余量為5+0..8 -0。7mm,考慮的模鑄拔模斜度，=4mm 2) 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》中表2.4-3,當?shù)稐U尺寸為16×25 mm >3~5mm,以及工件直徑為120時，f =0.7~1.0mm/r 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) (m/min) 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min) 4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速 ns== 504r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與504r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。 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==40mm , =2mm, =0, =0 tm===0.098(mi 1） 加工工時 其中 由表22 所以 擴孔： 21.7 按機床取 所以實際切削速度 工時： 切入 所以 粗車Φ109mm端面和外圓 1) 已知毛坯長度方向的加工余量為5+0..8 -0。7mm,考慮的模鑄拔模斜度，=4mm 2) 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》中表2.4-3,當?shù)稐U尺寸為16×25 mm >3~5mm,以及工件直徑為109時，f =0.7~1.0mm/r 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) (m/min) 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min) 4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速 ns== 504r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與504r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。 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==40mm , =2mm, =0, =0 tm===0.098(mi 2） 加工工時 其中 由表22 所以 擴孔： 21.7 按機床取 所以實際切削速度 工時： 切入 所以 3、工序3鉆，擴直徑為18的孔 (1) 鉆φ18孔 a/加工條件：機床：車床CA6140床.. 刀具：麻花鉆 其中d=18 .b/計算切削用量：=20mm 由《機械加工工藝手冊》表15-53，表15-37可知： .f=0.36mm/r v=0.35m/s . 確定主軸轉(zhuǎn)速： n==.334r/min . 按機床選取： 實際機床選?。?v= 切入 切出 l=80mm 切削工時： . （2）擴φ20 a/加工條件：機床：CA6140車床.. 刀具：擴孔鉆 其中d=20mm .b/計算切削用量：=2mm 由《機械加工工藝手冊》表15-53，表15-37可知： .f=0..81mm/r v=0.14m/s 確定主軸轉(zhuǎn)速： n==.121.5r/min . 按機床選?。? 實際機床選取： v= 切削工時： . 機床　L2110A拉床 1)選擇拉刀。見《機械加工工藝手冊》第三章中拉床 　　選用鍵槽拉刀　 2)切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有 工件速度　　　　＝18m/min 縱向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程) 切削深度　　　　?。?.0157mm/st 　 3)切削工時　　 　式中　D---被加工直徑　 b----加工寬度 　　　　Z--單邊加工余量 　　　　K---系數(shù) 　　　　V---工作臺移動速度 　　　　--工作臺往返一次砂輪軸向進給量 　　　　--工作臺往返一次砂輪徑向進給量　 　　　　＝0.55(min) 以內(nèi)孔和端面定位精車外圓各個部分至圖樣尺寸 精車各個部分外圓 1) 已知毛坯長度方向的加工余量為2+0..8 -0。7mm,，=2mm 2) 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》中表2.4-3,當?shù)稐U尺寸為16×25 mm >3~5mm,以及工件直徑為109時，f =0.7~1.0mm/r 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) (m/min) 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min) 4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速 ns== 504r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與504r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。 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==40mm , =2mm, =0, =0 tm===0.098(mi 3） 加工工時 其中 由表22 所以 1)滾齒 1) 滾齒用M=4，z=17的滾刀 2) 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》中表2.4-3,當?shù)稐U尺寸為16×25 mm >3~5mm,以及工件直徑為76時，f =0.7~1.0mm/r 按滾齒機說明書（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) (m/min) 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min) 4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速 ns== 504r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與504r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。 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==40mm , =2mm, =0, =0 tm===0.098(min) 工序 4：1)滾齒M=5，z=19的齒輪，用M=5，z=19的滾齒 1) 用m=5,z=19的滾齒 2) 進給量f 根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》中表2.4-3,當?shù)稐U尺寸為16×25 mm >3~5mm,以及工件直徑為39時，f =0.7~1.0mm/r 按滾齒機說明書（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) (m/min) 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min) 4)確定機的主軸轉(zhuǎn)速 ns== 504r/min 按機床說明書(見《工藝手冊》表4.2-8),與504r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為480r/min及600r/min。現(xiàn)選取=480r/min。 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==40mm , =2mm, =0, =0 tm===0.098(min) 三 機床夾具的定位及夾緊 3.1 概述 在機械制造中，用以裝夾工件（和引導刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來固定加工對象，使之占有正確位置，接受施工或檢測的裝置。 3.1.1 機床夾具的概念 在機械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機床上占有正確的位置，確定工件在機床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機床夾具，簡稱夾具。 3.1.2 機床夾具的組成 1. 機床夾具的基本組成部分 （1）定位裝置 該裝置由定位元件組合而成，其作用是確定工件在夾具中的正確位置。 （2）夾具裝置 該裝置的作用是將工件壓緊夾牢，并保證工件在加工的過程中正確位置不變。 （3）夾具體 夾具體是夾具的基本骨架，通過它將夾具所有的元件構(gòu)成一個整體。 2. 機床夾具的其他特殊元件或裝置 （1）連接元件 根據(jù)機床的特點，夾具在機床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機床工作臺上，另一種是安裝在機床主軸上。連接元件用以確定夾具本身在機床上的位置。如機床夾具所使用的過渡盤，銑床夾具所使用的定向鍵等，都是連接元件。 （2）對刀元件 常用在普通銑床夾具中，用對刀快調(diào)整銑刀加工前的位置。對刀時，銑刀不與對刀快直接接觸，而用塞尺進行檢查，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀快工作表面。 （3）導向元件 常用在鉆床、鏜床夾具中，用鉆套和鏜套引導刀具加工中的正確位置。 （4）其他元件或裝置 根據(jù)加工需要，有些夾具還分別采用分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、平衡塊等。這些元件或裝置需要專門設計。 3.1.3 機床夾具的分類 根據(jù)機床夾具的通用化程度，可將夾具氛圍以下幾種： 1. 通用夾具 可加工一定范圍內(nèi)不同工價的夾具為通用夾具，如車床上的三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤；銑床上的平口虎鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。它們有很大的通用性，無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用于裝夾不同的工件。這類夾具一般已標準化，由專業(yè)工廠生產(chǎn)，作為機床附件供應給用戶。 由于使用通用夾具夾緊工件比較費時，操作復雜，生產(chǎn)效率低，且較難裝夾形狀復雜的工件，故通用夾具主要用于單件小批生產(chǎn)，在產(chǎn)品固定的大批量生產(chǎn)中很少使用通用夾具，而使用效率較高的專用夾具。 2. 專用夾具 專用夾具是針對某一種工件的某道工序?qū)ｉT設計的夾具。所以結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速方便。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設計與制造。 專用夾具定位精度高，一批工件加工或所得尺寸穩(wěn)定，互換性高，并且可以減輕勞動強度，節(jié)省工時，顯著提高效率，另外利用專用夾具還可以擴大機床的工藝范圍。但專用夾具是為滿足某個工件某道工序的加工需要而專門設計的，所以它的適用范圍較窄。此外、專用夾具的設計制造周期較長。當產(chǎn)品更換時，往往因無法再使用而報廢，因此，專用夾具主要適用于產(chǎn)品品種相對穩(wěn)定的大批大量生產(chǎn)。 3. 成組夾具 根據(jù)成組技術(shù)原來技術(shù)的用于成組加工的夾具。這種夾具的特點是，在通用的夾具體上，只需對夾具的部分元件稍加調(diào)整或更換，即可用于組內(nèi)的不同工件的加工。 4. 組合夾具 組合夾具是由可循環(huán)使用的標準夾具零件部件組裝成易于聯(lián)結(jié)和拆卸的夾具。它在使用上具有專用夾具的優(yōu)點，而當產(chǎn)品更換時，不存在夾具“報廢”問題。因為它可以拆開，其元件可清洗入庫，留待組裝新的夾具。因此，組合夾具很適合于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)使用。由于組合夾具還具有縮短生產(chǎn)準備周期，減少專用夾具種類、數(shù)量和存放面積等優(yōu)點，特別適用于新產(chǎn)品的試制和多品種小批量生產(chǎn)。 5. 隨行夾具 隨行夾具為自動線上使用的一種夾具。自動線夾具基本上分為兩類：一類為固定式夾具，它與一般專用夾具相似；一類為隨行夾具，她除了具有一般夾具所擔負的裝夾任務外，還擔負自動線輸送工件的任務。所以，它是跟隨被加工工件沿著自動線從一個工位移到下一個工位的，故稱為隨行夾具。 除了上述分類外，夾具還可以按照動力來源不同分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具及自夾緊夾具等，按工種還可以分為車床夾具、銑床夾具、磨床夾具、鉆床夾具等。 3.1.4 機床夾具在機械加工中的作用 夾具是機械加工中的一種工藝裝備，它在生產(chǎn)中起的作用很大，所以在機械加工中的應用十分廣泛。歸納起來有以下幾個方面的作用： 1. 保證工件的加工精度 由于采用夾具安裝，可以準確地確定工件與機床、刀具之間的相互位置，所以在機械加工中，可以保證工件各個表面的相互位置精度，使其不受或不受各種主觀因素的影響，容易獲得較高的加工精度，并使一批工件的精度穩(wěn)定。 2. 提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本 采用夾具使工件裝夾方便，免去工件逐個找正對刀所花費的時間，因此可以縮短輔助時間。另外，采用夾具裝夾或，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對操作工人的技術(shù)水平的要求可以降低，有利于提高生產(chǎn)率和降低成本。 3. 擴大機床工藝范圍和改變機床用途 使用專用夾具可以改變原機床的用途和擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能。這是在生產(chǎn)條件有限的也器中常用的一種技術(shù)改造措施。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜摸夾具后，就可以對箱體孔系進行鏜削加工，一充分發(fā)揮通用機床的作用。 4. 改善勞動條件和保證生產(chǎn)安全 使用專用機床夾具可減輕工人的勞動強度、改善勞動條件，保證安全生產(chǎn)。 2.2工件的裝夾方式 工件在機床上的裝夾方式有以下三種方法： 1. 直接找正法 在機床上根據(jù)工件上有關基準直接找正工件，使工件獲得加工的正確位置的方法。 直接找正法的定位精度和工作效率，取決于被找工件表面的精度、找正方法和所用工具及工人的技術(shù)水平。此法一般多用于單件小批生產(chǎn)和精度要求特別高的場合。 2. 劃線找正法 在機床上按毛坯或工件上所劃線找正工件，使工件獲得正確位置的方法。 此法由于受到劃線精度的限制，定位精度比較低，多用于單件小批量生產(chǎn)、毛坯精度較低以及大型零件等不使用夾具的粗加工中。 3. 用夾具裝夾 即通過夾具上的定位元件使工件相對于刀具及機床獲得正確位置的方法。 此法使工件定位迅速方便，定位精度較高，廣泛用于成批和大量生產(chǎn)。 上述用裝夾工件的方法有以下幾個特點： 工件在夾具中的定位，是通過工件上的定位基準與夾具上的定位元件相接觸而實現(xiàn)的。 由于夾具預先在機床上已調(diào)整好位置（也有在加工過程中再進行找正的），因此，工件通過夾具相對于機床也就有了正確的位置。 通過夾具上的對刀裝置，保證了工件加工表面相對于刀具的正確位置。 2.3 基準及其分類 機器零件是由若干個表面組成的。這些表面之間的相對位置關系包括兩方面的要求：表面見的位置尺寸精度和相對位置精度。研究零件表面的相對位置關系，是離不開基準的。不明確基準就不無法確定表面的位置。 基準是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面。根據(jù)基準的不同功能，基準分為設計基準和工藝基準兩大類。 1. 設計基準 在零件圖樣上所采用的基準，稱為設計基準。 2. 工藝基準 零件在工藝過程中所采用的基準，稱為工藝基準。工藝基準按用途不同，又分為裝配基準、測量基準、工序基準和定位基準。 （1）裝配基準 裝配時用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準，稱為裝配基準。 （2）測量基準 測量時用以檢驗已加工表面尺寸幾 位置的基準，稱為測量基準。 （3）工序基準 在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準，稱為工序基準。 （4）定位基準 工件定位時所采用的基準，稱為定位基準。 需要說明的是，作為基準的點、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸心線、對稱面等，它們是由某些具體表面來體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準的表面稱為定位基準。 四 滾齒夾具設計 3.2 問題的提出 該裝置主要采用滾齒，對孔加工的同軸度和精度有一定的要求。 為了減少誤差，在此過程中，必須保證滾齒對中心線的準確度，要考慮如何提高生產(chǎn)率，降低工作強度和提高加工質(zhì)量。 滾齒夾具是針對齒端加工設計的。以內(nèi)孔和端面作為定位基準，定位方法是通過工件內(nèi)孔鎖定定位位置，然后用端面當成軸向定位基準，這使得設計，安裝，定位和測量基準重合，并且定位精度高，這適合于大規(guī)模生產(chǎn)。 然而，這對于夾具的精度要求很高。 3.3 夾具的設計 3.3.1 定位基準和方案的選擇 我們使用Φ20內(nèi)孔和端面作為定位的基準，因為工作臺，滾齒時間和滾刀同時在旋轉(zhuǎn)，并且漸開線斜齒輪可以從任何位置下刀，在正確定位的情況下，漸開線斜齒輪加工取決于滾刀和工作臺的移動。因此，在將工件放置在合適位置然后壓緊就行，我們采用Φ20的內(nèi)孔和端面配合鍵槽來定位，滿足要求應選用用開口壓板壓緊，使用Φ20內(nèi)圓定位我們用的是一個心軸和工件過度配合來定位工件。 定位工件時，一般是限制工件的6個自由度，但根據(jù)實際工件結(jié)構(gòu)的需要，端面限制3個自由度，分別是，Φ20內(nèi)孔限制2個自由度，分別是，共限制了5個自由度，屬于不完全定位。 圖2 夾具定位方案 3.4 確定定位元件 3.4.1定位元件的選用 為了獲得工件在夾具上的正確定位，應首先選擇正確的定位基準，然后選擇相應的定位元件。當工件定位時，夾具的定位元件和工件的定位基準形成定位副，以達成工件的六點工件。選用定位元件時，應根據(jù)定位元件的結(jié)構(gòu)特征和工件定位基準面進行選取。 根據(jù)工藝流程圖中規(guī)定的定位基準，應選擇孔Φ20mm作為精基準，由于零件加工量相對較小，銑削零件時，確保齒頂圓跟內(nèi)孔同軸是一個重要的技術(shù)問題。如果零件的定位精度不符合工藝要求，則不能進行零件的修理。 在加工過程中，大部分選擇心軸定位。由于工件的內(nèi)部定位孔垂直于基準端面，為了減小由于間隙引起的工件傾斜和便于夾緊，選擇具有臺階定位的心軸。且由于定心精度高，心軸和定位元件內(nèi)孔選用過盈配合。查《公差與配合速查手冊》表1-8，可以將心軸與定位孔的配合尺寸確定為。 3.4.2定位元件的基本要求 1、定位元件和限位基面應具有足夠的精度，以確保工件定位精度。 2、定位元件應易于去除切屑。定位元件的工作表面的形狀和結(jié)構(gòu)應便于切屑的清除，以防止切屑插入夾具中，從而影響定位和加工的精度。 3、定位元件必須具有良好的可加工性。定位元件設計合理，結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，安裝和更換。 4、.支撐元件必須具有足夠的強度和剛度。定位元件在加工過程中受到零件重力，切削力和夾緊力的影響。因此，定位元件需要具有剛度和足夠的強度以避免在使用期間的損傷和變形。 5、限位基面應具有良好的耐磨性。因為定位元件的工作表面時常與元件接觸并被摩擦，易于磨損。因此，定位元件的限位表面的耐磨性對于保持使用壽命和定位的精度是很重要的。 3.5 夾緊裝置設計 在加工過程中，工件受到切削力，慣性力，離心力等的影響。為了確保在這些外力的作用下，工件仍然可以保持由定位元件在夾具上確定的加工位置而不會產(chǎn)生抖動和移動，必須在夾具中提供固定的夾緊裝置可靠地夾住工件。 3.5.1 夾緊裝置的組成和設計原則 （1）夾緊裝置的組成 夾緊裝置由以下三部分組成。 ①動力源裝置 它是產(chǎn)生夾緊力的來源。具體分為手動夾緊和電機夾緊。手動夾緊力的動力源來自勞動力，缺點是費時費力。為了提高生產(chǎn)率和改善工作條件，目前電機夾緊用于大規(guī)模生產(chǎn)。電機夾緊的動力源來自液壓，氣動，氣液混合，真空，電磁和其他動力夾緊設備。 ②傳力機構(gòu) 它是在電源和夾緊元件之間傳遞動力的機構(gòu)。作用是改變力的方向和大小，具有自鎖的功能，因此在夾緊力消失后，整個夾緊系統(tǒng)依然可以可靠地固定。手動夾緊時，這一點尤為重要。 ③夾緊元件 它是最終直接與工件接觸并完成夾緊的執(zhí)行元件。 （2）夾緊裝置的設計原則 在夾緊工件的過程中，工件的表面粗糙度、加工精度以及生產(chǎn)效率會被夾緊作用的效果所直接影響，所以，設計夾緊裝置應按照以下原則。 ①工件不振動原則 對于剛性較弱的工件，或不合適用氣缸壓緊和間斷的切削的工件必須增加夾緊元件和支承元件的剛度，夾緊部位應與加工區(qū)域表面靠的足夠近，以避免工件和系統(tǒng)發(fā)生震動。 ②工件不變形原則 夾緊力應該是適當和可靠的。必須要確保工件在加工過程中不會振動和移動，并且工件在夾緊力的作用下不會導致超出加工精度范圍的變形。 ③工件不移動原則 在夾緊過程中，定位后工件所占的準確位置不應被改變，即工件不得在夾緊力的作用下離開定位支承。 ④安全可靠原則 力傳遞機構(gòu)應有充足的夾緊行程，手動夾緊應具有自鎖功能，以確保可靠的夾緊。 ⑤經(jīng)濟實用原則 夾緊裝置的復雜性和自動化應與生產(chǎn)要求一致，在保證生產(chǎn)效率的前提下，結(jié)構(gòu)簡單，易于生產(chǎn)和維護，工藝性能良好，操作簡便，使用性能都很好。 3.5.2 減小夾緊變形的措施 工件有些時候很難找到合適的夾緊位置，那么可以使用以下方案來減少夾緊變形。 ①均勻的對稱變形，部分變形量可通過調(diào)整刀具消除，從而實現(xiàn)所需的精度。 ②分散著力點，使用移動壓板將夾緊力的力點分配成兩個或四個，改變力點位置，減小壓力，減少夾緊變形的效果。 ③增加壓緊構(gòu)件之間的接觸面積，增加壓板下的墊環(huán)，剛性良好的墊環(huán)上的夾緊力均勻的作用在工件上，從而避免工件因局部壓力而下陷。 ④一些非常薄的特殊工件，依靠具有精確的沖壓工藝依然不能達到加工所需的精度但需要加工的，上述各種措施往往難以滿足其需要，這時可以選用一種冷凍式夾具。這種類型的夾具是將非常薄的特殊工件定位在型腔里，然后倒入低熔點金屬，并在其凝固后同時進行加工。完成后，再加熱使其融化取出工件。在生產(chǎn)線上進行倒入和分離低熔點金屬。 (1)切削力的計算 機床： 滾齒機 由[3] 所列公式 得 （30） 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=458N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 (2)夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 （31） 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 （32） 夾緊螺釘： 公稱直徑d=16mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 （33） 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： （34） 許用應力幅： （35） 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 （36） [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 （37） 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 3.6定位誤差分析 由于生產(chǎn)中的各種潛在因素而存在些許誤差，并且一些生產(chǎn)誤差非常大。使得這些產(chǎn)品將成為完全不合格的產(chǎn)品，一些制造誤差非常小，我們可以接受它們在此類別的范圍內(nèi)，我們暫時認為它可以在當前市場上生產(chǎn)出售的合格產(chǎn)品。在目前的市場中，無論是食品加工還是機械加工，都會看到標稱值背后的正負號，這就意味著生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)誤差，因此誤差分析對于產(chǎn)品合格和銷售非常重要。 由于定位采用的是Φ20內(nèi)孔與端面，定位基準與漸開線斜齒輪設計基準重合，所以軸向尺寸不存在基準不重合度誤差。徑向尺寸不存在極限偏差、位置和形狀公差，所以徑向尺寸不存在基準不重合度誤差。 本工序采用的工件用圓孔在心軸上定位，垂直放置心軸，因為定位副間有徑向間隙的存在，所以必將導致徑向基準位移誤差。所以這時的徑向基準位移誤差只存在Z軸方向，且向下，見下圖。 （38） 式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）； ——工件圓孔直徑公差（mm）； ——心軸外圓直徑公差（mm）。 圖3 基準位移誤差 3.7夾緊誤差分析 由于這個過程的夾具是由內(nèi)孔定位的，只要定位內(nèi)孔軸的尺寸精度得到保證，就可以保證加工精度，因為我們由內(nèi)孔定位，直接壓緊開口壓板，此時壓緊力垂直。沒有壓緊誤差。因此，不考慮壓緊誤差。 3.8夾具設計及操作說明 如上所述，在夾具設計時，應注意工作率的增加。由于這個原因，為了便于裝卸，在夾緊螺母的過程中應選用開口壓板，并且位于夾具體底面上的止口定位可以準確保證分度圓和齒頂圓相對中心線的跳動，方便加工滾齒，該夾具的整體感覺是操作相對簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，效率明顯提高。 總結(jié) 這次設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質(zhì)量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成本次設計。 這次設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學完大學所學的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓練。這次畢業(yè)設計使我以前所掌握的關于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結(jié)合時，理論與實踐也存在差異。 回顧起此次設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學期的日子里，可以說學到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次畢業(yè)設計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實用，在生產(chǎn)過程中得到應用。在設計的過程中遇到了許多問題，當然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設計，讓自己把以前所學過的知識重新復習了一遍。 這次設計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位教研室指導老師再次表示忠心的感謝！ 致 謝 這次設計使我收益不小，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(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)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畢業(yè)設計。 這次設計成績的取得，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，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(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，她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。 參 考 文 獻 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術(shù)出版社出版，1983年 4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術(shù)出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術(shù)出版社，1981年10月 6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年