連桿機(jī)械加工工藝及銑槽夾具設(shè)計(jì)

連桿機(jī)械加工工藝及銑槽夾具設(shè)計(jì),連桿,機(jī)械,加工,工藝,夾具,設(shè)計(jì) 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 連桿 零件名稱 連桿 共 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 1 銑 45Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛件 45×53×10 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X51 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 粗銑連桿左端面 銑刀，游標(biāo)卡尺 2 半精銑連桿左端面 銑刀，游標(biāo)卡尺 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 連桿 零件名稱 連桿 共 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 2 銑 45Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛件 45×53×10 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X51 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 粗銑連桿右端面 銑刀，游標(biāo)卡尺 2 半精銑連桿右端面 銑刀，游標(biāo)卡尺 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 連桿 零件名稱 連桿 共 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 3 鏜 45Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛件 45×53×10 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 鏜床 T616 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 鏜Φ42.6的孔 鏜刀，游標(biāo)卡尺 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 連桿 零件名稱 連桿 共 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 4 鉆 45Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛件 45×53×10 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 鉆擴(kuò)鉸Φ15.3孔 麻花鉆，游標(biāo)卡尺 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 連桿 零件名稱 連桿 共 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 5 銑 45Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛件 45×53×10 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X51 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 粗銑槽底面和兩側(cè)面 銑刀，游標(biāo)卡尺 2 半精銑槽底面和兩側(cè)面 銑刀，游標(biāo)卡尺 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 連桿 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 45鋼 毛 坯 種 類 鍛件 毛坯外形尺寸 45×53×10 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準(zhǔn)終 單件 鍛造 鍛 時效 熱 1 銑 粗銑連桿左端面 金工 立式銑床X51 專用銑夾具 2 銑 粗銑連桿右端面 金工 立式銑床X51 專用鉆夾具 4 銑 半精銑連桿左端面 金工 立式銑床X51 專用銑夾具 5 銑 半精銑連桿右端面 金工 立式銑床X51 專用銑夾具 6 鏜 鏜Φ42.6的孔 金工 臥式銑床X60 專用銑夾具 7 鉸 鉆擴(kuò)鉸Φ15.3孔 金工 四面組合機(jī)床 專用銑夾具 8 銑 粗銑槽底面和兩側(cè)面 金工 臥式銑床X60 專用銑夾具 2.1942 min 9 銑 半精銑槽底面和兩側(cè)面 金工 臥式銑床X60 專用銑夾具 2.9866 min 10 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 11 入庫 入庫 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 設(shè)計(jì)說明書 題目：連桿零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 摘要 本次設(shè)計(jì)詳細(xì)闡述了對連桿端面10mm槽的專用銑床夾具設(shè)計(jì)，采用一面兩銷進(jìn)行定位，通過綜合分析與設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的可行性和優(yōu)越性，通過此設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了理論知識和實(shí)踐的充分結(jié)合，在這次設(shè)計(jì)涉及了機(jī)床類型的選擇、加工方式的選擇、刀具的選擇、定位誤差的分析與計(jì)算、夾具體設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題等等。進(jìn)一步添加計(jì)算機(jī)繪圖的經(jīng)驗(yàn)。 綜合該次設(shè)計(jì)的全過程，體會到了設(shè)計(jì)路途的迷茫和艱難，作為學(xué)完《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》之后的一項(xiàng)重要的實(shí)踐，充分考察了我們獨(dú)立設(shè)計(jì)，計(jì)算，繪圖和分析的能力，尤其提高了我們查閱各種設(shè)計(jì)手冊的和相關(guān)資料的能力，深刻體會了夾具設(shè)計(jì)的一般步驟和相關(guān)問題的解決辦法，為將來參加工作，熟悉工藝打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：連桿，銑槽，夾具設(shè)計(jì)，工藝 目 錄 1 連桿零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程 1 1.1 連桿的工藝性分析及生產(chǎn)類型的確定 1 1.1.1 連桿的技術(shù)要求 1 1.1.2 審查連桿的工藝性 1 1.1.3 確定連桿的生產(chǎn)類型 1 1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 1.2.1 選擇毛坯 2 1.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 2 1.2.3 繪制連桿毛坯簡圖 3 1.3 擬定連桿工藝路線 4 1.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 4 1.3.2 表面加工方法的確定 5 1.3.3 加工階段的劃分 5 1.3.4 工序的集中與分散 5 1.3.5 工序順序的安排 5 1.3.6 確定工藝路線 6 1.4加工余量、工序尺寸和公差的確定（工序6） 6 1.5 切削用量、時間定額的計(jì)算（工序6） 7 1.5.1切削用量的計(jì)算 7 1.5.2 時間定額的計(jì)算 8 2. 相關(guān)工序夾具的設(shè)計(jì) 9 2.1機(jī)床夾具的組成 10 2.2 機(jī)床夾具的分類 11 2.3機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 12 2.4 定位基準(zhǔn)的選擇 13 2.5工件定位的基本原理 14 2.6 常見定位方式及定位元件 15 2.7 定位方案及定位誤差分析 15 2.8 夾緊機(jī)構(gòu) 16 2.9 對刀及夾具的安裝方案的確定 17 2.10 夾具體 17 2.11 方案綜合評價(jià)和總結(jié) 18 3 設(shè)計(jì)體會 18 1 連桿零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程 1.1 連桿的工藝性分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1.1 連桿的技術(shù)要求 根據(jù)連桿零件圖紙將該連桿的全部技術(shù)要求列于表中。見表1-1。 表1-1 連桿零件技術(shù)要求表 加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及精度等級 表面粗糙度Ra(um) 形位公差 連桿左端面 IT11 3.2 連桿右端面 IT11 3.2 孔 IT11 3.2 孔 IT10 3.2 連桿槽寬度 IT13 3.2 連桿槽深度 IT15 3.2 1.1.2 審查連桿的工藝性 分析零件圖可知，連桿的兩端面均要求切削加工，該零件除主要工作表面（連桿兩端面、的槽、孔、孔）外其余加工表面加工精度較低，通過銑削，鉆床的粗加工就可以達(dá)到， 雖然主要工作表面加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可見，該零件的公藝性較好。 1.1.3 確定連桿的生產(chǎn)類型 Q=5000件/年；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式（1-1）得 N=5000件/年X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.8件/年 連桿重量為2.0kg，由查表1-3知，連桿屬于輕型零件；由表1-4知，該連桿的生產(chǎn)為大批生產(chǎn)。 1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1.2.1 選擇毛坯 由零件要求可知，不但要有高的抗拉、壓強(qiáng)度和高的疲勞強(qiáng)度，而且要有足夠的剛性和韌性，選擇材料為45鋼。為增強(qiáng)連桿的強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛胚選用鍛件。該零件輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型數(shù)大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鍛件精度，采用模鍛方法制造毛胚，毛胚拔模斜度為5o。 1.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 a) 公差等級 根據(jù)連桿的功用和要求，確定該零件的公差等級為普通級。 b) 鍛件重量 加工后工件重量為2.0kg,初步估計(jì)鍛件加工前毛胚重量為4kg。 c) 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) 對連桿零件圖分析，大致確定鍛件外廓包容體的長度、寬度、和高度，l=45mm，b=53，h=10(詳見毛胚簡圖1-1)；有公式（2-3）和（2-5）可計(jì)算出連桿鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù) S = mt/ mN = 4/（lbhρ）=(45mm×53mm×10mm×7.8 10-6kg/mm3) ≈6/8.01≈0.18 由于0.74介于0.16和0.32之間故形狀復(fù)雜系數(shù)屬S3級 d) 材質(zhì)系數(shù) 該材料屬45鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故鍛件材質(zhì)系屬M(fèi)1級。 e) 鍛件分模線形狀 根據(jù)連桿形位特點(diǎn)，選高度方向的對稱平面為為分模面，屬平直分模線，如圖連桿鍛造毛胚見圖1-1所示。 f) 零件表面粗糙度 如零件圖所示，該連桿各加工表面的粗糙度Ra均大于1.6。根據(jù)上述綜因素，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》中表2-10~2-12確定該段間的尺寸公差和機(jī)械加工余量。所得結(jié)果列于表1-2。 確定此鍛造毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量如下表所示： 表1-2 連桿鍛造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量表 項(xiàng)目/mm 機(jī)械加工余量/mm 尺寸公差/mm 備注 孔 2.0 表2-14 2.2 表2-10 孔 2.0 表2-14 2.2 表2-10 中心距57 0.3 表2-12 厚度14.3 2.0~2.2（取2.0） 表2-13 1.8 表2-11 1.2.3 繪制連桿毛坯簡圖 由表1-2所得結(jié)果，繪制毛坯簡圖如下所示： 圖1-1 連桿鍛造毛坯簡圖 1.3 擬定連桿工藝路線 1.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。 a) 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，選擇零件左視圖中的左端面和孔中心線作為精基準(zhǔn)。 b) 粗基準(zhǔn)的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)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(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，選取零件右端面為粗基準(zhǔn)。 1.3.2 表面加工方法的確定 表3-1 連桿零件各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/um 加工方案 備注 左端面 IT11 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 右端面 IT11 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 孔 IT10 3.2 粗鏜-半精鏜 表1-7 孔 IT11 3.2 粗?jǐn)U-精擴(kuò)-鉸 表1-7 槽內(nèi)側(cè)面 IT13 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 槽底面 IT15 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 1.3.3 加工階段的劃分 該連桿加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工兩個階段。， 在粗加工階段。首先將精基準(zhǔn)（連桿左端面和孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑連桿右端面， 鉆孔和粗銑8個槽的內(nèi)側(cè)面和底面；在半精加工階段，完成左右端面的的精銑加工和8個槽的精銑加工。 1.3.4 工序的集中與分散 選用工序集中原則安排連桿的加工工序。該連桿的生產(chǎn)類型為大批或者中批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。 1.3.5 工序順序的安排 a) 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)——連桿左右端面和孔、孔。 b) 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 c) 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。 d) 遵循“先面后孔”原則，先加工主要表面，后加工孔；先加工左右端面，然后加工兩個孔；最后加工8個槽。 1.3.6 確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了連桿的工藝路線。 表1-3 連桿工藝路線及設(shè)備、工裝的選用 工序號 工序名稱 機(jī)床裝備 刀具 量具 1 粗銑左端面 立式銑床X51 端銑刀 游標(biāo)卡尺 2 粗銑右端面 立式銑床X51 端銑刀 游標(biāo)卡尺 3 半精銑連桿左右端面 立式銑床X51 端銑刀 游標(biāo)卡尺 4 粗鏜-半精鏜孔 X60臥式銑床 鏜刀 卡尺、塞規(guī) 5 粗?jǐn)U-精擴(kuò)-鉸孔 四面組合機(jī)床 擴(kuò)孔鉆、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 6 粗銑-半精銑8個槽 X60臥式銑床 三面刃銑刀 游標(biāo)卡尺 1.4加工余量、工序尺寸和公差的確定（工序6） 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，這里只作工序6加工余量和工序尺寸公差的確定。 第6道工序的加工過程： 先以l=8的三面刃銑刀銑出槽，以l=8的三面刃銑刀進(jìn)行粗銑，查表，則粗銑余量Z精銑=1.5（雙邊），再進(jìn)行精銑。查表可依次確定各工序尺寸的加工精度為，粗銑：IT12；精銑：IT11，查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表確定各工步的公差值分別為，粗銑：0.18mm；精銑：0.11； 所以，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為粗銑（8mm）；精銑（10 mm），它們之間的相互關(guān)系如圖1-2所示。 0.18 10 8 0.75 0.11 圖1-2 1.5 切削用量、時間定額的計(jì)算（工序6） 工序：粗銑左右端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完? 2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50 當(dāng)＝750r/min時 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3） 計(jì)算工時 切削工時：，，，則機(jī)動工時為 工序：半精銑左右端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 4） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅刖庸ね瓿? 5） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?700 當(dāng)＝1700r/min時 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 6） 計(jì)算工時 切削工時：，，，則機(jī)動工時為 工序：鉆，擴(kuò)，鉸Φ15.3孔 工步一鉆孔至φ14 確定進(jìn)給量的確定：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時，。由于本零件在加工Φ11孔時屬于低剛度零件，故進(jìn)給量的確定應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525機(jī)床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)Z525立式鉆床說明書，取，因此實(shí)際切削速度計(jì)算為 切削工時計(jì)算：，，，則機(jī)動工時為 工步二：擴(kuò)孔 利用鉆頭將孔擴(kuò)大至，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 根據(jù)機(jī)床說明書，選取 則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，實(shí)際切削速度為 切削工時：，，，則機(jī)動工時為 工步3：鉸孔 根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-25，，，得 查參考文獻(xiàn)Ⅴ表4.2-2，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量的確定和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取，，實(shí)際切削速度。 切削工時：，，，則機(jī)動工時為 工序：鏜孔 機(jī)床：立式鏜床 刀具：高速鋼刀具 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)切削深度，再參照《機(jī)械加工工藝手冊》[1]表2.4-66。 因此確定進(jìn)給量 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》[1]表2.4-66，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得： ，取 實(shí)際切削速度： 工作臺每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長度： 刀具切入長度，代入（式3.7）得： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動時間： 則：本工序用的時間： 2. 相關(guān)工序夾具的設(shè)計(jì) 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。工序圖上標(biāo)明，該工序的定位基準(zhǔn)為已經(jīng)加工過的兩孔及工件孔端的兩個端平面，加工時選用三面刃銑刀，在臥式銑床上加工，槽寬由銑刀尺寸保證，槽深和角度位置由夾具和調(diào)整對刀來保證。制造夾具體毛坯的材料為45Cr。通過鍛造得到。 2.1機(jī)床夾具的組成 1. 機(jī)床夾具的基本組成部分 （1）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。 （2）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。 （3）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)成一個整體。 2. 機(jī)床夾具的其他特殊元件或裝置 （1）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)床工作臺上，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。 （2）對刀元件 常用在普通銑床夾具中，用對刀快調(diào)整銑刀加工前的位置。對刀時，銑刀不與對刀快直接接觸，而用塞尺進(jìn)行檢查，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀快工作表面。 （3）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。 （4）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、平衡塊等。這些元件或裝置需要專門設(shè)計(jì)。 2.2 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： 1. 通用夾具 可加工一定范圍內(nèi)不同工價(jià)的夾具為通用夾具，如車床上的三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤；銑床上的平口虎鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。它們有很大的通用性，無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用于裝夾不同的工件。這類夾具一般已標(biāo)準(zhǔn)化，由專業(yè)工廠生產(chǎn)，作為機(jī)床附件供應(yīng)給用戶。 由于使用通用夾具夾緊工件比較費(fèi)時，操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故通用夾具主要用于單件小批生產(chǎn)，在產(chǎn)品固定的大批量生產(chǎn)中很少使用通用夾具，而使用效率較高的專用夾具。 2. 專用夾具 專用夾具是針對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，并且可以減輕勞動強(qiáng)度，節(jié)省工時，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，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)品品種相對穩(wěn)定的大批大量生產(chǎn)。 3. 成組夾具 根據(jù)成組技術(shù)原來技術(shù)的用于成組加工的夾具。這種夾具的特點(diǎn)是，在通用的夾具體上，只需對夾具的部分元件稍加調(diào)整或更換，即可用于組內(nèi)的不同工件的加工。 4. 組合夾具 組合夾具是由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零件部件組裝成易于聯(lián)結(jié)和拆卸的夾具。它在使用上具有專用夾具的優(yōu)點(diǎn)，而當(dāng)產(chǎn)品更換時，不存在夾具“報(bào)廢”問題。因?yàn)樗梢圆痖_，其元件可清洗入庫，留待組裝新的夾具。因此，組合夾具很適合于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)使用。由于組合夾具還具有縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少專用夾具種類、數(shù)量和存放面積等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于新產(chǎn)品的試制和多品種小批量生產(chǎn)。 5. 隨行夾具 隨行夾具為自動線上使用的一種夾具。自動線夾具基本上分為兩類：一類為固定式夾具，它與一般專用夾具相似；一類為隨行夾具，她除了具有一般夾具所擔(dān)負(fù)的裝夾任務(wù)外，還擔(dān)負(fù)自動線輸送工件的任務(wù)。所以，它是跟隨被加工工件沿著自動線從一個工位移到下一個工位的，故稱為隨行夾具。 除了上述分類外，夾具還可以按照動力來源不同分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具及自夾緊夾具等，按工種還可以分為車床夾具、銑床夾具、磨床夾具、鉆床夾具等。 2.3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方面的作用： 1. 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。 2. 提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本 采用夾具使工件裝夾方便，免去工件逐個找正對刀所花費(fèi)的時間，因此可以縮短輔助時間。另外，采用夾具裝夾或，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對操作工人的技術(shù)水平的要求可以降低，有利于提高生產(chǎn)率和降低成本。 3. 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原機(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。 4. 改善勞動條件和保證生產(chǎn)安全 使用專用機(jī)床夾具可減輕工人的勞動強(qiáng)度、改善勞動條件，保證安全生產(chǎn)。 2.4 定位基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對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)。 2. 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)、測量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。 （1）裝配基準(zhǔn) 裝配時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)。 （2）測量基準(zhǔn) 測量時用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)。 （3）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)。 （4）定位基準(zhǔn) 工件定位時所采用的基準(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)。 2.5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于刀具和整個工藝系統(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。顯然，工件的定位是其中極為重要的一個環(huán)節(jié)。 1. 六點(diǎn)定位原則 定位，就是限制自由度。通常是用一個支承點(diǎn)限制工件的一個自由度，用合理設(shè)置的六個支承點(diǎn)，限制工件的六個自由度，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” 。 2. 工件定位中可能出現(xiàn)的集中情況 （1）完全定位 六個支承點(diǎn)限制了工件的全部自由度，稱為完全定位。 （2）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。 （3）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。 （4）過定位 夾具上的兩個或兩個以上的定位元件，重復(fù)限制工件的同一個或幾個自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。過定位中常會出現(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。 2.6 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。 1. 工件及平面定位 （1）主要支承 主要支承用來限制工件的自由度，起定位作用 1）固定支承 2）可調(diào)支承 3）自位支承 （2）輔助支承 提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性 1）螺旋式輔助支承 2）自位式輔助支承 3）推引式輔助支承 4）液壓鎖緊的輔助支承 2. 工件以圓柱空定位 （1）圓柱銷 （2）圓錐銷 （3）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 2.7 定位方案及定位誤差分析 前已述及，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)盡量符合基準(zhǔn)重合原則，但對于工件槽深要求來說，選擇與所加工槽相對的另一端面為定位基準(zhǔn)，引起基準(zhǔn)不重合誤差ΔB，ΔB的值為兩端面間的尺寸公差0.1 mm。由于所加工的槽深公差規(guī)定為0.4 mm，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可以保證槽深的要求；對于槽的角度位置45±30′的要求方面，工序要求是以大孔中心為基準(zhǔn)，并與兩孔連線成45±30′?，F(xiàn)以兩孔為定位基準(zhǔn)，在大孔中采用圓柱銷配合定位，小孔中用菱形銷定位，完全符合基準(zhǔn)重合，定位精度較高。兩定位銷直徑及公差、兩定位銷之間的距離及公差：圓柱定位銷直徑按g6選取為；菱形銷定位圓柱部分按f7選取為；兩銷間的距離尺寸與公差按連桿相應(yīng)尺寸公差±0.06的1/3取值為±0.02，所以該尺寸標(biāo)注為57±0.02; 為保證槽的角度要求，兩菱形銷安裝位置的角度公差為工件相應(yīng)角度公差±30′的1/5,即±6′，所以圖上該角度標(biāo)注為45°±6′。 2.8 夾緊機(jī)構(gòu) 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，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。 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮動作快速可靠，不碰刀，夾緊點(diǎn)應(yīng)盡量接近被加工部位。因此，采用兩個手動螺旋壓板，夾緊點(diǎn)選在大孔端面，另外在壓板外側(cè)設(shè)有防轉(zhuǎn)銷，使用也很方便，能滿足生產(chǎn)要求。 夾緊裝置的組成及基本要求： 1. 夾緊裝置的組成 （1）力源裝置 （2）中間傳動機(jī)構(gòu) 作用如下： 1）改變夾緊作用力的方向 2）改變夾緊作用力的大小 3）具有一定的自鎖性能 （3）夾緊元件 2. 對夾緊裝置的基本要求 （1）夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置 （2）夾緊力的大小要適當(dāng) （3）夾緊裝置要操作方便 （4）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 2.9 對刀及夾具的安裝方案的確定 由于槽的加工要保證刀具兩個方向的位置，為了快速對刀，采用直角對刀塊。為了保證對刀塊的方向與工作臺縱向進(jìn)給運(yùn)動方向一致，整個夾具在工作臺上安裝時采用的是一對定位鍵定向，在夾具體兩端的耳座中穿入T形螺栓，用螺母夾緊。定位平面N到對刀塊底面之間的尺寸關(guān)系到槽深精度，而連桿上相應(yīng)的這個尺寸是由尺寸mm和mm間接決定的，經(jīng)過尺寸鏈的換算(mm是封閉環(huán))，得到這個尺寸為mm。因?yàn)閵A具的工序尺寸是按要保證的槽深相應(yīng)尺寸的平均值標(biāo)注，將上面算得的尺寸改寫為10.85±0.15 mm，然后再減去塞尺的厚度3 mm，得7.85 mm，此尺寸的公差取為工件上尺寸公差(±0.15)的1/2~1/5，最終取±0.03，所以最終夾具總圖上對刀塊到定位面N的距離應(yīng)標(biāo)注為7.85±0.03。考慮到塞尺的尺寸，對刀塊水平方向的工作表面到定位圓柱銷中心的距離為8.05±0.02(取工件相應(yīng)尺寸公差的1/2~1/5)。 2.10 夾具體 夾具體一般是夾具上最大和最復(fù)雜的基礎(chǔ)元件，在夾具體上，要安放組成該夾具所需要的各種元件，機(jī)構(gòu)，裝置，并且還要考慮便于裝卸工件以及在機(jī)床上的固定。因此夾具體的形狀和尺寸應(yīng)滿足一定的要求，它主要取決與工件的外廓尺寸和各類元件與裝置的布置情況以及加工性質(zhì)等。所以在專用夾具中，夾具體的形狀和尺寸很多是非標(biāo)準(zhǔn)的。設(shè)計(jì)時應(yīng)滿足一下基本要求： 1 有足夠的強(qiáng)度和剛度 2 減輕重量，便于操作 3 安放穩(wěn)定，可靠 4 尺寸穩(wěn)定，有一定的精度 5 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工藝性好 6 排屑方便 7 應(yīng)吊裝方便，使用安全 夾具結(jié)構(gòu)方案確定后，就可著手繪制夾具總圖，步驟如下： (1) 用雙點(diǎn)劃線繪出零件在加工位置的外形輪廓。 (2) 繪制定位元件。 (3) 繪制夾緊裝置。 (4) 繪制對刀塊、夾具體。 (5) 繪制定位鍵，并繪出連接件把各元件連接在一起。最后得到的夾具總圖。 2.11 方案綜合評價(jià)和總結(jié) 該夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。采用手動夾緊裝置，夾具上裝有直角對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀；同時，夾具體底面上的兩對定位鍵可使整個夾具在機(jī)床工作臺上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。 此設(shè)計(jì)達(dá)到了銑床專用夾具的設(shè)計(jì)要求，能夠滿足加工條件的要求，達(dá)到完成加工的目的。 3 設(shè)計(jì)體會 為期三周的夾具設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助下，收獲頗多，設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識。 本次設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個階段，第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、機(jī)床選用等方面的知識；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識。 經(jīng)過這三個星期的設(shè)計(jì)，基本掌握了零件的加工過程分析及工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟，學(xué)會了查找相關(guān)手冊、說明書等，以及選擇使用工藝裝備等等。 總之，這次設(shè)計(jì)使我在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們獨(dú)立思考、解決問題和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。 由于個人能力有限，所學(xué)知識還不夠完善，設(shè)計(jì)中還存有錯誤和不足，望老師老師提出寶貴意見。 參考文獻(xiàn) [1]哈爾濱工業(yè)大學(xué)，《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1990。 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