《156FM凸轮轴调节叉加工工艺及夹具设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《156FM凸轮轴调节叉加工工艺及夹具设计.doc（36页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、 分 类 号 密 级 宁xx学院毕业设计(论文)156FM凸轮轴调节叉加工工艺及夹具设计所在学院机械与电气工程学院专 业机械设计制造及其自动化班 级08机自（1）班姓 名学 号指导老师2012年 4 月 1 日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文156FM凸轮轴调节叉加工工艺及夹具设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 2012年 4 月 1 日摘 要本文是对156FM凸轮轴调节叉零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、
2、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对156FM凸轮轴调节叉零件的两道工序的加工设计了专用夹具.机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计镗床夹具和铣床夹具，最后设计了一副检验夹具。关键词：调节叉，加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具AbstractThis article is on the156FM camshaft adjusting fork parts processing
3、 application and processing technology and analysis, including the spare parts diagram analysis, the choice of blank, parts of the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing method, the rational desig
4、n of machining process. In addition to the156FM camshaft adjusting fork parts of the two process designing special fixture.Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widel
5、y used in batch production, designed for a certain workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design jig boring machine and milling fixture, the des
6、ign of a test fixture.Key Words:Adjust the fork，Processing technology, processing method, process documentation, fixture目 录摘 要IAbstract1目 录2第1章 绪论11.1 机械加工工艺概述11.2机械加工工艺流程11.3夹具概述21.4机床夹具的功能21.5机床夹具的发展趋势31.5.1机床夹具的现状31.5.2现代机床夹具的发展方向4第2章156FM凸轮轴调节叉的加工工艺规程设计52.1零件的分析52.1.1零件的作用52.1.2零件的工艺分析52.2确定生产类型
7、62.3确定毛坯62.3.1确定毛坯种类62.3.2确定锻件加工余量及形状62.3.3绘制锻件零件图62.4工艺规程设计72.4.1选择定位基准72.4.2制定工艺路线72.4.3选择加工设备和工艺设备92.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定102.5确定切削用量及基本工时112.5.1工序1：粗精铣12H7的两侧面112.5.3工序3：钻12H7的通孔132.5.4工序5：铰12H7的通孔152.5.5工序6：粗铣12H7的两侧面162.5.6工序7：粗铣26孔的两面172.5.7工序8：精铣26孔的两面182.5.8工序10：铣斜面192.5.9工序13：钻铰8的孔202.6本章小结
8、22第3章 镗孔夹具设计233.1问题的提出233.2 定位、夹紧方案的选择233.3切削力及夹紧力的计算243.4 误差分析与计算253.5 零、部件的设计与选用263.6 夹具设计及操作的简要说明273.7 本章小结27第4章 铣床夹具设计294.1问题的指出294.2定位基准的选择294.3 定位方案和元件设计294.4 夹紧机构的设计294.5定位误差的计算294.6 本章小结30第5章 检验夹具的设计315.1题的指出315.2定位基准的选择315.3检验夹具设计315.4检验夹具检测项目325.5 本章小结32结 论33参 考 文 献34第1章 绪论1.1 机械加工工艺概述机械加工
9、工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据
10、了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。1.2机械加工工艺流程机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具
11、体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引
12、进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。1.3夹具概述夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切
13、削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。1.4机床夹具的
14、功能在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。1机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。（1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。（2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。2机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。（1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对
15、刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。（2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。1.5机床夹具的发展趋势随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。1.5.1机床夹具的现状国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约4年就要更新80
16、%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为15%左右。特别是近年来，数控机床（NC）、加工中心（MC）、成组技术（GT）、柔性制造系统（FMS）等新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。2）能装夹一组具有相似性特征的工件。3）适用于精密加工的高精度机床夹具。4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。6）提高机床夹具的标准化程度。1.5.2现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。精密化随着机械产品精度的日益提
17、高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1；用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5m；精密心轴的同轴度公差可控制在1m内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达0.20.5m。高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为2600r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切
18、削速度大幅度提高。柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通
19、用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。第2章156FM凸轮轴调节叉的加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用题目所给的零件是156FM凸轮轴调节叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。2.1.2零件的工艺分析图1.1 凸轮轴调节叉零件图零件的材料为45#，锻造性能和切削加工性能优良。以下是156F
20、M凸轮轴调节叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：(1) 中心圆孔26，12H7。(2) 两端面与中心孔12H7有0.05的垂直度(4) 半孔26与中心孔12H7有51.5的位置关系。由上面分析可知，可以先加工156FM凸轮轴调节叉中心孔，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此156FM凸轮轴调节叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。2.2确定生产类型已知此156FM凸轮轴调节叉零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通
21、用设备为主，大量采用专用工装。2.3确定毛坯2.3.1确定毛坯种类零件材料为45#。考虑零件在机床运行过程中所受冲击大，零件结构复杂，生产类型为大批生产，故选择锻造毛坯。2.3.2确定锻件加工余量及形状查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册112页表1-4-72.3.3绘制锻件零件图 图2.1 零件毛坯图2.4工艺规程设计2.4.1选择定位基准粗基准的选择以零件的下端孔为主要的定位粗基准，以较大面a面为辅助粗基准。精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以加工后的通孔为主要的定位精基准，以下端孔为辅助的定位精基准。2.4.2制定工艺路线根据
22、零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：表2.1工艺路线方案一工序号工序内容工序一钻12H7的底孔11.5工序二铰12H7的通孔,达到图纸尺寸公差工序三粗铣12H7的两端面，使粗糙度达到6.3，使两面间的距离为27工序四精铣12H7的两端面，使粗糙度达到3.2，达到图纸尺寸公差工序五粗铣下端圆孔的两侧面，使两面之间的距离为6.85工序六精铣下端圆孔的两侧面，使两面之间的距离为5
23、.35,留0.5mm的磨削余量工序七磨削26半圆孔两凸台端面,达到图纸尺寸公差4.85和粗糙度要求0.8工序八镗孔26,达到图纸尺寸公差工序九铣削距离为一段工序十铣斜面侧边,使距离12H7中心孔距离为工序十一铣8孔端面,使距离12H7中心孔距离为工序十二钻8的底孔7.5，垂直于12H7的通孔工序十三铰8的孔，垂直于12H7的通孔工序十四钳工打毛刺工序十五检验表2.2工艺路线方案二工序号工序内容工序一锻造毛坯，正火后达到硬度HB167299工序二粗铣12H7的两侧面，使两面间距为27工序三精铣12H7的两侧面，使两面间距为25工序四粗铣26孔的两面，使两面的间距为6.85工序五精铣下端圆孔的两侧
24、面，使两面之间的距离为5.35,留0.5mm的磨削余量工序六钻12H7的底孔11.5工序七铰12H7的通孔工序八镗孔26工序九铣削距离为一段工序十铣斜面侧边,使距离12H7中心孔距离为工序十一铣8孔端面,使距离12H7中心孔距离为工序十二钻8的底孔7.5，垂直于12H7的通孔工序十三铣削爪部开口槽至工序十四热处理HRC555工序十五磨削爪部两端面，达到图纸尺寸公差4.85和粗糙度要求0.8工序十六钳工打毛刺工序十七检验工艺方案的比较与分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案二是加工工序分散，适合流水线生产，缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准，这样使工序非常清晰易提高加工精度，
25、是对大批量生产是很合适的。方案一把工件加工工序分得很紊乱并且很集中，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性，及加工精度，且还是大批生产，所以采用方案二比较合适。工序号工序内容工序一粗铣12H7的两侧面，使两面间距为27工序二精铣12H7的两侧面，使两面间距为25工序三粗铣26孔的两面，使两面的间距为6.85工序四精铣下端圆孔的两侧面，使两面之间的距离为5.35,留0.5mm的磨削余量工序五钻12H7的底孔11.5工序六铰12H7的通孔工序七镗孔26工序八铣削距离为一段工序九铣斜面侧边,使距离12H7中心孔距离为工序十铣8孔端面
26、,使距离12H7中心孔距离为工序十一钻8的底孔7.5，垂直于12H7的通孔工序十二铣削爪部开口槽至工序十三热处理HRC555工序十四磨削爪部两端面，达到图纸尺寸公差4.85和粗糙度要求0.8工序十五钳工打毛刺工序十六检验2.4.3选择加工设备和工艺设备机床的选择 工序1、2、3、4、8、9、12采用X5028立式铣床工序5、6、7、11采用Z535立式钻床选择夹具该156FM凸轮轴调节叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。选择刀具在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔12H7，由于精度不高，可采用硬质合金铰刀。选择量具加工的孔均采用极限量规。其他对垂直度误差采用千分
27、表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。2.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个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达到的尺寸、经济度、粗糙度工序号工序内容加工余量经济精度表面粗糙度工序余量最小最大1粗铣12H7的两侧面3IT116.3-0.10.12粗铣平下端孔侧面的工艺凸台3IT116.3-0.10.13钻12H7通孔IT126.3-114扩12H7通孔2.0IT123.2-0.050.055铰12H7通孔0.2IT81.6-0.0060.0066粗铣12H7的两侧面粗铣左面3I
28、T126.3-0.10.1粗铣右面7粗铣26孔的两面2IT116.3-0.10.18精铣26孔的两面1IT93.2-0.050.059钻铰8的孔IT136.3-112.5确定切削用量及基本工时需说明书、图纸等完整设计请加叩叩2215891151亲，由于某些原因，没有上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE、中英文文献及翻译等），此文档也稍微删除了一部分内容（目录及某些关键内容）如需要的朋友，请联系我的叩扣:2215891151，数万篇现成设计及另有的高端团队绝对可满足您的需要. 此处删除XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
29、XXXXXXXXXXXXXXXXX约5000字,需完整说明书联系Q2215891151。 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.94min2.5.8工序10：铣斜面机床：X5028立式铣床加工余量：3mm。由于零件此处的设计精度不高，用铣削达到尺寸精度的要求铣刀参数：L=10 D=100mm d=30mm ro=15ao=12an=6Z=24 由于宽度为25mm, 故一次走完， ap=3mm由切削用量简明手册表3.3 确定f=0.5mm/r 现取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z选择铣刀
30、磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册表3.7,得最大磨损量为0.5 由表3.8确定刀具寿命：T=120。确定切削速度Vc和每齿进给量：决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、由切削用量简明手册的公式 Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12, n=1000Vc/do=100098.6/3.14100=314r/min根据金属机械加工工艺人员手册X5028立式铣床型铣床说明选nc=300r/min实际速度Vc=donc/1000=94.2m/min 选Vfc=ncf=3000.5=150mm/min 根据X62W型铣床说明书选V
31、f=150mm/minfzc=150/30024=0.020mm/z基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表3.5Tm=(L+L1+)i/Vf=(40+20)2/150=0.8（min） 2.5.9工序13：钻铰8的孔机床：Z535立式钻床刀具：7.8直柄短麻花钻 8铰刀确定钻削用量确定进给量 根据参考文献2，表28-10可查出，查Z535立式钻床说明书，取。 根据参考文献2表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献2，表28-9，允许的进给量。 由于所选进给量远小于及，故所选可用。确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据参考文献2
32、，表28-15，由插入法得 ， ， 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。根据参考文献2，由表28-3，故查Z535机床说明书，取。实际切削速度为 由参考文献2，表28-5，故 校验机床功率 切削功率为 机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地，切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-41工步辅助时间为：1.58min2.6本章小结本章节主要从零件的结构和外型入手分析，从而得出设计毛坯的依据。再查阅有关资料，设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上，将两种方案进行比较，选取一个最佳方案来。在计算每一
33、步的切削用量时，先选用刀具和机床，再查阅资料找出进给量，由它算出机床所需的转速，翻阅机床手册选一个最接近它的一值。算切削速度、机动时间等。第3章 镗孔夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工此156FM凸轮轴调节叉零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计 钻铰孔夹具、铣面夹具及检验夹具各一套。3.1问题的提出本夹具主要用来钻156FM凸轮轴调节叉26孔。这个孔距右平面有尺寸精度要求为，与中心孔垂直。因为位置精度要求不高，也无需表面粗糙度要求，故再本道工序加工时主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。3.2 定位、夹紧方案的选择由零件图可知：在对孔进
34、行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，孔进行了钻、扩、铰加工。因此，定位、夹紧方案有：方案：选底平面、工艺孔和大头孔外圆端来定位，即一面、一短圆柱销和V型块定位，夹紧方式可设计圆环套在大头孔圆周边进行夹紧。方案：应用一面即拨叉底面，一销即定位于大头孔外端的挡销和工艺孔的心轴来定位，夹紧方式就用螺母在心轴上夹紧。方案：选一面两销定位方式，工艺孔用短圆柱销，还有一挡销定位于大头孔外端，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。分析比较上面三种方案：方案中的V型块定位造成过定位，而夹紧方式加大了设计量，装、取工件也不易。方案中的心轴夹紧、定位是不正确的，也端是不加工的，且定位与夹紧应分开，因夹紧
35、会破坏定位。通过比较分析只有方案满足要求，孔其加工与孔的轴线间有尺寸公差，选择小头孔为定位基准来设计镗模，从而保证其尺寸公差要求。3.3切削力及夹紧力的计算镗刀材料：（硬质合金镗刀）刀具的几何参数： 由参考文献5查表可得：圆周切削分力公式： 式中 查5表得： 查5表 取 由表可得参数： 即：同理：径向切削分力公式 ： 式中参数： 即：轴向切削分力公式 ： 式中参数： 即：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数
36、，查参考文献5表可得： 所以有： 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 其中： 螺旋夹紧力：由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用螺丝夹紧机构。3.4 误差分析与计算该夹具以一个平面和和个定位销定位，要求保证孔轴线间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。由5和6可得： 定位误差： 当短圆柱销以任意边接触时 当短圆柱销以固定边接触时 式中为定位孔与定位销间的最小间隙通过分析可得： 因此：当短圆柱销以任意边接触时 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 磨损造成的加工误差：通常不超过
37、 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.5 零、部件的设计与选用1.定位销选用本夹具选用一可换定位销来定位，其参数如下：表3.1 定位销参数dHD公称尺寸允差141816150.01122514M1242夹紧装置的选用该夹紧装置选用螺丝3.6 夹具设计及操作的简要说明如前所述，该工件不但可以采用心轴夹紧、定位，还可设计圆环套来夹紧，但由于心轴的夹紧有可能破坏其定位，不选用该方式，而设计圆环套不易装、取工件，也不选用，为提高生产率，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床
38、夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。3.7 本章小结 镗孔夹具的设计要认真的分析方案，应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，尽可能的考虑多个方面在考虑采取什么样的夹紧的方案的同时，还要考虑误差的存在，要选取最适合的镗孔夹具方案，要考虑怎么去确保零件的尺寸，所以设计夹具是一门很复杂的艺术。图3.1 镗孔夹具装配图第4章 铣床夹具设计4.1问题的指出为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。对于铣削156FM凸轮轴调节叉斜平面，由于
39、对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。4.2定位基准的选择在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。根据本道工序，选G面为定位基准。4.3 定位方案和元件设计根据工序图及对零件的结构的分析，本道工序需限制4个自由度，为了增加定位的可靠行，实际限制了其6个自由度。本夹具采用6点定位原则，用两个固定的支撑板作为一大平面，限制了工件的两个旋转自由度和一个移动自由度；用一个侧向支撑板作为一小平面，限制了工件的一个旋转自由度和一个移动
40、自由度；用一个支撑钉作为止推点，本夹具的止推点采用了自位支撑的方式。4.4 夹紧机构的设计本夹具采用定位销和螺丝进行夹紧，同时保证了夹紧可靠和动作迅速的要求。同时，由于定位销和螺丝属于标准件，可直接购买，降低了夹具的制造成本。4.5定位误差的计算本夹具的定位表面为工序所要求的基准不重合误差JB=0；由于G面是加工表面，根据其制造方式，其表面粗糙度为Ra25，由于H7/g6为间隙配合，最大间隙为0.017因此基准位移误差Jw=0.025+0.017=0.042。总定位误差dw=JB+Jw=0.042=0.333，因此该夹具满足精度要求。4.6 本章小结 铣床夹具的设计本次主要是选择了铣背面，但是
41、看上去比较简单，实际上还是有很多问题存在的，当中也遇到了很多难题，说明平时的基础掌握的不够扎实，很多方面都是考虑不周全的原因，所以夹具设计真的是一门千变万化的艺术，我们以后再工作中也许还会碰到许多这样的夹具，我们不妨多去观察观察，学习学习，以这样的方式来提升自我。图4.1铣斜面夹具装配图第5章 检验夹具的设计5.1题的指出为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证检验效率，降低劳动强度，需要设计检验夹具。在检验时，主要考虑如何降低生产成本和降低劳动强度。5.2定位基准的选择在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序
42、中，应尽量采用同一定位基准进行加工。根据本道工序，选G面为定位基准。5.3检验夹具设计检验夹具:检验工件及装配件的尺寸大小和形状等参数时，用来夹持或安装被测工件(或装配件)，便于进行检测的一种装置。图5.1 检验夹具装配图5.4检验夹具检测项目检验夹具主要测量中心距离51.1,及销孔与中心孔之间的距离14，几个工件能否正常安装上去,可以检验位置关系是否正确的。检验两孔中心距时，图5.1大圆柱销固定在夹具体上，放置工件至图示大致为止，然后装入小圆柱销。如果小圆柱销能够顺利装入，说明是合适的。如果装入太卡或太松，则说明有问题。当检验12H7与8孔的距离位置关系情况时，当二者中心距放置调整下，在图示
43、位置装入小孔销，如果小孔销能正常顺利装入说明合理。如果装入困难或根本无法装入，说明存在问题。5.5 本章小结检验夹具的设计是之前从来没有接触过的，虽然平时在上课的时候，在实训中心的时候都会碰到很多的量具，但是和这种专用夹具还是有很大的区别的，说实话刚开始连什么是检验夹具都不知道，在实习的时候问了一些师傅，也查看了一些书籍，终于算了入门，但是还是存在很多问题的，以后再工作生活中也许还会碰到这样的难题，相信通过这次的设计会好许多。结 论本次设计从零件的毛坯生产到最终成品，中间经过了铣、镗、钻、攻螺纹、打毛刺等工序。因为是大批量生产，工序就分得很散，中间就可省去换刀具和调试的时间。在每道工序中都有计算切削用量和工时。在本次设计中已无大的问题，基本达到了要求。只是在夹具的设计中没有能提出多中方案进行分析比较，有所不足。 参 考 文 献1 李 洪机械加工工艺手册M 北京出版社，200612 陈宏钧实用金属切削手册M 机械工业出版社，200513 上海市金属切削技术协会金属切削手册M上海科学技术出版社，20024 杨叔子机械加工工艺师手册M机械工业出版社，20005 徐鸿本机床夹具设计手
