1681-鉆泵體蓋6-φ7孔機(jī)床與夾具圖紙,鉆泵體蓋,機(jī)床,夾具,圖紙 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）說(shuō) 明 書(shū)題 目 泵體蓋鉆 6-φ7 孔鉆削專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué) 生 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 機(jī)械工程及其自動(dòng)化（涉外機(jī)械）學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)2目 錄前言···························································· 3第一章 鉆床內(nèi)部結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能校核······························· 41.1 泵體蓋孔加鉆機(jī)設(shè)計(jì)········································· 31.21.1 鉆床的總體設(shè)計(jì)··········································· 31.2 鉆床刀具的選擇··············································· 31.3 鉆床傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)···········································1.3.1 切削參數(shù)的確定1.3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇1.3.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)及計(jì)算1.3.4 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核1.4 本章小結(jié)第二章 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)············································ 42.1 工件的加工工藝性分析···································2.2 定位元件的選擇與設(shè)計(jì)···································42.2.1 定位元件的選遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3擇·····································52.2.2 定位誤差的分析2.2.3 定位誤差的計(jì)算2.3 泵體蓋在夾具中的夾緊2.3.1 夾緊裝置的組成2.3.2 夾緊力的確定2.3.3 夾緊機(jī)構(gòu)的選擇及設(shè)計(jì)2.4 導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)2.4.1 鉆模板的類(lèi)型與選擇2.4.2 鉆套的選擇與設(shè)計(jì)2.5 夾具體的設(shè)計(jì)2.6 夾具在機(jī)床上的定位2.7 本章小結(jié)3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析4 結(jié)論致謝第三章 附鉆床各圖················································ 12文獻(xiàn)參考·························································· 13泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)4前言隨著現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，機(jī)床的種類(lèi)越來(lái)越繁多，機(jī)床的功能越來(lái)越多，為了適應(yīng)當(dāng)今機(jī)械生產(chǎn)中的特殊要求，專(zhuān)用機(jī)床的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。之所以選擇泵體蓋鉆孔專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì)作為我的設(shè)計(jì)題目，是因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)以前的鉆床雖然功能不少，但是有很多不足之處，比如對(duì)工件大批量生產(chǎn)不能滿(mǎn)足，而且生產(chǎn)效率不高，對(duì)一些有特殊要求的工件也不能進(jìn)行批量生產(chǎn)?；谶@個(gè)前提，我選擇了鉆削類(lèi)的專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)泵體蓋 6-φ7 孔的鉆削進(jìn)行加工。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，可以生產(chǎn)出一種鉆床滿(mǎn)足泵體蓋 6-φ7 孔的鉆削標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)，這種鉆床既可以滿(mǎn)足特殊的加工要求又節(jié)省了時(shí)間、減少了勞動(dòng)力。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)出一種鉆削類(lèi)的專(zhuān)用機(jī)床，讓它只對(duì)泵體蓋 6-φ7 孔一類(lèi)工件進(jìn)行鉆削加工。本機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集中化程度高、針對(duì)性強(qiáng)、工作效率高、能夠適應(yīng)在生產(chǎn)批量大的生產(chǎn)中的要求。它既提高了生產(chǎn)效率，又簡(jiǎn)化了操作程序，而且減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。機(jī)床、基礎(chǔ)理論研究、檢測(cè)等方面都有了較大的進(jìn)展。目前，孔加工技術(shù)已較為成熟。同時(shí)隨著我國(guó)科學(xué)和技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，其品種型號(hào)越來(lái)越多，質(zhì)量要求越來(lái)越高，更新?lián)Q代周期也越來(lái)越短。因而多品種、中小批量生產(chǎn)已日益成為機(jī)械制造業(yè)的主要生產(chǎn)類(lèi)型。機(jī)床夾具是保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作中的重要組成部分，遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5其結(jié)構(gòu)形式必須與其生產(chǎn)類(lèi)型相適應(yīng) [2]。當(dāng)然在鉆床中夾具的設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的，由于夾具設(shè)計(jì)過(guò)程的隨機(jī)因素較多，目前仍有許多企業(yè)沿用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法來(lái)完成，即由經(jīng)驗(yàn)豐富的工藝人員人工設(shè)計(jì)(或借助二維 CAD 設(shè)計(jì)) 。很顯然，這種設(shè)計(jì)方法在很大程度土受夾具設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)水平的限制，且設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，設(shè)計(jì)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，已不適應(yīng)現(xiàn)代制造技術(shù)。因此，開(kāi)發(fā)出實(shí)用的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)是解決這一間題的重要方法和手段。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以分為概念設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)三個(gè)階段。概念設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié),它影響著后續(xù)的技術(shù)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì),是決定夾具方案優(yōu)劣的重要階段。由于鉆銑削加工切削用量及切削力較大，加工時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng)，因此設(shè)計(jì)鉆銑床夾具時(shí)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(shí)要正確使用定向鍵、對(duì)刀裝置；夾具體要有足夠的剛度和穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)要合理在批量生產(chǎn)泵體蓋時(shí)，多采用流水線(xiàn)式操作，即按工序分配給不同生產(chǎn)車(chē)間來(lái)生產(chǎn)。泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)，就是為加工泵體蓋 6-φ7 孔這一工序而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用機(jī)床及夾具。由于泵體蓋 6-φ7 為均勻分布，因此需要綜合應(yīng)用孔的加工及機(jī)床夾具等方面的知識(shí)。本次設(shè)計(jì)主要包括兩大部分。第一部分為泵體蓋 6-φ7 孔鉆削專(zhuān)機(jī)的設(shè)計(jì)，其中包括機(jī)床的基本尺寸的選擇、電機(jī)的選擇、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和鉆頭的選擇。首先，機(jī)床的基本尺寸主要參考常用機(jī)床的外形尺寸，并根據(jù) 6-φ7 孔加工的需要來(lái)確定。其次，泵體蓋材料為鋁合金。因此可根據(jù)鋁合金的切削性能，及鉆削鋁合金時(shí)的切削用量和鉆削速度來(lái)估算出鉆削力、鉆削扭矩和鉆削功率來(lái)，并根據(jù)鉆削功率選擇電動(dòng)機(jī)。然后，根據(jù)所選電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速和切削速度來(lái)確定傳動(dòng)比，并用齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于本次設(shè)計(jì)的機(jī)床只為加工 6-φ7 孔而設(shè)計(jì)，因此不需變速，一級(jí)傳動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)。最后，根據(jù)回油孔的特點(diǎn)，并考慮經(jīng)濟(jì)性來(lái)選擇合適的多孔加工刀具。第二部分為專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，其中包括定位方式的選擇、定位誤差的計(jì)算、夾緊方式的確定、夾緊力的確定及夾緊機(jī)構(gòu)的的選擇、導(dǎo)引裝置的確定、夾具體的設(shè)計(jì)和夾具體在機(jī)床上的定位方式。根據(jù)六點(diǎn)定位原理、泵體蓋外形的特點(diǎn)及常用定位元件的種類(lèi)，來(lái)確定夾具體的定位方式。由于零件在加工時(shí)，總會(huì)產(chǎn)生誤差，因此應(yīng)考慮工件的定位誤差。進(jìn)行定位誤泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)6差的計(jì)算，以保證定位誤差在零件加工誤差允許的范圍之內(nèi)。若不合適，則應(yīng)選擇更合適的定位方式，以確保零件的加工精度。為了使零件在被加工時(shí)保持位置不變，應(yīng)對(duì)零件在被加工時(shí)所需的加緊力進(jìn)行估算。在此基礎(chǔ)上，綜合考慮零件的定位方式和加工方式，來(lái)設(shè)計(jì)適合的夾緊機(jī)構(gòu)。為保證加工精度，選擇合適的對(duì)刀導(dǎo)引裝置，保證工件相對(duì)于刀具處于正確的位置。綜合以上各方面的設(shè)計(jì)和各個(gè)裝置的相對(duì)位置關(guān)系，可以設(shè)計(jì)出夾具體的結(jié)構(gòu)。并且還要確定夾具體在機(jī)床上的定位方法和定位精度。這樣就完成了夾具的設(shè)計(jì)。由于此次設(shè)計(jì)是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)加工中的需要來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，因此還從經(jīng)濟(jì)性方面分析了此次設(shè)計(jì)的可行性。另外，分析了此次設(shè)計(jì)相對(duì)于一般生產(chǎn)加工情況的優(yōu)點(diǎn)、此次設(shè)計(jì)的不足，和可能改進(jìn)的方法。1 泵體蓋 6-φ7 孔加工專(zhuān)機(jī)的設(shè)計(jì)1.1 鉆床的總體設(shè)計(jì)鉆床可用于加工簡(jiǎn)單零件上的孔，也可用于加工外型復(fù)雜、沒(méi)有對(duì)稱(chēng)回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)工件上的單個(gè)或一系列圓柱孔，如蓋板、箱體、機(jī)架等零件上的各種用途的孔。鉆床一般用于完成加工尺寸較小、精度要求不太高的孔。通常，鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鉆頭軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng) [3]。鉆床可分為臺(tái)式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床、銑鉆床、深孔鉆床、平端面中心孔鉆床和臥式鉆床。在本次設(shè)計(jì)中，待加工孔為多孔且均勻分布，因此在選擇機(jī)床上有些困難。通常多孔鉆床具有特殊設(shè)計(jì)的主軸，臥式布局。一般為工件旋轉(zhuǎn)，用特制的鉆頭鉆削孔，可完成孔工件鉆、擴(kuò)、鉸、套料等加工。但由于多孔鉆床的特殊性，其比較昂貴，對(duì)于非專(zhuān)業(yè)化深孔加工的廠(chǎng)家，成本過(guò)高，因此不能選用這種形式。所以，應(yīng)由其他鉆床改造成多孔鉆床，這樣可節(jié)省開(kāi)支，并且易于中、小型企業(yè)接受。綜合各種機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作方式，決定選用臥式鉆床的結(jié)構(gòu)布置。臥式鉆床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是主軸旋轉(zhuǎn)中心固定，遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7移動(dòng)工件使加工點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)主軸中心。主軸箱安裝在立柱上，主軸水平布置。立柱有圓柱、方柱，這里選擇圓柱作為主軸。主軸可機(jī)動(dòng)進(jìn)給。由于本次設(shè)計(jì)為鉆孔專(zhuān)機(jī)，只用于加工多孔的工序，簡(jiǎn)單的傳動(dòng)系統(tǒng)就能滿(mǎn)足，不需要變速，因此采用一級(jí)齒輪傳動(dòng)即可，這樣可以直接達(dá)到鉆削所需要的速度。泵體蓋材料為鋁合金，根據(jù)其切削性能及各類(lèi)多孔鉆的尺寸參數(shù)，在相比較下選擇合適的刀具。從而確定進(jìn)給量來(lái)計(jì)算出切削參數(shù)，即加工時(shí)所需的鉆削力、鉆削率和鉆削轉(zhuǎn)矩。通過(guò)這些數(shù)據(jù)，可選擇出適合的電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源。同時(shí)，根據(jù)這些切削參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算出傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)。1.2 鉆床刀具的選擇 在多孔加工中，使用鉆頭、內(nèi)排屑深孔鉆雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但由于需要專(zhuān)用的機(jī)床（或改裝的普通車(chē)床）以及一套輔助設(shè)備，投資較大，多孔加工受到一定的條件限制。麻花鉆具有投資少、見(jiàn)效快、無(wú)需特殊多孔加工裝備等優(yōu)點(diǎn)，是一般多孔加工中行之有效的加工方法。在本次設(shè)計(jì)中，則采用直柄麻花鉆來(lái)完成切削任務(wù)。其主要的尺寸參數(shù)可在表 1-1中查詢(xún)。表 1-1 麻花鉆主要的尺寸參數(shù)Tab.1-1 Twist drill main size parameterd =125l=160l=200l=250l=315lh8 =801=1001=1501=2001=25012.0 × ×2.5 × ×3.0 × ×3.5 × × ×4.0 × × × ×4.5 × × × ×注：×——表示有規(guī)格； ——麻花鉆全長(zhǎng)； ——麻花鉆工作部分長(zhǎng)度；l1ld——麻花鉆的直徑。 此次多孔加工的孔 6-φ7 孔，工作部分長(zhǎng)度滿(mǎn)足此長(zhǎng)度即可，因此可選 ＝160 的直1l柄麻花鉆。麻花鉆材料的選擇，參見(jiàn)表 1-2。表 1-2 麻花鉆的性能級(jí)別 [4]Tab.1-2 Twist drill performance rank泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)8項(xiàng)目 普通型能級(jí)麻花鉆 高性能級(jí)麻花鉆材料工作部分用 W6Mo5Gr4V2 或同等性能的其他牌號(hào) 普通高速鋼（代號(hào) HHS）制造工作部分用 W2Mo9Gr4VCo8 或同等性能的其他牌號(hào) 高性能高速鋼（代號(hào) HHS－E）制造硬度 工作部分硬度 780～ 900HV 工作部分硬度 820～ 950HV制造工藝一般為軋制或銑制 一般為全磨制應(yīng)用設(shè)備一般用于普通機(jī)床 一般用于數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)線(xiàn)其他高性能級(jí)的麻花鉆比普通性能級(jí)麻花鉆在表面粗糙度、切血人對(duì)工作部分軸向斜跳動(dòng)、鉆芯對(duì)稱(chēng)直徑、溝槽分度誤差、直柄直徑公差、錐柄圓錐公差、鉆芯對(duì)工作部分軸線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)度、兩刃帶寬度差等方面都要求更高根據(jù)本次加工情況及技術(shù)要求，選擇普通型能級(jí)的麻花鉆即可。1.3 鉆床傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.3.1 切削參數(shù)的確定多孔鉆削的功率由最大鉆孔直徑?jīng)Q定（即鉆床的功率） ，因此應(yīng)根據(jù)深孔鉆削最大參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。切削功率的計(jì)算：目前，還沒(méi)有成熟的計(jì)算深孔鉆削功率的經(jīng)驗(yàn)公式，一般可用麻花鉆的功率計(jì)算公式近似計(jì)算。鉆削扭距（1-1）20.83341Mdf???式中 ——鉆削扭距，N·m；M——鉆孔直徑，mm；d——鉆孔進(jìn)給量，mm/r。f鉆削軸向力（1-2） 0.729Ndf?式中 ——鉆削軸向力，N。鉆削功率（1-3）33210PMnf??????遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9式中 ——鉆削功率，kW； P——鉆孔轉(zhuǎn)速，r/s。n考慮到麻花鉆有橫刃和刀具材料為高速鋼等因素，取計(jì)算值的 70％作為深孔鉆削功率的近似值。式 1-1、 1-2、 1-3 中的 和 可從表 1-3 中查詢(xún)。fv表 1-3 在組合機(jī)床上用高速鋼刀具對(duì)鋁、銅件鉆孔時(shí)切削速度和進(jìn)給量 [5]Tab.1-3 In combination with high-speed machine tools, steel cutlery on aluminum、copper pieces bored intoto the cutting speed and volume[3] 鋁 銅鋁鋁合金（長(zhǎng)切削）鋁合金（短切削）黃銅、青銅 硬青銅加工孔徑/mm/m/minvf/mm/r/m/minvf/mm/r/m/minvf/mm/r/m/minvf/mm/r/m/minvf/mm/r3~8 20~50 0.03~0.20 20~50 0.05~ 0.25 20~50 0.03~0.10 60~80 0.03~ 0.10 25~45 0.05~0.15根據(jù)表 1-3 選擇切削速度為 =20 (m/min)v進(jìn)給量為 =0.10 (mm/r）f則主軸轉(zhuǎn)速：(r/min)1020145.33.vnd????式中 ——主軸轉(zhuǎn)速；n——切削速度；v——工件（或刀具直徑） ，mm。d則根據(jù)式 1-1、1-2 、1-3 得： N·m1.35M?N67kW.4P取計(jì)算結(jié)果的 70％，可得鉆削的近似功率為 1.022kW。1.3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇一般用于驅(qū)動(dòng)金屬切削機(jī)床的電動(dòng)機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)。其中，低壓電動(dòng)機(jī)中的 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)尤為合適。泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)10Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)具有效率高，節(jié)能，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高，噪聲低，振動(dòng)小，運(yùn)行安全可靠的特點(diǎn)，作為一般用途的電動(dòng)機(jī)，適用于驅(qū)動(dòng)無(wú)特殊性能要求的各種機(jī)械設(shè)備，如金屬切削機(jī)床、鼓風(fēng)機(jī)、水泵等 [6]。鉆削功率近似為 1.022kW，則電動(dòng)機(jī)功率 為：P(1-4)1/.02/.81mP???式中 ——機(jī)床總機(jī)械效率，對(duì)于主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床， =0.7~0.85；m? m?——鉆削功率，kW 。1P在進(jìn)行鉆削時(shí)，進(jìn)給功率及小，可忽略不計(jì)，因此可直接根據(jù)計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)的功率選擇電動(dòng)機(jī)。則可選擇機(jī)座號(hào)為 90S，功率為 1.5kW，同步轉(zhuǎn)速為 3000r/min 的電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力。1.3.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)及計(jì)算根據(jù)切削速度和電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速可得傳動(dòng)比 ：i21302.145.ni??則齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算如下：1) 選擇齒輪材料齒輪最常用的材料是鍛鋼，其次是鑄鋼和鑄鐵，有時(shí)也采用非金屬材料。2)齒輪尺寸確定及強(qiáng)度計(jì)算a 選擇齒輪材料查表得：小齒輪選用 調(diào)質(zhì) HBS=245~275HBS#45大齒輪選用 正火 HBS=210~240HBSb 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)：按 (1-5)13(0.1~.2)t pvn?估取圓周速度，得： ，參考表選?、蚬罱M 8 級(jí)。2.89tms小齒輪分度圓直徑 1d(1-6)21312[]4EHdkTIZu???A齒寬系數(shù) 查表得按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)銷(xiāo)布置：取 =0.8d?d?遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11小齒輪齒數(shù) 在推薦值 20~40 中選 =261Z1Z大齒輪齒數(shù) 圓整取 55;22Z2130265.14.ni???A齒數(shù)比 ;u215.6u傳動(dòng)比誤差 誤差在 范圍內(nèi)合適。A(.)0.???A 5%?小輪轉(zhuǎn)矩 N·mm;66111.59.509.520.643pTn??載荷系數(shù) K (1-7) AVK???使用系數(shù) 查表得 =1A動(dòng)載荷系數(shù) 查相關(guān)圖得初值 =1.1V vt齒向載荷分布系數(shù) 查相關(guān)圖得 =1.07??齒間載荷分配系數(shù) 由 =0 得K?(1-8)121[.83()]cos[.832()].765Z?????????則載荷系數(shù) K 的初值 t .507.4t??彈性系數(shù) 查表得 EZ 289.ENm節(jié)點(diǎn)影響系數(shù)查相關(guān)圖及 =0,查相關(guān)圖( =0, = =0)得HZ?1x=2.5HZ重合度系數(shù) 查相關(guān)圖（ ）得 =0.88Z?0????許用接觸應(yīng)力[ ] [ ]= (1-9)H?H?limnwHSA接觸疲勞極限應(yīng)力 , 查相關(guān)圖得lim1li2=570 N/mm2li1H=460 N/mm2lim2?應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 、1N2=60nj = hL1060145.3(80).63????泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)12=2N881.6307.105U??由查相關(guān)圖得接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù) 、 （不允許有點(diǎn)蝕）1Z2N= =1硬化系數(shù) 查相關(guān)圖得 =1WZW接觸強(qiáng)度安全系數(shù) 查表得，按一般可靠度查 取 =1.1HSmin1.0~HSHS,21570[]18.N??? 246[]8.Nm???故根據(jù)式(2-6) 的設(shè)計(jì)初值 為dtd2312.40.62189.50.()37.584t ?? ?A得： 37.52mm1td?齒輪模數(shù) m m= = =1.44mm 查表得 m=1.5mm；1tdZ7.526小輪分度圓直徑的圓整值 mm；'1t'126.539tZm???圓周速度 m/s； v' 42.8600tdnv?與估取 很相近,對(duì) 取值影響不大,不必修正 ；3t?VKVK, ；Vt?1.4t小輪分度圓直徑 mm；'139td大輪分度圓直徑 mm；2.582.mZ?中心距 mm；12()(6)0.75a????齒寬 mm；1min0.8375.2dtb?A大輪齒寬 ；2b小輪齒寬 ；1(~)??3) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算；12[]FFaSFKTYbdm????A齒形系數(shù) 查相關(guān)圖得 小輪 =2.60 FaY遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13大輪 =2.30； 2FaY應(yīng)力修正系數(shù) 查相關(guān)圖得 小輪 =1.60 SaY1S大輪 =1.72；2a重合度系數(shù) ；0.2570.57.691Y?????許用彎曲應(yīng)力 N/mm2；[]F?min[]FNXYS?A彎曲疲勞極限 查相關(guān)圖得 =460， =390；minin1in2彎曲壽命系數(shù) 查相關(guān)圖得 = =1；NYN尺寸系數(shù) 查相關(guān)圖得 =1；X XY安全系數(shù) 查表得 =1.3；FSFS則 N/mm2；lim114601[] 35.8.NXF????N/mm2；li229.FYS故 ；??1 12.401.6874250.06.874.9359.F F? ????????；2 2.2.31.29.3.1可得結(jié)論:齒根彎曲強(qiáng)度足夠。4) 齒輪其它尺寸計(jì)算分度圓直徑 ； =39, =82.5； 1.52639dmZ???1d2齒項(xiàng)高 ； = =1.5；*ahAah齒根高 ； = =1.875；()fC?1f2f齒全高 ； = =4.875；*2a?h齒頂圓直徑 ； =42 , =85.5；*(2)adhZm?1ad2a齒根圓直徑 ； =36, =79.5；fa?ff基圓直徑 ； =36.65, =77.52；cossb??1bd2b齒距 ； = =4.71；p?1p泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)14齒厚 ； = =2.355；2ms??1s2齒槽寬 ； = =2.355；e e基圓齒距 ； = =4.426；cosbp?1bp2法向齒距 ； = =4.426；n?n頂隙 ； = =0.375；*mA1c2分度圓壓力角 [7]。120??1.3.4 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核1) 軸的材料的選擇軸的材料種類(lèi)很多，要根據(jù)強(qiáng)度、剛度核耐磨性等要求，選擇材料種類(lèi)及熱處理方式，軸的常用材料是碳素鋼和合金鋼。碳素鋼價(jià)格較低，對(duì)應(yīng)力集中敏感性小，通常使用中碳鋼，最常用的是 45 號(hào)鋼，不太重要或受力小的軸可以使用 Q235 等鋼材。合金鋼比碳素鋼具有更高的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良的熱處理性能，但對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，對(duì)于受力較大又要減小軸的尺寸和重量，或者需要提高軸頸的耐磨性，或者在高溫、腐蝕等條件下工作的軸，可以采用合金鋼。在低于 200℃的工作溫度下，合金鋼和碳素鋼的彈性模量相差不大，因此，使用合金鋼代替碳素鋼并不能提高軸的剛度。球墨鑄鐵和高強(qiáng)度鑄鐵適合于制造形狀復(fù)雜的軸（如曲軸、凸輪軸等） ，它具有良好的吸振性和耐磨性，對(duì)應(yīng)力集中不敏感，但是鑄造質(zhì)量不易控制。小直徑的軸可以使用軋制圓鋼，大直徑或直徑變化較大的階梯軸需要使用鍛件，形狀復(fù)雜的軸通常采用鑄造方式制造。根據(jù)軸的常用材料及主要機(jī)械性能，選擇 45＃ 正火為軸的材料。2) 軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算對(duì)于僅傳遞扭矩或主要裝的扭矩的傳動(dòng)軸，應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算 。對(duì)于既受彎矩又受扭矩的轉(zhuǎn)軸，可以通過(guò)降低許用剪應(yīng)力的方法考慮彎矩的影響，用扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算轉(zhuǎn)軸的最小直徑，然后進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)計(jì)算公式為(1-10)3PdAn?式中 ——軸的直徑，mm；d遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15——考慮了彎矩影響的設(shè)計(jì)系數(shù)；A——軸傳遞的功率，kW；P——軸的轉(zhuǎn)速，r/min。n本節(jié)設(shè)計(jì)機(jī)床的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，下面對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中的高速軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。 a 求輸出軸上的轉(zhuǎn)矩 1TN·mm6611.59.509.5002.643pn?????b 求作用在齒輪上的力輸出軸上的小齒輪的分度圓直徑為mm1.52639dmZ???圓周力 、徑向力 、和軸向力 的大小如下，方向如圖 1-1 所示。tFrF?圖 1-1 軸的受力分析圖Fig.1-1 Axis stress analysis chart由此可得： N210.6593tTFd???N1anta28coscsrt??N59tn0tF???式中 ——壓力角；1?——螺旋角，因是直齒圓柱齒輪，因此 ＝0。? ?c 確定軸的最小直徑選取軸的材料為 45 鋼，正火處理。按式 1-10 初估軸的最小直徑，查表取 A＝115，可得：mm133min1.5.724PdA???泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)16圖 1-2 軸的結(jié)構(gòu)圖Fig.1-2 Structure drawing of axis 由于主軸內(nèi)部為中空，所以軸段①（見(jiàn)圖 1-2）用于安裝聯(lián)軸器，其直徑應(yīng)該與聯(lián)軸器的孔徑相配合，因此要先選用聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ，根據(jù)工作情況選取caATK?＝1.5，則 ＝1.5×10120.6＝15180.9 。根據(jù)工作要求選用十字軸式萬(wàn)向聯(lián)AKcaATK?NmA軸器，型號(hào)為 WSD2，許用轉(zhuǎn)矩[T]＝22400 。與輸出軸聯(lián)接的半聯(lián)軸器孔徑 ＝34mm，因此取軸段①的直徑 ＝34mm。聯(lián)軸器1d 1d輪轂總寬度 L＝74mm（J 1 形軸孔） ，與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 L＝62mm。d 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1) 擬定軸上零件的裝配方案裝配方案見(jiàn)鉆床的裝配總圖。2) 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長(zhǎng)度具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)頭架主軸圖， 3）軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用 A 型普通平鍵聯(lián)接，按 d1=34mm，從手冊(cè)中查得平鍵截面尺寸 b×h=6×6,根據(jù)輪轂寬度，由鍵長(zhǎng)系列中選取鍵長(zhǎng) L=38mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 H7/k6。齒輪與軸的周向定位采用 A 型普通平鍵聯(lián)接，平鍵的尺寸為 b×h×L=8×8×38.為了保證齒輪與軸具有良好的對(duì)中性，取齒輪與軸的配合為 H7/r6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位采用過(guò)渡配合保證的，因此軸段直徑尺寸公差取為 m6。4）確定軸上圓角和倒角尺寸各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖 2-1，軸端倒角取 1×45°。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）175) 軸的強(qiáng)度校核a 求軸的載荷在進(jìn)行軸校核時(shí)按軸是實(shí)心進(jìn)行校核，因此軸的尺寸相應(yīng)減少．首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（見(jiàn)圖 1-3） 。在確定軸承的支撐點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取 a 值。對(duì)于 61803 型深溝球軸承，因此軸的支承跨距 L=65+65=130mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作為軸的彎矩圖、扭矩圖和當(dāng)量彎矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖和當(dāng)量彎矩圖中可以看出，C 截面的當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面。C 截面處的 、HM、 、 及 的數(shù)值如下。VMTca支反力 水平面 =209 ， =209 N1HR2HR垂直面 =197 , =-76 NVV彎矩 和 水平面 =5538.5 N·mmHV HM垂直面 =3206.5 N·mm1VcaMTVM2RH22VRrFat D?1HR1V'BATL23LtFH1Hrad?'1VaRM?1V1V2?2ca1F( a )( b )( c )( d )( e )( f )圖 1-3 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)18Fig.1-3 Computation diagram of axis 合成彎矩 M= =6399.7 N·mm2HVM??22538.06.5?扭矩 =10120.6 TTNmA當(dāng)量彎矩 ca= =10119.9 N·mm2???22639.701.6??b 校核軸的強(qiáng)度軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表查得 =650 ，則[ ]=0.09～0.1 ，即B?2Nm?B?58～65 ,取[ ]=60 ，軸的計(jì)算應(yīng)力為2Nm?2Nm= =17.3 6~8 >8~20b2 3 4泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)26B-0.52D-12D-22=5，因此得： =2, =0.52DbB5) 補(bǔ)償距離 　　(mm) (2-2)1min2xyL??????式中 ——夾具圓柱銷(xiāo)與其相配合的工件定位孔間的最小間隙(mm)1min?圓柱銷(xiāo)的尺寸為 ，根據(jù) GB1801——79 知該即尺寸為 φ5-0.006 -0.0017。6g?由此可得 (mm)1min0.6???則 (mm)??i 1.30.6.4322xyL????????6) 菱形銷(xiāo)圓弧部分與其相配合的工件定位孔間的最小間隙　　(mm)2min2.4.11bD???式中 ——與菱形銷(xiāo)相配合的工件定位孔的最小直徑(mm)2D7) 菱形銷(xiāo)最大直徑　　(mm)22min10.3.96d????公差選取 h58) 兩定位銷(xiāo)所產(chǎn)生的最大角度定位誤差　　 1max2a0.6.3105tgL????????式中 ——夾具圓柱銷(xiāo)與其配合的工件定位孔間的最大間隙；1max?——夾具菱形削與其配合的工件定位孔間的最大間隙應(yīng)保證；2則　　 0??由于待加工孔未對(duì)其形位公差，因此允許些許偏差。2.3 泵體蓋在夾具中的夾緊工件在夾具中的裝夾是由定位和夾緊這兩個(gè)過(guò)程緊密聯(lián)系在一起的。僅僅定位好，在大多數(shù)場(chǎng)合下，還無(wú)法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件實(shí)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。夾緊裝置的基本任務(wù)就是保持工件在定位中所獲得的既定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和振動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27定位是在夾緊過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確位置。2.3.1 夾緊裝置的組成一般夾緊裝置由下面兩個(gè)基本部分組成。1) 動(dòng)力源即產(chǎn)生原始作用力的部分。如果用人的體力對(duì)工件進(jìn)行夾緊，稱(chēng)為手動(dòng)夾緊；如果用氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)合、電動(dòng)以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)等動(dòng)力裝置來(lái)代替人力進(jìn)行夾緊，則稱(chēng)為機(jī)動(dòng)夾緊。2) 夾緊機(jī)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。它包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。中間遞力機(jī)構(gòu)把來(lái)自人力或動(dòng)力裝置的力傳遞給夾緊元件，再由夾緊元件直接與工件接觸，最終完成夾緊任務(wù)。根據(jù)動(dòng)力源的不同和工件夾緊的實(shí)際需要，一般中間遞力機(jī)構(gòu)在傳遞夾緊力的過(guò)程中，可以起到以下作用：a 改變作用力的方向；b 改變作用力的大小；c 具有一定的自鎖性能，以保證夾緊可靠，在手動(dòng)夾緊時(shí)尤為重要。本次設(shè)計(jì)采用手動(dòng)夾緊方式。2.3.2 夾緊力的確定1) 夾緊力的方向夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面 [11]。為使夾緊力有助于定位，則工件應(yīng)緊靠支撐點(diǎn)，并保證各個(gè)定位基準(zhǔn)與定位元件接觸可靠。一般地講，工件的主要定位基準(zhǔn)面其面積較大、精度較高，限制的不定度多，夾緊力垂直作用于此面上，有利于保證工件的加工質(zhì)量。夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力。圖 2-4 所示為工件安裝時(shí)的重力 、切削力G和夾緊力 之間的相互關(guān)系。其中圖(a) 最好，圖(d)最差。FW泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)28圖 2-4 夾緊力與切削力、重力的關(guān)系Fig.2-4 Clamps the strength and the cutting force、the gravity relations圖（a） 0W?圖（b） FG??圖（c） ??cosin(sicos)??????圖（d） FW??圖（e） G?下面分析三力互相垂直的情況下，切削力與夾緊力間的比例關(guān)系。圖 2-5 為在臥式銑床上銑一用臺(tái)鉗夾緊的工件。圖 2-5 銑削時(shí) Fr、W、G 間的關(guān)系Fig.2-5 The relations of Fr、W、G When milling當(dāng)重量 G 很小而可以忽略不計(jì)時(shí)，只考慮夾緊力 W 與切削力 的平衡，按靜力平衡rF條件=W +W (2-3)rF1?2(2-4)12r??式中 ——工件的定位基準(zhǔn)與夾具定位元件工作表面間的摩擦系數(shù)， ＝0.15～0.25;1? 1?——工件的夾壓表面與夾緊元件間的摩擦系數(shù)， ＝0.15～0.25;2 2因此(2-5) (.0~3)0.3.5r rFWF?可見(jiàn)在依靠摩擦力克服切削力的情況下，所需要的夾緊力是很大的。在夾緊力工件時(shí)各種不同接觸面之間的摩擦系數(shù) 可見(jiàn)表。?遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29表 3-2 各種不同接觸表面之間的摩擦系數(shù) ?Tab.3-2 Between each kind of different faying surface friction coefficient 接觸表面的形式 摩擦系數(shù) ?接觸表面均為加工過(guò)的光滑表面 0.15～0.25工件表面為毛坯，夾具的支承面為球面 0.2~0.3夾具定位或夾緊元件的淬硬表面在沿主切削力方向有齒紋 0.3夾具定位或夾緊元件的淬硬表面在垂直于主切削力的方向有齒紋 0.4夾具定位或夾緊元件的淬硬表面有相互垂直齒紋 0.4~0.5夾具定位或夾緊元件的淬硬表面有網(wǎng)狀齒紋 0.7~0.8為了減小夾緊力，可以在正對(duì)切削力 F 的作用方向，設(shè)置一支承元件（圖 2-6 中之T） 。這種支承不用作定位，而是用來(lái)防止工件在加工中移動(dòng)。圖 2-6 承受切削力支承Tab.2-6 Bear cutting force supports如圖 2-5 所示，當(dāng)圓柱銑刀切入全深時(shí)，作用于工件上的切削分力 、 的合力yFz有使工件平移抬起的趨勢(shì)。為此可用圖 2-6 所示之壓塊，使夾緊力一力兩用。rF在鉆床上對(duì)工件鉆孔時(shí)，為了減小夾緊力，應(yīng)力求使主要定位基準(zhǔn)面處于水平位置，使夾緊力、重力和切削力同向，都垂直作用在主要定位基準(zhǔn)面上。見(jiàn)圖 2-7(a)所示。反之，當(dāng)夾緊力與切削力及工件重力方向相反時(shí)，所需的夾緊力很大，W=F+G。例如在殼體凸緣上鉆孔時(shí)，由于殼體較高，工件只能倒裝。這種安裝方式在圖 2-7(b)中的 F和 G 均有使夾緊機(jī)構(gòu)脫開(kāi)的趨勢(shì)，因此需要施加較大的夾緊力 W。泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)30圖 2-7 鉆削時(shí) W、F、 G 間的關(guān)系Fig.2-7 The relations of W, F, G when Drills truncates 2) 夾緊力的作用點(diǎn)夾緊力的作用點(diǎn)是指夾緊元件與工件相接觸的一小塊面積。選擇作用點(diǎn)的問(wèn)題是在夾緊力方向已定的情況下才提出來(lái)的。選擇夾緊力作用點(diǎn)位置和數(shù)目時(shí)，應(yīng)考慮工件定位可靠，防止夾緊變形，確保工序的加工精度。a 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)能保持工件定位穩(wěn)定，而不致引起工件發(fā)生位移和偏轉(zhuǎn)。當(dāng)夾緊力雖然朝向主要定位基面，但作用點(diǎn)卻在支承范圍以外時(shí)，夾緊力與支反力構(gòu)成力矩，夾緊時(shí)工件將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使定位基面與支承元件脫離，以至破壞原有定位。應(yīng)使夾緊力作用在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。b 夾緊力的作用點(diǎn)，應(yīng)使被夾緊工件的夾緊變形盡可能小。對(duì)于箱體、殼體、桿叉類(lèi)工件，要特別注意選擇力的作用點(diǎn)問(wèn)題。在使用夾具時(shí)，為盡量減少工件的夾緊變形，可采用增大工件受力面積的措施。采用具有較大弧面的夾爪來(lái)防止薄壁套筒變形；可在壓板下增加墊圈，使夾緊力均勻地作用在薄壁夾緊力的大小必須適當(dāng)。當(dāng)夾緊力過(guò)小，工件可能在加工過(guò)程中移動(dòng)而破壞定位，不僅影響質(zhì)量，還能造成事故；夾緊力過(guò)大，不但會(huì)使工件和夾具產(chǎn)生變形，對(duì)加工質(zhì)量不利，而且造成人力、物力的浪費(fèi)。計(jì)算夾緊力，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)以簡(jiǎn)化計(jì)算。然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，高速運(yùn)動(dòng)的工件還應(yīng)考慮慣性力等）后處于靜力平衡條件，計(jì)算出理論夾緊力 ，再乘以安全系數(shù) ，作為實(shí)際所需的夾緊力 ，即0WK0W(2-6) 0?A遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31式中 ——實(shí)際所需要的夾緊力 (N)；0W——按力平衡條件計(jì)算之夾緊力 (N)；——安全系數(shù)，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，一般取 ＝1.5～3。KK用于粗加工時(shí)，取 ＝2.5～3；用于精加工時(shí)，取 ＝1.5～2。夾緊工件所需夾緊力的大小，除與切削力的大小有關(guān)外，還與切削力對(duì)定位支撐的作用方向有關(guān)。2.3.3 夾緊機(jī)構(gòu)的選擇及設(shè)計(jì)從前面提到的夾緊裝置組成中可以看出，不論采用何種力源（手動(dòng)或機(jī)動(dòng)）形式，一切外加的作用力要轉(zhuǎn)化為夾緊力均需通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊裝置中的一個(gè)很重要的組成部分。夾緊機(jī)構(gòu)可分為斜楔夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、偏心夾緊機(jī)構(gòu)、定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)等。斜楔夾緊機(jī)構(gòu)中最基本的形式之一，螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 、偏心夾緊機(jī)構(gòu)及定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)等都是斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的變型。斜楔夾緊機(jī)構(gòu)主要是利用其斜楔面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來(lái)夾緊工件的，亦即一般所謂的楔緊作用。斜楔的斜度一般為 1:10，其斜度的大小主要是根據(jù)滿(mǎn)足斜楔的自鎖條件來(lái)確定。一般對(duì)夾具的夾緊機(jī)構(gòu)，都要求具有自鎖性能。所謂自鎖，也就是當(dāng)外加的作用力Q 一旦消失或撤除后，夾緊機(jī)構(gòu)在純摩擦力的作用下，仍應(yīng)保持其處于夾緊狀態(tài)而不松開(kāi)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把斜楔繞在圓柱體上因它的夾緊作用原理與斜楔時(shí)一樣的。不過(guò)這里是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體上的斜楔高度發(fā)生變化來(lái)夾緊工件的。本次工件夾緊便采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)．1) 夾緊形式所需夾緊力的計(jì)算圖 2-8 工件的受力分析泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)32Fig.2-8 Work piece stress analysis(2-7)12kKF???式中 ——夾緊元件與工件間的摩擦因數(shù)1?——工件與夾具支撐面間的摩擦因數(shù)2根據(jù)式(2-1)可得： N356.7F?再由表(2-2)及式(2-5)可得： N118.50.4k??2) 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)所需作用力的計(jì)算圖 2-9 夾緊力作用簡(jiǎn)圖Fig.2-9 Clamps the action of force diagram根據(jù)圖 3-9 可計(jì)算所需作用力 001klWL??A(N·m) ' ' ' ' '0121220[()][()]cosQzkzltgMWrtgtrtgtar??????????A A(2-8)式中 ——應(yīng)在螺旋夾緊機(jī)構(gòu)上的夾緊轉(zhuǎn)矩 (N·m)；T——單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力 (N)；0——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'r定；——作用力臂；L——螺桿端部與工件間摩擦角（°） ；1?——螺紋升角，(°)；?——螺紋中徑之半（mm） ；zr遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）33——螺旋副的當(dāng)量摩擦角(°)， ，式中 為螺旋副的摩擦角(°)，'2?' 22costgar???2為螺紋牙型半角(°)。?為計(jì)算方便，令 ，則1()Krtgf?????TKQ?當(dāng)采用公制螺紋夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，各種不同夾緊情況的 K 值可在 K 的數(shù)值表中查詢(xún)。2.4 導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)導(dǎo)向元件主要使用來(lái)確定刀具與工件的相對(duì)位置，加工時(shí)起刀正確引導(dǎo)刀具的作用。另外，它還可作定位元件使用。這類(lèi)元件包括各種鉆模板、鉆套、鉸套和導(dǎo)向支承等。2.4.1 鉆模板的類(lèi)型與選擇鉆模板是組裝鉆床夾具不可缺少的重要元件，鉆床夾具在組合夾具中所占數(shù)量最多，因此鉆模板的結(jié)構(gòu)形式有 22 類(lèi)，尺寸規(guī)格有 92 種之多。在組裝鉆床夾具時(shí)，要根據(jù)孔的直徑和位置來(lái)選擇相應(yīng)孔徑和外形尺寸的鉆模板。鉆模板孔徑大小要與標(biāo)準(zhǔn)的鉆套外徑一致，因此鉆模板孔徑大小與被加工孔徑大小有關(guān)。選用時(shí)可參見(jiàn)表 2-3。表 2-3 鉆模板孔徑選擇表Tab.2-3 Drills the template aperture choice table被加工孔直徑 鉆模板孔徑3～4.53～88～1414～2020~2828~3838~488121826354558按鉆模板底面分，有帶定位槽和不帶定位槽的兩種。前者可利用定位鍵直接在支承元件導(dǎo)向，以調(diào)整其適宜位置，而后者則需與專(zhuān)用的導(dǎo)向支承元件相配合使用。大多數(shù)鉆模板的鉆套定位孔偏于一端，組裝成懸臂式鉆模。這種鉆模多用于較小孔徑的加工。對(duì)于定位孔在中間的叫中孔鉆模板，它適用于鉆削大孔用，或用支撐元件組裝成橋式鉆模夾具以增加其剛性。立式鉆模板適用于加工孔間距小的工件，由于鉆模厚度加大，使其剛度增強(qiáng)，可使鉆模板增大其懸伸長(zhǎng)度，或使相鄰鉆模板之間相互靠近。泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)342.4.2 鉆套的選擇與設(shè)計(jì)夾具在機(jī)床上安裝完畢，在進(jìn)行加工之前，尚需進(jìn)行夾具的對(duì)刀，使刀具相對(duì)夾具定位元件處于正確位置 [12]。在鉆床夾具中，通常用鉆套實(shí)現(xiàn)刀具的對(duì)準(zhǔn)，如圖 3-9 所示，加工中只要鉆頭對(duì)準(zhǔn)鉆套，所鉆孔的位置就能達(dá)到工序要求。當(dāng)然，鉆套和鏜套還有增強(qiáng)刀具剛度的作用。圖 2-10 鉆套對(duì)刀Fig.2-10 Drills the set to the knife1-定位元件；2-工件；3- 鉆模板；4-固定鉆套；5-快換鉆套1) 鉆套的四種形式a 固定鉆套圖 3-11(a)為固定鉆套的兩種結(jié)構(gòu)，A 型為無(wú)肩的， B 型為帶肩的。帶肩的主要用于鉆模板較薄時(shí)，用以保持鉆套必要的導(dǎo)引長(zhǎng)度。鉆套外圓以 或 配合直接壓入76Hnr夾具體或鉆模板孔中。這種鉆套的缺點(diǎn)是磨損后不易更換，因此主要用于中小批生產(chǎn)用的鉆床夾具上或用來(lái)加工孔距小和孔距精度要求較高的孔。為防止切屑進(jìn)入鉆套內(nèi)，鉆套的上下端應(yīng)以突出鉆模板為宜，一般不能低于鉆模板。b 可換鉆套可換鉆套的實(shí)際功用仍和固定鉆套一樣，可供鉆、擴(kuò)、鉸孔工序使用，在批量較大時(shí)，磨損后可迅速更換。可換鉆套的結(jié)構(gòu)如圖 3-11(b)所示，它的凸緣銑有臺(tái)肩，防轉(zhuǎn)螺釘?shù)念^部與此臺(tái)肩有一定間隙以防止可換鉆套轉(zhuǎn)動(dòng)。擰去螺釘便可取出可換鉆套。為了避免鉆模板的磨損，鉆套不直接壓配在夾具體或鉆模板上，而是以 或 的配76Hg5合裝進(jìn)襯套的內(nèi)孔中，并用防轉(zhuǎn)螺釘防止在加工過(guò)程中刀具、切屑與鉆套內(nèi)孔的摩擦力使鉆套產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，或推倒時(shí)隨刀具抬起。襯套外圓與夾具體或鉆模板的配合采用遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）35或 。76Hnrc 快換鉆套快換鉆套是供一個(gè)孔須經(jīng)多個(gè)加工工步（如鉆、擴(kuò)、鉸、锪孔和攻絲等）所用的。由于在加工過(guò)程中，需依次更換、取出鉆套，以適應(yīng)不同加工刀具的需要，所以采用快換鉆套。圖 3-11（c ）是標(biāo)準(zhǔn)快換鉆套結(jié)構(gòu)。它除在其凸緣銑有臺(tái)肩以供防轉(zhuǎn)螺釘壓住外，同時(shí)還銑出一削邊平面。當(dāng)此削邊平面轉(zhuǎn)至鉆套螺釘位置時(shí)，便可向上快速取出鉆套。為防止直接磨損鉆模板或夾具體，也必須配有襯套。圖 2-11 各類(lèi)鉆套Fig.2-11 Each kind drills the wrap1-可換鉆套；2- 襯套； 3-防轉(zhuǎn)螺釘d 特殊鉆套特殊鉆套是根據(jù)具體加工情況自行設(shè)計(jì)的，以補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)鉆套性能的不足,在本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)加工情況選擇長(zhǎng)型快換鉆套。2) 鉆套導(dǎo)引孔尺寸和公差的確定根據(jù)待加工孔的尺寸 d＝4.5mm，選擇長(zhǎng)型快換鉆套的尺寸。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 3-12，具體尺寸參數(shù)見(jiàn)表 3-3。長(zhǎng)型快換鉆套技術(shù)條件：a 材料：d＜26mmT10A ；d＞26mm 20 ；b 熱處理： T10A HRC58～64；20 滲碳深度 0.8～1.2mm；HRC58 ～64 [5]。表 2-3 長(zhǎng)型快換鉆套尺寸Tab.2-3 Long trades quickly drills a set of sized D D1（滾花 D2 H h 12泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)36基本尺寸 極限偏差F7基本尺寸極限偏差m6極限偏差k6前）>0~3 +0.016+0.006 8 8>3~415 12 10~401212>4~6+0.022+0.010 10+0.015+0.006+0.010+0.00118 15 15~558 318續(xù)表 2-3d基本尺寸 3hr 2m 1a b ??配鉆套螺釘>0~3 10>3~4 1411.5 4.2 4.214>4~618 1315.5 5.50.5 2 50° 0.008 M5圖 2-12 長(zhǎng)快換鉆套結(jié)構(gòu)Fig.2-12 Long trades quickly drills a set of structure3) 鉆套高度和鉆套與工件距離a 鉆套高度遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）37鉆套高度由孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具耐用度、工件表面形狀等因素決定。一般材料強(qiáng)度高，鉆頭剛度低（鉆頭懸伸長(zhǎng)度直徑與直徑之比大于 15）和在斜面上鉆孔時(shí)，采用長(zhǎng)鉆套。鉆一般的螺釘孔、銷(xiāo)子孔，工件孔距精度在 0.25mm 或是自由尺寸公差時(shí)，鉆套的?高度取 ，鉆套內(nèi)徑采用基軸制 F8 的公差。(1.5~2)Hd?加工 IT6、IT7 級(jí)精度，孔徑在 12mm 以上的孔或加工加工工件孔距精度要求在?0.10～ 0.15mm 時(shí)，鉆套的高度取 。鉆套內(nèi)徑采用基軸制 G7 的公差。? (2.5~3)Hd?加工 IT7、IT8 級(jí)精度的孔和孔距精度要求在 0.06～ 0.10 時(shí)，鉆套的高度取?。(1.25~)H?(hL?A參見(jiàn)表 2-4 可知具體選擇方法。表 2-4 鉆套高度和鉆套端部與工件表面的距離Tab.2-4 Drills a set of altitude and drills a set of nose and the work piece surface distance簡(jiǎn)圖 加工條件 鉆套高度 加工材料鉆套與工件間的距離一般孔、銷(xiāo)孔，孔距公差為 0.25?(1.~2)Hd?鑄鐵 (0.3~7)hd?H7 以上的孔，孔距公差為±0.1～±0.15(.35)dH8 以下的孔，孔距公差為±0.06～±0.10(1.25~)H?hL?A鋼青銅鋁合金 (0.7~15)hd?b 鉆套與工件表面的距離鉆套與工件間留有一定的距離 h，如表 2-4 的簡(jiǎn)圖。如果 h 太大，會(huì)增大鉆頭的傾斜量，使鉆套不能很好的導(dǎo)向。h 過(guò)小，切屑排出困難（特別使鋼件） ，不僅會(huì)增大工件加工表面的粗糙度，有時(shí)還可能將鉆頭折斷。h 值可按表 2-4 選取材料越硬，則式中的系數(shù)應(yīng)取小值，鉆頭直徑越小，也即鉆頭剛性越差，式中的系泵體蓋孔加工專(zhuān)機(jī)及夾具設(shè)計(jì)38數(shù)取最大值，以免切屑堵塞而使鉆頭折斷。但是下面幾種特殊情況需另考慮：a 在斜面上鉆孔（或鉆斜孔）時(shí)，鉆頭最易引偏，為保證起鉆良好，h 應(yīng)盡可能小一些（ ） 。0.3d?b 孔的位置精度要求高時(shí)，可取 h=0，以保證鉆套有較好的導(dǎo)引作用，而讓切屑從鉆頭的螺旋槽中排出。這樣，排屑條件反比只留很小 h 值的要好，但此時(shí)鉆套磨損嚴(yán)重。c 鉆深孔（孔的長(zhǎng)徑比 ）時(shí)，要求排屑暢快，可取 h＝1.5d.5Bd?此外，各種鉆套內(nèi)孔合外圓的同軸度不應(yīng)大于 0.005mm。因此鉆套與工件表面的距離 h 取 h＝1.5d。4) 鉆床夾具導(dǎo)套位置尺寸的標(biāo)注圖 2-13(b)為鉆床夾具導(dǎo)套位置尺寸的標(biāo)注示例。導(dǎo)套軸心線(xiàn)離定位元件定位面的距離尺寸 ，按圖 2-13(a)工件工序尺寸 的平均值確定L夾 L2T??夾圖 2-13 鉆套位置尺寸的標(biāo)注Fig.2-13 Drills the set of position size labelling對(duì)刀元件位置尺寸公差 一般取相應(yīng)工序尺寸公差的 ~ 。TL夾 1352.5 夾具體的設(shè)計(jì)夾具體一般是夾具上最大和最復(fù)雜的基礎(chǔ)元件。在夾具體上，要安放組成該夾具所需要的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置，并且還要考慮便于裝卸工件以及在機(jī)床上的固定。因此夾具體的形狀和尺寸應(yīng)滿(mǎn)足一定要求，它主要取決于工件的外廓尺寸和各類(lèi)元件與裝置的布置情況以及加工性質(zhì)等。所以在專(zhuān)用夾具中，夾具體的形狀和尺寸很多是非標(biāo)準(zhǔn)的。夾具的制造屬單件生產(chǎn)性質(zhì)，為縮短設(shè)計(jì)和制造周期，減少設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用，所以?shī)A具體設(shè)計(jì)一般不作復(fù)雜計(jì)算。通常都是參照類(lèi)似的夾具結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法估計(jì)確定。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）39實(shí)際上在繪制夾具總圖時(shí)，