弓鋸床料架體數(shù)控加工工藝及夾具設(shè)計

弓鋸床料架體數(shù)控加工工藝及夾具設(shè)計摘 要這次設(shè)計內(nèi)容涉及了機床夾具的設(shè)計及機械制造工藝、金屬切削技術(shù)、公差配合、測量和數(shù)控加工程序等多個方面的專業(yè)知識。機械加工工藝是提高生產(chǎn)能力、降低企業(yè)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量的一個非常重要的手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計劃調(diào)度，加工操作，安全生產(chǎn)，技術(shù)檢測和健全勞動的重要數(shù)據(jù)。專用夾具是為零件的某一道工序加工而設(shè)計制造出的，在生產(chǎn)過程中它能有效的降低工作的勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率、并獲得較高的加工精度。首先針對零件進(jìn)行整體分析。其中表面可以分為兩組：一是上表面加工，二是下表面加工。然后就是下表面四個M12螺紋孔的加工，最后是對上表面18通孔的加工。接下來就是基面的選擇、工序安排、工藝路線的制定、切削用量和工時的計算。最后就是18通孔的分析和計算，從而制定加工工藝。本設(shè)計對第五道工序鉆孔進(jìn)行了專用夾具設(shè)計。通過問題的提出和零件的重點技術(shù)分析來對夾具進(jìn)行設(shè)計方案的確定，方案中包括了定位基準(zhǔn)的選擇，定位方式，鉆模板的選擇，夾緊方式選擇等內(nèi)容，然后進(jìn)行夾具的總體設(shè)計和精度分析。關(guān)鍵詞：弓鋸床料架體，專用夾具設(shè)計，機械加工，定位，夾緊弓鋸床料架體數(shù)控加工工藝及夾具設(shè)計張亞飛 1649141200 引言 在經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)不斷發(fā)展的年代，人們對生產(chǎn)的要求也越來越高，因此對于制造業(yè)的要求也越來越高。然而制造出的產(chǎn)品要求高質(zhì)、美觀。數(shù)控加工技術(shù)是制造業(yè)所必須擁有的一項技術(shù)，它可以使制造變得高效、便捷，同時擁有高質(zhì)量。為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量和降低勞動強度，在加工零件時，需要設(shè)計專用夾具。機械加工工藝及夾具設(shè)計是在完成了大學(xué)的全部課程之后，進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實際綜合應(yīng)用，是對專業(yè)知識、技能的進(jìn)一步提高。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的?，F(xiàn)針對制造出來弓鋸床架體進(jìn)行鉆孔的加工工序，弓鋸床主要是用來實現(xiàn)切削加工的構(gòu)件，在機械工程中應(yīng)用極其廣泛。在設(shè)計弓鋸床料架體加工工藝過程時要設(shè)計出各工序的夾具定位和夾緊方案，選擇合理的加工方法，合理安排工藝路線，合理選擇機床加工設(shè)備及相應(yīng)的加工刀具、進(jìn)給量、切削速度等用來保證其加工質(zhì)量，提高加工精度。1 課題背景1.1 背景在近幾十年里，數(shù)控技術(shù)正在迅速發(fā)展。從1952年試制成功的第一臺三位數(shù)控銑床到現(xiàn)在幾乎完善的人機對話式自動編制程序的數(shù)控裝置，不得不說是是飛躍的發(fā)展。眾所周知，發(fā)展源于需求，數(shù)控技術(shù)的研發(fā)勢在必行。1952年，麻省理工學(xué)院在一臺立式銑床上，裝上了一套試驗性的數(shù)控系統(tǒng)，成功地實現(xiàn)了同時控制三軸的運動。這臺數(shù)控機床被大家稱為世界上第一臺數(shù)控機床。這臺機床是一臺試驗性機床，到了1954年11月，在派爾遜斯專利的基礎(chǔ)上，第一臺工業(yè)用的數(shù)控機床由美國本迪克斯公司正式生產(chǎn)出來。 在20余年間，我國數(shù)控機床的設(shè)計和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn)一批設(shè)計、制造、使用和維護(hù)的人才；通過合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機床，使設(shè)計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；通過利用國外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設(shè)計及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數(shù)控機床，供應(yīng)國內(nèi)市場的需求，但對關(guān)鍵技術(shù)的試驗、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù)支撐，不能獨立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本數(shù)控機床的水平差距很大。改進(jìn)數(shù)控技術(shù)勢在必行。1.2 零件圖結(jié)構(gòu)分析圖1.1 弓鋸床架體零件圖如圖1.1所示零件圖，零件毛坯材料為HT15-33，單件大批量生產(chǎn)。 從圖1.1中可以看出，該零件的總體結(jié)構(gòu)為架體類零件，零件主要由型腔、凸臺、階臺、孔等特征組成。其輪廓曲線較復(fù)雜，主要由直線、圓弧組成，在編程時會有些難度，為了提高編程效率，可以選擇軟件編程，這樣不僅能節(jié)約時間，同時也能保證程序的準(zhǔn)確性。而且該零件對加工平面，平行度，垂直度以及孔的加工等有一定的要求，由于零件比較復(fù)雜，不成規(guī)則，故加工過程中需要用到復(fù)雜的夾具。1.3 零件的技術(shù)要求分析零件的技術(shù)要求主要包括尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度要求等，這些技術(shù)要求應(yīng)當(dāng)是能夠保證零件使用性能前提下的極限值。進(jìn)行零件技術(shù)要求分析，主要是分析這些技術(shù)要求的合理性，以及實現(xiàn)的可能性，重點分析重要表面和部位的加工精度和技術(shù)要求，為制定合理的加工方案做好準(zhǔn)備。同時通過分析以確定技術(shù)要求是否過于嚴(yán)格，因為過高的精度和過小的表面粗糙度要求會使工藝過程變得復(fù)雜，加工難度大，增加不必要的成本。從圖1.1分析得知，該零件的尺寸精度要求有：（1）外輪廓：長202mm寬194mm的上表面，精度等級為未注尺寸公差按IT12控制。長285mm寬244mm的下表面，精度等級為未注尺寸公差按IT12控制。表面粗糙度為Ra6.3。（2）通孔：尺寸精度等級為IT78級，表面粗糙度要求為Ra3.2。其余未注尺寸公差按IT12控制，未注表面粗糙度為Ra6.3。從以上分析可知，該零件在大批量生產(chǎn)條件下，不需要采用專用的機床進(jìn)行加工，用普通立式數(shù)控銑床配專用夾具即可保證其加工精度和表面質(zhì)量要求。因此，該零件的加工不存在技術(shù)難題。2 零件的加工工藝過程的分析2.1 定位基準(zhǔn)的確定在制定工藝規(guī)程時，定位基準(zhǔn)選擇的正確與否，對能否保證零件的尺寸精度和相互位置的精度要求，以及對零件各表面間的加工順序的安排都有很大影響。當(dāng)用夾具安裝工件時，定位基準(zhǔn)的選擇還會影響到家具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。因此，定位基準(zhǔn)的選擇是一個很重要的工藝問題。選擇定位基準(zhǔn)時，是從保證工件加工精度的要求出發(fā)的，因此，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該先選擇粗基準(zhǔn)，再選擇精基準(zhǔn)。2.1.1 粗基準(zhǔn)的確定對于本零件而言，只需加工上下表面和孔，故無法選取不加工表面為基準(zhǔn)。由于工藝上的需要，粗加工階段就要將上表面加工精細(xì)，故以下表面為粗基準(zhǔn)，銑上表面已達(dá)到圖紙要求。2.1.2 精基準(zhǔn)的確定考慮基準(zhǔn)重合的要求，以加工過的上表面為精基準(zhǔn)進(jìn)行螺紋孔的加工。再以精加工完成的下表面為精基準(zhǔn)加工18的通孔。在下一次安裝加工出來的孔與平面間保證了位置重合度。2.2 零件的工藝分析該零件圖的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術(shù)都符合要求。但是，零件的加工過程，需要有較高的平面度和垂直度，某些地方（通孔等）需要較細(xì)的表面粗糙度，各裝配基面要求有一定的尺寸精度和平行度。否則會影響機器設(shè)備的性能和精度。由于零件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工時需要較復(fù)雜的夾具才能準(zhǔn)確的定位，并保持適當(dāng)?shù)膴A緊力，可以用壓板進(jìn)行定位加緊，并用支撐板和圓柱銷進(jìn)行輔助定位。同時基準(zhǔn)面的選擇也是很重要的。最開始先以零件下表面為粗基準(zhǔn)，用銑刀粗銑出上表面，再以粗銑后的上表面為精基準(zhǔn)粗銑下表面，再精銑下表面，再以上表面為基準(zhǔn)，鉆、攻絲M12螺紋孔。下表面完成后，之后以下表面為精基準(zhǔn)，精銑上表面，并達(dá)到圖紙要求尺寸。完成后用專用夾具以下表面為精基準(zhǔn)鉆擴鉸18通孔。在加工過程中，應(yīng)盡量減少安裝的次數(shù)，以減少安裝時帶來的安裝誤差。3 數(shù)控加工工藝分析3.1 數(shù)控加工內(nèi)容的確定弓鋸床料架體是一個結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同時要求強度要高，重要表面的表面硬度也要高，故選用鑄鐵材料HT15-33。鑄鐵材料是最常見的材料，其優(yōu)點是：容易成型，切削性能好，價格低廉，且吸振性好。為了得到較好的強度和表面硬度，可在加工過程中進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，淬火，同時為了消除內(nèi)應(yīng)力對工件的影響，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯r效處理。由于零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用鍛件是不太可能的，因此，需要先根據(jù)零件圖，做出鑄模，進(jìn)行鑄造，最好用成型鑄造法，以減少加工余量和保證零件的結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確性。最終選定的毛坯為鑄件，單邊多2mm余量，便于加工。毛坯圖的尺寸都是在零件圖尺寸的基礎(chǔ)上，加減總加工余量得到毛坯尺寸，毛坯各面的設(shè)計基準(zhǔn)一般同零件圖一致。對它提出的要求是:(1)保證它在機械加工時有最均勻合理的粗加工余量：(2)保證非加工面與加工面有最準(zhǔn)確的位置及尺寸。故其毛坯選擇為鑄件，毛坯材料為HT15-33，毛坯尺寸為244mm*285mm*280mm。3.2 數(shù)控加工設(shè)備的選用由于該零件屬于單件大批量生產(chǎn)，因此考慮到生產(chǎn)效率等問題，要在能夠保證其精度要求的前提下選擇相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行加工即可，但為了減少人為的換刀量，根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)控機床以及參考工序2，3，4，6，分別進(jìn)行粗銑，精銑，選用普通的XH714型立式銑床最為合適如圖3.1， 機床參數(shù)見表3.1。圖3.1數(shù)控銑床XH714外形結(jié)構(gòu)圖表3.1 數(shù)控銑床XH714的主要參數(shù)X軸行程700mm工作臺尺寸900*400mmY軸行程400mmT型槽3-18-130mmZ軸行程500mm最高轉(zhuǎn)速8000rpm主軸端面至工作臺100-600mm主軸直徑120mm主軸中心至立柱510mm主軸錐孔BT40X軸快速移動10m/min冷卻泵AB-12Y軸快速移動10m/min主電機功率7.5KWZ軸快速移動8m/min最大承重500kg切削進(jìn)給速度4000mm/min機床重量3500kg3.3 毛坯的選擇弓鋸床架體是一個結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同時要求強度要高，重要表面的表面硬度也要高，故選用鑄鐵材料HT15-33。鑄鐵材料是最常見的材料，其優(yōu)點是：容易成型，切削性能好，價格低廉，且吸振性好。為了得到較好的強度和表面硬度，可在加工過程中進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，淬火，同時為了消除內(nèi)應(yīng)力對工件的影響，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯r效處理。對它提出的要求是：（1）保證它在機械加工時有最均勻合理的粗加工余量。（2）保證非加工面與加工面有最準(zhǔn)確的位置及尺寸。3.4 加工工序的制定該零件的加工順序為如表3.2表3.2 工藝過程卡工序號工序名稱工序內(nèi)容1鑄造1 .HT15-332 .鑄件：244mm*285mm*280mm2銑削粗、精銑上端面及各種臺階3銑削粗、精銑下端面及各種臺階余量4鉆削鉆12孔到11mm，擴孔到12.175mm，攻螺紋M125鉆削鉆18孔到15.6mm、擴孔到17.89mm、精鉸孔至要求尺寸5磨磨各表面，去除所有殘余的毛刺6檢驗按圖紙技術(shù)要求檢驗7上油入庫3.5 進(jìn)給路線的確定工序2作為加工工件的第一道工序，以零件下表面為粗基準(zhǔn)粗銑上表面以及各種臺階，如圖3.2。圖3.2 加工上表面工序3完成上表面的首道工序后，其次以上表面為精基準(zhǔn)，加工下表面。切削模式采用跟隨周邊，刀軸垂直于第一個平面 ，步距恒定2mm，如圖3.3。圖3.3 加工下表面工序7作為最后一道工序，也是夾具設(shè)計的目的，以零件下表面為精基準(zhǔn)，鉆擴鉸18mm孔，如圖3.4。圖3.4 18孔加工3.6刀具的選擇合理的選擇數(shù)控加工的刀具、夾具，是工藝處理工作中的重要內(nèi)容，在數(shù)控加工中產(chǎn)品的加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率在很大程度上將受到刀具、夾具的制約，雖其大多數(shù)刀具、夾具與普通加工中所用的刀具、夾具基本相同，但對一些工藝難度較大或其輪廓、形狀等方面較特殊的零件加工，所選用的刀具、夾具必須具有較高要求，或需做進(jìn)一步的特殊處理，以滿足數(shù)控加工的需求。一般優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要的時候可以采用各種提高生產(chǎn)率的復(fù)合刀具及其他一些專用刀具。此外，應(yīng)結(jié)合實際情況，盡可能選用各種先進(jìn)刀具，如可轉(zhuǎn)位刀具、整體硬質(zhì)合金刀具、陶瓷涂層刀具等。刀具的類型、規(guī)格和精度等級應(yīng)符合加工需求，刀具材料應(yīng)與工件材料相適應(yīng)。數(shù)控加工所用的刀具在刀具性能上應(yīng)高于普通加工中所用的刀具。所以選擇數(shù)控加工刀具時，還應(yīng)考慮以下幾個方面：切削性能好 數(shù)控加工能采用大的背吃刀量和高進(jìn)給速度，刀具必須要有能夠承受高速切削和強力切削的性能。同時，同一批刀具在切削性能和刀具壽命方面一定要穩(wěn)定，以便實現(xiàn)按刀具壽命換刀或由數(shù)控系統(tǒng)對刀具壽命進(jìn)行管理。精度高 為適應(yīng)數(shù)控加工的高精度和自動換刀等要求，刀具必須具有較高的精度，如有的整體式立銑刀的徑向尺寸精度達(dá)到0.005mm等?？煽啃愿?要保證數(shù)控加工中不會發(fā)生刀具意外損傷及潛在缺陷而影響到加工的順利進(jìn)行，要求刀具及與之組合的附件必須具有很好的可靠性及較強的適應(yīng)性。耐用度高 數(shù)控加工的刀具，不論在粗加工或精加工中，都應(yīng)具有比普通機床加工所用刀具更高的耐用度，以盡量減少更換或修磨刀具及對刀次數(shù)，從而提高數(shù)控機床的加工效率及保證加工質(zhì)量。表3.3零件加工所需要用到的所有刀具。表3.3 刀具卡片工序號刀具號刀具各稱刀具型號刀片刀尖半徑(mm)刀柄型號型號牌號23T014刃標(biāo)準(zhǔn)可轉(zhuǎn)位立銑刀EM90-32AP10NAPKT1003PDTREB12200.8MCLNR2020K12T024刃標(biāo)準(zhǔn)可轉(zhuǎn)位立銑刀EM90-32AP10NAPKT1003PDTREB12200.8MCLNR2020K124T034刃麻花鉆10.2-4DBT40-KPU16-100T04可調(diào)式單刃鏜刀RBH25-35LAT05螺旋絲錐ZEM-BTBGH-09025T064刃麻花鉆10.2-4DBT40-ER16-60T07可調(diào)式雙刃鏜刀RBH25-35LABT40-ER20-60T08可調(diào)式鉸刀AR-FBT40-ER20-603.7 切削用量的確定及計算工序2：銑上表面切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=20m/min采用可轉(zhuǎn)位立銑刀=30mm,齒數(shù)z=4。則=r/min=127.4r/min3.1現(xiàn)選用XH714銑床，根據(jù)機床使用說明書，查表，取 =125r/min,故實際切削速度為V=19.6m/min當(dāng)nw=125r/min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 =0.084125mm/min=40mm/min剛好有=50mm/min切削工時：由于銑刀的直徑比工作表面窄，所以一刀就不可以銑完整個工作表面，于是可以用作圖法得出銑刀的行程1212mm。因此，機動工時為 =20min3.2工序3：銑下表面，下端保證總長為224mm,上端保證總長96cn,工步1:粗銑，=0.08mm/ 齒切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=20m/min采用采用機夾可轉(zhuǎn)位銑刀,=30mm,齒數(shù)z=4,則 r/min=127.4r/min現(xiàn)選用XH714立式銑床，取 =125r/min,故實際切削速度為 V=19.6m/min當(dāng)=125r/min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為 =0.084125mm/min=40mm/min剛好有=40mm/min切削工時：由于銑刀的直徑比工作表面寬所以一刀就不可以銑完整個工作表面，于是可以用作圖法得出銑刀的行程1722,由于是兩端，所以=732=146mm因此機動工時為： =min=27.7min工步2:精銑下表面，=0.08mm/ 齒切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=45m/min采用采用高速鋼圓柱形銑刀,=24mm,齒數(shù)z=4,則 ns=r/min=286.6r/min現(xiàn)選用X51立式銑床，根據(jù)機床使用說明書，取 =300r/min,故實際切削速度為v= =47.1m/min當(dāng)nw=300r/min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為 =0.088300mm/min=192mm/min切削工時：行程和粗銑的一樣，所以切削工時為，=min=20min工序5：鉆4-12螺紋孔機床：數(shù)控鉆床Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)選4刃麻花鉆頭。 鉆孔11鉆孔11時先采取的是鉆11孔，再擴到11.8。切削深度：進(jìn)給量：取。切削速度：取。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.131，取所以實際切削速度：切削工時 被切削層長度：刀具切入長度：3.3 刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機動時間： 攻螺紋M12刀具：選擇螺旋絲錐。片型號：E403因鉆孔11時先采取的是先鉆到11孔再擴到11.8切削深度：進(jìn)給量：取。切削速度：取。機床主軸轉(zhuǎn)速：3.4取所以實際切削速度：切削工時被切削層長度：刀具切入長度有：刀具切出長度： ，取走刀次數(shù)為1機動時間：工序6：精銑上表面機床：XH714數(shù)控銑床刀具：機夾可轉(zhuǎn)位車刀 精銑，fz=0.08mm/ 齒切削速度：確定v=35m/min采用機夾可轉(zhuǎn)位銑刀，在=30mm,齒數(shù)z=4。則 ns=r/min=223r/min現(xiàn)選用XH714立式銑床，取 =210r/min,故實際切削速度為 V=mm/min=32.97mm/min當(dāng)nw=210r/min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為 =0.088210mm/min=134.4mm/min查表知，剛好有=130mm/min切削工時：行程和粗加工一樣，= min=30.7min工序7：鉆孔18的孔， 工步1:鉆孔15.6孔 查相關(guān)的表知，=0.2mm/r, 選用Z525搖臂鉆床，所以有：=r/min=227r/min按機床選取=265r/min。所以實際切削速度為：m/min=5.82m/min切削工時：由于是兩個孔，所以，切削用時為min.工步2:擴17.89 由相關(guān)的表知， ，機床不變，所以有:=r/min=87r/min按機床選取=85r/min.所以實際的切削速度為m/min=2.93m/min切削工時：=0.078min由于是兩個孔，所以，切削用時為min工序3:絞18的孔。查表知，,選用Z525搖臂鉆床，所以有=r/min=199r/min按機床選取=170r/min所以實際切削速度為：=4.27m/min切削工時：=1.78min刀具切出： 取行程次數(shù)：機動時間：所以加工工時3.8 切削力及夾緊力的計算刀具：4刃可轉(zhuǎn)位銑刀（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構(gòu)。 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料鋁合金鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為 s=2.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，4 夾具設(shè)計4.1 問題的指出由于生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動強度，保證加工質(zhì)量，故需設(shè)計專用夾具。由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動強度。本次設(shè)計選擇設(shè)計是做加工直徑18的通孔的專用夾具。4. 2 定位方案及定位元件的設(shè)計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。工件通過兩塊支撐板的定位限制了工件X、Y軸的旋轉(zhuǎn)以及Z軸的移動，如圖4.1。 圖4.1 支撐板定位通過一塊擋板的定位限制了工件Z軸的旋轉(zhuǎn)以及X軸的移動,如圖4.2。圖4.2 擋板定位通過一個圓柱擋銷定位限制了工件Y軸的移動，如圖4.3圖4.3 圓柱銷定位4.3 夾緊方案及加緊裝置的設(shè)計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。他包括中間遞力機構(gòu)和夾緊元件。考慮到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。夾緊裝置的基本要求如下：1. 夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；2. 夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉(zhuǎn)動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。3. 夾緊機構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。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。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。4.4 夾具方案的設(shè)計如圖所示，為了加工通孔，必須使其完全定位。因此初步的設(shè)計方案如圖4.4。圖4.4 弓鋸床料架體專用夾具裝配圖首先必須明確其加工時應(yīng)如圖所示，這樣水平放置，便于鉆床加工。那么要使其完全定位，可以采用: 由零件圖可知，利用18的中心孔和零件的下表面作為定位基準(zhǔn)，利用壓板來進(jìn)行壓緊。采取的是手動壓緊的方法。4.5 夾具的鉆模板因為此次零件為大批量生產(chǎn)所以在加工這道工序孔時應(yīng)采用快換鉆套。當(dāng)工件上被加工的孔需要再一次裝夾下進(jìn)行鉆、擴、鉸孔加工時，由于刀具直徑依次增大，需采用外徑相同而內(nèi)孔尺寸隨刀具變更的鉆套來引導(dǎo)刀具。這就需要快換鉆套來減少更換鉆套的時間?？鞊Q鉆套外圓與襯套的配合也采用加或等的配合。其緊固螺釘?shù)耐辜绫茹@套臺肩略高形成軸向間隙，這樣去除鉆套是無需松開螺釘，只需將快換鉆套逆時針轉(zhuǎn)一角度，使鉆套削邊正對螺釘頭部時，即可卸下快換鉆套。4.6 夾具的總體設(shè)計由于銑削加工切削用量及切削力較大，又是多刃斷續(xù)切削，加工時易產(chǎn)生振動，因此設(shè)計銑床夾具時應(yīng)注意：夾緊力要足夠且反行程自鎖；夾具的安裝要準(zhǔn)確可靠，即安裝及加工時要正確使用定向鍵、對刀裝置；夾具體要有足夠的剛度和穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)要合理。工件通過兩塊支撐板的定位限制了工件X、Y軸的旋轉(zhuǎn)以及Z軸的移動，通過一塊擋板的定位限制了工件Z軸的旋轉(zhuǎn)以及X軸的移動。通過一個圓柱擋銷定位限制了工件Y軸的移動。4.7 夾具的精度分析作為初次設(shè)計夾具，達(dá)不到高精度，最為重要的加工20的加工，運用了支撐板與圓柱擋銷的定位，完全限制了零件的6個自由度，以達(dá)到定位的要求。圓柱銷固定在夾具體上，由于配合精度不高，可能導(dǎo)致多次裝夾產(chǎn)生定位誤差。在夾具的另一個定位元件，支撐板中，為了滿足覆蓋整個底平面，支撐板尺寸較大，為此，對其的精度要求就較大，一旦出現(xiàn)磨損或者偏移，可能導(dǎo)致整個工件Z軸方向的偏移。5 數(shù)控加工程序的編制5.1 CAM編程的一般步驟表5.1 CAM編程的一般步驟零件模型加工模塊指定加工環(huán)境分析/生成輔助幾何生成/修改“父”組程序次序 加工刀具 幾何體 加工方法生成/修改操作產(chǎn)生刀具路徑校核后處理數(shù)控編程方法可分為手工編程和自動編程兩種。（1）手工編程是指主要由人工來完成數(shù)控機床程序編制各個階段的工作。當(dāng)被加工零件形狀不十分復(fù)雜和程序較短時，都可以采用手工編程的方法。（2）自動編程自動編程是指借助數(shù)控語言編程系統(tǒng)或圖形編程系統(tǒng)，由計算機來自動生成零件加工程序的過程。編程人員只需根據(jù)加工對象及工藝要求，借助數(shù)控語言編程系統(tǒng)規(guī)定的數(shù)控編程語言或圖形編程系統(tǒng)提供的圖形菜單功能，對加工過程與要求進(jìn)行較簡便的描述，而由編程系統(tǒng)自動計算出加工運動軌跡，并輸出零件數(shù)控加工程序。由于在計算機上可自動地繪出所編程序的圖形及進(jìn)給軌跡，所以能及時地檢查程序是否有錯，并進(jìn)行修改，得到正確的程序。為了節(jié)省編程時間，提高效率，保證刀具路徑的正確性，選擇該零件程序使用ug軟件進(jìn)行自動編程。5.2 編程坐標(biāo)系的確定由零件圖可知，該零件的設(shè)計基準(zhǔn)在零件的對稱中心上，故在編程時將其編程原點設(shè)置在此處能夠方便對刀和編程。其中鉆孔的數(shù)控加工編程步驟如下：（一）創(chuàng)建刀具（1）在“創(chuàng)建操作”工具條中選擇“創(chuàng)建刀具”命令，進(jìn)入“創(chuàng)建刀具”對話框。（2）先在“創(chuàng)建刀具”對話框中的類型選擇項內(nèi)選擇“drill”，然后在“刀具子類型”選項欄中選擇“麻花鉆頭（DRILLING-TOOL）”圖標(biāo)，并輸入刀具名稱DRILLING-TOOLD11，然后單擊“應(yīng)用”，進(jìn)入“刀具參數(shù)”對話框，設(shè)置參數(shù)后單擊“確定”，完成刀具的創(chuàng)建。（二）創(chuàng)建操作（1）在加工創(chuàng)建工具條中，單擊“創(chuàng)建操作”命令，系統(tǒng)將彈出“創(chuàng)建操作”對話框。（2）在“創(chuàng)建操作”對話框中，選擇“類型”中選擇“drill”，然后在“操作子類型”中，選擇型腔銑模板圖標(biāo)PECK-DRILLING啄鉆。在“創(chuàng)建操作”對話框中設(shè)置其他參數(shù)：程序、刀具DRILLING-TOOLD11、幾何體。在“創(chuàng)建操作”對話框中單擊“確定”，指定16個直徑為14的孔、指定部件上表面作為起始平面、指定底面作為孔底、指定循環(huán)方式為跟隨周邊、進(jìn)給和速度，如圖5.1所示。圖5.1 鉆孔操作設(shè)置界面（3）生成操作，如圖5.2所示圖5.2 生成操作頁面（4）加工走刀路線，具體二維加工效果圖如圖5.3所示圖5.3 走刀操作頁面6 結(jié)論經(jīng)過幾個月的不懈拼搏，以及老師和各種參考書的幫助，我終于順利完成了這次畢業(yè)夾具設(shè)計。我將大學(xué)里所學(xué)的各種專