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汽車手剎車蹄片拉桿臂加工工藝和夾具設(shè)計(jì)
系 名： （四號(hào)宋體）
專業(yè)班級(jí)： （四號(hào)宋體）
學(xué)生姓名： （四號(hào)宋體）
學(xué) 號(hào)： （四號(hào)宋體）
指導(dǎo)教師姓名： （四號(hào)宋體）
指導(dǎo)教師職稱： （四號(hào)宋體）
年 月
摘要
在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)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(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差
II
目錄
目 錄
摘要 II
第1章 緒論 1
第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2
2.1 零件的分析 2
2.1.1 零件的作用 2
2.1.2 零件的工藝分析 3
2.2 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 3
2.2.1 孔和平面的加工順序 3
2.2.2 孔系加工方案選擇 3
2.3 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 4
2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 4
2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 4
2.4 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工主要工序安排 4
2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6
2.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 6
第3章 專用夾具設(shè)計(jì) 12
3.1 研究原始質(zhì)料 12
3.2 設(shè)計(jì)要求 12
3.3 夾具的組成 13
3.4 夾具的分類和作用 14
第4章 銑14mm槽夾具設(shè)計(jì) 17
4.1設(shè)計(jì)要求 17
4.2夾具設(shè)計(jì) 17
4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 17
4.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 17
4.3定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 18
4.4定位誤差的分析 20
4.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 21
結(jié) 論 22
參考文獻(xiàn) 23
致 謝 24
第1章 緒論
學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過(guò)去所學(xué)過(guò)的全部課程進(jìn)行機(jī)械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力，為以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。它要求學(xué)生綜合運(yùn)用本課程及有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)。其目的如下：
①培養(yǎng)學(xué)生解決機(jī)械加工工藝問(wèn)題的能力。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，熟練運(yùn)用機(jī)械技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中定位、加緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的能力。
②培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。
③進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)用和編寫技術(shù)文件等基本技能。
本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。
第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 零件的分析
2.1.1 零件的作用
題目給出的零件是汽車手剎車蹄片拉桿臂零件。汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的主要作用是支架軸，保證軸之間的中心距及平行度，并保證正確安裝。因此汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命。
,
2.1.2 零件的工藝分析
由汽車手剎車蹄片拉桿臂零件圖可知。汽車手剎車蹄片拉桿臂零件是一個(gè)汽車手剎車蹄片拉桿臂零件，它的外表面上有4個(gè)平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下：
（1） 以左端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：左端面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為
（2） 以右端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：右端面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為
（3） 以Φ12C11孔為主要加工表面的加工孔。
（4）以2-Φ12C11孔為主要加工表面的加工孔。
（5）以上端槽為主要加工槽。
(6)以下端槽為主要加工槽。
2.2 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
由以上分析可知。該汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于汽車手剎車蹄片拉桿臂零件來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。
由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過(guò)程中的主要考慮因素。
2.2.1 孔和平面的加工順序
汽車手剎車蹄片拉桿臂零件類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工汽車手剎車蹄片拉桿臂零件上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。
汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開(kāi)的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。
2.2.2 孔系加工方案選擇
汽車手剎車蹄片拉桿臂零件孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最低的機(jī)床。
2.3 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工定位基準(zhǔn)的選擇
2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）保證各重要孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的零件與箱壁有一定的間隙。
為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對(duì)位置。
2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇
從保證汽車手剎車蹄片拉桿臂零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證汽車手剎車蹄片拉桿臂零件在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從汽車手剎車蹄片拉桿臂零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c汽車手剎車蹄片拉桿臂零件的主要支承孔系垂直。如果用來(lái)作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。
2.4 汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工主要工序安排
對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來(lái)。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于汽車手剎車蹄片拉桿臂零件，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來(lái)加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。
加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
根據(jù)以上分析過(guò)程，現(xiàn)將汽車手剎車蹄片拉桿臂零件加工工藝路線確定如下：
工藝路線一：
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
鍛造
鍛造毛坯
時(shí)效
時(shí)效
涂漆
涂底漆
10
銑
粗銑精銑兩端面
20
鉆
鉆、擴(kuò)鉸上方Φ12C11孔、孔口倒角1*45°
30
鉆
鉆、擴(kuò)下方2-Φ12C11孔、孔口倒角1*45°
40
銑
粗銑上端槽
50
銑
粗銑下端槽
60
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
70
入庫(kù)
入庫(kù)
工藝路線二：
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
鍛造
鍛造毛坯
時(shí)效
時(shí)效
涂漆
涂底漆
10
銑
粗銑E、F面
20
鉆
鉆、擴(kuò)、鉸3-Φ12C11孔、孔口倒角1*45°
30
銑
精銑E、F面
40
銑
粗銑上、下端槽
50
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
60
入庫(kù)
入庫(kù)
以上加工方案大致看來(lái)合理，但通過(guò)仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問(wèn)題，
以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片。綜合選擇方案二：
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
鍛造
鍛造毛坯
時(shí)效
時(shí)效
涂漆
涂底漆
10
銑
粗銑E、F面
20
鉆
鉆、擴(kuò)、鉸3-Φ12C11孔、孔口倒角1*45°
30
銑
精銑E、F面
40
銑
粗銑上、下端槽
50
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
60
入庫(kù)
入庫(kù)
2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“汽車手剎車蹄片拉桿臂零件”零件材料采用45號(hào)鋼制造，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鍛造毛坯。
（1）底面的加工余量。
根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。
精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。
（3）孔
毛坯為實(shí)心，不沖孔。
（4）端面加工余量。
根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下：
粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取。
半精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》，其加工余量值取為。
2.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）
工序30：粗銑E、F面
機(jī)床：銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)[10]
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序20 鉆、擴(kuò)、鉸3-Φ12C11孔、孔口倒角1*45°
（1）鉆孔工序
1）背吃刀量=5mm
2）進(jìn)給量 由表5-12，選取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=0.2mm/r
3)切削速度 由表5-22查得，因?yàn)楣ぜ?5號(hào)鋼，v=20m/min，帶入公式得
參照表4-15所列Z525的主軸轉(zhuǎn)速取n=590r/min。實(shí)際轉(zhuǎn)速為
確定擴(kuò)孔切削用量
1)確定進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表28-31, 。根據(jù)Z515機(jī)床說(shuō)明書取f=0.57mm/r。
2）確定切削速度v及n 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表28-33，取。修正系數(shù)：
故
查機(jī)床說(shuō)明書取。實(shí)際切削速度為
確定鉸孔切削用量
（1）確定進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-36，，按該表
注4，進(jìn)給量取小植。查Z535說(shuō)明書取。
（2）確定切削速度v及n 由參考文獻(xiàn)[7]表28-39取。由參考文獻(xiàn)[1]表28-3，得修正系數(shù)，（根據(jù)）
故
查Z515說(shuō)明書，取n=100r/min,實(shí)際鉸孔速度
基本時(shí)間的計(jì)算
1）鉆孔 查表5-41，=24 mm， =2 mm =5 mm
f=0.2 mm/r, n=590 r/min
帶入
2）擴(kuò)孔 根據(jù)表5-41，，按=15 ，=1.5，查得=0.56 mm ，
=5.3 mm
3）鉸孔 根據(jù)表5-41及表5-42 查得
=20 mm ，=22 mm ，l=24 mm f=0.4 mm/r , n=140 r/min
輔助時(shí)間的計(jì)算
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，輔助時(shí)間與基本時(shí)間的關(guān)系為 =（0.15～0.2）,本例取=0.15，則各工步的輔助時(shí)間為：
鉆孔工步：=0.15×15.8=2.37s
擴(kuò)孔工步：=0.15×33.8=5.07s
精鉸工步：=0.15×45.6=6.84s
其他時(shí)間計(jì)算
除了作業(yè)時(shí)間之外，每件工序的單位時(shí)間還包括布置工作地點(diǎn)時(shí)間、休息時(shí)間與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于是大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%～7%，休息與生理需要時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%～4%,在此均取3%，則各工序的其他時(shí)間（+）可按關(guān)系式（3%+3%）+×(+)計(jì)算，他們分別為：
鉆孔：+=6%×（2.37+15.8）=1.09s
擴(kuò)孔：+=6%×（5.07+33.8）=2.33s
鉸孔：+=6%×（6.84+45.6）=3.15s
單件總時(shí)間的計(jì)算
鉆孔工步：=15.6+2.37+1.09=19.06s
擴(kuò)孔工步：=33.8+5.07+2.33=41.2s
鉸孔工步：=45.6+6.84+3.15=55.51s
工序30 精銑E、F面
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序40 粗銑上、下端槽
機(jī)床：銑床
刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀
切削深度：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表查得切削速度。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～74，取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
=63mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
第3章 專用夾具設(shè)計(jì)
3.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來(lái)加工14mm槽夾具設(shè)計(jì)，加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.2 設(shè)計(jì)要求
在對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工的要求，首先要使工件相對(duì)道具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過(guò)程中不因外力的影響而變動(dòng)。因此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝夾好。
機(jī)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(guò)程中受到外力（切削力等）作用時(shí)不離開(kāi)已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。
3、對(duì)刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對(duì)定位元件的正確位置。
4、連接原件 其作用是確定夾具在機(jī)床上的正確位置。
5、夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過(guò)它將夾具的所有元件連接成一個(gè)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(duì)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(jī)床夾具的基礎(chǔ)組成部分。
機(jī)床的分類
機(jī)床夾具種類繁多，可以從不同的角度對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行分類。
按夾具的使用特點(diǎn)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(jī)床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機(jī)床夾具，數(shù)控機(jī)床夾具，自動(dòng)機(jī)床夾具，自動(dòng)線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具。
3.3 夾具的組成
(1) 定位元件
夾具上的圓柱銷5、菱形銷9和支承板4都是定位元件，通過(guò)它們使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。
(2) 夾緊裝置
夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過(guò)程中受到外力(切削力等)作用時(shí)不離開(kāi)已經(jīng)占據(jù)的正確位置。圖3-3中的螺桿8(與圓柱銷合成一個(gè)零件)、螺母7和開(kāi)口墊圈6就起到了上述作用。
(3) 對(duì)刀或?qū)蜓b置
對(duì)刀或?qū)蜓b置用于確定刀具相對(duì)于定位元件的正確位置。如圖3-3中鉆套l和鉆模板2組成導(dǎo)向裝置，確定了鉆頭軸線相對(duì)定位元件的正確位置。銑床夾具上的對(duì)刀塊和塞
尺為對(duì)刀裝置。
(4) 連接元件
連接元件是確定夾具在機(jī)床上正確位置的元件。如圖3-3中夾具體3的底面為安裝基面，保證了鉆套1的軸線垂直于鉆床工作臺(tái)以及圓柱銷5的軸線平行于鉆床工作臺(tái)。因此，夾具體可兼作連接元件。車床夾具上的過(guò)渡盤、銑床夾具上的定位鍵都是連接元件。
(5) 夾具體
夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，如圖3-3中的件3，通過(guò)它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。
(6) 其它裝置或元件
它們是指夾具中因特殊需要而設(shè)置的裝置或元件。
3.4 夾具的分類和作用
（1）按專業(yè)程度劃分
1）通用夾具
通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動(dòng)卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床附件提供給用戶。其特點(diǎn)是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。
2）專用夾具
專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，夾具將由于無(wú)法再使用而報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。
3）通用可調(diào)夾具和成組夾具
其特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對(duì)象不很明確，適用范圍更廣一些。
4）組合夾具
組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點(diǎn)是靈活多變，萬(wàn)能性強(qiáng)，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。
5）隨行夾具
隨行夾具是一種在自動(dòng)線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位，進(jìn)行不同工序的加工。
（2）按使用的機(jī)床分類
由于各類機(jī)床自身工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對(duì)所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求。按所使用的機(jī)床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等。
（3）按夾緊動(dòng)力源分類
根據(jù)夾具所采用的夾緊動(dòng)力源不同，可分為：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具等。
夾具的作用：1．縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
夾具的使用一般包括兩個(gè)過(guò)程：其一是夾具本身在機(jī)床上的安裝和調(diào)整，這個(gè)過(guò)程主要是依靠夾具自身的定向鍵、對(duì)刀塊來(lái)快速實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)找正、試切等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但速度稍慢；其二是被加工工件在夾具中的安裝，這個(gè)過(guò)程由于采用了專用的定位裝置(如V形塊等)，因此能迅速實(shí)現(xiàn)。
2．確保并穩(wěn)定加I精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量
加工過(guò)程中，工件與刀具的相對(duì)位置容易得到保證，并且不受各種主觀因素的影響，因而工件的加工精度穩(wěn)定可靠。
3．降低對(duì)操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動(dòng)強(qiáng)
由于多數(shù)專用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊，這在很大程度上減少了工人找正和調(diào)整工件的時(shí)間與難度，或者根本不需要找正和調(diào)整，所以，這些專用夾具的使用降低了對(duì)工人的技術(shù)要求并減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
按夾緊的動(dòng)力源可分為：手動(dòng)夾具，氣動(dòng)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(jī)床的工作臺(tái)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(shí)，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(shí)，都采用夾具裝夾工件。
采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點(diǎn)：
a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量
b、縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
c、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”
d、改善工人的勞動(dòng)條件，降低生產(chǎn)成本
第4章 銑14mm槽夾具設(shè)計(jì)
4.1設(shè)計(jì)要求
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，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。下面即為銑床夾具銑14mm槽的專用夾具，本夾具將用于X52K銑床。
本夾具無(wú)嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問(wèn)題。
4.2夾具設(shè)計(jì)
4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知：在對(duì)銑14mm槽進(jìn)行加工前，平面進(jìn)行了粗、精銑加工，孔Φ2-Φ12孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工。因此，定位、夾緊方案有：
方案Ⅰ：選底平面、2-Φ12孔，即一面、心軸和棱形銷定位，夾緊方式選用壓板在心軸上夾緊。
方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式，Φ12孔、工藝孔用短圓柱銷，Φ12孔用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓板來(lái)夾緊。
為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。一面即為平面；兩銷為的Φ12短圓柱銷和Φ12的棱形銷。
4.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：立銑刀（硬質(zhì)合金）
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可查得：
銑削力計(jì)算公式為
圓周分力 式（3-1）
查表可得：
代入公式（3-1）得
=
查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為：
銑削加工產(chǎn)生的水平分力應(yīng)由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。
即： （）
計(jì)算出的理論夾緊力F再乘以安全系數(shù)k既為實(shí)際所需夾緊力
即： 取k=2
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計(jì)算易得：
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)。
4.3定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖
根據(jù)T形槽的寬度 a=25mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下：
表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
25
-0.014
-0.045
40
14
6
15
6
24
+0.023
7
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。
由于本道工序是完成后加工，所以選用對(duì)刀塊。
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖 3.5 平塞尺圖
塞尺尺寸為：
表 3.2 平塞尺尺寸表
公稱尺寸H
允差d
C
3
-0.006
0.25
4.4定位誤差的分析
該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為79.5。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(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴ 兩定位銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
且：L=79.5mm ，得
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(guò)
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
4.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開(kāi)工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(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(guò)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。
21
結(jié) 論
通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我們系統(tǒng)地回顧了相關(guān)專業(yè)的大學(xué)，也深深意識(shí)到學(xué)習(xí)的重要性，認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)是一種學(xué)習(xí)的方式。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們使用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和相關(guān)設(shè)計(jì)軟件（如AutoCAD），熟悉設(shè)計(jì)相關(guān)的信息（包括手冊(cè)，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范）和實(shí)證估計(jì)有了一定程度的提高，在計(jì)算機(jī)和方便的參考書籍和手冊(cè)的情感設(shè)計(jì)和幫助。
通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，機(jī)械制造過(guò)程更系統(tǒng)的了解一般的過(guò)程，學(xué)習(xí)和掌握整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，有一個(gè)科學(xué)的設(shè)計(jì)方法是更嚴(yán)格的。課程設(shè)計(jì)的基本理論知識(shí)，可以學(xué)習(xí)使用，定位和夾緊工件加工的正確的解決方案，選擇合理的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行必要的計(jì)算，效率高的項(xiàng)目的設(shè)計(jì)以滿足高質(zhì)量的要求，基于降低成本基本理論知識(shí)，進(jìn)行必要的計(jì)算設(shè)計(jì)，高質(zhì)量，高效率夾具，成本低。清晰的過(guò)程，了解情況之前，機(jī)床刀具和加工，課程設(shè)計(jì)有很大的收獲我的。但也有許多地方都在辛苦的工作。但教師思想教育比平常更多，認(rèn)為他們的社會(huì)責(zé)任感的未來(lái)，思想在世界上是因?yàn)橐恍┬″e(cuò)誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負(fù)責(zé)，一絲不茍。
在設(shè)計(jì)和分析使我感到更多的設(shè)計(jì)思路，提高我們的學(xué)習(xí)能力，和我們討論的問(wèn)題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我深深感到，做任何事都要有耐心，細(xì)心。課程設(shè)計(jì)的過(guò)程，許多計(jì)算有時(shí)會(huì)讓我感到心煩意亂；有時(shí)是不小心計(jì)算誤差，只能被無(wú)情地重做。
遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25
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致 謝
課程設(shè)計(jì)是大學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，是知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我的專業(yè)知識(shí)是在原有的基礎(chǔ)上鞏固和提高，也不能沒(méi)有老師和同學(xué)的幫助。分析設(shè)計(jì)是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析過(guò)程中，陰長(zhǎng)城的老師給了我很大的鼓勵(lì)，在設(shè)計(jì)和分析使我感到更多的設(shè)計(jì)思路，提高我們的學(xué)習(xí)能力，和我們討論的問(wèn)題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我深深感到，做任何事都要有耐心，細(xì)心。課程設(shè)計(jì)的過(guò)程，許多計(jì)算有時(shí)會(huì)讓我感到心煩意亂；有時(shí)是不小心計(jì)算誤差，只能被無(wú)情地重做。但教師思想教育比平常更多，認(rèn)為他們的社會(huì)責(zé)任感的未來(lái)，思想在世界上是因?yàn)橐恍┬″e(cuò)誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負(fù)責(zé)，一絲不茍。
本課程設(shè)計(jì)是在老師的指導(dǎo)下完成的。老師讓我受益不淺，他淵博的知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)格，高度的責(zé)任感。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中也遇到了很多問(wèn)題，老師給了我很多的關(guān)心和幫助，并總是問(wèn)指導(dǎo)我們的設(shè)計(jì)過(guò)程。
通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我深深感到，做任何事都要有耐心，細(xì)心。設(shè)計(jì)的過(guò)程，許多計(jì)算有時(shí)會(huì)讓我感到心煩意亂；有時(shí)是不小心計(jì)算誤差，只能被無(wú)情地重做。但教師思想教育比平常更多，病人，認(rèn)為他們的社會(huì)責(zé)任感的未來(lái)，思想在世界上是因?yàn)橐恍┬″e(cuò)誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負(fù)責(zé)，一絲不茍。說(shuō)實(shí)話，課程設(shè)計(jì)真是有點(diǎn)累了。然而，其設(shè)計(jì)結(jié)果，課程設(shè)計(jì)仔細(xì)回味的旅程，一個(gè)罕見(jiàn)的成功立刻讓我昏昏欲睡。頓消。雖然這是我剛學(xué)的第一個(gè)走，一點(diǎn)在我的生命中的成功，但它讓我覺(jué)得更成熟了。
因?yàn)楫厴I(yè)的時(shí)候，很多人應(yīng)該知道的地方都沒(méi)有時(shí)間去仔細(xì)地去追求，但是我相信，方向是最重要的，因?yàn)榉较?，將用最少的精力去做事情，這工作，我的人生。因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)生活，工作是千差萬(wàn)別的，只有找到自己最喜歡的，最有前途的工作，有更多的熱心人士，但也是最有可能在自己的崗位上做出一定的貢獻(xiàn)。