方头小轴加工工艺及铣夹具设计【含CAD图纸优秀毕业课程设计论文】

购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 院 本科毕业论文（设计） 题目 方头小轴加工工艺及铣夹具设计 作者 学院 机械工程学院 专业 机械设计制造及其自动化 学号 指导教师 二一五 年 四 月 二十一 日 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 摘 要 本文首先对方头小轴零件进行分析，通过对方头小轴进行研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算和加工刀具的设计等相关内容。 在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解 和掌握了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了方头小轴铣方头扁位夹具设计，整个铣扁位夹具的设计的指导思想“简便、高效、经济”。力求生产处符合要求的产品。 关键词： 方头小轴；加工余量；铣扁位夹具；经济 is a to an of is a in to to of of a of of of to a of of it to s a in 目录 摘要 . I . 一章 绪论 . 1 . 1 . 1 结 . 1 第二章 方头小轴 的加工工艺规程设计 . 2 . 2 . 3 . 4 . 8 . 12 . 13 . 15 . 17 . 18 . 18 . 18 . 19 序尺寸及公差的确定 . 19 . 19 0：粗车右 端外圆及端面至 20 . 20 0：调头装夹，粗车左端外圆及端面 . 21 0：粗车 7 外圆至尺寸 . 22 0：粗车 12 外圆至尺寸 . 22 0：精车 712h 至尺寸 . 22 0：车沟槽 . 23 0：铣方头扁位 17. 23 00：钻、绞 2 . 23 第三章 专用夹具设计 . 24 . 25 . 25 . 26 第 四 章 刀具 设计 . 26 结论 . 28 参考文献 . 29 致谢 . 30 1 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 第一章 绪论 题背景 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。 “工欲善其事，必先利其器。” 工具是人类文明进步的标志 。自 20 世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 具的发展史 夹具在其发展的 200 多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效 率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床 工件 工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见， 夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。 结 一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的 2 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的轴承座类，杆类工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的 50% 80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用 ，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。 第二章 方头小轴 的加工工艺规程设计 件的分析 件的作用 题目所给的零件是方头小轴。 它一般用于与其他零件的连接处，一般起到连接的作用。 件的工艺分析 零件的材料为 2020于圆钢，方头小轴零件就是通过锻压而成。以下是方头小轴需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： (1) 外圆 712h 的车削加工。 (2) 外圆 7 的车削加工。 (3) 沟槽 车削加工。 (4) 17位的铣削加工。 (5) 内孔72H 的钻、绞削加工。 由上面分析可知，可以先加工方头小轴的外圆表面，然后以此作为基准采用专用夹具进行扁位的铣削加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此方头小轴零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。具 体的方头小轴的零件图如下： 3 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 定生产类型 已知此方头小轴零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 定毛坯 定毛坯种类 零件材料为 20虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是太复杂，生产类型为大批生产，故选择金属型锻造毛坯。 毛坯是用来加工各种工件的坯料 ,毛坯的生产方法主要有：铸造、锻造、焊接、冲压件，以及各种型材也可以用作毛坯。 （ 1）零件 对形状较复杂的毛坯，一般可 用铸造方法制造。目前大多数零件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型零件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。 （ 2）锻件 锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。 （ 3）型材 4 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为 热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。 （ 4）焊接件 焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。 （ 5）其它毛坯 其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。 定零件加工余量及形状 查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册 125 页表 1用各个加工面的机械加工 余量均为 制零件零件图 艺规程设计 择定位基准 粗基准的选择 以零件的外圆面为主要的定位粗基准，以零件的侧圆柱面扁位为辅助粗基准。 5 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 精基准的选择 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以加工后的外圆表面为主要的定位精基准，以两圆柱面扁位为辅助的定位精基准。 定工艺路线 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下 ,可以考虑采用各种机床配 以专用夹具 ,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 方案一： 工序 10下料 4025X 工序 20 粗车右端外圆及端面至 20 工序 30调头装夹，粗车左端外圆及端面 工序 40粗车 7 外圆至尺寸 工序 50粗车 12 外圆至尺寸 工序 60 端渗碳淬火712 h 工序 70精车 712h 至尺寸 工序 80车沟槽 序 90铣方头扁位 17序 100钻、绞 2 工序 110去毛刺倒棱角。 工序 120验收、入库 方案二： 工序 10下料 4025X 工序 20 粗车右端外圆及端面至 20 工序 30调头装夹，粗车左端外圆及端面 6 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 工序 40粗车 7 外圆至尺寸 工序 50粗车 12 外圆至尺寸 工序 60 端渗碳淬火712 h 工序 70精车 712h 至尺寸 工序 80车沟槽 序 90钻、绞 2 工序 100铣方头扁位 17序 110去毛刺倒棱角。 工序 120验收、入库 方案三： 工序 10下料 4025X 工序 20 粗车右端外圆及端面 至 20 工序 30调头装夹，粗车左端外圆及端面 工序 40粗车 12 外圆至尺寸 工序 50粗车 7 外圆至尺寸 工序 60 端渗碳淬火712 h 工序 70精车 712h 至尺寸 工序 80车沟槽 序 90铣方头扁位 17序 100钻、绞 2 工序 110去毛刺倒棱角。 工序 120验收、入库 由上述几种零件加工工艺路线方案分析确定，首先分别经粗、精车加工外圆面及铣削扁位，以及钻内孔 72H ，车削沟槽 中，方案二的工艺路线虽能方便工人安装加工，但在装夹加工过程中会对 零件已加工好表面造成破坏， 7 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 造成零件损失；方案三，能加工出所要的零件，但加工时对零件的装夹和拆卸较频繁，时间耽搁较长，生产率下降；所以，综合选定，方案一可用。 择加工设备和工艺设备 机床的选择 工序 20、 30、 40、 50、 70、 80采用 通车床 工序 90采用 式铣床 工序 100采用摇臂钻床 选择夹具 该方头小轴的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。 选择刀具 在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铣削扁位时，由于精度不高，可采用硬质合金绞刀。 选 择量具 加工的面均采用游标卡尺。 其他 对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。 械加工余量、工序尺寸及公差的确定 零件基本尺寸在 20 40之间，由表 2得该锻件的尺寸公差等级 8 10 级。由表 2知，加工余量等级 G 级，故 0 级， 表 查表法确定各加工表面的总余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说明 712h 外圆 12 G 侧加工（取下行值） 20 外圆 20 H 侧加工（取下行值） 7 外圆 7 H 侧加工（取下行值） 72h 内孔 2 G 1 双侧加工（ 取下行值） 8 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 定切削用量及基本工时 序 20：粗车右端外圆及端面至 20 机床： 通车床 刀具：硬质合金钢刀具 过查表可知，车削长度为 0 ； 查表可知，由于刀杆伸出长度为 切削深度为 所以我们可以知道，车刀的进给量 ； 切削速度 V ：通过查找相关设计手册和规范，可知： m 5/25.0 由表可知，机床主轴转速的计算公式为： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，有 0 于是就有机床的切削速度： = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 计算每分钟进给量： m 6606.0 切削的长度 l 的计算： 9 计算刀具的切入长度 1l ： 2(1 计算刀具的切出长度 2l ： 32 有 2 计算行程次数： 1i 计算机动时间： m i mj 序 30：调头装夹，粗车左端外圆及端面 本工序为粗车端外圆之工序，机床选择普通车床。 1）确定背吃刀量 由于粗加工单边余量为 在一次走刀内完成，故 9 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 2）确定进给量 f 。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为516 ， 以及工件直径为 020 时 床说明书选择 定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 530 。 当钢的强度 M 10680 ， ， ， 455 （预计）时，进给力为 820 。 切削时 修正系数为 0.1 0.1， 11.1实际进给力为 f 由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选的进给量可用。 3）确定切削速度 当用 15质合金车刀加工 00630 钢料， ，切削速度 09 4）选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查 切削用量简明手册得，车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 5）确定车削速度 每分钟进给量 根据切削用量简明手册表 公式计算： 10 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 10000 = 根据一下公式，可得： 1000 30075 机动T= m 9*0* 序 40：粗车 7 外圆至尺寸 查表可知，由于刀杆伸出长度为 切削深度为 于是就有：车刀的进给量 ； 切削速度 V ：通过查找相关手册可知 m 5/25.0 由表可知，机床主轴转速的计算公式为： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，有 0 于是就有机床的切削速度： 0 0 0 00 = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 计算每分钟进给量： m 6606.0 m 切削的长度 l 的计算： 0 计算刀具的切入长度 1l ： k 2302)32(1 计算刀具的切出长度 2l ： 32 有 2 计算行程次数： 1i 计算机动时间： m mf 序 50：粗车 12 外圆至尺寸 通过查表可知，倒角深度为 ； 11 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 查表可知，由于刀杆伸出长度为 切削深度为 于是就有：车刀的进给量 ； 切削速度 V ：通过查找相关手册可知 m 5/25.0 由表可知，机床主轴转速的计算公式为： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，有 0 于是就有机床的切削速度： 0 0 0 00 = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 计算每分钟进给量： m 6606.0 m 切削的长度 l 的计算： 3 计算刀具的切入长度 1l ： k 2302)32(1 计算刀具的切出长度 2l ： 32 有 2 计算行程次数： 1i 计算机动时间： m mf 序 70：精车 712h 至尺寸 本工序为精车 712h 外圆的工序，已知加工材料为 20，锻件，有外皮，机床为 数控车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 （ 1）外圆 712h 精车。 1） 确定背吃刀量于半精加工单边余量为 在一次走刀内完成，故 12 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 2 ）确定进给量 f 。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为516 ， 以及工件直径为 020 时 按 床说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 530。 当钢的强度 10680， ， ， 455 （预计）时，进给力为 820 。 切削时.10.1 11.1f 由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选的进给量可用。 3）确定切削速度5质合金车刀加工 00630钢料， ，切削速度 09 4） 选择车刀磨钝标准 以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得， 车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 5） 确定车削速度削用量简明手册表 公式计算： 10000= 序 80：车沟槽 过查表可知，车沟槽深度为 13 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 查表可知，由于刀杆伸出长度为 切削深度为 所以我们可以知道，车刀的进给量 ； 切削速度 V ：通过查找相关设计手册和规范，可知： m 5/25.0 由表可知，机床主轴转速的计算公式为： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，有 0 于是就有机床的切削速度： = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 计算每分钟进给量： m 6606.0 切削的长度 l 的计算： 9 计算刀具的切入长度 1l ： 2(1 计算刀具的切出长度 2l ： 32 有 2 计算行程次数： 1i 计算机动时间： m i mj 序 90：铣方头扁位 17过查表可知，铣方头扁位尺寸为 17 查表可知，由于刀杆伸出长度为 切削深度为 于是就有：铣刀的进给量 ； 切削速度 V ：通过查找相关手册可 知 m 5/25.0 由表可知，机床主轴转速的计算公式为： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，有 0 于是就有机床的切削速度： 0 0 0 00 14 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） = 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 计算每分钟进给量： m 6606.0 铣削的长度 l 的计算： 3 计算刀具的切入长度 1l ：k 2302)32(1 计算刀具的切出长度 2l ： 32 有 2 计算行程次数： 1i 计算机动时间：m mf 序 100：钻、绞 2 本工序为钻扩铰 2已知 工件材料 20件 在这里，机床的选用 : 选用摇臂钻床 率 P= 钻头的选择 : 选用 2机用铰刀，材料为高速钢。 钻头基本参数为： 10 ； 30 ； 1)钻削进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 42有 f mm r 2)钻削速度的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 42有 0 . 3 5 / 2 1 / m i nv m s m 所以 11 0 0 01 0 0 0 3)计算切削深度 42/282 4)钻削扭矩的计算 查机械制造工艺设计手册表 3 36有 0M C m d x m fy m 310 d f k 15 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 式中： 所以， 1 0 3 d f k 1 . 9 0 . 8 32 2 5 . 6 3 2 2 0 . 3 5 1 03 4 . 5 9 5)计算轴向力 查机械制造工艺设计手册表 3 36有 轴向力 . . d F K 式中 所以 ; 6 因零件材料为 50，查机械制造工艺设计手册表 3 36有 0 . 6 0 . 6150 0 . 9 41 9 0 1 9 0 所以，实际的切削扭矩和轴向力分别为： 3 4 . 5 9 0 . 9 4 3 2 . 5 2 9 1 0 . 9 4 5 2 5 5 . 5M N 6)计算切削功率 因为 3 0 4 / m i n 5 . 1 /n r r s 查机械制造工艺设计手册表 3 36有 3 5 . 1 32 1 0 2 3 . 1 4 3 5 . 6 5 1 0 1 1 所以，机床功率足够 ; 第三章 专用夹具设计 16 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 题的提出 本夹具主要用来铣方头小轴外圆扁位的夹具。本例加工的零件对象是方头小轴，加工的主要内容是将圆柱面铣扁，便于零件安装拆卸以及传送扭矩。 本例 中我们设计的铣削夹具，能够实现零件加工的准确快速定位、夹压、保证刀具切削可靠，不会因为零件在切削过程中移动或转动而打坏铣刀，以及零件的快速拆卸。本课题的难点和主要任务是，就是要选择最有效的装夹定位方案和夹具元件，使我们在一次装夹中能够加工更多的零件，提高生产效率。 具的设计 1）定位基准的选择 由零件图可知，在铣削方头小轴圆柱面扁位的时候，方头小轴的外圆面已经进行了粗车、精车加工，所以选择经过加工的外圆表面作为定位基准面，并以方头小轴的下底面以及已经过车削的内孔作为定位基准来对工件进行定位，限 制工件的自由度，这样工件就别限制了自由度，从而达到了定位的目的。 2）定位误差的分析 定位方式选用的是能够自动对中的圆柱零件 V 型块定位方式，一个方向（水平面上）的误差能够自动对中消除；和这个方向垂直方向（铅锤线上，也就是高度）的定位误差，则可以通过精密计算和制造，确保 V 型块定位中心高方头小轴 (见夹具装配图和 V 型块零件图）来保证。决定于销轴（或套茼）本身的公差尺寸、夹具定位块（件号方头小轴，各人不同）的高度公差，还有夹具体本身的高度（厚度）公差决定，这几项公差可以精密制造加以控制，但三项积累误差加起来数值仍然 不容小视 2、 V 形块的尺寸的计算 根据金属切削机床夹具设计手册 V 形块设计公式（ 及零件图和夹具装配图数据得： V 形块的工作角度： =90° V 形块基面到定位园中心的距离： H=h+17 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） V 形块的开口尺寸： B=2(h+本例因为是一个变形了的 V 形块定位，计算原理公式和上式类似，得到方头小轴尺寸（见铣夹具装配图）为 3、 V 形块的定位误差的计算 按制造公差，取 X（代入销轴（或销套）外圆尺寸的公差值） y= 注： V 形块的工作角度越大，定位误差越小；但工作角度越大，定位稳定性越差。 作为以最后精加工外圆尺寸定位的铣削工序， 很小， y 误差在允许范围内。前边我们分析，此误差还受到了 V 形块和夹具底板厚度的公差影响，实际上，在夹具的安装调整中，我们还可以采取一些措施，把这个 y 误差严密控制在一个很低的水平：用外径等于销轴（或销套）中值的标准芯棒在夹具上进行试安装并测量，第一步调整 x 到位 第二步对芯棒进行试铣削，随时测量相当的销轴（或销套）铣削后的高度 尺寸，对应图纸要求，使 y 为最小。 第三步同时铣削已经初步安装调整后的铣削对刀块，使其与铣削后的销轴平面等高 按此方法，熟练的铣工能够利用对刀块对刀，再进行平面铣削，能够将 0 丝之内，而不受 V 形块底板等制造公差的影响。完全满足图纸的公差要求。 3）铣削力及夹紧力的计算 需要考虑铣削时的切削力影响，根据机械加工工艺手册可查得：铣削 18 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 力计算公式为： 其中： 用高速钢铣刀铣削时，考虑工件材料及铣刀类型的系数，其值查表； 削深度（ 齿进给量（ mm/z）； D 刀直径（ B 削宽度（ z 刀的齿数； 虑工件材料机械性能不同的修正系数，加工铸铁时 布氏硬度值 /190） 于灰铸铁 94。 查表可得： 8；碳钢取 68 削深度（一次进刀） z；每齿进给量 D=56刀直径 B=18削宽度（按销套零件图纸，销轴此尺寸为 Z=8； 铣刀 齿数 1 切削材料修正系数 代入得： =68× 18× 8× 1 313N 19 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 三、夹紧力的计算公式： Q=套 式中： K 安全系数， K 的取值范围一般为 3，粗加工时取 3，精加工时取 2。 K= 一套 一套夹紧上的主切削力。【 12】 Q=套 =313=799N 则两把铣刀为 1600N 因为所选用的刀具是自制的复合三面刃铣刀，两把同样的三面刃铣刀同时铣削销轴（或销套）对 边的两个平面，两边铣削同时进行，扭矩能够互相抵消。产生的切向力同时指向侧面定位块方向，由于夹具的夹紧定位机构此时连接成一个刚性的体系，由三个 栓两个 栓以及两个直径 8 的圆销承受侧向切削力。 夹具体可以承受剪切力 12001600N 其中 S 为受剪力的多个螺栓和圆柱销的总共横截面积 (计算过程略），经计算要剪断这些螺栓和销，需要 51200以夹紧完全可靠。 4）夹紧元件及动力装置的确定 根据设计要求保证夹具一定的先进性且夹紧力并不是很 大，所以采取螺旋夹紧装置。工件在夹具体上安装后，通过推动移动 V 型板将工件夹紧。 5）夹具设计及操作的简要说明 本次设计的方头小轴铣圆柱面扁位夹具，采用了 V 型块和活动压板压板夹紧元件。将夹紧力均衡的分配到侧面以及水平面，也就是相当于 V 型块的两个受 20 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 力平面上，使零件夹紧更加稳定可靠。加工零件紧紧贴靠在支撑平面上，夹紧力直接传递到夹具体上，销轴套茼元件并没有变形的空间。通过打开活动压板就可以把工件轻松地取出来。 图 4铣扁位夹具装配图 第四章 刀 具的设计 与其他加工机床的刀具相比，普通机床加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断屑和排屑性能好；同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料（如高速钢、超细粒度硬质合金）并使用可转位刀片。 1、车削用刀具及其选择 数控车削常用的车刀一般分尖形车刀、圆弧形车刀以及成型车刀三类。 （ 1）尖形车刀 尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如 90°内外圆车刀、左右圆柱面 扁位车刀、切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。 尖形车刀几何参数（主要是几何角度）的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点（如加工路线、加工干涉等）进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。 （ 2）圆弧形车刀 圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切 21 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃没一点都是圆弧形车刀的刀尖，因此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。 圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接（凹形）的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点：一是车刀切削 刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干涉；二是该半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。 （ 3）成型车刀 成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刃的形状和尺寸决定。 数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。刀具的选择原则 尽可能选择大的刀杆横截面尽寸，较短的长度尺寸提高刀具的强度和刚度，减小刀具振动； 1 选择较大主偏角（大于 75度，接近 90度）：粗加 工时选用负刃倾角刀具，粗加工时选用正刃倾角刀具； 2 粗加工时选用无涂层刀片及小的刀尖圆弧半径； 3 尽可能选择标准化、系统化刀具； 4 选择正确的、快速装夹的刀杆刀柄。 （一） 选择铣削刀具的考虑要点 在数控铣床上使用的刀具主要立铣刀、面铣刀、球铣刀、环形刀、鼓形刀和锥形刀等。常用到面铣刀、立铣刀、球头铣刀和环形铣刀。除此以外还有各种孔加工刀具。 面铣刀的圆周表面和圆柱面扁位上都有切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构和刀片机夹可转位机构，刀齿材料为高速钢或硬质合金，刀体为 40 立铣刀是数控机床上用 的最多的一种铣刀。立铣刀的圆柱表面和圆柱面扁位上都有切削刃，它们可同时进行切削，也可单独进行切削。结构有整体式和机夹式等，高速钢和硬质合金是铣刀工作部分的常用材料。 模具铣刀由立铣刀发展而成，可分为圆锥形立铣刀、圆柱形球铣刀、圆柱形球头或圆柱面扁位上布满切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可以作经 22 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 向和轴向进给。铣刀工作部分用高速钢或硬质合金制造。 首先根据加工内容和工件轮廓形状确定刀具类型，再根据加工部分大小选择刀具大小。 铣刀类型选择： 1 加工较大平面选择铣刀。 2 加工凸台、凹槽、平面轮廓 选择立铣刀。 3 加工曲面较平坦的部位常采用环形铣刀。 4 曲面加工选择球头铣刀。 5 加工空间曲面模具型腔与凸模表面选择模具铣刀。 6 加工封闭键槽选键槽铣刀等。 23 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 总结 时间过得真快啊，转眼间 四 年时间都过去了，在这 四 年中，我学到了许多专业知识，就拿这次的毕业设计来说吧，我查阅了机械制造工艺编制及实施，机床夹具设计，使我充分掌握了机床的设计方法和步骤，更重要的复习所学专业的知识，以前总认为学这些专业知识没用，那是我太天真了，当这次的毕业设计，它帮了我不少的忙，特别是机械制造工艺编制及 实施这课对我的毕业设计帮助特别大，都怪上课没认真听讲，导致做毕业设计时要问比我学的好的同学，通过这次做毕业设计让我认识到学习不是个坏事，是为了自己的，还有学习这些知识精通的话对我们找个好工作有大大的帮助，总之我除了感谢我的老师和帮助过我的同学外更要感谢自己的。 24 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 致 谢 当我写到这里的时候，我心里是别提有多么的开心，不管前面的对与错，总之，我觉得自己做到这里已不错了，感谢蔡宏健老师和帮助我的同学一起到图书馆查资料的那些同学们，要不是你们恐怕我现在真不知道自己能做到哪里，首先您不 仅在学习学业上对我以精心的指导，同时还在我改写论文时给我鼓励和支持，从这点看出老师当初选你当我的老师我是明智的，而且，通过这次写论文我知道遇到什么事总要靠别人来完成，现在我觉得这种想法是我错啦，也许自己做的比那些人做的会更好，同时，我要把这种态度放到工作当中，我相信我自己一定可以比别人做的出色。说实话，我从开始认真做毕业设计的时候，才领悟到知识确实是种强大的工具，我现在想来前面失去的，我想在通过在工作中补回来，想到这里自己说了句 “呵呵 ”，但是话说回来，这次的毕业设计我花了挺大的功夫，虽然是苦，但心里挺开心的 ，我想如果大学这 四 年我好好来利用它的话，我的毕业设计不谈在班里第一个交，最少也在前十个人之前交，最后在这里衷心的对所有关心我帮助我的表达我由衷敬意，谢谢各位同学的帮助。 25 湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计） 参考文献 1 石彦国，任莉大豆制品工艺学【 M】天津：机械工业出版社， 2006 35 2 ()李庆寿机床夹具设计（ ），北京：机械工业出版社， 1983 8697 3 王笑天金属材料学（ M）北京：机械工业出版社， 1987 2236 4 邱中怀技术，应用与开发 北京：机械工业出版社， 2002 3365 5 张华 机械原理 (M)北京：高等教育出版社， 1999： 4055 6 东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职工大学， 机床夹具设计手册【 M】，上海： . 上海科学技术出版社， 1988： 103121 7 5应用接口编程，电子工业出版社，北京， 2003： 5674 8 王平鸿机器维修工程学（ M）北京：农业出版社， 1990： 1939 9 张耀鹅加工技术实用手册（ M）北京：冶金工业出版社， 2007： 120146 10 7孙宝珍，合金钢手册北京：兵器工 业出版社， 1992： 3658 11 李伊敏。和辩工艺设计工作的要求。机械工业出版社， 1993： 3658 12 姚晨。实际加工工艺设计手册。航空工业出版社， 1999; 120146