換擋軸機(jī)械加工工藝及銑R5.5mm銷槽專用夾具設(shè)計（全套含CAD圖紙）

換擋軸機(jī)械加工工藝及銑R5.5mm銷槽專用夾具設(shè)計（全套含CAD圖紙）,換擋,機(jī)械,加工,工藝,r5,mm,妹妹,專用,夾具,設(shè)計,全套,cad,圖紙 外文翻譯譯文題目 一種自動化夾具設(shè)計方法 原稿題目A Clamping Design Approach for Automated Fixture Design 原稿出處 Int J Adv Manuf Technol (2001)18:784789一種自動化夾具設(shè)計方法塞西爾美國，拉斯克魯塞斯，新墨西哥州立大學(xué)，工業(yè)工程系，虛擬企業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室（VEEL）在這片論文里，描述了一種新的計算機(jī)輔助夾具設(shè)計方法。對于一個給定的工件，這種夾具設(shè)計方法包含了識別加緊表面和夾緊位置點(diǎn)。通過使用一種定位設(shè)計方法去夾緊和支撐工件，并且當(dāng)機(jī)器正在運(yùn)行的時候，可以根據(jù)刀具來正確定位工件。該論文還給出了自動化夾具設(shè)計的詳細(xì)步驟。幾何推理技術(shù)被用來確定可行的夾緊面和位置。要識別所完成工件和定位點(diǎn)就還需要一些輸入量包括CAD模型的技術(shù)要求、特征。關(guān)鍵詞：夾緊；夾具設(shè)計1. 動機(jī)和目標(biāo)夾具設(shè)計是連接設(shè)計與制造間的一項(xiàng)重要任務(wù)。自動化夾具設(shè)計和計算機(jī)輔助夾具設(shè)計開發(fā)（夾具CAD）是下一代制造系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的關(guān)鍵。在這片論文里，討論了一種夾具設(shè)計的方法，這種方法有利于在目前環(huán)境下夾具設(shè)計的自動化。夾具設(shè)計方法的研究已成為國內(nèi)多家科研工作的重點(diǎn)。作者：周在1中對工件的穩(wěn)定和總需求約束了雙重標(biāo)準(zhǔn)，突出重點(diǎn)的工作。在夾具設(shè)計中廣泛的運(yùn)用了人工智能（AI）以及專家系統(tǒng)。部分CAD模型幾何信息也被用于夾具設(shè)計。Bidanda 4描述了一個基于規(guī)則的專家系統(tǒng)，以確定回轉(zhuǎn)體零件的定位和夾緊。夾緊機(jī)制同時用于執(zhí)行定位和夾緊功能。其他研究者（如DeVor等，5,6）分析了切削力鉆井機(jī)械和建筑模型及其他金屬切削加工?？涤袨榈仍?中定義了裝配約束建模的模塊化與夾具元件之間的空間關(guān)系。一些研究人員采用模塊化夾具設(shè)計原則，用以生成2,7-11，另一些夾具設(shè)計工作者已經(jīng)報告了1,3,9,12-23?？梢栽?1,24中找到夾具設(shè)計相關(guān)的大量的審查工作。在第二節(jié)中，對夾具設(shè)計任務(wù)中各種步驟進(jìn)行了概述。在第3節(jié)和第四節(jié)中描述了工件的加工過程，要夾緊工件表面，否則將面臨工件的全面自動測定。第5節(jié)討論了對工件的夾緊點(diǎn)的測定。2. 夾具設(shè)計的整體方法在本節(jié)中，描述了整體夾緊的設(shè)計方法。通常對較理想的位置的那一部分進(jìn)行夾緊，并減低切削力的影響。夾緊的位置和夾具設(shè)計中定位的位置是高度相關(guān)的。通常，夾緊和定位可以通過同樣的方法來完成。但是，不明白這兩個是夾具設(shè)計中不同的方面，可能導(dǎo)致夾具設(shè)計的失敗。多數(shù)人的在規(guī)劃過程中首先解決定位問題，這樣可以使開發(fā)的定位與設(shè)計的定位相契合。不過，整體定位及設(shè)計方法不在本文討論范文內(nèi)。除了零件的設(shè)計（為此夾具設(shè)計有待開發(fā)），公差規(guī)格，過程序列，定位點(diǎn)和設(shè)計等因素外，還應(yīng)投入CAD模型到夾具設(shè)計方法中。這樣的夾具可以夾緊并支撐定位器。指導(dǎo)使用的主要內(nèi)容應(yīng)盡量不抵制切割或加工過程和中所涉及的操作。相反，應(yīng)定位夾具，使切削力在正確的方向，這將有助于保持在一個特定的部分加工操作安全。通過引導(dǎo)對定位器的切割力量，部分（或工件）被固定，固定定位點(diǎn)，因此不能移動的定位器。在這里討論的夾具的設(shè)計方法必須在整體夾具設(shè)計方法的范圍內(nèi)。在此之前進(jìn)行定位器/支撐和夾具設(shè)計的初步階段，涉及到的分析和識別的功能、相關(guān)的公差和其他規(guī)范是必要的。根據(jù)初步的評估和測定，定位/支撐設(shè)計與夾具設(shè)計結(jié)果的在此基礎(chǔ)上可以同時進(jìn)行。本文對所描述夾具設(shè)計的方法討論基于定位器/支撐設(shè)計與先前已經(jīng)確定的假設(shè)（包括適當(dāng)?shù)亩ㄎ缓椭С譁y定一個工件的定位，以及識別和夾具，如V元素的支持面塊，基礎(chǔ)板，定位銷等）。 （1） 夾具設(shè)計的輸入輸入包括對特定產(chǎn)品的設(shè)計翼邊模型，公差信息，提取的特征，過程順序和部分在給定的每一個設(shè)計的相關(guān)特性的加工方向，面向的位置和定位裝置，以及加工過程中的各種工序，須出示每個相應(yīng)的功能。（2）夾具設(shè)計的方法圖一是自動化夾具設(shè)計主要步驟總結(jié)圖。對這些步驟概述如下：第1步：設(shè)置配置清單以及相關(guān)的進(jìn)程_功能條目。第2步：確定方向和夾緊力。輸入必要的加工方向向量mdv1，mdv2mdvn，面對nvs的支持力，并確定法向量。如果加工方向向下（對應(yīng)的方向向量0，0，-1），和面的支持向量平行于加工方向，那么，夾緊力方向平行向下加工方向0，0，-1。如果必需要側(cè)面夾緊并沒有可夾緊的地方，那么在其中放置一個夾具夾緊下調(diào)，然后邊鉗方向計算如下。讓sv和tv輔助常規(guī)的向量代替次要的和三級定位孔。然后，使用夾緊機(jī)構(gòu)夾緊一個方向，例如，av應(yīng)平行于這兩個法向量，即，正常向量應(yīng)分別與每塊表面的sv和tv向量平行。側(cè)面夾緊面應(yīng)該是一對分別平行于面sv和tv的平面孔。第三步：從列表中選出最大有效加工力。這樣能夠有效的平衡各加工力。第四步：利用計算出的最高有效加工力，才能確定用來支撐工件加工的面積的夾具尺寸（例如，一個帶夾子可以作為一個夾緊機(jī)構(gòu)使用）。第五步：確定給定工件的夾緊面。這一步在第4步中所述過。第六步：該夾具的夾緊面的實(shí)際位置自動在第5節(jié)中確定?？紤]接下來的步驟并返回第一步。3. 判斷夾具尺寸在這項(xiàng)工作中所用到的夾具都來自一個系列。夾具的原理與圖二相同。在這一節(jié)里，描述了一個自動化夾具。鎖模力所需的有關(guān)螺桿的螺紋裝置大小或保存到位鉗。夾緊力平衡加工工件使工件保持恰當(dāng)?shù)奈恢谩Ｗ屾i模力為W和螺桿直徑為D。各種螺絲夾緊力大小，可以按以下方式確定：最初，極限拉伸強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度）和該夾具的材料（供應(yīng)情況而定）可以從數(shù)據(jù)檢索庫檢索。各種材料有不同的拉伸強(qiáng)度。該夾具材料的選擇，也可直接采用啟發(fā)式規(guī)則進(jìn)行。例如，如果部分材料是低碳鋼，那么鉗材料可低碳鋼或機(jī)器鋼。為了確定設(shè)計應(yīng)力，抗拉強(qiáng)度值應(yīng)除以安全系數(shù)（如4或5）。根區(qū)的螺絲格A1（如一個螺絲鉗）可以被確定：鎖模力/設(shè)計應(yīng)力。隨后，螺栓截面全面積可以計算為等于格A1 /（65），（因?yàn)槁萁z的地方可能會發(fā)生根切面積約為65螺栓的總面積） 。螺釘?shù)闹睆紻可以被確定等同于（D2的3.14 / 4）。另一項(xiàng)涉及可用于方程有關(guān)的寬度B，高度H和跨度的鉗L的螺絲直徑為D（B，H和L可以為不同的值計算D）：d2 =4/3 BH2/L.4. 判斷夾緊表面確定夾具經(jīng)常出現(xiàn)的相關(guān)參數(shù)包括了產(chǎn)品的CAD模型，提取的特征信息，特征尺寸，定位面和定位器的選擇?？紤]所有潛在的加緊面，如圖3。最關(guān)鍵的是夾緊表面不應(yīng)重疊或與該面相交，如圖4所示。夾緊面積是與工件表面（或PCF）接觸的是一個二維輪廓線段組成的（見圖6）。利用線段相交測試，可以測定在給定的光子晶體光纖的任何范圍內(nèi)是否可能有接觸面夾緊面重疊。夾緊面的確定可以如下所示：第1步：鑒別平行于二級和三級定位面（lf1和lf2）是分別到lf1和tcj最遠(yuǎn)的距離的面。如下所示：（一）鑒別面tci,tcj,使面tci和 tcj平行l(wèi)f1和tcj平行l(wèi)f2。（二）在TCF中列出面對tci的面。（三）通過檢查所有TCF中面對tci的面，確定的面對tci和tcj的面是到lf1和lf2分別最遠(yuǎn)的面，并舍棄所有其他TCF中的面。 第2步：鑒別平行面的位置，除了不相鄰的附加面。最好是選擇一個不與其他定位面垂直相鄰的面。這一步如下所示：(a) 考慮TCF列表中的tci面，獲得與每個tci面垂直或相鄰的面然后，在FCF列表中插入每個fci面。(b) 檢查每個FCI面，并執(zhí)行以下測試：如果FCI是相鄰、垂直于lf1或lf2，然后從列表中舍棄它并插入NTCF列表中。第3步:確定加緊面都在有效的加緊面上，如下所述夾緊面：例1:如果沒有條目在列表NTCF中，就使用TCF中的面并繼續(xù)執(zhí)行步驟4。如果任何面發(fā)現(xiàn)，垂直于第二，第三位置的面孔lf1和lf2，這將要面臨的是下次選擇可行的夾具。在這種情況下，唯一剩下的選擇是重新審視在列表NTCF的面。例2：如果列表中NTCF條目數(shù)為1時，可行夾緊面為FCI。與TCI的法向量垂直相鄰的相應(yīng)軸是夾緊軸。例3：如果在列表NTCF項(xiàng)數(shù)大于1，確定最大的TCI加緊面再進(jìn)行步驟4。例4：:夾緊力的方向可以是1，0，0或0，1，0，可以夾緊TCI面的中心位置。在其他幾何位置可確定使用零件幾何形狀和拓?fù)湫畔?，這在下一節(jié)中描述。5. 判斷夾緊表面上的夾緊點(diǎn)確定夾緊面后，必須確定實(shí)際夾緊位置。輸入夾具側(cè)面積，沿著x，Y，Z和潛在的夾緊面CF方向。容下使用CF幾何獲得夾具側(cè)面積：第一步是確定一個箱體的大小，這是用來測試它是否包含在它里面的任何部分。相交測試也可以在前面介紹的方法使用。如果相交測試返回一個負(fù)的結(jié)果，那么有部分箱體與夾具相交，如圖4所示。如果相交測試返回一個正的結(jié)果，可以執(zhí)行下列步驟：1 劃分成更小的矩形大小條（1 W）夾框輪廓(圖5和圖6)。2 執(zhí)行指定與功能配置文件出現(xiàn)在CF面的零件設(shè)計的相交測試。3 沒有功能相交的條形區(qū)域，都是可行夾緊區(qū)域。如果有一個以上的長方形候選 面，矩形配置文件，向中沿軸夾緊CF面點(diǎn)的是夾緊配置文件（夾點(diǎn)）。如果沒有發(fā)現(xiàn)配置文件，夾具寬度可減少一半，夾具數(shù)可以增加兩個。使用這些修改過的夾具尺寸，執(zhí)行前面描述的特征相交測試。如果此測試也失敗了，那么可以用相鄰的面作為夾緊面用于執(zhí)行端夾緊。這面可以重復(fù)進(jìn)行PCF和功能相交測試。:5.1試驗(yàn)曲線的交點(diǎn)輸入需要的二維輪廓P1、P2，使用下列方法可以自動確定該配置文件的交集。每一個輸入的資料組成一個封閉環(huán)。此配置文件測試的步驟如下：(T1) 考慮P1線段中的L（i，1）和P2線段中的L（2，j）。(T2) 采用L（i，1）線段和L（2，j）線段的相交段。如果邊緣相交測試返回一個正值，那么特征面和潛在面相交。如果它返回一個負(fù)值，繼續(xù)執(zhí)行步驟3。（T3）重復(fù)與步驟（T1）相同的部分或者緩慢走過其余P1中的(Li,1)段直到P2中的 (L2, j+1) till j =n1段。 (T4) 其余部分邊和P1中的L12、L13到L1n段重復(fù)（T1）和（T2）步驟。如果特征面與夾緊面重復(fù)，線相交測試將決定該事件。相交的邊可以進(jìn)行自動檢測兩個面是否相互交叉。輸入所需的邊L12連接 (x1, y1) 和 (x2, y2)和L34連接 (x3, y3) 和(x4, y4)。L12型方程的可表示為：F(x,y) =0 (1)L34型方程的可表示為：H(x,y) =0 (2). 第一步：使用等式（1）計算R3 =F(x3, y3)，用X和Y取代X3和Y3;計算R4 =F(x4, y4)，用X和Y取代X4和Y4。 第二步：如果R3和R4都與0不相等，但R3與R4結(jié)果相同（R1與R2在相同的一邊），則邊L12與L34不相交。如果這樣不滿足條件，那么進(jìn)行第三步。第三步：使用等式（2）計算R1 =H(x1, y1)。接著，計算R2 =G(x2, y2)再進(jìn)行第四步。第四步：如果R1與R2都不等于0，且R1與R2的結(jié)果相同，那么把R1與R2放在相同的一邊并輸入不相交。如果，這個也不滿足條件，那么進(jìn)行第五步。 第五步：給定相交線段。這樣就完成了測試。考慮如圖7所示的一部分樣品。將要生產(chǎn)一個盲孔。起初，完成定位設(shè)計。定位器的（或主要定位器）是一個基盤（放在F4面）和二級和三級定位器面臨F6和F5（對應(yīng)到定位面lf1和lf2在第4節(jié)中討論）。一個輔助定位器也被使用，這是一個V型塊（對F3和F5面輔助定位），如圖8所示。在前面討論的夾具設(shè)計方法中所述的步驟的基礎(chǔ)上，候選面孔（這是平行的，并在從lf1和lf2最遙遠(yuǎn)的距離）是面對F3和F5面。沒有面孔，這是平行到定位面，但他們不相鄰。在這種情況下使用的優(yōu)先權(quán)規(guī)則（如步驟3第4步討論），剩余的候選面面對的是F2面。夾具方向向下的V型塊徑向定位器和其他與對工件夾緊底面提供所需位置。根據(jù)第五步選擇夾具的位置。如果沒有功能發(fā)生在面F2上，那么也沒有必要進(jìn)行相交測試確定夾具優(yōu)美加緊。夾具位置應(yīng)遠(yuǎn)離V型定位器（這是輔助定位位置）的夾緊面毗鄰輔助定位面（這確保了更好的快速夾緊）。最終位置和夾具的設(shè)計如圖8所示。本文討論的方法，毫不遜色于其他夾具設(shè)計文獻(xiàn)中討論的方法。本文所討論的方法的獨(dú)特性是零件的夾緊面的幾何形狀，拓?fù)浜凸δ馨l(fā)生了被加工為基礎(chǔ)的系統(tǒng)鑒定。其他方法都沒有利用了定位器的位置，該方法使用定位器在對持有一級，二級和三級定位器加工的工件。這種方法的另一個好處是在可行的候選面上確定在面上用夾具面交點(diǎn)測試（如前所述），并迅速和有效地確定潛在的下游過程中可能出現(xiàn)問題，夾緊和加工的功能檢測。6. 總結(jié)在這篇論文中，對在一個夾具設(shè)計方法的總體框架內(nèi)進(jìn)行了夾具設(shè)計方面的討論。設(shè)計定位器，規(guī)范零件設(shè)計，和其他相關(guān)被用來確定夾緊面和夾緊方向。并討論了各種自動化步驟。上海理工大學(xué)課程設(shè)計課 題：換檔軸加工工藝及夾具設(shè)計專 題：專 業(yè)： 機(jī)械制造及自動化學(xué) 生 姓 名： 黃文韜 班 級： 學(xué) 號： 0814040104 指 導(dǎo) 教 師： 周萍 完 成 時 間： 摘 要本設(shè)計是基于換檔軸零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計。換檔軸零件的主要加工表面是平面及槽系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計遵循先面后槽的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證槽系加工精度?；鶞?zhǔn)選擇以換檔軸的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)，以結(jié)合面與兩個工藝孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，再以頂平面與支承孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用氣動夾緊，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計要求。關(guān)鍵詞：換檔軸類零件；工藝；夾具；ABSTRACTThe design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements.Key words: Angle gear seat parts; fixture;III目 錄摘 要IIABSTRACTIII第一章 加工工藝規(guī)程設(shè)計11.1 零件的分析11.1.1 零件的作用11.1.2 零件的工藝分析11.2 換檔軸加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施21.2.1 孔和平面的加工順序21.2.2加工方案選擇21.3 換檔軸加工定位基準(zhǔn)的選擇31.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇31.3.2 精基準(zhǔn)的選擇31.4 換檔軸加工主要工序安排31.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定51.6確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間）61.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排17第2章 銑R5.5槽夾具設(shè)計192.1設(shè)計要求192.2夾具設(shè)計192.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇192.2.2 切削力及夾緊力的計算192.3定位誤差的分析222.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明23結(jié) 論24參考文獻(xiàn)26致謝28IV31第一章 加工工藝規(guī)程設(shè)計1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用題目給出的零件是換檔軸。換檔軸的主要作用是調(diào)換各傳動擋，保證各軸各擋軸能正常運(yùn)行，并保證部件與箱體正確安裝。因此換檔軸零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。圖1 換檔軸1.1.2 零件的工藝分析由換檔軸零件圖可知。換檔軸是一個軸類零件，它的外表面上有2個平面需要進(jìn)行加工。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：（1）以外圓面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：20面的加工；2個平面的加工，其中面有表面粗糙度要求為。（2）以V型槽為主要加工面的加工面。這一組加工表面包括V型槽面的銑削加工粗糙度為。（3）以R5.5槽為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：R5.5槽，粗糙度為。（4）其他倒角圓角的加工1.2 換檔軸加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施由以上分析可知。該換檔軸零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于換檔軸來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。1.2.1 孔和平面的加工順序換檔軸類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工換檔軸上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。換檔軸的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。換檔軸零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。1.2.2加工方案選擇換檔軸孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格最底的機(jī)床。根據(jù)換檔軸零件圖所示的換檔軸的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機(jī)床上用鏜模法鏜孔較為適宜。（1）用坐標(biāo)法鏜孔在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。用坐標(biāo)法鏜孔，需要將換檔軸孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運(yùn)動的機(jī)床進(jìn)行鏜孔。在大批量生產(chǎn)中，換檔軸孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計制造的。當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。采用鏜模可以大大地提高工藝系統(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機(jī)床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。1.3 換檔軸加工定位基準(zhǔn)的選擇1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；（2）保證裝入換檔軸的零件與箱壁有一定的間隙。為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以換檔軸的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇從保證換檔軸孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證換檔軸在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從換檔軸零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是換檔軸的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c換檔軸的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。1.4 換檔軸加工主要工序安排對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。換檔軸加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到換檔軸加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，結(jié)合面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于換檔軸，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%1.1%蘇打及0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將換檔軸加工工藝路線確定如下：工藝路線一：10、開料20、熱處理30、銑V型槽，保證尺寸17,表面粗糙度Ra值為3.2um40、車20外圓及倒角50、銑19.5端面，表面粗糙度Ra值為3.2um，保證尺寸,表面粗糙度Ra值為3.2um60、銑45寬度端面，表面粗糙度Ra值為3.2um70、銑R5.5槽，保證尺寸,表面粗糙度Ra值為3.2um80、熱處理，75長度和R5.5淬火處理HRC5090、終檢100、入庫工藝路線二：10、開料20、熱處理30、車20外圓及倒角40、銑19.5端面，表面粗糙度Ra值為3.2um，保證尺寸,表面粗糙度Ra值為3.2um50、銑V型槽，保證尺寸17,表面粗糙度Ra值為3.2um60、銑45寬度端面，表面粗糙度Ra值為3.2um70、銑R5.5槽，保證尺寸,表面粗糙度Ra值為3.2um80、熱處理，75長度和R5.5淬火處理HRC5090、終檢100、入庫以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，采用互為基準(zhǔn)的原則，先加工上、下兩平面，然后以下、下平面為精基準(zhǔn)再加工兩平面上的各孔，這樣便保證了，上、下兩平面的平行度要求同時為加兩平面上各孔保證了垂直度要求。從提高效率和保證精度這兩個前提下，發(fā)現(xiàn)該方案一比較合理。綜合選擇方案一：10、開料20、熱處理30、車20外圓及倒角40、銑19.5端面，表面粗糙度Ra值為3.2um，保證尺寸,表面粗糙度Ra值為3.2um50、銑V型槽，保證尺寸17,表面粗糙度Ra值為3.2um60、銑45寬度端面，表面粗糙度Ra值為3.2um70、銑R5.5槽，保證尺寸,表面粗糙度Ra值為3.2um80、熱處理，75長度和R5.5淬火處理HRC5090、終檢100、入庫1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 (1)毛坯種類的選擇零件機(jī)械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動量等在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān)，因此，正確選擇毛坯具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。根據(jù)該零件的材料為45、生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)形狀很復(fù)雜、尺寸大小中等大小、技術(shù)要求不高等因素，在此毛坯選擇型材成型。(2)確定毛坯的加工余量根據(jù)毛坯制造方法采用的型材造型，查取機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.2-5，“換檔軸”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為45，硬度HB為170241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用型材毛坯。（1）結(jié)合面的加工余量。根據(jù)工序要求，結(jié)合面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照機(jī)械加工工藝手冊第1卷表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。精銑：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.3.59，其余量值規(guī)定為。（2）面的加工余量。根據(jù)工序要求，結(jié)合面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照機(jī)械加工工藝手冊第1卷表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。精銑：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.3.59，其余量值規(guī)定為。差等級選用CT7。再查表2.3.9可得鑄件尺寸公差為。1.6確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間）工序10、工序20無切削加工，無需計算工序3. 車20外圓及倒角已知工件材料： 45，型材，有外皮，機(jī)床CA6140普通車床，工件用內(nèi)鉗式卡盤固定。所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡明手冊表1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。1）粗車20外圓.確定切削深度由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成.確定進(jìn)給量根據(jù)切削加工簡明實(shí)用手冊可知：表1.4刀桿尺寸為，工件直徑400之間時， 進(jìn)給量=0.51.0按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.29）在機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊可知： =0.7確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表130，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174207時，=時，徑向進(jìn)給力：=950。切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 （1-2）由于切削時進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)切削用量簡明使用手冊表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。根據(jù)切削用量簡明使用手冊表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200219的鑄件，切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： =63 （1-3） =120 （1-4）根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125這時實(shí)際切削速度為： = （1-5）.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。由切削用量簡明使用手冊表1.25，=，切削速度時， =切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時間的功率為： =1.7=1.2 （1-6）根據(jù)表1.30，當(dāng)=時，機(jī)床主軸允許功率為=，故所選切削用量可在C6201機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=3.75，=，=，=2）精車車20外圓及倒角所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡明手冊表1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。.確定切削深度由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成.確定進(jìn)給量根據(jù)切削加工簡明實(shí)用手冊可知：表1.4刀桿尺寸為，工件直徑400之間時， 進(jìn)給量=0.51.0按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.29）在機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊可知： =0.7確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表130，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174207時，=時，徑向進(jìn)給力：=950。切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 由于切削時進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)切削用量簡明使用手冊表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。根據(jù)切削用量簡明使用手冊表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200219的鑄件，切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： =63 （3-12） =120 （3-13）根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125這時實(shí)際切削速度為： = （3-14）.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。由切削用量簡明使用手冊表1.25，=，切削速度時， =切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時間的功率為： =1.7=1.2 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時，機(jī)床主軸允許功率為=，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=1.25，=，=，=工序40：銑19.5端面，表面粗糙度Ra值為3.2um（1）粗銑19.5端面，表面粗糙度Ra值為3.2um加工條件：工件材料： 45，型材。機(jī)床：X52K立式銑床。查參考文獻(xiàn)7表3034刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)7表3034，取。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： （2.1）式中 V銑削速度； d刀具直徑。由式2.1機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74 實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)7表2.4-81,（2）精銑19.5端面，表面粗糙度Ra值為3.2um加工條件：工件材料： 45，型材。機(jī)床： X52K立式銑床。參考文獻(xiàn)7表3031刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細(xì)齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1mm銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)7表3031，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)7表3031，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有：按照參考文獻(xiàn)7表3.1-31 實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量，由式（1.3）有：工作臺每分進(jìn)給量： 粗銑的切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時間：根據(jù)參考文獻(xiàn)5表2.5-45可查得銑削的輔助時間精銑的切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時間：根據(jù)參考文獻(xiàn)5表2.5-45可查得銑削的輔助時間銑下平面的總工時為：t=+=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min工序50：銑V型槽，保證尺寸17,表面粗糙度Ra值為3.2um工件材料： 45，型材。機(jī)床：X52K立式銑床刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)10（1）粗銑銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4.73，取銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.4.81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4.81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時間：（2）精銑銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4.73，取銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.4.81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時間： 本工序機(jī)動時間工序60：銑45寬度端面，表面粗糙度Ra值為3.2um（1）粗銑銑45寬度端面，表面粗糙度Ra值為3.2um加工條件：工件材料： 45，型材。機(jī)床：X52K立式銑床。查參考文獻(xiàn)7表3034刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)7表3034，取。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： （2.1）式中 V銑削速度； d刀具直徑。由式2.1機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74 實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)7表2.4-81,（2）精銑45寬度端面，表面粗糙度Ra值為3.2um加工條件：工件材料： 45，型材。機(jī)床： X52K立式銑床。參考文獻(xiàn)7表3031刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細(xì)齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1mm銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)7表3031，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)7表3031，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有：按照參考文獻(xiàn)7表3.1-31 實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量，由式（1.3）有：工作臺每分進(jìn)給量： 粗銑的切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時間：根據(jù)參考文獻(xiàn)5表2.5-45可查得銑削的輔助時間精銑的切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時間：根據(jù)參考文獻(xiàn)5表2.5-45可查得銑削的輔助時間銑下平面的總工時為：t=+=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min工序70：銑R5.5槽，保證尺寸,表面粗糙度Ra值為3.2um工件材料： 45，型材。機(jī)床：X52K立式銑床刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） R5.5槽成型銑刀（1）粗銑銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4.73，取銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.4.81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4.81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時間：（2）精銑銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4.73，取銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.4.81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時間： 本工序機(jī)動時間工序80、熱處理，75長度和R5.5淬火處理HRC50 無切削計算工序90、終檢 無切削計算工序100、入庫無切削計算1.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排假設(shè)該零件年產(chǎn)量為10萬件。一年以240個工作日計算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于417件。設(shè)每天的產(chǎn)量為420件。再以每天8小時工作時間計算，則每個工件的生產(chǎn)時間應(yīng)不大于1.14min。參照機(jī)械加工工藝手冊表2.5.2，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時間定額的計算公式為： （大量生產(chǎn)時）因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為： 其中： 單件時間定額 基本時間（機(jī)動時間） 輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進(jìn)行的各種輔助動作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間 布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值工序：粗、精銑結(jié)合面機(jī)動時間：輔助時間：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.5.43，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.5.48，單間時間定額： 因此應(yīng)布置兩臺機(jī)床同時完成本工序的加工。當(dāng)布置兩臺機(jī)床時， 即能滿足生產(chǎn)要求工序：粗銑端面機(jī)動時間：輔助時間：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.5.45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.5.48，單間時間定額： 因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。工序：銑端面機(jī)動時間：輔助時間：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.5.45，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.5.48，單間時間定額： 因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。第2章 銑R5.5槽夾具設(shè)計2.1設(shè)計要求為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。本夾具將用于X52k銑床。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計一銑R5.5槽夾具本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。2.2夾具設(shè)計2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動夾緊。由零件圖可知：進(jìn)行加工前，左右端面進(jìn)行了粗、精銑加工，進(jìn)行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有：方案：選下凸臺面平面、和側(cè)面和V型塊定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強(qiáng)的移動壓板來夾緊。方案：選一面兩銷定位方式，2面用擋銷，夾緊方式用操作簡單，通用性較強(qiáng)的移動壓板來夾緊。分析比較上面二種方案：方案中的定位是不正確的，擋銷的位置是固定，且定位與夾緊應(yīng)分開，因夾緊會破壞定位。通過比較分析只有方案滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔和大頭孔來定位，從而保證其尺寸公差要求。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。2.2.2 切削力及夾緊力的計算刀具：R5.5槽銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)55表129 可得銑削切削力的計算公式： 有：根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5121可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。(1) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。(3)夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計算出。但實(shí)際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復(fù)雜的問題，只能進(jìn)行粗略的估算。估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。估算的步驟：a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理= (FP)。b.實(shí)際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJFJ需。夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件?？紤]到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡單；（2）擴(kuò)力比大；（3）自瑣性能好；（X）行程不受限制；（5）夾緊動作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實(shí)現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對稱中心在規(guī)定位置上。查參考文獻(xiàn)51226可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得： 螺旋夾緊力：該夾具采用夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計算易得： 由計算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。2.3定位誤差的分析為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 定位誤差 ： 其中：， 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。2.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎(chǔ)件連接成一個有機(jī)整體。為了滿足加工要求，夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，同時結(jié)構(gòu)工藝性要好。由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。由于工件采用V型塊定位20mm外圓面，這就要求V型塊固定在一個與水平面成45的支撐面上。我們可以采用加工一有45面的支撐塊固定在夾具體上，經(jīng)過切削加工達(dá)到我們要求的定位尺寸。結(jié) 論通過近一個月的課程設(shè)計，使我們充分的掌握了一般的設(shè)計方法和步驟，不僅是對所學(xué)知識的一個鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時也提高了自己運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設(shè)計的整個過程。在整個設(shè)計過程中，我本著實(shí)事求是的原則，抱著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息。這一次設(shè)計是大學(xué)四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設(shè)計，也是最難的一次。在設(shè)計的時候不停的計算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有老師的指導(dǎo)和幫助，才能夠在設(shè)計中少走了一些彎路，順利的完成了設(shè)計。本設(shè)計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進(jìn)一步深入，具體如下：（1）缺乏實(shí)際工廠經(jīng)驗(yàn)，對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費(fèi)。（2）與夾具相關(guān)的刀具和量具的了解還不太清楚。（3）系統(tǒng)的設(shè)計不太完善，在與計算機(jī)配合進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實(shí)際中尚不明確。參考文獻(xiàn) 1 劉德榮，組合夾具結(jié)構(gòu)簡圖的初步探討，組合夾具，1982. (1)2 孫已德，機(jī)床夾具圖冊M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1984：20-23。3 貴州工學(xué)院機(jī)械制造工藝教研室，機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊M，貴陽：貴州任命出版社，1983：42-50。4 劉友才，機(jī)床夾具設(shè)計 ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992 。5 孟少龍，機(jī)械加工工藝手冊第1卷M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991。6 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊修訂組，金屬機(jī)械加工工藝人員手冊M，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979。7 李洪，機(jī)械加工工藝師手冊M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990。8 馬賢智，機(jī)械加工余量與公差手冊M，北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994。9 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會，金屬切削手冊M，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984。10 周永強(qiáng)，高等學(xué)校課程設(shè)計指導(dǎo)M，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002。11 薛源順,機(jī)床夾具設(shè)計(第二版) M,機(jī)械工業(yè)出版社,2003.112 余光國，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計M，重慶：重慶大學(xué)出版社，1995。13 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計手冊M，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980。14 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計適用手冊M，銀州：寧夏人民出版社，1991。15 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測量M，中國計量出版社，2000：9-19。16 哈爾濱工業(yè)大學(xué),哈爾濱市教育局,專用機(jī)床夾具設(shè)計與制造,黑農(nóng)江人民出版社,1979.12 17 樂兌謙，金屬切削刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，2005：4-17。18 Machine Tools N.chernor 1984.19 Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973.20 Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984 .21 Sors l.fatigue design of machine components.oxford:pergramon press.1971 43 致謝在本文完成之際，首先向我最尊敬的導(dǎo)師老師致以最誠摯的敬意和最衷心的感謝。幾個月以來，他不遺余力地對我的設(shè)計進(jìn)行了指導(dǎo)。在我課程設(shè)計這段時間，無論在學(xué)習(xí)還是在生活上，恩師都給予了我無微不至的關(guān)懷。他以其淵博的知識，寬厚的胸懷、無私的敬業(yè)精神以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和開拓進(jìn)取的精神激勵著我，并言傳身教，身體力行地不斷培養(yǎng)我獨(dú)立思考，深入探索，解決實(shí)際問題的能力，使我受益匪淺。老師給與了該設(shè)計關(guān)鍵性的技術(shù)指導(dǎo)，并指明了研究的方向，雖然平日里工作繁多，但在我做課程設(shè)計的過程中，特別在說明書的撰寫和修改上給予了我悉心的指導(dǎo)，特此向老師表示衷心的感謝和敬意!課程設(shè)計雖已完成了，但由于知識水平的局限，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)缺乏，設(shè)計還存在許多不足，有很多地方需要改進(jìn)。對于這些不足，我將在以后的工作中利用盡自已所能的去補(bǔ)充和完善，讓自己成為對社會作更多的貢獻(xiàn)，成為有用之才。此外還要感謝那些給予過我關(guān)心、幫助的老師和同學(xué)，正是有了大家的關(guān)懷、鼓力和我自己的努力，此設(shè)計才得以順利完成。43