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襯套的機械加工工藝及鉆Φ6孔夾具設計
摘要
夾具是零件加工的夾緊裝置，是加工零件的一種必不可少的裝置。隨著零件的尺寸變化，越來越多的夾具被淘汰了，因此，設計一套專用夾具是十分有必要的。在設計專用夾具時要考慮工件的定位方案，工件的夾緊方案和設計夾緊機構，夾具的其他組成部分，夾具的結構形式等。
本課題的主要研究內容是襯套的機械加工工藝及鉆Φ6孔夾具設計。襯套是一種很重要的零件。襯套的作用是避免運動件直接和座孔對磨，減少對運動件的損害起到保護運動件的作用，使運動件在襯套內做往復和旋轉運動。
結合零件加工的重點和難點，從零件的結構分析入手，合理的進行定位基準選擇、夾具的設計、各種刀具參數(shù)選擇以及切削用量的選擇等。在安排工藝過程時，根據(jù)加工要求不同，需要進行粗精加工。另外還確定了切削參數(shù)，加工工時，填寫工序卡片。設計了一套鉆削Ф6圓柱孔的專用夾具。
關鍵詞：襯套、加工工藝、鉆Ф6圓柱孔、專用夾具
Abstract
Jig is the clamping device for parts processing, which is an essential device for processing parts. With the change of the size of parts, more and more fixtures are eliminated. Therefore, it is necessary to design a set of special fixtures. When designing the special fixture, we should consider the positioning scheme of the workpiece, the clamping scheme of the workpiece and the design of the clamping mechanism, other parts of the fixture, the structure of the fixture and so on.
The main research contents of this subject are the mechanical processing technology of the bushing and the design of drilling 6 Hole fixture. Bushing is a very important part. The function of the bushing is to prevent the moving parts from grinding directly with the seat holes, to protect the moving parts from damage, and to make the moving parts reciprocate and rotate in the bushing.
Combining with the key and difficult points of parts processing, starting from the structural analysis of parts, reasonable selection of positioning datum, fixture design, various tool parameters selection and cutting parameters selection. When arranging the technological process, rough finishing is required according to different processing requirements. In addition, cutting parameters, machining hours and process cards were determined. A special fixture for drilling 6 cylindrical holes is designed.
Key words: bushing, processing technology, drilling 6 cylindrical holes, special fixture
I
目 錄
摘要 I
Abstract II
第一章 緒論 1
1.1 機床夾具的概念 1
1.2 機床夾具的分類 1
1.2.1按夾具的通用特性分類 1
1.2.2按夾具的動力源分類 2
1.3 機床夾具的發(fā)展趨勢 2
第二章 零件的分析 4
2.1 零件的作用 4
2.2 零件的組成表面、加工要求、形位公差分析 4
2.2.1零件的組成表面 4
2.2.2零件的加工要求 5
2.2.3零件的形位公差 5
第三章 零件的工藝規(guī)程設計 6
3.1 確定零件的生產(chǎn)類型及毛坯的制造形式 6
3.1.1確定零件的生產(chǎn)類型 6
3.1.2確定毛坯的制造形式 6
3.2 基準的選擇與確定 7
3.3 加工工藝路線的確定 8
3.4 加工機床及加工裝備的選擇 9
3.5 確定加工余量 9
3.6 計算切削用量、基本時間及輔助時間 11
第四章 鉆Ф6孔專用夾具設計 19
4.1 定位方案及裝置的確定 19
4.1.1設計定位方案應滿足的要求 19
4.1.2定位方案的確定 19
4.1.3定位元件的確定 19
4.2 夾緊方案及裝置的確定 20
4.2.1設計夾緊裝置應遵循的原則 20
4.2.2夾緊方案的確定 21
4.2.3夾緊元件的確定 21
4.3 夾具體的設計 21
4.4 導向裝置—鉆套的確定 22
4.5 鉆削力的計算 25
4.6 夾緊力的計算 25
4.7 定位誤差的分析 26
結論 27
致謝 28
參考文獻 29
II
第一章 緒論
1.1 機床夾具的概念
夾具是在機械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測并保證加工要求的機床附加裝置，簡稱為夾具。在我們實際生產(chǎn)中夾具的作用是將工件定位，以使加工工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。
1.2 機床夾具的分類
夾具的種類很多，形狀千差萬別。為了設計、制造和管理的方便，往往按某一屬性進行分類。
1.2.1按夾具的通用特性分類
目前中國常用夾具有通用夾具、專用夾具、可調夾具、組合夾具和自動線夾具等五大類。
1、通用夾具
通用夾具是指結構、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具。其優(yōu)點是適應性強、不需要調整或稍加調整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內的各種工件。這類夾具已商品化。如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。其缺點是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)力較低且較難裝夾形狀復雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。
2、專用夾具
專用夾具是針對某一工件的某一道工序的加工要求而專門設計和制造的夾具。特點是針對性強。適用與產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。
3、可調夾具
夾具的某些元件可調整或可更換，已適應多中工件的夾具，稱為可調夾具。它還分通用可調夾具和成組夾具兩類。
4、組合夾具
組合夾具是由可循環(huán)使用的標準夾具零部件（或專用零部件）組裝成易于連接和拆卸的夾具。根據(jù)被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成專用夾具，夾具使用完畢，可以方便地拆開。夾具主要應用在單件，中、小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具。
5、自動線夾具
自動線夾具一般分為兩種，一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進行加工。
1.2.2按夾具的動力源分類
按夾具夾緊動力源可將夾具分為手動夾具和機動夾具兩大類。為減輕勞動強度和確保安全生產(chǎn)，手動夾具應有擴力機構與自鎖性能。常用的機動夾具有氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、電磁夾具、真空夾具和離心力夾具等。
上述各分類中：最常用的分類方法是，按通用，專用和組合進行分類。
1.3 機床夾具的發(fā)展趨勢
1、夾具元件多功能模塊化
能單獨使用也能與其他元件組合在一起使用的多功能模塊化單元體的比例將進一步增加。如現(xiàn)在使用的各種定位夾緊座、定位壓緊支承、精密虎鉗等模塊式單元體具有定位、夾緊以及調節(jié)的綜合功能，可以一件單獨使用，也可以幾件組裝在一起使用，T形基礎、方箱能組裝成一次能裝夾多件相同或不相同的工件的夾具，使用這種夾具可以減少機床的停機時間，最大限度發(fā)揮數(shù)控、加工中心機床的高效性能。
2、高強度、高剛性、高精度
為了提高勞動生產(chǎn)率，縮短工件的加工工時，工件的加工已向著高速、大切削量方向發(fā)展，工序高度集中，工件定位夾緊后要依次完成銑、鉆、鏜等多工序的加工。切削力的大小、方向在不斷地變化，這就需要柔性夾具本身要有較高的使用強度和剛度，才能滿足工件的加工精度。
3、專用夾具、組合夾具、成組夾具一體化
現(xiàn)代化加工設備的多功能化，使工藝過程高度集中、工件一次定位裝夾后能完成多工序加工，這就需要一種通用而又能重復使用的組合可調式的夾具系統(tǒng)，它是由一系列統(tǒng)一化、標準化的元件和合件組成，利用這些元件、合件組裝成各種不同形式、不同結構、可重復使用的夾具，供單件或中小批量生產(chǎn)使用。這種夾具系統(tǒng)保留了組合夾具的各種優(yōu)點，組裝又像專用夾具那樣簡單可靠，又有可調整元件，保留了成組夾具的優(yōu)點。為了便于夾具與機床定位連接，夾具基體有統(tǒng)一標準的定位連接位置，使之專用、組合、成組夾具向著一體化、組合化方向發(fā)展，以滿足現(xiàn)代化加工設備的需要。
4、工件夾緊快速化、自動化
為縮短工件加工中的輔助時間，減輕工人的勞動強度，工件的裝夾、拆卸也需要機械化、自動化。工件的夾緊由原來的單一功能的壓緊件、緊固件發(fā)展為可以調整的模塊，以便實現(xiàn)快速組裝和快速夾緊。對于批量大的一些零件的加工，液壓夾具、氣動夾具可實現(xiàn)工件自動化快速夾緊。
31
第二章 零件的分析
2.1 零件的作用
本次設計的零件—襯套，其主要作用是避免運動件直接和座孔對磨，減少對運動件的損害起到保護運動件的作用，使運動件在襯套內做往復和旋轉運動。在運動部件中，因為長期的磨擦而造成零件的磨損，當運動件和孔的間隙磨損到一定程度的時候必須要更換襯套。具體結構詳見下圖2.1所示：
圖2.1 襯套零件圖
2.2 零件的組成表面、加工要求、形位公差分析
2.2.1零件的組成表面
1、Ф45外圓表面及左端面；Ф65外圓表面及左右兩端面；
2、Ф30內孔表面及端面；
3、Ф52、Ф55內孔表面及端面；
4、Ф40X45°倒角所在表面；
5、Ф8圓柱孔及2X90°锪孔所在表面及端面；
6、R1圓角所在表面。
2.2.2零件的加工要求
1、Ф45外圓柱面，其表面粗糙度公差為1.6um；
2、Ф65外圓柱面及左右兩端面，其表面粗糙度公差為1.6um；
3、Ф52內孔左端面，其表面粗糙度公差為3.2um；
4、Ф52內孔所在表面，其表面粗糙度公差為1.6um；
2.2.3零件的形位公差
1、Ф45外圓所在軸線相對于”Ф52內孔所在軸線”的同軸度公差為Ф0.04；
2、Ф65外圓所在軸線相對于”Ф52內孔所在軸線”的同軸度公差為Ф0.04；
3、Ф52內孔左端面相對于”Ф52內孔所在軸線”的垂直度公差為0.02；
4、Ф52外圓左端面相對于”Ф52內孔所在軸線”的垂直度公差為0.02；
第三章 零件的工藝規(guī)程設計
3.1 確定零件的生產(chǎn)類型及毛坯的制造形式
3.1.1確定零件的生產(chǎn)類型
零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型由著完全不同的工藝特征。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱領是指企業(yè)在計劃期內應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。年生產(chǎn)綱領是包括備品和廢品在內的某產(chǎn)品年產(chǎn)量。
零件生產(chǎn)綱領N可按下式計算：
通過上面的分析，可以根據(jù)年生產(chǎn)綱領、查表確定零件襯套的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)。
3.1.2確定毛坯的制造形式
本次設計的零件其材料選用45鋼。該材料具有良好的鍛造性、鑄造性、吸振性、切削加工性及一定的力學性能，并且價格低廉，生產(chǎn)設備簡單，所以在機械零件材料中占有很大比重，廣泛地用來制作各種軸、機架、底座等復雜的零件。
本次毛坯采用鍛造成型。另外，該零件結構比較簡單，在毛坯制作時，采用毛坯形狀與零件盡量接近。具體結構見圖3.1毛坯圖。
圖3.1 襯套毛坯圖
3.2 基準的選擇與確定
基面的選擇是工藝規(guī)程中的重要工作之一，基面的選擇的正確與合理可以使加工的質量得到保證、生產(chǎn)效率得到提高；否則不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
定位基準分為粗基準和精基準，用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準成為粗基準，使用經(jīng)過加工表面作為定位基準稱為精基準。在制定工藝規(guī)程時，先進行精基準的選擇，保證各加工表面按圖紙加工出來，再考慮用什么樣的粗基準來加工精基準。
1、粗基準的選擇原則
為保證工件某重要表面的余量均勻，應選重要表面為粗基準。應盡量選光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷表面為粗基準，以便定位準確，夾緊可靠。
2、精基準的選擇原則
“基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的定位誤差。
“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設計與制造。
“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。
“互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用”互為基準”方法，反復加工。
根據(jù)上述定位基準的選擇原則，分析本零件，根據(jù)零件圖，本零件是帶有孔比較簡單的零件。
粗基準的選擇：尺寸Ф65右端面作為粗基準。
精基準的選擇：尺寸Ф52內孔及端面作為精基準。
3.3 加工工藝路線的確定
制定工藝路線的出發(fā)點應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使用生產(chǎn)成本下降。工藝路線方案如下：
工序1、鍛造；
工序2、熱處理；
工序3、粗車Ф65右端面；
工序4、粗車Ф65外圓；
工序5、粗車Ф52內孔；
工序6、掉頭粗車Ф45左端面；
工序7、粗車Ф45外圓及Ф65左端面；
工序8、粗車Ф30內孔
工序9、半精車Ф45外圓及Ф65左端面；
工序10、掉頭半精車Ф65右端面；
工序11、半精車Ф65外圓；
工序12、半精車Ф52內孔；
工序13、精車Ф65右端面；
工序14、精車Ф65外圓；
工序15、精車Ф52內孔；
工序16、掉頭精車Ф45外圓及Ф65左端面；
工序17、粗車Ф55X3的槽；
工序18、粗車Ф40X45°倒角；
工序19、鉆削Ф6圓柱孔及2X90°锪孔；
工序20、倒角；
工序21、清洗；
工序22、終檢；
工序23、入庫；
3.4 加工機床及加工裝備的選擇
為更好的加工出各表面、端面及內孔，保證尺寸的同時保證零件的粗糙度。對零件加工之前，需要對使用的機床、采用的刀具、量具和夾具進行相應選擇。
1、車削加工
選用CA6140臥式車床，零件裝夾在三爪卡盤上，加工刀具有端面車刀、外圓車刀、內孔車刀、車槽刀及45°倒角車刀，測量工具為游標卡尺和千分尺。
2、鉆削加工
選用Z525立式鉆床，零件裝夾在專用夾具上，加工刀具有麻花鉆、擴孔鉆、鉸孔鉆、90°锪孔鉆，測量的工具為游標卡尺。
3.5 確定加工余量
工序1、鍛造；
工序2、熱處理；
工序3、粗車Ф65右端面；
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為1.5mm。
工序4、粗車Ф65外圓；
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為1.5mm（單邊）。
工序5、粗車Ф52內孔；
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為1.5mm（單邊）。
工序6、掉頭粗車Ф45左端面；
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為2.5mm。
工序7、粗車Ф45外圓及Ф65左端面；
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為1.5mm。
工序8、粗車Ф30內孔
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為2.5mm。
工序9、半精車Ф45外圓及Ф65左端面；
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為0.75mm。
工序10、掉頭半精車Ф65右端面；
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為0.75mm。
工序11、半精車Ф65外圓；
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為0.75mm。
工序12、半精車Ф52內孔；
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為0.75mm。
工序13、精車Ф65右端面；
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為0.25mm。
工序14、精車Ф65外圓；
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為0.25mm。
工序15、精車Ф52內孔；
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為0.25mm。
工序16、掉頭精車Ф45外圓及Ф65左端面；
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為0.25mm。
工序17、粗車Ф55X3的槽；
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為1.5mm。
工序18、粗車Ф40X45°倒角；
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為5mm。
工序19、鉆削Ф6圓柱孔及2X90°锪孔；
依據(jù)相關加工資料，決定其加工余量為3mm（單邊）。
工序20、倒角；
工序21、清洗；
工序22、終檢；
工序23、入庫；
3.6 計算切削用量、基本時間及輔助時間
工序1、鍛造；
工序2、熱處理；
工序3、粗車Ф65右端面；
1、背吃刀量的確定，在查閱資料后，決定取1.5mm。
2、進給量f的確定，在查閱資料后，取0.1mm/r。
3、切削速度V的確定，在查閱了相關的設計資料和加工的資料后，取60m/min；
294r/min
依據(jù)CA6150臥式車床的主軸轉動速度圖，取n=280，得到：
57.1m/min.
4、基本時間
根據(jù)切削資料，其基本時間為：
式中：l=11.5，則
5、輔助時間
根據(jù)切削資料，其輔助時間為：
式中：，則
工序4、粗車Ф65外圓；
1、背吃刀量的確定，在查閱資料后，決定取1.5mm。
2、進給量f的確定，在查閱資料后，取0.1mm/r。
3、切削速度V的確定，在查閱了相關的設計資料和加工的資料后，取60m/min；
294r/min
依據(jù)CA6150臥式車床的主軸轉動速度圖，取n=280，得到：
57.1m/min.
4、基本時間
根據(jù)切削資料，其基本時間為：
式中：l=32，則
5、輔助時間
根據(jù)切削資料，其輔助時間為：
式中：，則
工序5、粗車Ф52內孔；
1、背吃刀量的確定，在查閱資料后，決定取1.5mm。
2、進給量f的確定，在查閱資料后，取0.1mm/r。
3、切削速度V的確定，在查閱了相關的設計資料和加工的資料后，取60m/min；
367r/min
依據(jù)CA6150臥式車床的主軸轉動速度圖，取n=330，得到：
53.9m/min.
4、基本時間
根據(jù)切削資料，其基本時間為：
式中：l=20，則
5、輔助時間
根據(jù)切削資料，其輔助時間為：
式中：，則
工序6、掉頭粗車Ф45左端面；
1、背吃刀量的確定，在查閱資料后，決定取2.5mm。
2、進給量f的確定，在查閱資料后，取0.1mm/r。
3、切削速度V的確定，在查閱了相關的設計資料和加工的資料后，取60m/min；
425r/min
依據(jù)CA6150臥式車床的主軸轉動速度圖，取n=450，得到：
63.6m/min.
4、基本時間
根據(jù)切削資料，其基本時間為：
式中：l=12.5，則
5、輔助時間
根據(jù)切削資料，其輔助時間為：
式中：，則
工序7、粗車Ф45外圓及Ф65左端面；
1、背吃刀量的確定，在查閱資料后，決定取1.5mm。
2、進給量f的確定，在查閱資料后，取0.1mm/r。
3、切削速度V的確定，在查閱了相關的設計資料和加工的資料后，取60m/min；
425r/min
依據(jù)CA6150臥式車床的主軸轉動速度圖，取n=450，得到：
63.6m/min.
4、基本時間
根據(jù)切削資料，其基本時間為：
式中：l=15，則
5、輔助時間
根據(jù)切削資料，其輔助時間為：
式中：，則
工序8、粗車Ф30內孔
1、背吃刀量的確定，在查閱資料后，決定取2.5mm。
2、進給量f的確定，在查閱資料后，取0.1mm/r。
3、切削速度V的確定，在查閱了相關的設計資料和加工的資料后，取60m/min；
637r/min
依據(jù)CA6150臥式車床的主軸轉動速度圖，取n=620，得到：
58.4m/min.
4、基本時間
根據(jù)切削資料，其基本時間為：
式中：l=25，則
5、輔助時間
根據(jù)切削資料，其輔助時間為：
式中：，則
工序9、半精車Ф45外圓及Ф65左端面；
其加工方法和計算步驟，與工序7基本一致在此不在累贅。
工序10、掉頭半精車Ф65右端面；
其加工方法和計算步驟，與工序3基本一致在此不在累贅。
工序11、半精車Ф65外圓；
其加工方法和計算步驟，與工序4基本一致在此不在累贅。
工序12、半精車Ф52內孔；
其加工方法和計算步驟，與工序5基本一致在此不在累贅。
工序13、精車Ф65右端面；
其加工方法和計算步驟，與工序3基本一致在此不在累贅。
工序14、精車Ф65外圓；
其加工方法和計算步驟，與工序4基本一致在此不在累贅。
工序15、精車Ф52內孔；
其加工方法和計算步驟，與工序5基本一致在此不在累贅。
工序16、掉頭精車Ф45外圓及Ф65左端面；
其加工方法和計算步驟，與工序7基本一致在此不在累贅。
工序17、粗車Ф55X3的槽；
1、背吃刀量的確定，在查閱資料后，決定取1.5mm。
2、進給量f的確定，在查閱資料后，取0.1mm/r。
3、切削速度V的確定，在查閱了相關的設計資料和加工的資料后，取60m/min；
347r/min
依據(jù)CA6150臥式車床的主軸轉動速度圖，取n=330，得到：
57m/min.
4、基本時間
根據(jù)切削資料，其基本時間為：
式中：l=3，則
5、輔助時間
根據(jù)切削資料，其輔助時間為：
式中：，則
工序18、粗車Ф40X45°倒角；
1、背吃刀量的確定，在查閱資料后，決定取5mm。
2、進給量f的確定，在查閱資料后，取0.1mm/r。
3、切削速度V的確定，在查閱了相關的設計資料和加工的資料后，取60m/min；
478r/min
依據(jù)CA6150臥式車床的主軸轉動速度圖，取n=450，得到：
56.5m/min.
4、基本時間
根據(jù)切削資料，其基本時間為：
式中：l=5，則
5、輔助時間
根據(jù)切削資料，其輔助時間為：
式中：，則
工序19、鉆削Ф6圓柱孔及2X90°锪孔；
工步1：鉆Ф6圓柱孔底孔；
1、采用的麻花鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面：
。
2、根據(jù)相關設計資料和設計指南取
3、切削速度的確定
取。
主軸轉速，查主軸轉速表，?。?
得
4、基本時間
根據(jù)切削資料，其基本時間為：
式中：l=7.5，則
5、輔助時間
根據(jù)切削資料，其輔助時間為：
式中：，則
工步2：擴Ф6圓柱孔；
1、采用的擴孔鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面：
。
2、根據(jù)相關設計資料和設計指南取
3、切削速度的確定
取。
主軸轉速，查主軸轉速表，??；
得
4、基本時間
根據(jù)切削資料，其基本時間為：
式中：l=7.5，則
5、輔助時間
根據(jù)切削資料，其輔助時間為：
式中：，則
工步3：鉸Ф6圓柱孔；
1、采用的鉸孔鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面：
。
2、根據(jù)相關設計資料和設計指南取
3、切削速度的確定
取。
主軸轉速，查主軸轉速表，?。?
得
4、基本時間
根據(jù)切削資料，其基本時間為：
式中：l=7.5，則
5、輔助時間
根據(jù)切削資料，其輔助時間為：
式中：，則
工步4：鉆2X90°锪孔；
1、采用的锪孔鉆的材質是硬質合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面：
。
2、根據(jù)相關設計資料和設計指南取
3、切削速度的確定
取。
主軸轉速，查主軸轉速表，??；
得
4、基本時間
根據(jù)切削資料，其基本時間為：
式中：l=2，則
5、輔助時間
根據(jù)切削資料，其輔助時間為：
式中：，則
工序20、倒角；
工序21、清洗；
工序22、終檢；
工序23、入庫；
第四章 鉆Ф6孔專用夾具設計
4.1 定位方案及裝置的確定
4.1.1設計定位方案應滿足的要求
工件在夾具中定位的任務是：使需要加工的工件的所有相同的工序，在夾具中都能擁有相同的正確位子，不能滿足加工的技術要求的全部是不正確的，雖然不能保證100%一致，但是所有工件的誤差必須保證要在所要求的誤差之內。
4.1.2定位方案的確定
1、襯套定位方案的確定
利用Ф65右端面和定位座凸臺左端面進行定位，限制3個方向自由度。在Ф52圓柱孔內插入工件定位銷，限制2個方向自由度。通過對零件的分析，其Ф6圓柱孔只需在Ф45外圓柱面上即可。因此，實現(xiàn)零件的完全定位。
2、定位座定位方案的確定
采用的定位方案是”一面兩銷”。
3、鉆模板定位方案的確定
采用的定位方案是”一面兩銷”。
4.1.3定位元件的確定
1、襯套定位元件的確定
其定位元件有定位座、工件定位銷。
2、定位座定位元件的確定
其定位元件有圓柱銷和菱形銷。
3、鉆模板定位元件的確定
其定位元件有圓柱銷和菱形銷。下圖4.1為夾具裝配圖。
圖4.1 夾具裝配圖
4.2 夾緊方案及裝置的確定
4.2.1設計夾緊裝置應遵循的原則
1、工件不移動原則
夾緊過程中，應不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。
2、工件不變形原則
夾緊力的大小要適當，既要保證夾緊可靠，又應使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。
3、工件不振動原則
對剛性較差的工件，或者進行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動。
4、安全可靠原則
夾緊傳力機構應有足夠夾緊行程，手動夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。
5、經(jīng)濟實用原則
夾緊裝置的自動化和復雜程度應與生產(chǎn)綱領相適應，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結構應力求簡單，便于制造、維修，工藝性能好；操作方便、使用性能好。
4.2.2夾緊方案的確定
1、襯套夾緊方案的確定
利用定位座、雙頭螺栓、六角螺母、左右壓板對工件進行左右方向的夾緊。
2、定位座夾緊方案的確定
在對角線方向上采用內六角螺栓對其進行夾緊。
3、工件定位銷夾緊方案的確定
定位座、雙頭螺栓、六角螺母、左右壓板對其進行左右方向的夾緊。
4、鉆模板夾緊方案的確定
在對角線方向上采用內六角螺栓對其進行夾緊。
5、鉆套夾緊方案的確定
采用平頭螺釘對其進行夾緊。
4.2.3夾緊元件的確定
1、襯套夾緊元件的確定
其夾緊元件有定位座、雙頭螺栓、六角螺母、左右壓板。
2、定位座夾緊元件的確定
其夾緊元件有2個內六角螺栓。
3、工件定位銷夾緊元件的確定
其夾緊元件有定位座、雙頭螺栓、六角螺母、左右壓板。
4、鉆模板夾緊元件的確定
其夾緊元件有2個內六角螺栓。
5、鉆套夾緊元件的確定
其夾緊元件有1個平頭螺釘。
4.3 夾具體的設計
夾具體的設計要求有：
1、有適當?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、安裝對刀或導向元件的表面以及夾具體的安裝基面等，應有適當?shù)某叽绾托螤罹?，之間應有適當位置精度。
為使夾具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。
2、有足夠的強度和剛度
加工過程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不產(chǎn)生變形和振動，夾具體應有足夠的強度和剛度。
3、結構工藝性好
夾具體應便于制造、裝配和檢驗。
4、排屑方便
切屑多時，夾具體上應考慮排屑結構?？梢栽趭A具體開排屑槽、在夾具體下部設置排屑斜面。
5、在機床上安裝穩(wěn)定可靠
本次設計采用HT200的灰鑄鐵來作為夾具的材料，其制造形式采用鑄造的方式獲得。具體構造見圖4.2：
圖4.2 夾具體零件圖
4.4 導向裝置—鉆套的確定
本次選擇的導向裝置，除了鉆模板以外，還需要選擇鉆套。鉆套是鉆模上特有的元件，它的作用是確定鉆頭，鉸刀等刀具的軸線位置，防止刀具在加工過程中發(fā)生偏斜，保證被加工孔的位置精度和提高工藝系統(tǒng)的剛度。
根據(jù)使用特點，鉆套可分為固定式，可換式，快換式等多種結構形式。
1、固定鉆套
固定鉆套（如圖4.3）直接被壓在鉆模板上，其位置精度要求較高，但磨損后不易更換，鉆模板較薄時，為使鉆套具有足夠的引導長度，應采用有肩鉆套。
圖4.3 固定鉆套
2、可換鉆套
可換鉆套（如圖4.4）用于零件單一、大批量生產(chǎn)中，方便更換磨損的鉆套。鉆套和襯套之間采用F7/m6或F7/k6配合，襯套和鉆模板之間采用H7/n6配合。當鉆套磨損后，可卸下螺釘，更換新的鉆套。螺釘能防止鉆套加工時轉動時脫出。
圖4.4 可換鉆套
3、快換鉆套
在工件的一次裝夾中，若順序進行鉆孔、擴孔、鉸孔或攻絲等多個加工工步，需要不同孔徑的鉆套來引導刀具，此時應使用快換鉆套（如圖4.5）。更換鉆套時，只需逆時針轉動鉆套使削邊平面轉至螺釘位置，即可向上快速取出鉆套。
圖4.5 快換鉆套
4、特殊鉆套
因工件的形狀或被加工孔的位置需要而不能使用標準鉆套時，需自行設計的鉆套稱為特殊鉆套。圖4.6加長鉆套為常見的特殊鉆套，在加工凹面上的孔時使用，為減少刀具與鉆套的摩擦，可將鉆套引導高度H以上的孔徑放大，鉆套的高度H增大，則導向性能好，刀具剛度提高，加工精度高，但鉆套與刀具的磨損加劇，一般取H=1～2.5d。
圖4.6 加長鉆套
本次設計的要求是要對零件上Ф6圓柱孔進行鉆孔加工，最后才能實現(xiàn)圖上所要求的加工要求，所以要選快換鉆套來用作刀具的導向元件。
4.5 鉆削力的計算
加工機床：Z525立式鉆床；刀具：Φ6鉆頭
根據(jù)相關設計資料和設計指南，得鉆削力計算方法：
其中P—鉆削力；
D─鉆頭直徑，Φ6mm；
S—進給量，0.1mm；
HB─布氏硬度，取220HBS。
所以
4.6 夾緊力的計算
夾緊力的計算由于受多方面工藝因素的影響，計算起來比較復雜，一般只能粗略計算。為了簡化計算，在設計夾緊裝置時可假定工藝系統(tǒng)是剛性的，只考慮切削力的切削力矩對夾緊力的影響。
。
其中：為基本安全系數(shù)，取1.5；
為加工性質系數(shù)，取1.1；
為刀具鈍化系數(shù)，取1.1；
為繼續(xù)切削系數(shù)，取1.1；
為夾緊力穩(wěn)定系數(shù)，取1.3；
為手動夾緊手柄位置系數(shù)，取1.0。
所以=2.6
實際夾緊力應為：。
其中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，，
所以，取螺栓預緊力。
選雙頭螺栓M10粗牙螺紋，材料為45#鋼。
則，遠遠小于45#鋼的許用拉應力。
故可以采用雙頭螺栓M10粗牙螺紋。
4.7 定位誤差的分析
本工序選用的工件以圓孔在定位銷上定位，定位銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準位移誤差僅存在Z軸方向，且向下。
式中：—定位副間的最小配合間隙（mm）；
—工件圓孔直徑公差（mm）；
—定位銷外圓直徑公差（mm）。
通過對零件圖的分析，其加工精度不高，因此上述定位誤差在范圍內。
結論
通過本次課程設計，發(fā)現(xiàn)自己在理論與實踐中有很多的不足，自己知識中存在著很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論到實踐的能力還急需提高。讓我認識到了仔細認真的重要性。我這次進行的小設計，是入大學以來一次較為正式，知識面涉及較廣的設計。學校安排這樣一次實踐項目，就是要讓我們對之前所學的東西進行一次鞏固和深化，重新把各科的知識匯總梳理了一遍。這對我們今后的學習以及將來踏上社會工作是很有好處的。書本上的理論知識可能掌握了，但是關鍵是要如何吸納為自己的東西，并投入到實踐創(chuàng)新中去，做到能融會貫通，舉一反三，能實實在在地解決實際問題。
通過本次設計我掌握了夾具設計的一套流程，零件作用、材料以及技術要求的分析；零件圖、毛坯圖的繪制；加工工藝路線的選擇、比較、分析與確定；切削用量以及加工工時的計算；專用夾具定位方案、元件，夾緊方案、元件的選擇，切削力以及夾緊力等等。
當然，本次設計也遇到了很多困難，比如在參考資料的尋找、獨立完成制圖以及對說明書的嚴謹?shù)呐虐娴鹊?。整個設計也還有諸多不足之處及遺忘之處，將來可以引以為戒，會成為以后的學習及工作中寶貴的財富。
致謝
首先要謝謝的，就是指導老師。老師人比較隨和，不過在對待學術上是非常嚴厲的。在平時的聊天里面，我們就像是朋友一樣，不過只要一涉及到夾具設計，老師絕對不會對我手下留情，都是嚴格要求的。從一開始選擇零件，到后來寫夾具設計、CAD圖形的繪制、說明書的編寫、修改，潤色等等，老師都給了我很多的幫助，在遇到問題的時候，老師總是對我說不要著急，慢慢去找設計資料，針對問題去尋找解決的辦法。說明書能夠這么快寫好了，跟我的指導老師的幫助是分不開的。
除了老師，我的同學們，我也要謝謝你們，因為有你們，我的設計過程才能如此的難忘，馬上就要結束設計了，今后我們一起大步向前去奮斗，希望各位都能有更好的明天。
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