機床法蘭盤的加工工藝及專用夾具設計說明書.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除機械制造工藝學課程設計實例機械制造工藝學課程設計說明書設計題目 設計“法蘭盤”零件的機械 加工工藝規(guī)程及工藝裝備 班 級 機自1201班學 生 潘常良指導教師 丁紅鋼 日 期 前 言11零件的分析21.1 零件的主要技術(shù)要求21.2 工藝分析21.2.1 以45為中心的加工表面21.2.2 以20為中心的加工表面22 工藝規(guī)程設計32.1 確定毛坯的制造形式32.1.1 選用材料32.1.2 生產(chǎn)類型32.2 基面的選擇32.2.1 粗基準的選擇32.2.2 精基準的選擇32.3 制定工藝路線42.3.1 工藝方案（一）42.3.2 工藝方案（二）42.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定62.5 確定切削用量及基本用時93 夾具設計193.1問題的提出193.2 夾具設計193.2.1 定位機構(gòu)193.2.2夾緊機構(gòu)203.2.3機床夾具的總體形式233.2.4 繪制夾具零件圖243.2.5 繪制夾具裝配圖24結(jié)論26參 考 文 獻26此文檔僅供學習與交流前 言機械制造業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，是國民經(jīng)濟各部門賴以發(fā)展的基礎，是國民經(jīng)濟的重要支柱，是生產(chǎn)力的重要組成部分。機械制造業(yè)不僅為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)、科研和國防等部門提供各種生產(chǎn)設備、儀器儀表和工具，而且為制造業(yè)包括機械制造業(yè)本身提供機械制造裝備。機械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造水平標志著一個國家或地區(qū)的科學技術(shù)水平、經(jīng)濟實力。機械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造水平，主要取決于機械制造裝備的先進程度。機械制造裝備的核心是金屬切削機床，精密零件的加工，主要依賴切削加工來達到所需要的精度。金屬切削機床所擔負的工作量約占機器制造總工作量的40%60%，金屬切削機床的技術(shù)水平直接影響到機械制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。換言之，一個國家的機床工業(yè)水平在很大程度上代表著這個國家的工業(yè)生產(chǎn)能力和科學技術(shù)水平。顯然，金屬切削機床在國民經(jīng)濟現(xiàn)代化建設中起著不可替代的作用?？v觀幾十年來的歷史，機械制造業(yè)從早期降低成本的競爭，經(jīng)過20世紀70年代、80年代發(fā)展到20世紀90年代乃至21世紀初的新的產(chǎn)品的競爭。目前，我國已加入世界貿(mào)易組織，經(jīng)濟全球化時代已經(jīng)到來，我國機械制造業(yè)面臨嚴峻的挑戰(zhàn)，也面臨著新的形勢：知識技術(shù)產(chǎn)品的更新周期越來越短，產(chǎn)品的批量越來越小，產(chǎn)品的性能和質(zhì)量的要求越來越高，環(huán)境保護意識和綠色制造的呼聲越來越強，因而以敏捷制造為代表的先進制造技術(shù)將是制造業(yè)快速響應市場需要、不斷推出新產(chǎn)品、贏得競爭、求得生存和發(fā)展的主要手段。此次設計的是CA6140車床法蘭盤及夾具設計。首先，對工件進行分析得出工藝路線；再著重進行夾具的設計，其中包括定位的設計、夾緊力 的設計，夾緊和定位原件的選。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。1零件的分析1.1 零件的作用和主要技術(shù)要求1.1.1 零件的作用題目給的零件是CA6140臥式車床上的法蘭盤，它位于車床絲桿的末端，主要作用是標明刻度，實現(xiàn)縱向進給。零件的100外圓上標有刻度線，用來對齊調(diào)節(jié)刻度盤上的刻度值，從而能夠直接讀出所調(diào)整的數(shù)值；外圓上鉆有底部為4mm上部為6mm的定位孔，實現(xiàn)精確定位。法蘭盤中部的通孔則給傳遞力矩的標明通過，本身沒有受到多少力的作用。1.1.2 零件的主要技術(shù)要求1、法蘭盤有兩組加工表面，有一定的位置要求。2、100左和90右端面有對軸的圓跳動度均為0.03。3、孔20mm要求加工粗糙度為1.6，上下兩面粗糙度為0.8。4、工件材料為HT200，鑄件。1.2 工藝分析CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1.2.1 以45為中心的加工表面這一組加工表面包括：100，90，45的外輪廓，以及其左右端面，100左和90右端面與孔的中心線有位置要求，45拋光。這三個外輪廓都沒有高的位置度要求。1.2.2 以20為中心的加工表面這一組加工表面包括：20的孔，以及其左右兩個端面。這兩組表面有一定的粗糙度要求。由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。為了保證零件主要表面粗糙度的要求，避免加工時由于切削量較大引起工件變形或可能劃傷已加工表面，故整個工藝過程分為粗加工和精加工。整個加工過程中，無論是粗加工階段還是精加工階段，都應該遵循“先面后孔”的加工原則。2 工藝規(guī)程設計2.1 確定毛坯的制造形式2.1.1 選用材料零件材料為HT200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。2.1.2 生產(chǎn)類型考慮到機車在運行中要經(jīng)常加速及正，反向操作，零件在工作中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。2.2 基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的很重要的工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證。生產(chǎn)率得以提高；否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件成批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。2.2.1 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100的加工外輪廓表面作為粗基準，利用三爪限制5個自由度，通過尾座限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行車削。2.2.2 精基準的選擇精基準就是以加工過的表面進行定位的基準。選擇精基準的時候 主要慮保證加工精度并且使工件裝夾得方便、準確、可靠 。因此要遵循以下幾個原則1、基準重合的原則2、基準不變的原則3、互為基準，反復加工的原則4、自為基準的原則5、應能使工件裝夾方便穩(wěn)定可靠，夾具簡單?？紤]以上原則和零件的尺寸和加工要求我選用底面為精基準，并采用一面兩孔的形式定位，限制6個自由度為完全定位。2.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應該是使零件幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用專用機床與專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。2.3.1 工藝方案（一）制定工藝路線的出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。方案一工序1 鉆，擴孔20，倒角45工序2 粗車 半精車兩孔20端面工序3 粗車 半車鏜100外輪廓，倒角45工序4 粗車 半精車90外輪廓，倒角45工序5 粗車 半精車左45圓柱側(cè)面工序6 粗車 半精車右45圓柱側(cè)面工序7 粗磨45圓柱側(cè)面工序8 鉆四個9mm的孔工序9 鉆4mm、擴鉸孔6mm工序10 半精磨粗車45圓柱側(cè)面工序11 將B面拋光工序12 100mm外圓刻字工序13 100mm無光鍍鉻工序14 檢驗工序15 入庫2.3.2 工藝方案（二）工序1 粗車左邊100，45，90外圓，粗車各端面，粗車90的倒角，100的倒角，鏜18的孔工序2 粗車右45的外圓，粗車32的槽，R5的圓角，鉸20的孔工序3 半精車左端100，左右端45外圓以及各端面32的槽，R5的圓角工序4 粗銑45右端面工序5 粗，精銑100左端面工序6 鉆四個9的孔工序7 鉆，鉸左面F面上的臺階孔工序8 鉗工去毛刺工序9 粗，精磨100，90，45的外圓。工序10 B面拋光工序11 100的左端面刻字工序12 100的外圓無光渡鉻工序13 檢驗工序14 入庫經(jīng)過綜合考慮CA6140車床的法蘭盤工藝路線方案:工序1 粗車左邊100，45，90外圓，粗車各端面，粗車90的倒角，100的倒角，鏜18的孔工序2 粗車右45的外圓，粗車32的槽，R5的圓角，鉸20的孔工序3 半精車左端100，左右端45外圓以及各端面 32的槽，R5的圓角工序4 粗銑45的右端面 ，粗、精銑100左端面工序5 鉆四個9的孔工序6 鉆，鉸左面F面上的臺階孔工序7 鉗工去毛刺工序8 粗，精磨100，90，45的外圓。工序9 B面拋光工序10 100的左端面刻字,100的外圓無光渡鉻工序11 檢驗工序12 入庫本道工序主要用到一個專門夾具用來夾住左端100的圓盤，且效率較高，而且位置精度較易保證。工序安排使時間較為合理，設計基準和工藝基準重合。2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“法蘭盤” 零件材料為HT200鋼，硬度207241HBS，毛坯重量約為2kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，毛坯采用鑄造。根據(jù)上述原始資料加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. mm外圓表面此外圓表面為IT6級，參照實用機械加工工藝手冊確定各工序尺寸及加工余量。工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差精磨外圓0.2450.017 精車外圓0.445.20.039 半精車外圓1.445.60.1粗車外圓3470.3毛坯5501.02.外圓表面mm參照實用機械加工工藝手冊確定各工序尺寸及加工余量工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及偏差精車外圓0.51000.24半精車外圓1.510050.30粗車外圓41020.6毛坯61061.63. B面參照實用機械加工工藝手冊確定各工序尺寸及加工余量工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精車外圓0.6450.6半精車外圓1.445.60.7粗車2471.0毛坯4492.04. B面中兩個端面：工序名稱工序余量精車0.2半精車0.8粗車2毛坯35. 孔20mm參照實用機械加工工藝手冊確定各工序尺寸及加工余量工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精鉸0.1200.04520鉸孔0.219.90.08419.9擴孔1.719.70.119.7鉆孔1818+0.618毛坯2006.mm外圓工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精車外圓0.5900.6半精車外圓1.590.50.7粗車4921.0毛坯6962.07mm的端面1）按照工藝手冊表6-28，鑄件重量為2.8kg，mm端面的單邊加工余量為2.03.0，取Z=2.0mm，鑄件的公差按照表6-28，材質(zhì)系數(shù)取，復雜系數(shù)取，則鑄件的偏差為； 2）精車余量：單邊為0.2mm（見實用機械加工工藝手冊中表3.2-2），精車公差既為零件公差-0.08；3）半精車余量：單邊為0.6mm（見實用機械加工工藝手冊中表11-27），半精車公差的加工精度為IT9，因此可以知道本工序的加工公差為-0.12mm；4）粗車余量：粗車的公差余量（單邊）為Z=2.0-0.2-0.6=1.2mm； 粗車公差：現(xiàn)在規(guī)定本工步（粗車）的加工精度為IT11級，因此，可以知道本工序的加工公差為-0.32mm，由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實就是含義上的加工余量，實際上，加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分；mm端面的尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖見下圖：粗車后最大尺寸：94+1.2=95.2（mm）粗車后最小尺寸：95.2-0.32=94.88（mm）半精車后最大尺寸：94+0.6=94.6（mm）半精車后最小尺寸：94.6-0.12=94.48（mm）精車后尺寸為94mm加工余量計算表 工序 加工尺寸及公差毛坯粗車半精車精車加工前尺寸最大96.795.294.6最小95.294.8894.48加工后尺寸最大96.795.294.694.04最小95.294.8894.4893.96加工余量21.20.60.2加工公差-0.32-0.12-0.08根據(jù)以上尺寸的公差和加工余量來確定此法蘭盤的毛坯圖。2.5 確定切削用量及基本用時工序1 粗車 半精車100左端面，100，190，左45外輪廓及倒角（1）確定車刀 90 45刀（2）切削深度現(xiàn)在全部切除進給量根據(jù)表機械加工工藝手冊表27-2選計算切削速度機械加工工藝手冊表27-2可得（3）確定主軸轉(zhuǎn)速 取n=480則實際切削速度為165.8r/min（4）計算所需功率主切削力F2按機械加工工藝手冊表27-14 主切削力 其中CF2=650 XF2=1.0 YF2=0.75 nF2=0.15機械加工工藝手冊表27-15 （5）切削時消耗功率Pc為 Kw（6）檢驗機進給采流強度徑向切削力按機械加工工藝手冊表27-14 其中 則軸向切削力其中 聯(lián)機床與導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) 則切削力在縱向進給方向進給機構(gòu)的后則力為（7）切削工時工序2 車右45外圓及端面，32槽R5圓角（1）確定車刀 刀（2）切削深度現(xiàn)在全部切除（3）進給量根據(jù)表機械加工工藝手冊表27-2選計算切削速度機械加工工藝手冊表27-2可得（4）確定主軸轉(zhuǎn)速 取n=480則實際切削速度為165.8r/min（5）計算所需功率主切削力F2按機械加工工藝手冊表27-14 主切削力 其中CF2=650 XF2=1.0 YF2=0.75 nF2=0.15機械加工工藝手冊表27-15 切削時消耗功率Pc為 Kw（6）檢驗機進給采流強度徑向切削力按機械加工工藝手冊表27-14 其中 則軸向切削力其中 聯(lián)機床與導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) 則切削力在縱向進給方向進給機構(gòu)的后則力為（7）切削工時工序3 粗車，半精車右45外輪廓及其余端面，32槽R5圓角（1）確定車刀 刀（2）切削深度現(xiàn)在全部切除（3）進給量根據(jù)表機械加工工藝手冊表27-2選計算切削速度機械加工工藝手冊表27-2可得（4）確定主軸轉(zhuǎn)速 取n=480則實際切削速度為165.8r/min（5）計算所需功率主切削力F2按機械加工工藝手冊表27-14 主切削力 其中CF2=650 XF2=1.0 YF2=0.75 nF2=0.15機械加工工藝手冊表27-15 切削時消耗功率Pc為 Kw（6）檢驗機進給采流強度徑向切削力按機械加工工藝手冊表27-14 其中 則軸向切削力其中 聯(lián)機床與導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) 則切削力在縱向進給方向進給機構(gòu)的后則力為（7）切削工時工序4 鉆，擴20，車倒角 1 選擇鉆頭選擇錐柄麻花鉆(GB1438-85) 查表 d0=18鉆頭幾何形狀(表2.1及表2.2)雙錐,修磨橫刃=30 2=100 b=3.5 0=11 b=2mm L=4mm2.選擇切削刀具進給量f 1.按加工要求決定進給量: 根據(jù)表2.7 當加工要求為H12HB 精度鑄鐵HBS200 d0=18mm f=0.430.53mm/r由于L/d=30/18=1.67 故應乘以孔深修正系數(shù)kcf=1 f= 0.430.53 mm/r2.按鉆頭強度決定進給量根據(jù)表2-8 當HBS=200 d=18mm 鉆頭強度允許的進給量f=1.6mm/r3.按機床進給機構(gòu)強度決定進給量根據(jù)表2.9當HBS210、d020.5，機床進給機構(gòu)允許的軸向力為6960N(Z3025鉆床允許的軸向力為7848N 見機械工藝設計手冊表4.2-11，進給量為0.6mm/r從以上三個進給量比較可看出,受限制的進給量是工藝要求,其值為 f=0.430.53mm/r根據(jù)Z3025鉆床,選擇 f=0.5 mm/r 決定鉆頭磨純標準及壽命 由表2.12，當d0=18時，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm，壽命T=60min切削進度由表2.15 HBS 170240, f=0.5mm/r, d20, Vc=16m/minn =1000V/d0=100016/(3.1420)=254.7r/min檢驗機床扭矩及功率根據(jù)表2.20 當f=0.5mm/r d019 時 Nt=64.45 N*M根據(jù)Z3025 鉆床說明書 當Nc=250r/min 時 Mm=80 N*M根據(jù)表2.23 當HBS200 d0=20 f=0.53mm/r Vc=16m/min 時 Pc=1.1KW查機械加工設計手冊表4.2-11得， PE=2.2KW由于MCMm ，PC根據(jù)表1.2可選擇YG6硬質(zhì)合金刀具根據(jù)表3.1可得，銑前深度為ap4,銑削寬度為ae90,端銑刀直徑為D0=100mm由于采用標準硬質(zhì)合金端銑刀,故齒數(shù)Z=102銑刀幾何形狀查表3.2由于HBS=200150 0=00 0=80 Kr=450 Kr1=300 Kr2=50 =-200=80 bp=1.22選擇切削用量13 決定銑削深度ap (由于加工余量不大,鑄體為金屬型,鑄造表面粗糙度為12.56.3 所以可以在一次走刀內(nèi)切完)ap=h=2mm14 決定每齒進給量fz 當使用YG6銑床功率為7.5KW查表3.5時 fz=0.140.24mm/z 取fz=0.1815 選擇銑刀磨損標準及刀具壽命根據(jù)表3.7 銑刀刀齒、刀面最大磨損量為粗加工時2.0,精加工時0.5由于銑刀直徑d0=100mm 故刀具壽命T=180min (查表3.8)16 根據(jù)(表3.16)當d0=100mm 、Z=10、 ap=2 、fz=0.18 、Vi=98m/min、Nt=32r/min、Vft=490mm/min各修正系數(shù)為: kmv=kmn=kmvf=0.89 Ksv=ksn=ksvf=0.8故:Vc=Vt kv=980.890.8=70m/minn=nt kn=3220.890.8=230r/minVf=Vft kvt=4900.890.8=350.3mm/min根據(jù)X52K型立銑說明書機械加工設計手冊表4.2-35可選擇n =300r/min Vfc=375mm/min因此 實際切削速度和每齒進給量為VC=d0n/1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/minFzc=vfc/(ncZ)=375/30010=0.125mm/z17 根據(jù)機床功率: 根據(jù)表3.24 當HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 Vf=375mm/min近似Pcc=3.8KW根據(jù)X52K型立銑說明機床主軸允許功率為Pcm=7.50.75=5.63KW故Pcc 計算基本工時tm = L/vf式中L=176mm，根據(jù)表3.26可得，對稱安裝銑刀，入切量及超切量 Y+=35 則 L=(176+35)=221mm 故tm=221/375=0.56min工序6 鉆孔49一.鉆孔41.錐柄麻花鉆(GB1436-85) d=8.8 mm鉆頭幾何形狀為(表2.1及表2.2) 雙錐修磨橫刃=30 2=118 be=3.5mm 0=12=552.選擇切削用量1按加工要求決定進給量根據(jù)表2.7 當加工要求為H12HB精度鑄鐵硬度HBS200d0=7.8mm 時 f=0.360.44 mm/r由于L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則f =(0.360.44) 0.95=0.340.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊取f=0.4mm/r2決定鉆頭磨純標準及壽命由表2.12 ,當d0=4時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min3決定切削速度由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d0按加工要求決定進給量根據(jù)表2.7 當加工要求為H12HB精度鑄鐵硬度HBS200d0=7.8mm 時 f=0.360.44 mm/r由于L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則f =(0.360.44) 0.95=0.340.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊取f=0.4mm/r2決定鉆頭磨純標準及壽命由表2.12 ,當d0=4時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min3決定切削速度由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d0按加工要求決定進給量根據(jù)表2.7 當加工要求為H12HB精度鑄鐵硬度HBS200d0=7.8mm 時 f=0.360.44 mm/r由于L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則f =(0.360.44) 0.95=0.340.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊取f=0.4mm/r2決定鉆頭磨純標準及壽命由表2.12 ,當d0=4時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min3決定切削速度由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d020mm Vc=22 m/minn =1000V/d0=100022/(3.1420)=350 r/min由鉆床說明手冊選取 n=400 r/min3.計算工時tm =L / nf= L+Y+/ nf=(32+10)/4000.4=0.26min最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片。工序八 粗精磨100左端面，90右端面，45-0.6外圓，拋光，100左端面刻字，無光鍍鉻3 夾具設計3.1問題的提出本次設計是要為法蘭盤中的兩平面的夾具，最終實現(xiàn)將工件定位，更加精確和方便的完成銑兩平面工作，并保證能夾緊工件，夾緊力要適中，不要使工件變形，又能保證工件所要求的加工精度。零件圖標出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，它決定了工件在機床夾具中的放置方法，是設計機床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù),工序圖給出了零件本工序的工序基準、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準、已加工表面決定了機床夾具的方位方案，如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位等；定位方案的選擇依據(jù)六點定位原理和采用的機床加工方法，定位方案不一定要定六個自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是選擇機床、刀具的依據(jù)。確定夾緊機構(gòu)要依據(jù)零件的外型尺寸，選擇合適的定位點，確保夾緊力安全、可靠同時夾緊機構(gòu)不能與刀具的運動軌跡相沖突。3.2 夾具設計3.2.1 定位機構(gòu) 圖3-1-1定位心軸和大平面在夾具設計中，定位方案不合理，工件的加工精度就無法保證。工作定位方案的確定是夾具設計中首先要解決的問題。根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關(guān)標準正確選擇定位元件或定位的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標準定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。設計夾具是原則上應選該工藝基準為定位基準。無論是工藝基準還是定為基準，均應符合六點定位原理。由于該零件的加工是銑兩平面并以30孔內(nèi)表面作為定位面，屬孔定位類型，因此本次設計采用的定位機構(gòu)為圓柱銷與大平面相結(jié)合。圓柱銷定位的形式很多，短圓柱銷定位限制Y，Z方向的移動，限制兩個自由度；長圓柱銷定位限制工件的Y，Z方向的轉(zhuǎn)動和移動，限制四個自由度；兩個短圓柱銷與長圓柱銷相同。大平面限制X，Y方向的轉(zhuǎn)動及Z方向的移動。裝夾工件時，通過工件孔和心軸接觸表面的彈性變形夾緊工件。本次設計的定位選用的是短銷與平面相結(jié)合，分別限制工件的X、Y方向的移動及轉(zhuǎn)動自由度以及Z方向的旋轉(zhuǎn)自由度。心軸定位的特點為結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、夾緊可靠，自鎖性好，夾緊動作慢、效率低。3.2.2夾緊機構(gòu) 1.夾緊的目的：使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞，同時保證加工精度。2 .夾緊力的方向的確定： 1）夾緊力的方向應有利于工件的準確定位，而不能破壞定位，一般要求主夾緊力應垂直于第一定位基準面。 2）夾緊力的方向應與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。 3）夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。3 .夾緊力的作用點的選擇： 1）夾緊力的作用點應與支承點“點對點”對應，或在支承點確定的區(qū)域內(nèi)，以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形。 2）夾緊力的作用點應選擇在工件剛度高的部位。 3）夾緊力的作用點和支承點盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗振性。 4）夾緊力的反作用力不應使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形。4. 選擇夾緊機構(gòu)：設計夾緊機構(gòu)一般應遵循以下主要原則：1)夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位。2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。3)夾緊機構(gòu)必須可靠。夾緊機構(gòu)各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構(gòu)4)必須保證自鎖，機動夾緊應有聯(lián)鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。5)夾緊機構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習慣。6)夾緊機構(gòu)的復雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領和工廠的條件相適應。圖3-1-2夾緊機構(gòu)選用壓板夾緊機構(gòu)來對被加工工件進行夾緊。壓板夾緊機構(gòu)的特點：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便加緊可靠施力范圍大；自鎖性能好操；擴力比80以上，行程S不受限制；加緊工作慢，效力低。5.切削力及夾緊力計算刀具：鋸片銑刀 d=160mm由機械制造工藝設計手冊P 可查得 切向力 銑削扭矩 切削功率 Pm=2Mn10(kw)式中：C=54 x=1 y=0.8 d=160k=0.86fz=0.14n=60所以當銑距中心軸線24mm和34mm面時有： 故： F=77.88x2=155.76NM=6.230x2=12.460(Nm) P=2.349x2=4.698(kw)水平分力：F1=1.1F=171.336N垂直分力：F2=0.3F=46.728N安全系數(shù)：K=K1*K2*K3*K4=1.2*1.1*1.1*1=1.452故 F3=K*F1=1.452*171.336=248.78N所需夾緊力為 N=F3/(f1+f2)=248.78/(0.3+0.3)=414.63N本設計采用鉸鏈夾緊機構(gòu)。氣缸尺寸為d=24mm,D=45mm，輸入端氣壓P1=0.8MPa，輸出端氣壓P2=0.2MPa,機械效率為0.7則氣缸工作時所能產(chǎn)生的壓力為根據(jù)機械制造工藝學課程設計指導書可知，設計的鉸鏈機構(gòu)夾緊力故本夾具可安全工作。6. 定位誤差分析夾具的主要定位元件為浮動支撐板和定位銷。支撐板的定位表面與夾具體底面平行度誤差不超過0.05；定位銷選取標準件，夾具體上裝定位銷銷孔的軸線與夾具體底面的垂直度誤差不超過0.05。夾具的主要定位元件為長定位銷限制了4個自由度,另一端面限制1個自由度,繞軸線旋轉(zhuǎn)方向的自由度無須限制。因零件對形位公差及尺寸公差均要求不高，且各定位件均采用標準件，故定位誤差在此可忽略。3.2.3機床夾具的總體形式機床夾具的總體形式一般應根據(jù)工件的形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機床等因素來確定。夾具的組成歸納為：1）定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。2）夾緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。3）導向及對刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。4） 動力裝置在成批生產(chǎn)中，為了減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)率，常采用氣動、液動等動力裝置。5） 夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過它將整個夾具安裝在機床上。6）其他元件及裝置 根據(jù)加工需要來設置的元件或裝置。確定夾具體夾具體上一般不設定位和定向裝置，特別是臺鉆、立鉆和搖臂鉆上使用時，但夾具體底板上一般都設有翻邊或留一些平臺面，以便夾具在機床工作臺上固定。夾具體一般是設計成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、加緊機構(gòu)和聯(lián)接體，并于機床可靠聯(lián)接。確定聯(lián)接體聯(lián)接體是將導向裝置與夾具體聯(lián)接的工件，設計時主要考慮聯(lián)接體的剛性，合理布置聯(lián)接體的位置，給定位元件、夾緊機構(gòu)留出空間。此夾具體的聯(lián)接裝置通過內(nèi)六角螺栓和圓柱銷來定位，考慮到剛性問題，在相對應的位置上在用一個聯(lián)接體支承鉆套板，同樣用內(nèi)六角螺栓定位。3.2.4 繪制夾具零件圖對裝配圖中需加工的零件圖均應繪制零件圖，零件圖應按制圖標準繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。1.零件圖盡可能按1:1繪制。2.零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術(shù)要求應根據(jù)裝配圖上的配合種類、位置精度、技術(shù)要求而定。3.零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應標注完整。4.零件圖名稱：零件圖1夾具體3.2.5 繪制夾具裝配圖圖3-1-3 夾具圖1.裝配圖按1:1.5的比例繪制，用局部剖視圖完整清楚地表示出夾具的主要結(jié)構(gòu)及夾具的工作原