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機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 圓柱齒輪 零件名稱 圓柱齒輪 共 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 1 鍛造 45Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鍛造 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期  機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 圓柱齒輪 零件名稱 圓柱齒輪 共 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 2 銑 45Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 銑床 X51 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑左端面 銑刀，游標卡尺 750 117 600 5 1 0.18 0.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 圓柱齒輪 零件名稱 圓柱齒輪 共 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 3 銑 45Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 銑床 X51 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑右端面 銑刀，游標卡尺 750 117 600 5 1 0.18 0.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 圓柱齒輪 零件名稱 圓柱齒輪 共 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 4 車 45Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 車外圓 車刀，游標卡尺 600 94 650 5 1 0.6 0.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 圓柱齒輪 零件名稱 圓柱齒輪 共 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 5 銑 45Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 銑床 X51 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑兩端面的圓弧槽 銑刀，游標卡尺 650 91 400 5 1 0.5 0.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 圓柱齒輪 零件名稱 圓柱齒輪 共 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 6 車 45Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗精車Φ80的孔 車刀，游標卡尺 650 91 400 5 1 0.5 0.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 圓柱齒輪 零件名稱 圓柱齒輪 共 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 7 鉆 45Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆6-Φ50的孔 麻花鉆，游標卡尺 120 18.8 0.13 30 1 2 0.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 圓柱齒輪 零件名稱 圓柱齒輪 共 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 8 滾 45Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 滾齒機 Y3150 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 滾齒 滾刀，游標卡尺 500 83 350 5 1 0.5 0.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 圓柱齒輪 零件名稱 圓柱齒輪 共 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 9 拉 45Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 拉床 L6110 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 拉鍵槽 拉刀，游標卡尺 60 18 5 5 1 0.9 0.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 圓柱齒輪 零件名稱 圓柱齒輪 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 45Cr 毛 坯 種 類 鍛件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 1 每 臺 件 數 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 1 鍛造 鍛造 2 熱處理 淬火 3 銑 銑左端面 X51 專用夾具，端銑刀，游標卡尺 4 銑 銑右端面 X51 專用夾具，端銑刀，游標卡尺 5 車 車外圓 CA6140 專用夾具，車刀，游標卡尺 6 銑 銑兩端面圓弧槽 X51 專用夾具，銑刀，游標卡尺 7 車 粗精車Φ80的內孔 CA6140 專用夾具，車刀，游標卡尺 8 鉆 鉆6-Φ50的孔 Z525 專用夾具，麻花鉆，游標卡尺 9 滾 滾齒 Y3150 專用夾具，滾刀，游標卡尺 10 拉 拉鍵槽 L6110 專用夾具，拉刀，游標卡尺 11 檢驗 檢驗 12 入庫 入庫 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 設計說明書 題目：圓柱齒輪的工藝規(guī)程及夾具設計 所在學院 班 級 姓 名 學 號 指導老師 完成日期 摘 要 本次設計內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。 圓柱齒輪加工工藝規(guī)程設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計兩部分。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構，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 目錄 序言 1 1 零件的結構工藝分析和毛坯確定 2 1.1零件的作用 2 1.2零件的工藝性分析 2 1.3確定毛坯類型與制造方法 2 1.4毛坯形狀及尺寸 2 2 工藝路線的擬定和工序設計 2 2.1定位基準的選擇 2 2.3加工順序的安排 3 2.4熱處理工序、輔助工序的安排 4 2.5擬定工藝路線 4 2.7切削用量的選擇與確定 6 3 機床夾具設計概述 6 3.1什么是夾具 6 3.2夾具的作用 7 3.3夾具的組成 7 3.4夾具的分類 8 4 鉆床夾具設計 8 4.1夾具體的設計 8 4.2定位方案和定位裝置的設計 9 4.3導向方案及導向裝置的設計 10 4.4夾緊方案的確定及裝置的設計 11 4.6夾具的精度分析 12 總 結 14 致 謝 15 參考文獻 16 序言 隨著社會的發(fā)展、科技的進步，機械行業(yè)對專業(yè)人才的需求在不斷變化，特別是隨著數控技術的應用和先進設備的增加，對既有扎實專業(yè)理論基礎，又會動手的職業(yè)技術人才需求越來越多。所以為了深化課程學習，我以極高的熱情對待這次課程設計。通過課程設計這一實踐環(huán)節(jié)，使我更好地理解和掌握本課程的基本理論和方法，進一步提高查閱技術資料、繪制零件圖等能力,按照一個簡單機械系統的功能要求，綜合運用所學知識，并對其中某些機構進行分析和設計。 “以設計為主線，分析為設計服務，立足點是機械系統的方案設計”是機床夾具設計的新體系。機床夾具設計讓我們對所學課程的一次深入的綜合性的復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們大學三年中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次機床夾具課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力。 機械原理課程是培養(yǎng)學生具有機械理論能力的技術基礎課。課程設計則是機械設計課程的實踐性教學環(huán)節(jié)，同時也是我學習機械專業(yè)來一次較為全面的自主進行機械設計能力的訓練。在這個為期六周的過程里，我有過緊張，有過茫然，有過喜悅，感受到了學習的艱辛，也收獲到了學有所獲的喜悅，回顧一下，我覺得進行機械原理課程設計的目的有如下幾點： 通過課程設計實踐，樹立正確的設計思想，增強創(chuàng)新意識，培養(yǎng)綜合運用機械原理課程和其他選修課程的理論與實際知識去分析和解決機械設計問題的能力。 學習設計機械產品的一般方法，掌握機械設計的一般規(guī)律。 學習進行機械基礎技能的訓練，例如：計算、繪圖、查閱設計資料和手冊等。 能熟練運用機床夾具設計課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，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，保證零件的加工質量。 提高結構設計的能力。通過設計夾具的訓練，應當獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理而且能保證加工質量的夾具的能力。 學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。 由于能力有限，設計尚有許多的不足之處，懇請各位老師給予指導。 2 1 零件的結構工藝分析和毛坯確定 1.1零件的作用 圓柱齒輪的作用是傳動扭矩，速度的作用。 1.2零件的工藝性分析 該零件的材料為45Cr, 有一定的伸長率，具有良好的鍛造性，具有較好的韌性和塑性。 作為主要結構的外圓適宜使用車削加工，該零件毛坯為普通碳素鋼， ?80內孔粗糙度為1.6，因此粗車，精車即可。?325的外圓及其端面，采用粗車達到。作為次要結構，其精度要求不高，一次加工完成。 1.3確定毛坯類型與制造方法 毛坯種類的選擇與材料的消耗，生產，加工質量，成本和實際作用密切相關。由零件分析可知該零件是圓柱齒輪零件。鍛造是圓柱齒輪零件毛坯的主要制造方法。 1.4毛坯形狀及尺寸 機械加工余量的確定：由于此零件采用熱軋，根據《機械加工工藝手冊 》表3.1-2查出鑄件外表面的極限偏差為：上偏差+1.20、下偏差-1.20。根據《機械加工工藝手冊 》查表3.1-14鑄件端面的加工余量，查出雙邊加工余量為4根據《機械加工工藝手冊 》查表3.1－2的等級精度為IT11。。 2 工藝路線的擬定和?11沉頭孔工序設計 2.1定位基準的選擇 制定機械加工工藝規(guī)程時，正確選擇定位基準對保證零件表面的位置要求（位置尺寸和位置精度）和安排加工順序兩者有非常大的影響。定位選擇的正確合理，可以保證加工質量，提高生產率。相反，則加工工藝過程中會出現形形色色的問題，嚴重的將導致零件大批量報廢，無法進行正常生產。 用沒有加工過的毛坯表面作為定位基準，這種基準稱為粗基準；用已經加工過的毛坯表面作定位基準，這種則稱之為精基準。 因為在選擇定位基準時，必須要從保證工件精度的角度考慮，所以分析定位基準選擇的順序就應該從粗基準到精基準。 2.1.1粗基準的選擇原則 圓柱齒輪大致可以歸類為齒輪類零件，根據保證不加工表面與加工表面相互精度原則這條粗基準的選擇原則，即為當此零件有不加工的表面時，要以這些不加工的表面作為粗基準，若零件有若干個不加工表面時應該和這些加工表面中要求的相對精度比較高的不加工表面作為粗基準。 （1）為了保證加工表面與非加工表面之間的位置要求，應選非加工表面為粗基準： （2）選作粗基準的表面應平整光潔，要避開鍛造飛邊和鍛造澆冒口、分型面毛刺等缺陷，以保證定位基準、夾緊可靠。 （3）合理分配各加工表面的余量； （4）粗基準應避免重復使用，在同一尺寸方向，一般只允許使用一次； 軸向定位基準為端面。 徑向定位基準為中心線。 綜上所述：加工左端面，以右端面為粗基準。加工外圓、內孔時以中心軸線作為定位基準，鉆孔、銑削時以內孔面作為定位基準。 2.1.2 精基準的選擇原則 （1）基準重合原則 （2）基準統一原則 （3）自為基準原則 （4）互為基準原則 （5）保證工件定位準確、夾緊可靠、操作方便的原則 綜上所述：該零件在加工外圓和內孔時，選用通用夾具裝夾。在鉆孔和銑削圓弧時采用專用夾具。 2.3加工順序的安排 （1）先面后孔 一般是既有平面，又有孔或孔系，這時應先將平面加工出來，再以平面為基準加工孔或孔系。 （2）先粗后精 是指先安排各表粗加工，后安排精加工。 （3）基面先行 應首先安排被排被選作精其準的表面的加工，再以加工出的精基準為定位基準，安排其他表面的加工。 （4）.先主后次 主要表面一般指零件上的設計基準面和重要工作面。這些表面是決定零件質量的主要因素，對其進行加工是工藝過程的主要內容，因而在確定加工順序時，要首先考慮加工主要表面的工序安排，以保證主要表面的加工精度。 在車床上加工時，先加工?325，φ110的端面和外圓，符合基面先行、先面后孔、次要表面可穿插在各階間進行的安排原則，在鉆床加工時先鉆后鉸孔或者攻絲符合先粗后精的原則。 2.4熱處理工序、輔助工序的安排 常用的熱處理工序有：退火、正火、調質、時效、淬火、回火、滲碳、碳氮、共滲等。按熱處理的目的，可分為預備熱處理、消除殘余應力熱處理、最終熱處理。預備熱處理是為了改善材料的切削性能，消除毛坯制造時的殘余應力，改善組織；最終熱處理是提高零件的強度、表面硬度和耐磨性，常安排在精加工工序之前。 熱處理是用于提高材料的力學性能、改善金屬的加工性能及消除殘余內應力，而熱處理工序的安排，常根據零件的技術要求和材料的性質，合理的安排，熱處理工序安排得是否恰當，對保證零件的精度、保證零件加工的順利進行、保證零件機械性能有著重要影響。 調質處理是為了提高工作的綜合力學性能。 表面氧化處理是為了保證和提高涂層的防護性能，增強涂層對物體的附著力，創(chuàng)造合適的表面粗糙度，增強涂層對底襯的配套性和相容性。 根據零件要求，最終熱處理是進行調質處理，即將工件淬火后加高溫回火熱至500度以上。淬火鋼經高溫回火后，鋼的淬火應力完全消除，強度較高，塑性和韌性提高，具有良好的綜合性能。輔助工序一般包括去毛刺、倒菱角、清洗、涂漆、除銹、退磁、檢驗等。根據本工件的實際情況，輔助工序為去毛刺和檢驗。 2.5擬定工藝路線 根據以上各個零部件的分析以及加工工藝確定的基本原則，可以初步確定加工工藝路線，具體方案如下： 1 鍛造 鍛造 2 熱處理 淬火 3 銑 銑左端面 4 銑 銑右端面 5 車 車外圓 6 銑 銑兩端面圓弧槽 7 車 粗精車Φ80的內孔 8 鉆 鉆6-Φ50的孔 9 滾 滾齒 10 拉 拉鍵槽 11 檢驗 檢驗 12 入庫 入庫 2.7切削用量的選擇與確定 工序：銑上端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 2） 決定每次進給量及切削速度 根據銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序：鉆6-φ50的孔 刀具：根據《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ7 1)進給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機床主軸轉速 ns== r/min 與191r/min相近的機床轉速為120r/min。現選取=120r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm; t=2x（） =2x（）=2.17(min) 3 機床夾具設計概述 3.1什么是夾具 隨著科學技術的發(fā)展和市場需求的變化及競爭的加劇，傳統的制造技術發(fā)展到一個嶄新的階段。機械制造以滿足市場的需求作為戰(zhàn)略決策的核心，以取得理想的技術經濟效果。機床夾具在機械制造中發(fā)揮著重要作用，大量專用機床夾具的采用為大批量生產提供了必要條件。至此，在對工件進行加工時，為了保證加工的要求，首先要使工件相對夾具及機床有正確位置，并使位置在加工過程中不因外力的影響而變動。因此，在進行機械加工之前，先要將工件裝夾好。 各種金屬切削機床上用于裝夾工件的工藝裝備稱為機床夾具。 3.2夾具的作用 保證加工精度，穩(wěn)定加工質量。用夾具裝夾工件時，工件相對刀具及機床的安裝位置均已確定，所以工件在加工過程中的位置精度不會受到各種主觀因素和操作者技術水平的影響，能使一批工件的加工精度一致，加工質量穩(wěn)定。 縮短輔助時間，提高勞動生產率。使夾具裝夾工件方便、快速，因此工件不需要劃線找正，可大大減少輔助工時，工件在夾具裝夾后提高了工件的剛性，所以可加大切削用量，提高勞動生產率；可使用多件、多工位裝夾的夾具，并可采用高效加緊機構，有效提高勞動生產率。 擴大機床的使用范圍，實現“一機多能”。在批量不大、工件種類和規(guī)格較多、機床類型有限的條件下，可通過設計機床夾具，改變機床的工藝范圍，實現“一機多能”。例如，在普通銑床上安裝專用夾具銑削成形表面。 改善工人勞動條件，降低生產成本。在批量生產中使用夾具后，工件的裝卸比較方便、省力、安全，采用擴力機構、氣動夾緊，都能改善工人的勞動條件。由于勞動力的提高、使用技術等級較低的工人以及廢品率下降的原因，明顯的降低了生產成本。 保證工藝紀律。夾具設計往往是工藝人員解決高難度零件的主要工藝手段之一，是提高企業(yè)整體技術水平是主要措施。生產中使用夾具，可保證生產周期、生產調度等工藝紀律。 3.3夾具的組成 （1）定位元件。定位元件的作用是使工件在夾具中占據正確的位置。 （2）加緊裝置。加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作用時不離開已經占據的正確位置。 （3）對刀或導向裝置。對刀或導向裝置用于確定刀具相對定位元件的正確位置。 （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。 （5）夾具體。夾具體是機床夾具的基礎件，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。 （6）其它元件或裝置。是指夾具中因特殊需要而設置的元件或裝置。 3.4夾具的分類 （1）通用夾具。是指結構、尺寸已經標準化，具有一定通用性，特點是適用性好，不需要調整或稍加調整即可裝夾一定形狀范圍的各種工件，主要用于單件小批量生產。 （2）專用夾具。是針對某一工件的某道工序的加工要求而專門設計制造的夾具，特點是針對性強，可獲得較高的生產率和加工精度，但制造周期長，主要用于批量生產。 （3）可調夾具。是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具，可以適應多種工件的加工。它還分為通用可調夾具和成組夾具兩類，在多品種、小批量生產中得到廣泛應用。 （4）組合夾具。是一種模塊化的夾具，已實現商品化，在單件、中小批多品種的生產和數控加工中，是一種較經濟的夾具。 （5）拼裝夾具。是一種用專門的標準化、系列化的拼裝夾具零部件拼裝而成的夾具，它有組合夾具的特點，但比組合夾具精度高、效能高、結構緊湊，適合在數控機床上使用。 4 鉆床夾具設計 4.1夾具體的設計 在加工過程中，夾具體是承受載荷最大的零件，通常是夾具體中體積最大和結構最復雜的的零件。既要保證在其上所安裝的各種裝置和各元件之間的相互位置關系又要實現夾具與機床之間的定位和連接，所以夾具體一般要滿足如下幾個要求。 （1）力求結構簡單及裝卸工件方便。保證強度和剛度的前提下，盡可能體積小、重量輕。 （2）排屑要方便。夾具設計時，應考慮切屑的排除。 （3）應該有足夠的強度和剛度。在加工過程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不會產生不允許的變形或振動，夾具體應有足夠的強度和剛度。 （4）結構工藝性好。夾具體應便于制造、裝配、檢驗和維修。 （5）在機床上安裝穩(wěn)定可靠。夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安基面與機床相應表面的接觸或配合實現的。 （6）具有適當的精度和尺寸穩(wěn)定性。夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀或導向元件的表面及夾具體的安裝基面等，應有適當的尺寸和精度。 4.2定位方案和定位裝置的設計 工件的定位就是確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程，它是一種過程。作用是保證加工尺寸和位置精度。定位方案不確定，其他有關問題就無法進行設計。定位方案一經確定，則夾具的總體配置基本形成。因此，無論是設計夾具，還是分析現場夾具，都是從工件的夾具中的定位著手解決問題。 4.2.1工件定位的基本原理 （1）工件的自由度。運動件相對與固定坐標系所具有的獨立運動稱為自由度。分為位置自由的和角度自由度。 （2）工件定位原理。六點定位規(guī)則，六點定則是工件定位的基本法則，用于實際 生產時，起支撐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。 4.2.2工件定位的類型 工件定位時，影響加工要求的自由度必須限制；不影響加工的自由度，有時要限制，有時可以不用限制，視具體情況而定。根據工件自由度被約束的情況，工件定位可分為以下幾種類型： （1）完全定位 工件的六個自由度不重復地全部被限制了的定位稱為完全定位。 不完全定位 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。 （2）欠定位 按照加工要求，應限制的自由度沒有被限制的定位稱為欠定位。欠定位無法保證加工要求。 （3）重復定位 夾具上的定位元件重復限制工件的同一個或幾個自由度的定位稱為重復定位（又程過定位）。重復定位分兩種情況：當工件的一個或幾個自由度被重復限制，但仍然能滿足加工要求，即不但不產生有害影響，反而可增加工件裝夾剛度的定位，稱為可用重復定位。當工件的一個或幾個自由度被重復限制，并對加工產生有害影響的重復定位，稱為不可用重復定位。它將造成工件定位不穩(wěn)點，降低加工精度，使工件或定位元件產生變形，甚至無法加工和安裝。因此，不可重復定位是不允許的。 4.2.3定位基準的選擇 （1）如何選擇定位基準。定位基準的選擇，應盡量使工件的定位基準與工序基準重合；盡量用精基準作為定位基準；遵循基準統一原則；應使工件安裝穩(wěn)點，加工中引起的變形最?。粦构ぜㄎ环奖?，夾緊可靠。 （2）定位符號和夾緊符號的標注。在選定定位基準及確定了夾緊力的方向和作用點后，應在工序圖上標注定位符號和夾緊符號。 （3）對定位元件的基本要求。足夠的精度、足夠的強度和剛度、耐磨性好、工藝性好、便于清理切削。 4.2.4工件定位方式及其定位元件 定位方式和定位元件的選擇包括的結構、形狀、尺寸及布置形式等，主要取決于工件的加工要求、工件定位基準和外力的作用狀況等因素。 （1）工件以平面定位。工件以平面作為定位基準時，所用定位元件一般分為主要支承和輔助支承兩類。主要支承用來限制工件的自由度，具有獨立定位作用。輔助支承用來加強工件的支承剛性，不起限制工件自由度的作用。 （2）工件以圓孔定位。工件以圓孔為定位基準，這種定位方式所用的定位元件有圓柱定位銷、定位心軸和圓錐定位銷。 4.3導向方案及導向裝置的設計 由于是鉆床夾具，所以導向裝置選用鉆套。 4.3.1鉆套介紹 （1）鉆套的作用 鉆套的作用是保證被加工孔的位置精度，引導刀具，防止其在加工過程中發(fā)生偏斜，提高刀具的剛性，防止加工時震動。 （2）鉆套類型 分為標準鉆套和固定鉆套，標準鉆套又分為固定鉆套、可換鉆套和快換鉆套。 （3）鉆套的設計 （a）鉆套高度。 鉆套高度H對刀具的導向性能和刀具的壽命影響很大，H 較大時，導向性能好，但刀具與鉆套的摩擦較大，H過小，則導向性能不良，一般取H和鉆套孔徑d之比H/d=1～2.5。 （b）排屑間隙。 鉆套的底面與工件表面之間應留有排屑間隙h，間隙必須適中，不然會影響鉆套的導向作用和正常排屑，鉆削鑄鐵是h取（0.3～0.7）d；鉆削鋼件是h取（0.7～1.5）d；工件要求精度高時h可取0。 （c）鉆套的內徑尺寸及公差。 鉆套的內徑尺寸及公差主要取決于刀具的種類和加工孔的尺寸精度，一般鉆孔或擴孔時公差選F7或F8，粗鉸孔時選G7，精鉸時選G6， （4）鉆模板 鉆模分為固定鉆模板、鉸鏈式鉆模板、可卸式鉆模板、懸掛式鉆模板。 由于這次加工的三個?11沉頭孔在零件上均勻分布，為了加工方便，我們設計鉆模板結構為一個圓形并且上面有三個孔均勻分布對應零件上的三個孔。 由于加工孔是沉頭孔，又應是大批量生產，故宜選用快換鉆套，在工件裝卸方便的情況下盡可能選用可卸式鉆模板。 根據以上所述其鉆套高度H為：由于加工的孔小所以H 應取大值H為22。 排屑間隙h為：由于工件材料為45Cr所以h為16。 鉆套的內徑尺寸及公差為：內徑尺寸為11。公差為F7。 4.4夾緊方案的確定及裝置的設計 工件定位后將它的位置固定下來，稱為夾緊。在機械加工過程中，工件會收到各種力的作用，為了保證在這些外力作用下，工件還能咋愛夾具中有定位元件確定加工位置，而不發(fā)生移動。 4.4.1夾緊裝置的組成 （1）動力裝置 產生夾緊力。動力裝置是產生原始作用力的裝置。按夾緊力的來源分為手動夾緊和機動夾緊。 （2）夾緊機構 傳遞夾緊力。傳遞機構是原動力傳遞給夾緊元件。它由接受原始作用力的構件和中間傳力機構組成。 4.4.2夾緊裝置的設計要求 （1）夾緊過程中，不能破壞工件在定位是所在對定正確位置。 （2）夾緊力的大小合適。保證工件加工位置的不變，夾緊牢固可靠，又不能超過允許的變形。 （3）夾緊裝置的復雜程度應與工件的生產綱領相適應。工件生產批量大，允許設計較復雜、效率較高的夾緊裝置。 （4）具有良好的結構工藝性和使用性。盡量簡單，便于維修制造，操作安全方便，并且省力。 綜上所述為了是夾具結構更簡單，操作更方便動力裝置采用手動夾緊 ，由于工件的結構性和工藝性不復雜要求也不高，所以，為了快速裝卸工件，采用螺釘及墊圈相配合的夾緊機構夾緊機構。 4.4.3夾緊力的計算 在分析夾緊力時，可把螺旋看做是一個纏繞在圓柱體上的斜面，展開后就相當于斜楔了。螺旋夾緊產生的夾緊力計算公式如下： 式中 單個螺旋夾緊產生的夾緊力（N)； 作用力臂（mm）； 螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm)；其值視螺桿端部的結構 形式而定（mm）； 螺桿端部與工件間的摩擦角（°）； 螺旋副的當量摩擦角（°）； 螺紋中徑之半（mm）； 螺紋深角（°）； 查表得： 求得： 螺旋壓板夾緊機構是利用杠桿原理來實現夾緊作用。其好處是：增大夾緊力，改變夾緊力作用方向，增大夾緊行程。它可以繞水平軸翻轉，增力顯著，夾緊時既省力又迅速可靠。 4.6夾具的精度分析 使用夾具的首要目的在于保證工件的加工質量，具體來說，使用夾具加工時必須保證工件的尺寸精度、形狀精度和位置精度。用夾具裝夾工件進行機械加工時，其工藝系統中影響工件加工件精度的因素很多。有定位誤差、對刀誤差 、夾具在機床上的安裝誤差、影響加工精度的其他因素綜合稱為加工方法誤差 、夾具誤差、加工總誤差∑△。 （1）定位誤差。此工件的定位誤差為，工件定位孔與定位心軸的最大配合間隙。工件定位孔的尺寸為 ?80H7，定位心軸的尺寸為?80g6。 = （2）對刀誤差。因為刀具相對于刀或導向元件的位置不精確而造成的加工誤差，稱為對刀誤差。鉆套導向孔的尺寸為?50F7，鉆頭尺寸為?50h9。對刀誤差為鉆頭與導向孔的最大間隙 = （3）夾具的安裝誤差。因夾具在機床上安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。因為安裝基面為平面，所以安裝誤差，為0. （4）夾具誤差。因夾具上定位元件、對刀或導向元件、分度裝置及安裝基準之間的位置而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。該夾具的夾具誤差為=0.03mm。 （5）加工方法誤差。因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統的受力變形和熱變形等因素造成的加工誤差，統稱為加工方法誤差。根據經驗=/3。 （6）根據在夾具加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和 ∑△==0.0798mm 保證工件加工精度的條件是：∑△=，所以加工總誤差應小于工件尺寸公差。 為了保證夾具的使用壽命，防止夾具過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需要留出一定的精度儲備量。所以將上式改寫為 ∑△或-∑△0 當JC≥0時，夾具能滿足工件的加工要求。JC值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。 因為-∑△=0.02.20所以該 夾具能保證加工 總 結 本次課程設計是對本學期所學《機床夾具設計》課程和以前學的專業(yè)知識以及實訓知識的檢驗和應用。夾具設計作為工科學院校廣大學生的必修環(huán)節(jié)，不僅是鞏固大學生大學所學知識的重要環(huán)節(jié)，而且也是檢驗我們綜合應用知識的能力，是我們參加工作前的實踐性鍛煉。通過這幾周的學習和對有關資料的查詢，我們小組的每位成員都很積極參加進去，一起運用所學的專業(yè)知識和從與專業(yè)相關的課程為出發(fā)點，并復習所學的制圖軟件AUTO/CAD、UG的運用，同時學習了其他一些相關軟件的應用。在此夾具過程也廣泛接觸、應用一些辦公軟件，豐富了自己的知識水平。在設計思想中，盡可能體現了我們所學的知識的掌握和了解的相關知識。通過設計，使我能熟悉地查找和應用有關參考資料、計算圖表、手冊、圖冊和規(guī)范，熟悉有關國家標準。 本次夾具設計是學習機械專業(yè)以來又一次獨立的機械設計。在設計過程中不僅要考慮理論上的可行性，還要考慮生產上的安全性和經濟合理性。 在以前機械基礎知識的學習中，我對于機械設計的認識是很有限的， 我們所遇到的關于專業(yè)的實際應用也僅限于書上的例題和為了考試做的一些資料，它們都是理論上的或者局部的計算，而這次的夾具設計讓我接觸到完完整整的機械產品計算和一些輔助設備的計算。讓我感覺到，光是平時學習的內容對于在機械方面的應用是遠遠不夠的， 這需要我們 平時自覺的培養(yǎng)自己的自學能力，設計中我學會了離開老師進行自主學習，參看多本指導書，完善自己的設計。 通過本次夾具設計的訓練， 讓我對自己的專業(yè)有了更加感性和理性的認識，這對我們的繼續(xù)學習是一個很好的指導方向，我們了解了機械設計的基本內容，掌握了化工設計的主要程序和方法，增強了分析和解決機械實際問題的能力。同時，通過本次設計，還使我們樹立了正確的設計思想，培養(yǎng)實事求是、嚴肅認真、高度負責的工作作風， 加強機械設計能力的訓練和培養(yǎng)嚴謹求實的科學作風更尤為重要。 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，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，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上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，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、鄭和東、成海濤主編《機械制圖》哈爾濱工程大學出版 2009 2、涂序斌、伍春蘭主編《互換性與測量技術》哈爾濱工程大學出版社 3、陸劍中、孫家寧主編《金屬切削原理與刀具》機械工業(yè)出版社 2009 4、吳拓主編《機械制造工藝與機床夾具課程設計指導第2版》機械工藝出版社 5、李名望《機床夾具設計實例教程》北京；化學工業(yè)出版社，2009 7、皮智謀 任成高 任東等《機械設計與制造》長沙；湖南大學出版社，2012 16