【正文】 20xx . 11 [9] 上海金屬切削技。 [5] 孫麗媛主編，機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)。北京：機械工業(yè)出版社， [3] 薛源順 ,機床夾具設(shè)計 (第二版 ) [M],機械工業(yè)出版社 , [4] 孟少龍，機械加工工藝手冊第 1 卷 [M]。 39 參考文獻 [1] 王寶璽主編，賈慶祥 .汽車制造工藝學。 目前我國已經(jīng)生產(chǎn)出五軸聯(lián)動的大型機床，相信不久的將來一定能在一臺機床上加工不同的工藝，使夾具更簡單，更便捷，一個零 件從毛坯到成品在一條生產(chǎn)線上實現(xiàn)，更大的提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。 在夾具設(shè)計部分，首先需要對工件的定位基準進行確定，然后選擇定位元件及工件的夾緊，在對工件夾緊的選擇上，我用了兩種不同的夾緊方法，即：粗銑下平面用的是螺釘壓板夾緊機構(gòu)，粗銑前后端面時用的是 手動 夾緊機構(gòu)，兩種方法在生產(chǎn)中都有各自的優(yōu)點和不足，但都廣泛運用在生產(chǎn) 中。 在工藝部分中，涉及到要確定各工序的安裝工 位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，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)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務(wù)時間。 所以正確的選擇刀具量具應(yīng)該注意的問題 ,刀具的材料，型號，精度。 本章小結(jié) 刀具材料選擇的是否恰當對刀具的生產(chǎn)率有重要的影響，變速器箱體零件主要加工表面和孔，關(guān)鍵工序加工中需要測量尺寸公差，形狀位置公差及表面質(zhì)量，許多工序都需要用到專用量具。 測量面的表面粗糙度，取決于被檢驗工件的基本尺寸，公差等級和粗糙度以及量規(guī)的制造工藝水平。此設(shè)計塞規(guī)采用 T10A 為材料。 下偏差 = EI+ZZ/2=+= 。 )( ????IT 查表得： IT8= 8 級精度的孔。 專用量具 選擇 變速器箱體零件主要加工表面和孔，關(guān)鍵工序加工中需要測量尺寸公差，形狀位置公差及表面質(zhì)量，許多工序都需要用到專用量具。 選擇 刀具參數(shù)時，必須考慮一系列問題，如強度，精度，生產(chǎn)率，容屑要求等等， 1． 刀片邊長 L 等于刀片內(nèi)切圓直徑 d 切削刃實際參加工作長度 srpse sianL ??? c os? [6] （ ） 即由公式（ ）得： mmLse 1 2 o s75s in 8 00 ?? 而 seLL ? 所以 L= 2．刀片厚度 s 用慣線圖求得 ： S= 3．刀尖圓弧半徑 ?r 用慣性線求得 ： 36 mmr ?? 由上面計算并查表可得本設(shè)計的鏜刀參數(shù)為： 00190,20,???????rpnprmmmmmrmmdmmSmmL?? 正確 選擇 刀具的輪廓 對于加工表面的刀具， 選擇 刀具輪廓是刀具的一項重要內(nèi)容。 鏜刀采用半封閉容屑空間。必須妥善的處理切屑，使它能順利的不段排 出，或自由容納在容屑槽內(nèi)，才能保證刀具的正常工作，否則，將發(fā)生卻屑堵塞現(xiàn)象，甚至損壞刀具。從已學過的分層 拉削方式和輪切削方式的比較中可知，切削方式選擇的是否恰當對刀具的切削效率，切削負荷，耐用度及加工表面質(zhì)量都有著很大的影響。因而目前許多復(fù)雜刀具及切削條件差的刀具主要還是應(yīng)用高速鋼 [11]。這是一個提高刀具生產(chǎn)率的十分重要的方向。 刀具材料選擇 刀具材料 選擇的是否恰當對刀具的生產(chǎn)率有重要的影響，在 選擇 刀具時一開始就應(yīng)考慮正確選擇刀具材料。10? ；在軸向剖面內(nèi)的相交角容差為 +30’；定位銷孔中心偏離鏜桿中心不大于 ，同時要修定位銷角度面，以使定位銷錯位不超過 ；定位銷與刀塊相應(yīng)全面接觸，用涂色法檢查。 這種結(jié)構(gòu)的鏜刀塊對鏜桿刀槽的精度要求比較高，特別是精鏜刀桿，否則鏜孔精度就不容易保證達到 7 級，并且也不穩(wěn)定。 本工序是大批量加工Ф 72，Ф 80 的孔，而鏜刀是加工內(nèi)孔時比較廣泛的一種刀具加工小孔時多半將刀片焊在刀桿上，或是做成整體高速鏜刀；加工孔徑大于Ф 20Ф 30時，一般都用桿鏜，本設(shè)計要加工的孔為Ф 72，Ф 80，為了避免鏜桿過粗，宜采用鏜刀塊，鏜刀塊與鏜桿刀槽滑配合，粗鏜，半精鏜時用特制的雙角度螺釘將刀塊壓向刀槽支承面，并緊固住，精鏜時可以浮動。在某一具體情況下，究竟選擇那種刀具最為合適，須根據(jù)實際情況決定。此鏜刀同時可以用于后面工序的半精加工與精加工。 34 第 5章 專用刀具選擇 刀具選擇 變速器箱體零件加工中有一部分工序是采用用專用刀具或復(fù)合刀具進行加工的，多數(shù)為為鉆削或銑、鏜削，或它們的復(fù)合削。 33 本章 小結(jié) 對 專用 銑床 夾具的設(shè)計， 可以 了解機床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工 精度，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的給以性 。當加工完一邊，可松開螺釘、螺母、支承釘來加工另一邊。 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 本夾具 用于在立式銑床上加工傳動箱體上平面，工件以與此相平行的下平面為及其側(cè)面和水平面底為定位基準，在短銷、支承板和支承釘上實現(xiàn)完全定位。這些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。 圖 移動壓板 主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如表 所示。 表 平塞尺結(jié)構(gòu)尺寸 公稱尺寸 H 允差 d C 3 夾緊裝置及夾具體設(shè)計 夾緊裝置采用移動的 A 型壓板來夾緊工件，采用的移動壓板的好處就是加工完成后，可以將壓板松開，然后退后一定 距離把工件取出。 1014737825 圖 直角對刀塊 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖 所示。 由于本道工序是完成傳動箱體上平面尺寸為 210 315mm的粗、精銑加工，所以 31 選用直角對刀塊。 圖 型槽 主要 結(jié)構(gòu) 尺寸參數(shù)如下表 所示。 定向鍵的結(jié)構(gòu)如圖 所示。通過定向鍵與銑床工作臺 U 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。 夾具體槽形與 計 對刀裝置設(shè) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。 其回歸方程為 Fj＝ ktTs。 銑削力與夾緊力計算 本夾具是在銑床上使用的，用于定位螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥茫€用于夾緊，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動，必須對“ 17”六角螺母和 ”11”螺母螺釘施加 29 一定的夾緊力。 圖 固定擋銷 定位誤差分析 本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。 帶大端面的短圓柱銷 的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如圖 4. 2 所示。 定位元件的設(shè)計 本工序選用的定位基準為一面兩銷定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。 為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀傳動箱體的上平面同時進行粗精銑加工。 如圖 所示 圖 銑床夾具簡圖 定位基準的選擇 由零件圖可知工藝孔的軸線所在平面有垂直度的要求，從定位和夾緊的角度 來看，本工序中，定位基準是下平面，設(shè)計基準也是要求保證上、下兩平面的平行度要求，定位基準與設(shè)計基準重合，不需要重新計算上下平面的平行度，便可保證平行度的要求。 本夾具設(shè)計可以反應(yīng)夾具設(shè)計時應(yīng)注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結(jié)構(gòu)的剛度和強度、結(jié)構(gòu)工藝性等問題。同時應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。粗、精銑傳動箱上平面時，上平面尺寸為 210 315mm，粗糙度要求 ?? ，傳動箱上平面與下平面有平行度要求 ,并與工藝孔軸線分別垂直度的要求，本道工序是對傳動箱上平面進行粗精加工。 本夾具主要用來粗、精銑傳動箱上平面。 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 裝卸工件時，先將工件放在定位塊上；用壓 塊的壓緊螺釘將工件夾緊；然后加工工件。 工藝孔的表面粗糙度 ? ，由本工序所選用的加工工步 粗鏜精 滿足。本道 工序加工中主要保證工藝孔尺寸Φ?? mm 及表面粗糙度 ? 。因此在夾具設(shè)計中，當結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進行精度分析和誤差計算。整個夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝配圖 如 上圖 所示 ： 夾具精度分析 利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(tǒng)。 夾具體的設(shè)計主要考慮零 件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。旋緊螺釘使其產(chǎn)生的力通過光面壓塊將工件壓緊。采用手動夾緊，夾緊可靠，機構(gòu)可以不必自鎖。35 50 18954 ( 3 10 9 50 )WN????? 夾緊元件及動力裝置確定 由于 箱體 的生產(chǎn)量 很大，采用手動夾緊的夾具結(jié)構(gòu)簡單，在生產(chǎn)中的應(yīng)用也比較廣泛。 由式（ ） 得點接觸的單個普通螺旋夾緊力： 0 39。2? — 螺旋副的當量摩擦角（176。） ； 25 Zr — 螺紋中徑之半（ mm） ； ? — 螺紋升角（176。12()ZQLW r tg r tg? ? ?? ?? （ ） 式中： 0W — 單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（ N） ； Q — 原始作用力（ N） ； L — 作用力臂（ mm） ； 39。根據(jù) 參考文獻 [11]可查得夾 緊力計算公式： 0 39。 切削力的計算與夾緊力分析 由于本道工序主要完成工藝孔的 鏜 加工： 鏜 削力 ： HBDfF ? 鏜 削力矩 ： HBfDT ? 式中： 62D mm? ? ? ? ? 2321872553125531m i nm a xm a x ??????? HBHBHBHB ??? rmmf 0 . 8 0 . 62 6 2 5 0 . 1 5 2 3 2 3 7 5 5 . 2FN? ? ? ? ? 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 2 5 0 . 1 5 2 3 2 2 6 1 7 4T N m m? ? ? ? ? ? 本道工序加工工藝孔時，工件的 下平面與臺價臺 靠緊。在選擇工藝孔的加工定位基準時，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑 箱體的 下表面工序的定位基準，以及設(shè)計基準作為其定位基準。為了保證所鉆的 孔與頂面垂直并保證工藝孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均勻。因此再本道工序加工時主要應(yīng)考慮如 24 何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。其加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。 本夾具主要用來 鏜 左端 平 面 夾具， 這個工藝孔有尺寸精度要求，表面粗糙度要求，表面粗糙度為 ?? ，與頂面垂直。由于實際加工中切削力是一個變值，受工件 材料性質(zhì)的不均勻、加工余量的變動、刀具的鈍化等因素影響，計算切削力大小的公式也與實際不可能完全一致，故夾緊力不可能通過這種計算而得到結(jié)果。水平方向可以列出： fKNW /? ,f 為工件與定位件間的摩擦系數(shù)，一般 ,即 W=10KN；對 o點取矩可得下式 ? ?? ?KNlllllllKNW2 2222??????? 比較上面三種情況，選最大值，既 W=10KN。這時應(yīng)選產(chǎn)生夾緊力最大的一個 方程，然 后求出所 需的夾緊 力。而 N1 切削力將使夾緊力變大，在列靜平衡方 23 程式時，我們應(yīng)按不利的加工條件下，即 N1 時求夾緊力。 這里應(yīng)注意三個問題： 、大小在變化，在計算機中應(yīng)按最不利的加工條件下求得的切削力或切削合力計算。 計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)，然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運動的工件還需考慮慣性）后處 于靜力平衡條件，求出理論夾緊力，為了安全起見再乘以安全系數(shù) K。夾緊力過小則工件夾不緊，在加工過程中容易發(fā)生工件位移，從而破壞工件定位，也影響加工精度，甚至造成安全事故。 上述兩種的單支承引導(dǎo)的鏜 桿與機床主軸作剛性聯(lián)接，這樣，要使鏜套中心對準機床主軸中心，不容易做到很準確，而且還需要技術(shù)水平較高的工人能勝 夾緊力大小的確定原則 夾緊力大小對于確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，保證夾緊可靠性等有很大影響。 如果這時仍采用上