--目錄TOC\o"1-7"\h\u緒論 2二、零件的分析 32.1、零件的作用 32.2、零件的工藝分析 32.3、零件的技術(shù)要求 3三、毛坯材料及制造形式的確定 43.1、毛坯的加工余量確定 4四、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 44.1、定位基準(zhǔn)的選擇 54.2、工藝路線的確定 5五、選擇加工設(shè)備及刀具、量具 6六、機(jī)床技術(shù)參數(shù)的確定 6七、夾具設(shè)計(jì) 97.1夾具設(shè)計(jì)的基本要求 97.2定位方案的確定 107.2.1定位方案的論證 107.2.2定位基準(zhǔn)的選擇 107.3夾緊力計(jì)算 117.4夾具體確定 127.5操作說(shuō)明 137.6導(dǎo)向裝置選擇 14八、結(jié)論 15九、參考文獻(xiàn) 16緒論夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在加深我們對(duì)課程基本理論的理解和加強(qiáng)對(duì)解決工程實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)方面發(fā)揮著極其重要的作用。選擇轉(zhuǎn)向臂的夾具設(shè)計(jì)能很好的綜合考查我們所學(xué)的知識(shí)。本次所選設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：工藝路線的確定，夾具方案的優(yōu)選，各種圖紙的繪制，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)等。機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。利用更好的夾具可以保證加工質(zhì)量，機(jī)床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工工件是加工面與定位面以及被加工表面相互之間的位置精度。提高生產(chǎn)率，降低成本，使用夾具后可以減少劃線、找正等輔助時(shí)間，且易于實(shí)現(xiàn)多工位加工。擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，在機(jī)床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍。減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)局進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。二、零件的分析2.1、零件的作用轉(zhuǎn)向臂的作用和方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向拉桿一起配合使用，從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角度。2.2、零件的工藝分析由零件圖可知：φ16、φ9.3的孔中心線是主要的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)。該零件的主要加工面可分為兩組：以φ16mm孔的中心線加工表面銑φ26mm單側(cè)端面、鉆，鉸φ16mm的孔、倒角1×45°、鉆φ8.5mm的孔。以φ9.3mm孔的中心線加工表面銑φ20mm兩端面、鉆，鉸φ9.3mm的孔、銑φ16mm內(nèi)槽。2.3、零件的技術(shù)要求加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度表面粗糙度Ra/um形位公差/mmΦ26圓柱左端面32IT1212.5Φ16mm孔右端面26IT1212.5Φ16mm孔左端面26IT1212.5Φ16mm孔IT71.6Φ9.3mm孔Φ9.3±0.1IT1212.5Φ8.5mm孔Φ8.5IT1425三、毛坯材料及制造形式的確定根據(jù)零件材料確定毛坯為可鍛鑄鐵（KT35-10）,大批量生產(chǎn)。毛坯制造選用鑄造毛坯，這樣毛坯與成品相似，加工方便，省工省料。為了提高生產(chǎn)率，鑄造方法選用砂型鑄造，且為機(jī)器造型。3.1毛坯的加工余量確定（一）經(jīng)驗(yàn)法：經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員或生產(chǎn)工人根據(jù)自己豐富經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定零件的加工余量。（二）、分析計(jì)算法：一般采用分析法這種方法是在各個(gè)因素都非常清楚的情況下采用的，可以獲得比較準(zhǔn)確的零件各加工余量。才采用這種方法。（三）、查表修正法：查表修正法的方法通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和通過(guò)各方面的試驗(yàn)與研究制成的表格為依據(jù)。經(jīng)實(shí)際情況分析與結(jié)合轉(zhuǎn)向臂零件圖綜合考慮，將采取查表修正法來(lái)確定零件的加工余量。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表查得各加工余量及如下所示：Φ16mm孔兩端面均分兩次加工，加工余量均為2mm。粗銑：1.7mm精銑：0.3mmΦ26圓柱左端面均分兩次加工，加工余量均為2mm。粗銑：1.7mm精銑：0.3mmΦ16、φ9.3、φ8.5孔徑較小，均鑄成實(shí)心。4.工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)4.1定位基準(zhǔn)的選擇（1）、一般原則1）、一般選零件上表面最大尺寸的為安裝面，選零件上表面最長(zhǎng)距離的表面為導(dǎo)向面，選零件上表面最小尺寸的表面為支承面。2）、先考慮如何保證零件的空間位置精度要求，如何考慮如何保證零件尺寸精度要求。3）、選擇零件的主要表面為定位基準(zhǔn)。4）、選定位基準(zhǔn)一定要選擇有利于夾緊工件，在零件加工過(guò)程中要防止工件跑動(dòng)與震動(dòng)。如下根據(jù)上述內(nèi)容綜合分析進(jìn)行粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇。（2）、粗基準(zhǔn)的選擇：1）、選需要加工余量最小的或者表面光潔、表面面積較大的毛坯面作為粗基準(zhǔn)。2）、選重要表面為粗基準(zhǔn)。3）、選不加工的表面做粗基準(zhǔn)。4）、粗基準(zhǔn)一般只能使用一次。（3）、精基準(zhǔn)的選擇：1）、基準(zhǔn)重合原則：也就是選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。2）、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：也就是在零件的加工過(guò)程中，采取統(tǒng)一的基準(zhǔn)。3）、互為基準(zhǔn)原則：也就是對(duì)某些形位，尺寸，位置精度要求高的零件，通常采取互為基準(zhǔn)的原則。4）、自為基準(zhǔn)原則：以零件的加工表面本身定位，等夾緊工件以后將定位元件裝置移開(kāi)掉，再機(jī)械加工。這樣可以使得面的加工達(dá)到很高的精度。（二）零件加工過(guò)程的安排：一般由以下幾個(gè)原則組成：（1）、首先加工零件基準(zhǔn)面，然后再加工零件的其它加工面。（2）、首先加工出零件主要表面，然后加工零件的次要表面。（3）、先安排粗加工工序，再安排半精加工工序或者精加工工序。4.2工藝路線的確定1.鑄造2.熱處理3.將工件放工作臺(tái)上，校正夾緊工件，粗，精銑Φ9.3孔的兩端面。4.先將Φ9.3孔鉆成Φ8的孔。5.然后再將孔鉸至Φ9.3mm。6.銑Φ9.3孔兩端面Φ16內(nèi)槽。7.將工件放工作臺(tái)上，校正夾緊工件，先將Φ16孔鉆成Φ14的孔8.然后再將孔鉸至Φ16mm。9.鉆Φ8.5孔。（注意控制中心距103mm）10.檢查11.入庫(kù)五、選擇加工設(shè)備及刀具、量具工序號(hào)工序內(nèi)容機(jī)床設(shè)備刀具量具備注01鑄造02熱處理03銑Φ9.3孔的兩端面鏜床T6110三面刃銑刀游標(biāo)卡尺（0-200mm）04先將Φ9.3孔鉆成Φ8的孔鏜床T6110Φ8鉆花游標(biāo)卡尺（0-200mm）05然后再將孔鉸至Φ9.3mm鏜床T6110鉸刀游標(biāo)卡尺（0-200mm）06銑Φ9.3孔兩端面Φ16內(nèi)槽鏜床T6110三面刃銑刀游標(biāo)卡尺（0-200mm）07將Φ16孔鉆成Φ14的孔鏜床T6110Φ14鉆花游標(biāo)卡尺（0-200mm）08然后再將孔鉸至Φ16mm鏜床T6110鉸刀游標(biāo)卡尺（0-200mm）09鉆Φ8.5孔鏜床T6110Φ8.5鉆花游標(biāo)卡尺（0-200mm）六、機(jī)床技術(shù)參數(shù)的確定工序1：粗，精銑Φ9.3孔的兩端面。確定進(jìn)給量：參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66可得：切削速度v：參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-9，可得。修正數(shù)：則：這樣可以求出切削速度：求出主軸轉(zhuǎn)速：參考機(jī)床設(shè)備：臥式鏜床：T6110，查得相近轉(zhuǎn)速，在此取800r/min。工序2：將Φ9.3孔鉆成Φ8的孔確定進(jìn)給量：參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66可得：切削速度v：參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-9，可得。修正數(shù)：則：這樣可以求出切削速度：求出主軸轉(zhuǎn)速：參考機(jī)床設(shè)備：臥式鏜床：T6110，查得相近轉(zhuǎn)速，在此取800r/min。工序3：然后再將孔鉸至Φ9.3mm。確定進(jìn)給量：參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66可得：切削速度v：參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-9，可得。修正數(shù)：則：這樣可以求出切削速度：求出主軸轉(zhuǎn)速：參考機(jī)床設(shè)備：臥式鏜床：T6110，查得相近轉(zhuǎn)速，在此取800r/min。工序4：銑Φ9.3孔兩端面Φ16內(nèi)槽。確定進(jìn)給量：參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66可得：切削速度v：參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-9，可得。修正數(shù)：則：這樣可以求出切削速度：求出主軸轉(zhuǎn)速：參考機(jī)床設(shè)備：臥式鏜床：T6110，查得相近轉(zhuǎn)速，在此取800r/min。工序5：先將Φ16孔鉆成Φ14的孔確定進(jìn)給量：參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66可得：切削速度v：參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-9，可得。修正數(shù)：則：這樣可以求出切削速度：求出主軸轉(zhuǎn)速：參考機(jī)床設(shè)備：臥式鏜床：T6110，查得相近轉(zhuǎn)速，在此取800r/min。工序6：再將孔鉸至Φ16mm。確定進(jìn)給量：參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66可得：切削速度v：參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-9，可得。修正數(shù)：則：這樣可以求出切削速度：求出主軸轉(zhuǎn)速：參考機(jī)床設(shè)備：臥式鏜床：T6110，查得相近轉(zhuǎn)速，在此取800r/min。工序7：鉆Φ8.5孔。確定進(jìn)給量：參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66可得：切削速度v：參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-9，可得。修正數(shù)：則：這樣可以求出切削速度：求出主軸轉(zhuǎn)速：參考機(jī)床設(shè)備：臥式鏜床：T6110，查得相近轉(zhuǎn)速，在此取800r/min。七、夾具設(shè)計(jì)本次課程設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)鉆，鉸轉(zhuǎn)向臂上Φ16孔·與Φ8.5孔，專用夾具，加工此工序是在臥式鏜床T6110機(jī)床上加工。7.1夾具設(shè)計(jì)的基本要求a.保證工件的加工精度保證工件的加工精度是夾具設(shè)計(jì)的最基本要求。其關(guān)鍵在于，正確地確定定位方案、夾緊方案和刀具導(dǎo)向方式，合理地設(shè)計(jì)夾具的尺寸、公差和技術(shù)要求，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行誤差的分析和計(jì)算。b.提高生產(chǎn)效率、減低制造成本夾具設(shè)計(jì)的總體方案應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡量采用各種快速、高效的結(jié)構(gòu)、自動(dòng)裝置和先進(jìn)的控制方法，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率；在中心批量生產(chǎn)中，則要求在滿足夾具功能的前提下，盡量使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，以降低夾具的制造成本。c.操作方便、省力和安全夾具的操作要盡量做到方便、省力，如有條件，盡可能采用氣動(dòng)、液壓及其他機(jī)械化夾緊裝置、以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。并可較好地控制夾緊力。夾具操作位置應(yīng)符合操作工人的習(xí)慣，必要時(shí)應(yīng)有安全保護(hù)裝置，以確保使用安全。d.便于排屑夾具的排屑是一個(gè)容易忽視的問(wèn)題，如果排屑功能不好，切屑積集在夾具中，會(huì)破壞工件正確的定位；切屑帶來(lái)的大量熱量會(huì)引起夾具和工件的熱變形，影響加工質(zhì)量；切屑的的清掃又會(huì)增加輔助時(shí)間，降低生產(chǎn)率。切屑積集嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)損傷刀具以致造成設(shè)備事故或工傷事故。因此，排屑問(wèn)題在夾具設(shè)計(jì)時(shí)必須給予充分的注意，在設(shè)計(jì)高效組合機(jī)床夾具時(shí)尤為重要。e.有良好的結(jié)構(gòu)工藝性?shī)A具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、合理，便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修，應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。夾具設(shè)計(jì)是一種相互關(guān)聯(lián)的工作，通常是在參閱有關(guān)資料的情況下，按加工要求構(gòu)思出設(shè)計(jì)方案，繪制出圖樣，經(jīng)修改后確定夾具的結(jié)構(gòu)。7.2定位方案的確定7.2.1定位方案論證轉(zhuǎn)向臂零件的定位方案一般有兩種，“一面兩孔”和“三平面”定位方法。A.“一面雙孔”的定位方法它的特點(diǎn)是：a.可以簡(jiǎn)便地消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。b.有同時(shí)加工零件五個(gè)表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度。c.“一面雙孔”可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整個(gè)工藝過(guò)程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的累積誤差，有利于保證零件的加工精度。同時(shí)，使機(jī)床各個(gè)工序（工位）的許多部件實(shí)現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計(jì)、制造周期，降低成本。d.易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位、夾緊，并有利于防止切削落于定位基面上。B.“三平面”定位方法它的特點(diǎn)是：a.可以簡(jiǎn)便地消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。b.有同時(shí)加工零件兩個(gè)表面的可能，能高度集中工序。被加工零件轉(zhuǎn)向臂，一般情況下，“一面雙孔”是最常用的定位方案，即零件在機(jī)床上放置的底面及底面上的兩個(gè)孔作為定位基準(zhǔn)，通過(guò)一個(gè)平面和兩個(gè)定位銷限制其六個(gè)自由度。由于曲軸箱底板面有兩個(gè)孔，再通過(guò)底面這個(gè)平面就可限制氣缸蓋六個(gè)自由度。初步擬定“一面雙孔”定位方法。7.2.2定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)選擇的原則a.盡可能選擇最大基面做主要的定位基準(zhǔn)面；b.盡可能與工序基準(zhǔn)重合；c.盡量選最長(zhǎng)表面做為限制自由度的定位基準(zhǔn)；d.盡量選精度較高的已加工表面為定位基準(zhǔn)；e.在同一工件各工序中盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。7.3夾緊力的計(jì)算根據(jù)工件所受切削力、夾緊力的作用情況，找出加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，來(lái)確定夾緊力，而在此加工Φ16孔為最大的切削力。根據(jù)文獻(xiàn)[1]第P.134頁(yè)表中6-20中切削力的公式(2-3)式中，F(xiàn)——切削力（N）；T——切削轉(zhuǎn)矩（Nmm）；P——切削功率（kW）；v——切削速度（m/min）；f——進(jìn)給量（mm/r）；D——加工（或鉆頭）直徑（mm）；HB——布氏硬度。，在本設(shè)計(jì)中，，，得HB=223。由以上公式可得：=26×16×0.130.8×2230.6=2079.91N根據(jù)文獻(xiàn)[5]查得切削力Q的計(jì)算公式如下（3-3）式中——安全系數(shù)；——切削力；——定位銷上允許承受的一部分切削力，通?？砂磾D壓強(qiáng)度確定：； ——許用擠壓應(yīng)力，取定位銷和工件中較小者；——壓板和工件表面間的摩擦系數(shù)；——工件和定位支承塊間的摩擦系數(shù)；——定位銷的直徑；——定位銷的接觸長(zhǎng)度。根據(jù)文獻(xiàn)[5]查得安全系數(shù)按下式計(jì)算（3-4）式中，～為各種因素的安全系數(shù)，查文獻(xiàn)[4]表3-1和表3-2：考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù)，??；：加工性質(zhì)，??；：刀具鈍化程度，??；：切削特點(diǎn)，??；：夾緊力的穩(wěn)定性，??；：夾緊時(shí)的位置，取；：僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支承面的接觸情況，取。查文獻(xiàn)[2]表3-34摩擦系數(shù)，均為根據(jù)節(jié)切削力的計(jì)算結(jié)果，取P=2079.91NQ=K.F∕f1+f2=1.414x2079.91∕0.35+0.35=4201.41N7.4夾具體的確定機(jī)床夾具上的夾緊裝置，定位裝置，其它裝置是通過(guò)夾具體連接在一起的組成一個(gè)夾具。所以，機(jī)床夾具體的形狀及尺寸的大小取決于機(jī)床夾具上夾緊裝置，定位裝置，其它裝置及夾具與機(jī)床加工設(shè)備的連接。機(jī)床夾具體設(shè)計(jì)的基本要求：a.夾具體結(jié)構(gòu)應(yīng)有精度和尺寸穩(wěn)定性。b.夾具體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度需滿足要求。c.夾具體結(jié)構(gòu)工藝性好，需容易加工。d.夾具體結(jié)構(gòu)在加工過(guò)程中需排屑方便。e.夾具體安裝在機(jī)床上需穩(wěn)定可靠。f.操作人員在加工工程中需裝卸工件操作方便，簡(jiǎn)單。本設(shè)計(jì)方案中的夾具體材料為T(mén)H200，基本尺寸：153.5X108.5X80mm，具體如下圖夾具體7.5操作說(shuō)明：將轉(zhuǎn)向臂已經(jīng)加工好的Φ9.3孔穿入芯軸里定位，然后R11的圓弧壓V型塊上，采取一面兩銷的方式定位住轉(zhuǎn)向臂的一個(gè)側(cè)面，然后用螺栓M6X35和螺栓M6X25分別夾緊壓住工件。1.夾具體2.鏜套13.定位銷M8X204.壓板5.螺栓M4X156.鏜套27.定位銷M8X328.螺栓M6X209.支座10.螺栓M6X3511.芯軸12.V型塊13.螺栓M4X1514.螺栓M6X257.6導(dǎo)向裝置的選擇在夾具設(shè)計(jì)中導(dǎo)向裝置的作用在于保證刀具對(duì)于工件的正確尺寸位置精度的要求；而且可以保證各刀具相互之間的正確位置尺寸，還可以提高刀具系統(tǒng)的支承剛性作用。1.夾具體與鏜套型式的選擇和設(shè)計(jì)a.鏜套的型式夾具設(shè)計(jì)中的鏜套的結(jié)構(gòu)和尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，按其使用特點(diǎn)可分為固定式鏜套、可換鏜套和快換鏜套。由于在工件加工生產(chǎn)中是大批量生產(chǎn)。固定鏜套顯然不合適而快換鏜套加工位置精度較低，從而也不能滿足加工