CA6140 車床法蘭盤加工工藝規(guī)范及夾具設(shè)計(jì)

1、成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文CA6140 車床法蘭盤加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)作者姓名：王二專業(yè)名稱：機(jī)械工程及自動(dòng)化指導(dǎo)教師：張三 講師CA6140車床法蘭盤加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)摘要本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文詳細(xì)介紹了CA6140車床法蘭盤加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)的全過程。論文主要內(nèi)容分為兩大部分：第一部分是車床法蘭盤加工工藝的設(shè)計(jì)，主要包括零件的工藝性分析、毛坯的選擇、定位基準(zhǔn)的選擇、機(jī)械加工工藝路線的確定；第二部分是第8號(hào)工序夾具的設(shè)計(jì)，主要包括設(shè)計(jì)任務(wù)的分析、定位方案的確定、定位誤差的分析，切削力、夾緊力的計(jì)算，夾緊方案以及夾具體部分結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)，最后通過前面的設(shè)計(jì)方案畫出各零件圖和裝配圖。其中

2、專用夾具的設(shè)計(jì)是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。本夾具滿足工件的加工精度要求，性能良好、操作簡(jiǎn)便安全、結(jié)構(gòu)工藝性好，提高了生產(chǎn)率，降低了勞動(dòng)成本。關(guān)鍵詞：法蘭盤 機(jī)械 加工工藝 夾具設(shè)計(jì)- III -AbstractThis thesis introduces the CA6140 lathe flange machining process planning and fixture design process.The main content of this thesis is divided into two parts: the first part is the design of proces

3、sing lathe flange, determine the main parts of the process analysis, including the choice of blank, localization datum choice, machining process; the second part is the design of No. eighth working procedure jig, mainly including the design task analysis, positioning scheme, the position error analy

4、sis, the calculation of cutting force, clamping force, clamping scheme and design specific folder structure, finally, the design scheme to draw the part drawing and assembly drawing. The design of special fixture is the focus of this graduation design.The fixture satisfy the requirements of machinin

5、g accuracy, good performance, simple and safe operation, good structure technology, improve productivity, reduce labor costs.Keywords: Flange plate, Mechanical, Processing technic, Grip design目錄摘要IAbstractII目錄III前言11 零件的分析21.1零件結(jié)構(gòu)功用分析21.2零件技術(shù)條件分析21.3零件結(jié)構(gòu)工藝性分析21.4毛坯類型31.5毛坯余量確定31.6 基準(zhǔn)的選擇32 機(jī)加工工藝路線確定4

6、2.1加工方法分析確定42.2加工順序的安排42.3定位基準(zhǔn)選擇52.4 加工階段的劃分說明52.5 主要加工工序簡(jiǎn)圖52.6工序尺寸及其公差確定112.7設(shè)備及其工藝裝備確定173 夾具的設(shè)計(jì)183.1 機(jī)床夾具的概述183.1.1 機(jī)床夾具的概念183.1.2 機(jī)床夾具的組成183.1.3 機(jī)床夾具的分類183.1.4 機(jī)床夾具的作用193.1.5 夾具設(shè)計(jì)的基本要求203.1.6 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向203.2 設(shè)計(jì)要求的分析213.3 定位方案的確定213.3.1 定位元件的確定223.4 定位誤差的分析計(jì)算233.5 刀具導(dǎo)向和對(duì)刀方案的確定233.6 夾緊方案的確定243.6.1

7、 鉆削力、夾緊力的計(jì)算243.6.2 夾緊裝置的選擇確定253.7 夾具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)263.7.1 夾具體毛坯的結(jié)構(gòu)與類型的確定263.7.2夾具體外形尺寸的確定263.8 其他元件的設(shè)計(jì)確定26結(jié)論27致謝29參考文獻(xiàn)30前言專用夾具是指在制造加工過程中使工件定位和夾緊保證加工精度的特殊工具。眾所周知，夾具是提供支撐和夾緊工件的工藝設(shè)備。夾具能消除制造過程中由于個(gè)體標(biāo)注、定位和頻繁檢查引起的誤差，使工件質(zhì)量保持基本一致，從而提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。由于這些不可替代的功能和優(yōu)勢(shì)，夾具廣泛運(yùn)用于工廠的實(shí)際生產(chǎn)。夾具設(shè)計(jì)的是否合理，直接影響工件的質(zhì)量、產(chǎn)量和加工成本。只有正確應(yīng)用夾具設(shè)計(jì)的基本

8、原理和知識(shí)，熟練掌握夾具的設(shè)計(jì)方法，才能設(shè)計(jì)出合理的夾具。一個(gè)優(yōu)良的夾具必須滿足下列基本要求：保證工件的加工精度，提高生產(chǎn)率、降低成本、提高經(jīng)濟(jì)性，操作方便、省力和安全，便于排屑，結(jié)構(gòu)工藝性要好等。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)完大學(xué)的全部課程后進(jìn)行的，是對(duì)我們大學(xué)四年年學(xué)習(xí)的一次深入的綜合性的總考核，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決實(shí)際問題，初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（CA6140車床法蘭盤）的加工工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手

9、冊(cè)、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次綜合實(shí)踐機(jī)會(huì)。 因此，它在我們大學(xué)生活中占有重要地位。就我個(gè)人而言，我也希望通過這次設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，對(duì)未來的工作發(fā)展打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教。1 零件的分析1.1零件結(jié)構(gòu)功用分析法蘭盤是可用于連接其他零件或可用于增加其他零件強(qiáng)度的一種零件。本法蘭盤是回轉(zhuǎn)面和平面的結(jié)合，內(nèi)部由階梯孔和螺紋孔組成，其要求有較高的耐磨性，較高的強(qiáng)度和回轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。1.2零件技術(shù)條件分析1.法蘭盤本身精度：外圓80 0 -0.019尺寸公差等級(jí)IT11，

10、表面粗糙度Ra為1.6m，52-0.01 -0.029尺寸公差等級(jí)為IT6，表面粗糙度Ra為1.6m，120 0 -0.22尺寸公差等級(jí)IT14，表面粗糙度Ra為3.2m，內(nèi)孔62公差等級(jí)為IT7，36+0.025 0尺寸公差等級(jí)IT6，65表面粗糙度Ra為1.6m，距離36+0.025 0為34.5-0.30 -0.80的平面公差等級(jí)IT13。 2.位置精度，內(nèi)孔62相對(duì)于基準(zhǔn)面A、B的跳動(dòng)量要求為0.04。 3.加工此零件時(shí)，應(yīng)盡量統(tǒng)一定位基準(zhǔn)，減少裝夾次數(shù)，這樣有利于保證零件的加工精度。1.3零件結(jié)構(gòu)工藝性分析此法蘭盤是由回轉(zhuǎn)面和平面組成，由零件圖可知，該零件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但零件精度要求

11、高，零件選用材料HT150，該材料用于強(qiáng)度要求不高的一般鑄件，不用人工時(shí)效，有良好的減振性，鑄造性能好。對(duì)法蘭盤的基本要求是高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨性和回轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，因而安排法蘭盤加工過程應(yīng)考慮到這些特點(diǎn)。1.4毛坯類型1、根據(jù)零件材料HT150確定毛坯為鑄件，由于要加工與36的孔中心線距離分別為54和34.5的兩平面，若毛坯外型鑄成120的外圓，材料浪費(fèi)太嚴(yán)重，因此將兩平面直接鑄出。且3-11和3-16.5的內(nèi)孔不鑄出，均在鉆床上鉆出后加工。2. 由于本零件要求生產(chǎn)批量為中批量生產(chǎn)，而且零件加工的輪廓尺寸不大，毛坯鑄造方法選用金屬型鑄造（查機(jī)械制造工藝學(xué)資料 表3.3-3.4），鑄造的毛坯尺寸公

12、差等級(jí)為8級(jí)（查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-24），選擇錯(cuò)型值為0.7（查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-23）。1.5毛坯余量確定對(duì)于批量生產(chǎn)的鑄件加工余量（查機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè) P38表2-11），初步將本零件的加工余量定為5mm，毛坯尺寸偏差由表3.1-21查得為1.8。（機(jī)械加工工藝手冊(cè)）1.6 基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，甚至還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。1、 粗基準(zhǔn)的選擇：要考慮如何分配各加工表面的余量；要考慮怎樣保證不加工面與加工面間的尺寸及相互位置要求；定位可靠，便于裝夾；粗基準(zhǔn)一般不應(yīng)被重復(fù)

13、使用。2、 精基準(zhǔn)的選擇：基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；自為基準(zhǔn)原則；互為基準(zhǔn)原則；定位可靠，便于裝夾。2 機(jī)加工工藝路線確定2.1加工方法分析確定該零件是法蘭盤，中批量生產(chǎn)。由于此零件較為簡(jiǎn)單，但精度要求較高，為保證加工精度和表面粗糙度的要求，應(yīng)盡量減少裝夾次數(shù)，統(tǒng)一定位基準(zhǔn)，由于該法蘭盤是由回轉(zhuǎn)面和平面組成，根據(jù)具體需要初步確定的加工方法有車、銑、磨、鏜、鉆等。2.2加工順序的安排本著先粗后精、先主后次、基準(zhǔn)先行、先面后孔的原則安排加工順序，逐步提高加工精度，先以外圓80 0 -0.019為粗基準(zhǔn)粗車52-0.01 -0.029的外圓、長(zhǎng)度方向?yàn)?5的右端面、長(zhǎng)度方向?yàn)?0的右端面和120的

14、外圓，調(diào)頭裝夾以52-0.01 -0.029的外圓、長(zhǎng)度方向?yàn)?5的右端面為基準(zhǔn)粗車80 0 -0.019的外圓、長(zhǎng)度方向?yàn)?0的左端面和長(zhǎng)度方向?yàn)?5的左端面，再以粗車后的外圓80 0 -0.019為精基準(zhǔn)半精車52-0.01 -0.029的外圓、和120 0 -0.22的外圓粗鏜，半精鏜36+0.025 0的內(nèi)孔，以52-0.01 -0.029的外圓、長(zhǎng)度方向?yàn)?5的右端面為基準(zhǔn)粗鏜62.4、62、65、及4X0.5的槽、58的內(nèi)孔，繼續(xù)半精鏜65、62、及4X0.5的槽，車出M64X1.5的螺紋，以外圓80 0 -0.019為基準(zhǔn)粗銑長(zhǎng)度為54的左端面和長(zhǎng)度為34.5的兩平面，以36+0

15、.025 0的內(nèi)孔、62.4內(nèi)孔和長(zhǎng)度為60的右端面及34.5的平面定位鉆3-11和3-16.5的孔，然后擴(kuò)3-16.5的孔，然后在繼續(xù)鉆出18和4的孔，磨80 0 -0.019的外圓和長(zhǎng)度為60和15的左端面，磨52-0.01 -0.029的外圓、長(zhǎng)度方向?yàn)?5的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角，以52-0.01 -0.029的外圓、長(zhǎng)度方向?yàn)?5的右端面為基準(zhǔn)精鏜62的孔，以80 0 -0.019的外圓為基準(zhǔn)精鏜36+0.025 0的內(nèi)孔，然后用浮動(dòng)鏜刀塊精鏜36+0.025 0的內(nèi)孔并加工出6X6的半圓槽。2.3定位基準(zhǔn)選擇先以80 0 -0.019為基準(zhǔn)加工52-0.01 -0.02

16、9的外圓、長(zhǎng)度方向?yàn)?5的右端面和120 0 -0.22的外圓，再以52-0.01 -0.029的外圓、長(zhǎng)度方向?yàn)?5的右端面為基準(zhǔn)加工左端部分，再以外圓定位加工內(nèi)孔和螺紋，以36+0.025 0的內(nèi)孔、6X6的半圓槽和長(zhǎng)度為60的右端面定位鉆孔、擴(kuò)孔。2.4 加工階段的劃分說明加工階段分為：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段。2.5 主要加工工序簡(jiǎn)圖1、鑄 鑄造、清理2、熱處理 正火3、粗車52-0.01 -0.029的外圓、長(zhǎng)度方向?yàn)?5的右端面、長(zhǎng)度為60的右端面、120 0 -0.22的外圓 圖1.1工序圖4、粗車80 0 -0.019的外圓、長(zhǎng)度方向?yàn)?0的左端面和長(zhǎng)度方向?yàn)?5的

17、左端面 圖1.2工序圖5、半精車52-0.01 -0.029的外圓和120 0 -0.22的外圓、粗鏜36+0.025 0的內(nèi)孔、半精鏜36+0.025 0的內(nèi)孔 圖1.3工序圖6、粗鏜62.4、62、65、及4X0.5的槽、58的內(nèi)孔、半精鏜65、62及4X0.5的槽、車出M64X1.5的螺紋 圖1.4工序圖 7、粗銑長(zhǎng)度為54的左端面和長(zhǎng)度為34.5的兩平面 圖1.5工序圖8、鉆3-11的孔 、擴(kuò)3-16.5的孔 圖1.6工序圖 9、鉆出18和4的孔 圖1.7工序圖10、熱處理：退火11、去毛刺（在所有側(cè)面去除機(jī)械加工所留下的毛刺）12、清洗吹凈在乳化液中清洗法蘭盤，保證沒有鐵削、油污和其

18、他贓物，清洗時(shí)間不少于3min，清洗的同時(shí)通入壓縮空氣以提高清洗效果，清洗后用壓縮空氣吹凈零件，并用擦布擦凈表面。13、檢驗(yàn)14、表面淬火15、磨80 0 -0.019的外圓和長(zhǎng)度為60和15的左端面、磨52-0.01 -0.029的外圓、長(zhǎng)度方向?yàn)?5的右端面并切出3X0.5的槽然后倒角 圖1.8工序圖16、精鏜62的孔 圖1.9工序圖 17、精鏜36+0.025 0的內(nèi)孔 圖1.10工序圖18、用浮動(dòng)鏜刀塊精鏜36+0.025 0的內(nèi)孔并加工出6X6的半圓槽 圖1.11工序圖19、去毛刺吹凈20、檢驗(yàn)2.6工序尺寸及其公差確定52-0.01 -0.029表1.1工序尺寸、公差、工序余量及基

19、本尺寸的確定工藝路線基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸鑄571.8571.8粗車54.22.8 IT1354.2 0 -0.46半精車52.4 1.8IT1152.4 0 -0.19磨削52 0.4 IT652 -0.01 -0.02980 0 -0.019表1.2工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的確定工藝路線基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸鑄851.8851.8粗車 82.3 2.7 IT1382.3 0 -0.54 半精車 80.51.8 IT1180.5 0 -0.22磨削 800.5 IT680 0 -0.019120 0 -0.22表1.3工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的確定工藝

20、路線 基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 鑄1251.81251.8粗車121.83.2IT13121.8 0 -0.63半精車 1201.8IT11120 0 -0.2262表1.4工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的確定工藝路線基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 鑄571.8571.8 粗鏜 60 3 IT1160+0.19 0 半精鏜 61.5 1.5 IT961.5+0.074 0 精鏜62 0.5 IT86265 表1.5工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的確定工藝路線工序余量工序尺寸 鑄 57 粗鏜 764 半精鏜 16562.4表1.6工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的確定工藝路線

21、工序余量工序尺寸 鑄 57 粗鏜 5.462.436+0.025 0表1.7工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的確定工藝路線基本尺寸工序余量工序精度 工序尺寸鑄311.8311.8粗鏜 33.1 2.1 IT1133.1+0.16 0半精鏜 34.6 1.5 IT1034.6+0.1 0精鏜35.61 IT835.6+0.039 0浮動(dòng)鏜刀塊精鏜36 0.4IT736+0.025 015表1.8工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的確定工藝路線工序余量工序尺寸鑄20粗車4.515.5 磨削0.51560 表1.9工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的確定工藝路線工序余量工序尺寸 鑄 65 粗車 4

22、.660.4 磨削 0.46011 表1.10工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的確定工藝路線工序余量工序尺寸 鉆 111116.5 表1.11工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的確定工藝路線工序余量工序尺寸 鉆 1111 擴(kuò) 5.516.518 表1.12工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的確定工藝路線工序余量工序尺寸 鉆 18184 表1.13工序尺寸、公差、工序余量及基本尺寸的確定 工藝路線工序余量工序尺寸 鉆 442.7設(shè)備及其工藝裝備確定所用的設(shè)備有：CA6140、立式銑床、搖臂鉆床、清洗機(jī)、檢驗(yàn)臺(tái)、外圓磨床。夾具有：三爪卡盤、虎鉗、鉆直孔專用夾具、鉆斜孔專用夾具、磨床專用夾具。刀具

23、有：90度車刀、車用鏜刀、銑刀、11、4、18、16.5鉆頭、砂輪、切斷刀。量具有：千分尺、游標(biāo)卡尺、專用卡規(guī)、專用通規(guī)、止規(guī)。3 夾具的設(shè)計(jì)3.1 機(jī)床夾具的概述3.1.1 機(jī)床夾具的概念各種金屬切削機(jī)床上用于裝夾工件的工藝裝備，稱為機(jī)床夾具。3.1.2 機(jī)床夾具的組成1、定位元件。定位元件的作用是是工件在夾具中占據(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。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。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。5、夾具體

24、。夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過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。它們是指夾具中因特殊需要而設(shè)置的裝置或元件。3.1.3 機(jī)床夾具的分類機(jī)床夾具的種類很多，形狀千差萬(wàn)別，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)分類通用夾具。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。其缺點(diǎn)是夾具的加工精度不高，較難裝夾形狀復(fù)雜的工件。專用夾具。專用夾具是指專為某一工件的某

25、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?？烧{(diào)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?？烧{(diào)夾具在多品種、小批量生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。組合夾具。組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制好的標(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

26、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)。拼裝夾具。拼裝夾具是一種在自動(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。此類夾具更適合在數(shù)控機(jī)床上使用。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。按夾緊的動(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。3.1.4 機(jī)床夾具

27、的作用1、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量。用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的安裝位置均已確定，因而工件在加工過程中的位置精度不會(huì)受到各種主觀因素以及操作者技術(shù)水平的影響，可使一批工件的加工精度趨于一致，加工質(zhì)量穩(wěn)定。2、縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要?jiǎng)澗€找正，可顯著的減少輔助工時(shí)；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；可使用多件、多工位裝加工件的夾具，并可采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，有效的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。3、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”。在批量不大、工件種類和規(guī)格較多，機(jī)床類型有限的生產(chǎn)條件下，可以通過設(shè)計(jì)機(jī)床夾具，改變機(jī)

28、床的工藝范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”。例如，在普通銑床上安裝專用夾具銑削成形表面；在車床的溜板上或在搖臂鉆床上安裝鏜模可以加工箱體孔系等。4、改善工人的勞動(dòng)條件，降低生產(chǎn)成本。在批量生產(chǎn)中使用夾具后，工件的裝卸比較方便、省力、安全，采用擴(kuò)力機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)夾緊，都能改善工人的勞動(dòng)條件。又由于勞動(dòng)生產(chǎn)率提高，使用技術(shù)等級(jí)較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯的降低了生產(chǎn)成本。夾具制造成本分?jǐn)傇谝慌ぜ希總€(gè)工件增加的成本是極少的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于由于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率而降低的成本。工件批量越大，使用夾具所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益就越顯著。3.1.5 夾具設(shè)計(jì)的基本要求1、保證工件的加工精度。2、提高生產(chǎn)效率，降低成本。3、工藝性

29、能好。4、使用性能好。5、經(jīng)濟(jì)性好。3.1.6 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 1、標(biāo)準(zhǔn)化。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。2、精密化。隨著機(jī)械產(chǎn)品精密度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精密度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5m。3、高效化。高效化：高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的

30、勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。4、柔性化。機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式 ，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專

31、用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。3.2 設(shè)計(jì)要求的分析由第8號(hào)工序圖可知此工序的加工精度要求不高，具體加工要求如下：鉆3-11孔，深度為15.5，并擴(kuò)3-16.5孔，深度為10.25，無(wú)其它技術(shù)要求，該工序在搖臂鉆床上加工，零件屬中批量生產(chǎn)。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要為該工序設(shè)計(jì)專用夾具。3.3 定位方案的確定根據(jù)該工件的加工要求可知該工序必須限制工件五個(gè)自由度，即x移動(dòng)、y移動(dòng)、x轉(zhuǎn)動(dòng)、y轉(zhuǎn)動(dòng)、z轉(zhuǎn)動(dòng)，但為了方便的控制刀具的走刀位置，還應(yīng)限制z移動(dòng)一個(gè)自由度，因而工件的六個(gè)自由度都被限制，由分析可知要使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。選以3

32、6+0.025 0的內(nèi)孔和長(zhǎng)度為60的右端面及長(zhǎng)度為34.5的平面為定位基準(zhǔn)。（見圖1.12工序圖） 圖1.12工序圖3.3.1 定位元件的確定1、選擇定位元件由于本工序以36+0.025 0的內(nèi)孔和長(zhǎng)度為60的右端面及長(zhǎng)度為34.5的平面為定位基準(zhǔn)，所以?shī)A具上相應(yīng)的定位元件選為兩個(gè)平面和一個(gè)定位銷。2、 確定定位元件的尺寸、極限偏差本工序的加工精度要求不高，由于其定位孔的尺寸為36+0.025 0，并且定位銷與定位孔的配合為H7/g6,所以定位銷的尺寸為36 0 -0.016（如附件圖所示） 3、定位銷 材料為20鋼，按GB/T699-1999的規(guī)定; 熱處理滲碳深度為0.8-1.2mm，淬

33、火55-60HRC；其他技術(shù)條件按JB/T8044-1999的規(guī)定。3.4 定位誤差的分析計(jì)算分析加工尺寸49mm的定位誤差：1、 工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，所以 B=0;2、 定位基準(zhǔn)相對(duì)限位基準(zhǔn)固定單邊移動(dòng)，定位基準(zhǔn)移動(dòng)方向和加工尺寸在同一方向。根據(jù) Y=1/2(+ )cos得Y=1/2（0.025+0.016）=0.02mm3、 定位誤差為 D=Y=0.02mm 0.03mm 由此分析可知定位誤差小于加工工序尺寸公差的1/3，所以該定位方案合理。3.5 刀具導(dǎo)向和對(duì)刀方案的確定由于本工序主要是鉆孔和擴(kuò)孔，所以采用襯套和可換鉆套組合來引導(dǎo)鉆頭加工。3.5.1 襯套、鉆套、鉆模板的確定 1、襯

34、套 型號(hào)為JB/T8045.4-1999；材料為T10A按GB/T1298-1986的規(guī)定；熱處理 淬火60-64HRC；其他技術(shù)條件按JB/T8044-1999的規(guī)定。（具體尺寸見附件圖）2、可換鉆套 型號(hào)為GB/T2264-1991；材料為 T10A按GB/T1298-1986的規(guī)定；熱處理 淬火60-64HRC；其他技術(shù)條件按JB/T8044-1999的規(guī)定。（具體尺寸見附件圖） 3、鉆模板 材料為45；熱處理為 淬火30-35HRC；具體結(jié)構(gòu)尺寸見附件圖。4、鉆套配用螺釘 型號(hào)為JB/T8045.5-1999；材料為45鋼按GB/T699-1999的規(guī)定；熱處理 淬火34-40HRC；

35、其他技術(shù)條件按JB/T8044-1999的規(guī)定。3.6 夾緊方案的確定由于本工序?yàn)橄茹@11孔，然后在擴(kuò)至16.5。考慮該生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，夾具夾緊機(jī)構(gòu)不宜復(fù)雜，為保證加緊可靠，采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)。即由螺栓、螺母、墊圈、壓板等元件組成的夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，夾緊行程不受限制且夾緊可靠，所以在手動(dòng)夾緊裝置中被廣泛使用。3.6.1 鉆削力、夾緊力的計(jì)算1、鉆削力的計(jì)算 由簡(jiǎn)明機(jī)床夾具手冊(cè)查得鉆削力矩計(jì)算公式為M=0.21dfK；K=（HB/150）。 由于刀具材料為高速鋼，工件材料為灰鑄鐵，所以K=（190/150）=1.125；由機(jī)械加工工藝手冊(cè)查得進(jìn)給量f=0.3mm/

36、r，由工序要求可知d=11mm。 由此可得M=0.21X11X0.3X1.125=8.6（N·m）2、夾緊力的計(jì)算采用將移動(dòng)壓板置于工件的兩側(cè)如圖所示，其中F為工件壓緊力，F(xiàn)為螺母壓緊力，兩者的關(guān)系為（F）=0，- FX56+ FX28=0 得F=2 F。由于鉆孔所需的夾緊力比擴(kuò)孔大，因此只需計(jì)算鉆孔條件下的夾緊力，鉆削力矩M使工件轉(zhuǎn)動(dòng)，因此夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠大的摩擦力矩。 圖 1.13 移動(dòng)壓板受力分析圖 鉆削時(shí)，壓板與工件接觸處受力分析如圖所示，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得鑄鐵與鋼的摩擦因素=0.25；所以由=0，2XFX49X=M 得F=8.6/0.098/0.25=351N 因而螺母的壓

37、緊力F=2 F=702N。夾緊力的計(jì)算公式為F=KF，F(xiàn)就是F，由簡(jiǎn)明機(jī)床夾具手冊(cè)查得K=2.6，所以實(shí)際所需夾緊力F=KF=1825.2N。由由簡(jiǎn)明機(jī)床夾具手冊(cè)查得螺母M12的夾緊力為5380N遠(yuǎn)元大于1825.2N。 圖 1.14 壓板與工件接觸處受力分析3.6.2 夾緊裝置的選擇確定1、移動(dòng)壓板 材料為45鋼按GB/T699-1999的規(guī)定；熱處理 35-40HRC；其他技術(shù)條件按JB/T8044-1999的規(guī)定。（具體結(jié)構(gòu)尺寸見附件圖）3、雙頭螺柱 GB/T898-1988 M12X60 材料為35鋼按GB/T699-1999的規(guī)定；熱處理 35-40HRC；其他技術(shù)條件按JB/T80

38、44-1999的規(guī)定。 4、螺母 GB/T6170 M12 材料為45鋼按GB/T699-1999的規(guī)定；熱處理 35-40HRC；其他技術(shù)條件按JB/T8044-1999的規(guī)定。 5、墊圈 GB/T848 12 材料為45鋼按GB/T699-1999的規(guī)定；熱處理 40-45HRC；其他技術(shù)條件按JB/T8044-1999的規(guī)定。3.7 夾具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)夾具體設(shè)計(jì)的基本要求：應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性。為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛度不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性。應(yīng)便于

39、排除切屑。在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠。3.7.1 夾具體毛坯的結(jié)構(gòu)與類型的確定本夾具體采用半開式結(jié)構(gòu)鑄造夾具體。鑄造的優(yōu)點(diǎn)是可鑄造出各種復(fù)雜形狀，其工藝性好，并且具有較好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗震性；該夾具體材料為HT150，鑄造后需經(jīng)時(shí)效處理。3.7.2夾具體外形尺寸的確定由由簡(jiǎn)明機(jī)床夾具手冊(cè)查得鑄造結(jié)構(gòu)夾具體壁厚為20mm，加強(qiáng)筋厚度為16mm,高度為56mm。具體結(jié)構(gòu)尺寸見附件圖。3.8 其他元件的設(shè)計(jì)確定1、支承釘 材料為T8按GB/T1298-1986的規(guī)定；熱處理：55-60HRC；其他技術(shù)條件按JB/T8044-1999的規(guī)定。（具體結(jié)構(gòu)尺寸見附件圖）2、菱形螺母 M8型號(hào)JB/T80

40、04.6-1999；材料為45鋼按GB/T699-1999的規(guī)定；熱處理 35-40HRC；其他技術(shù)條件按JB/T8044-1999的規(guī)定。（具體結(jié)構(gòu)尺寸見附件圖）3、雙頭螺柱 GB/T898-1988 M8X40 材料為35鋼按GB/T699-1999的規(guī)定；熱處理 35-40HRC；其他技術(shù)條件按JB/T8044-1999的規(guī)定。結(jié)論論文首先簡(jiǎn)述對(duì)法蘭盤的零件圖進(jìn)行了工藝性分析，分析了零件的結(jié)構(gòu)功用、零件的技術(shù)要求、零件的結(jié)構(gòu)工藝性，并且選擇確定了毛坯類型和毛坯余量。然后論文敘述了機(jī)械加工工藝路線的確定，其中包括機(jī)加工方法的分析確定、加工順序的安排、定位基準(zhǔn)的選擇、加工階段的劃分說明、主要

41、加工工序簡(jiǎn)圖、工序尺寸及其公差的確定。最后論文重點(diǎn)闡述了夾具的設(shè)計(jì)，這也是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最重要的部分，包括機(jī)床夾具的概述、設(shè)計(jì)要求的分析、定位方案的分析及定位元件的確定、刀具的對(duì)刀方案及導(dǎo)向元件的確定、夾緊方案及夾緊裝置的確定、夾具體及其他元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。總的來說，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)圓滿完成了任務(wù)書規(guī)定的各項(xiàng)要求。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我更深入的了解了機(jī)械加工技術(shù)、機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)等重要理論知識(shí)，并且學(xué)會(huì)了如何運(yùn)用理論知識(shí)去解決實(shí)際問題，最終能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)成功的分析中等難度的零件圖，并且擬定該零件的機(jī)械加工工藝路線，同時(shí)還可以為該零件某個(gè)加工工序設(shè)計(jì)專用夾具。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，它既是對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又是為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鋪墊了一個(gè)良好開端；它能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析和解決