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開(kāi)合螺母機(jī)械加工工藝規(guī)程及鏜Φ52H7孔夾具設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
開(kāi)合螺母加工工藝及鏜Φ52H7孔夾具設(shè)計(jì)
Switching nut the machining process planning and fixture design
學(xué) 院（系）：
專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（機(jī)制）
學(xué) 生 姓 名：
學(xué) 號(hào)：
指 導(dǎo) 教 師：
評(píng) 閱 老 師：
完 成 日 期： 2014年6月8號(hào)
- 29 -
摘要
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是以CA6140車(chē)床上開(kāi)和螺母的工藝工裝為基礎(chǔ)的，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：設(shè)計(jì)零件，加工工藝及公式計(jì)算，設(shè)計(jì)夾具，拆畫(huà)一套夾具等。
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，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。
夾具方案的確定在國(guó)內(nèi)是一項(xiàng)十分重要的設(shè)計(jì)程序，其方案的優(yōu)劣決定了夾具設(shè)計(jì)的成功與失敗。確定設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)遵循以下原則：確保加工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，操作省力高效，制造成本低廉。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們即將畢業(yè)之前的最后一次在校設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容比較全面，所涉及的只是比較廣，是對(duì)我們所學(xué)只是及應(yīng)用、設(shè)計(jì)能力的一次綜合檢驗(yàn)。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，既充分鍛煉了我們的設(shè)計(jì)能力，又補(bǔ)充了在校學(xué)習(xí)期間知識(shí)和能力的不足。
關(guān)鍵詞：CA6140開(kāi)合螺母；夾具設(shè)計(jì)；工藝工裝設(shè)計(jì)。
Abstract
My graduated design is based on the craft design of the the opened nut to CA6140,which includes parts design,machining and time calculations,a design of set of jigs,adismantalment-drawing of a set of jig.
To improve productivity ,and ensure processing quality and reduce labor intensity,it needs to design special jig.
The esdeblishment of jig programmes is so important that it decide the quality of the jig.Making the design of programmes should follow the following principles:ensuring processing quality structure as simple as possible,allowing efficient operation,low cost manufacturing.
The graduated design,which includes lots of content and involves much knowledge,is the last one for me before we will graduate. It is a comprehensive test to our knowledge and applications.
By doing the graduated design, it not only can improve our full design capacity,but also add in the inadequate knowledge and capacity that we have learned in school.
Key world:opened nut to CA6140;tongs design;process design.
目 錄
任務(wù)書(shū) - 2 -
引 言 - 7 -
1.1 毛坯生產(chǎn)類(lèi)型 - 7 -
1.2 毛坯鑄造形式 - 7 -
1.3 毛坯精度尺寸 - 7 -
1.4 確定毛坯鑄件的重量 - 7 -
1.5 確定機(jī)械加工余量 - 7 -
1.6 確定鑄鐵件的尺寸偏差 - 7 -
1.7 零件的作用 - 7 -
2. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) - 9 -
2.1 確定毛坯的制造形式 - 9 -
2.2 基面的選擇 - 9 -
2.3 制定工藝路線 - 9 -
2.4 工藝方案的比較與分析 - 10 -
2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 - 11 -
2.6 確定切削用量及基本工時(shí) - 11 -
2.6.1 粗銑燕尾 - 11 -
2.6.2 精銑燕尾 - 12 -
2.6.3 銑退刀槽 - 12 -
2.6.4 粗銑端面 - 13 -
2.6.5 精銑端面 - 13 -
2.6.6 工序Ⅱ磨燕尾及空刀槽，保證粗糙度為1.6，精度為7級(jí) - 14 -
2.6.7 工序 Ⅲ 鉆Φ52H7孔并倒角1.5×45o - 15 -
2.6.8 工序 Ⅳ 鉆2 × Φ12孔 - 16 -
2.6.9 工序Ⅴ 車(chē)端面 - 17 -
2.6.10 Ⅵ.切斷 - 19 -
3. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) - 20 -
3.1 夾具的設(shè)計(jì) - 20 -
3.2夾緊裝置的組成及設(shè)計(jì)要求 - 20 -
3.2.1 動(dòng)力源 - 20 -
3.2.2 中間傳力機(jī)構(gòu) - 20 -
3.2.3 夾緊元件 - 20 -
3.3 鏜模導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì) - 21 -
3.3.1 鏜套的結(jié)構(gòu)形式 - 22 -
3.3.2 鏜桿 - 22 -
3.4 切削力與夾緊力的計(jì)算 - 23 -
3.4.1 切削力的計(jì)算 - 24 -
3.4.2 夾緊力的確定 - 25 -
3.5 定位誤差的分析與計(jì)算 -26 -
3.6 夾具設(shè)計(jì)與操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 - 27 -
結(jié) 輪 - 28 -
參 考 文 獻(xiàn) - 29 -
致 謝 - 30 -
開(kāi)合螺母機(jī)械加工工藝規(guī)程及鏜Φ52H7孔夾具設(shè)計(jì)
引 言
1. 零件的分析
1.1 毛坯生產(chǎn)類(lèi)型
確定毛坯類(lèi)型為3000件/年，由表（2-5.6）劃分生產(chǎn)類(lèi)型的參考數(shù)據(jù)確定為中批，工作制度8小時(shí)/班制。
1.2 毛坯鑄造形式
將融化了的金屬澆注到旋轉(zhuǎn)著的模型中，由于離心力的作用，金屬液粘貼于模型的內(nèi)壁上，凝結(jié)后所得鑄件外形與模型內(nèi)壁的形狀相同，使用這種方法可以毋需澆注口，故能顯著地減少金屬的消耗。由于免除了砂型和制模的設(shè)備，以及減少了鑄工車(chē)間的面積，生產(chǎn)成本就有了降低；而所得逐漸則具有緊密與微細(xì)的顆粒結(jié)構(gòu)及較好的機(jī)械性能。
1.3 毛坯精度尺寸
由表（2-5-1）得灰鑄鐵刀具切入金屬層的厚度應(yīng)大于表面層厚度，即大于1mm，小于4mm。
由JK67-62，確定灰鑄鐵鑄件精度等級(jí)為2級(jí)（指尺寸精度和表面光潔度要求較高，或者大批、中批生產(chǎn)的鑄件。
1.4 確定毛坯鑄件的重量
通過(guò)計(jì)算，最后確定毛坯的重量為4.079Kg，由表（2-5-2）確定重量偏差為7﹪。
1.5 確定機(jī)械加工余量
由表（2-5-5）確定2級(jí)鑄鐵件的機(jī)械加工余量：頂面加工余量為4.0mm，底面及側(cè)面加工余量為3.0mm。
1.6 確定鑄鐵件的尺寸偏差
由(標(biāo)-5-6)查得2級(jí)鑄鐵件尺寸偏差為±0.8mm。
1.7 零件的作用
題目所給定的零件是CA6140車(chē)床上的開(kāi)合螺母 。開(kāi)合螺母是用于接通和斷開(kāi)從絲杠傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)。車(chē)削螺紋時(shí)，將開(kāi)合螺母合上，絲杠通過(guò)開(kāi)合螺母?jìng)鲃?dòng)溜板箱和刀架；否則就將開(kāi)合螺母脫開(kāi)。車(chē)削螺母時(shí)，順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)手柄，通過(guò)軸帶動(dòng)曲線槽盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，曲線槽盤(pán)上的曲線槽盤(pán)形狀，通過(guò)圓柱銷(xiāo)帶動(dòng)上半螺母在溜板箱體后面的燕尾形導(dǎo)軌內(nèi)上下移動(dòng)，使其相互靠攏，將開(kāi)合螺母和絲杠?chē)Ш?。若逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)手柄，則兩半螺母相互分離，開(kāi)合螺母和絲杠脫開(kāi)。槽盤(pán)的曲線槽是一段圓弧，此圓弧在接近槽盤(pán)中心部分的傾斜角比較小，目的是使開(kāi)合螺母閉合能自鎖，不會(huì)因?yàn)槁菽干系膹较蛄Χ詣?dòng)脫開(kāi)。
2. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT15-33灰鑄鐵,考慮到灰鑄鐵 的抗缺口敏感性，減震性和耐優(yōu)良等特點(diǎn),因此應(yīng)該選用鑄件,以便使開(kāi)合螺母在使用中耐磨性良好,保證零件工作可靠.由于零件年產(chǎn)量為3000件,已達(dá)到成批生產(chǎn)的水平，而且離心鑄造，免除了砂模和制模的設(shè)備，以及減少了鑄工車(chē)間的面積，生產(chǎn)成本就有了降低，這樣得來(lái)的鑄件具有緊密與微細(xì)的顆粒結(jié)構(gòu)及較好的機(jī)械性能。因此采用離心鑄造,這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度來(lái)考慮也是應(yīng)該的。
2.2 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證、生產(chǎn)率得到提高。否則不但加工工藝過(guò)程中的問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)象開(kāi)合螺母這樣的零件來(lái)說(shuō)，選擇好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)。我現(xiàn)在選取燕尾為粗基準(zhǔn)，利用左、右兩個(gè)定位塊和一個(gè)削邊銷(xiāo)對(duì)其進(jìn)行限制，以消除六個(gè)不定度，達(dá)到過(guò)定位。對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。
2.3 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，是應(yīng)該使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到妥善的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用工夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
工藝路線方案一：
工序Ⅰ. 鑄造。
Ⅱ. 清砂。
Ⅲ. 熱處理。
Ⅳ. 清砂。
Ⅴ.涂漆。
Ⅵ.劃線。
Ⅶ.銑燕尾及空刀槽。
Ⅷ.磨燕尾及空刀槽。
Ⅸ.粗鏜、精鏜、粗鉸、精鉸Φ52H7孔并倒角1.5 x 45o。
Ⅹ.鉆、擴(kuò)鉆、粗鉸、精鉸2 x Φ12孔。
Ⅺ.粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)一端面。
Ⅻ.粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)另一端面。
ⅩⅢ.切斷。
ⅩⅣ.去毛刺。
ⅩⅤ.清洗。
ⅩⅥ.檢驗(yàn)。
ⅩⅦ.入庫(kù)。
路線方案二：
工序Ⅰ. 鑄造。
Ⅱ. 清砂。
Ⅲ. 熱處理。
Ⅳ. 清砂。
Ⅴ.涂漆。
Ⅵ.劃線。
Ⅶ. 粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)一端面。
Ⅷ. 粗鏜、精鏜、粗鉸、精鉸Φ52H7孔并倒角1.5 x 45o。
Ⅸ. 粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)另一端面。
Ⅹ. 銑燕尾及空刀槽。
Ⅺ. 磨燕尾及空刀槽。
Ⅻ. 鉆、擴(kuò)鉆、粗鉸、精鉸2 x Φ12孔。
ⅩⅢ.切斷。
ⅩⅣ.去毛刺。
ⅩⅤ.清洗。
ⅩⅥ.檢驗(yàn)。
ⅩⅦ.入庫(kù)。
2.4 工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工燕尾及空刀槽，然后以此為基準(zhǔn)加工孔Φ52H7；而方案二是先加工兩端面，再加工Φ52H7孔。兩者相比較，可以看出，先加工燕尾及空刀槽，然后以此為基準(zhǔn)加工孔Φ52H7，這時(shí)的位置精度較易保證，并且定位及裝夾等比較方便。
2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“開(kāi)合螺母”零件材料為HT15-33灰鑄鐵。毛坯重量為4公斤，生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，采用離心鑄造毛坯，2級(jí)精度。
根據(jù)上述原始材料及加工工藝，分別對(duì)各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定如下：
1. Φ52H7孔
精鉸至Φ52H7，表面粗糙度為Ra1.6um，工序余量為2z=0.08；
粗鉸至51.92mm 2z=0.42；
精鏜至51.5mm 2z=1.5；
粗鏜第二次至50mm 2z=3；
粗鏜至47m 2z=7；
1. 2 × Φ12孔
鉸至Φ12mm 2z=0.15；
擴(kuò)鉆至Φ11.85mm 2z=0.85；
鉆至Φ11 2z=11；
2. 一端面
精車(chē)至97 2z=0.8；
半精車(chē)至97.8 2z=1.2；
粗車(chē)至99 2z=6；
3. 另一端面
精車(chē)至95 2z=0.5；
半精車(chē)至96.5 2z=0.5；
粗車(chē)至96 2z=1；
2.6 確定切削用量及基本工時(shí)
工序Ⅰ：銑燕尾及空刀槽
2.6.1 粗銑燕尾
v=6m/min（0.1m/s） （表1-10-151）
ns=1000v/πdw =1000× × 40 =0.8r/s（47.8r/min）
按機(jī)床選取nw=0.79 r/s （47.5r/min）
∴實(shí)際切削速度切削工時(shí)：
l1=8.7（表1-11-12）
t0==158.3s（2.64min）
2.6.2 精銑燕尾
v=6m/min（0.1m/s） （表1-10-151）
ns= =0.8r/s（47.8r/min）
按機(jī)床選取nw=0.79 r/s （47.5r/min）
∴實(shí)際切削速度v=πdw nw/1000=3.14×40×0.79/1000=0.43m/s
切削工時(shí)：
l1=6.3
t0==153s（2.6min）
2.6.3 銑退刀槽
s=0.02～0.03（表1-10-142）
選s=0.02mm
v=47m/min（0.78m/s）
ns= =4.14r/s（248r/min）
按機(jī)床選取nw=4 r/s （240r/min）
∴實(shí)際切削速度v= =0.75m/s（45m/min）
切削工時(shí)：
l1=5.9，l2=4
sm=sz z n=0.02× 4×36=2.88
t0==3.785s（0.06min）
2.6.4 粗銑端面
選擇高速鋼套式面銑刀
每齒進(jìn)給量：sz=0.1-0.2（10-113）
選sz=0.1mm
v=56m/min（0.92m/s）
ns= =3.7r/s（222r/min）
按機(jī)床選取nw=4.2r/s （252r/min）
∴實(shí)際切削速度v= =1.01m/s（61m/min）
切削工時(shí)：
l1=37.5，l2=2
sm=sz z n=0.1× 18 × 3.7=0.37
t0=（=185s（3min）
2.6.5 精銑端面
銑刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.10～0.12
選s0=0.12mm
v=56m/min=0.9m/s
ns==3.7r/s（222r/min）
按機(jī)床選取nw=4.2r/s （252r/min）
∴實(shí)際切削速度v= =1.01m/s（61m/min）
切削工時(shí)：
l1=37.5，l2=2
sm=sz z n=0.1 × 18× 3.7=0.37
t0==185s（3min）
2.6.6 工序Ⅱ磨燕尾及空刀槽，保證粗糙度為1.6，精度為7級(jí)
① 選擇臥軸矩臺(tái)平面磨床M7130-1
② 磨輪的選擇
磨料：黑色炭化硅
粒度：36-46
硬度：ZR1-Z1
結(jié)合劑：陶瓷
結(jié)構(gòu)：5-6
③ 用磨輪端面磨平面的切削用量
工件運(yùn)動(dòng)速度v=8-15m/min
選v=10m/min
工作臺(tái)磨削深度進(jìn)給量st=0.065毫米每行程
st與工件材料相關(guān)的次數(shù)為k=1.05
④ 用磨輪端面磨平面的切削動(dòng)力
切削動(dòng)力N=10.3千瓦
切削動(dòng)力的修正系數(shù)
與工件材料有關(guān)K2=0.9
⑤ 用磨輪圓周粗磨平面的切削用量
工作臺(tái)單行程的進(jìn)給量Sb=16.224毫米每行程
工作臺(tái)單行程的磨削深度進(jìn)給量St=0.025毫米每行程
St的修正系數(shù)K1=0.86
⑥ 切削工時(shí)
L ：磨削計(jì)算長(zhǎng)度
矩臺(tái)用磨輪圓周磨L=l1+20
矩臺(tái)用磨輪端面磨L=l1+DM+10
l1 ：工件磨削面長(zhǎng)度
DM ：磨輪直徑
h ：加工余量
k：平面磨系數(shù)
v：工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度
St：磨削深度進(jìn)給量
Z：同時(shí)加工的工件數(shù)量
T01= =0.36min
T02= =0.35min
T03= =0.15min
T= T01 + T02 + T03=0.36+0.35+0.15=0.86min
2.6.7 工序 Ⅲ 鉆Φ52H7孔并倒角1.5×45o
(1) 粗鏜第一次至47mm
選擇硬質(zhì)合金可調(diào)節(jié)浮動(dòng)鏜刀 B=25，H=12
進(jìn)給量S=1.6-2.0，選S=1.6mm/r
v=62.6m/min，n=398r/min（6.63r/min） 切削工時(shí)
l1=1.7，l2=3.0， l=105
t=（D-d1）/2=（47-40）/2=3.5mm
t0==10.34s（0.17min）
① 粗鏜第二次至50mm
S=1.6-2.0，選S=2.0mm/r（10-97）
v=56.6m/min，n=360r/min（6r/min）
切削工時(shí)
l1=0.87， l=105
t=（D-d1）/2=（50-47）/2=1.5mm
t0==9.07s（0.15min）
② 精鏜至52m
S=1.6-2.0，選S=1.6mm/r（10-97）
v=62.6m/min，n=398r/min（6.63r/min）
切削工時(shí)
l1=0.58， l=105
t=（D-d1）/2=（51.5-50）/2=0.75mm
t0= =10.24s（0.17min）
2.6.8 工序 Ⅳ 鉆2 × Φ12孔
選擇直柄麻花鉆（GB1436-78）
① 鉆到11.0mm
S=0.22-0.28，S=0.25mm/r（10-67）
v=28m/min（0.47m/s），n=894r/min（7.95r/s）
ns=1000v/
切削工時(shí)
l1=0.05，l2=39， l=105
t=（D-d1）/2=（52-51.92）/2=0.04mm
ns= =13.6r/s（816r/min）
按機(jī)床選取nw=800r/s （13.3r/min）
∴實(shí)際切削速度v = = 0.46m/s
切削工時(shí)：
l1=3.4，l2=1.5，L=20
t0==7.49s（0.13min）
②擴(kuò)孔鉆至11.85
S=0.7-0.9，S=0.7mm/r（10-75）
v=22.2m/min，n=472r/min
按機(jī)床選取nw=460r/min=7.67r/s
實(shí)際切削速度=0.29m/s
切削工時(shí)
l1=0.58，l2=1.5， l=20
=4.11s（0.07min）
③鉸至Φ12
選用錐柄機(jī)用鉸刀 D=12
S=1.7 mm/r（10-81）
v=10m/min，n=318r/min（5.3r/s）（表10-84）
切削工時(shí)
l1=0.05，l2=18， l=20
=5.14s（0.09min）
2.6.9 工序Ⅴ 車(chē)端面
① 粗車(chē)至99mm
S=（0.3～0.5） mm/r （10-19）
選s=0.4 mm/r
V=118m/min（1.97m/s）
=9.65r/s（597r/min）
按機(jī)床選取nw=8.6r/s（516 r/s）
∴實(shí)際切削速度為
=1.76m/s（105m/min）
l=（105-99）/2=3mm，l1=3，l2=2 ，l3=5（11-4）
L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+3+2+5=42.5mm
t0=（L/s．n ）．i =（42.5/0.4×8.6）×2=24.72s（0.4min）
② 半精鏜至97.8mm
S=（0.3～0.5） mm/r
選s=0.3 mm/r
V=35m/min（0.58m/s）
=2.84r/s（171r/min）
按機(jī)床選取nw=2.5r/s（150 r/s）
∴實(shí)際切削速度為
=0.51m/s（30.615m/min）
l=0.6，l1=1，l2=1 ，l3=5（11-4）
L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+1+1+5=39.5mm
t0=（L/s．n ）．i =（39.5/0.3×2.5）×1=52.7s（0.88min）
③ 精車(chē)至97mm
S=（0.3～0.5） mm/r
選s=0.3 mm/r
V=35m/min（0.58m/s）
=2.84r/s（171r/min）
按機(jī)床選取nw=2.5r/s（150 r/s）
∴實(shí)際切削速度為
=0.51m/s（30.615m/min）
l=0.4，l1=1，l2=1 ，l3=5
L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+1+1+5=39.5mm
t0=（L/s．n ）．i =（39.5/0.3×2.5）×1=52.7s（0.88min）
④ 倒角1.5×45°
S=（0.15～0.25） mm/r
選s=0.2 mm/r
v=（12～25）m/min（0.58m/s），選v=20 m/min=0.33m/m
=2.02r/s（121r/min）
按機(jī)床選取nw=120r/min（2 r/s）
l=0.75，l1=0.4
tm=（l+ l1）/nw ．s=（0.75+0.4）/（2×0.2）=2.87min（172.5s）
2.6.10 Ⅵ.切斷
選用鋸片銑刀，D=175mm，齒數(shù)（8～38）
S=（0.03～0.04） mm/r
選s=0.03 mm/r
v=34m/min（0.57m/s），
=2.412r/s（144r/min）
∴實(shí)際切削速度為
=0.59m/s（35m/min）
l1=6 ，l2=4mm（11-12）
Sm= Sz·Z·n=0.03×40×2.5=3mm
=49s（0.82min）
第三章 夾具設(shè)計(jì)
3.1 夾具的設(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，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)鏜φ52孔工序夾具。夾具用于鏜床，刀具為硬質(zhì)合金鏜刀，利用鏜桿對(duì)孔進(jìn)行鏜削。
工件的定位原理
自由物體在空間直角坐標(biāo)系中有六個(gè)自由度，即沿OX,OY,OZ三個(gè)軸向的平動(dòng)自由度和三個(gè)繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。要使工件在夾具體中具有準(zhǔn)確和確定不變的位置，則必須限制六個(gè)自由度。工件的六個(gè)自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六個(gè)，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在生產(chǎn)中，為了調(diào)整和控制不可避免產(chǎn)生的應(yīng)力和變形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。
①、以工件的平面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí)，常采用擋鐵、支撐釘進(jìn)行定位
②、工件以圓孔內(nèi)表面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí)常采用銷(xiāo)定位器
③、工件以圓柱外表面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí)常采用V形鐵定位器
④、利用以定位工件的輪廓對(duì)被定位工件進(jìn)行定位可采用樣板定位器
零件工件圖如下：
圖3-1
“開(kāi)合螺母”用定位塊和擋塊定位。底面定位塊限制了Y，Z方向的移動(dòng)自由度與X方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，擋塊限制了X方向移動(dòng)以及X軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊，共限制了6個(gè)自由度。分析見(jiàn)上圖3-1。
3.2夾緊裝置的組成及設(shè)計(jì)要求
夾緊工件的方式是多種多樣的，因而夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也是千變?nèi)f化的。夾緊裝置一般分為簡(jiǎn)單夾緊裝置與復(fù)合夾緊裝置兩類(lèi)。夾緊裝置一般由以下三大部分組成：
3.2.1動(dòng)力源
在夾具中產(chǎn)生原始作用力的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為動(dòng)力源。有手動(dòng)與機(jī)動(dòng)兩類(lèi)，采用機(jī)動(dòng)夾緊的動(dòng)力源，是為了減少輔助時(shí)間，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率。本夾具采用機(jī)手動(dòng)夾緊的動(dòng)力源。
3.2.2中間傳力機(jī)構(gòu)
它是將動(dòng)力源產(chǎn)生的原始作用力傳遞給夾緊元件的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為傳力機(jī)構(gòu)。有螺旋機(jī)構(gòu)、鉸鏈機(jī)構(gòu)、偏心機(jī)構(gòu)等。本夾具采用螺旋機(jī)構(gòu)。
3.2.3夾緊元件
夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。它通過(guò)與工件被夾表面直接接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊的功能，如壓板、壓頭等。本夾具采用壓板。
3.3鏜模導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)
采用鏜模鏜孔，孔的位置尺寸精度除了采用剛性主軸加工外都是依靠鏜模導(dǎo)向來(lái)保證的，而不決定于機(jī)床成形運(yùn)動(dòng)的精度。鏜模導(dǎo)向裝置的布置，結(jié)構(gòu)和制造精度是保證鏜模精度的關(guān)鍵。
3.3.1鏜套的結(jié)構(gòu)形式
固定式鏜套
它是固定在鏜模的導(dǎo)向支架上，不能隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)。刀具或鏜桿在鏜套內(nèi)既有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)又有相對(duì)移動(dòng)。它具有外形尺寸小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、中心位置準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。為了減少鏜套與鏜桿的磨損，一般帶有潤(rùn)滑油孔，用油槍注油潤(rùn)滑。
3.3.2鏜桿
1） 鏜桿導(dǎo)向部分
采用開(kāi)有直槽和開(kāi)有螺旋槽的導(dǎo)向。這種導(dǎo)向與導(dǎo)套接觸面積小，并有在溝槽中能存屑的優(yōu)點(diǎn)，采用上述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)時(shí)，切削速度不宜超過(guò)20米/分，因此采用這種導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的鏜桿直徑一般不大于60毫米。
2） 鏜桿直徑
確定鏜桿直徑時(shí)，在考慮到鏜桿剛度的同時(shí)，還要考慮到鏜桿和工件孔之間應(yīng)留有足夠的容屑空間。鏜桿直徑一般選取 ， 在設(shè)計(jì)鏜桿時(shí)，鏜孔直徑D、鏜桿直徑d、鏜刀截面B×B之間一般按表考慮；
查書(shū)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》P140表5-4，取D=52mm、d=40mm、B×B=12×12
3） 鏜桿材料及技術(shù)要求
鏜桿要求表面硬度而內(nèi)部有較好的韌性。因此鏜桿材料多采用45鋼。
鏜桿的導(dǎo)向部分的公差，粗加工采用db,精加工采用db1;鏜桿在500毫米長(zhǎng)度內(nèi)彎曲小于0.01毫米；裝刀的刀孔對(duì)鏜桿的不對(duì)稱(chēng)度不大于0.01-0.1毫米，不垂直度不大于0.01-0.02/100，刀孔光潔度一般為；
3.4 切削力與夾緊力的計(jì)算
3.4.1切削力的計(jì)算
刀具材料為：硬質(zhì)合金
鏜削力的計(jì)算：見(jiàn)表1-2-3，P32《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》。
修正系數(shù) S — 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 t — 切削深度
V — 切削速度
表1-2-4 ，P33《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》
在 （3-3）
在 （3-4）
在 （3-5）
查表1-2-6中《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P33。
主 偏 角 =45° 1.0 1.0 1.0
前 角 =10° 1.0 1.0 1.0
刀 傾 角 =0° 1.0 1.0 1.0
刀尖圓弧半徑 r = 0.5mm 0.87 0.66 1.0
鏜削力：
（3-6）
（3-7）
（3-8）
3.4.2夾緊力的確定
確定一個(gè)機(jī)構(gòu)的夾緊力,即確定夾緊力的大小,方向和作用點(diǎn)。它必須通過(guò)綜合分析工件的結(jié)構(gòu)特征、加工要求、工件的定位方案以及工件在加工過(guò)程中所受外力來(lái)確定。
1．確定夾緊力作用方向原則
夾緊力的作用方向不僅影響工件的加工精度，而且還影響工件夾緊的實(shí)際效果。0確定夾緊力方向應(yīng)考慮以下三點(diǎn)：一是夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的即定位置；二是夾緊力的作用方向應(yīng)使夾緊力盡可能最小。
本夾具作用方向?yàn)橄蛳隆?
2．確定夾緊力作用點(diǎn)的原則
夾緊力作用點(diǎn)是夾緊元件與工件接觸點(diǎn)處的面積。確定夾緊力作用點(diǎn)是指夾緊力方向已經(jīng)確定后，來(lái)確定作用點(diǎn)的位置、數(shù)目及面積。
本夾具的作用點(diǎn)為兩個(gè)點(diǎn)。
3．夾緊力大小的確定
夾緊力的大小關(guān)系到夾具使用的可靠性、安全性及工件的變形量。夾緊力過(guò)小加工過(guò)程中工件位置將發(fā)生變動(dòng)，夾緊力過(guò)大將使將使工件產(chǎn)生變形。因此也不能過(guò)大。
一套夾具的實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，一般只考慮切削力對(duì)夾緊力的影響，并假定工藝系統(tǒng)是剛性的，切削過(guò)程是連續(xù)穩(wěn)定的。
根據(jù)靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力W，在乘上安全系數(shù) K即的實(shí)際夾緊力數(shù)值。
在計(jì)算夾緊力時(shí),必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù)，其中為1.5—2
—粗加工取1.2，精加工取1
—刀具鈍化系數(shù)；取1.1—1.3
—斷續(xù)切削系數(shù)，連續(xù)取1
則粗加工安全系數(shù)K=1.2×1.7×1.2×1=2.45
鏜削及夾緊力如下：
方向所需夾緊力
（3-9）
方向所需夾緊力
（3-10）
方向所需夾緊力
（3-11）
則
W（即為運(yùn)動(dòng)方向所需夾緊力總和）
3.5定位誤差的分析與計(jì)算
由于工件定位所造成的加工面相對(duì)其工序基準(zhǔn)的位置誤差簡(jiǎn)稱(chēng)定位誤差，以表示。對(duì)夾具設(shè)計(jì)中采用的某一定位方案,只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置公差的1/3,或滿(mǎn)足前述,見(jiàn)書(shū)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》P163；即可認(rèn)為該定位方案符合加工精度的要求.在加工時(shí)夾具相對(duì)刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)的位置經(jīng)調(diào)整后不在變動(dòng)，因此可以認(rèn)為加工面的位置是固定的，在這種情況下，加工面對(duì)其工序基準(zhǔn)位置誤差必然是工序基準(zhǔn)的位置變動(dòng)所造成的。造成定位誤差的原因是基準(zhǔn)位置誤差與不重合誤差。查書(shū)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》P165，
本工件是以底面為定位基準(zhǔn)，消除五個(gè)自由度，用短圓柱銷(xiāo)對(duì)孔及端面定位；再用鉤形壓板壓緊。
本夾具采用定位塊與擋塊限制了工件的上下垂直方向位置的移動(dòng)，而使工件水平位置不會(huì)變動(dòng)；因此基準(zhǔn)位置無(wú)變動(dòng)，；而且定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合是同一個(gè)基準(zhǔn)，
3.6夾具設(shè)計(jì)與操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
????夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置連接成一個(gè)整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求。
?①、具有足夠的強(qiáng)度和剛度。
②、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，在保證強(qiáng)度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單緊湊，體積小、質(zhì)量輕和便于工件裝卸。
③、安裝穩(wěn)定牢靠。
④、結(jié)構(gòu)的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗(yàn)
⑤、尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。
⑥、清理方便。
夾具體毛坯制造方法的選擇?? 綜合考慮結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)型、標(biāo)準(zhǔn)化以及各種夾具體的優(yōu)缺點(diǎn)等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體；
夾具體的外形尺寸??
在繪制夾具總圖時(shí)，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置及其輔助機(jī)構(gòu)在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。
結(jié) 論
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)生在校學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)性的理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)，是綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能的具體實(shí)踐過(guò)程。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了更深刻的理解和認(rèn)識(shí)，并為我今后從事機(jī)械相關(guān)工作樹(shù)立了堅(jiān)定的信心。
我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是來(lái)源于熟識(shí)的CA6140車(chē)床，使得畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)踐得到了充分的結(jié)合，有利于培養(yǎng)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。
在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)把自己幾年來(lái)所學(xué)到的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合，并運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，我順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)。但在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我對(duì)一些理論問(wèn)題掌握的不夠充足，經(jīng)過(guò)多次向指導(dǎo)老師請(qǐng)教最后才得以解決。在今后的學(xué)習(xí)和工作中，我會(huì)更多的吸取相關(guān)方面的知識(shí)，不斷提高自己的專(zhuān)業(yè)水平和能力。
通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我了解和掌握了機(jī)械工藝、夾具設(shè)計(jì)等方面的諸多知識(shí)，鍛煉了自己分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，并積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為今后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但由于時(shí)間緊，任務(wù)重，再加上本人的知識(shí)水平和能力有限，以及經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中難免存在一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，歡迎各位老師給予批評(píng)指正。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我得到了蘭國(guó)生老師的精心指導(dǎo)，以及其他老師和同學(xué)的大力幫助，感覺(jué)受益匪淺，在此向你們表示衷心的感謝！
參 考 文 獻(xiàn)
[ 1 ] 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 王紹俊。
[ 2 ] 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)修訂組。
[ 3 ] 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 孟少農(nóng)主編。
[ 4 ] 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 王光斗 王春福主編。
[ 5 ] 機(jī)械加工工藝辭典 學(xué)苑出版社 王俊俏主編。
[ 6 ] 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 趙家齊編。
[ 7 ] 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 中國(guó)鐵道出版社 王秀倫、 邊文義、 張運(yùn)祥。
致 謝
將近三周的課程設(shè)計(jì)馬上就要結(jié)束了，回首那些奔波、拼搏、積極向上、孜孜不倦的審議感，歷歷在目，仿佛就在昨天。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)以前在校期間掌握的知識(shí)印象更加深刻。并且學(xué)到了很多書(shū)本上學(xué)不到的東西，這次使我受益匪淺。
我這次課程設(shè)計(jì)的題目是CA6140開(kāi)合螺母的工藝工裝設(shè)計(jì)，其中涉及到了很多曾經(jīng)學(xué)過(guò)的計(jì)算，驗(yàn)算等以及相關(guān)專(zhuān)業(yè)方面的知識(shí)。
在以前的設(shè)計(jì)中，如機(jī)械制圖、模具、夾具、工藝等，在各位老師的細(xì)心知道下，我學(xué)道了不少專(zhuān)業(yè)知識(shí)，為我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。但是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)與以往的課程設(shè)計(jì)有所不同，它是將以前所學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)匯總起來(lái)的依次綜合運(yùn)用。這為我們即將走上工作崗位，即將從事相關(guān)機(jī)械專(zhuān)業(yè)打好了基礎(chǔ)，積累了更多實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。
另外，我還要對(duì)本次課程設(shè)計(jì)輔導(dǎo)組的所有老師表示最衷心的感謝，特別是XXX老師，為我們講解和分析我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中碰到的疑難問(wèn)題，對(duì)我們進(jìn)行耐心細(xì)致的輔導(dǎo)。使我從他身上學(xué)到的不僅僅是知識(shí)，更多的是他那種嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度，所有的這些都為我以后走上工作崗位樹(shù)立了一面優(yōu)秀的旗幟。其次，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，也有不少同學(xué)給我提出了寶貴的意見(jiàn)和建議，在此我一并對(duì)他們表示深深的感謝！
畢業(yè)在即，往日朝夕相處、攜手共渡的好朋友們，好同學(xué)們就要各奔東西，各奔前程了，十分不舍得，可沒(méi)有不散的宴席，分開(kāi)了是為了更好的相聚。在此，我祝福我的同學(xué)、我的朋友們都有好的運(yùn)氣，前程似錦；所有在校期間，教過(guò)我們，沒(méi)教過(guò)我們的尊敬的老師們，我深深的祝福你們工作順利，身體健康；一日為師，終生為父，老師們，謝謝你們的培育和教導(dǎo)，有了你們的教誨，才有了我們今天的成長(zhǎng)！