【正文】 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 第九章 銑床夾具設(shè)計(jì) 圖 31 所示底板零件，根據(jù)工藝規(guī)程，在銑凸臺(tái)之前其它各表面均已加工好，本工序的加工順序及要求是： 粗銑 C 面至 16，精銑 C面至 18（進(jìn)給量為 14） 粗銑 D 面至 16，精銑 D面至 18（進(jìn)給量為 22） 精銑 F 面至 ? 精銑 E 面至 ?? 下圖為機(jī)械加工工藝要求示意圖 圖 底板零件 工藝要求 一 ∥ A ⊥ A 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 底板 零件工藝要求 二 定位方案 當(dāng)工件在不受任何條件約束時(shí)，其位置是任意的不確定的。 可增力 為了減小動(dòng)力源的作用力，在夾緊機(jī)構(gòu)中常采用增力機(jī)構(gòu)。這類夾具是將極薄的特形工件定位于一個(gè)隨行的型腔里，然后澆灌低熔點(diǎn)金屬，待其固結(jié) 后一起加工，加工完成后，再加熱熔解取出工件。如較長(zhǎng)的套筒在車(chē)床上鏜內(nèi)孔和高支座在鏜床上鏜孔，以及一些薄壁零件的夾持等，均不易找到合適的夾緊點(diǎn)。夾緊力過(guò)大會(huì)使工件變形，也會(huì) 對(duì)加工質(zhì)量不利。合理選擇夾緊力作用點(diǎn)必須遵守以下準(zhǔn)則： （ 1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能使夾緊點(diǎn)與支承點(diǎn)對(duì)應(yīng)，使夾緊力作用在支承上。 （ 2）夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力，以減小工件的變形、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。因此，設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則： 工件不移動(dòng)原則 夾緊過(guò)程中，應(yīng)不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。分為手動(dòng)夾緊和機(jī)動(dòng)夾緊兩種。工件的變化可在小范圍，即在相似 形狀和尺寸變動(dòng)不大的范圍內(nèi)，也可在大范圍，即零件形狀完全不同，尺寸變化也很大。從夾具設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)中收集和表達(dá)這些知識(shí)是開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì) (CAFD)系統(tǒng)的關(guān)鍵。10H7( ? ) 專用刀具 120 8 30 60 鉆孔 216。 14 表 機(jī)械加工工藝規(guī)程 機(jī)械加工 工藝過(guò)程卡 產(chǎn)品型號(hào) 零部件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零部件名稱 底板 共 2 頁(yè) 第 1 頁(yè) 材料 45 毛坯種類 鍛造 毛坯外形尺寸 90 65 25 每個(gè)毛坯可制件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 備注 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 車(chē)間 設(shè)備 刀具 夾具 工時(shí) h 準(zhǔn)終 單件 10 鍛造 模鍛 機(jī)加工車(chē)間 20 下料 毛坯 90 65 25 機(jī)加工車(chē)間 30 銑 粗銑六面，使毛坯呈 ?? ?? ?? 機(jī)加工車(chē)間 TPX611B 銑夾具 40 鉆 擴(kuò)孔 216。 粗： n=1000 20/ 30≈ 210r/min vf= 6 210≈ 190mm/min 精： vc=20 (1+30%)=26 m/min n=1000 26/ 30≈ 270r/min vf= 6 270≈ 240mm/min 粗加工每層最大切深 5 mm 銑通槽： 查 表得銑削速度 vc=20 m/min，進(jìn)給量 f= mm/r（根據(jù) 、 、參考文獻(xiàn) [6] [7]） 。 進(jìn)給量有三種表示和度量方式：①每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f(mm/r)②每齒進(jìn)給量 fz(mm/z)③進(jìn)給速度 vf(mm/min)。 銑刀直徑的選擇原則 ： 銑刀直徑大，散熱條件好，銑刀剛性好，所允許的銑削速度和切削量大，但銑刀直徑大時(shí)，銑削時(shí)銑刀的切入長(zhǎng)度增加，工作時(shí)間長(zhǎng)，銑削力矩大，刀具材料消耗也大。 粗銑六面，使毛坯呈 62 22? ? ?? ? ??? 鉆 孔 30? 35? 216。確定定位基準(zhǔn)時(shí)，不必與其原點(diǎn)重合，但應(yīng)考慮坐標(biāo)原點(diǎn)能否通過(guò)定位基準(zhǔn)得到準(zhǔn)確的測(cè)量，即得到準(zhǔn)確的集合關(guān)系，同時(shí)兼顧到測(cè)量方法。 通常，用麻花鉆鉆頭，孔的尺寸經(jīng)濟(jì)精度可達(dá) IT12～ IT11，孔的表面粗糙度 Ra值可達(dá) ～ . 鉸孔是應(yīng)用較普遍的孔精加工方法之一，尺寸經(jīng)濟(jì)精度可達(dá) IT9～ IT7，表面粗糙度 Ra值可達(dá) ～ 。 在敞 開(kāi)邊界區(qū)域內(nèi)挖槽加工時(shí)，既可選擇鍵槽車(chē)刀，也可選擇圓柱車(chē)刀，切出選擇在工件實(shí)體外邊界的切向延長(zhǎng)線上， （ 4） 孔加工分析 孔加工特點(diǎn)是，刀具的刀心在 XY 平面內(nèi)定位到孔的中心，然后在 Z 方向做一定的切削運(yùn)動(dòng)。 面 6：面 6 為定位面，用來(lái)限制 Z 方向的位移以及 X、 Y 方向的旋轉(zhuǎn)。 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、工藝裝備設(shè)計(jì)所用設(shè)計(jì)手冊(cè)和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 (2)工藝過(guò)程應(yīng)具有較高的生產(chǎn)效率，使產(chǎn)品能盡快投放市場(chǎng)。 (3)工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、合理，便于加工、檢驗(yàn)、裝配及維修等。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和成品質(zhì)量指標(biāo)的檢查項(xiàng)目及次數(shù)。 工藝規(guī)程 一個(gè)同樣要求的零件，可以采用幾種不同的工藝過(guò)程來(lái)加工，但其中總有一種工藝過(guò)程在給定的條件下是最合理的，人們把工藝過(guò)程的有關(guān)內(nèi)容用文件的形式固定下來(lái)，用以指導(dǎo) 生產(chǎn) ，這個(gè)文件稱為 “工藝規(guī)程 ”。 高效化 高效化夾具主要用來(lái)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，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造系統(tǒng)（ FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出新的要求： 能迅速、方便的促進(jìn)新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本； 能裝夾一組具有相似特征的工件； 能適用于 精密加工的高精密機(jī)床夾具； 能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； 采用氣動(dòng)、液壓等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率； 提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 此次論文，主要是對(duì)普通 臥式銑床 上槽類零件的專用夾具進(jìn)行研究、分析。在制定工藝過(guò)程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車(chē)及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長(zhǎng)度，最后計(jì)算該工序的基本時(shí)間，輔助時(shí)間和工作地服務(wù)時(shí)間。因此，如何設(shè)計(jì)好機(jī)床夾具則成了機(jī)械制造的一項(xiàng)重要任務(wù)。 據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)表明，目前的中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。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。 生產(chǎn)工藝流程。槽類、孔類工件是常見(jiàn)的工程結(jié)構(gòu)，提高槽類、孔類工件銑床夾具設(shè)計(jì)能力對(duì)加工行業(yè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 (5)經(jīng)濟(jì)性好 專用夾具應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元器件，精簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)，保證夾具本身低廉的制造成本。 產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)。 面 3：面 3 為銑削面。 （ 1） 上表面的加工要求尺寸保證 85 60，粗糙度為 （ 2） 凸臺(tái)輪廓外輪廓加工部分尺寸精度要求較高，表面粗糙度要求為 ，切與面 6有垂直度和平行度要求，在銑床上需通過(guò)粗精加工來(lái)保證。 設(shè)計(jì)課題中有直徑為 ????????? mm、直徑為 ? mm 直徑為 ? mm 的 通 孔。確定零件的定位基準(zhǔn) ,應(yīng)遵循以下原則： 盡量使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。一般小尺寸的孔采用較孔，孔徑較大時(shí)則應(yīng)選擇鏜孔。 刀具材料 :高速鋼強(qiáng)度高，韌性好，具有良好的工藝，刀具具有較好的切 削性能。 端銑時(shí)的銑削深度 ap、圓周銑削時(shí)的銑削寬度 ae即是被切金屬層的深度。 粗銑時(shí)，由于金屬切除量大，產(chǎn)生熱量多，切削溫度高，為了保證合理的銑刀耐用度，銑削速度要比精銑時(shí)低一些。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 n=1000 20/ 12≈ 530r/min vf= 530 ≈ 106mm/min 鉆φ 40mm 的孔： 查表得銑削速度 vc=10~20 m/min，進(jìn)給量 f=~ mm/r（根據(jù) 、 、參考文獻(xiàn) [6] [7]） 。? 外圓車(chē)刀 120 8 30 設(shè)計(jì) (日期 ) 審核 (日期 ) 標(biāo)準(zhǔn)化 會(huì)簽 20xx/3/28 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 表 機(jī)械加工工藝流程圖 機(jī)械加工工序卡 產(chǎn)品型號(hào) 零部件圖號(hào) 02 產(chǎn)品名稱 零部件名稱 底板 共 7 頁(yè) 第 4 頁(yè) 車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 機(jī)加工車(chē)間 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每個(gè)毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鍛造 90 65 25 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 鉆床 ZJ4016 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 2min 準(zhǔn)終 單件 工序號(hào) 內(nèi)容 刀具 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 最大鉆孔直徑 mm 主軸行程 mm 電機(jī)功率 重量 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) 50 鉆孔 216。傳統(tǒng)夾具以專用夾具為代表主要有四種功能 :定位、夾緊、導(dǎo)向和對(duì)刀。在使用 CNC 機(jī)床修改產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，只要變更 NC 程序，加工工藝就能隨之變化，而 NC 程序借助于計(jì)算機(jī)輔助編程系統(tǒng)只要花一天或數(shù)個(gè)小時(shí)就能完成修改。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)和位移，在夾具結(jié)構(gòu)中必須設(shè)置一定的夾緊裝置將工件可靠地夾牢。傳力機(jī)構(gòu)的作用是：改變作用力的方向；改變作用力的大小；具有一定的自鎖性能，以便在夾緊力一旦消失后，仍能保證整個(gè)夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀態(tài)，這一點(diǎn)在手動(dòng)夾緊時(shí)尤為重。 確定夾緊力的基本原則 設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大小三個(gè)要素。 夾緊力的作用點(diǎn) 夾緊力作用點(diǎn)是指夾緊件與工件接觸的一小塊面積。 夾緊力的大小 夾緊力的大小，對(duì)于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密切的關(guān)系。 夾緊力三要素的確定，實(shí)際是一個(gè)綜合性問(wèn)題。 利用對(duì)稱變形 加工薄壁套筒時(shí)，采用加寬卡爪，如果夾緊力較大，仍有可能發(fā)生較大的變形。 可浮動(dòng) 由于工件上各夾緊點(diǎn)之間總是存在位置誤差，為了使壓板可靠地夾緊工件或使用一塊壓板實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)夾緊，一般要求夾緊機(jī)構(gòu)和支承件等要有浮動(dòng)自位的功能。 可自鎖 當(dāng)去掉動(dòng)力源的作用力之后，仍能保持對(duì)工件的夾緊狀態(tài)，稱為夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖。用 X、 Y、 Z 和 X、 Y、 Z 分別表示沿三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)和繞著這三個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。它是氣動(dòng)夾具中常用的一種增力機(jī)構(gòu)。它主要包括與工件接觸的壓板、支承件和施力機(jī)構(gòu)。 分散著力點(diǎn) 用一塊活動(dòng)壓板將夾緊力的著力點(diǎn)分散成兩個(gè)或四個(gè)，從而改變著力點(diǎn)的位置，減少著力點(diǎn)的壓力，獲得減少夾緊變形的效果。 當(dāng)采用估算法確定夾緊力的大小時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)。這對(duì)剛度較差的工件尤其重要，如將作用點(diǎn)由中間的單點(diǎn)改成兩旁的兩點(diǎn)夾緊，可使變形大為減小，并且?jiàn)A緊更加可靠。不同的受力表 面也因其接觸面積大小而變形各異。 安全可靠原則 夾緊傳力機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的夾緊行程，手動(dòng)夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。機(jī)動(dòng)夾緊的力源來(lái)自氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)動(dòng)、電磁、真空等動(dòng)力夾緊裝置。自 20 世紀(jì) 80 年代后柔性?shī)A具的研究開(kāi)發(fā)主要沿原理和結(jié)構(gòu)均有創(chuàng)新和傳統(tǒng)夾具創(chuàng)新兩大方向發(fā)展。為了提高加工效率和制件精度，降低對(duì)操作人員的要求，一般使用多軸加工的專用機(jī)床加工，這種機(jī)床包含相應(yīng)夾具或者設(shè)計(jì)專用夾具與通用機(jī)床配合使用，這兩種方法都涉及專用夾具的設(shè)計(jì)問(wèn)題。12H8( ? ) 120 8 30 設(shè)計(jì) (日期 ) 審核 (日期 ) 標(biāo)準(zhǔn)化 會(huì)簽 20xx/3/28 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 機(jī)械加工工藝流程圖 機(jī)械加工工序卡 產(chǎn)品型號(hào) 零部件圖號(hào) 02 產(chǎn)品名稱 零部件名稱 底板 共 7 頁(yè) 第 5 頁(yè) 車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 機(jī)加工車(chē)間 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每個(gè)毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鍛造 90 65 2