CA6140車床杠桿加工工藝和銑30右面夾具設(shè)計(jì)[杠桿831009]說明書資料

1 第 1 章 緒論 通過機(jī)床工藝及夾具設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專業(yè)知識(shí)如一體 (如公差于配合、機(jī)械零件設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、機(jī)械制造工藝等 )。讓我們對(duì)所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合；使我們對(duì)各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！ 本次設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)的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。 因此，它在我們 的 大學(xué)生活中占有重要的地位。 另外在做完這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之后，我得到一次在畢業(yè)工作前的綜合性訓(xùn)練，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉： （ 1）運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(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(zhì)量。 （ 2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。 （ 3）學(xué)會(huì)使用手冊(cè)以及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練 的運(yùn)用。 在些次設(shè)計(jì)中我們主要是設(shè)計(jì) CA6140 杠桿的銑床夾具。在此次課程設(shè)計(jì)過程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項(xiàng)設(shè)計(jì)。在此期間查閱了大量的書籍，并且得到了有關(guān)老師的指點(diǎn)，尤其是我系鄭陪文老師的大力幫助，在此表示感謝！ 2 第 2 章 設(shè)計(jì)的目的 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì) ,是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)習(xí)取得感性知識(shí)后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練。同時(shí)，也為以后 搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的： 1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 2、通過對(duì)零件某道工序的夾具設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過學(xué)生親手設(shè)計(jì)夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。 3、課程設(shè)計(jì)過程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過程，并學(xué)會(huì)使用手冊(cè)、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力。 3 需要 CAD 圖紙，扣扣 414951605 第 3 章 零件的分析 3.1 零件的作用 題目給出的零件是 CA6140 的杠桿。它的主要的作用是用來支承、固定的。它位于車床制動(dòng)機(jī)構(gòu)中，主要起制動(dòng)作用。杠桿一端與制動(dòng)帶連接，另一端通過剛球與齒條軸的凸起（或凹槽）相接觸，當(dāng)離合器脫開時(shí)，齒條軸與杠桿下端接觸，是起逆時(shí)針方向擺動(dòng)，將制動(dòng)帶拉緊；當(dāng)左右離合器中任一個(gè)接合時(shí)，杠桿都順時(shí)針方向擺動(dòng)，使制動(dòng)帶放松，從而達(dá)到制動(dòng)的目的。要求零件的配合是符合要求。 4 3.2 零件的工藝分析 所加工零件立體圖，零件圖如下圖所視圖 , 5 從零件圖上可以看出，主要加工表面可以 分為四個(gè)部分。 1 25mm 的圓柱內(nèi)表面，加工時(shí)要保證 25 + 00.023 的 0.023 公差要求，以及表面粗糙度 Ra1.6，表面要求較高。 2 連桿的支撐底板底面，粗糙度要求 Ra3.2,同時(shí)保證連桿的高度 30mm。 3 連桿上端面及下端側(cè)面；上端面 40 30mm,粗糙度要求 Ra3.2,同時(shí)保證與 25mm的圓柱軸線的距離 90mm；下端側(cè)面保證尺寸 17mm，粗糙度要求 Ra6.3；離25mm的圓柱軸線 45mm的側(cè)面粗糙度要求 Ra12.5。 4 鉆孔及攻螺紋孔；上端面 2 M6，保證尺寸 10mm、 20mm,沉頭錐角 120， 粗糙度要求 Ra6.3； M8 的螺紋孔，锪 14 3mm的圓柱孔，粗糙度 Ra3.2；鉆下端 12.7 + 00.1 的錐孔，保證公差要求，以及中心線與 25mm 的圓柱軸線的距離60 mm粗糙度要求 Ra6.3。 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 6 杠桿的 25 孔的軸線合兩個(gè)端面有著垂直度的要求?，F(xiàn)分述如下： 本夾具用于在立式銑床上加工杠桿的小平面和加工 12.7。工件以 250 0.023 孔及端面和水平面底為定位基準(zhǔn) ，在長銷、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。加工表面。包括粗精銑寬度為 30mm 的下平臺(tái)、鉆 12.7 的錐孔 ，由于 30mm 的下平臺(tái)的表面、孔表面粗糙度都為 Ra6.3um。其中主要的加工表面是孔 12.7,要用 12.7鋼球檢查。 第 4 章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 4.1 確定毛坯的制造形式。 零件的材料 HT200。考慮到零件在工作中處于潤滑狀態(tài)，采用潤滑效果較好的鑄鐵。由于年產(chǎn)量為 4000件，達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。又由于零件 的對(duì)稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。 4.2 基面的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的不加工表面是加強(qiáng)肋所在的肩臺(tái)的表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用裝夾對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊，利用一組V形塊支承 45軸的外輪廓作主要定位，以消除 z、 z、 y、 y四個(gè)自由度。再以一面定位消除 x、 x兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位 ,就可加工 25的孔。 精基準(zhǔn)的選擇。主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，和便于裝夾，采用 25的孔作為精基準(zhǔn)。 4.3 確定工藝路線 1、工藝路線方 案一： 7 工序 1 鉆孔使尺寸到達(dá) 25mm 工序 2粗精銑寬度為 30mm的下平臺(tái) 工序 3鉆 12.7的錐孔 工序 4鉆 14孔，加工螺紋孔 M8 工序 5鉆 16孔，加工螺紋孔 M6 工序 6粗精銑 16、 M6上端面 工序 7 檢查 2、工藝路線方案二： 工序 1 鉆孔使尺寸到達(dá) 25mm 工序 2粗精銑寬度為 30mm的下平臺(tái) 工序 3鉆 12.7的錐孔 工序 4粗精銑 16、 M6上端面 工序 5鉆 16孔，加工螺紋孔 M6 工序 6鉆 14孔，加工螺紋孔 M8 工序 7 檢查 3、工藝路線的比較與分析 第二條工藝路線不同于第 一條是將“工序 4鉆 14孔，再加工螺紋孔 M8”變?yōu)椤肮ば?6粗精銑 16、 M6上端面”其它的先后順序均沒變化。通過分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)影響生產(chǎn)效率。而對(duì)于零件的尺寸精度和位置精度都沒有太大程度的幫助。 以 25mm的孔子外輪廓為精基準(zhǔn)，先銑下端面。再鉆錐孔，從而保證了兩孔中心線的尺寸與右端面的垂直度。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第二條工藝路線而先上端面， 再“鉆 14孔，加工螺紋孔 M8”不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了鉆出來的孔的軸線與軸的軸線是非功過否重合這個(gè)問題。所以發(fā)現(xiàn)第二條工藝路線并 不可行。 從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)第一個(gè)方案也比較合理想。所以我決定以第一個(gè)方案進(jìn)行生產(chǎn)。 工序 1 加工孔 25。擴(kuò)孔 25的毛坯到 20。擴(kuò)孔 20到 250 0.023 , 保證粗糙度是 1.6采立式鉆床 Z535。 8 工序 2 粗精銑寬度為 30mm的下平臺(tái)，仍然采用立式銑床 X5032 用組合夾具。 工序 3 鉆 12.7的錐孔，采用立式鉆床 Z535，為保證加工的孔的位置度，采用專用夾具。 工序 4 鉆 14孔，加工螺紋孔 M8。用回轉(zhuǎn)分度儀組合夾具，保證與垂直方向成10。 工序 5 鉆 5、加工 M6上端面用立式鉆床 Z535，為保證加工的孔的位置度，采用專用夾具 工序 6 粗精銑 5、 M6上端面 。用回轉(zhuǎn)分度儀加工，粗精銑與水平成 36的臺(tái)肩。用臥式銑床 X63，使用組合夾具。 工序 7 檢查 4.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 杠桿的材料是 HT200，毛坯的重量 0.85kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，。 由于毛坯用采用金屬模鑄造 , 毛坯尺寸的確定； 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)際上加工余量有最大加工余 量及最小加工余量之分。 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定有零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計(jì)算最大與最小余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。 毛坯與零件不同的尺寸有： (具體見零件圖與毛坯圖 )故臺(tái)階已被鑄出 ,根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)的銑刀類型及尺寸可知選用 6mm的銑刀進(jìn)行粗加工 ,半精銑與精銑的加工余量都為 0.5mm。 1. 25的端面考慮 2mm，粗加工 1.9m到金屬模鑄造的質(zhì)量，和表面的粗糙度要求，精加工 0.1mm，同理上下端面的加工余量都是 2mm。 2.對(duì) 25的內(nèi)表面加工。由于內(nèi)表面有粗糙度要求 1.6 可用 一次粗加工 1.9mm，一次精加工 0.1mm就可達(dá)到要求。 3.鉆錐孔 12.7時(shí)要求加工一半，留下的裝配時(shí)鉆鉸，為提高生產(chǎn)率起見，仍然采用 12的鉆頭，切削深度是 2.5mm。 4.用銑削的方法加工臺(tái)肩。由于臺(tái)肩的加工表面有粗糙度的要求 6.3，而銑削的精 9 度可以滿足，故采取分四次的銑削的方式，每次銑削的深度是 2.5mm。 4.5 確定切削用量和基本工時(shí) 工序一： 1 鉆孔。加工零件的中心孔，使其達(dá)到指定的尺寸要求 加工中心孔到 250 0.023 （先鉆孔到 25 在加工擴(kuò)孔到 250 0.023） 工 件材料： HT200 ，金屬模鑄造 加工要求：擴(kuò)孔的加工精度是 1.6。 機(jī)床：立式鉆床， Z535 刀具：選用 22mm的標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆 計(jì)算鉆削用量、 確定進(jìn)給量 f 根據(jù)表 3.41 可查出 f =（ 0.47-0.57），由于孔深和孔徑之比 L/d0 =30/22. k1f =1.0 不用加上安全修正系數(shù)。故查立式鉆床 Z535，取 f=0.53mm/r。根據(jù)表 3.4-3，鉆 頭 強(qiáng) 度 所 允 許 的 進(jìn) 給 量 f =1.75mm/r 。機(jī) 床 進(jìn) 給 機(jī) 構(gòu) 允 許 的 軸 向 力002 5 , 1 . 6 / , 1 0 0 / m i n , 7 . 8 5 / m i n1 . 0 52 2 , 0 . 5 3 / , 1 9 5 / m i n . 1 3 . 5 / m i nEmd m m f m m r n r v mp p K Wd m m f m m r n r v m MAXF =15690N（由機(jī)床說明書查處），根據(jù)表 3.4-4，允許的進(jìn)給量 f 1.8mm/r。 由于所選擇的進(jìn)給量 f =0.53mm/r 遠(yuǎn)小于 f 和 f ，所以所選用的進(jìn)給量 f 是可以使用的。 確定切削速度 v 根據(jù)所給出的條件按照表 3.4-8 和表 3.4-10 進(jìn)行計(jì)算，直接按照表 3.4-15 可以查出相應(yīng)的值 v=17m/min F=4732N T=51.69Nm P m=1.25KW 由于實(shí)際加工條件與上表所給的條件不是完全一樣的，故應(yīng)該對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。由表 3.4-9 知，切削速度的修正系數(shù) mvk =0.88 lvk =0.75，故 v =17m/min 0.88 0.75=11.22mm/min 10 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 1 6 2 / m i n22vn r rd 查 Z535 型機(jī)床說明書， n=195r/min 那么實(shí)際切削速度 v 為 0 2 2 1 9 5 1 3 . 5 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dnvm 實(shí) 由表 3.4-11， 切削力及轉(zhuǎn)矩的休整系數(shù)是 MF MVkk =1.06，故 F=4732 1.06=5016N 5 1 . 6 9 1 . 0 6 5 4 . 8T N m N m 檢驗(yàn)機(jī)床的功率 切削功率 mp 為 ( / )1 2 . 5 ( 1 3 . 5 / 1 7 ) 1 . 0 61 . 0 5M F M V m m M Vk k p p v v kKWKW 實(shí) 機(jī)床有效功率為 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5EEP K W K W 由于 Empp ，故所選 的切削用量是可以的，既 0 2 2 , 0 . 5 3 / , 1 9 5 / m i n . 1 3 . 5 / m i nd m m f m m r n r v m 相應(yīng)的 F=5016N ， T=54.8N M ， 1 .0 5mp KW 2擴(kuò)孔 擴(kuò)孔選擇 =24.5mm標(biāo)準(zhǔn)高速剛擴(kuò)孔鉆頭。 確定擴(kuò)孔進(jìn)給量 f 根據(jù)表 3.4-5，取 f =（ 0.7-0.8） 0.7mm/r=0.9-0.56mm/r。 根據(jù) Z535 型機(jī)床說明書，取 f =0.57mm/r 。 確定切削速度 v 及 n 根據(jù)表 3.4-34，取 v =25mm/min 由于切削條件跟上表有不同，切削速度尚需要乘以下修正系數(shù) 0 . 8 8 , 1 . 0 2pm v a vkk 故 2 5 / m i n 0 . 8 8 1 . 0 2 2 2 . 4 4 / m i nv m m 11 01000 1 0 0 0 2 2 . 4 2 8 9 / m i n2 4 . 7vnrd 根據(jù) Z535 機(jī)型說明書，取 n=275r/min ，實(shí)際擴(kuò)孔速度 0 2 2 . 4 2 7 5 / m i n 2 1 . 3 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dnv m m 3鉸孔 1）鉸刀 選用 25mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉸刀 確定鉸孔切削用量 確定進(jìn)給量 f 根據(jù)表 3.4-6 查出， f =1.3-2.6mm，按照該表注 4，進(jìn)給量取小值。 按照 Z535 型機(jī)床說明書，取 f =1.6mm/r 切削速度 v 和 n 根據(jù)表 3.4-40，取 v =8.2m/min 。 切削速度修正系數(shù)由表 3.4-9 查出 0.880.99pmvavkk 故 8 . 2 / m i n 0 . 8 8 0 . 9 9 7 . 1 4 / m i nv m m 01000 1 0 0 0 7 . 1 4 9 1 / m i n25vnrd 根據(jù) Z535 型機(jī)床說明書，取 n=100r/min ，實(shí)際鉸孔速度 0 2 5 1 0 0 / m i n 7 . 8 5 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dnv m m 各個(gè)工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下： 鉆孔： 0 2 2 , 0 . 5 3 / , 1 9 5 / m i n , 1 3 . 5 / m i nd m m f m m r n r v m 擴(kuò)孔： 0 2 4 . 7 , 1 . 6 / , 1 9 5 / m i n , 2 1 . 3 / m i nd m m f m m r n r v m 鉸孔： 0 2 5 , 1 . 6 / , 1 0 0 / m i n , 7 . 8 5 / m i nd m m f m m r n r v m 工序二： 粗精銑寬度為 30mm的下平臺(tái) 12 1、 工件材料： HT200，金屬模鑄造 加工要求：粗銑寬度為 30mm 的下平臺(tái)，精銑寬度為 30mm 的下平臺(tái)達(dá)到粗糙度3.2。 機(jī)床： X50322 立式銑床 刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀 225(z=20) 2、計(jì)算切削用量 粗銑寬度為 30mm的下平臺(tái) 以知條件：工件的形狀如毛胚所市，工件為 HT200 鑄造件，硬度 180HBW，有外皮，用 X50322 立式銑床進(jìn)行加工，機(jī)床的功率是 7。 5KW：所用的刀具是高速鋼鑲齒式面銑刀 225(z=20)，試確定切削用量。 銑刀直徑 7 . 0 0 . 7 5 5 . 2 5EP P K W K W 0d 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.1-32以及面銑刀標(biāo)準(zhǔn) GB/T 5342-1985， 選擇銑刀直徑 0d =225mm 齒數(shù) Z= 20 銑削用量 背吃刀量 pa ：由于加工余量為 2m m故在一次走刀內(nèi)切完，取 pa =2mm 確定每齒的進(jìn)給量 fa ： 根據(jù)機(jī)械加工工藝 手冊(cè)表 2.1-73.得到每齒的進(jìn)給量 fa =0.20 0.29mm/齒 ，采用對(duì)稱銑削。取 fa =0.2mm。 確定銑削速度 v 及銑削功率 mp 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.1-75 和表 2.1-76，銑刀后面最大磨損限度為 2mm ，刀具壽命 T=120min 。 根據(jù)給定的條件，查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.1-87 得到 2 2 / m in0 .4 2mvmp kw表表 根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以得到： 給定的材料硬度是 190HBW，銑削的寬度是 20wa mm ；實(shí)際的工件的硬度是180HBW，實(shí)際的銑削的寬度是 30wra mm 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.1-79 查出修正系數(shù) 13 1.0Mvk 1.11vmpk 0.75vsk 1.02wka v 1.5maw pk 考慮修正系數(shù)后的銑削速度 2 2 1 . 0 0 . 7 5 1 . 0 21 6 . 8 3 / m i nvvm 表表 計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速 n 及進(jìn)給速度 fv n = 01 0 0 0 1 0 0 0 1 . 6 8 3 2 3 8 / m i n225vnrd 0 . 2 6 2 3 8 2 8 5 / m i nffv a z n r 根據(jù) X5032 型立式銑床說明書取 2 5 0 / m i n1 2 0 / m i n5 9 / m i n0 . 1 7 /rfrRfrnrv m mvma m m這 時(shí)齒 校驗(yàn)機(jī)床的功率 根據(jù)工作條件和選擇的機(jī)床的條件經(jīng)過計(jì)算和比較結(jié)果 7 . 0 0 . 7 5 5 . 2 5EP P K W K W 數(shù)值大于加工工藝過程要求的功率，故所選用的機(jī)床 X5032 立式銑床是符合加工要求的。 4） 基本功時(shí)： 12J Mzl l lT f1.58min 工序 3 鉆 12.7 的錐孔 1、工件材料： HT200，金屬模鑄造， 14 加工要求：銑孔內(nèi)表面，無粗糙度要求。機(jī)床： X5032 立式銑床 刀具：高速鋼鉆頭 2、計(jì)算切削用量 用 11 擴(kuò)孔 12.7 的內(nèi)表面。根據(jù)切削手冊(cè)進(jìn)給量 f=0.64mm/z，切削速度0.193m/s，切削深度是 1.5mm，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 195r/min。走刀長度是 36mm。 基本工時(shí)： t1=2 36/(0.64 195)=0.58 min. 用 12 擴(kuò)孔 12.7 的內(nèi)表面。根據(jù)切削手冊(cè)進(jìn)給量 f=0.64mm/z，切削速度0.204m/s，切削深度是 0.5mm，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 195r/min。走刀長度是 36mm。 基本工時(shí)： t2=2 36/(0.64 195)=0.58 min. 第四工序基本工時(shí)： t=t1+t2=1.16min. 工序 4 1鉆孔 鉆頭：選擇 14 的高速鋼鉆頭，和 6 的標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆頭 確定鉆削用量（大孔） 確定進(jìn)給量 006 1 9 5/ 3 . 6 7 / m i n1 0 0 0 1 0 0 00 . 8 9 0 . 5 3 1 . 2 4 m i ndnl d f f f v v mt t tf 實(shí)總 小 大f 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 3.4-1 查處 f =0.61-0.75 根據(jù)孔深和孔的直徑的比值 0/ld=3/14=0.214 有表格給定的數(shù)值可的比值 3， 1.0lfk 不有加修正系數(shù) f =0.61-0.75mm/r 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量 f =1.25mm/r.機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的軸向力 m a x 15690FN 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 3.4-4，允許的進(jìn)給量 f 1.8mm/r 由于所選擇的進(jìn)給量 f 遠(yuǎn)小于 f 和 f ，故所選擇的進(jìn)給量是可用的。 15 確定切削速度 v 查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 3.4-8 和表 3.4-10 可以直接找出相應(yīng)的 v v =14mm/min 根據(jù)機(jī)床說明書， N=195r/min 那么實(shí)際的切削速度是 0 1 4 1 9 5 8 . 5 7 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dnvm 實(shí) 基本功時(shí)： t=L/fn=0.35min (3)確定鉆削用量（小孔） 1）確定進(jìn)給量 f 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 3.4-1 可查出 f =0.36-0.44mm/r，由于孔深和孔直徑的比值 0/ld=12.5/6=2.08 3 所以 1.0lfk 不有加修正系數(shù) 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 3.4-3，鉆頭所允許的最大進(jìn)給 量 f =0.72mm/r，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的最到軸向力 m a x 15690FN 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 3.4-4，允許的最大進(jìn)給量 f 1.8mm/r 由于所選擇的進(jìn)給量 f 遠(yuǎn)小于 f 和 f ，故所選擇的進(jìn)給量是可用的。 確定切削速度 v 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)，表 3.4-15 可以直接查速度 v v =12m/min 查 Z535 機(jī)床說明書，取 n=195r/min，那么實(shí)際的切削速度 0 6 1 9 5 3 . 6 7 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dnvm 實(shí) 確定基本功時(shí)： t=L/fn=0.89min 加工此處的總的功時(shí)： 0 . 8 9 0 . 5 3 1 . 2 4 m i nt t t 總 小 大 2加工螺紋 因?yàn)槁菁y孔為 81M 為細(xì)牙螺紋，所以螺紋孔加工到 7 （ 1）鉆頭選用 7 mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刀 （ 2）確定鉆削用量 16 1）確定進(jìn)給量 f ，根據(jù)表 3.4-1 可查出 0 .1 8 0 .2 2f ，選用立式鉆床 Z5125A，取進(jìn)給量為 f =0.20mm/r 根據(jù)表 3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量 f =0.78mm/r。 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力 maxF =9000N 根據(jù)表 3.4-4 允許的進(jìn)給量 f 1.9mm/r 由于所選擇的進(jìn)給量 f 遠(yuǎn)小于 f 及 f ，故所選 f 可用 確定切削速度 v，軸向力 F，轉(zhuǎn)矩 T 以及切削功率 mP ，用不同刀具材料進(jìn)行鉆，擴(kuò)，鉸空的 v,F,T, mP 均可以按表 3.4-8 及表 3.4-10 進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)所給條件，可直接在表 3.4-15中用插入法計(jì)算得： v=15m/min,F=3010N,T=10.03 Nm, mP =0.51kw,由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正，由表 3.4-9 知，切削速度的修正系數(shù)10 . 7 2 , 1 . 0M z vkk 故01 5 0 . 7 2 1 . 0 1 0 . 8 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 . 8 3 8 2 / m i n3 . 1 4 9vmvnrd 取 N=375r/min.則實(shí)際切削速度 v 為 0 3 . 1 4 9 3 7 5 1 0 . 6 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dnvm 由表 3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù) 0 .7 5M F M Mkk 故 3 0 1 0 0 . 7 5 2 2 5 7 . 5FN 1 0 . 0 3 0 . 7 5 7 . 5 2T N m N m 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 mP 為 ( / ) 0 . 5 1 (1 0 . 6 / 1 5 ) 0 . 7 5 0 . 2 7m m M MP P v v k kw 機(jī)床有效功率為 2 . 2 0 . 8 1 1 . 7 8 2EEPP 因?yàn)?EP mP .故選擇的切削用量可用 17 即 0 9 , 0 . 2 5 / , 3 7 5 / m i n , 1 0 . 6 / m i nd m m f m m r n r v m 2 2 5 7 . 5 , 7 . 5 2 , 0 . 2 7MF N T N m P k w 選用 81M 的細(xì)長柄機(jī)用絲錐，工件材料中碳鋼，前角 011p ，后角 010p ，主偏角 045r 選用切削速度 根據(jù)表 7.2-13 查得 10 11v mm/min,選擇 v=10m/min （ 3）扭矩的確定 根據(jù)表 7.2-12 得 0Z m yMMMM C d P k 查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 7.2-12 得， 0 . 2 6 4 , 1 . 4 , 1 . 5 , 1M M m MC Z Y k 1 . 4 1 . 50 . 2 6 4 1 0 1 1 6 . 6M N m （ 4）攻螺紋時(shí)的轉(zhuǎn)速 01 0 0 0 1 0 0 0 1 0 3988vn d r/min 取 n=400r/min 0 3 . 1 4 1 0 4 0 0 1 2 . 61 0 0 0 1 0 0 0dnv m/min 06 . 6 1 2 . 6 0 . 3 4 6 53 0 3 0 8mMvP d 選擇絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速為 450r/min 基本時(shí)間的確定 1111()mllt p n n = 8 . 5 2 2 2 1 1()1 4 0 0 4 5 0 =15.27s 18 式中 l - 工件螺紋長度（ mm） 1l - 絲錐切削錐長度（ mm） - 攻螺紋時(shí)的超切量，取 =（ 2-3） P ； n - 攻絲紋時(shí)的轉(zhuǎn)速（ r/min） 1n - 絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速（ r/mm ） P - 工件螺紋距（ mm ） 工序 5 鉆 5、加工 M6 上端面用立式鉆床 Z535，為保證加工的孔的位置度，采用專用夾具 1鉆孔 鉆頭：選擇 5 的高速鋼鉆頭 1確定鉆削用量（通孔） 確定進(jìn)給量 f 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 3.4-1 查處 f =0.14-0.18 根據(jù)孔深和孔的直徑的比值 0/ld=15/5=3.0 有表格給定的數(shù)值可的比值 =3， 1.0lfk 不有加修正系數(shù) f =0.14-0.18 mm/r 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量 f =0.27mm/r.機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的軸向力 m a x 15690FN 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 3.4-4，允許的進(jìn)給量 f 1.8mm/r 由于所選擇的進(jìn)給量 f 遠(yuǎn)小于 f 和 f ，故所選 擇的進(jìn)給量是可用的。 確定切削速度 v 查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 3.4-8 和表 3.4-10 可以直接找出相應(yīng)的 v v =15mm/min 根據(jù)機(jī)床說明書， N=195r/min 那么實(shí)際的切削速度是 0 1 5 1 9 5 9 . 1 8 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dnvm 實(shí) 3）基本功時(shí)： 19 t=L/fn=0.29min 2確定鉆削用量（盲孔） 1）確定進(jìn)給量 f 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 3.4-1 可查出f =0.18-0.22mm/r，由于孔深和孔直徑的比值 0/ld=20/6=3.3 12J Mzl l lT f 3 所以 0.9lfk 有加修正系數(shù) f =（ 0.18-0.22） 0.9=0.162-0.198mm/r 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 3.4-3，鉆頭所允許的最大進(jìn)給量 f =0.27mm/r ， 機(jī) 床 進(jìn) 給 機(jī) 構(gòu) 所 允 許 的 最 到 軸 向 力m a x 15690FN 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 3.4-4，允 許的最大進(jìn)給量 f 1.8mm/r 由于所選擇的進(jìn)給量 f 遠(yuǎn)小于 f 和 f ，故所選擇的進(jìn)給量是可用的。 確定切削速度 v 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)，表 3.4-15 可以直接查速度 v v =23m/min 查 Z535 機(jī)床說明書，取 n=195r/min，那么實(shí)際的切削速度 0 5 1 9 5 3 . 0 6 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dnvm 實(shí) 確定基本功時(shí)： t=L/fn=0.38min 加工此處的總的功時(shí)： 0 . 2 9 0 . 3 8 0 . 6 7 m i nt t t 總 小 大 2加工螺紋 因?yàn)槁菁y孔為 61M 為細(xì)牙螺紋，所以螺紋孔加工到 5 （ 1）鉆頭選用 5 mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刀 （ 2）確定鉆削用量 1）確定進(jìn)給量 f ，根據(jù)表 3.4-1 可查出 0 .1 4 0 .1 8f ，選用立式鉆床 Z5125A，取進(jìn)給量為 f =0.16mm/r 根據(jù)表 3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量 f =0.78mm/r。 20 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu) 允許的軸向力 maxF =9000N 根據(jù)表 3.4-4 允許的進(jìn)給量 f 1.9mm/r 由于所選擇的進(jìn)給量 f 遠(yuǎn)小于 f 及 f ，故所選 f 可用 確定切削速度 v，軸向力 F，轉(zhuǎn)矩 T 以及切削功率 mP ，用不同刀具材料進(jìn)行鉆，擴(kuò)，鉸空的 v,F,T, mP 均可以按表 3.4-8 及表 3.4-10 進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)所給條件，可直接在表 3.4-15中用插入法計(jì)算得： v=15m/min,F=3010N,T=10.03 Nm, mP =0.51kw,由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正，由表 3.4-9 知，切削速度的修正系數(shù)10 . 7 2 , 1 . 0M z vkk 故01 5 0 . 7 2 1 . 0 1 0 . 8 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 . 8 3 8 2 / m i n3 . 1 4 9vmvnrd 取 N=375r/min.則實(shí)際切削速度 v 為 0 3 . 1 4 9 3 7 5 1 0 . 6 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dnvm 由表 3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù) 0 .7 5M F M Mkk 故 3 0 1 0 0 . 7 5 2 2 5 7 . 5FN 1 0 . 0 3 0 . 7 5 7 . 5 2T N m N m 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 mP 為 ( / ) 0 . 5 1 (1 0 . 6 / 1 5 ) 0 . 7 5 0 . 2 7m m M MP P v v k kw 機(jī)床有效功率為 2 . 2 0 . 8 1 1 . 7 8 2EEPP 因?yàn)?EP mP .故選擇的切削用量可用 即 0 9 , 0 . 2 5 / , 3 7 5 / m i n , 1 0 . 6 / m i nd m m f m m r n r v m 2 2 5 7 . 5 , 7 . 5 2 , 0 . 2 7MF N T N m P k w 21 選用 61M 的細(xì)長柄機(jī)用絲錐，工件材料中碳鋼，前角 011p ，后角 010p ，主偏角 045r 選用切削速度 根據(jù)表 7.2-13 查得 9 10v mm/min,選擇 v=10m/min （ 3）扭矩的確定 根據(jù)表 7.2-12 得 0Z m yMMMM C d P k 查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 7.2-12 得， 0 . 2 6 4 , 1 . 4 , 1 . 5 , 1M M m MC Z Y k 1 . 4 1 . 50 . 2 6 4 1 0 1 1 6 . 6M N m （ 4）攻螺紋 時(shí)的轉(zhuǎn)速 01 0 0 0 1 0 0 0 1 0 5306vn d r/min 取 n=520r/min 0 3 . 1 4 5 5 2 0 8 . 1 6 41 0 0 0 1 0 0 0dnv m/min 06 . 6 8 . 1 6 0 . 3 5 93 0 3 0 5mMvP d 選擇絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速為 450r/min 基本時(shí)間的確定 1111()mllt p n n = 8 . 5 2 0 2 1 1()1 5 2 0 4 5 0 =12.2s 式中 1ll NP l - 工件螺紋長度（ mm） 1l - 絲錐切削錐長度（ mm） - 攻螺紋時(shí)的超切量，取 =（ 2-3） P ； n - 攻絲紋時(shí)的轉(zhuǎn)速（ r/min） 22 1n - 絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速（ r/mm ） P - 工件螺紋距（ mm ） 工序 6 粗精銑 5、 M6 上端面 。用回轉(zhuǎn)分度儀加工，粗精銑與水平成 36的臺(tái)肩 由工件可以得到尺寸 L B=40 30 1、 工件材料： HT200，金屬模鑄造 加工要求：銑寬度為 30mm長度是 40mm 的平臺(tái)，精銑寬度為 30mm 的上平臺(tái)面達(dá)到粗糙度 3.2。 機(jī)床： X50322 立式銑床 刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀 225(z=20) 2、計(jì)算切削用量 粗銑寬度為 30mm的上平面 以知條件：工件的形狀如毛胚所示，工件為 HT200 鑄造件，硬度 180HBW，有外皮，用 X50322 立式銑床進(jìn)行加工，機(jī)床的功率是 7。 5KW：所用的刀具是高速鋼鑲齒式面銑刀 225(z=20)，試確定切削用量。 銑刀直徑 7 . 0 0 . 7 5 5 . 2 5EP P K W K W 0d 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.1-32以及面銑刀標(biāo)準(zhǔn) GB/T 5342-1985， 選擇銑刀直徑 0d =225mm 齒數(shù) Z= 20 銑削用量 背吃刀量 pa ：由于加工余量為 2m m故在一次走刀內(nèi)切完，取 pa =2mm 確定每齒的進(jìn)給量 fa ： 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.1-73.得到每齒的進(jìn)給量 fa =0.20 0.29mm/齒 ，采用對(duì)稱銑削。取 fa =0.2mm。 確定銑削速度 v 及銑削功率 mp 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.1-75 和表 2.1-76，銑刀后面最大磨損限度為 2mm ，刀具壽命 T=120min 。 23 根據(jù)給定的條件，查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.1-87 得到 2 2 / m in0 .4 2mvmp kw表表 根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以得到： 給定的材料硬度是 190HBW，銑削的寬度 是 20wa mm ；實(shí)際的工件的硬度是180HBW，實(shí)際的銑削的寬度是 30wra mm 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.1-79 查出修正系數(shù) 1.0Mvk 1.11vmpk 0.75vsk 1.02wka v 1.5maw pk 考慮修正系數(shù)后的銑 削速度 2 2 1 . 0 0 . 7 5 1 . 0 21 6 . 8 3 / m i nvvm 表表 計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速 n 及進(jìn)給速度 fv n = 01 0 0 0 1 0 0 0 1 . 6 8 3 2 3 8 / m i n225vnrd 0 . 2 6 2 3 8 2 8 5 / m i nffv a z n r 根據(jù) X5032 型立式銑床說明書取 2 5 0 / m i n1 2 0 / m i n5 9 / m i n0 . 1 7 /rfrRfrnrv m mvma m m這 時(shí)齒 校驗(yàn)機(jī)床的功率 根據(jù)工作條件和選擇的機(jī)床的 條件經(jīng)過計(jì)算和比較結(jié)果 7 . 0 0 . 7 5 5 . 2 5EP P K W K W 數(shù)值大于加工工藝過程要求的功率，故所選用的機(jī)床 X5032 立式銑床是符合加工要求的。 24 7）基本功時(shí)： 12J Mzl l lT f1.466mm 4.5.1 粗銑，精銑平臺(tái) 1 加工條件 : 工件材料 :HT200 鑄鐵 ,b=165MPa, 機(jī)床 :XA6132 萬能機(jī)床 刀具 :高速鋼鑲齒套式面銑刀 計(jì)算切削用量 查得此銑刀的進(jìn)給量 fz=0.2mm/z 由 (削用量簡明手冊(cè)查得 ) 切削速度 :查得可以確定為 Vc =15.27m/min 由于 dw=80mm,齒數(shù) Z=10 則 Ns=1000Vc/3.1480=61r/min 按機(jī)床說明書 ,得 Ns=75r/min 實(shí)際切削速度 V=dwn/1000=3.148075/1000=19m/min 當(dāng) n=75r/min 時(shí) ,工作臺(tái)進(jìn)給量為 f=fzZn=0.21075=150mm/min 查機(jī)床說明書 ,這個(gè)進(jìn)給量合乎實(shí)際 . 工時(shí) :t=行程 /進(jìn)給量 =20+30.5+6/150=0.37min 由于半精加工時(shí)只是涉及到切削深度的改變，所以要求的數(shù)據(jù)一般不變！ 4.5.2 鉆孔 (中心孔 ) 查削用量簡明手冊(cè)得：進(jìn)給量 f=0.53mm/r 切削速度： Vc=15m/min 鉆頭直徑為 22mm ，得主軸轉(zhuǎn)速為Ns=100015/3.1422=217r/min 所以實(shí)際速度取 Nw=250r/min 得實(shí)際切削速度為 V=3.1422250/1000=17.3m/min 查機(jī)床說明書確定進(jìn)量 f=0.62mm/r 工時(shí)：切入 3mm、切出 1mm,t=80+3+1/0.62250=0.54min 25 第 5 章 夾具設(shè)計(jì) 為了提高生產(chǎn)率，保證質(zhì)量。經(jīng)我組分工現(xiàn)在對(duì)第 2、 4 道工序設(shè)計(jì)夾具。 本夾具將用在立式 X5032 立式銑床。刀具是高速鋼立銑刀。 5.1 問題提出。 本夾具主要用來加工平面。這兩個(gè)孔與上下端面有著垂直度的要求，設(shè)計(jì)夾具時(shí)，要求保證垂直度要求。 5.2 機(jī)床夾具介紹 夾具最早出現(xiàn)在 1787 年，至今經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機(jī)械制造的精度較低，機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動(dòng)者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機(jī)床、汽車、飛機(jī)等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向（或?qū)Φ叮?元件的結(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的緊密結(jié)合。夾具的現(xiàn)狀幾生產(chǎn)對(duì)其提出新的要求 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈競爭，盡管國際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明中不批，多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的 85%左右。然而目前，一般企業(yè)習(xí)慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個(gè)具有只能感等生產(chǎn)的能力工廠中約擁有 1300015000 套專用夾具。另一方面，在多 品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔 4 年就要更新 80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量只有 15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（ FMS）、數(shù)控機(jī)床（ NC），加工中心（ MC）和成組加工（ GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。 綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)夾具提出了如下新的要求： 、能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 26 、能裝夾一組相似性特征的工件 、適用于精密加工的高精度的機(jī)床 、適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù) 、采用液壓汞站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動(dòng) 生產(chǎn)率 5.3 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個(gè)方面： 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必也相應(yīng)提高對(duì)其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達(dá)正負(fù) 0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為 5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓讀可達(dá) 0.20.5um。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的機(jī)動(dòng)時(shí)的和輔助時(shí)的，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，常見的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、告訴化夾具、具有夾 緊動(dòng)力模塊的夾具等。例如使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了 5 倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速 9000r/min 的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。 、柔性化 夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是通過調(diào)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。 、標(biāo)準(zhǔn)化 夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化 是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面，在制造典型夾具，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標(biāo)準(zhǔn)： GB21482249-80 ， 27 GB22622269-80 以及通用夾具標(biāo)準(zhǔn)，組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢(shì)，這類夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的專業(yè)化 生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 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。 5.4 機(jī)床夾具的定位及夾緊 1），概述 在機(jī)械制造中，用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來固定 加工對(duì)象，使之占有正確位置，一接受施工或檢測(cè)的裝置。 機(jī)床夾具的概念 在機(jī)械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機(jī)床上占有正確的位置，確定工件在機(jī)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(jī)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(jī)床夾具，簡稱夾具。 ）機(jī)床夾具的組成 （）機(jī)床夾具的基本組成部分 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。 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。 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(gè)整體。 （ 2）機(jī)床夾具的其他特殊元件或裝置 連接元件 根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn)，夾具在機(jī)床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機(jī)床工作 28 臺(tái)上，另一種是安裝在機(jī)床主軸上。連接元件用以確定夾具本身在機(jī)床上的位置。如機(jī)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。 對(duì)刀元件 常用在普通銑床夾具中，用對(duì)刀快調(diào)整銑刀加工前的位置。對(duì)刀時(shí)，銑刀不與對(duì)刀快直接接觸，而用塞尺進(jìn)行檢查，以免 碰傷銑刀的切削刃和對(duì)刀快工作表面。 導(dǎo)向元件 常用在鉆床、鏜床夾具中，用鉆套和鏜套引導(dǎo)刀具加工中的正確位置。 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、預(yù)出器個(gè)平衡快等。這些元件或裝置需要專門設(shè)計(jì)。 隨行夾具 3）機(jī)床夾具的分類 根據(jù)機(jī)床夾具的通用化程度，可將夾具氛圍以下幾種：通用夾具， 專用夾具，成組夾具，組合夾具，隨行夾具。 其中專用夾具是針對(duì)某一種工件的某道工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省工時(shí)，顯著提高效率，另外利用專用夾具還可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。但專用夾具是為滿足某個(gè)工件某道工序的加工需要而專門設(shè)計(jì)的，所以它的適用范圍較窄。此外、專用夾具的設(shè)計(jì)制造周期較長。當(dāng)產(chǎn)品更換時(shí)，往往因無法再使用而報(bào)廢，因此，專用夾具主要適用于產(chǎn)品品種相對(duì)穩(wěn)定的大批大量生產(chǎn)。 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 夾具是機(jī)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(jī)械加工中的應(yīng)用十分廣泛。歸納起來有以下幾個(gè)方面的作用： 保證工件的加工精度 由于采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，所以在機(jī)械加工中，可以保證工件各個(gè)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。 提高勞動(dòng)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(gè)找正對(duì)刀所花費(fèi)的時(shí)間，因此可以縮短輔 29 助時(shí)間。另外，采用夾具裝夾或，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)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。 擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍和改變機(jī)床用途 使用專用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一 機(jī)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(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工，一充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。 改善勞動(dòng)條件和保證生產(chǎn)安全 使用專用機(jī)床夾具可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，保證安全生產(chǎn)。 5.5 工件的裝夾方式 工件在機(jī)床上的裝方式有以下三種方法： 1）直接找正法 在機(jī)床上根據(jù)工件上有關(guān)基準(zhǔn)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。 劃線找正法 在機(jī)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。 用夾具裝夾 即通過夾具上的定位元件使工件相對(duì)于刀具及機(jī)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(gè)特點(diǎn)： 工件在夾具中的定位，是通過工件上的定位基準(zhǔn)與夾具上的定位元件相接觸而實(shí)現(xiàn)的。 由于夾具預(yù)先在機(jī)床上 已調(diào)整好位置（也有在加工過程中再進(jìn)行找正的），因此，工件通過夾具相對(duì)于機(jī)床也就有了正確的位置。 通過夾具上的對(duì)刀裝置，保證了工件加工表面相對(duì)于刀具的正確位置。 30 5.6.基準(zhǔn)及其分類 機(jī)器零件是由若干個(gè)表面組成的。這些表面之間的相對(duì)位置關(guān)系包括兩方面的要求：表面見的位置尺寸精度和相對(duì)位置精度。研究零件表面的相對(duì)位置關(guān)系，是離不開基準(zhǔn)的。不明確基準(zhǔn)就不無法確定表面的位置。 基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。 1）設(shè) 計(jì)基準(zhǔn) 在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 工藝基準(zhǔn) 零件在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。 裝配基準(zhǔn) 裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。 測(cè)量基準(zhǔn) 測(cè)量時(shí)用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。 工序基準(zhǔn) 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(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn) 工件定位時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。 需要說明的是，作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上并不一定具 體存在。如軸心線、對(duì)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(zhǔn)的表面稱為定位基準(zhǔn)。 5.7.工件的定位 工件定位的基本原理 工件裝夾在機(jī)床上必須使工件相對(duì)于刀具和機(jī)床處于正確的加工位置，它包括工件在夾具的定位、夾具在機(jī)床上的安裝以及夾具相對(duì)于刀具和整個(gè)工藝系統(tǒng)的調(diào)整等工作過程。在使用夾具的情況下，就要使機(jī)床、刀具、夾具和工件之間保持正確的加工位置。 31 顯然，工件的定位是其中極為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。 六點(diǎn)定位原則 定位，就是限制自由度。通常是用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度，用合理設(shè)置的六個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的 六個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是工件定位的“六點(diǎn)定位原則” 。 工件定位中可能出現(xiàn)的集中情況 完全定位 六個(gè)支承點(diǎn)限制了工件的全部自由度，稱為完全定位。 不完全定位 根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱為不完全定位。 欠定位 根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒有被限制的定位，稱為欠定位。器定位無法保證加工要求，所以是決不允許的。 過定位 夾具上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位元件，重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。過定位中常會(huì)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。 消 除或減小過定位所引起的干涉，一般有兩種方法： 一種是提高定位基準(zhǔn)之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。 一種是改變定位元件的結(jié)構(gòu)，使定位元件在重復(fù)限制自由度的部分不起定位作用。 5.8.常見定位方式及定位元件 定位方式和定位元件的選擇包括選擇定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等，他們主要取決于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用等因素。 工件及平面定位 主要支承 主要支承用來限制工件的自由度，起定位作用 固定支承 可調(diào)支承 自位支承 32 輔助支承 提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性 螺旋式輔助支承 自位式輔助支承 推引式輔助支承 液壓鎖緊的輔助支承 2）工件以圓柱空定位 圓柱銷 圓錐銷 圓柱心軸 3）、工件以外圓柱面定位 （ 1）在 V 形塊中定位 （ 2）在圓孔中定位 （ 3）在半圓孔和圓錐孔中定位 5.9 工件的夾緊 在機(jī)械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個(gè)工作過程。工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過程中，不會(huì)由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動(dòng)，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。 夾 緊裝置的組成及基本要求 （ 1）、夾緊裝置的組成 力源裝置 中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 作用如下： 改變夾緊作用力的方向 改變夾緊作用力的大小 具有一定的自鎖性能 夾緊元件 （ 2）、對(duì)夾緊裝置的基本要求 夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置 33 夾緊力的大小要適當(dāng) 夾緊裝置要操作方便 結(jié)構(gòu)要進(jìn)湊簡單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件 2）、夾緊力的確定 確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點(diǎn)。在確定夾緊力的三要素時(shí)要分析工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況，而且必須考慮定位裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置方式。夾緊力的三要素對(duì)夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點(diǎn)分布合理，大小適當(dāng)，方向正確才能獲得良好的效益。 （ 1）夾緊力方向的確定 夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面 夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致 （ 2）夾緊力作用點(diǎn)的選擇 應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過程中不會(huì)引起工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。 應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位 （ 3）夾緊力大小的估算 首先假設(shè)系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。 常規(guī)情況下，只考慮切 削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）用切削原理公式計(jì)算。 對(duì)重型工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件做高速運(yùn)動(dòng)場合，必須計(jì)入慣性力。 分析對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡方程計(jì)算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計(jì)算夾緊力 將計(jì)算夾緊力再乘以 K，即得實(shí)際夾緊力。 K 為總安全系數(shù)， K=K0K1K2K3 各種因素的安全系數(shù)可查表 2-3，一般 K=1.52.5； 當(dāng)夾緊力與切削力相反時(shí)， K=2.53 。 3）典型夾緊結(jié)構(gòu) 斜楔夾緊結(jié)構(gòu) 螺旋夾緊結(jié)構(gòu) 單個(gè)螺旋夾緊結(jié)構(gòu) 螺旋壓板夾緊結(jié)構(gòu) 34 偏心夾緊機(jī)構(gòu) 4），定 心夾緊機(jī)構(gòu) 當(dāng)加工尺寸的工序基準(zhǔn)是中心要素（軸線、中心平面等）撕，為使基準(zhǔn)重合以減少定位誤差，可以采用定位夾緊機(jī)構(gòu)，所以，定心夾緊機(jī)構(gòu)主要用于要求準(zhǔn)確定心或?qū)χ械膱龊稀?螺旋式定心夾緊機(jī)構(gòu) 杠桿式定心夾緊機(jī)構(gòu) 楔式定心夾緊機(jī)構(gòu) 彈簧筒夾式定心夾緊機(jī)構(gòu) 膜片卡盤定心夾緊機(jī)構(gòu) 波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu) 液性塑料定心夾緊機(jī)構(gòu) 5.10 設(shè)計(jì)宗旨 設(shè)計(jì)必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計(jì)的夾具完全符合要求。所以設(shè)計(jì)時(shí)要在滿足精度的前提下提高 勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 5.11 夾具的設(shè)計(jì) 對(duì)機(jī)床專用夾具的基本要求可總括為以下幾個(gè)方面： 穩(wěn)定地保證工件的加工精度 提高機(jī)械加工的勞動(dòng)生產(chǎn)率 結(jié)構(gòu)簡單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和勞動(dòng)條件 應(yīng)能夠降低工件的制造成本 適當(dāng)提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化程度，以縮短夾具制造周期，降低夾具成本 1、定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知 25 孔的軸線所在平面和右端面有垂直度的要求是 10，從定位和夾緊的角度來看，右端面是已加工好的，本工序中，定位基準(zhǔn)是右端面，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是孔 25 的軸線，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，需要重新計(jì)算上 下端面的平行度，來保證垂 35 直度的要求。在本工序只需要確定右端面放平。 2、切削力及夾緊力的確定 本夾具是在銑 鉆床上使用的，用于定位螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥?，還用于夾緊，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動(dòng)，必須對(duì)夾緊六角螺母和螺母螺釘施加一定的夾緊力。由計(jì)算公式 Fj=FsL/(d0tg( + 1)/2+rtg 2) Fj沿螺旋軸線作用的夾緊力 Fs作用在六角螺母上的力 L作用力的力臂 (mm) d0螺紋中徑 (mm) 螺紋升角 ( ) 1螺紋副的當(dāng)量摩擦 ( ) 2螺桿 (或螺母 )端部與工件 (或壓塊