2354-轴套加工工艺规程及夹具设计（铣28端面+钻2-M6孔）（最大直径100）
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2354
轴套
加工
工艺
规程
夹具
设计
28
端面
M6
最大
直径
100
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三 铣夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计工序铣端面的铣床夹具。3.1 问题的提出 在机械制造中，用以装夹工件（和引导刀具）的装置，称为夹具。它是用来固定加工对象，使之占有正确位置，接受施工或检测的装置。在机械加工过程中，为了保证加工精度，首先要使工件在机床上占有正确的位置，确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置的过程，称为工件的定位。定位后将其固定，使其在加工过程中始终保持定位位置不变的操作称为夹紧。工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程称为工件的装夹。用以装夹工件的装置称为机床夹具，简称夹具。铣床夹具主要用于加工上的平面，凹槽，花键及各种成型面，是最常用的夹具之一，铣削加工时切削量较大，且为断续切削，故切削力大，冲击和振动也较严重，因此设计铣床夹具时，应注意工件的装夹具在工作做台上的安装平稳性。本夹具主要用于铣端面，本道工序加工精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。3.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。我们采用外圆和底面为定位基准，为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。3.3 定位方案的设计定位方式和定位元件的选择包括选择定位元件的结构、形状、尺寸及布置形式等，他们主要取决于工件的加工要求、工件定位基准和外力的作用等因素。定位，就是限制自由度。通常是用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是工件定位的“六点定位原则” 。1. 工件及平面定位（1）主要支承 主要支承用来限制工件的自由度，起定位作用1）固定支承2）可调支承3）自位支承（2）辅助支承 提高工件的安装刚性和稳定性1）螺旋式辅助支承2）自位式辅助支承3）推引式辅助支承4）液压锁紧的辅助支承2. 工件以圆柱空定位（1）圆柱销（2）圆锥销（3）圆柱心轴3. 工件以外圆柱面定位（1）在V形块中定位（2）在圆孔中定位（3）在半圆孔和圆锥孔中定位本夹具采用内孔定位，因此采用心轴和削边销定位3.4夹紧方案的设计在机械加工中，工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。工件定位以后需要通过一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上，使工件在加工过程中，不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而发生位置变化或产生振动，以保证加工精度和安全生产。这样把工件压紧夹牢的装置，即称为夹紧装置。3.4.1夹紧装置的组成及基本要求1. 夹紧装置的组成（1）力源装置（2）中间传动机构 作用如下：1）改变夹紧作用力的方向2）改变夹紧作用力的大小3）具有一定的自锁性能（3）夹紧元件2. 对夹紧装置的基本要求（1）夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置（2）夹紧力的大小要适当（3）夹紧装置要操作方便（4）结构要进凑简单，有良好的结构工艺性，尽量使用标准件3.4.2夹紧装置的确定本夹具采用心轴和削边销定位，限制空间的6个自由度，同时采用开口垫圈夹紧工件即可满足要求。3.5 切削力及夹紧力计算 确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情况，而且必须考虑定位装置的结构形式和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作用。只有夹紧力的作用点分布合理，大小适当，方向正确才能获得良好的效益。1. 夹紧力方向的确定（1）夹紧力方向应垂直于主要定位基准面（2）夹紧力的方向最好与切削力、工件重力方向一致2. 夹紧力作用点的选择（1）应能够保持工件定位稳定可靠，在夹紧过程中不会引起工件产生位移或偏转。（2）应尽量避免或减少工件的夹紧变形（3）夹紧力作用点应尽量靠近加工部位3. 夹紧力大小的估算（1）首先假设系统为刚性系统，切削过程处于稳定状态。（2）常规情况下，只考虑切削力（矩）在力系中的影响；切削力（矩）用切削原理公式计算。（3）对重型工件应考虑工件重力的影响。在工件做高速运动场合，必须计入惯性力。（4）分析对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡方程计算此状态下所需的夹紧力即为计算夹紧力（5）将计算夹紧力再乘以K，即得实际夹紧力。K为总安全系数，K=K0K1K2K3各种因素的安全系数可查表2-3，一般K=1.52.5；当夹紧力与切削力相反时，K=2.53 。（1）刀具： 采用端铣刀 50mm z=24机床： x51立式铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=12mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。3.6定位误差分析用调整法加工一批工件时，工件在定位过程中，由于工件的定位基准与工序基准不重合，以及工件的定位基准面与夹具定位元件的定位表面存在制造误差，都会引起工件的工序基准偏离理想位置，而使工序尺寸产生加工误差，称为定位误差，常用表示。其数值大小为工件的工序基准沿工序尺寸方向上发生的最大偏移量。它由定位基准与工序基准不重合误差和定位副制造不准确引起工序基准的位移误差两部分组成，其大小是两项误差在工序尺寸方向上的代数之和，即 当工序基准位置与多个定位基准有关时，以上两个误差方向和工序尺寸方向便可能不一致，定位误差的计算则比较复杂，需要具体情况具体分析。一般按最不利的情况找出定位时一批工件中工序基准的两个极端位置，然后把工序基准的最大变动量折算到工序尺寸方向上，即可得到定位误差。使用夹具安装工件时，应尽量减少定位误差，在保证该工序加工要求的前提下，留给其他工艺系统误差的比例大一些，以便能较好地控制加工误差。根据加工误差计算不等式，定位误差应不超过零件公差的1/5-1/3。定位心轴垂直放置：=0.019+0.007+0.002=0.028式中 定位副间的最小配合间隙（mm）； 工件圆孔直径公差（mm）； 心轴外圆直径公差（mm）3.7定位键及对刀装置设计为了确定夹具与机床工作台的相对位置，在夹具体的底面上应设置定键，图下图所示用沉头螺钉固定在夹具体底面纵向槽的2端，通过定位键与铣床工作台的T型槽配合，确定夹具在机床工作上的位置，两定位键的间距越大，定向精度越高，除定位之外，定位键还能承受部分切削扭矩，减轻夹具固定螺栓的负荷，增加夹具的稳定性，因此 铣平面夹具有时也用定位键，定位键有矩形和圆形2种，其结构尺寸均已经标准化，可参阅夹具手册矩形定位键有2种结构形式，A型和B型如上图，按统一尺寸B（h6或h8）制作，使用于夹具的定向精度不高的场合，B型定位键侧面开有沟槽，沟槽的上部与夹具体的键槽配合，其宽度尺寸为B按H7/h6或js6/h6与键配合，沟槽下部的宽度B1，与铣床工作台的T型槽配合，因为T型槽公差为H8或H7，故B1一般按h8或h6制造，为了提高夹具的定位精度，在制造定位键时，B1应留有磨削余量0.5mm，以便与工作台T型槽修配。定向精度要求高的夹具，可不设置定位键，而在夹具体的一侧面加工出一窄长平面作为夹具安装时的找正基准，通过找正获得较高的定向精度，具体如下图有时为了夹具找正方便，可在夹具体上专门加工出找正用基准（如图中平面A），用以代替对元件定位面的直接测量，但元件定位面与找正基准间要有严格的相对位置要求。对刀原件的设计对刀原件是用来确定刀具与夹具的相对位置的元件，对刀件已经标准化了，常见的对刀原件有 圆形对刀块 用于加工单一的平面，方形对刀块，用于调整组合铣刀位置时候对刀 直角对刀块，用于加工相互垂直面或铣槽时候对刀，侧装对刀块，用他安装在夹具体侧面用于加工2相互垂直面或铣槽时对刀，具体结构如下图圆形对刀块高度对刀装置，主要用于加工平面，选用圆形对刀块(JB/T 8031.1-1999)方形对刀块用于调整组合铣刀位置时候对刀 直角对刀块，用于加工相互垂直面或铣槽时候对刀直角对刀块主要供盘状铣刀及圆柱立铣刀铣槽时对刀用。可选用直角对刀块(JB/T 8031.3-1999)或侧装对刀块(JB/T 8031.4-1999)侧重对刀块用他安装在夹具体侧面用于加工2相互垂直面或铣槽时对刀塞尺的设计对刀时，铣刀不能与对刀块的工件表面直接接触，以免损坏切削刃或造成对刀块过早磨损，而应通过塞尺来校准他们之间的相对位置，即将塞尺放在刀具与对刀块工作表面之间，凭借抽动塞尺的松紧感觉来判断铣刀位置，常用的塞尺有2种标准，一是对刀平塞尺，S=1-5mm 公差取h8 另外是对刀圆柱塞尺，d=3-5mm 公差取h8，具体结构尺寸参阅 夹具手册，平塞尺结构圆柱塞尺结构3.8夹具体的设计由于铣削时的切削力和振动都比较大，因此铣床夹具的夹具体不仅要有足够的刚度和强度，起高度和宽度之比也应当恰当，一般H/B小于等于1-1.25，以降低夹具的重心，使工件的加工表面尽量靠近工作台面，以提高加工时候夹具的稳定性此外，为方便铣床夹具在铣床工作台上固定，夹具体上应设置耳座，常见的耳座结构如下图所示，对于小型夹具体，一般2端各设置一个耳座，夹具体较宽时，可在2端设置2个耳座，两耳座的距离应与工作台两T型槽的距离一致，对于重型铣床夹具，夹具体的两端还应设置吊装孔和吊环等。为了提高生产效率，减轻工人的劳动强度，铣床夹具经常采用联动压紧机构和铰链压紧机构。3.9夹具设计及操作简要说明如前所述,在夹具的设计,应注意提高劳动生产率,以避免干扰。夹具结构简单,操作方便,降低成本,提高夹具成本。铣床夹具的工序处理夹紧方式的选择。这个过程对铣削力很小,所以一般手动夹紧可以实现这个过程的要求。这个夹具的最大的优点是简单,结构紧凑,夹的夹紧力不大,所以使用手动夹紧。为了提高效率,使用快速螺旋夹紧机制。总 结这次设计是大学学习中最重要的一个设计作业，它需要我们把大学几年里学到的机械相关的知识系统的融合起来，然后把这些知识和我们做的设计进行很好的结合，这需要我们把金属切削原理夹具与刀具、机床夹具设计、互换性测量技术、钻床夹具设计，等系统的结合起来，通过查阅上面学习过的资料，很好的复习和巩固以前学过的知识，并把这些知识很好的运用到钻床夹具设计中。同时通过查阅资料和文献也培养了我自己的自学能力与创新能力。本次设计涉及知识面较广，理论联系实际较强，做好本次设计即需要有很好的教材和文献上的理论作为支撑，有需要注意好生产加工的实践需要，需要很好的吧理论和实践进行融合，因此他是一个综合性系统性的训练，使我的知识水平和实践能力得到显著的提高。这次机床夹具毕业设计是培养我们机械专业学生综合运用所学知识,发现夹具设计方案,提出多种方案,分析和解决实际问题找到合理方案,锻炼我们运用系统知识联系实际情况解决生产加工中实际问题的的重要环节,更是在学完大学所学机械所有专业课的基础上及生产实习的一次理论与实践相结合的综合系统性训练。这次机床夹具毕业设计使我以前所学习和掌握的关于零件加工方面比较散乱的知识，通过本次设计，系统的串联起来，使我对这些机械加工知识有了更加系统化和深入的理解掌握。比如机床的选择，机床的特性，机床的参数，切削i加工的参数的确定、计算、材料的选取、背吃刀量的选择，加工顺序的安排，加工记账的选择，加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 同时也培养了自己综合运用自己所学知识，完成工艺和夹具方面的设计，以及根据自己所掌握的系统的理论知识，培养出自己独立思考能力和创新能力，并通过设计把这些能力得到更进一步的锻炼与提高；通过本次设计，我再次体会到理论联系实践重要性，理论联系实践，2者相互相成，缺一不可，正如我们伟大领袖毛主席所说，从理论中来，到实践中去，理论指导实践，实践反过来完善理论，单纯的理论是纸上谈兵，单纯的实践是没理论依据做支撑就是盲目，二者联系起来才相得益彰，才能事半功倍，威力无穷。回顾起此次端盖钻孔的钻床夹具设计，历经几个月时间，中间遇到了很多的困难和疑惑，每次遇到巨大的困难和疑问 埋头查资料，问老师，请教同学，这中间的点点滴滴，至今回想起来我仍历历在目，感慨颇多，的确，从选机床夹具设计课题，对机床夹具设计相关知识一无所知，到最后通过学习到完成定稿，通过查阅资料，文献，请教老师，同学，使我系统的掌握了机床夹具方面的系统的知识，这些知识很好的武装了我的大脑，然后又带着这些知识到工厂里请教机械加工的师傅，最终通过我不懈的努力，从理论到实践，在整整几个月的时间里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，实现了我人生的蜕变，对我的大学生活做了一个完整的交待，并且通过给工厂师傅的交流，大大开阔了我的眼界，让我学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次努力的完成我的毕业设计的过程，使我懂得了理论与实际相结合是非常非常重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，才会有更大的价值，从理论中得出结论，去指导生产，才能真正的实用，同时在使用中发现不足，及时的反馈，然后再去完善理论，这样才会越做越好，当然在本次设计的过程中遇到了许多问题，同时也发现了自己的不足之处，以前自以为学习不错的我，总以为自己掌握的知识已经足够丰富和多，但是通过这次毕业设计，我发现我掌握的知识，仅仅是冰山一角，并且还掌握的不太牢固，到用的时候才发现以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，还好这次毕业设计让我有了很好的复习和提高，同时也对我的人生有很深刻的体会，做事情要脚踏实地，戒骄戒躁，虚心学习，多多请教。这次毕业设计虽然最后顺利完成了，在设计过程中虽然碰到了许多问题，了，老师的辛勤指导下，在同学的帮咱下，这些问题都迎刃而解。同时，在老师的身上我学到了很多我不具备的优点，在此非常感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢！致 谢这次机械毕业设计让我收益匪浅，做这个设计过程中，我获得的心得和体会，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。通过这次毕业设计，我学会了遇到问题，通过自己查阅资料，请教老师，请教同学快速解决问题的能力，让我深深的明白了，天下并没有难 的事情，只要敢于攀登和克服就没有解决不了的问题。所谓天下事 会者不难，难者不会也。同时他也更深刻的让我明白，系统的知识对解决问题的重要性，知识不系统看问题就容易一点带面，以偏概全，以小盖大，通过对这些知识系统的学习和掌握，让我了解到做任何事情都要多查资料，多读书，系统的掌握相关的知识，然后才能做出正确的判断和选择，这些心得和体会也必将以后带到我今后的工作和人生当中，同时也让我明白，做任何事情要有一定的理论去支撑，要让理论和实践很好的结合起来，不能坐而论道，纸上谈兵，要把理论落地，充分的和实践结合，然后通过实践再很好的完善理论，同时也不能盲目的去干，要一定的理论和系统的知识作为依据，然后才可以做出非常可靠可行的决定，才能触类旁通，举一反三。总之通过我不懈的努力，和老师的辛勤知道，最终我完成了这次毕业设计，这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在这里，我非常感谢我的指导老师，每次我问他问题的时候，他都放下他的休息时间和手头的工作，耐心地帮助我解决我遇到的技术上的一些难题，他的精益求精的工作态度，严谨的治学精神，作为老师的责任担当，深深地感染和激励着我，让我终身难忘从前期课题的选择到最后项目的完成，他都始终给予我这个学生悉心的指导和讲解。几个月的时间，他不仅在这套毕业设计中遇到的问题给与很好的指导，同时还在思想、给与我很好的方向，通过这个设计，我更加敬佩指导老师的专业水平，同时他治学严谨和科学研究的精神也是心中的标杆，他的举动必将影响我今后的学习和生活。在此 我再次感谢我的指导老师，感谢他对于我无私的帮助和指导。参 考 文 献1. 崇凯主编.机械制造技术基础课程设计指南.北京.化学工业出版社，20062. 王先逵主编.机械制造工艺学.北京.机械工业出版社，20053.
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