【導(dǎo)讀】用量和時間定額的計算，填寫機(jī)械加工工藝過程卡和機(jī)械加工工序卡片。加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，對關(guān)鍵工序進(jìn)行夾具設(shè)計。本文對夾具的工作原理、作。案，設(shè)計定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)、對刀元件和夾具體。

　　

【正文】 和機(jī)械加工工序卡 （見附件） 前后兩部分 。 表 25 車床尾座套筒機(jī)械加工工藝過程卡片 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 1 下料 棒料 Ф80mm165mm 鋸床 2 鍛造 鍛造尺寸 Ф600mm285mm 3 熱處理 正火 4 粗車 夾一端粗車外圓尺寸 Ф58mm，長 200mm，車端面見平即可。鉆孔 Ф20mm，深 188mm，擴(kuò)孔 Ф26mm 深 188mm CA6140 5 粗車 倒頭，夾 Ф58mm 外圓并找正，車另外一端面外圓至 Ф58mm，與上工序光滑接刀，車端面保證總長 280mm。鉆孔 鉆通 CA6140 6 熱處理 調(diào)質(zhì) 28～ 32HRC 7 車 夾左端外圓，中心架托右端外圓 ，車右端面保證總長 278mm，擴(kuò) Ф26mm 孔至 Ф28mm，深186mm，車右端頭 Ф32mm60176。內(nèi)錐面 CA61中心架 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 8 半精車 采用 兩頂尖 裝夾工件， 上卡箍， 車外圓至55? 177。右端倒角 245176。，左端 R3 圓角，保持總長 276mm CA61心軸 （ a） 或者 心軸（ b） 9 精車 夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓，車 ?? mm 孔至 ?? mm，深 ，車 Ф34mm 槽，保證 和 CA61中心架 10 精車 倒頭，夾右端外圓中心架左端外圓，找正外圓，車莫氏 4 號 內(nèi) 錐 孔 ， 至 大 端 尺 寸 為 ?? mm，車左端頭 Ф36mm60176。 CA61中心架 11 劃線 劃 R2160mm 槽線，?? mm200mm 鍵槽線， Ф6mm 孔線 12 銑 以 55? 177。 外 圓定 位 裝 夾 銑鍵 槽?? mm200mm，并保證 0 ? mm（注意外圓加工余量）保證鍵槽與 Ф 0 ? mm 外圓軸心線的平行度和對稱度 X62W、專用銑床夾具(如圖 ) 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 13 銑 以55? 177。 外圓 和 ?? mm200mm 鍵槽 定位裝夾銑 R2 深 2mm，長160mm 圓弧槽 X62W、專用銑床夾具（如圖 ） 14 鉆 鉆 Ф6mm 孔，其中心距右端面為 25mm Z512 組合夾具 15 鉗 修毛刺 16 熱處理 左端莫氏 4 號錐孔及 160mm 長的外圓部分，高頻感應(yīng)加熱淬火 45～ 50HRC 17 研磨 研磨 60176。內(nèi)錐面 18 粗磨 夾右端外圓，中心架左托外圓，找正外圓，粗磨莫氏 4 號錐孔，留磨余量 M2110A、中心架 19 粗磨 采 用 兩 頂 尖 定 位 裝 夾 工 件 ， 粗 磨Ф 0 ? mm 外圓，留磨余量 M1432A 20 精磨 夾右端外圓，中心架托左端外圓，找正外圓，精 磨 莫 氏 4 號 錐 孔 圖 樣 尺 寸 ， 大 端 為Ф 177。，涂色檢查，接觸面積應(yīng)大于75%。修研 60176。錐面 M2110A、莫氏 4 號錐度塞 21 精車 夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓，精車內(nèi)孔 Ф ? mm 至 圖 樣 尺 寸 ， 深45177。，修研 60176。錐面 CA61中心架 22 精磨 采用兩頂尖 和心軸 C 定位 精磨外圓至尺寸Ф 0 ? mm M143心軸（ c） 23 按照圖樣檢查各部分尺寸精度 24 涂油入庫 1工件； 2鋼球； 3傾斜槽； 4頂尖； 5心軸； 6軸套； 7彈性支撐； 8墊圈； 9螺栓 圖 （ a） 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 1工件； 2定位套； 4心軸； 6墊圈； 7彈性支撐 （ b） 1擰緊螺母； 230176。錐塊； 3， 6平鍵； 4， 8有縫夾筒； 5工件； 7彈簧； 9心軸 （ c） 圖 心軸 工藝分析 1）在安排加工工序時，應(yīng)將粗，精加工分開，以減少切削應(yīng)力對加工精度的影響。并在調(diào)質(zhì)處理前進(jìn)行粗加工，調(diào)質(zhì)處理后 進(jìn)行半精加工和精加工。 2）車床尾座套筒 左端莫氏 4 號錐孔與右端 Ф28mm、 Ф30mm 孔，應(yīng)在進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理前鉆通，這樣有利于加熱和內(nèi)部組織的轉(zhuǎn)變，使工件內(nèi)孔得到較號的處理。 3）工序 8 粗車外圓時，可以采用專用心軸 (a)或者 (b)。如圖 (a) ， (b)。 4）精磨 Ф 0 ? mm 外圓時， 采用專用心軸 (c)定位裝夾工件。如圖 (c)。 5）工序 18 以后 ，再采用中心架托夾工件外圓時，由于鍵槽 ?? mm 的影響，這時應(yīng)配做一套 筒配合中心架的裝夾，以保證工件旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，不發(fā)生震動。 6） Ф 0 ? mm 外圓軸心線是工件的測量基準(zhǔn)，所以磨削莫氏 4 號錐孔時，定位基準(zhǔn)必須采用 Ф 0 ? mm 外圓。加工時還應(yīng)找正其上母線與側(cè)母線之后進(jìn)行。 7）加工 ?? mm 鍵槽時，應(yīng)在夾具上設(shè)置對稱度測量基準(zhǔn)，在加工對刀時，可邊對刀邊測量，以保證鍵槽 ?? mm 對 Ф 0 ? mm 外圓軸心線的對稱度。 8）為了保證 R2 半圓槽和 ?? mm 鍵槽的對稱度。如圖 ，在夾具定位塊 4上開一個 Ф8 的孔，將工件 1 夾在 V 形塊 2 內(nèi)，在 Ф8 的孔中插入滑配銷子 5，將工件銑好的鍵槽 ?? mm 卡在銷子 5 上在夾緊，再銑 R2 半圓槽。 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 圖 銑鍵槽夾具 9） Ф 0 ? mm 外圓的圓柱度檢驗，可將工件外圓放置在標(biāo)準(zhǔn) V 形塊上（ V 形塊放在標(biāo)準(zhǔn)平板上），用百分表測量出外圓點的圓柱度值，然后再算 出圓柱度值（圖）。也可以采用偏擺儀方法，先測出工件的圓柱度值，然后計算出圓柱度值。 圖 在 V 形塊上檢測工件的圓度值 10） ?? mm 鍵槽對稱度的檢驗，采用鍵槽對稱度量規(guī)進(jìn)行檢查（圖 ） 。 a) b) 圖 鍵槽對稱度量規(guī) a)內(nèi)孔鍵槽量規(guī) b)外圓鍵槽量規(guī) 11）用標(biāo)準(zhǔn)莫氏 4 號錐塞規(guī)涂色檢查工件的錐孔，其接觸面積應(yīng)大于 75%。 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 第 3 章 機(jī)床夾具設(shè)計 機(jī)床夾具設(shè)計 概述 機(jī)械制造業(yè)中廣泛采用能迅速把工件固定在準(zhǔn)確位置或同時能確定加工工具位置的一種輔助裝置，這種裝置統(tǒng)稱為夾具 [14]。在金屬切削機(jī)床上采用的夾具稱為機(jī)床夾具。夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，它直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、工人勞動強(qiáng)度、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本。因此夾具設(shè)計是機(jī)械加工工藝準(zhǔn)備和施工中的一項重要工作。 夾具的主要工作原理 (1)使工件在夾具中占有準(zhǔn)確的 加工位置。這是通過工件各定位面與夾具的相應(yīng)定位元件的定位工作面 接觸、配合或?qū)?zhǔn)來實現(xiàn)的。 (2)夾具對于機(jī)床應(yīng)先保證有準(zhǔn)確的相對位置，而夾具結(jié)構(gòu)有 保證定位元件的定位工作面對夾具與機(jī)床相連接的表面之間的相對準(zhǔn)確位置，這就保證了夾具定位工作面相對機(jī)床切削運(yùn)動形成表面的準(zhǔn)確幾何位置，也就達(dá)到了工件加工面對定位基準(zhǔn)的相互位置精度要求。 (3)使刀具相對有關(guān)的定位元件的定位工作面調(diào)整到準(zhǔn)確位置，這就保證了刀具在工件上加工出的表面對工件定位基準(zhǔn)的位置尺寸。 夾具的作用 夾具是機(jī)械加工中不可缺少的一種工藝裝備，它能起到下列作用： (1)保證穩(wěn)定可靠地達(dá)到各項加工精度要求； (2)縮短加工工時，提高勞動生產(chǎn)率； (3)降低生產(chǎn)成本； (4)減輕工人勞動強(qiáng)度 ； (5)可由較低技術(shù)等級的工人進(jìn)行加工； (6)能擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍。 機(jī)床夾具的分類 根據(jù)機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍和特點，分為通用夾具、專用夾具、組合夾具、通用可調(diào)夾具和成組夾具等類型。 (1)通用夾具 該類夾具使用時無需調(diào)整或稍加調(diào)整，就可適應(yīng)多種工件的裝夾，因而被廣泛用于單件小批生產(chǎn)之中。 (2)專用夾具 它是指專門為某一工件的某道工序而設(shè)計的，一般不能用于其他零件或同一零件的其他工序。專用夾具適用于定型產(chǎn)品的成批大量生產(chǎn)。 (3)通用可調(diào)夾具和成組夾具 它們的共同點是，在加工完一種工件后，只須對 夾具進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整或更換個別元件，即可用于加工形狀、尺寸相近或加工工藝相似的多種工件。 (4)組合夾具 是指按某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先準(zhǔn)備好的通用的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組合而成的夾具。它具有組裝迅速、周期短、能反復(fù)使用的北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 特點，所以在多品種、小批量生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制中尤為適用。 專用機(jī)床夾具的組成 機(jī)床夾具一般由以下幾個部分組成： (1)定位元件 用于確定工件在夾具中的位置。 (2)夾緊裝置 用于工件定位后的夾緊。 (3)對刀、導(dǎo)引元件或裝置 用于確定刀具相對于夾具定位元件的位置。 (4)連接 元件 用于確定夾具本身在工作臺或機(jī)床主軸上的位置。 (5)夾具體 用于將夾具上的各種元件和裝置連接成一個有機(jī)的整體。 (6)其他裝置或元件 如用于分度的分度元件 ， 用于上下料的上下料裝置等。 車床 夾具設(shè)計 問題的提出 本次設(shè)計中 ，工序 8 中， 采用 兩頂尖 裝夾工件， 上卡箍， 車外圓至 55? 177。倒頭 ，車另外一端外圓，光滑接刀 。右端倒角 245176。，左端 R3 圓角，保持總長 276mm。在半精車 55? 177。 外圓 表面的時候，需要裝夾兩次，然后光滑接刀。這樣不僅浪費時間，兩次裝夾過程中還會存在位置誤差，嚴(yán)重降低了成產(chǎn)效率，因此這樣的加工方式在大量生產(chǎn)過程中不可用。 設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計出 保證 該工序加工要求，滿足加工精度的 機(jī)床夾具， 提高生產(chǎn)率和降低成本。 該 夾具應(yīng)操作方便，工作安全可靠， 減輕工人勞動強(qiáng)度，具 有良好的結(jié)構(gòu)工藝性 。 定位方案及定位元件選擇和設(shè)計 加工該定位面時需要限制其上的自由度。 在兩端孔上采用內(nèi) 圓表面定位方案，同時考慮到內(nèi)圓表面未經(jīng)過精加工，表面粗糙度達(dá)不到線面接觸的定位要求，為 了提高定位精度，可以采用 點接觸 卡緊管件粗糙內(nèi)壁的方法定位 。夾具 可以限制該 套筒上的 五 個自由度（ 2 個轉(zhuǎn)動和三 個軸向移動運(yùn)動副）；并在靠近 左端面 處采用軸向支撐 ， 主要有緩沖和軸向夾緊作用 ，最后 再 采用 活動頂尖頂緊套筒右端 。因此以該套筒內(nèi)壁 作為定位基面，以 套筒 軸心 線作為定位基準(zhǔn)。 綜上，總共限制了六個自由度，滿足了機(jī)械加工定位夾緊的要求，同時沒有過定位和欠定位現(xiàn)象出現(xiàn)，屬于合理的定位方案 ，該 方案可行。 為了 點接觸卡緊管件粗糙內(nèi)壁 ，可以用 三個鋼球接觸實現(xiàn)三點自動定心夾緊 ， 如圖 是 用鋼珠卡緊管件粗糙 內(nèi) 壁的方法，可以用其對內(nèi)壁高低不平達(dá) 工件 車外圓。心軸 5 的外套6 內(nèi)有三個位于傾斜槽 3 內(nèi)的鋼珠 2， 操作時， 用 圖 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 手反轉(zhuǎn)套筒卡緊后，用尾座頂尖頂緊，既可以進(jìn)行外圓車削，卡緊力隨著車削力的增加而增加，故不會松動。 當(dāng)管料 1 有尾座頂尖 4 頂在支撐 7 上后， 由于支撐 7 有彈性， 工件 在車削中發(fā)熱不影響車削過程。 圖 分析 計算 心軸水平放置，如圖 ， ， 工件以 Ф28mm 圓孔在水平放置的心軸上定位，現(xiàn)要車削 Ф58mm 的外圓，要求保證外圓尺寸為 177。 。由于尺寸 177。 的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)都是定位孔的軸線，基準(zhǔn)式重合的， 則基準(zhǔn)不重合誤差 0??BP 。對于基準(zhǔn)位移誤差， 由于工件定位孔和心軸式點接觸不存在間隙，所以基準(zhǔn)位移誤差只 受 心軸制造誤差的影響， 使心軸的中心線與孔的中心線不重合，引起定位基準(zhǔn)發(fā)生了偏移， 取 心軸 和鋼球定位的同軸度誤差為 ，則心軸的軸心線 和 孔的軸心偏移最大 值 為 h=。 即工序尺寸 177。 mmhhhd 39。)( ???? 在上面的式子中， mmhd )( ?? ， 則 177。 尺寸的定位誤差為 ，所以 mmhhhd 39。)( ???? mmdT )( ?? 。 因此，定位方案合理。 7 6 5 1 8 9 4 1 2 3 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 確定夾緊方式、設(shè)計夾緊機(jī)構(gòu) 如圖 用鋼珠卡緊管件粗糙內(nèi)壁的方法，可以用其對內(nèi)壁高低不平達(dá) 的管料車外圓。心軸 5 的外套 6 內(nèi)有三個位于傾斜槽 3 內(nèi)的鋼珠 2，當(dāng)管料 1 有尾座頂 尖 4 頂在支撐 7 上后，用手反轉(zhuǎn)管料卡緊后，既可以進(jìn)行外圓車削，卡緊 力 隨著車削力的增加而增加，故不會松動。由于支撐 7 有彈性，管料在車削中發(fā)熱不影響車削過程。 如圖 為加工時候車刀位置示意圖。 設(shè)計對刀元件、連接元件及夾具體 車床 在車削外圓過程中對刀比較簡單，因此不需要設(shè)計對刀元件。 如圖 ，夾具體通過莫氏 6 號錐面和 CA6140 主軸孔相連接實現(xiàn)定位，通過錐體斷面的螺紋孔固定夾緊在車床主軸上；心軸 5 和支撐 7 通過螺紋連接 ；心軸 5和鋼球通過傾斜槽連接和外套 6 防止鋼球掉出，外套 6 通過螺栓固定。 圖