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AD60
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AD60箱体机械加工工艺及夹具设计,AD60,箱体,机械,加工,工艺,夹具,设计
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无锡太湖学院 毕业设计（论文）题目： AD60箱体机械加工工艺及夹具设计 机 电 系 机械工程及自动化 专业 学 号： 1123007 学生姓名： 周飞 指导教师： 张大骏（职称：高工） （职称： ） 2015 年 5 月 15日39摘 要AD60箱体零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差AbstractAutomobile gearbox cover parts processing and fixture design process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.Key words: process, process, cutting dosage, clamping, positioning目 录1 序言12 零件的分析22.1 零件的形状22.2 零件的工艺分析23 工艺规程设计43.1 确定毛坯的制造形式43.2 基面的选择43.3 制定工艺路线43.3.1工艺路线方案一53.3.2 工艺路线方案二63.3.3 工艺方案的比较与分析73.4 选择加工设备和工艺装备93.4.1机床选用93.4.3选择量具103.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定103.6 确定切削用量及基本工时124 铣床夹具设计254.1 问题的提出254.2 夹具设计254.2.1夹具体设计254.2.2定位基准的选择254.2.3定位方案和元件设计264.2.4定位误差的计算264.2.5夹紧力计算274.2.6夹紧机构的设计294.2.7定向键与对刀装置设计304.2.8确定夹具体结构尺寸和总体结构324.2.9夹具设计及操作的简要说明33总 结34参考文献35致 谢36附录-数控加工程序371 序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。AD60箱体零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。2 零件的分析2.1 零件的形状题目给的零件是AD60箱体零件，减速机箱体是支承和固定轴系部件、保证传动零件正常啮合、良好润滑和密封的基础件，因此，应具有足够的强度和刚度。零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示。2.2 零件的工艺分析由零件图可知，其材料为ZL101A，该材料为灰铸造，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。AD60箱体零件主要加工表面为：1. 粗铣底面、半精铣，表面粗糙度值为3.2。2. 粗铣、半精铣上端面，表面粗糙度值3.2。3. 镗139孔，表面粗糙度值3.2。4. 镗95孔，及表面粗糙度值3.2。5.侧面粗糙度值6.3、12.5，面粗糙度值6.3。AD60箱体共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：(1)底部端面的加工表面： 这一组加工表面包括：端面，内圆，倒角钻孔并攻丝。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。(2).端面的加工表面： 这一组加工表面包括：端面，粗糙度为3.2；的端面，并带有倒角；中心孔。其要求也不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。其中，内圆直接在车床上做镗工就行了。3 工艺规程设计本AD60箱体假设年产量为10万台，每台车床需要该零件1个，备品率为19%，废品率为0.25%，每日工作班次为2班。该零件材料为ZL101A，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。依据设计要求Q=100000件/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领 N=2XQn(1+)（1+)=238595件/年3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为ZL101A，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。3.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择，对像AD60箱体这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。3.3.1工艺路线方案一普通机床加工方案10 铸造20 时效30粗铣A平面50 粗铣28孔60 粗铣A面槽（罗套）70 铣槽80 粗铣C面内孔(52 40 46 35)90铣C面2.2mm槽100 铣C面台阶面110 铣28孔平面120 钻孔3-9，3-16，3-20定位130精镗139孔140精镗95孔150精镗85孔160精镗75孔170精镗70孔180 倒角190钻M6底孔200 钻ST6-1底孔210 铣B面平面220 精镗52孔230 精镗46孔240 精镗40孔250精镗35孔260 精镗28孔270倒孔菱角280 C面孔定位+倒角290 钻M6底孔钻ST6-1底孔300 钻10孔310 粗铣12孔320 倒角330 绞12孔3.3.2 工艺路线方案二加工中心方案10 铸造20 时效30粗铣A平面40 钻孔3-9，3-16，3-20定位50 粗铣28孔60 粗铣A面槽（罗套）70精镗139孔80精镗95孔90精镗85孔100精镗75孔110精镗70孔120 铣槽130 倒角140钻M6底孔150 钻ST6-1底孔160 铣B面平面170 粗铣C面内孔(52 40 46 35)180 精镗52孔190 精镗46孔200 精镗40孔210精镗35孔220 精镗28孔230铣C面2.2mm槽240倒孔菱角250 C面孔定位+倒角260 钻M6底孔270 钻ST6-1底孔280 铣C面台阶面290 铣28孔平面300 钻10孔310 粗铣12孔320 倒角330 绞12孔3.3.3 工艺方案的比较与分析数控加工中心与数控机床和普通机床相比的主要特点1、全封闭防护 所有的加工中心都有防护门，加工时，将防护门关上，能有效防止人身伤害事故。2、工序集中，加工连续进行 加工中心通常具有多个进给轴（三轴以上），甚至多个主轴，联动的轴数也较多，如三轴联动、五轴联动、七轴联动等，因此能够自动完成多个平面和多个角度位置的加工，实现复杂零件的高精度加工。在加工中心上一次装夹可以完成铣、镗、钻、扩、铰、攻丝等加工，工序高度集中。 3、使用多把刀具，刀具自动交换 加工中心带有刀库和自动换刀装置，在加工前将需要的刀具先装入刀库，在加工时能够通过程序控制自动更换刀具。 4、使用多个工作台，工作台自动交换加工中心上如果带有自动交换工作台，可实现一个工作台在加工的同时，另一个工作台完成工件的装夹，从而大大缩短辅助时间，提高加工效率。 5、高自动化、高精度、高效率 加工中心的主轴转速、进给速度和快速定位精度高，可以通过切削参数的合理选择，充分发挥刀具的切削性能，减少切削时间，且整个加工过程连续，各种辅助动作快，自动化程度高，减少了辅助动作时间和停机时间，因此，加工中心的生产效率很高。 6、高投入 由于加工中心智能化程度高、结构复杂、功能强大，因此加工中心的一次投资及日常维护保养费用较普通机床高出很多。 7, 改善劳动条件 使用数控机床加工零件时，操作者的主要任务是程序编辑、程序输入、装卸零件、刀 具准备、加工状态的观测及零件的检验等，劳动强度大幅度降低，机床操作者的劳动趋于 智力型工作。另外，机床一般是封闭式加工，既清洁，又符合现代化安全。 8, 加工精度高，加工产品质量稳定 数控机床本身的精度就比普通机床高，在加工过程中操作人员不参与操作，对于复杂的零件可以采用计算机自动编程，而零件又往往安装在简单的定位夹紧装置中，从而加速了生产准备过程因此零件的加工精度全部由数控机自身床保证，消除了操作者的人为误差；又因为数控加工采用工序集中，减少了零件多次装夹 对加工精度的影响，所以零件的质量精度高，尺寸一致性比较好，质量比较稳定。 9, 有利于生产管理标准 使用数控机床加工零件，可预先精确估算出零件的加工时间，所使用的刀具、夹具可 进行规范化、现代化管理。数控机床使用数字控制与标准代码为控制信息，目前已与计算机辅助设计与制造有机地综合应用起来，是现代制造技术的突飞标准。 11,在适当的条件下才能发挥最佳效益 即在使用过程中要发挥加工中心之所长，才能充分体现效益，这一点对加工中心的合理使用至关重要.上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便。方案二采用镗床加工，需要要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。因此综合工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下：加工中心方案10 铸造20 时效30粗铣A平面40 钻孔3-9，3-16，3-20定位50 粗铣28孔60 粗铣A面槽（罗套）70精镗139孔80精镗95孔90精镗85孔100精镗75孔110精镗70孔120 铣槽130 倒角140钻M6底孔150 钻ST6-1底孔160 铣B面平面170 粗铣C面内孔(52 40 46 35)180 精镗52孔190 精镗46孔200 精镗40孔210精镗35孔220 精镗28孔230铣C面2.2mm槽240倒孔菱角250 C面孔定位+倒角260 钻M6底孔270 钻ST6-1底孔280 铣C面台阶面290 铣28孔平面300 钻10孔310 粗铣12孔320 倒角330 绞12孔3.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1机床选用选择加工中心，型号你填上，我不知道工厂的型号加工中心是高效、高精度数控机床，工件在一次装夹中便可完成多道工序的加工，同时还备有刀具库，并且有自动换刀功能。加工中心所具有的这些丰富的功能，决定了加工中心程序编制的复杂性。加工中心能实现三轴或三轴以上的联动控制，以保证刀具进行复杂表面的加工。加工中心除具有直线插补和圆弧插补功能外，还具有各种加工固定循环、刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿、加工过程图形显示、人机对话、故障自动诊断、离线编程等功能。加工中心是从数控发展而来的。与数控的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。加工中心从外观上可分为立式、卧式和复合加工中心等。立式加工中心的主轴垂直于工作台，主要适用于加工板材类、壳体类工件，也可用于模具加工。卧式加工中心的主轴轴线与工作台台面平行，它的工作台大多为由伺服电动机控制的数控回转台，在工件一次装夹中，通过工作台旋转可实现多个加工面的加工，适用于箱体类工件加工。复合加工中心主要是指在一台加工中心上有立、卧两个主轴或主轴可90改变角度，因而可在工件一次装夹中实现五个面的加工。3.4.3选择量具本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“AD60箱体” 零件材料为ZL101A，查机械加工工艺手册（以后简称工艺手册），表2.2-17 各种铸铁的性能比较，灰铸造的硬度HB为143269，表2.2-23 灰铸造的物理性能，ZL101A密度=7.27.3（），计算零件毛坯的重量约为2。表3-1 机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型（零件重2000kg）中型（零件重1002000kg）轻型（零件重100kg）单件生产5以下10以下100以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于3050，毛坯重量21202506.04.0顶、侧面底 面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。3.6 确定切削用量及基本工时切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据切削用量简明手册（第三版，艾兴、肖诗纲编，1993年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号，与机械制造设计工工艺简明手册的表区别。工序30：粗铣A平面机床：加工中心刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取取铣削速度机床主轴转速：按照文献，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：,取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序40：钻孔3-9， 3-20定位孔机床：立式钻床Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速：，按照文献，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层：刀具切入： 刀具切出： 取走刀次数为1机动时间： 刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速：按照文献取所以实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入有：刀具切出： ，取走刀次数为1机动时间：工序50：粗铣28孔机床：加工中心单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取，取铣削速度机床主轴转速：按照文献，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序60：粗铣A面槽（罗套）机床：加工中心刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取取铣削速度机床主轴转速：按照，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序70精镗139孔切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：（2）粗镗95孔切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：工序90 粗镗85孔切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：工序100 精镗75孔切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：工序110 精镗70孔切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：工序140：钻M6底孔机床：立式钻床Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速：，按照文献，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层：刀具切入： 刀具切出： 取走刀次数为1机动时间： 刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速：按照文献取所以实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入有：刀具切出： ，取走刀次数为1机动时间：工序150 钻ST6-1底孔本工序采用计算法。表3-5高速钢麻花钻的类型和用途标准号类型直径范围（mm）用途GB1436-85直柄麻花钻2.020.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1437-85直柄长麻花钻1.031.5在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1438-85锥柄麻花钻3.0100.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1439-85锥柄长麻花钻5.050.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔选用Z525摇臂钻床，查机械加工工艺手册 孟少农 主编，查机表2.4-37钻头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为4500，表10.2-5标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻，则螺旋角=30，锋交2=118，后角a=10,横刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。表3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自GB6137-85） mm直径范围直柄麻花钻ll111.8013.20151101表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6137-85） （）d (mm)2f8.618.0030118124060表3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度（1）后刀面最大磨损限度mm刀具材料加工材料钻头直径d0（mm）20高速钢铸铁0.50.8（2）单刃加工刀具耐用度T min刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0（mm）1120钻头（钻孔及扩孔）铸铁、铜合金及合金高速钢60钻头后刀面最大磨损限度为0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.确定进给量查机械加工工艺手册 孟少农 主编，第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.250.65,根据表4.13中可知，进给量取f=0.60。.确定切削速度 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-17高速钢钻头在灰铸造（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17）则 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150则实际切削速度 = = =11.8.确定切削时间查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-43，钻孔时加工机动时间计算公式： T= （3-19）其中 l= l=5 l=23则： t= =9.13工序310：钻10孔机床：立式钻床Z525切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速：，按照文献，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层：刀具切入： 刀具切出： 取走刀次数为1机动时间： 4 铣床夹具设计4.1 问题的提出为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。对于夹具设计，由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低生产成本和降低劳动强度。4.2 夹具设计4.2.1夹具体设计设计夹具，首先要仔细分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进行安装、定位、夹紧；在完成夹具草图后，进一步考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理的结构实现个零部件间的相对运动；根据零件的使用要求，选择相应的材料。完成夹具的所有设计后，用AutoCAD进行二位图形的绘制，首先画装配图，然后从装配图上拆画零件图，标注相关尺寸及技术要求，最后进行论文撰写、整理、修改完成该毕业设计。4.2.2定位基准的选择在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。该零件以三面定位，滑鞍上的装配基准为平面，而它们又是滑鞍上其他要素的设计基准，因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高滑鞍各主要表面的相互位置精度。有零件图可知,根据本道工序，选底面和侧面为定位基准。 4.2.3定位方案和元件设计根据以上零件的结构分析以及定位基准的选择，可得定位基准为平面，因此可选择定位元件为支承板,如图4.1定位支承板所示。图4.1 定位支承板根据工序图及对零件的结构的分析，本道工序需限制4个自由度，为了增加定位的可靠行，实际限制了其6个自由度。本夹具采用6点定位原则，用两个固定的支撑板作为一大平面即D面，限制了工件的两个旋转自由度和一个移动自由度；用W面作为一小平面，限制了工件的一个旋转自由度和一个移动自由度；用一个底面C来限制了工件上下移动自由度。4.2.4定位误差的计算 定位误差 ： 其中：， 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4.2.5夹紧力计算根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下：图4.1受力简图由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。4.2.6夹紧机构的设计采用螺旋直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧工件的机构，统称螺旋夹紧机构。由于这类夹紧机构简单，夹紧可靠，通用性大，故在机床夹具中得到广泛运用。它的主要缺点是夹紧和松开工件时比较费力。本夹具采用移动压板进行夹紧，同时保证了夹紧可靠和动作迅速的要求。同时，由于移动压板标准件，可直接购买，降低了夹具的制造成本。夹紧力的计算单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按下列计算：式中： W0单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N）； Q 原始作用力（N）； L作用力臂（mm）； 螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm），其值视螺杆端部的结构形式而定，参见机床夹具设计手册第三版表1-2-20； 螺杆端部与工件间的摩擦角（）； 螺纹中径之半（mm）； 螺旋升角（），参见机床夹具设计手册第三版表1-2-21； 螺旋副的当量摩擦角（）， 式中为螺旋副的摩擦角（），为螺纹牙型半角（），参见机床夹具设计手册第三版表1-2-22。4.2.7定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据GB220780定向键结构如图所示： 图4.1 夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表4.4：表4.4 定向键 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺，其结构如图4.3所示： 图4.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表4.5：表4.5 塞尺公称尺寸H允差dC30.0060.254.2.8确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体：夹具的定位、引导、夹紧装置装在夹具体上，使其成为一体，并能正确的安装在机床上。夹具体是将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体的最大最复杂的基础件。夹具体的形状和尺寸取决于夹具上各种装置的布置以及夹具与机床的连接，而且在零件的加工过程中，夹具还要承受夹紧力、切削力以及由此产生的冲击和振动，因此夹具体必须具有必要的强度和刚度。切削加工过程中产生的切屑有一部分还会落在夹具体上，切屑积聚过多将影响工件的可靠的定位和夹紧，因此设计夹具体时，必须考虑结构应便于排屑。此外，夹具体结构的工艺性、经济性以及操作和装拆的便捷性等，在设计时也应加以考虑。夹具体设计的基本要求（1）应有适当的精度和尺寸稳定性 夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。 为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。（2）应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。（3）应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。（4）应便于排除切屑在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故。因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间：对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽。（5）在机床上的安装应稳定可靠 夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，支承面积应足够大，安装基面应有较高的配合精度，保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空，大型夹具还应设置吊环或起重孔。工件装夹方案确定以后，根据定位元件及夹紧机构所需要的空间范围及机床工作台的尺寸，确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。4.2.9夹具设计及操作的简要说明如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。总 结在设计过程中，我们读到一些技术资料和设计手册，在机械领域中的一些基本问题的探讨。因此，这样的设计不仅要加强自己的理解和知识，和他们的知识，拓宽。此外，该拉延工艺的设计，AutoCAD绘图软件的使用，并在同一时间，手绘，所有这些因素都使我们学到更多的知识，图像识别和提高我们的绘图能力。本课题是AD60箱体的加工工艺及夹具设计，主要是确定的工艺设计的工艺路线，确定加工和切削参数，基本工时，本设计的零件工艺路线是正确合理的，定位和夹紧的夹紧机构可实现定位和夹紧的目的，可以保证工件的加工精度。在很多问题的设计过程中，假设出现不合理工艺路线，甚无法保证夹具设计的准确性。在夹具设计中，由于定位基准的选择不合理，出现了定位或不定位零件加工精度无法保证。在夹紧机构由于尺寸的选择，如不合理，但没有
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