機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)市公開課一等獎(jiǎng)省賽課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

《機(jī)械制造技術(shù)》課件機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)第1頁(yè)一、課程設(shè)計(jì)目標(biāo)和任務(wù)二、課程設(shè)計(jì)要求和內(nèi)容三、課程設(shè)計(jì)方法和步驟四、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)實(shí)例五、專用夾具設(shè)計(jì)方法和實(shí)例第2頁(yè)（1）依據(jù)被加工零件技術(shù)要求，利用機(jī)械制造技術(shù)及相關(guān)課程知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件工藝規(guī)程。提升分析和處理實(shí)際工藝問題能力和設(shè)計(jì)編制工藝文件能力。（2）依據(jù)被加工零件技術(shù)要求，利用夾具設(shè)計(jì)基本原理和方法，完成某一道工序夾具設(shè)計(jì)，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。一、課程設(shè)計(jì)目標(biāo)和任務(wù)1、課程設(shè)計(jì)目標(biāo)第3頁(yè)（3）提升利用手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料能力。（4）提升識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫技術(shù)文件等基本技能。一、課程設(shè)計(jì)目標(biāo)和任務(wù)1、課程設(shè)計(jì)目標(biāo)第4頁(yè)（1）確定某零件機(jī)械加工工藝規(guī)程；（2）設(shè)計(jì)該零件某一工序?qū)Ｓ脵C(jī)床夾具。2、課程設(shè)計(jì)任務(wù)第5頁(yè)（1）繪制毛坯圖（毛坯-零件合圖）（2）填寫機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片（3）繪制夾具裝配總圖（4）繪制夾具零件圖（5）編寫課程設(shè)計(jì)說明書1.設(shè)計(jì)要求二、課程設(shè)計(jì)要求和內(nèi)容

編制一個(gè)中等復(fù)雜程度零件機(jī)械加工工藝規(guī)程，設(shè)計(jì)其中一道工序?qū)Ｓ脢A具。2.內(nèi)容第6頁(yè)（1）分析零件圖，進(jìn)行工藝審查（2）選擇毛坯制造方式，畫毛坯圖（零件-毛坯合圖）（3）確定工藝路線（4）機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)（5）填寫工藝文件1.機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)三、課程設(shè)計(jì)方法和步驟第7頁(yè)（1）確定設(shè)計(jì)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖（2）繪制夾具裝配總圖（3）繪制夾具零件圖2.夾具設(shè)計(jì)第8頁(yè)（1）任務(wù)書（課程設(shè)計(jì)任務(wù)書）（2）目錄（課程設(shè)計(jì)說明書目錄）（3）序言（4）零件分析（5）工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（6）夾具設(shè)計(jì)（7）設(shè)計(jì)心得體會(huì)（8）參考文件設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容：3.撰寫設(shè)計(jì)說明書第9頁(yè)（1）說明書應(yīng)概括性地介紹此次設(shè)計(jì)，對(duì)各部分內(nèi)容做重點(diǎn)說明、分析論證及必要計(jì)算。（2）文內(nèi)公式、圖表、數(shù)據(jù)等出處，應(yīng)以[]注明參考文件序號(hào)。（3）系統(tǒng)性好，條理清楚，圖文并茂，防止抄書。（4）字跡工整，語(yǔ)言簡(jiǎn)練，文字通順，圖例清楚。撰寫設(shè)計(jì)說明書要求：第10頁(yè)四、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)實(shí)例題目：設(shè)計(jì)犁刀變速齒輪箱體零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆N面6孔工序?qū)Ｓ脢A具內(nèi)容：（1）零件一毛坯合圖1張（2）機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片1套（3）夾具裝配總圖1張（4）夾具零件圖1張（5）課程設(shè)計(jì)說明書1份原始資料：該零件圖樣一張；生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件／年；每日1班。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書第11頁(yè)工藝規(guī)程設(shè)計(jì)步驟一、零件分析二、確定毛坯、畫毛坯—零件合圖三、擬訂零件機(jī)械加工工藝規(guī)程第12頁(yè)

犁刀變速齒輪箱體是旋耕機(jī)一個(gè)主要零件。旋耕機(jī)經(jīng)過該零件安裝平面（零件圖上N面與手扶拖拉機(jī)變速箱后部相連，用兩圓柱銷定位，四個(gè)螺栓固定，實(shí)現(xiàn)旋耕機(jī)正確聯(lián)接N面上4-Φ13mm孔即為螺栓聯(lián)接孔，2-Φ10F9孔為定位銷孔。

一、零件分析1.零件作用第13頁(yè)

犁刀變速齒輪箱體2內(nèi)有一個(gè)空套在犁刀傳動(dòng)軸上犁刀傳動(dòng)齒輪5，它與變速箱一倒檔齒輪常嚙合（圖中未畫出）。犁刀傳動(dòng)軸8左端花鍵上套有嚙合套4，經(jīng)過撥叉能夠軸向移動(dòng)。嚙合套4和犁刀傳動(dòng)齒輪5相正確一面都有牙嵌，牙嵌結(jié)合時(shí)，動(dòng)力傳給犁刀傳動(dòng)軸8。其操作過程經(jīng)過安裝在SΦ30H9孔中操縱桿3操縱撥叉而得以實(shí)現(xiàn)。1.零件作用第14頁(yè)1一左臂殼體2一犁刀變速齒輪箱體3一操縱桿4一嚙合套5一犁刀傳動(dòng)齒輪6一軸承7一右臂殼體8一犁刀傳動(dòng)軸9一鏈輪犁刀變速齒輪箱傳動(dòng)示意圖第15頁(yè)

材料HT200，主要加工面有：N面、R面、Q面、2-Ф80H7孔。N面平面度0.05mm。2-Φ80H7孔尺寸精度、同軸度Φ0.04mm，與N面平行度0.07mm，與R及Q面垂直度Φ0.1mm，以及R相對(duì)Q面平行度0.055mm。

2-Φ10F9孔尺寸精度、兩孔距尺寸精度140±0.05mm以及140±0.05mm對(duì)R面平行度0.06mm。2.零件工藝分析第16頁(yè)（1）選擇毛坯種類材料為HT200，所以選鑄件。人工時(shí)效（2）確定毛坯制造方法年產(chǎn)量為6000件，生產(chǎn)類型大批生產(chǎn)，砂型機(jī)器造型。（3）鑄件公差等級(jí)CT8~10級(jí)，加工余量MA等級(jí)為G。（4）確定各加工表面總余量（表1）和毛坯主要尺寸（表2）二、確定毛坯、畫毛坯—零件合圖第17頁(yè)1）用雙點(diǎn)劃線畫出經(jīng)簡(jiǎn)化了次要細(xì)節(jié)零件圖主要視圖，將加工余量（網(wǎng)格線）疊加在各對(duì)應(yīng)被加工表面上，即得毛坯輪廓（粗實(shí)線）。2）為表示內(nèi)部或局部結(jié)構(gòu)等，可畫出剖視、剖面和局部視圖。對(duì)不需要鑄出槽和孔，可無須表示。（5）繪制毛坯圖（零件-毛坯合圖）方法第18頁(yè)3）標(biāo)出毛坯主要尺寸及公差，標(biāo)出加工余量名義尺寸。4)鑄件應(yīng)標(biāo)注分型面和澆鑄位置，鍛件應(yīng)標(biāo)注分模面。5）標(biāo)明毛坯技術(shù)要求。如毛坯精度、熱處理及硬度、鑄造圓角、拔模斜度、表面質(zhì)量要求（不允許有氣孔、縮孔、夾砂）等。第19頁(yè)毛坯零件合圖第20頁(yè)模鍛齒輪毛坯—零件合圖第21頁(yè)1.選擇定位基準(zhǔn)2.擬訂零件加工工藝路線3.選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備4.加工工序設(shè)計(jì)5.填寫工藝文件三、擬訂零件機(jī)械加工工藝規(guī)程第22頁(yè)1.選擇定位基準(zhǔn)N面和2-Ф10F9孔既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選為精基準(zhǔn)，——基準(zhǔn)重合標(biāo)準(zhǔn)。其余各面和孔定位都可用“一面兩孔”定位——基準(zhǔn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

N面面積大，定位穩(wěn)定，夾緊方案簡(jiǎn)單、可靠，操作方便——便于裝夾標(biāo)準(zhǔn)。（1）精基準(zhǔn)選擇第23頁(yè)選擇箱體上主要孔（2-Ф80H7）毛坯孔和箱體內(nèi)壁作為粗基準(zhǔn)。①在確保各加工面都有加工余量前提下，使主要孔余量均勻。②裝入箱體內(nèi)旋轉(zhuǎn)零件與箱體內(nèi)壁有足夠間隙。③確保定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。（2）粗基準(zhǔn)選擇第24頁(yè)2.擬訂零件加工工藝路線（1）確定各加工表面加工方法

依據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能到達(dá)經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面加工方法以下：

N面：粗車一精銑；R面和Q面：粗銑一精銑；

凸臺(tái)面：粗銑；

2-Φ80mm孔：粗鏜一精鏜；

7級(jí)～9級(jí)精度未鑄出孔：鉆一擴(kuò)一鉸；

螺紋孔：鉆孔一攻螺紋。第25頁(yè)（2）確定加工次序

依據(jù)先面后孔、先主后次和先粗后精標(biāo)準(zhǔn)，將N面、R面、Q面及2-Φ80mm孔粗加工放在前面一精加工放在后面，每一階段中又首先加工N面，后再鏜2-Φ80mm孔。R面及Q面上Φ8N8孔及4一M12螺紋孔等次要表面放在最終加工。2.擬訂零件加工工藝路線第26頁(yè)（3）確定工序集中和分散程度

N、R面與Q面有較高平行度要求，2-Φ80mm孔有較高同軸度要求，故它們加工宜采取工序集中標(biāo)準(zhǔn)，即分別在一次裝夾下將兩面或兩孔同時(shí)加工出來，以確保其位置精度。2.擬訂零件加工工藝路線第27頁(yè)（4）確定加工工藝方案初擬加工工藝路線，表3修改后工藝路線，表42.擬訂零件加工工藝路線第28頁(yè)

因?yàn)樯a(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少許專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少許專用機(jī)床流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上裝卸及各機(jī)床間傳送均由人工完成。

3.選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備

第29頁(yè)粗銑N面：采取立銑，選擇X52K立式銑床。選擇直徑為Φ200mm可轉(zhuǎn)位面銑刀；選擇專用夾具；選擇游標(biāo)卡尺。3.選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備

第30頁(yè)精銑N面：因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)轉(zhuǎn)換，宜采取臥銑，選擇X62W臥式銑床。選擇與粗銑相同型號(hào)刀具（到齒數(shù)可多些）。采取精銑專用夾具采取游標(biāo)卡尺、刀口形直尺。3.選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備

第31頁(yè)（1）確定各工序加工余量及工序尺寸及公差（2）確定各工序切削用量（3）計(jì)算各工序工時(shí)定額4.加工工序設(shè)計(jì)第32頁(yè)（1）填寫工藝過程卡片（或工藝卡片），如附表1所表示。（2）填寫工序卡片，如附表2所表示。

5.填寫工藝文件第33頁(yè)第34頁(yè)第35頁(yè)1.工序圖應(yīng)該按照適當(dāng)百分比放大或縮小；不牽涉部位能夠省略，用最少視圖表示清楚；2.加工部位用粗實(shí)線繪制，非加工部位一律用細(xì)實(shí)線繪制；3.用專用符號(hào)表示定位基準(zhǔn)面與夾緊位置；4.標(biāo)注本工序完成以后要確保加工精度；5.標(biāo)注本工序完成以后要確保表面粗糙度。工序圖繪制方法：第36頁(yè)工序圖第37頁(yè)1、對(duì)專用夾具基本要求2、專用夾具設(shè)計(jì)步驟3、夾具總圖尺寸、公差和技術(shù)要求標(biāo)注4、夾詳細(xì)設(shè)計(jì)5、夾具設(shè)計(jì)實(shí)例五、專用夾具設(shè)計(jì)方法和實(shí)例第38頁(yè)

1、對(duì)專用夾具基本要求（1）穩(wěn)定地確保工件加工精度（2）提升生產(chǎn)效率（3）工藝性好（4）使用性好（5）經(jīng)濟(jì)性好第39頁(yè)1）應(yīng)分析零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，材料、生產(chǎn)規(guī)模和本工序加工技術(shù)要求及與前后工序聯(lián)絡(luò)。2）了解加工所用設(shè)備、輔助工具中與設(shè)計(jì)夾具相關(guān)技術(shù)性能和規(guī)格。3）了解工具車間技術(shù)水平。4）了解同類工件加工方法和所用夾具情況，作為設(shè)計(jì)時(shí)參考。2、專用夾具設(shè)計(jì)步驟（1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)與搜集設(shè)計(jì)原始資料第40頁(yè)

1）確定工件定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置。2）確定工件夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。3）確定其它裝置及元件結(jié)構(gòu)形式如：定向、導(dǎo)向、分度、對(duì)刀裝置等。4）確定夾詳細(xì)結(jié)構(gòu)形式和夾具在機(jī)床上安裝方式。5）繪制夾具草圖，最好考慮幾個(gè)方案經(jīng)過分析比較，從中選出合理方案。（2）確定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具草圖第41頁(yè)工件精度要求高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行加工精度分析。夾緊力設(shè)計(jì)中可考慮幾個(gè)方案。分析比較合理方案。（3）進(jìn)行必要分析計(jì)算征求意見，經(jīng)審查，可對(duì)夾具作深入改進(jìn)。（4）審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì)第42頁(yè)

按國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制，盡可能采取百分比1：1，主視圖按夾具面對(duì)操作者方向繪制。被加工零件用雙點(diǎn)畫線表示。夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)處于“夾緊”位置上，總圖應(yīng)把夾具工作原理，各種裝置結(jié)構(gòu)極其相互關(guān)系表示清楚。

（5）繪制夾具裝配圖繪制夾具裝配圖要求：第43頁(yè)（1）用雙點(diǎn)畫線將工件外輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個(gè)視圖適當(dāng)位置上，并顯示出加工余量，在總圖上工件可看作透明體。（2）依次按工件位置繪制出定位、夾緊及其它裝置或元件詳細(xì)結(jié)構(gòu)，然后畫出夾詳細(xì)，形成一個(gè)夾具整體。（3）標(biāo)注必要尺寸，公差和技術(shù)要求。（4）繪制夾具明細(xì)表及標(biāo)題欄。繪制裝配圖次序：第44頁(yè)夾具總圖應(yīng)標(biāo)注尺寸1-鉆套2-襯套3-鉆模板4-開口墊圈5-螺母6-定位心軸7-夾詳細(xì)3、夾具總圖尺寸、公差和技術(shù)要求標(biāo)注圖J1第45頁(yè)1）最大輪廓尺寸A若有活動(dòng)部分，則應(yīng)標(biāo)出最大活動(dòng)范圍或標(biāo)出銑床夾具銑刀及桿用點(diǎn)畫線畫出。2）影響定位精度大小尺寸B和公差指工件與定位元件及定位元件之間尺寸、公差。3）影響對(duì)刀和導(dǎo)向精度尺寸C和公差指刀具與對(duì)刀或?qū)蚣g尺寸公差。（1）夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注尺寸和公差第46頁(yè)4）影響夾具在機(jī)床上安裝精度尺寸E和公差指夾具安裝基面與機(jī)床對(duì)應(yīng)配合表面之間尺寸公差。銑床、刨床夾具上定向鍵與工作臺(tái)T型槽間配合尺寸。5）其它主要尺寸和公差普通機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)標(biāo)注尺寸，公差。（1）夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注尺寸和公差第47頁(yè)（2）夾具總圖上公差值確實(shí)定①δj＝（1/2—1/5）δk。δk—對(duì)應(yīng)工件尺寸公差或位置公差。生產(chǎn)批量大，加工精度低時(shí)，δj取小值。通常取δj=1/3δk。

②對(duì)直接影響工件加工精度配合尺寸，在確定了配合性質(zhì)后，應(yīng)盡可能采取優(yōu)先配合。③工件加工尺寸未注公差時(shí)，δk按IT12~14；δj

按IT9~IT11。④工件上位置公差未注時(shí)，δk（9~11），δj（7~9）。角度未注時(shí)δk（±30′~±10′）；δj（±10′~±3′）。1）直接影響工件加工精度夾具公差δj第48頁(yè)

這類尺寸公差與配合標(biāo)注對(duì)加工精度無直接影響，在確定配合性質(zhì)時(shí)，應(yīng)考慮減小其影響，其公差等級(jí)可參考“夾具手冊(cè)”等標(biāo)注。

夾具總圖上無法用符號(hào)標(biāo)注而又必須說明總是可作為技術(shù)要求用文字寫在總圖空白處。如：幾個(gè)支承釘采取裝配后一次磨削到達(dá)等高；夾具平衡；涂漆注意事項(xiàng)；夾具使用時(shí)操作次序等到，裝配應(yīng)修磨部位及尺寸等。3）夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注技術(shù)要求2）夾具上其它主要尺寸公差與配合第49頁(yè)4、夾詳細(xì)設(shè)計(jì)

夾詳細(xì)上主要表面應(yīng)有適當(dāng)尺寸、形狀和位置精度。為使夾具尺寸穩(wěn)定，鑄造夾詳細(xì)應(yīng)時(shí)效處理，焊接和鑄造要退火處理。（1）對(duì)夾詳細(xì)要求1）有適當(dāng)精度和尺寸穩(wěn)定性第50頁(yè)

夾詳細(xì)要承受較大切削力和夾緊力，不產(chǎn)生不允許變形和振動(dòng)，壁厚要適當(dāng)，必要時(shí)設(shè)置加強(qiáng)肋。

鑄造夾詳細(xì)壁厚普通取l5~30mm；焊接夾詳細(xì)壁厚為8~15mm；肋厚度取壁厚0.7~0.9倍。對(duì)于批量制造大型夾詳細(xì)，則應(yīng)作危險(xiǎn)斷面強(qiáng)度校核和動(dòng)剛度測(cè)試。2）有足夠強(qiáng)度和剛度第51頁(yè)

應(yīng)便于制造、裝配、使用和檢驗(yàn)，鑄造夾詳細(xì)安裝各種元件表面應(yīng)鑄出3~5mm高凸臺(tái)，夾詳細(xì)結(jié)構(gòu)應(yīng)便于工件裝卸。應(yīng)合理地設(shè)置耳座，方便與工作臺(tái)連接。(耳座圖J2)應(yīng)含有足夠排屑空間。對(duì)于切削時(shí)產(chǎn)生切屑不多夾具，可加大定位元件工作表面與夾詳細(xì)之間距離或增設(shè)容屑溝槽（容屑槽圖J3

），以增加容屑空間；3）結(jié)構(gòu)工藝性好第52頁(yè)對(duì)于加工時(shí)產(chǎn)生大量切屑夾具，可設(shè)置排屑缺口或斜面。并注意切屑流向，使清理切屑方便。（排屑方法圖J4）夾詳細(xì)上各種裝置布置應(yīng)緊湊，加工面盡可能靠近工作臺(tái)面，以降低夾具重心，普通夾具高寬之比應(yīng)限制在H／B≤1～1.25范圍內(nèi)。對(duì)于重型銑床夾具，在夾詳細(xì)上應(yīng)設(shè)置吊裝孔或吊環(huán)，方便于搬運(yùn)。第53頁(yè)

夾詳細(xì)安裝基面與機(jī)床上對(duì)應(yīng)表面接觸和配合來實(shí)現(xiàn)安裝。夾具重心應(yīng)盡可能低。夾詳細(xì)與機(jī)床工作臺(tái)面相接觸底同中部應(yīng)挖空（如圖J5所表示），以降低加工面積，使各接觸面聯(lián)接可靠，夾具在機(jī)床上安裝穩(wěn)定。或底部設(shè)置四個(gè)支腳。當(dāng)夾詳細(xì)長(zhǎng)度大于工作臺(tái)支承面長(zhǎng)度時(shí)，外延伸部分長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)。有與機(jī)床聯(lián)接螺栓孔或耳座，必要時(shí)還應(yīng)設(shè)計(jì)找正面。4）在機(jī)床上安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠第54頁(yè)（2）夾詳細(xì)毛坯類型夾詳細(xì)毛坯類型1）鑄造夾詳細(xì)2）鑄造夾詳細(xì)3）焊接夾詳細(xì)4）裝配夾詳細(xì)第55頁(yè)優(yōu)點(diǎn)：工藝性好，可鑄造出各種復(fù)雜內(nèi)、外輪廓形狀，有很好抗壓強(qiáng)度，剛度和抗振性。缺點(diǎn)：生產(chǎn)周期長(zhǎng)，單件制造成本高，需時(shí)效處理。材料：灰鑄鐵HTl50或HT200。高精度夾具可用合金鑄鐵或磷鑄鐵，用鑄鋼件有利于減輕重量，輕型夾具可用鑄鋁（ZC104）件。鑄件均需時(shí)效處理，精密夾詳細(xì)在粗加工后需作第二次時(shí)效處理。1）鑄造夾詳細(xì)第56頁(yè)優(yōu)點(diǎn)：有較高強(qiáng)度和剛度。缺點(diǎn)：只適合用于尺寸較大且形狀簡(jiǎn)單夾詳細(xì)。材料：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼40鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr，38CrMoAl等鑄造后酌情采取調(diào)質(zhì)、正火或回火制成。2）鑄造夾詳細(xì)第57頁(yè)優(yōu)點(diǎn)：輕易制造、生產(chǎn)周期短、成本低、使用也較靈活。當(dāng)發(fā)覺夾詳細(xì)剛度不足時(shí)，可補(bǔ)焊肋和隔板。缺點(diǎn)：焊接變形較大，抗振性不好。材料：焊接件材料可焊性要好，適用材料有碳素結(jié)構(gòu)鋼Q195，Q215，Q235，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼、15Mn等。焊接后需經(jīng)退火處理，局部熱處理后進(jìn)行低溫回火。3）焊接夾詳細(xì)第58頁(yè)裝配結(jié)構(gòu)是近年來發(fā)展一個(gè)新型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)選取標(biāo)準(zhǔn)零部件裝配成夾詳細(xì)，能夠縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。4）裝配夾詳細(xì)第59頁(yè)5、夾具設(shè)計(jì)實(shí)例——銑槽專用夾具設(shè)計(jì)（一）明確設(shè)計(jì)任務(wù)，搜集原始資料（二）確定夾具結(jié)構(gòu)方案（三）繪制夾具總圖（四）標(biāo)注總圖上尺寸、公差配合與技術(shù)條件（五）夾具工作精度分析計(jì)算第60頁(yè)零件圖圖J6（一）明確設(shè)計(jì)任務(wù)，搜集原始資料第61頁(yè)

該零件中批生產(chǎn)，材料為45鋼。該銑槽工序在X6130臥銑上用三面刃銑刀加工。本工序加工要求為（1）槽寬mm。（2）槽底至工件底面位置尺寸。（3）槽兩側(cè)面對(duì)孔軸線對(duì)稱度0.2mm。（4）槽底面對(duì)工件B面垂直度0.10mm。1.熟悉工件零件圖以及本工序加工要求第62頁(yè)（1）銑前后兩端面X6130臥銑（2）銑底面、頂面X6130臥銑（3）銑兩側(cè)面X6130臥銑（4）銑兩臺(tái)肩面X6130臥銑（5）鉆、鉸孔Z5135立鉆（6）銑槽X6130臥銑2.搜集原始資料、明確零件加工工藝過程第63頁(yè)依據(jù)工件加工要求，該工序必須限制工件五個(gè)自由度?，F(xiàn)在來分析其必須限制自由度數(shù)目及基準(zhǔn)選擇合理性。（二）確定夾具結(jié)構(gòu)方案

1.確定定位方案（1）驗(yàn)證基準(zhǔn)選擇合理性

第64頁(yè)自由度分析建立坐標(biāo)系圖J7第65頁(yè)①為確保槽底面至工件B面垂直度，應(yīng)選B面作定位基準(zhǔn)，限制工件、。②為確保工序尺寸62土0.10mm，應(yīng)以A面定位，限制工件、。③為確保槽兩側(cè)面對(duì)mm孔軸線對(duì)稱度，應(yīng)選孔軸線定位，限制工件。④為了方便地控制刀具走刀位置，還應(yīng)限制工件。因而工件六個(gè)自由度都被限制。由分析可知，要使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合，所選定位基準(zhǔn)是B面、mm孔和A面。自由度分析第66頁(yè)

本道工序工件定位面是后平面B、底平面A和mm孔。夾具上對(duì)應(yīng)定位元件選為支承扳、支承釘和菱形定位銷，如圖J8所表示。（2）選擇定位元件第67頁(yè)定位平面B所用支承板參考JB／T8029.1—1999中定位支承板進(jìn)行設(shè)計(jì)。定位平面A定位支承釘以及菱形定位銷按實(shí)際需要在JB／T8029.2—1999中選取。確定支承釘定位表面到菱形定位銷中心名義尺寸及其極限偏差。（3）確定定位元件尺寸、極限偏差和定位元件間位置尺寸及其極限偏差第68頁(yè)

其中l(wèi)取工件對(duì)應(yīng)尺寸平均尺寸，公差取對(duì)應(yīng)尺寸公差1／4，則有mm。最終確定菱形定位銷圓柱部分直徑及其極限偏差，又

則菱形定位銷和定位孔配合最小間隙Xmin為（其中，查閱手冊(cè)b=3）第69頁(yè)菱形定位銷圓柱部分直徑為

mm

公差按IT7選取，則mm

第70頁(yè)①槽寬mm定位誤差該尺寸由銑刀直接確保，不存在定位誤差。②槽底至工件底面位置尺寸62土0.10mm定位誤差平面定位時(shí)，基準(zhǔn)位移誤差忽略不計(jì)，△Y=0

定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，△B=0

故△D=△B+△Y=0（4）分析計(jì)算定位誤差第71頁(yè)③槽兩側(cè)面對(duì)孔軸線對(duì)稱度0.2mm定位誤差工件以φ14孔軸線定位，定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，△B=0。菱形定位銷圓柱部分直徑和定位孔配合時(shí)產(chǎn)生最大間隙將直接影響對(duì)稱度要求?！鱕約為對(duì)稱度允差1／2，應(yīng)采取辦法減小該項(xiàng)誤差。第72頁(yè)④槽底面對(duì)工件B面垂直度定位誤差定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，△B=0。平面定位，基準(zhǔn)位移誤差忽略不計(jì)，△Y=0。故△D=△B+△Y=0

第73頁(yè)①提升菱形定位銷圓柱部分制造精度，將菱形定位銷圓柱部分精度提升到IT6級(jí)，

=0.011mm0.097仍靠近加工允差1／2。（5）降低對(duì)稱度定位誤差辦法第74頁(yè)②在提升菱形定位銷圓柱部分精度基礎(chǔ)上，將φ14孔精度提升到IT8級(jí)。這時(shí)孔尺寸為，公差為0.027mm，有約0.12mm加工精度預(yù)留量，能夠確保對(duì)稱度加工要求。經(jīng)過鉆、鉸加工仍能確保孔加工要求。第75頁(yè)

如圖J9所表示，加工時(shí)，工件受到切削協(xié)力，可分解為水平和垂直方向切削分力、，切向銑削力。在對(duì)稱銑削情況下

=（1-1.2）

=（0.2-0.3）2.確定夾緊方式，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)（1）計(jì)算切削力及所需夾緊力第76頁(yè)切向銑削力Fz為式中——銑削力，N；

——影響系數(shù)，大小與試驗(yàn)條件相關(guān)；

——銑削寬度，mm；

——每齒進(jìn)給量，ram／齒；

——銑刀直徑，mm；

——銑削深度，ram；

——銑刀齒數(shù)；

——修正系數(shù)。第77頁(yè)已知，=3,=12,=0.15,=100,=12,=68.3,則（為材料強(qiáng)度）

故水平分力和垂直分力第78頁(yè)

因?yàn)楣ぜ鞫ㄎ幻媸荁面，故選擇夾緊力作用方向?yàn)樗椒较蜃饔糜贐面上。當(dāng)夾緊力水平作用于工件上時(shí)，所需要計(jì)算夾緊力為實(shí)際所需夾緊力與計(jì)算夾緊力之間關(guān)系為（K為安全系數(shù)，取K=2.5）第79頁(yè)

滿足夾緊力水平作用要求夾緊裝置結(jié)構(gòu)方案，能夠有圖S10所表示a）和b）兩種。

圖J10a）所表示為螺旋杠桿壓板夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊時(shí)從夾詳細(xì)后面擰緊夾緊螺母。

圖J10b）所表示為鉸鏈壓板機(jī)構(gòu)，當(dāng)鉸鏈壓板轉(zhuǎn)開時(shí)，裝卸工件及清理切屑都很方便，這種結(jié)構(gòu)很好。（2）設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)并驗(yàn)算機(jī)構(gòu)產(chǎn)生夾緊力第80頁(yè)b）所表示夾緊機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生夾緊力，由圖所表示壓板受力分析計(jì)算得式中——夾緊機(jī)構(gòu)效率，取0.9；

——螺栓許用夾緊力，N。選定，當(dāng)螺桿螺紋公稱直徑為M12時(shí)，查表可得。所以因＞，故夾緊方案可行。第81頁(yè)

依據(jù)工件加工表面形狀，對(duì)刀元件可選取機(jī)床夾具零件及部件中標(biāo)準(zhǔn)直角對(duì)刀塊。它直角對(duì)刀面應(yīng)和工件被加工槽形相對(duì)應(yīng)（間距等于3mm塞尺厚度），并把它安裝在夾詳細(xì)豎直板上。依據(jù)所選X6130型銑床T形槽寬度，選取寬度B=14mm，公差帶為h6A型兩個(gè)定位鍵來確定夾具在機(jī)床上位置。（3）設(shè)計(jì)對(duì)刀元件、連接元件第82頁(yè)

夾具選取灰鑄鐵鑄造夾詳細(xì)?；竞穸冗x為22mm，并要在夾詳細(xì)底部?jī)啥嗽O(shè)計(jì)出U形槽耳座，用于T形槽用螺栓緊固夾具。布置好夾具上各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置之間相對(duì)位置。（4）設(shè)計(jì)夾詳細(xì)第83頁(yè)

夾具總圖及其繪制步驟以下：（1）依據(jù)工件在幾個(gè)視圖上投影關(guān)系，分別畫出其輪廓線，如J11工件三視圖所表示。（2）安排定位元件，如J12定位元件布置圖所表示。（3）布置夾緊裝置，如J10夾緊裝置布置圖所表示。（4）布置對(duì)刀元件、連接元件；設(shè)計(jì)夾詳細(xì)并完成夾具總圖，如J13夾具總裝圖所表示。（三）繪制夾具總圖第84頁(yè)菱形定位銷軸線位置尺寸（23±0.02）mm，菱形定位銷定位圓柱部分直徑尺寸mm。（四）標(biāo)注總圖上尺寸、公差配合與技術(shù)條件1.標(biāo)注尺寸、公差與配合（1）夾具外形輪廓尺寸夾具在長(zhǎng)、寬、高三個(gè)方向外形輪廓尺寸分別為212mm、158mm和115mm（夾具總裝圖J13）（2）工件與定位元件間聯(lián)絡(luò)尺寸第85頁(yè)該夾具夾具與刀具之間聯(lián)絡(luò)尺寸就是調(diào)刀尺寸，該調(diào)刀尺寸又分為水平與垂直兩個(gè)方向尺寸。（3）夾具與刀具聯(lián)絡(luò)尺寸第86頁(yè)水平方向調(diào)刀尺寸為菱形定位銷中心至對(duì)刀元件尺面之間距離。由手冊(cè)查得所選取銑刀寬度尺寸及其極限偏差為mm，其平均尺寸為12.09mm。菱形定位銷中心至工件上槽左側(cè)面距離為12.09/2=6.045mm再加上3mm塞尺厚度，故水平方向調(diào)刀尺寸基本尺寸為6.045+3=9.045mm①水平方向調(diào)刀尺寸第87頁(yè)

因?yàn)檎{(diào)刀誤差△T對(duì)工件尺寸公差有直接影響，故取工件對(duì)應(yīng)要求公差（槽兩側(cè)面對(duì)φ14mm孔軸線對(duì)稱度0.2mm）1／5，就得到水平方向調(diào)刀尺寸基本尺寸及其極限偏差為（9.045±0.02）mm。①水平方向調(diào)刀尺寸第88頁(yè)

垂直方向調(diào)刀尺寸為定位元件工作面P面至對(duì)刀元件S面之間位置尺寸。工件上對(duì)應(yīng)尺寸為工件槽底至工件底面之間位置尺寸（62±0.10）mm，減去3mm塞尺厚度，就得到垂直方向調(diào)刀尺寸基本尺寸為（62-3）mm=59mm。依據(jù)與調(diào)刀尺寸（9.045±0.02）mm相同公差，取垂直方向調(diào)刀尺寸基本尺寸及其極限偏差為（59士0.02）mm。②垂直方向調(diào)刀尺寸第89頁(yè)定向鍵與工作臺(tái)T型槽配合尺寸14H7／h6。（4）夾具與機(jī)床連接部分聯(lián)絡(luò)尺寸

φ12H7／n6，φ10F8／h7，φ10M8／h7，

φ10H7／n6，φ6F8／H7，φ6M8／h7，

φ5H7／n6等。（5）夾具內(nèi)部配合尺寸第90頁(yè)

（1）因?yàn)楣ぜ嫌胁鄣字凉ぜ﨎面垂直度要求0.10mm，夾具上應(yīng)標(biāo)注定位表面Q對(duì)夾詳細(xì)底面垂直度允差100：0.02（mm）。（2）因?yàn)楣ぜ喜蹆蓚?cè)面對(duì)φ14孔軸線對(duì)稱度要求，夾具上應(yīng)標(biāo)注定位表面Q對(duì)定位鍵側(cè)面垂直度允差100：0.02（mm）。（3）兩定位支承釘?shù)雀咴什钚∮?.02mm。2.制訂技術(shù)條件第91頁(yè)

在完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全部工作之后，還需對(duì)夾具工作精度進(jìn)行分析計(jì)算，即分析計(jì)算各項(xiàng)加工要求夾具部分誤差△J，并將它與加工允差進(jìn)行比較，從而判斷該夾具能否可靠地確保各項(xiàng)加工要求，以證實(shí)所設(shè)計(jì)夾具方案合理性。（五）夾具工作精度分析計(jì)算第92頁(yè)1.槽寬尺寸由銑刀直接確保，無須進(jìn)行分析計(jì)算。2.槽底至工件底面位置尺寸（62±0.10）mm分析計(jì)算。其定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，△B=0，平面定位時(shí)△Y=0，故△D1=0；但工件夾緊力作用面是B面，其對(duì)底面垂