【正文】 論文） 5 鏜孔夾具設(shè)計5 鏜孔夾具設(shè)計為了達(dá)到提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度的目的。經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(gòu)）。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。工件定位用小頭孔、大頭孔端面和大頭孔的側(cè)面定位來定位。因此，我選擇小頭孔用長心軸定位，以大小頭孔的左端面為定位面，并在大頭孔的下方用一檔銷定位，以實現(xiàn)典型的一面兩銷定位。在小頭孔用一長銷定位，以小頭孔的左端面作為定位面，在大頭孔下方用一定位塊作為檔銷以實現(xiàn)一面兩銷定位。通過對它們的比較方案一以兩個不同的平面同時作為定位面，如果那兩個平面在加工的時候，出現(xiàn)了加工誤差，則在以這兩個面作為定位面進(jìn)行孔的加工會出現(xiàn)受力不均的情況，使工件受較大的外力而變形。由于本工序的加工是以心軸定位,工件孔和心軸的誤差可分為以下兩種:一是工件以圓孔在過盈配合圓柱心軸上定位,所以定位副之間無徑向間隙,也即這時不存在徑向基準(zhǔn)位移誤差(,)。在設(shè)計中，是將心軸水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此，有徑向基準(zhǔn)位移誤差。5. 5 切削力及夾緊力的計算鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀）刀具的幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)《機床夾具設(shè)計手冊》查表可得：圓周切削分力公式： （）式中 ——圓周切削分力； ——背吃刀量； ——修正系數(shù)； f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。式中參數(shù)： 即：根據(jù)工件受切削力、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。式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[10]表可得： 粗鏜：代入（）得 所以，由（）有： 精鏜：代入（）得 所以，有： 鏜削產(chǎn)生的圓周切削分力由定位塊和夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力平衡。由上面的計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)，滿足設(shè)計要求。因此以加工情況設(shè)置導(dǎo)向使鏜桿獲得高的支承剛度。因此，只適用于小孔和短孔。在本設(shè)計中，由于鏜的空的直徑比較的大為的，因此，在設(shè)計鏜模時，采用雙支承導(dǎo)向的鏜模。結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要特別注意剛度設(shè)計。： 鏜模架 本章小結(jié)通過本工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計，使我對鏜夾具有了較大的認(rèn)識，對鏜床夾具的特點及主要類型有了深刻的了解。而且專用夾具的結(jié)構(gòu)，夾緊又相當(dāng)?shù)暮唵?，對設(shè)計帶來了最大的方便，又降低了工件生產(chǎn)成本。由加工本道工序的工序簡圖可知。因此在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。選擇孔和孔左端面作為定位基面限制了工件的五個自由度，再以大頭孔的一側(cè)面作為定位基面，限制了工件的一個自由度,即兩個銷和孔側(cè)面作為定位基面。 夾具方案的確定本夾具主要用來加工撥叉叉口的兩側(cè)面，由于零件的加工批量屬于大批量生產(chǎn)，就要求所設(shè)計的專用夾具不僅要保證加工精度，而且要保證要有較高勞動生產(chǎn)率，能順利的完成加工要求。欲使在受力的情況下，保證長銷正確定位，同時端面又能很好接觸，常采用平面支承球面浮動和小平面，為使機構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，本設(shè)計采用小平面就可以很好的保證它的軸向移動。從上面的誤差可知，因此，它要求夾具的誤差為有上面的結(jié)果可知，因此，它可以達(dá)到設(shè)計要求。 即： （） 計算出的理論夾緊力F再乘以安全系數(shù)k既為實際所需夾緊力 即： 取k=2 而心軸產(chǎn)生的夾緊力。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。由于本道工序是完成車床撥叉左右側(cè)的粗、精銑加工，所以選用直角對刀塊。本工序主要采用定位環(huán)與工件的接觸面和對刀塊的位置來保證工件的位置精度，用心軸與工件的配合來保證兩側(cè)面與小頭孔軸線的垂直度。由加工本道工序的工序簡圖可知。同時應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。即兩個孔作為定位基面共限制了工件的三個自由度。 ： 銑槽的定位 制定夾具方案本夾具的設(shè)計主要是用來對槽的加工，要求保證槽兩側(cè)的粗糙度達(dá)到任務(wù)書的要求。因此，許多孔、面都已經(jīng)加工過了，在選擇定位的時候我采用了一面兩銷定位，一面是以大頭孔的側(cè)面，兩銷分別是在小頭孔采用一長銷限制了四個自由度，在大頭孔采用一削邊銷限制了一個自由度，大頭孔的側(cè)面用一的定位環(huán)定位限制了一個自由度，實現(xiàn)了六個自由度的完全定位。夾緊機構(gòu)我選擇用一個移動壓板，在小頭孔和大頭孔之間的連接板上實現(xiàn)壓緊。在夾緊的時候如果對壓板兩邊的螺母旋緊的位置不一，則會出現(xiàn)工件的受力不均，使工件有產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)的趨勢，不能保證槽的加工精度。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計主要是對長圓柱銷和短削邊銷進(jìn)行設(shè)計。（6）補償值 定位誤差分析本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。： 移動壓塊受力簡圖由參考文獻(xiàn)[10]表得：原動力計算公式 （）由（）得： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 本章小結(jié)本章主要根據(jù)任務(wù)書的要求，對加工槽進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，經(jīng)過上文的分析及計算可知，所設(shè)計的專用夾具達(dá)到了任務(wù)書的精度要求。最后，對該定位方案的定位誤差和精度進(jìn)行了分析，計算滿足。所以我在進(jìn)行夾具設(shè)計時，對一個工序的加工我曾設(shè)計了多個方案，請求老師和同學(xué)進(jìn)行參考，選擇其優(yōu)進(jìn)行下一步的計算。由于本道工序是完成車床撥叉槽的粗、精銑加工，所以選用直角對刀塊。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。因此，滿足設(shè)計要求。由于兩孔有位置度公差，所以其尺寸公差為所以兩加工孔的中心距為 ，而兩孔尺寸為、。因此，我選擇采用方案二進(jìn)行設(shè)計。（3）設(shè)計方案的比較根據(jù)上述兩種方案可以看出，兩種方案的定位都采用了典型的一面兩銷定位，夾緊方式都采用手動夾緊。（2）夾具設(shè)計方案二由于在前面的工序中孔和平面都已經(jīng)加工，并都達(dá)到了一定的精度要求，在加工槽時我選擇以小頭孔、大頭孔及小頭孔端面來定位。所以在設(shè)計專用夾具時就要在保證零件的加工精度的前提下，盡量使零件的裝夾方便，以提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。工件以一面兩孔定位時，夾具上的定位元件是：一面兩銷。因此工件選用頂面與兩孔作為定位基準(zhǔn)。本道工序僅是對槽進(jìn)行粗、精加工。滿足零件的加工精度和提高生產(chǎn)率。再對具體的夾具方案進(jìn)行確定，本專用夾具的具體方案是以長銷作為定位基準(zhǔn)，主要限制工件的四個自由度。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。軸向分力是夾緊螺母所產(chǎn)生的夾緊力來平衡，由表可知，螺母產(chǎn)生的夾緊力所以，由上面的分析可知，螺母夾緊滿足設(shè)計要求。如不考慮其他因素的影響，則不存在因定位而引起的誤差。從工件的定位方案來考慮，在設(shè)計專用夾具時就只須保證心軸與孔的配合和孔左端面與定位環(huán)的接觸良好即可。： 銑兩側(cè)面的定位及夾緊 定位誤差的分析和計算由上述的分析可知，本工序的加工是以加工過的孔定位，并對其采用長心軸定位，這樣就形成了平面和長孔的組合基準(zhǔn)的定位設(shè)計。其中一面為定位環(huán)，兩銷為一短圓柱銷和一檔銷。 定位基準(zhǔn)的選擇在進(jìn)行左右側(cè)面粗銑加工工序時，孔已經(jīng)加工出。以及左右側(cè)面均有表面粗糙度要求。銑兩側(cè)面夾具將用于組合機床，刀具為兩把硬質(zhì)合金端銑刀YG8對撥叉叉的左右兩個端面同時進(jìn)行加工。本套夾具的定位主要是一面兩銷定位，用心軸限制了四個自由度，一個檔銷限制了一個自由度，定位環(huán)限制了一軸向移動。鏜模架不宜用焊接結(jié)構(gòu)，以避免內(nèi)應(yīng)力引起蠕變而失去精度。鏜模應(yīng)設(shè)計成單獨體不要設(shè)計與夾具底座設(shè)計成一體，更不要與夾緊裝置用支架相聯(lián)接。鏜桿與機床主軸采用浮動聯(lián)接。這時鏜桿與機床主軸采用剛性聯(lián)接，鏜桿的一端直接插入機床主軸的莫式錐孔中，并使鏜套的軸線與主軸軸線重合。機床的主軸和鏜桿采用浮動聯(lián)接,機床只是提供鏜桿的轉(zhuǎn)動動力。鏜削產(chǎn)生的徑向切削分力為由于有定位塊、心軸和由夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于F。即： （）式中 ——實際所需夾緊力； ——在一定條件下，由靜力平衡計算出的理論夾緊力； ——安全系數(shù)。查參考文獻(xiàn)[10]表得： 取 由參考文獻(xiàn)[10]表可得參數(shù)： 即：同理：徑向切削分力公式 ： （） 式中 ——徑向切削分力； ——背吃刀量； ——修正系數(shù)； f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。故此時的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅在Z軸方向，且向下。由此可見，過盈配合圓柱心軸的定位精度是相當(dāng)?shù)母摺＃? 夾具方案5. 4 誤差分析與計算該夾具以兩個平面定位，要求保證孔軸線與端面間的尺寸公差以及孔軸線與底孔的位置度公差。（3）方案的比較分析上述兩個夾具方案的特點在于：它們都采用了典型的一面兩銷定位，它們的不同之處在于，方案一是以兩個平面同時作為一個定位面，采用移動壓板作為夾緊機構(gòu)。并選用固定鏜套作為刀具的導(dǎo)向裝置。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，應(yīng)該使所設(shè)計的專用夾具在加工過程中裝夾方便，有較高的生產(chǎn)效率。因此，選底孔為定位精基準(zhǔn)（設(shè)計基準(zhǔn)）來滿足位置度公差要求。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足孔軸線對底孔有位置度公差要求。此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，雖然該夾具設(shè)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。再查閱工具書確定切削進(jìn)給量、機床轉(zhuǎn)速等進(jìn)行計算工時，將所計算的各結(jié)果填寫到相應(yīng)的工序卡片中，并與所給的任務(wù)書進(jìn)行用量比較，看能否完成加工。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。 粗銑斜平面粗加工機動時間：輔助時間：參照參考文獻(xiàn)[3]—45，取工步輔助間為。則：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]—48，單間時間定額，由式（）有：因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。 粗、精鏜孔（1）粗鏜孔機動時間：輔助時間：參照參考文獻(xiàn)[3]—37，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。用于某工序加工每個工件時都要進(jìn)行的各種輔助動作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間 —布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值 粗、精銑孔上平面粗加工機動時間：精加工機動時間：輔助時間：參照參考文獻(xiàn)[3]—45，取工步輔助時間為。一年以240個工作日計算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于21件。查參考文獻(xiàn)[5]表30—34刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。機床：立式銑床X52K。刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]—9取機床主軸轉(zhuǎn)速：由式（）得，按照參考文獻(xiàn)[3]—41取實際切削速度：工作臺每分鐘進(jìn)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(shù)：機動時間：（2）精鏜孔切削深度：，半精鏜后孔徑進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]—66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]—73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]》—81，取機床主軸轉(zhuǎn)速：由式（）得，按照參考文獻(xiàn)[3]—74 實際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]—81,切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 式（）刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：（2）精銑兩側(cè)面機床：組合銑床刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)8，此為細(xì)齒銑刀。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(shù)為1機動時間：（3）確定鉸孔切削用量1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表28—36，按該表注4，進(jìn)給量取小植。即，相應(yīng)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(shù)為1機動時間：（2）確定擴孔切削用量1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表28—31。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。（1）確定鉆削用量1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2810可查出，由于孔深度比，故。精銑該平面的單邊余量：Z=銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表30—31，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表30—31，取機床主軸轉(zhuǎn)速：由式（）得，按照參考文獻(xiàn)[3]—31 實際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)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(shù)為1機動時間： 工序2：加工孔到要求尺寸工件材料為HT200鐵，硬度200HBS。因其單邊余量：Z=2m