K189-圓柱齒輪加工工藝及車外圓及端面夾具設計【含CAD圖紙、工序卡、說明書】

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藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1銑右端面銑刀，游標卡尺750117600510.180.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數更改文件號簽 字 日 期標記處數更改文件號簽 字 日 期機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱圓柱齒輪零件名稱圓柱齒輪共頁第1頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號4車45Cr毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數車床CA61401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)準終單件工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1車外圓車刀，游標卡尺60094650510.60.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數更改文件號簽 字 日 期標記處數更改文件號簽 字 日 期機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱圓柱齒輪零件名稱圓柱齒輪共頁第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每 臺 件 數鍛件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數銑床X511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)準終單件工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1銑兩端面的圓弧槽銑刀，游標卡尺65091400510.50.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數更改文件號簽 字 日 期標記處數更改文件號簽 字 日 期機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱圓柱齒輪零件名稱圓柱齒輪共頁第1頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號6車45Cr毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數車床CA61401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)準終單件工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1粗精車80的孔車刀，游標卡尺65091400510.50.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數更改文件號簽 字 日 期標記處數更改文件號簽 字 日 期機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱圓柱齒輪零件名稱圓柱齒輪共頁第1頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號7鉆45Cr毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數立式鉆床Z5251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)準終單件工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1鉆6-50的孔麻花鉆，游標卡尺12018.80.1330120.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數更改文件號簽 字 日 期標記處數更改文件號簽 字 日 期機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱圓柱齒輪零件名稱圓柱齒輪共頁第1頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號8滾45Cr毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數滾齒機Y31501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)準終單件工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1滾齒滾刀，游標卡尺50083350510.50.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數更改文件號簽 字 日 期標記處數更改文件號簽 字 日 期機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱圓柱齒輪零件名稱圓柱齒輪共頁第1頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號9拉45Cr毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鍛件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數拉床L61101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)準終單件工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1拉鍵槽拉刀，游標卡尺60185510.90.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數更改文件號簽 字 日 期標記處數更改文件號簽 字 日 期機械加工工藝過程卡片產品型號零件圖號產品名稱圓柱齒輪零件名稱圓柱齒輪共1頁第1頁材 料 牌 號45Cr毛 坯 種 類鍛件毛坯外形尺寸每毛坯件數1每 臺 件 數備 注工序號工 名序 稱工 序 內 容車間工段設 備工 藝 裝 備工 時準終單件1鍛造鍛造2熱處理淬火3銑銑左端面X51專用夾具，端銑刀，游標卡尺4銑銑右端面X51專用夾具，端銑刀，游標卡尺5車車外圓CA6140專用夾具，車刀，游標卡尺6銑銑兩端面圓弧槽X51專用夾具，銑刀，游標卡尺7車粗精車80的內孔CA6140專用夾具，車刀，游標卡尺8鉆鉆6-50的孔Z525專用夾具，麻花鉆，游標卡尺9滾滾齒Y3150專用夾具，滾刀，游標卡尺10拉拉鍵槽L6110專用夾具，拉刀，游標卡尺11檢驗檢驗12入庫入庫設 計（日 期）校 對（日期）審 核（日期）標準化（日期）會 簽（日期）標記處數更改文件號簽 字日 期標記處數更改文件號簽 字日 期設計說明書題目：圓柱齒輪的工藝規(guī)程及夾具設計所在學院班 級 姓 名 學 號 指導老師 完成日期摘 要本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。圓柱齒輪加工工藝規(guī)程設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計兩部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量目錄序言11 零件的結構工藝分析和毛坯確定21.1零件的作用21.2零件的工藝性分析21.3確定毛坯類型與制造方法21.4毛坯形狀及尺寸22 工藝路線的擬定和工序設計22.1定位基準的選擇22.3加工順序的安排32.4熱處理工序、輔助工序的安排42.5擬定工藝路線42.7切削用量的選擇與確定63 機床夾具設計概述63.1什么是夾具63.2夾具的作用73.3夾具的組成73.4夾具的分類84 鉆床夾具設計84.1夾具體的設計84.2定位方案和定位裝置的設計94.3導向方案及導向裝置的設計104.4夾緊方案的確定及裝置的設計114.6夾具的精度分析12總 結14致 謝15參考文獻16序言隨著社會的發(fā)展、科技的進步，機械行業(yè)對專業(yè)人才的需求在不斷變化，特別是隨著數控技術的應用和先進設備的增加，對既有扎實專業(yè)理論基礎，又會動手的職業(yè)技術人才需求越來越多。所以為了深化課程學習，我以極高的熱情對待這次課程設計。通過課程設計這一實踐環(huán)節(jié)，使我更好地理解和掌握本課程的基本理論和方法，進一步提高查閱技術資料、繪制零件圖等能力,按照一個簡單機械系統的功能要求，綜合運用所學知識，并對其中某些機構進行分析和設計。“以設計為主線，分析為設計服務，立足點是機械系統的方案設計”是機床夾具設計的新體系。機床夾具設計讓我們對所學課程的一次深入的綜合性的復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們大學三年中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次機床夾具課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力。機械原理課程是培養(yǎng)學生具有機械理論能力的技術基礎課。課程設計則是機械設計課程的實踐性教學環(huán)節(jié)，同時也是我學習機械專業(yè)來一次較為全面的自主進行機械設計能力的訓練。在這個為期六周的過程里，我有過緊張，有過茫然，有過喜悅，感受到了學習的艱辛，也收獲到了學有所獲的喜悅，回顧一下，我覺得進行機械原理課程設計的目的有如下幾點：通過課程設計實踐，樹立正確的設計思想，增強創(chuàng)新意識，培養(yǎng)綜合運用機械原理課程和其他選修課程的理論與實際知識去分析和解決機械設計問題的能力。 學習設計機械產品的一般方法，掌握機械設計的一般規(guī)律。學習進行機械基礎技能的訓練，例如：計算、繪圖、查閱設計資料和手冊等。能熟練運用機床夾具設計課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個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，保證零件的加工質量。提高結構設計的能力。通過設計夾具的訓練，應當獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理而且能保證加工質量的夾具的能力。學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。由于能力有限，設計尚有許多的不足之處，懇請各位老師給予指導。21 零件的結構工藝分析和毛坯確定1.1零件的作用圓柱齒輪的作用是傳動扭矩，速度的作用。1.2零件的工藝性分析該零件的材料為45Cr, 有一定的伸長率，具有良好的鍛造性，具有較好的韌性和塑性。作為主要結構的外圓適宜使用車削加工，該零件毛坯為普通碳素鋼， 80內孔粗糙度為1.6，因此粗車，精車即可。325的外圓及其端面，采用粗車達到。作為次要結構，其精度要求不高，一次加工完成。 1.3確定毛坯類型與制造方法毛坯種類的選擇與材料的消耗，生產，加工質量，成本和實際作用密切相關。由零件分析可知該零件是圓柱齒輪零件。鍛造是圓柱齒輪零件毛坯的主要制造方法。1.4毛坯形狀及尺寸機械加工余量的確定：由于此零件采用熱軋，根據機械加工工藝手冊 表3.1-2查出鑄件外表面的極限偏差為：上偏差+1.20、下偏差-1.20。根據機械加工工藝手冊 查表3.1-14鑄件端面的加工余量，查出雙邊加工余量為4根據機械加工工藝手冊 查表3.12的等級精度為IT11。2 工藝路線的擬定和11沉頭孔工序設計2.1定位基準的選擇制定機械加工工藝規(guī)程時，正確選擇定位基準對保證零件表面的位置要求（位置尺寸和位置精度）和安排加工順序兩者有非常大的影響。定位選擇的正確合理，可以保證加工質量，提高生產率。相反，則加工工藝過程中會出現形形色色的問題，嚴重的將導致零件大批量報廢，無法進行正常生產。用沒有加工過的毛坯表面作為定位基準，這種基準稱為粗基準；用已經加工過的毛坯表面作定位基準，這種則稱之為精基準。因為在選擇定位基準時，必須要從保證工件精度的角度考慮，所以分析定位基準選擇的順序就應該從粗基準到精基準。2.1.1粗基準的選擇原則圓柱齒輪大致可以歸類為齒輪類零件，根據保證不加工表面與加工表面相互精度原則這條粗基準的選擇原則，即為當此零件有不加工的表面時，要以這些不加工的表面作為粗基準，若零件有若干個不加工表面時應該和這些加工表面中要求的相對精度比較高的不加工表面作為粗基準。（1）為了保證加工表面與非加工表面之間的位置要求，應選非加工表面為粗基準：（2）選作粗基準的表面應平整光潔，要避開鍛造飛邊和鍛造澆冒口、分型面毛刺等缺陷，以保證定位基準、夾緊可靠。（3）合理分配各加工表面的余量；（4）粗基準應避免重復使用，在同一尺寸方向，一般只允許使用一次；軸向定位基準為端面。徑向定位基準為中心線。綜上所述：加工左端面，以右端面為粗基準。加工外圓、內孔時以中心軸線作為定位基準，鉆孔、銑削時以內孔面作為定位基準。2.1.2 精基準的選擇原則（1）基準重合原則（2）基準統一原則（3）自為基準原則（4）互為基準原則（5）保證工件定位準確、夾緊可靠、操作方便的原則綜上所述：該零件在加工外圓和內孔時，選用通用夾具裝夾。在鉆孔和銑削圓弧時采用專用夾具。2.3加工順序的安排（1）先面后孔一般是既有平面，又有孔或孔系，這時應先將平面加工出來，再以平面為基準加工孔或孔系。（2）先粗后精是指先安排各表粗加工，后安排精加工。（3）基面先行應首先安排被排被選作精其準的表面的加工，再以加工出的精基準為定位基準，安排其他表面的加工。（4）.先主后次主要表面一般指零件上的設計基準面和重要工作面。這些表面是決定零件質量的主要因素，對其進行加工是工藝過程的主要內容，因而在確定加工順序時，要首先考慮加工主要表面的工序安排，以保證主要表面的加工精度。在車床上加工時，先加工325，110的端面和外圓，符合基面先行、先面后孔、次要表面可穿插在各階間進行的安排原則，在鉆床加工時先鉆后鉸孔或者攻絲符合先粗后精的原則。2.4熱處理工序、輔助工序的安排常用的熱處理工序有：退火、正火、調質、時效、淬火、回火、滲碳、碳氮、共滲等。按熱處理的目的，可分為預備熱處理、消除殘余應力熱處理、最終熱處理。預備熱處理是為了改善材料的切削性能，消除毛坯制造時的殘余應力，改善組織；最終熱處理是提高零件的強度、表面硬度和耐磨性，常安排在精加工工序之前。熱處理是用于提高材料的力學性能、改善金屬的加工性能及消除殘余內應力，而熱處理工序的安排，常根據零件的技術要求和材料的性質，合理的安排，熱處理工序安排得是否恰當，對保證零件的精度、保證零件加工的順利進行、保證零件機械性能有著重要影響。調質處理是為了提高工作的綜合力學性能。表面氧化處理是為了保證和提高涂層的防護性能，增強涂層對物體的附著力，創(chuàng)造合適的表面粗糙度，增強涂層對底襯的配套性和相容性。根據零件要求，最終熱處理是進行調質處理，即將工件淬火后加高溫回火熱至500度以上。淬火鋼經高溫回火后，鋼的淬火應力完全消除，強度較高，塑性和韌性提高，具有良好的綜合性能。輔助工序一般包括去毛刺、倒菱角、清洗、涂漆、除銹、退磁、檢驗等。根據本工件的實際情況，輔助工序為去毛刺和檢驗。2.5擬定工藝路線根據以上各個零部件的分析以及加工工藝確定的基本原則，可以初步確定加工工藝路線，具體方案如下：1鍛造鍛造2熱處理淬火3銑銑左端面4銑銑右端面5車車外圓6銑銑兩端面圓弧槽7車粗精車80的內孔8鉆鉆6-50的孔9滾滾齒10拉拉鍵槽11檢驗檢驗12入庫入庫2.7切削用量的選擇與確定工序：銑上端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成2） 決定每次進給量及切削速度 根據銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。根據表查出 ，則按機床標準選取750當750r/min時按機床標準選取3） 計算工時切削工時：，則機動工時為工序：鉆6-50的孔刀具：根據機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆71)進給量 取f=0.13mm/r2)切削速度 V=2434m/min. 取V=30m/min3)確定機床主軸轉速ns= r/min與191r/min相近的機床轉速為120r/min?，F選取=120r/min。所以實際切削速度=5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm;t=2x（） =2x（）=2.17(min)3 機床夾具設計概述3.1什么是夾具隨著科學技術的發(fā)展和市場需求的變化及競爭的加劇，傳統的制造技術發(fā)展到一個嶄新的階段。機械制造以滿足市場的需求作為戰(zhàn)略決策的核心，以取得理想的技術經濟效果。機床夾具在機械制造中發(fā)揮著重要作用，大量專用機床夾具的采用為大批量生產提供了必要條件。至此，在對工件進行加工時，為了保證加工的要求，首先要使工件相對夾具及機床有正確位置，并使位置在加工過程中不因外力的影響而變動。因此，在進行機械加工之前，先要將工件裝夾好。 各種金屬切削機床上用于裝夾工件的工藝裝備稱為機床夾具。3.2夾具的作用保證加工精度，穩(wěn)定加工質量。用夾具裝夾工件時，工件相對刀具及機床的安裝位置均已確定，所以工件在加工過程中的位置精度不會受到各種主觀因素和操作者技術水平的影響，能使一批工件的加工精度一致，加工質量穩(wěn)定。縮短輔助時間，提高勞動生產率。使夾具裝夾工件方便、快速，因此工件不需要劃線找正，可大大減少輔助工時，工件在夾具裝夾后提高了工件的剛性，所以可加大切削用量，提高勞動生產率；可使用多件、多工位裝夾的夾具，并可采用高效加緊機構，有效提高勞動生產率。擴大機床的使用范圍，實現“一機多能”。在批量不大、工件種類和規(guī)格較多、機床類型有限的條件下，可通過設計機床夾具，改變機床的工藝范圍，實現“一機多能”。例如，在普通銑床上安裝專用夾具銑削成形表面。改善工人勞動條件，降低生產成本。在批量生產中使用夾具后，工件的裝卸比較方便、省力、安全，采用擴力機構、氣動夾緊，都能改善工人的勞動條件。由于勞動力的提高、使用技術等級較低的工人以及廢品率下降的原因，明顯的降低了生產成本。保證工藝紀律。夾具設計往往是工藝人員解決高難度零件的主要工藝手段之一，是提高企業(yè)整體技術水平是主要措施。生產中使用夾具，可保證生產周期、生產調度等工藝紀律。 3.3夾具的組成（1）定位元件。定位元件的作用是使工件在夾具中占據正確的位置。（2）加緊裝置。加緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力作用時不離開已經占據的正確位置。（3）對刀或導向裝置。對刀或導向裝置用于確定刀具相對定位元件的正確位置。（4）連接元件。連接元件是確定夾具在機床上正確位置的元件。（5）夾具體。夾具體是機床夾具的基礎件，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。（6）其它元件或裝置。是指夾具中因特殊需要而設置的元件或裝置。3.4夾具的分類（1）通用夾具。是指結構、尺寸已經標準化，具有一定通用性，特點是適用性好，不需要調整或稍加調整即可裝夾一定形狀范圍的各種工件，主要用于單件小批量生產。（2）專用夾具。是針對某一工件的某道工序的加工要求而專門設計制造的夾具，特點是針對性強，可獲得較高的生產率和加工精度，但制造周期長，主要用于批量生產。（3）可調夾具。是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具，可以適應多種工件的加工。它還分為通用可調夾具和成組夾具兩類，在多品種、小批量生產中得到廣泛應用。（4）組合夾具。是一種模塊化的夾具，已實現商品化，在單件、中小批多品種的生產和數控加工中，是一種較經濟的夾具。（5）拼裝夾具。是一種用專門的標準化、系列化的拼裝夾具零部件拼裝而成的夾具，它有組合夾具的特點，但比組合夾具精度高、效能高、結構緊湊，適合在數控機床上使用。4 鉆床夾具設計4.1夾具體的設計在加工過程中，夾具體是承受載荷最大的零件，通常是夾具體中體積最大和結構最復雜的的零件。既要保證在其上所安裝的各種裝置和各元件之間的相互位置關系又要實現夾具與機床之間的定位和連接，所以夾具體一般要滿足如下幾個要求。（1）力求結構簡單及裝卸工件方便。保證強度和剛度的前提下，盡可能體積小、重量輕。（2）排屑要方便。夾具設計時，應考慮切屑的排除。（3）應該有足夠的強度和剛度。在加工過程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不會產生不允許的變形或振動，夾具體應有足夠的強度和剛度。（4）結構工藝性好。夾具體應便于制造、裝配、檢驗和維修。（5）在機床上安裝穩(wěn)定可靠。夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安基面與機床相應表面的接觸或配合實現的。 （6）具有適當的精度和尺寸穩(wěn)定性。夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀或導向元件的表面及夾具體的安裝基面等，應有適當的尺寸和精度。4.2定位方案和定位裝置的設計工件的定位就是確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程，它是一種過程。作用是保證加工尺寸和位置精度。定位方案不確定，其他有關問題就無法進行設計。定位方案一經確定，則夾具的總體配置基本形成。因此，無論是設計夾具，還是分析現場夾具，都是從工件的夾具中的定位著手解決問題。4.2.1工件定位的基本原理（1）工件的自由度。運動件相對與固定坐標系所具有的獨立運動稱為自由度。分為位置自由的和角度自由度。（2）工件定位原理。六點定位規(guī)則，六點定則是工件定位的基本法則，用于實際 生產時，起支撐作用的是一定形狀的幾何體，這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。4.2.2工件定位的類型工件定位時，影響加工要求的自由度必須限制；不影響加工的自由度，有時要限制，有時可以不用限制，視具體情況而定。根據工件自由度被約束的情況，工件定位可分為以下幾種類型：（1）完全定位工件的六個自由度不重復地全部被限制了的定位稱為完全定位。不完全定位工件限制的自由度少于六個，但能保證加工要求的定位稱為不完全定位。（2）欠定位按照加工要求，應限制的自由度沒有被限制的定位稱為欠定位。欠定位無法保證加工要求。（3）重復定位夾具上的定位元件重復限制工件的同一個或幾個自由度的定位稱為重復定位（又程過定位）。重復定位分兩種情況：當工件的一個或幾個自由度被重復限制，但仍然能滿足加工要求，即不但不產生有害影響，反而可增加工件裝夾剛度的定位，稱為可用重復定位。當工件的一個或幾個自由度被重復限制，并對加工產生有害影響的重復定位，稱為不可用重復定位。它將造成工件定位不穩(wěn)點，降低加工精度，使工件或定位元件產生變形，甚至無法加工和安裝。因此，不可重復定位是不允許的。4.2.3定位基準的選擇（1）如何選擇定位基準。定位基準的選擇，應盡量使工件的定位基準與工序基準重合；盡量用精基準作為定位基準；遵循基準統一原則；應使工件安裝穩(wěn)點，加工中引起的變形最??；應使工件定位方便，夾緊可靠。（2）定位符號和夾緊符號的標注。在選定定位基準及確定了夾緊力的方向和作用點后，應在工序圖上標注定位符號和夾緊符號。（3）對定位元件的基本要求。足夠的精度、足夠的強度和剛度、耐磨性好、工藝性好、便于清理切削。4.2.4工件定位方式及其定位元件定位方式和定位元件的選擇包括的結構、形狀、尺寸及布置形式等，主要取決于工件的加工要求、工件定位基準和外力的作用狀況等因素。（1）工件以平面定位。工件以平面作為定位基準時，所用定位元件一般分為主要支承和輔助支承兩類。主要支承用來限制工件的自由度，具有獨立定位作用。輔助支承用來加強工件的支承剛性，不起限制工件自由度的作用。（2）工件以圓孔定位。工件以圓孔為定位基準，這種定位方式所用的定位元件有圓柱定位銷、定位心軸和圓錐定位銷。4.3導向方案及導向裝置的設計由于是鉆床夾具，所以導向裝置選用鉆套。4.3.1鉆套介紹（1）鉆套的作用鉆套的作用是保證被加工孔的位置精度，引導刀具，防止其在加工過程中發(fā)生偏斜，提高刀具的剛性，防止加工時震動。（2）鉆套類型分為標準鉆套和固定鉆套，標準鉆套又分為固定鉆套、可換鉆套和快換鉆套。（3）鉆套的設計（a）鉆套高度。鉆套高度H對刀具的導向性能和刀具的壽命影響很大，H 較大時，導向性能好，但刀具與鉆套的摩擦較大，H過小，則導向性能不良，一般取H和鉆套孔徑d之比H/d=12.5。（b）排屑間隙。鉆套的底面與工件表面之間應留有排屑間隙h，間隙必須適中，不然會影響鉆套的導向作用和正常排屑，鉆削鑄鐵是h取（0.30.7）d；鉆削鋼件是h?。?.71.5）d；工件要求精度高時h可取0。（c）鉆套的內徑尺寸及公差。鉆套的內徑尺寸及公差主要取決于刀具的種類和加工孔的尺寸精度，一般鉆孔或擴孔時公差選F7或F8，粗鉸孔時選G7，精鉸時選G6，（4）鉆模板鉆模分為固定鉆模板、鉸鏈式鉆模板、可卸式鉆模板、懸掛式鉆模板。由于這次加工的三個11沉頭孔在零件上均勻分布，為了加工方便，我們設計鉆模板結構為一個圓形并且上面有三個孔均勻分布對應零件上的三個孔。由于加工孔是沉頭孔，又應是大批量生產，故宜選用快換鉆套，在工件裝卸方便的情況下盡可能選用可卸式鉆模板。根據以上所述其鉆套高度H為：由于加工的孔小所以H 應取大值H為22。排屑間隙h為：由于工件材料為45Cr所以h為16。鉆套的內徑尺寸及公差為：內徑尺寸為11。公差為F7。4.4夾緊方案的確定及裝置的設計工件定位后將它的位置固定下來，稱為夾緊。在機械加工過程中，工件會收到各種力的作用，為了保證在這些外力作用下，工件還能咋愛夾具中有定位元件確定加工位置，而不發(fā)生移動。4.4.1夾緊裝置的組成（1）動力裝置產生夾緊力。動力裝置是產生原始作用力的裝置。按夾緊力的來源分為手動夾緊和機動夾緊。（2）夾緊機構傳遞夾緊力。傳遞機構是原動力傳遞給夾緊元件。它由接受原始作用力的構件和中間傳力機構組成。4.4.2夾緊裝置的設計要求（1）夾緊過程中，不能破壞工件在定位是所在對定正確位置。（2）夾緊力的大小合適。保證工件加工位置的不變，夾緊牢固可靠，又不能超過允許的變形。（3）夾緊裝置的復雜程度應與工件的生產綱領相適應。工件生產批量大，允許設計較復雜、效率較高的夾緊裝置。（4）具有良好的結構工藝性和使用性。盡量簡單，便于維修制造，操作安全方便，并且省力。綜上所述為了是夾具結構更簡單，操作更方便動力裝置采用手動夾緊 ，由于工件的結構性和工藝性不復雜要求也不高，所以，為了快速裝卸工件，采用螺釘及墊圈相配合的夾緊機構夾緊機構。4.4.3夾緊力的計算在分析夾緊力時，可把螺旋看做是一個纏繞在圓柱體上的斜面，展開后就相當于斜楔了。螺旋夾緊產生的夾緊力計算公式如下：式中 單個螺旋夾緊產生的夾緊力（N)；作用力臂（mm）；螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm)；其值視螺桿端部的結構 形式而定（mm）；螺桿端部與工件間的摩擦角（）；螺旋副的當量摩擦角（）；螺紋中徑之半（mm）；螺紋深角（）；查表得：求得：螺旋壓板夾緊機構是利用杠桿原理來實現夾緊作用。其好處是：增大夾緊力，改變夾緊力作用方向，增大夾緊行程。它可以繞水平軸翻轉，增力顯著，夾緊時既省力又迅速可靠。4.6夾具的精度分析使用夾具的首要目的在于保證工件的加工質量，具體來說，使用夾具加工時必須保證工件的尺寸精度、形狀精度和位置精度。用夾具裝夾工件進行機械加工時，其工藝系統中影響工件加工件精度的因素很多。有定位誤差、對刀誤差 、夾具在機床上的安裝誤差、影響加工精度的其他因素綜合稱為加工方法誤差 、夾具誤差、加工總誤差。（1）定位誤差。此工件的定位誤差為，工件定位孔與定位心軸的最大配合間隙。工件定位孔的尺寸為80H7，定位心軸的尺寸為80g6。=（2）對刀誤差。因為刀具相對于刀或導向元件的位置不精確而造成的加工誤差，稱為對刀誤差。鉆套導向孔的尺寸為50F7，鉆頭尺寸為50h9。對刀誤差為鉆頭與導向孔的最大間隙=（3）夾具的安裝誤差。因夾具在機床上安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。因為安裝基面為平面，所以安裝誤差，為0.（4）夾具誤差。因夾具上定位元件、對刀或導向元件、分度裝置及安裝基準之間的位置而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。該夾具的夾具誤差為=0.03mm。（5）加工方法誤差。因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統的受力變形和熱變形等因素造成的加工誤差，統稱為加工方法誤差。根據經驗=/3。（6）根據在夾具加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和=0.0798mm保證工件加工精度的條件是：=，所以加工總誤差應小于工件尺寸公差。為了保證夾具的使用壽命，防止夾具過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需要留出一定的精度儲備量。所以將上式改寫為或-0當JC0時，夾具能滿足工件的加工要求。JC值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。因為-=0.02.20所以該 夾具能保證加工總 結本次課程設計是對本學期所學機床夾具設計課程和以前學的專業(yè)知識以及實訓知識的檢驗和應用。夾具設計作為工科學院校廣大學生的必修環(huán)節(jié)，不僅是鞏固大學生大學所學知識的重要環(huán)節(jié)，而且也是檢驗我們綜合應用知識的能力，是我們參加工作前的實踐性鍛煉。通過這幾周的學習和對有關資料的查詢，我們小組的每位成員都很積極參加進去，一起運用所學的專業(yè)知識和從與專業(yè)相關的課程為出發(fā)點，并復習所學的制圖軟件AUTO/CAD、UG的運用，同時學習了其他一些相關軟件的應用。在此夾具過程也廣泛接觸、應用一些辦公軟件，豐富了自己的知識水平。在設計思想中，盡可能體現了我們所學的知識的掌握和了解的相關知識。通過設計，使我能熟悉地查找和應用有關參考資料、計算圖表、手冊、圖冊和規(guī)范，熟悉有關國家標準。本次夾具設計是學習機械專業(yè)以來又一次獨立的機械設計。在設計過程中不僅要考慮理論上的可行性，還要考慮生產上的安全性和經濟合理性。 在以前機械基礎知識的學習中，我對于機械設計的認識是很有限的， 我們所遇到的關于專業(yè)的實際應用也僅限于書上的例題和為了考試做的一些資料，它們都是理論上的或者局部的計算，而這次的夾具設計讓我接觸到完完整整的機械產品計算和一些輔助設備的計算。讓我感覺到，光是平時學習的內容對于在機械方面的應用是遠遠不夠的， 這需要我們 平時自覺的培養(yǎng)自己的自學能力，設計中我學會了離開老師進行自主學習，參看多本指導書，完善自己的設計。通過本次夾具設計的訓練， 讓我對自己的專業(yè)有了更加感性和理性的認識，這對我們的繼續(xù)學習是一個很好的指導方向，我們了解了機械設計的基本內容，掌握了化工設計的主要程序和方法，增強了分析和解決機械實際問題的能力。同時，通過本次設計，還使我們樹立了正確的設計思想，培養(yǎng)實事求是、嚴肅認真、高度負責的工作作風， 加強機械設計能力的訓練和培養(yǎng)嚴謹求實的科學作風更尤為重要。致 謝這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。參考文獻1、鄭和東、成海濤主編機械制圖哈爾濱工程大學出版 20092、涂序斌、伍春蘭主編互換性與測量技術哈爾濱工程大學出版社3、陸劍中、孫家寧主編金屬切削原理與刀具機械工業(yè)出版社 20094、吳拓主編機械制造工藝與機床夾具課程設計指導第2版機械工藝出版社 5、李名望機床夾具設計實例教程北京；化學工業(yè)出版社，20097、皮智謀 任成高 任東等機械設計與制造長沙；湖南大學出版社，201216齒輪零件的車床夾具設計車床夾具主要用于零件的旋轉表面以及端面。因而車床夾具的主要特點是工件加工表面的中心線與機床主軸的回轉軸線同軸。1.1 車床夾具的主要類型（1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設計的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點是加工時隨機床主軸一起旋轉，刀具做進給運動定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機構。角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉端面時，由于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具?；ūP式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復雜工件的外圓和內孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。（2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉運動，夾具做進給運動。由于后一類夾具應用很少，屬于機床改裝范疇。而生產中需自行設計的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以齒輪零件在車床上加工用專用夾具。1.2車床夾具的設計要點（1）定位裝置的設計特點和夾緊裝置的設計要求當加工回轉表面時，要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結構和布置必須保證這一點。當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯系或相互位置精度要求時，則應以夾具的回轉軸線為基準來確定定位元件的位置。工件的夾緊應可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。（2）夾具與機床主軸的連接車床夾具與機床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉軸線與臥式車床主軸軸線應具有盡可能小的同軸度誤差。心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。根據徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機床主軸上的安裝連接一般有兩種方式：1)對于徑向尺寸D140mm，或D(23)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。2)對于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結構。圖1-b所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機床主軸的同軸度。對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結構，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.050.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準確、剛度好。圖1 車床夾具與機床主軸的連接過渡盤常作為車床附件備用，設計夾具時應按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結構尺寸，可查閱有關手冊1.3齒輪零件的車床專用夾具的總體設計（1） 夾具的總體結構應力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。（2） 當工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉軸線不平衡時，將產生較大的離心力和振動，影響工件的加工質量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產，特別是在轉速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產中，常用適配的方法進行夾具的平衡工作。（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應該加防護罩。1.4齒輪零件的車床夾具的加工誤差分析工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。如夾具圖所示，齒輪在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述：（1）定位誤差由于C面既是工序基準，又是定位基準，基準不重合誤差為零。工件在夾具上定位時，定位基準與限位基準是重合的，基準位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。（2）夾具誤差夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，即夾具總圖上尺寸的公差為0.02，以及限位基面相對安裝基面C的平行度誤差是0.01.（3）安裝誤差因為夾具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計。（4）加工方法誤差如車床主軸上安裝夾具基準與主軸回轉軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取=/3=0.05/3=0.017mm齒輪零件的車床夾具總加工誤差是： 精度儲備：故此方案可行。夾具設計及操作的簡要說明由于是大批大量生產，主要考慮提高勞動生產率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用平面定位三個自由度，短心軸定位兩個自由度，用鍵槽定位最后一個轉動自由度，手動螺旋夾緊。