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哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
設(shè)計(jì)題目：制定車內(nèi)球面工具主體零件（圖5-16）的加工工藝， 設(shè)計(jì)銑25槽夾具
專 業(yè)：
班 級(jí)：
學(xué) 號(hào)：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
機(jī)械工程系
年 月 日
19
目錄
前 言 3
第1章 零件的分析 4
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
2.1確定毛坯的制造形式 5
2.2基面的選擇 5
2.3制定工藝路線 5
2.4 確定切削用量及基本工時(shí) 6
第3章 專用夾具設(shè)計(jì) 11
3.1 研究原始質(zhì)料 11
3.2 設(shè)計(jì)要求 11
3.3 夾具的組成 11
3.4 夾具的分類和作用 12
第4章 銑25mm槽夾具設(shè)計(jì) 14
4.1設(shè)計(jì)要求 14
4.2夾具設(shè)計(jì) 14
4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 14
4.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 14
4.3 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 15
4.4 定位誤差的分析 17
4.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 18
結(jié) 論 19
參考文獻(xiàn) 20
致 謝 21
前 言
機(jī)械制造工藝學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)校的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是產(chǎn)品（或工程）設(shè)計(jì)類題目。
我們這次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，以曾經(jīng)在實(shí)習(xí)工廠實(shí)習(xí)所參觀的并以此設(shè)備為參考，結(jié)合所學(xué)機(jī)械的各方面的知識(shí)，在老師指導(dǎo)下，查閱了許多手冊(cè)，經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)，最終設(shè)計(jì)出了此次機(jī)構(gòu)，從而避免了加工質(zhì)量差，生產(chǎn)效率低，設(shè)備昂貴的問(wèn)題。
在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，我們得到所學(xué)過(guò)的理論基礎(chǔ)，技術(shù)基礎(chǔ)，專業(yè)課全面的訓(xùn)練，為將來(lái)做好機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的工作提供全面的鍛煉機(jī)會(huì)。
我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是車內(nèi)球面主體零件鉆床夾具設(shè)計(jì)，在張學(xué)偉老師的輔導(dǎo)下，對(duì)原有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，從而可以減少勞動(dòng)強(qiáng)度，計(jì)算正確，五張零號(hào)圖紙，符合工作量的要求。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在計(jì)算，制圖，機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制造工藝等方面的知識(shí)受到全面的綜合訓(xùn)練，并有所提高，在夾具設(shè)計(jì)方面受益匪淺。特別是張學(xué)偉老師在工作中對(duì)我耐心輔導(dǎo)，有時(shí)甚至錯(cuò)過(guò)了午飯時(shí)間。他對(duì)學(xué)生強(qiáng)烈的責(zé)任感和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，無(wú)不給我以深刻的影響。
就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為自己今后參加實(shí)際工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
由于類似的大型課題第一次接觸，經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰Ψ矫娴那啡保e(cuò)誤之處一定存在，懇請(qǐng)各位老師給予批評(píng)指正。
第1章 零件的分析
車內(nèi)球面工具主體的加工表面可以分為三組：一是以燕尾凸臺(tái)為加工的加工表面，二是以半圓筒兩側(cè)面為加工的表面，三是以半同筒的內(nèi)部的加工表面。
半圓筒左右兩側(cè)面的垂直度公差為0.03，下表面粗糙度為3.2，上表面粗糙度1.6。
燕尾凸臺(tái)兩個(gè)側(cè)面的M10之間的平行度是0.04，垂直度是0.03，還要刮前。
正面的埋頭孔的孔間距達(dá)到60mm,右孔中心到右側(cè)上表面為17.5mm。燕尾凸臺(tái)高度的公差是
由以上的數(shù)據(jù)可知道，對(duì)于這三組數(shù)據(jù)而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另二組，并保證它們之間的位置精度要求。
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯的制造形式
零件的材料為45鋼。由于零件不算是比較的復(fù)雜，所以這里采用煅件，而且零件是中批量生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這對(duì)于提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。
2.2基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過(guò)程問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。
①粗基準(zhǔn)的選擇
經(jīng)分析這個(gè)零件圖，粗基準(zhǔn)選擇燕尾凸臺(tái)底面和半圓筒兩個(gè)端面，因?yàn)閺膱D中可以看出，燕尾凸臺(tái)的高度，是以底面標(biāo)出的，則是以底面為基準(zhǔn)，圓筒左側(cè)也是標(biāo)出了數(shù)值。所以，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)不加工時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高度的不加工表面作為粗基準(zhǔn)）選擇這三個(gè)面，因?yàn)?，這個(gè)零件基本每個(gè)面都要加工，而且也不是很好裝夾，也只有這三個(gè)平面好裝夾些，這樣可以，限制、、、，再用壓釘壓住半圓筒下面的底座部分，可以限制、這六個(gè)自由度，以達(dá)到完全定位。
②精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮準(zhǔn)基重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。
2.3制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)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(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以采用萬(wàn)能機(jī)床配以專用工、夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。
001 鑄 鑄造
005 熱 退火
010 銑 粗銑一側(cè)端面
015 銑 粗銑另外一側(cè)端面
020 銑 銑側(cè)面
025 鉆 鉆鉸Φ20H7的孔
030 鉸 鉆M16螺紋孔并攻絲
035 銑 銑60凹槽
040 銑 銑25槽
045 鉗 去毛刺
050 檢 檢驗(yàn)入庫(kù)
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
①對(duì)于整個(gè)零件的尺寸:
其長(zhǎng)度為227mm,高度48mm,寬度96mm，，有粗加工，也有表精加工，所以雙邊加粗加工余量2Z=5mm,單邊粗加工余量Z=2mm可以滿足加工要求。精加工，表面的尺寸有，227，48，96，而雙邊的只有96mm，所以，它的粗加工余量，是2Z=4mm,精加工余量是2z=1mm,也可以滿足加工要求，而34和18是單邊，它們的粗加工余量Z=1.8mm精加工余量z=0.2mm。而34的尺寸偏差對(duì)余量也滿足。對(duì)于，燕尾凸臺(tái)的寬度44mm，兩邊的斜度表面粗糙度要求也不高，就粗加工也可以，所以其加工余量2Z=5mm也是可以滿足要求的。
②內(nèi)孔：
其表面粗糙度要求也比較的高為1.6所以要精加工，先是粗鏜，后是精鏜。所以粗加工的余量2Z=1.8mm，精加工余量2z=0.2mm，也可以滿足加工要求。
2.4 確定切削用量及基本工時(shí)
工序1：銑端面
（參考《切削手冊(cè)》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=20m/min
采用高速鋼立銑刀，在=50mm,齒數(shù)z=5。則
==r/min=127.4r/min
現(xiàn)選用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書，查表，取 =125r/min,故實(shí)際切削速度為
V=19.6m/min
當(dāng)nw=125r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
=0.085125mm/min=50mm/min
查表知，剛好有=50mm/min
切削工時(shí)：由于銑刀的直徑比工作表面窄，所以一刀就不可以銑完整個(gè)工作表面，于是可以用作圖法得出銑刀的行程2=4=240mm。因此，機(jī)動(dòng)工時(shí)為
===4.8min
工序2：銑兩端面，下端保證總長(zhǎng)為227mm,上端保證總長(zhǎng)96cn,工步1:粗銑，=0.08mm/ 齒（參考《切削手冊(cè)》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=20m/min
采用采用高速鋼圓柱形銑刀,=50mm,齒數(shù)z=4,則
r/min=127.4r/min
現(xiàn)選用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書，查表，取 =125r/min,故實(shí)際切削速度為
V===19.6m/min
當(dāng)=125r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為
=0.084125mm/min=40mm/min
經(jīng)查表知道，剛好有=40mm/min
切削工時(shí)：由于銑刀的直徑比工作表面寬所以一刀就不可以銑完整個(gè)工作表面，于是可以用作圖法得出銑刀的行程+82=83-26+16=73mm,由于是兩端，所以=732=146mm因此機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
==min=3.65min
工步2:精銑，=0.08mm/ 齒（參考《切削手冊(cè)》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=45m/min
采用采用高速鋼圓柱形銑刀,=50mm,齒數(shù)z=8,則
ns==r/min=286.6r/min
現(xiàn)選用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書，查表，取 =300r/min,故實(shí)際切削速度為 v= =47.1m/min
當(dāng)nw=300r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為
=0.088300mm/min=192mm/min
切削工時(shí)：行程和粗銑的一樣，所以切削工時(shí)為，
==min=0.76min
工序3:銑削外側(cè)面
工步1:粗銑，=0.08mm/ 齒（參考《切削手冊(cè)》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=20m/min
采用高速鋼立銑刀，在=50mm,齒數(shù)z=5。則
ns==r/min=127.4r/min
現(xiàn)選用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書，查表，取 =125r/min,故實(shí)際切削速度為
V==mm/min=19.6mm/min
當(dāng)=125r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為
=0.085125mm/min=50mm/min
查表知，剛好有=50mm/min
切削工時(shí)：由于銑刀的直徑比工作表面窄，且是兩面，所以一刀就不可以銑完整個(gè)工作表面，于是可以用作圖法得出銑刀的行程==330mm,所以得出切削工時(shí)是
==mm/min=6.6mm/min
工步2：精銑，fz=0.08mm/ 齒（參考《切削手冊(cè)》表3-3）
切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=35m/min
采用高速鋼立銑刀，在=50mm,齒數(shù)z=8。則
ns==r/min=223r/min
現(xiàn)選用X51立式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書，查表，取 =210r/min,故實(shí)際切削速度為
V==mm/min=32.97mm/min
當(dāng)nw=210r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為
==0.088210mm/min=134.4mm/min
查表知，剛好有=130mm/min
切削工時(shí)：行程和粗加工一樣，
==mm/min=2.53mm/min
工序4：鉆孔φ20的孔，
工步1:鉆孔φ20孔，查相關(guān)的表知，=0.2mm/r,
選用Z35 搖臂鉆床，所以有：
==r/min=227r/min
按機(jī)床選取=265r/min。
所以實(shí)際切削速度為：
m/min=5.82m/min
切削工時(shí)：
由于是兩個(gè)孔，所以，切削用時(shí)為min.
工步2:擴(kuò)φ20孔，查相關(guān)的表知， ，，
機(jī)床不變，所以有:
==r/min=87r/min
按機(jī)床選取=85r/min.
所以實(shí)際的切削速度為
m/min=2.93m/min
切削工時(shí)：
=0.078min
由于是兩個(gè)孔，所以，切削用時(shí)為min
工序3:鉆削燕尾凸臺(tái)正面 φ8孔。查表知，,,
選用Z35 搖臂鉆床，所以有
==r/min=199r/min
按機(jī)床選取=170r/min
所以實(shí)際切削速度為：
=4.27m/min
切削工時(shí)：
=1.78min
工序5：鉸孔M20mm,查相關(guān)的表知，,,機(jī)床不變，
按機(jī)床選取
所以實(shí)際切削速度為：
切削工時(shí)：
第3章 專用夾具設(shè)計(jì)
3.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來(lái)加工25mm槽夾具設(shè)計(jì)，加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.2 設(shè)計(jì)要求
在對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工的要求，首先要使工件相對(duì)道具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過(guò)程中不因外力的影響而變動(dòng)。因此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝夾好。
機(jī)床夾具的組成
1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。
2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過(guò)程中受到外力（切削力等）作用時(shí)不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。
3、對(duì)刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對(duì)定位元件的正確位置。
4、連接原件 其作用是確定夾具在機(jī)床上的正確位置。
5、夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過(guò)它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。
6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準(zhǔn)確定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對(duì)于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。
以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)組成部分。
機(jī)床的分類
機(jī)床夾具種類繁多，可以從不同的角度對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行分類。
按夾具的使用特點(diǎn)可分為：通用夾具，專用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具，
拼裝夾具。
按使用機(jī)床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機(jī)床夾具，數(shù)控機(jī)床夾具，自動(dòng)機(jī)床夾具，自動(dòng)線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具。
3.3 夾具的組成
(1) 定位元件
夾具上的圓柱銷5、菱形銷9和支承板4都是定位元件，通過(guò)它們使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。
(2) 夾緊裝置
夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過(guò)程中受到外力(切削力等)作用時(shí)不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。圖3-3中的螺桿8(與圓柱銷合成一個(gè)零件)、螺母7和開口墊圈6就起到了上述作用。
(3) 對(duì)刀或?qū)蜓b置
對(duì)刀或?qū)蜓b置用于確定刀具相對(duì)于定位元件的正確位置。如圖3-3中鉆套l和鉆模板2組成導(dǎo)向裝置，確定了鉆頭軸線相對(duì)定位元件的正確位置。銑床夾具上的對(duì)刀塊和塞
尺為對(duì)刀裝置。
(4) 連接元件
連接元件是確定夾具在機(jī)床上正確位置的元件。如圖3-3中夾具體3的底面為安裝基面，保證了鉆套1的軸線垂直于鉆床工作臺(tái)以及圓柱銷5的軸線平行于鉆床工作臺(tái)。因此，夾具體可兼作連接元件。車床夾具上的過(guò)渡盤、銑床夾具上的定位鍵都是連接元件。
(5) 夾具體
夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，如圖3-3中的件3，通過(guò)它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。
(6) 其它裝置或元件
它們是指夾具中因特殊需要而設(shè)置的裝置或元件。
3.4 夾具的分類和作用
（1）按專業(yè)程度劃分
1）通用夾具
通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動(dòng)卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床附件提供給用戶。其特點(diǎn)是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。
2）專用夾具
專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，夾具將由于無(wú)法再使用而報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。
3）通用可調(diào)夾具和成組夾具
其特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對(duì)象不很明確，適用范圍更廣一些。
4）組合夾具
組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點(diǎn)是靈活多變，萬(wàn)能性強(qiáng)，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。
5）隨行夾具
隨行夾具是一種在自動(dòng)線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位，進(jìn)行不同工序的加工。
（2）按使用的機(jī)床分類
由于各類機(jī)床自身工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對(duì)所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求。按所使用的機(jī)床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等。
（3）按夾緊動(dòng)力源分類
根據(jù)夾具所采用的夾緊動(dòng)力源不同，可分為：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具等。
夾具的作用：1．縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
夾具的使用一般包括兩個(gè)過(guò)程：其一是夾具本身在機(jī)床上的安裝和調(diào)整，這個(gè)過(guò)程主要是依靠夾具自身的定向鍵、對(duì)刀塊來(lái)快速實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)找正、試切等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但速度稍慢；其二是被加工工件在夾具中的安裝，這個(gè)過(guò)程由于采用了專用的定位裝置(如V形塊等)，因此能迅速實(shí)現(xiàn)。
2．確保并穩(wěn)定加I精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量
加工過(guò)程中，工件與刀具的相對(duì)位置容易得到保證，并且不受各種主觀因素的影響，因而工件的加工精度穩(wěn)定可靠。
3．降低對(duì)操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動(dòng)強(qiáng)
由于多數(shù)專用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊，這在很大程度上減少了工人找正和調(diào)整工件的時(shí)間與難度，或者根本不需要找正和調(diào)整，所以，這些專用夾具的使用降低了對(duì)工人的技術(shù)要求并減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
按夾緊的動(dòng)力源可分為：手動(dòng)夾具，氣動(dòng)夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。
工件的裝夾方法
工件裝夾的方法有兩種：
將工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)或花盤上
將工件裝夾在家具上
采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時(shí)，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時(shí)，都采用夾具裝夾工件。
采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點(diǎn)：
a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量
b、縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
c、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”
d、改善工人的勞動(dòng)條件，降低生產(chǎn)成本
第4章 銑25mm槽夾具設(shè)計(jì)
4.1設(shè)計(jì)要求
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。下面即為銑床夾具銑25mm槽的專用夾具，本夾具將用于X52K銑床。
本夾具無(wú)嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問(wèn)題。
4.2夾具設(shè)計(jì)
4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知：在對(duì)銑25mm槽進(jìn)行加工前，平面進(jìn)行了粗、精銑加工，孔Φ2-Φ12孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工。因此，定位、夾緊方案有：
方案Ⅰ：選底平面、2-Φ12孔，即一面、心軸和棱形銷定位，夾緊方式選用壓板在心軸上夾緊。
方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式，Φ12孔、工藝孔用短圓柱銷，Φ12孔用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓板來(lái)夾緊。
為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。一面即為平面；兩銷為的Φ12短圓柱銷和Φ12的棱形銷。
4.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：立銑刀（硬質(zhì)合金）
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可查得：
銑削力計(jì)算公式為
圓周分力 式（3-1）
查表可得：
代入公式（3-1）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：
銑削加工產(chǎn)生的水平分力應(yīng)由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。
即： （）
計(jì)算出的理論夾緊力F再乘以安全系數(shù)k既為實(shí)際所需夾緊力
即： 取k=2
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計(jì)算易得：
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
4.3 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(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。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖
根據(jù)T形槽的寬度 a=25mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下：
表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
25
-0.025
-0.045
40
25
6
15
6
24
+0.023
7
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。
由于本道工序是完成后加工，所以選用對(duì)刀塊。
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖 3.5 平塞尺圖
塞尺尺寸為：
表 3.2 平塞尺尺寸表
公稱尺寸H
允差d
C
3
-0.006
0.25
4.4 定位誤差的分析
該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為79.5。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴ 兩定位銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
且：L=79.5mm ，得
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò)
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
4.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過(guò)程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
結(jié) 論
通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們系統(tǒng)地回顧了相關(guān)專業(yè)的大學(xué)，也深深意識(shí)到學(xué)習(xí)的重要性，認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)是一種學(xué)習(xí)的方式。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們使用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和相關(guān)設(shè)計(jì)軟件（如AutoCAD），熟悉設(shè)計(jì)相關(guān)的信息（包括手冊(cè)，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范）和實(shí)證估計(jì)有了一定程度的提高，在計(jì)算機(jī)和方便的參考書籍和手冊(cè)的情感設(shè)計(jì)和幫助。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械制造過(guò)程更系統(tǒng)的了解一般的過(guò)程，學(xué)習(xí)和掌握整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，有一個(gè)科學(xué)的設(shè)計(jì)方法是更嚴(yán)格的。畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本理論知識(shí)，可以學(xué)習(xí)使用，定位和夾緊工件加工的正確的解決方案，選擇合理的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行必要的計(jì)算，效率高的項(xiàng)目的設(shè)計(jì)以滿足高質(zhì)量的要求，基于降低成本基本理論知識(shí)，進(jìn)行必要的計(jì)算設(shè)計(jì)，高質(zhì)量，高效率夾具，成本低。清晰的過(guò)程，了解情況之前，機(jī)床刀具和加工，畢業(yè)設(shè)計(jì)有很大的收獲我的。但也有許多地方都在辛苦的工作。但教師思想教育比平常更多，認(rèn)為他們的社會(huì)責(zé)任感的未來(lái)，思想在世界上是因?yàn)橐恍┬″e(cuò)誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負(fù)責(zé)，一絲不茍。
在設(shè)計(jì)和分析使我感到更多的設(shè)計(jì)思路，提高我們的學(xué)習(xí)能力，和我們討論的問(wèn)題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深感到，做任何事都要有耐心，細(xì)心。畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，許多計(jì)算有時(shí)會(huì)讓我感到心煩意亂；有時(shí)是不小心計(jì)算誤差，只能被無(wú)情地重做。
遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1
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43
致 謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，是知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我的專業(yè)知識(shí)是在原有的基礎(chǔ)上鞏固和提高，也不能沒(méi)有老師和同學(xué)的幫助。分析設(shè)計(jì)是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析過(guò)程中，陰長(zhǎng)城的老師給了我很大的鼓勵(lì)，在設(shè)計(jì)和分析使我感到更多的設(shè)計(jì)思路，提高我們的學(xué)習(xí)能力，和我們討論的問(wèn)題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深感到，做任何事都要有耐心，細(xì)心。畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，許多計(jì)算有時(shí)會(huì)讓我感到心煩意亂；有時(shí)是不小心計(jì)算誤差，只能被無(wú)情地重做。但教師思想教育比平常更多，認(rèn)為他們的社會(huì)責(zé)任感的未來(lái)，思想在世界上是因?yàn)橐恍┬″e(cuò)誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負(fù)責(zé)，一絲不茍。
本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在老師的指導(dǎo)下完成的。老師讓我受益不淺，他淵博的知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)格，高度的責(zé)任感。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中也遇到了很多問(wèn)題，老師給了我很多的關(guān)心和幫助，并總是問(wèn)指導(dǎo)我們的設(shè)計(jì)過(guò)程。
通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深感到，做任何事都要有耐心，細(xì)心。設(shè)計(jì)的過(guò)程，許多計(jì)算有時(shí)會(huì)讓我感到心煩意亂；有時(shí)是不小心計(jì)算誤差，只能被無(wú)情地重做。但教師思想教育比平常更多，病人，認(rèn)為他們的社會(huì)責(zé)任感的未來(lái)，思想在世界上是因?yàn)橐恍┬″e(cuò)誤，我不提醒自己，要形成良好的習(xí)慣的高度負(fù)責(zé)，一絲不茍。說(shuō)實(shí)話，畢業(yè)設(shè)計(jì)真是有點(diǎn)累了。然而，其設(shè)計(jì)結(jié)果，畢業(yè)設(shè)計(jì)仔細(xì)回味的旅程，一個(gè)罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡。頓消。雖然這是我剛學(xué)的第一個(gè)走，一點(diǎn)在我的生命中的成功，但它讓我覺(jué)得更成熟了。
因?yàn)楫厴I(yè)的時(shí)候，很多人應(yīng)該知道的地方都沒(méi)有時(shí)間去仔細(xì)地去追求，但是我相信，方向是最重要的，因?yàn)榉较?，將用最少的精力去做事情，這工作，我的人生。因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)生活，工作是千差萬(wàn)別的，只有找到自己最喜歡的，最有前途的工作，有更多的熱心人士，但也是最有可能在自己的崗位上做出一定的貢獻(xiàn)。
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
5-16
共7 頁(yè)
產(chǎn)品名稱
零（部）件名稱
車內(nèi)球面工具主體
第 1 頁(yè)
車 間
工序號(hào)
工序名稱
材料牌號(hào)
金工
10
銑
HT200
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
銑床
X52K
1
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱
切 削 液
專用夾具
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗銑一側(cè)端面
專用夾具，硬質(zhì)合金端銑刀，游標(biāo)卡尺
330
75
2.5
3
1
編制（日期）
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
更改文件號(hào)
簽字
日期
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
5-16
共7頁(yè)
產(chǎn)品名稱
零（部）件名稱
車內(nèi)球面工具主體
第 2 頁(yè)
車 間
工序號(hào)
工序名稱
材料牌號(hào)
金工
15
銑
HT200
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
銑床
X52K
1
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱
切 削 液
專用夾具
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗銑另外一側(cè)端面
專用夾具，硬質(zhì)合金端銑刀，游標(biāo)卡尺
330
75
2.5
3
1
編制（日期）
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
更改文件號(hào)
簽字
日期
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
5-16
共7頁(yè)
產(chǎn)品名稱
零（部）件名稱
車內(nèi)球面工具主體
第 3 頁(yè)
車 間
工序號(hào)
工序名稱
材料牌號(hào)
金工
20
銑
HT200
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
銑床
X52K
1
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱
切 削 液
專用夾具
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
銑側(cè)面
專用夾具，游標(biāo)卡尺，鋸片銑刀
330
75
2.5
3
1
編制（日期）
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
更改文件號(hào)
簽字
日期
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
5-16
共7 頁(yè)
產(chǎn)品名稱
零（部）件名稱
車內(nèi)球面工具主體
第 4頁(yè)
車 間
工序號(hào)
工序名稱
材料牌號(hào)
金工
25
鉆
HT200
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
鉆床
Z5125A
1
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱
切 削 液
專用夾具
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
鉆鉸Φ20H7的孔
專用夾具，游標(biāo)卡尺，麻花鉆，鉸刀
690
145
2.2
1.8
1
編制（日期）
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
更改文件號(hào)
簽字
日期
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
5-16
共7 頁(yè)
產(chǎn)品名稱
零（部）件名稱
車內(nèi)球面工具主體
第 5頁(yè)
車 間
工序號(hào)
工序名稱
材料牌號(hào)
金工
30
鉆
HT200
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
鉆床
Z5125A
1
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱
切 削 液
專用夾具
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
鉆M16螺紋孔并攻絲
專用夾具，游標(biāo)卡尺，麻花鉆，絲錐
690
145
2.2
1.8
1
編制（日期）
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
更改文件號(hào)
簽字
日期
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
5-16
共7 頁(yè)
產(chǎn)品名稱
零（部）件名稱
車內(nèi)球面工具主體
第 6 頁(yè)
車 間
工序號(hào)
工序名稱
材料牌號(hào)
金工
35
銑
HT200
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
銑床
X52K
1
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱
切 削 液
專用夾具
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
銑60凹槽
專用夾具，游標(biāo)卡尺，立銑刀
585
146
1.8
2
1
編制（日期）
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
更改文件號(hào)
簽字
日期
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
5-16
共7 頁(yè)
產(chǎn)品名稱
零（部）件名稱
車內(nèi)球面工具主體
第 7 頁(yè)
車 間
工序號(hào)
工序名稱
材料牌號(hào)
金工
40
銑
HT200
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
鑄造
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
銑床
X52K
1
夾 具 編 號(hào)
夾 具 名 稱
切 削 液
專用夾具
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
序號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時(shí)間定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
銑25槽
專用夾具，游標(biāo)卡尺，立銑刀
585
146
1.8
2
1
編制（日期）
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
更改文件號(hào)
簽字
日期