CA6140車床手柄座[831015] 工藝和鉆φ14孔夾具設(shè)計(jì)-版本4

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The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目錄 摘 要 2 ABSTRCT 3 序 言 1 一.零件的工藝分析 2 二 .工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 4 2.1確定毛坯的的制造形式 4 2.2基準(zhǔn)的選擇 4 2.3制訂工藝路線 6 2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 2.5確定切削用量及基本工時(shí) 7 三 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)概述 14 3.1什么是夾具 14 3.2夾具的作用 14 3.3夾具的組成 15 3.4夾具的分類 15 四 鉆床夾具設(shè)計(jì) 15 4.1夾具體的設(shè)計(jì) 15 4.2定位方案和定位裝置的設(shè)計(jì) 16 4.2.1工件定位的基本原理 16 4.2.2工件定位的類型 16 4.2.3定位基準(zhǔn)的選擇 17 4.2.4工件定位方式及其定位元件 17 4.3導(dǎo)向方案及導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì) 17 4.3.1鉆套介紹 17 4.4夾緊方案的確定及裝置的設(shè)計(jì) 18 4.4.1夾緊裝置的組成 18 4.4.2夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 19 4.4.3夾緊力的計(jì)算 19 4.5夾具的精度分析 20 總 結(jié) 21 致 謝 22 參 考 文 獻(xiàn) 23 序 言 一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 手柄座的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 一.零件的工藝分析 手柄座按在車床的變速箱體外面，作用是改變齒輪嚙合的，有改變傳動(dòng)比，改變傳動(dòng)方向，也有傳遞或者脫開動(dòng)力源的。 零件圖如下圖： 工藝分析的目的，一是審查零件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及熱處理等的技術(shù)要求是否合理，是否便于加工和裝配；二是通過工藝分析，對(duì)零件的工藝要求有進(jìn)一步的了解，以便制訂出合理的工藝規(guī)程。 該零件為大量生產(chǎn)的小型零件，在生產(chǎn)時(shí)要注意零件的： 1 ．便于裝夾 零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工時(shí)的定位和夾緊，裝夾次數(shù)要少。 2 ．便于加工 零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值，以便使用標(biāo)準(zhǔn)化刀具和量具。同時(shí)還注意退刀和進(jìn)刀，易于保證加工精度要求，減少加工面積及難加工表面等。 手柄座的加工共有兩組加工表面，它們相互之間有一定的要求。現(xiàn)分述如下： 1、以工件的上下表面為中心加工孔和槽。鉆Φ10H7的孔，鉆Φ14H7的孔，鉆Φ5.5 mm的孔，銑14mm*43mm的槽，鉆Φ5mm，鉆M10H7并配加鉗工加工。其中主要加工孔Φ10H7。 2、以Φ25 mm的孔為中心加工表面和孔。銑上下表面，鉆Φ10H7，鉆Φ14H7的孔，鉆Φ5.5 mm的孔，鉆Φ5mm，鉆M10H7并配加鉗工加工。 有以上的分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于主要能夠夾具加工另一組表面，并保證它們的精度。 二 .工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 2.1確定毛坯的的制造形式 確定毛坯包括選擇毛坯類型及其制造方法。毛坯類型有鑄、鍛、壓制、沖壓、焊接、型材和板材等。確定毛坯時(shí)要考慮下列因素： 1）零件的材料及其力學(xué)性能。當(dāng)零件的材料選定后，毛坯的類型就大致確定了。例如，材料是鑄鐵，就選鑄造毛坯；材料是鋼材，且力學(xué)性能要求高時(shí)，可選鍛件；當(dāng)力學(xué)性能要求較低時(shí)，可選型材或鑄鋼。 2）零件的形狀和尺寸。形狀復(fù)雜的毛坯，常用鑄造方法。薄壁零件，不可用砂型鑄造；尺寸大的鑄件宜用砂型鑄造；中、小型零件可用較先進(jìn)的鑄造方法。 3）生產(chǎn)類型。大量生產(chǎn)應(yīng)選精度和生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂貴費(fèi)用可由材料消耗的減少和機(jī)械加工費(fèi)用的降低來補(bǔ)償。如鑄件應(yīng)采用金屬模機(jī)器造型或精密鑄造；鍛件應(yīng)采用模鍛、冷軋和冷拉型材等。單件小批生產(chǎn)則應(yīng)采用木模手工造型或自由鍛。 4）生產(chǎn)條件。確定毛坯必須結(jié)合具體生產(chǎn)條件，如現(xiàn)場毛坯制造的實(shí)際水平和能力、外協(xié)的可能性等。有條件時(shí)，應(yīng)積極組織地區(qū)專業(yè)化生產(chǎn)，統(tǒng)一供應(yīng)毛坯。 5）充分考慮利用新工藝、新技術(shù)和新材料的可能性。目前毛坯制造方面的新工藝、新技術(shù)和新材料的發(fā)展很快。例如，精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料等在機(jī)械中的應(yīng)用日益增加。應(yīng)用這些方法后，可大大減少機(jī)械加工量，有時(shí)甚至可不再進(jìn)行機(jī)械加工，其經(jīng)濟(jì)效果非常顯著。 零件材料為鑄鐵。手柄座在使用過程中不經(jīng)常的變動(dòng)，它的只起支撐的作用，受到的沖擊不是很大，只是在縱向上受到很大的壓力。在加工過程中的精度保證很重要，它對(duì)工件的定位有一定的保證作用。 2.2基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 粗基準(zhǔn)的的選擇 對(duì)于一般的箱體零件而言，以外表面作為粗基準(zhǔn)是合理的。但本對(duì)于零件來說Φ25 mm作為粗基準(zhǔn)，則可造成鉆孔的垂直度和軸的平行度不能保證。對(duì)箱體零件應(yīng)以相關(guān)的表面作為粗基準(zhǔn)，現(xiàn)選取零件的上下表面互為基準(zhǔn)，再利用四爪卡盤卡住車Φ25 mm。利用內(nèi)孔Φ25 mm及鍵槽定位進(jìn)行鉆Φ10mm，在Φ25 mm中以長半軸、鍵槽及零件的下表面進(jìn)行自由定位，達(dá)到完全定位。 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則： 1)為了保證零件各個(gè)加工面都能分配到足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量最小的面為粗基準(zhǔn)。 　2)為了保證零件上加工面與不加工面的相對(duì)位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)。當(dāng)零件上有幾個(gè)加工面，應(yīng)選與加工面的相對(duì)位置要求高的不加工面為粗基準(zhǔn)。 　3)為了保證零件上重要表面加工余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。零件上有些重要工作表面，精度很高，為了達(dá)到加工精度要求，在粗加工時(shí)就應(yīng)使其加工余量盡量均勻。 　4)為了使定位穩(wěn)定、可靠，應(yīng)選毛坯尺寸和位置比較可靠、平整光潔面作粗基準(zhǔn)。作為粗基準(zhǔn)的面應(yīng)無鍛造飛邊和鑄造澆冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夾具裝夾時(shí)，還應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。 　5)粗基準(zhǔn)應(yīng)盡量避免重復(fù)使用，特別是在同一尺寸方向上只允許裝夾使用一次。因粗基準(zhǔn)是毛面，表面粗糙、形狀誤差大，如果二次裝夾使用同一粗基準(zhǔn)，兩次裝夾中加工出的表面就會(huì)產(chǎn)生較大的相互位置誤差。 精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮的是基準(zhǔn)的中和問題。當(dāng)設(shè)計(jì)與工序的基準(zhǔn)不重合時(shí)，因該進(jìn)行尺寸換算。 2.3制訂工藝路線 生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)，故采用萬能機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。同時(shí)還可降低生產(chǎn)成本。 工藝路線方案一： 1 鑄造 鑄造 2 時(shí)效處理 時(shí)效處理 3 銑 銑底端面 4 銑 粗精銑Φ45頂端面 5 鉆 鉆擴(kuò)鉸Φ25的孔 6 銑 銑R13的左端面 7 鉆 鉆擴(kuò)鉸Φ14的孔 8 鉆 鉆擴(kuò)鉸Φ10的孔 9 鉆 鉆M10的螺紋孔，攻絲 10 鉆 鉆Φ5.5的孔 11 銑 銑寬14mm的槽 12 拉 拉寬6mm的槽 13 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 14 入庫 入庫 工藝方案的分析： 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工上下表面為中心的一組工藝，然后鉆擴(kuò)鉸Φ25的孔，再以鉆擴(kuò)鉸好的Φ25H8孔為基準(zhǔn)加工其他各個(gè)孔及槽。 2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “手柄座”零件材料為鑄鐵，硬度為HBS151~229，毛坯的重量約為0．72Kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 鉆，擴(kuò)，鉸Φ25 mm孔： 毛胚為實(shí)心，孔精度要求H7，參照工藝手冊(cè)表2．3-9及表2．3-12確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：Φ24 mm; 擴(kuò): Φ24．96 mm; 2Z=0．16mm 鉸: Φ25 mm 2Z=0．04 mm 2.5確定切削用量及基本工時(shí) 工序：銑下端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完? 2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50 當(dāng)＝750r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序：銑上端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 4） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完? 5） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50 當(dāng)＝750r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 6） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 . 工序：鉆，擴(kuò)，鉸Φ25孔 工步一鉆孔至φ24 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工Φ11孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525機(jī)床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機(jī)床說明書，取，故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步二：擴(kuò)孔 利用鉆頭將孔擴(kuò)大至，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 根據(jù)機(jī)床說明書，選取 則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步3：鉸孔 根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-25，，，得 查參考文獻(xiàn)Ⅴ表4.2-2，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取，，實(shí)際切削速度。 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序：鉆Φ10孔 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ10 1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 955r/min 與955r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1000r/min。現(xiàn)選取=1000r/min。 所以實(shí)際切削速度== 5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm; t=2x（） =（）=0.0234(min) 工序：鉆M10螺紋孔 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 按機(jī)床選取 基本工時(shí)： min 攻螺紋M10mm： 選擇M10mm高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機(jī)床選取 基本工時(shí)： 工序：鉆Φ10的孔 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ10 1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 1190r/min 與1190r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1200r/min?，F(xiàn)選取=1200r/min。 所以實(shí)際切削速度== 5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=60mm; =4mm; =3mm; t= ==0.429min 工序：銑14mm槽 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完? 2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 當(dāng)＝600r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 三 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)概述 3.1什么是夾具 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和市場需求的變化及競爭的加劇，傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展到一個(gè)嶄新的階段。機(jī)械制造以滿足市場的需求作為戰(zhàn)略決策的核心，以取得理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。機(jī)床夾具在機(jī)械制造中發(fā)揮著重要作用，大量專用機(jī)床夾具的采用為大批量生產(chǎn)提供了必要條件。至此，在對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，為了保證加工的要求，首先要使工件相對(duì)夾具及機(jī)床有正確位置，并使位置在加工過程中不因外力的影響而變動(dòng)。因此，在進(jìn)行機(jī)械加工之前，先要將工件裝夾好。 各種金屬切削機(jī)床上用于裝夾工件的工藝裝備稱為機(jī)床夾具。 3.2夾具的作用 保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量。用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)刀具及機(jī)床的安裝位置均已確定，所以工件在加工過程中的位置精度不會(huì)受到各種主觀因素和操作者技術(shù)水平的影響，能使一批工件的加工精度一致，加工質(zhì)量穩(wěn)定。 縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。使夾具裝夾工件方便、快速，因此工件不需要?jiǎng)澗€找正，可大大減少輔助工時(shí)，工件在夾具裝夾后提高了工件的剛性，所以可加大切削用量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；可使用多件、多工位裝夾的夾具，并可采用高效加緊機(jī)構(gòu)，有效提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”。在批量不大、工件種類和規(guī)格較多、機(jī)床類型有限的條件下，可通過設(shè)計(jì)機(jī)床夾具，改變機(jī)床的工藝范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”。例如，在普通銑床上安裝專用夾具銑削成形表面。 改善工人勞動(dòng)條件，降低生產(chǎn)成本。在批量生產(chǎn)中使用夾具后，工件的裝卸比較方便、省力、安全，采用擴(kuò)力機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)夾緊，都能改善工人的勞動(dòng)條件。由于勞動(dòng)力的提高、使用技術(shù)等級(jí)較低的工人以及廢品率下降的原因，明顯的降低了生產(chǎn)成本。 保證工藝紀(jì)律。夾具設(shè)計(jì)往往是工藝人員解決高難度零件的主要工藝手段之一，是提高企業(yè)整體技術(shù)水平是主要措施。生產(chǎn)中使用夾具，可保證生產(chǎn)周期、生產(chǎn)調(diào)度等工藝紀(jì)律。 3.3夾具的組成 （1）定位元件。定位元件的作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。 （2）加緊裝置。加緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力作用時(shí)不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。 （3）對(duì)刀或?qū)蜓b置。對(duì)刀或?qū)蜓b置用于確定刀具相對(duì)定位元件的正確位置。 （4）連接元件。連接元件是確定夾具在機(jī)床上正確位置的元件。 （5）夾具體。夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。 （6）其它元件或裝置。是指夾具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。 3.4夾具的分類 （1）通用夾具。是指結(jié)構(gòu)、尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，具有一定通用性，特點(diǎn)是適用性好，不需要調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀范圍的各種工件，主要用于單件小批量生產(chǎn)。 （2）專用夾具。是針對(duì)某一工件的某道工序的加工要求而專門設(shè)計(jì)制造的夾具，特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度，但制造周期長，主要用于批量生產(chǎn)。 （3）可調(diào)夾具。是針對(duì)通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具，可以適應(yīng)多種工件的加工。它還分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類，在多品種、小批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。 （4）組合夾具。是一種模塊化的夾具，已實(shí)現(xiàn)商品化，在單件、中小批多品種的生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。 （5）拼裝夾具。是一種用專門的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的拼裝夾具零部件拼裝而成的夾具，它有組合夾具的特點(diǎn)，但比組合夾具精度高、效能高、結(jié)構(gòu)緊湊，適合在數(shù)控機(jī)床上使用。 四 鉆床夾具設(shè)計(jì) 4.1夾具體的設(shè)計(jì) 在加工過程中，夾具體是承受載荷最大的零件，通常是夾具體中體積最大和結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的的零件。既要保證在其上所安裝的各種裝置和各元件之間的相互位置關(guān)系又要實(shí)現(xiàn)夾具與機(jī)床之間的定位和連接，所以夾具體一般要滿足如下幾個(gè)要求。 （1）力求結(jié)構(gòu)簡單及裝卸工件方便。保證強(qiáng)度和剛度的前提下，盡可能體積小、重量輕。 （2）排屑要方便。夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮切屑的排除。 （3）應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不會(huì)產(chǎn)生不允許的變形或振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。 （4）結(jié)構(gòu)工藝性好。夾具體應(yīng)便于制造、裝配、檢驗(yàn)和維修。 （5）在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠。夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安基面與機(jī)床相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。 （6）具有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性。夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀或?qū)蛟谋砻婕皧A具體的安裝基面等，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾途取? 4.2定位方案和定位裝置的設(shè)計(jì) 工件的定位就是確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確位置的過程，它是一種過程。作用是保證加工尺寸和位置精度。定位方案不確定，其他有關(guān)問題就無法進(jìn)行設(shè)計(jì)。定位方案一經(jīng)確定，則夾具的總體配置基本形成。因此，無論是設(shè)計(jì)夾具，還是分析現(xiàn)場夾具，都是從工件的夾具中的定位著手解決問題。 4.2.1工件定位的基本原理 （1）工件的自由度。運(yùn)動(dòng)件相對(duì)與固定坐標(biāo)系所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)稱為自由度。分為位置自由的和角度自由度。 （2）工件定位原理。六點(diǎn)定位規(guī)則，六點(diǎn)定則是工件定位的基本法則，用于實(shí)際 生產(chǎn)時(shí)，起支撐作用的是一定形狀的幾何體，這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。 4.2.2工件定位的類型 工件定位時(shí)，影響加工要求的自由度必須限制；不影響加工的自由度，有時(shí)要限制，有時(shí)可以不用限制，視具體情況而定。根據(jù)工件自由度被約束的情況，工件定位可分為以下幾種類型： （1）完全定位 工件的六個(gè)自由度不重復(fù)地全部被限制了的定位稱為完全定位。 不完全定位 工件限制的自由度少于六個(gè)，但能保證加工要求的定位稱為不完全定位。 （2）欠定位 按照加工要求，應(yīng)限制的自由度沒有被限制的定位稱為欠定位。欠定位無法保證加工要求。 （3）重復(fù)定位 夾具上的定位元件重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的定位稱為重復(fù)定位（又程過定位）。重復(fù)定位分兩種情況：當(dāng)工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被重復(fù)限制，但仍然能滿足加工要求，即不但不產(chǎn)生有害影響，反而可增加工件裝夾剛度的定位，稱為可用重復(fù)定位。當(dāng)工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被重復(fù)限制，并對(duì)加工產(chǎn)生有害影響的重復(fù)定位，稱為不可用重復(fù)定位。它將造成工件定位不穩(wěn)點(diǎn)，降低加工精度，使工件或定位元件產(chǎn)生變形，甚至無法加工和安裝。因此，不可重復(fù)定位是不允許的。 4.2.3定位基準(zhǔn)的選擇 （1）如何選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇，應(yīng)盡量使工件的定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合；盡量用精基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)；遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；應(yīng)使工件安裝穩(wěn)點(diǎn)，加工中引起的變形最?。粦?yīng)使工件定位方便，夾緊可靠。 （2）定位符號(hào)和夾緊符號(hào)的標(biāo)注。在選定定位基準(zhǔn)及確定了夾緊力的方向和作用點(diǎn)后，應(yīng)在工序圖上標(biāo)注定位符號(hào)和夾緊符號(hào)。 （3）對(duì)定位元件的基本要求。足夠的精度、足夠的強(qiáng)度和剛度、耐磨性好、工藝性好、便于清理切削。 4.2.4工件定位方式及其定位元件 定位方式和定位元件的選擇包括的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等，主要取決于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用狀況等因素。 （1）工件以平面定位。工件以平面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，所用定位元件一般分為主要支承和輔助支承兩類。主要支承用來限制工件的自由度，具有獨(dú)立定位作用。輔助支承用來加強(qiáng)工件的支承剛性，不起限制工件自由度的作用。 （2）工件以外圓定位。工件以外圓為定位基準(zhǔn)，這種定位方式所用的定位元件有V型塊和支撐板。 4.3導(dǎo)向方案及導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì) 由于是鉆床夾具，所以導(dǎo)向裝置選用鉆套。 4.3.1鉆套介紹 （1）鉆套的作用 鉆套的作用是保證被加工孔的位置精度，引導(dǎo)刀具，防止其在加工過程中發(fā)生偏斜，提高刀具的剛性，防止加工時(shí)震動(dòng)。 （2）鉆套類型 分為標(biāo)準(zhǔn)鉆套和固定鉆套，標(biāo)準(zhǔn)鉆套又分為固定鉆套、可換鉆套和快換鉆套。 （3）鉆套的設(shè)計(jì) （a）鉆套高度。 鉆套高度H對(duì)刀具的導(dǎo)向性能和刀具的壽命影響很大，H 較大時(shí)，導(dǎo)向性能好，但刀具與鉆套的摩擦較大，H過小，則導(dǎo)向性能不良，一般取H和鉆套孔徑d之比H/d=1～2.5。 （b）排屑間隙。 鉆套的底面與工件表面之間應(yīng)留有排屑間隙h，間隙必須適中，不然會(huì)影響鉆套的導(dǎo)向作用和正常排屑，鉆削鑄鐵是h?。?.3～0.7）d；鉆削鋼件是h?。?.7～1.5）d；工件要求精度高時(shí)h可取0。 （c）鉆套的內(nèi)徑尺寸及公差。 鉆套的內(nèi)徑尺寸及公差主要取決于刀具的種類和加工孔的尺寸精度，一般鉆孔或擴(kuò)孔時(shí)公差選F7或F8，粗鉸孔時(shí)選G7，精鉸時(shí)選G6， （4）鉆模板 鉆模分為固定鉆模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、懸掛式鉆模板。 由于這次加工的是?14孔，為了加工方便，我們?cè)O(shè)計(jì)鉆模板結(jié)構(gòu)為一個(gè)長方板。 由于加工孔是通孔，又應(yīng)是大批量生產(chǎn)，故宜選用固定鉆套，在工件裝卸方便的情況下盡可能選用固定鉆模板。 根據(jù)以上所述其鉆套高度H為：由于加工的孔小所以H 應(yīng)取大值H為22。 排屑間隙h為：由于工件材料為Q235A所以h為16。 鉆套的內(nèi)徑尺寸及公差為：內(nèi)徑尺寸為11。公差為F7。 4.4夾緊方案的確定及裝置的設(shè)計(jì) 工件定位后將它的位置固定下來，稱為夾緊。在機(jī)械加工過程中，工件會(huì)收到各種力的作用，為了保證在這些外力作用下，工件還能咋愛夾具中有定位元件確定加工位置，而不發(fā)生移動(dòng)。 4.4.1夾緊裝置的組成 （1）動(dòng)力裝置 產(chǎn)生夾緊力。動(dòng)力裝置是產(chǎn)生原始作用力的裝置。按夾緊力的來源分為手動(dòng)夾緊和機(jī)動(dòng)夾緊。 （2）夾緊機(jī)構(gòu) 傳遞夾緊力。傳遞機(jī)構(gòu)是原動(dòng)力傳遞給夾緊元件。它由接受原始作用力的構(gòu)件和中間傳力機(jī)構(gòu)組成。 4.4.2夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 （1）夾緊過程中，不能破壞工件在定位是所在對(duì)定正確位置。 （2）夾緊力的大小合適。保證工件加工位置的不變，夾緊牢固可靠，又不能超過允許的變形。 （3）夾緊裝置的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。工件生產(chǎn)批量大，允許設(shè)計(jì)較復(fù)雜、效率較高的夾緊裝置。 （4）具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性。盡量簡單，便于維修制造，操作安全方便，并且省力。 綜上所述為了是夾具結(jié)構(gòu)更簡單，操作更方便動(dòng)力裝置采用手動(dòng)夾緊 ，由于工件的結(jié)構(gòu)性和工藝性不復(fù)雜要求也不高，所以，為了快速裝卸工件，采用絲桿夾緊機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu)。 4.4.3夾緊力的計(jì)算 在分析夾緊力時(shí)，可把螺旋看做是一個(gè)纏繞在圓柱體上的斜面，展開后就相當(dāng)于斜楔了。螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力計(jì)算公式如下： 式中 單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N)； 作用力臂（mm）； 螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑（mm)；其值視螺桿端部的結(jié)構(gòu) 形式而定（mm）； 螺桿端部與工件間的摩擦角（°）； 螺旋副的當(dāng)量摩擦角（°）； 螺紋中徑之半（mm）； 螺紋深角（°）； 查表得： 求得： 螺旋絲桿夾緊機(jī)構(gòu)是利用杠桿原理來實(shí)現(xiàn)夾緊作用。其好處是：增大夾緊力，改變夾緊力作用方向，增大夾緊行程。它可以繞水平軸翻轉(zhuǎn)，增力顯著，夾緊時(shí)既省力又迅速可靠。 4.5夾具的精度分析 使用夾具的首要目的在于保證工件的加工質(zhì)量，具體來說，使用夾具加工時(shí)必須保證工件的尺寸精度、形狀精度和位置精度。用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工件精度的因素很多。有定位誤差、對(duì)刀誤差 、夾具在機(jī)床上的安裝誤差、影響加工精度的其他因素綜合稱為加工方法誤差 、夾具誤差、加工總誤差∑△。 （1）定位誤差。此工件的定位誤差為，工件定位孔與定位心軸的最大配合間隙。工件定位孔的尺寸為 ?30H7（?mm），V型塊的尺寸為?30g6（?mm）。 = （2）對(duì)刀誤差。因?yàn)榈毒呦鄬?duì)于刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱為對(duì)刀誤差。鉆套導(dǎo)向孔的尺寸為?30F7，鉆頭尺寸為?30h9。對(duì)刀誤差為鉆頭與導(dǎo)向孔的最大間隙 = （3）夾具的安裝誤差。因夾具在機(jī)床上安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。因?yàn)榘惭b基面為平面，所以安裝誤差，為0. （4）夾具誤差。因夾具上定位元件、對(duì)刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準(zhǔn)之間的位置而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。該夾具的夾具誤差為=0.03mm。 （5）加工方法誤差。因機(jī)床精度、刀具精度、刀具與機(jī)床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)=/3。 （6）根據(jù)在夾具加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和 ∑△==0.0798mm 保證工件加工精度的條件是：∑△=，所以加工總誤差應(yīng)小于工件尺寸公差。 為了保證夾具的使用壽命，防止夾具過早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)，需要留出一定的精度儲(chǔ)備量。所以將上式改寫為 ∑△或-∑△0 當(dāng)JC≥0時(shí)，夾具能滿足工件的加工要求。JC值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項(xiàng)公差值確定得是否合理。 因?yàn)?∑△=0.02.20所以該 夾具能保證加工 總 結(jié) 這次設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識(shí)系統(tǒng)的組織起來，進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機(jī)床概論、公差與配合、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來。同時(shí)也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實(shí)踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計(jì)。 這次設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計(jì)算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用設(shè)計(jì)與工藝等方面的知識(shí)； 以及自己獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；再次體會(huì)到理論與實(shí)踐相結(jié)合時(shí)，理論與實(shí)踐也存在差異。 回顧起此次設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實(shí)踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說學(xué)到了很多很多的的東西，同時(shí)鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實(shí)用，在生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用。在設(shè)計(jì)的過程中遇到了許多問題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓自己把以前所學(xué)過的知識(shí)重新復(fù)習(xí)了一遍。 這次設(shè)計(jì)雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時(shí)，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識(shí)，在此我表示深深的感謝！同時(shí)，對(duì)給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！ 致 謝 這次設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 這次設(shè)計(jì)成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻(xiàn) 1. 切削用量簡明手冊(cè),艾興、肖詩綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年 4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1990年 5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月 6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年