【導讀】機械制造工程學課程設計說明書。設計題目:“CA6140車床后托架”零件的機械加工工。藝規(guī)程及工藝裝置

　　

【正文】 夾具的類型 本夾具屬于在搖臂鉆床上加工軸線平行的孔系，宜設計固定式鉆模加工這些孔，既可以保證孔加工精度又能夠提高勞動生產(chǎn)率。 2 確定工件的定位方案，設計定位裝置 （ 1）定位方案：根據(jù)工件結構特點，其定位方案是 選 底平面為定位基準，限制 3 個自由度，以側面和蓋板平面定位，共限制工件六個自由度，實現(xiàn)完全定位。為使工件裝夾可靠，增加剛性，采用輔助支承。 （ 2）選擇定位元件。 由定位方案可知工件定位時所需的定位元件有：支承釘、止推板以及輔助支承。 3 確定工件的夾緊方案，設計夾緊裝置及計算夾緊力 為使工件在定位件上所占有的規(guī)定位置在加工過程中保持不變，就要用夾緊裝置將工件夾緊，才能保證工件的定位基準與夾具體上的定位表面可靠地接觸，防止在加工過程中移動、 22 震動或變形。夾緊機構應保證工件夾緊可靠、安全、不破壞工件的定位及夾緊表面的 精度和粗糙度。同時夾緊機構的復雜程度應與工件的生產(chǎn)類型相適應。 （ 1）夾緊力方向的選擇 在選擇夾緊力的方向時，一般應考慮下列問題： ①．夾緊方向與工件加工表面位置精度的關系 夾緊力方向應垂直于主要定位基準，以保證工件的定位精度。因為工件被選作主要定位基準的面積一般較大，像工件的底平面 A，這樣既能使工件更好地保持與定位件接觸，又可使夾緊力引起的工件變形最小。故加工三杠孔時，水平方向的夾緊力初步選擇與底平面 A 垂直的方向。 ②．夾緊力方向應保證定位可靠 ③．方便工件裝卸 從定位方便的觀點出發(fā)，主要定位件最合適的位 置，應當能利用工件本事的重量，將其保持在規(guī)定的位置上。這樣，工人的雙手可以空出來，操縱夾緊件。即力求使夾緊力方向與重力的方向重合。但在本工件三杠孔的加工中，若使夾緊力方向與重力的方向重合，則夾緊裝置不好布置。所以選擇與底平面 A 垂直的方向可行。 （ 2）夾緊裝置 夾緊裝置可分為機動夾緊和手動夾緊兩大類，本夾具采用手動螺旋壓板夾緊機構，用固定手柄壓緊螺釘、螺母和鉸鏈壓板配合夾緊零件。 （ 3）切削力及夾緊力計算 ①．最大切削力：加工 +? mm 孔時 軸向力最大 F= FyZF KfdC 其中： FC 取決于工件材料和切削條件的系數(shù) FC = FZ =1 Fy = FK ：當實際的加工條件與求得的經(jīng)驗公式的實驗條件不相符時，各種因素對軸向力的修正系數(shù) 由參考文獻查表 FnMF HBKK )190(?? 23 其中 ： HB=200 Fn = FnMF HBKK )190(??= )190200( = 所以 ： F= N1 7 8 5 ????? ②．最大轉矩：加工 mm 孔時轉矩最大 M= MyZM KfdC 其中： 取決于工件材料和切削條件的系數(shù) MC = MZ =2 My = MK 當實際的加工條件與求得的經(jīng)驗公式的實驗條件不相符時，各種因素對轉矩的修正系數(shù) FnMF HBKK )190(?? 其中 ： HB=200 Fn = FnMF HBKK )190(??= )190200(= 所以 ： F= Nm3 3 2 ????? ③．切削功率 切削功率： kwdMP 0 ????? ? ④．夾緊力計算 本夾具采用的是壓板夾緊，對夾具夾緊力影響最大的是鉆 mm 孔時的轉矩： M= MyZM KfdC 其中： 取決于工件材料和切削條件的系數(shù) MC = MZ =2 24 My = 當實際的加工條件與求得的經(jīng)驗公式的實驗條件不相符時，各種因素對轉矩的修正系數(shù) FnMF HBKK )190(?? 其中： HB=200 Fn = FnMF HBKK )190(??= )190200(= 所以： F= 2 ????? 夾緊力 Q LM?Q 其中 ： M 為對夾具夾緊力影響最大的轉矩 L 為夾緊力力臂 L=263+12+25247。2= 所以 Q N600 ?? 實際預緊力： K ?實 4321 KKKKK ? 其中： K 為安全系數(shù) 1K ：一般安全系數(shù)，考慮到增加夾緊的可靠性和因工件材料性質及余量不均勻等引起的切削力的變化。 1K 一般取 2~ ?K 2K ：加工性質系數(shù)，粗加工取 ?K 。精加工取 ?K 3K ：刀具鈍化系數(shù)，考慮刀具磨損鈍化后，切削力增加。一般取 ~13 ?K 。這里取 ?K 4K ：斷續(xù)切 削系數(shù)，斷續(xù)切削時取 ?K 。連續(xù)切削時，取 14?K 25 所以 ?????? KKKKK 所以 NQ ??? 所以 夾緊力為： Q=1554N （ 4）夾緊元件強度校核 受力分析：當壓緊工件時，螺栓除受夾緊力 Q 作用產(chǎn)生拉應力外，還受轉矩 T 的扭轉而產(chǎn)生扭轉剪應力的作用。 拉伸應力： M p adQ 1 5 5 44 22???? ?? 扭轉剪應力： M p ????? ?? 由第四強度理論，可知螺栓預緊狀態(tài)下的計算應力： M paC 2222 ?????? ??? ? 元件材料為 45 鋼，屈服強度為 s? =450 Mpa ，取安全系數(shù) n= 則許用擠壓應力 ? ? Mpans ??? ?? （ 5）確定導向裝置 為能迅速、準確地確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具中都應該設置引導刀具的元件 — 鉆套。 考慮到加工方案，由于零件徑向各孔要求有擴、鉸工序，且生產(chǎn)批量為大批生產(chǎn) ，且各孔加工中刀具的直徑不同，就要求更換鉆套。為了提高生產(chǎn)效率和縮短工時，選用快換鉆套。鉆套安裝在襯套中，襯套與具夾體相連接。 鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體連接，鉆套與工件之間留有排屑空間。 （ 6）夾具總圖上尺寸、公差、和技術要求的標注 ①．夾具最大輪廓尺寸 長： 332mm，寬： 216mm，高： 318mm。 ②．影響定位精度的尺寸和公差 各定位支承釘組成的定位面，必須在同一平面上等高，公差為 。 三杠孔加工時（擴、鉸）套與定位底面垂直度公差 。 定位底面對夾具體底面的平行度公差 不大于 。 定位側面對夾具體底面的垂直度公差不大于 。 26 襯套與夾具體之間的配合：φ 45H7/n6,φ 62H7/n6, φ 70H7/n6。 鉆套與襯套之間的配合：φ 35H7/h5, φ 48H7/h5φ 55H7/h5。 彎頭壓板銷孔與銷軸之間的配合：φ 16H8/f7。 彎頭壓板與連接塊之間的配合： 16H7/g6。 夾具體與鉆模體定位銷孔之間的配合：φ 10H7/m6。 鉆（擴、鉸）套導向孔的尺寸、公差參見各孔加工時鉆（擴、鉸）套的選用。 鉆模體上三杠孔的孔中心距離尺寸及公差： 63177。 。 27 六．參考書目 參考如下： 《機床夾具設計簡易手冊》 《機械加工工藝手冊》王先逵主編 《實用機械加工工藝手冊》陳宏鈞主編 《機械制造基礎》唐宗軍主編（機械工業(yè)出版社） 《機械制造工藝與機床夾具課程設計指導》吳拓主編（機械工業(yè)出版社） 《機械制造技術基礎課程設計指導教程》鄒青主編（機械工業(yè)出版社） 《機械制造技術基礎課程設計指南》崇凱主編（化學工業(yè)出版社） 28 七 .總結 機械制造工藝學課程設計是在我們學完了大學的大部分基礎課、技術基礎課、專業(yè)課以及參加了生產(chǎn)實習之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學課程的一次綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。 通過本次課程設計，我得到了以下各方面的鍛煉： 1 能熟練運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。 2 提高結構設計的能力。了解設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經(jīng)濟合理而且能保證加工質量的夾具的能力。 3 學會了思考 學會了查找參考資料 遇到不會 向別人請教。 通過本次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加生產(chǎn)實踐打下一個良好的基礎。 由于能力所限，設計尚存在許多不足之處，懇請各位老師予以指教。