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XXXXXX設計
目錄
1緒論 1
1.1課題背景 1
1.2夾具的發(fā)展史 1
1.3小結 1
2 撥叉加工工藝規(guī)程設計 3
2.1零件的分析 3
2.1.1零件的作用 3
2.1.2零件的工藝分析 3
2.2確定生產類型 3
2.3確定毛坯 3
2.3.1確定毛坯種類 3
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 3
2.3.3繪制鑄件零件圖 4
2.4工藝規(guī)程設計 4
2.4.1選擇定位基準 4
2.4.2制定工藝路線 4
2.4.3選擇加工設備和工藝設備 6
2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 6
2.5確定切削用量及基本工時 8
2.5.1工序1：粗銑Φ25H7的兩側面 8
2.5.3工序3：鉆Φ25H7的通孔 9
2.5.4工序4：擴Φ25H7的通孔 10
2.5.5工序5：鉸Φ25H7的通孔 11
2.5.6工序6：粗銑a、b面 12
2.5.7工序7：粗銑Φ60H12孔的兩面 13
2.5.8工序8：精銑Φ60H12孔的兩面 14
2.5.9工序9：粗鏜下端Φ60H12的孔 14
2.5.10工序10：半精鏜下端孔到Φ60H12 15
2.5.11工序11：粗銑16H11的槽 15
2.5.12工序12：半精銑16H11的槽 16
2.5.13工序13：鉆Φ20.50的孔 17
2.5.14工序14：攻M22×1.5的螺紋 18
2.5.15工序15：銑開Φ60H12的孔 19
2.6本章小結 19
第3章 銑斷氣動夾具設計 20
3.1 基本夾具設計原理 20
3.2定位基準的選擇 20
3.3 切削力及夾緊分析計算 21
3.4確定夾具結構，確定夾緊機構（氣壓夾緊）方案 21
3.5 誤差分析與計算 23
3.6 零、部件的設計與選用 24
3.6.1定位銷選用 24
3.6.2夾緊裝置的選用 24
3.6.3 定向鍵與對刀裝置設計 25
3.7 確定夾具的夾具體結構和總體結構 27
3.8 夾具設計及操作的簡要說明 28
總 結 29
參考文獻 30
1
1緒論
1.1課題背景
隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現，機械制造工藝正向著高質量、高生產率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。
“工欲善其事，必先利其器?！?
工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質量、生產率和產品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
1.2夾具的發(fā)展史
夾具在其發(fā)展的200多年歷史中，大致經歷了三個階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產及內燃機，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結構也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機床—工件—工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點是高效率。在現代化生產的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及適應性方面，已有了相當大的提高。隨著電子技術，數控技術的發(fā)展，現代夾具的自動化和高適應性，已經使夾具與機床逐漸融為一體，使得中，小批量生產的生產效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產的水平。這是夾具發(fā)展的第三個階段，這一階段，夾具的主要特點是高精度，高適應性。可以預見，夾具在不一個階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。
1.3小結
一項優(yōu)秀的夾具結構設計，往往可以使得生產效率大幅度提高，并使產品的加工質量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結構較復雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設計的高效率夾具。目前，中等生產規(guī)模的機械加工生產企業(yè)，其夾具的設計，制造工作量，占新產品工藝準備工作量的50%—80%。生產設計階段，對夾具的選擇和設計工作的重視程度，絲毫也不壓于對機床設備及各類工藝參數的慎重選擇。夾具的設計，制造和生產過程中對夾具的正確使用，維護和調整，對產品生產的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。
2 撥叉加工工藝規(guī)程設計
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。
2.1.2零件的工藝分析
零件的材料為HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
(1) 中心圓孔Ф。
(2) 的螺紋孔垂直于中心孔，其中心與右面的距離為。
(3) 鍵槽與中心孔有0.08的垂直度，深為。
(4) 半孔與中心孔有的位置關系，其寬為與中心孔有0.1的垂直度。
由上面分析可知，可以先加工撥叉中心孔，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據各加工方法的經濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。
2.2確定生產類型
已知此撥叉零件的生產類型為大批量生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。
2.3確定毛坯
2.3.1確定毛坯種類
零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構不是太復雜，生產類型為大批生產，故選擇金屬型鑄造毛坯。
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀
查《機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊》125頁表1-4-7，選用各個加工面的鑄件機械加工余量均為3mm。
2.3.3繪制鑄件零件圖
圖2.1 零件毛坯圖
2.4工藝規(guī)程設計
2.4.1選擇定位基準
①粗基準的選擇
以零件的下端孔為主要的定位粗基準，以較大面a面為輔助粗基準。
②精基準的選擇
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準，以下端孔為輔助的定位精基準。
2.4.2制定工藝路線
根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用各種機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
表2.1工藝路線方案一
工序號
工序內容
工序一
鉆、擴、鉸Φ25H7的通孔
工序二
粗銑a、b面，使粗糙度達到6.3，a面到Φ25H7的孔中心距為，b面到Φ25H7的中心距為36
工序三
粗銑、半精銑16H11的槽
工序四
粗銑下端圓孔的兩側面，使兩面之間的距離為12d11
工序五
①粗鏜下端圓孔的內孔到Φ59②半精鏜此孔到Φ60H12
工序六
銑開下端圓孔
工序七
鉆Φ20.50的孔，垂直于Φ25H7的通孔
工序八
攻M22×1.5的螺紋
工序九
鉗工打毛刺
工序十
檢驗
表2.2工藝路線方案二
工序號
工序內容
工序一
粗銑Φ25H7的兩側面，使兩面間距為80
工序二
粗銑平下端孔側面的工藝凸臺
工序三
鉆Φ25H7的通孔
工序四
擴Φ25H7的通孔
工序五
鉸Φ25H7的通孔
工序六
粗銑a、b面，使粗糙度達到6.3，a面到Φ25H7的孔中心距為，b面到Φ25H7的中心距為36
工序七
粗銑Φ60H12孔的兩面，使兩面的間距為14
工序八
精銑Φ60H12孔的兩面，使兩面的間距為12d11，粗糙度3.2
工序九
粗鏜下端孔
工序十
半精鏜下端孔到Φ60H12，粗糙度達到3.2
工序十一
粗銑16H11的槽
續(xù)表2.2
工序十二
半精銑16H11的槽
工序十三
鉆Φ20.50的孔，垂直于Φ25H7的通孔
工序十四
攻的螺紋
工序十五
銑開Φ60H12的孔
工序十六
鉗工打毛刺
工序十七
檢驗
工藝立方案的比較與分析：
上述兩個工藝方案的特點在于：方案二是加工工序分散，適合流水線生產，縮短裝換刀具的時間。加工完前次的又可成為下次加工的基準，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對大批量生產是很合適的。方案一把工件加工工序分得很紊亂并且很集中，基準得不到保證，加工出來的精度低，不符合現代化的生產要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產，所以采用方案二比較合適。
2.4.3選擇加工設備和工藝設備
①機床的選擇
工序1、7、8、11、12、15采用X6022型臥式銑床
工序2、6采用X5028立式銑床
工序3、4、5、13、14 采用Z535立式鉆床
工序9、10采用T618臥式鏜床
②選擇夾具
該撥叉的生產綱領為大批生產，所以采用專用夾具。
③選擇刀具
在銑床上加工的各工序，采用硬質合金銑刀即可保證加工質量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質合金鉸刀。
④選擇量具
加工的孔均采用極限量規(guī)。
⑤其他
對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。
2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定
根據前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：
表2.3各加工工序的加工余量及達到的尺寸、經濟度、粗糙度
工序號
工序內容
加工余量
經濟精度
工序尺寸
表面粗糙度
工序余量
最小
最大
1
粗銑Φ25H7的兩側面
3
IT11
80
6.3
-0.1
0.1
2
粗銑平下端孔側面的工藝凸臺
3
IT11
0
6.3
-0.1
0.1
3
鉆Φ25H7通孔
IT12
6.3
-1
1
4
擴Φ25H7通孔
2.0
IT12
3.2
-0.05
0.05
5
鉸Φ25H7通孔
0.2
IT8
1.6
-0.006
0.006
6
粗銑a、b面
粗銑a面
3
IT12
(距中心孔)
6.3
-0.1
0.1
粗銑b面
36(距中心孔)
7
粗銑Φ60H12孔的兩面
2
IT11
6.3
-0.1
0.1
8
精銑Φ60H12孔的兩面
1
IT9
3.2
-0.05
0.05
9
粗鏜下端孔
2.5
IT13
6.3
-0.2
0.2
10
半精鏜下端孔
0.5
IT11
3.2
-0.02
0.02
續(xù)表2.3
11
粗銑16H11的槽
IT11
6.3
-0.1
0.1
12
半精銑16H11的槽
1
IT10
3.2
-0.02
0.02
13
鉆Φ20.50的孔
IT13
6.3
-1
1
14
攻的螺紋
15
銑開Φ60H12的孔
4
IT13
6.3
-0.05
0.05
2.5確定切削用量及基本工時
2.5.1工序1：粗銑Φ25H7的兩側面
機床：X6022型臥式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據參考文獻[3]表2.4-81,
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min
2.5.2工序2：粗銑平下端孔側面的工藝凸臺
機床：X5028
刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數
①粗銑a面
銑削深度
每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉速：，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.52min
2.5.3工序3：鉆Φ25H7的通孔
工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?5mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機床為Z535立式鉆床。鉆頭為?22mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃。
確定鉆削用量
①確定進給量 根據參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。
根據參考文獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據參考文獻[2]，表28-9，允許的進給量。
由于所選進給量遠小于及，故所選可用。
②確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據參考文獻[2]，表28-15，由插入法得
，
，
由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。
根據參考文獻[2]，由表28-3，，，故
查Z535機床說明書，取。實際切削速度為
由參考文獻[2]，表28-5，，故
③校驗機床功率 切削功率為
機床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應地
，，
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.76min
2.5.4工序4：擴Φ25H7的通孔
加工機床為Z535立式鉆床。擴孔鉆為?24.7mm標準高速鋼擴孔鉆；
確定擴孔切削用量
①確定進給量 根據參考文獻[2]，表28-31，有
。根據Z535機床說明書，取=0.57mm/r。
②確定切削速度及 根據表28-33，取。修正系數：
，
故
查機床說明書，取。實際切削速度為
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度，有：
刀具切出長度： 取
走刀次數為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.16min
2.5.5工序5：鉸Φ25H7的通孔
加工機床為Z535立式鉆床。鉸刀為?25mm標準高速鉸刀。
確定鉸孔切削用量
①確定進給量 根據表28-36，，按該表注4，進給量取小植。查Z535說明書，取。
②確定切削速度及 由表28-39，取。由表28-3，得修正系數
，
故
查Z535說明書，取，實際鉸孔速度
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度，
刀具切出長度： 取
走刀次數為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.51min
該工序的加工機動時間的總和是：
2.5.6工序6：粗銑a、b面
機床：X5028
刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數
①粗銑a面
銑削深度
每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉速：，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：2.03min
②粗銑b面
同樣的銑削深度
每齒進給量：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉速：，
取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.52min
2.5.7工序7：粗銑Φ60H12孔的兩面
機床：X6022型臥式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為14)，材料：， ，齒數，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度：
每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據參考文獻[3]表2.4-81,
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.57min
2.5.8工序8：精銑Φ60H12孔的兩面
機床：X6022型臥式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為)，材料：， ，齒數Z=25，為細齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-31
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.94min
2.5.9工序9：粗鏜下端Φ60H12的孔
機床：臥式鏜床
刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：，毛坯孔徑。
進給量：根據參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=2.5mm。因此確定進給量。
切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9取
機床主軸轉速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-41取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數：
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-37工步輔助時間為：2.61min
2.5.10工序10：半精鏜下端孔到Φ60H12
機床：臥式鏜床
刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：
進給量：根據參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進給量
切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9，取
機床主軸轉速：
，取
實際切削速度，：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數：
機動時間：
所以該工序總機動工時
查參考文獻[1]，表2.5-37工步輔助時間為：1.86min
2.5.11工序11：粗銑16H11的槽
機床：X6022型臥式銑床
刀具：錯齒三面刃銑刀
切削深度：
根據參考文獻查[1]表4.4-8有：
刀具的直徑D=80mm，刀具的齒數 Z=14，刀具的寬度L=14mm。
查[2]表2.4-76得：
進給量,根據參考文獻[3]表查得切削速度，
機床主軸轉速：
，
按照參考文獻[2]表3.1-74取
實際切削速度：
進給量：
機床工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
=42mm
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.92min
2.5.12工序12：半精銑16H11的槽
機床：X6022型臥式銑床
刀具：錯齒三面刃銑刀
刀具直徑D=80，齒數Z=14，寬度L=16。
切削深度：
根據參考文獻[2]表查得：進給量,根據參考文獻[3]表查得切削速度，
機床主軸轉速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74取
實際切削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
=42mm
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.41min
本工序機動時間
2.5.13工序13：鉆Φ20.50的孔
機床：Z535立式鉆床
刀具：20.50直柄短麻花鉆
確定鉆削用量
確定進給量 根據參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。
根據參考文獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據參考文獻[2]，表28-9，允許的進給量。
由于所選進給量遠小于及，故所選可用。
確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據參考文獻[2]，表28-15，由插入法得
，
，
由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。
根據參考文獻[2]，由表28-3，，，故
查Z535機床說明書，取。實際切削速度為
由參考文獻[2]，表28-5，，故
校驗機床功率 切削功率為
機床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應地
，，
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.58min
2.5.14工序14：攻M22×1.5的螺紋
機床：Z535立式鉆床
刀具：細柄機用絲錐（）
進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取
機床主軸轉速：，取
絲錐回轉轉速：取
實際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.33min
2.5.15工序15：銑開Φ60H12的孔
機床：X6022型臥式銑床
刀具：中齒鋸片銑刀
刀具直徑D=80mm，齒數Z=32，寬度L=4mm。
切削深度：
根據參考文獻[2]表查得：進給量,根據參考文獻[3]表查得切削速度，
機床主軸轉速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74取
實際切削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
=41mm
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.59min
2.6本章小結
本章節(jié)主要從零件的結構和外型入手分析，從而得出設計毛坯的依據。再查閱有關資料，設計出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進行比較，選取一個最佳方案來。在計算每一步的切削用量時，先選用刀具和機床，再查閱資料找出進給量，由它算出機床所需的轉速，翻閱機床手冊選一個最接近它的一值。算切削速度、機動時間等。
第3章 銑斷氣動夾具設計
3.1 基本夾具設計原理
下面具體夾具設計原則：
（1）6定位原理
通過理論力學在具有六個自由度，平移和旋轉的三個軸的，沿X，Y，Z圍繞三個軸，即鋼體的自由狀態(tài)的理解，在該空間，如圖所示。與X，Y，Z和X，Y，Z分別沿運動的三條軸線和圍繞自由的三個軸的旋轉。在夾具上，用6錨與工件分別適當接觸，并限制六度工件的自由的原則，稱為6定位原理。
定位的幾起案件的原則，（2），應用程序
○1完全定位是指所有六度工件自由度受到限制
○2部分的定位
當工件的定位，而不是所有的情況下都完全定位為在工件上。
○3在位置（復位）
重復幾個支撐點位限制了一個自由度，叫過定位。
A，一般情況下，你應該避免使用的定位。
B，也有合理的定位應用
而在夾具定位工件，通常以避免“過度定位”，但在某些條件下，“過度定位”，但良好的結果可以得到一個合理的使用。此剛性弱，高精度航天，儀表工件更顯著。我們都熟悉的安裝轉動長軸，工件進三爪卡盤和尾座支持的尖端另一端的長軸結束的時候。這是一個“過度定位”定位。剛好在所述工件能夠定位不同的基準和工具（夾具）嚴格控制的缺點的定位可以省略的形式和位置誤差。工件支撐件的剛性的，因為被增強，以支持幫助實現工件以便易于安裝的一個穩(wěn)定的，可靠的定位，加工質量和效率大大提高。。
3.2定位基準的選擇
方案：選一面兩銷定位方式，
銑該槽時其對孔的中心線有對稱度以及槽兩邊的平行度要求。為了使定位誤差達到要求的范圍之內，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結構上簡單易操作。一面即為撥叉底平面；兩銷為的短圓柱銷和的棱形銷。
3.3 切削力及夾緊分析計算
刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質合金）
刀具有關幾何參數：
由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：
有：
根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值，即：
安全系數K可按下式計算：
式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數：
由此可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，
為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。
由零件圖可知：定位、夾緊方案有：
采用一面2銷定位,采用氣缸夾緊
為了使定位誤差達到要求的范圍之內，這種定位在結構上簡單易操作。
3.4確定夾具結構，確定夾緊機構（氣壓夾緊）方案
1．夾緊裝置的組成
工件在夾具中正確定位后，由夾緊裝置將工件夾緊。夾緊裝置的組成有：
?1）動力裝置：產生夾緊動力的裝置。
?2）夾緊元件：直接用于夾緊工件的元件。
?3）中間傳力機構：將原動力以一定的大小和方向傳遞給夾緊元件的機構。
2．對夾緊裝置的要求
1）夾緊過程不得破壞工件在夾具中占有的定位位置。
2）夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中定位的穩(wěn)定性，又要防止因夾緊力過大損傷工件表面或使工件產生過大的夾緊變形。
3）操作安全、省力。
4）結構應盡量簡單，便于制造，便于維修。
典型夾緊機構
1．斜楔夾緊機構
斜楔是夾緊機構中最為基本的一種形式，它是利用斜面移動時所產生的力來夾緊工件的，常用于氣動和氣壓夾具中。在手動夾緊中，斜楔往往和其他機構聯合使用。
斜楔夾緊機構的缺點是夾緊行程小，手動操作不方便。斜楔夾緊機構常用在氣動、氣壓夾緊裝置中，此時斜楔夾緊機構不需要自鎖。
2．螺旋夾緊機構
采用螺旋裝置直接夾緊或與其他元件組合實現夾緊的機構，統(tǒng)稱螺旋夾緊機構。螺旋夾緊機構結構簡單，容易制造。由于螺旋升角小，螺旋夾緊機構的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都較大，在手動夾具上應用較多。螺旋夾緊機構可以看作是繞在圓柱表面上的斜面，將它展開就相當于一個斜楔。
3．偏心夾緊機構
偏心夾緊機構是斜楔夾緊機構的一種變型，它是通過偏心輪直接夾緊工件或與其他元件組合夾緊工件的。常用的偏心件有圓偏心和曲線偏心，圓偏心夾緊機構具有結構簡單，夾緊迅速等優(yōu)點；但它的夾緊行程小，增力倍數小，自鎖性能差，故一般只在被夾緊表面尺寸變動不大和切削過程振動較小的場合應用。
4．定心夾緊機構
定心夾緊機構能夠在實現定心作用的同時，又起著將工件夾緊的作用。定心夾緊機構中與工件定位基面相接觸的元件，既是定位元件，又是夾緊元件。
5．鉸鏈夾緊機構
鉸鏈夾緊機構是一種增力裝置，它具有增力倍數較大、摩擦損失較小的優(yōu)點，廣泛應用于氣動夾具中。
6．聯動夾緊機構
圖2－3雙向作用固定式活塞氣缸圖
1－前蓋?2－氣缸體?3－活塞桿?4－活塞?5－密封圈?6－后蓋
聯動夾緊機構是一種高效夾緊機構，它可通過一個操作手柄或一個動力裝置，對一個工件的多個夾緊點實施夾緊，或同時夾緊若干個工件。
夾緊的動力裝置
在大批大量生產中，為提高生產率、降低工人勞動強度，大多數夾具都采用機動夾緊裝置。驅動方式有氣動、液動、氣液聯合驅動，電（磁）驅動，真空吸附等多種形式。
1．氣動夾緊裝置
氣動夾緊裝置以壓縮空氣作為動力源推動夾緊機構夾緊工件。常用的氣缸結構有活塞式和薄膜式兩種。
活塞式氣缸按照氣缸裝夾方式分類有固定式、擺動式和回轉式三種，按工作方式分類有單向作用和雙向作用兩種，應用最廣泛的是雙作用固定式氣缸。
2．氣壓夾緊裝置
氣壓夾緊裝置的結構和工作原理基本與氣動夾緊裝置相同，所不同的是它所用的工作介質是壓力氣壓。與氣壓夾緊裝置相比，氣壓夾緊具有以下優(yōu)點：
①?傳動力大，夾具結構相對比較小；
② 氣壓液不可壓縮，夾緊可靠，工作平穩(wěn)；
③ 噪聲小。它的不足之處是須設置專門的氣壓系統(tǒng)，應用范圍受限制。
3.5 誤差分析與計算
該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為。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。
與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻[5]可得：
⑴ 兩定位銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
且：L=270mm ，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
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.6 零、部件的設計與選用
3.6.1定位銷選用
本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數如下表：
表5.1 定位銷
d
H
D
公稱尺寸
允差
14～18
16
15
～0.011
22
5
1
4
M12
4
表5.2 定位棱銷
d
H
d
公稱尺寸
允差
40～50
20
22
+0.034
～0.023
65
5
3
8
1
6
1.5
3.6.2夾緊裝置的選用
該夾緊裝置選用移動壓板，其參數如表5.3：
表5.3 移動壓板
公稱直徑
L
6
45
20
8
19
6.6
7
M6
5
3.6.3 定向鍵與對刀裝置設計
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產生的扭轉力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據GB2207—80定向鍵結構如圖所示：
圖5.1 夾具體槽形與螺釘
根據T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結構尺寸如表5.4：
表5.4 定向鍵
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
18
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。
由于本道工序是完成撥叉槽精銑加工，所以選用對刀塊。根據GB2243—80側裝對刀塊的結構和尺寸如圖5.2所示：
塞尺選用平塞尺，其結構如圖5.3所示：
圖5.3 平塞尺
塞尺尺寸參數如表5.5：
表5.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
3.7 確定夾具的夾具體結構和總體結構
對夾具體的設計的基本要求
（1）應保持精度和穩(wěn)定性
在夾緊面的面，所述夾緊的刀座的安裝表面上安裝特定的足夠的精確度是重要的，如接觸位置的安裝，穩(wěn)定特定的文件夾之間的位置精度，該文件夾應使?jié)沧⒌幕炷粒匣?，退火處理?
（2）應具有足夠的強度和剛度
確保這一過程不會導致夾緊力，外力如變形和振動切削力是不允許的，夾緊應具有足夠的厚度，剛性可以適當地加強。
（3）的方法和結構應該是良好的
剪輯較大的外觀，更復雜的結構的相互位置精度要求的部件，和每個高，特別關注的表面之間應該是結構的過程中，以促進工件被加工，夾子，維修。然后滿足的前提下，功能性要求（剛度和強度），應能減少體積，以減輕重量，所述結構應該是簡單的。
（4）應該是容易去除鐵
在這一過程中，鐵會繼續(xù)夾持積累，如果不消除，熱的積累會破壞切削夾具的定位精度，投擲鐵可卷繞定位部件，該定位精度會受損，或者甚至發(fā)生意外。因此，鐵并不多在此過程中，可適當增加定位裝置和所述夾持面，以增加鐵空間之間的距離：在切割過程中產生更多的，一般應在頂部鉗位。
（5）安裝應牢固可靠
所有通過夾緊夾具安裝在所述安裝面與相應的接觸面或實施上。當夾子安裝在重心，夾具應盡可能地低，支承面積應足夠大，以安裝精度高，以保證穩(wěn)定和可靠的安裝。底部夾通常是中空的，確定一個特定的文件夾結構，然后繪制夾具布局。在圖中所示的夾具組件。
過程中，該夾具將承受較高的夾緊力切削力，造成的沖擊和振動，夾具的形狀，這取決于布局和夾具連接，因此固定件必須有足夠的強度和剛度。在形成所述夾具的一部分的過程中的芯片將下降，積累太多會影響工件夾緊和可靠的定位，因此，夾具的設計必須考慮到的結構應便于鐵。此外，夾送技術，經濟的具體結構和操作，安裝方便，也應在設計中考慮。夾具將落入一個部分的處理過程中形成的切屑，切削積累太多會影響定位和工件的可靠的夾緊，因此，夾具的設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。
3.8 夾具設計及操作的簡要說明
此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。圓臺外圓及兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的端面作為定位精基準，來設計本道工序的夾具，以已加工好的端面作為定位夾具。
氣壓缸左腔進氣壓時，活塞和缸筒分別向兩側移動，各鉸鏈和連桿運動，使壓板頭向下壓緊工件；氣壓缸右腔進氣壓時，活塞和缸筒都向內移動，壓板頭抬起松開工件。
如前所述，應該注意提高生產率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。
此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現象，選用可換定位銷。以便隨時根據情況進行調整換取。
由于大量量產，主要考慮提高勞動生產率。因此，設計時，需要更換零件需要快速的處理速度。此夾具設計，大平面具有三個自由度移動至夾緊位置，定位兩個自由度，與定位塊定位最終旋轉自由度。在這一點上，雖然有被找到，但經過精加工底面是表面，定位是允許的。
總 結
經過差不多一個學期的緊張的設計，在指導老師及其他老師的幫助下，通過查閱大量的資料，參觀工廠的設備，認真地進行了這次設計。通過這次設計，使我對工藝路線的制定和工藝規(guī)程的安排以及工裝的選擇和設計有了更深刻的了解和掌握。也使我對于一個工藝員所從事的工作有了深層次體會，培養(yǎng)了實際工作能力，特別是分析問題和解決問題的能力，可以說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XX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設計。
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