典型夹具设计_毕业设计说明书(编辑修改稿)

典型夹具设计_毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

的特点： ① 备及工艺 装备比较简单，调整和维修方便，生产准备工作量少，生产工人也便于掌握操作技术，容易适应产品更换。 ② 有利于选择合理的切削用量，又易于平衡工序时间。 ③ 设备数量多，占地面积达，工人数量也多。 ④ 工序数目较多，工艺路线长，生产周期长。 [4 ] 3．工序集中与工序分散的选用原则 工序集中与工序分散各有利弊，工序设计的集中还是分散，应根据生产类型、现有生产条件、产品的市场前景、工件结构特点和技术要求等进行综合分析。 大批大量生产时，若使用专用机床 和工艺装备组成的传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的原则组织生产 ，这种组织形式可以降低生产成本，获得高的生产效率。 一般来说，单件、小批量生产，若使用通用设备组织加工，适于采用工序分散的原则。 零件尺寸、重量较大，不以运输和安装的，应采用工序集中的原则。 表面加工方法及设备的选用 根据各个加工表面的技术 要求要合理的选用加工方法和加工设备，具体加工方法和设备的选择如表 ： 表 加工方法和加工设备 序号 加工表面 表面粗糙度 /181。 m 加工方法 设备 1 毛坯外圆 粗车 车床 CA6140 2 φ 45 外圆 粗车 车床 CA6140 3 凸 台倒角 粗车 车床 CA6140 4 右端面 粗铣 — 半 精铣 — 精铣 铣床 X51 5 0460072。  内圆 钻孔 — 扩孔 铣床 X51 6 左端面 粗 车 车床 CA6140 7 台阶面 粗 车 车床 CA6140 8 φ 36 孔 钻孔 — 扩孔 铣床 X51 青岛理工大学琴岛学院本科毕业设计说明书（论文） 10 9 3φ 7 孔 钻孔 铣床 X51 10 R16 槽 粗铣 铣床 X51 编写工艺卡片 总体分析 ，该端盖的加工顺序为：毛坯 — 外圆 — 左端面 —  45 台阶凸台 — 凸台倒角— 掉头 — 右端面 —  孔 —  36 通孔 — 3  7 小孔 — R16 槽。 工艺卡片见表 表 工艺卡片 机械加工工艺过程卡片 产品名称 轴承端盖零件 材料 45 钢 毛坯种类 圆钢 件数 2500 件 工序号 工序名称 工步 设备 1 车端面、车外圆、倒角 （ 1） 粗 车左端面； （ 2） 粗 车大端外圆； （ 3） 粗 车小端外圆； （ 4）倒角。 CA6140 2 铣端面 （ 1） 粗铣右端面 ； （ 2） 半精铣右端面； （ 3） 精铣右端面。 铣床 X51 3 钻孔、扩孔 （ 1） 右端面钻孔； （ 2） 右端面扩孔； 铣床 X51 4 扩孔 左端面扩孔 铣床 X51 5 铣槽 铣 R16 槽 铣床 X51 青岛理工大学琴岛学院本科毕业设计说明书（论文） 11 4 切削过程 概述 切削过程是刀具和工件间相互作用，刀具从被加工工件表面上切去多余材料得到预定尺寸精度和表面质量的过程，是机械制造中最基本的方法。 在此过程中，被加工工件的切削层在刀具的挤压下产生塑性变形，形成切屑被切除掉同时伴随很多物理现象，这些物理现象直接影响工件的加工质量和精度，所以要对切削过程进行研究，保证和提高加工质量、提高生产率、降低成本、促进刀具和加工工艺技术的进步都有着十分重要的意义。 [4] 切削加工的基本参数 切削加工的基本参数主要包括切削加工、切削运动和切削用量，其中切削运动又分为主运动、进给运动，切 削用量又称切削三要素，其中包括切削速度、进给量和背吃刀量。 切削加工 金属切削加工是利用刀具切去工件毛坯上多余的加工余量，获得具有一定的尺寸、形状、位置精度和表面质量的机械加工方法。 切削运动 切削运动就是刀具与工件之间的相对运动，即表面成型运动，可分主运动和进给运动。 主运动是使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动。 主运动速度最高，消耗功率最大，且只有一个，用 vc表示，本次加工中，切削时工件的旋转运动为主运动，铣削时铣刀的旋转运动为主运动。 进给运动是不断把切削层材料投入到切削过程中，以便形成全部已加工表面的运动。 进给运动一般速度较低，消耗功率小，可以有一个或多个运动组成，可以是连续的也可以是间歇的，用 vf表示，本次加工过程中，车削时车刀的纵向或者横向运动，铣削时工件的位移运动。 在切削过程中，既有主运动又有进给运动，二者的合成运动称为切削运动用 ve表示，可由下式表示： 𝐯𝐞=𝐯𝐜+𝐯𝐟 切削加工过程中，在工件上通常会有三种变化着的加工表面： （ 1） 待加工表面 — 工件上即将被切除的表面 （ 2） 已加工表面 — 切除材料后形成的新的加工表面 （ 3） 过渡表面 — 正在被刀具主切削刃切削的表面，处于已加工表 青岛理工大学琴岛学院本科毕业设计说明书（论文） 12 面和待加工面之间。 切削用量 切 削用量是切削时各种参数的总称，包括切削速度、进给量和背吃刀量，又称切削三要素。 切削用量是机床调整的依据，对加工质量和效率有重要影响。 1. 切削速度 𝓿𝐜 单位时间内工件和刀具沿主运动方向的相对位移，单位为 m/s。 计算切削速度时，应选取刀刃上速度最高的点进行计算。 主运动为旋转运动时，切削速度公式为： 𝓋c = 𝛑dn100060 （ 41） 其中 d— 工件（或刀具）的最大直径（ mm）； n— 工件（或刀具）的转速（ r/min）； 若主运动为往复直线运动，则用其平均速度为切削速度，计算公式： 𝓋c = 2Lnr100060 （ 42） 其中 ： L— 往复直线运动的形成长度（ mm）； nr— 主运动每分钟的往复次数（次 /min）。 根据式 41和式 42，本次设计中的各表面加工中的切削速度计算 结果如表 所示 ： 表 切削速度 序号 加工表面 加工方法 d（ mm） n(r/min) 𝓿𝐜(m/s) 1 毛坯外圆 粗车 φ 106 500 2 φ 45 外圆 粗车 φ 104 500 3 凸台倒角 粗车 φ 45 400 4 右端面 粗铣 φ 104 500 半精铣 φ 104 800 精铣 φ 104 1200 5 072 内圆 钻孔 φ 36 400 扩孔 φ 72 500 6 左端面 粗车 φ 45 500 7 台阶面 粗车 φ 104 500 8 φ 36 内孔 扩孔 φ 36 500 9 3φ 7 孔 钻孔 φ 7 400 10 R16 槽 粗铣 8 600 青岛理工大学琴岛学院本科毕业设计说明书（论文） 13 f 工件或刀具转一周（或每往复一次），两者沿进给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单位是 mm/r（或 mm/双行程）。 对于铣刀、铰刀、拉刀等多齿刀具，还规定每刀齿进给量 fz，其单位是 mm/z。 进给速度、进给量和每齿进给量之间的关系为： 𝓋f=𝓃f=𝓃𝒵fz （ 43） 式中 𝓃— 主轴转速（ r/s）； 𝒵— 刀具齿数。 根 据式 43，得出进给量 f 如表 所示 ： 表 进给量结果 序号 加工表面 加工方法 𝓿𝐟（ m/s） 𝓷(r/s) 𝓩 f(mm/r 或 mm/z) 1 毛坯外圆 粗车 150 500 1 2 φ 45 外圆 粗车 150 500 1 3 凸台倒角 粗车 80 400 1 4 右端面 粗铣 600 500 3 半精铣 480 800 3 精铣 360 1200 3 5  内圆 钻孔 320 400 1 扩孔 50 500 1 6 左端面 粗车 150 500 1 7 台阶面 粗车 150 500 1 8 φ 36 孔 扩孔 100 500 1 9 3φ 7 孔 钻孔 200 400 1 10 R16 槽 粗铣 240 600 3 3． 背吃刀量 𝓪𝐩 刀具切削刃与工件的接触长度在同时垂直于主运动和进给运动的方向上的投影值称之为背吃刀量，其单位是 mm。 外圆车削的背吃刀量就是工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离，其公式为： 𝒶p = 𝒹w−𝒹m2 （ 44） 其中 : 𝒹w— 工件上待加工表面直径（ mm）； 𝒹m— 工件上已加工表面直径（ mm）。 根据式 44，得出背吃刀量 如表 所示 青岛理工大学琴岛学院本科毕业设计说明书（论文） 14 表 背吃刀量 序号 加工表面 加工方法 背吃刀量（ mm） 1 毛坯外圆 粗车 2 φ 45 外圆 粗车 3 凸台倒角 粗车 4 右端面 粗铣 半精铣 5 072 内圆 精铣 钻孔 扩孔 6 左端面 粗车 7 台阶面 粗车 8 φ 36 孔 钻孔 扩孔 9 3φ 7 孔 钻孔 10 R16 槽 粗铣 青岛理工大学琴岛学院本科毕业设计说明书（论文） 15 5 机床夹具设计 夹具概述 在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确位置，以接受加工或检测的工艺设备，统称为夹具。 如焊接过程中用于拼焊的焊接夹具；检验过程中用的检验夹具；装配过程中用的装配夹具，机械加工过程中的机床夹具等，都属于这一范畴。 在金属切削机床上所使用的夹具，我们称之为机床夹具，本课题研究的对象，则仅限于机床夹具。 [2] 工件装夹的实质 在机床加工工件时，为了要使该工序所加工的表面，能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及其他表面的相互位置精度等技术要求，在加工前，必须首先将工件装好夹牢。 把工件装好，就是要在机床上确定工件相对于刀具的正确加工位置，在夹具设计中称为定位。 把工件夹牢，就是指在已经定好的位置将工件可靠夹住，以防止在加工时工件因受到切削力、离心力、冲击和振动等的影响，发生不应有的位置位移而破坏了定位，在夹具设计中称为夹紧。 在机床夹具设计中，工件装夹的 实质，就是对工件进行定位和夹紧，在本次设计中，也主要从这两个方面考虑设计。 机床夹具的组成 机床夹具总体结构组成有： 1. 定位元件 夹具的首要任务是定位，因此无论任何夹具，都有定位元件，当工件定位基准面选择后，定位元件的结构也基本确定了。 2. 夹紧装置 工件在夹具中定位后，在加工前必须将工件夹紧，以确保工件在加工过程中不因受外力作用而破坏定位。 3. 夹具体 夹具体是夹具的基体和骨架，通过它将家居所有元件构成一个整体。 4. 对刀及导向元件 对刀或导向元件用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。 5. 连接元件 连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。 6. 其他装置或元件 根据加工需要，有些夹具还设有其他装置和机构，如分度装置、靠模装置、上下料装置、顶出器和平衡块等，这些元件或装置也需要专门设计。 [2] 青岛理工大学琴岛学院本科毕业设计说明书（论文） 16 对于这六部分，其中 3 是夹具的基本组成部分，也是夹具设计的主要内容如图 51所示 图 51 夹具组成及夹具与机床刀具的相互关系 工件的定位 工件加工之前，必须首先使它在机床上相对刀具占有正确的加工位置，这就是定位，它包括工件在夹具中的定位、夹具在机床上的定位、刀具在夹具中的对刀与导引、整个工艺系统的调整等组成环节。 工件在夹具中的定位问题，是夹具设计中首先要解决的问题，因为定位问题是夹具设计的出发点，定位方案未确定，便无法进行夹紧装置、对刀— 导引装置及整个夹具的设计工作。 所以说，工件的定位问题是很重要的，它包括如下三个基本任务： （ 1）从理论上进行分析，如何使同一批工件在夹具中占据一致的正确位置。 （ 2）设计合理的定位方案，选择合适的定位元件。 （ 3）保证有足够的定位精度。 工件定位的基本原理 在夹具结构中，工件的六个运动自由度都是由定位元件实体来进行限制的。 要求如下： （ 1） 在限制工件自由度时，定位支撑点始终与工件定位基准接触。 （ 2） 在分析定位支撑点起定位作用时，不考虑力的。