銑槽夾具設(shè)計(jì),夾具,設(shè)計(jì) 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 目錄 一 緒論 1 1.1課題背景 1 1.2夾具的發(fā)展史 1 1.3小結(jié) 2 二 撥叉80-08的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 2.1零件的分析 3 2.1.1零件的作用 3 2.1.2零件的工藝分析 3 2.2確定生產(chǎn)類型 3 2.3確定毛坯 3 2.3.1確定毛坯種類 3 2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 4 2.3.3繪制鑄件零件圖 4 2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 2.4.1選擇定位基準(zhǔn) 4 2.5工序 5 2.5.1工序2：半精銑16H11的槽 5 2.6本章小結(jié) 6 三 專用夾具設(shè)計(jì) 7 3.1銑槽夾具設(shè)計(jì) 7 3.1.1問(wèn)題的提出 7 3.2.2夾具的設(shè)計(jì) 7 3.2本章小結(jié) 11 四 結(jié)論 13 五 參 考 文 獻(xiàn) 14 一 緒論 1.1課題背景 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過(guò)程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。 “工欲善其事，必先利其器。” 工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無(wú)論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.2夾具的發(fā)展史 夾具在其發(fā)展的200多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機(jī)，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機(jī)床—工件—工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點(diǎn)是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動(dòng)化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動(dòng)化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機(jī)床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個(gè)階段，這一階段，夾具的主要特點(diǎn)是高精度，高適應(yīng)性?？梢灶A(yù)見(jiàn)，夾具在不一個(gè)階段的主要發(fā)展趨勢(shì)將是逐步提高智能化水平。 1.3小結(jié) 一項(xiàng)優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開(kāi)專門設(shè)計(jì)的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計(jì)，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，對(duì)夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度，絲毫也不壓于對(duì)機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。 16 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 二 撥叉80-08的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。 2.1.2零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： (1) 中心圓孔Ф。 (2) 的螺紋孔垂直于中心孔，其中心與右面的距離為。 (3) 鍵槽與中心孔有0.08的垂直度，深為。 (4) 半孔與中心孔有的位置關(guān)系，其寬為與中心孔有0.1的垂直度。 由上面分析可知，可以先加工撥叉中心孔，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒(méi)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。 2.2確定生產(chǎn)類型 已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序應(yīng)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。 2.3確定毛坯 2.3.1確定毛坯種類 零件材料為HT200。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。 2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 查《機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)》125頁(yè)表1-4-7，選用各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量均為3mm。 2.3.3繪制鑄件零件圖 圖2.1 零件毛坯圖 2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.4.1選擇定位基準(zhǔn) ①粗基準(zhǔn)的選擇 以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn)，以較大面a面為輔助粗基準(zhǔn)。 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，以加工后的通孔為主要的定位精基準(zhǔn)，以下端孔為輔助的定位精基準(zhǔn)。 2.5工序 1：粗銑16H11的槽 機(jī)床：X6022型臥式銑床 刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀 切削深度： 根據(jù)參考文獻(xiàn)查[1]表4.4-8有： 刀具的直徑D=80mm，刀具的齒數(shù) Z=14，刀具的寬度L=14mm。 查[2]表2.4-76得： 進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得切削速度， 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[2]表3.1-74取 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 機(jī)床工作臺(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： =42mm 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.92min 2.5.1工序2：半精銑16H11的槽 機(jī)床：X6022型臥式銑床 刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀 刀具直徑D=80，齒數(shù)Z=14，寬度L=16。 切削深度： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]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： =42mm 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.41min 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 2.6本章小結(jié) 本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來(lái)。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊(cè)選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 三 專用夾具設(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。在加工此拔叉零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)鏜孔夾具、銑槽夾具及鉆頂面螺紋底孔夾具各一套。 3.1銑槽夾具設(shè)計(jì) 3.1.1問(wèn)題的提出 本夾具主要用來(lái)粗、精銑此撥叉的槽。粗、精銑槽時(shí)，槽寬有尺寸要求，其深度要求為，槽的左右兩側(cè)面粗糙度要求Ra3.2,底面粗糙度要求Ra6.3。本道工序僅是對(duì)槽進(jìn)行粗、精銑削加工。同樣在本道工序加工時(shí)，還是應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。 3.2.2夾具的設(shè)計(jì) ①定位基準(zhǔn)的選擇 在進(jìn)行銑槽加工工序時(shí)，由于和的孔已經(jīng)加工。因此工件選擇的孔一面與兩孔作為定位基準(zhǔn)。由一個(gè)長(zhǎng)銷穿在的孔加上此孔的一面就限制了五個(gè)自由度，再在的孔中間加上個(gè)削邊銷，就把自由度限制完了。即是一面兩孔定位。 ②定位元件及夾緊元件的選擇 此過(guò)程定位元件主要是長(zhǎng)圓柱銷和削邊銷，所以對(duì)他們進(jìn)行選取。查參考文獻(xiàn)[1]，選用的元件如下圖： 圖3.4 長(zhǎng)圓柱銷（GB2203-80 A型） 圖3.5 削邊銷（GB2203-80 B型） 夾緊元件選用壓板，考慮到工件裝夾的方便，此選用轉(zhuǎn)動(dòng)壓板 圖3.6 轉(zhuǎn)動(dòng)壓板（GB2176-80） ③銑削力與夾緊力計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]，表2.4—97可查得： 銑削力計(jì)算公式為 圓周分力 查表可得： 代入得 = 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： ∴ 查參考文獻(xiàn)[1]，表5.1-4可知，所需的夾緊力為： 式中： L=62.53mm f=1.22 l=34mm ∴ ④定位誤差分析 圖3.7 轉(zhuǎn)角定位誤差示意圖 由圖可知這時(shí)的一面兩銷定位的轉(zhuǎn)角定位誤差為： ⑤定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具體底面的槽中，一般使用兩個(gè)。其距離應(yīng)盡可能布置得遠(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。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]選用定向鍵為 圖3.8 定向鍵(GB2207—80)及其與機(jī)床連接示意圖 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。 由于本工序是完成此撥叉的槽粗、精銑加工，所以選用直角對(duì)刀塊。根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]選用直角對(duì)刀塊，其結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示： 圖3.9 直角對(duì)刀塊(GB2241—80 A型) 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖3.10 平塞尺(GB2244-80) ⑥夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體的設(shè)計(jì)參考銑槽夾具體零件圖。 3.2本章小結(jié) 在本章是對(duì)夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析其精確度的階段。重點(diǎn)在于選擇基準(zhǔn)面將零件如何定位、夾緊在夾具體上。在選擇基準(zhǔn)面時(shí)，主要參考已加工面，在此主要用到的是一面兩銷定位，一個(gè)圓柱銷和一個(gè)削邊銷，他們分別穿過(guò)已加工過(guò)的長(zhǎng)中心孔和大端面的孔，再由中心孔的一面定位，就使零件在夾具體上完全定位了。選用壓緊件時(shí)，分別用了移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)壓板。最后設(shè)計(jì)出夾具體，參考有關(guān)資料計(jì)算夾具的定位誤差。 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 四 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過(guò)了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時(shí)間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí)。 在夾具設(shè)計(jì)中，先確定工件的基準(zhǔn)，然后通過(guò)一面兩銷定位，將工件固定夾緊在夾具上。在此計(jì)算了了夾緊力和夾具體的誤差等。 在本次設(shè)計(jì)中已無(wú)大的問(wèn)題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒(méi)有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 五 參 考 文 獻(xiàn) [1] 李 洪．機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M] ．北京出版社，1996．1． [2] 陳宏鈞．實(shí)用金屬切削手冊(cè)[M] ．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)．金屬切削手冊(cè)[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002． [4] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10． [6] 都克勤．機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)[M] ．貴州人民出版社，1983．4． [7] 胡建新．機(jī)床夾具[M] ．中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．機(jī)械制造工藝學(xué)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [10] 馬賢智．機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)[M]．中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994．12． [11] 劉文劍．夾具工程師手冊(cè)[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987． [12] 王光斗．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002．8 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)