3314 前蓋的加工工藝及其8M13鉆孔夾具設計,加工,工藝,及其,m13,鉆孔,夾具,設計 1前蓋的加工工藝及其 8M13 鉆孔夾具設計摘 要 這次設計的主要是前蓋的加工工藝及其 8M13 鉆孔夾具的設計，其中主要包括對專用夾具的設計計算，加工車床刀具以及工件材料的選擇和對其剛度，耐久度的計算，加工余量計算。并完成前蓋的加工工藝規(guī)程設計和零件的加工工序?qū)Ｓ脢A具的設計。關(guān)鍵詞 前蓋；設計計算；工藝規(guī)程設計2ABSTRACTThe design is the main front cover of the processing technology and its 8 M11.4 drilling fixture design，One of the main fixture for the design, processing lathe tool and the workpiece material and the choice of its stiffness, the Naijiu Du, Jiagongyuliang calculation. And built before the completion of the design and processing of order processing components for the design of the fixture.Keywords Front cover；Calculation；Design of a point of order3目 錄摘 要………………………………………………………………………………..第一章 緒論………………………………………………………………………1.1 零件圖的分析………………………………………………………….1.2 零件的作用…………………………………………………………………1.3 零件的工藝分析……………………………………………………………第二章 工藝規(guī)程的設計…………………………………………………………..2.1 零件毛坯的制造形式………………………………………………………..2.2 基準的選擇…………………………………………………………………..2.3 制訂工藝路線………………………………………………………………..2.4 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定……………………………..2.5 確定切屑用量及基本工時…………………………………………………..第三章 夾具的設計………………………………………………………………3.1 定位誤差的計算………………………………………………………….3.2 夾緊方案的確定………………………………………………………...3.4 夾具體的分析………………………………………………………….3.5 夾緊力的計算………………………………………………………….第四章 設計總結(jié)……………………………………………………………………參考文獻……………………………………………………………………………致謝…………………………………………………………………………………附錄……………………………………………………………………………………4緒 論機械設計制造及其夾具設計是我們?nèi)跁炌ㄈ晁鶎W的知識，將理論與實踐相結(jié)合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良的基礎(chǔ)。 機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。 而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。但本次設計不是很復雜，所以采用通用夾具就可以了。四川理工學院畢業(yè)設計（論文）5第一章 零件的分析1. 零件圖的分析：XK5032A 螺母座是數(shù)控銑床上的一個零件，雖然看起來比較簡單，但是具有一定的代表性，對該零件的機械加工規(guī)程的編制及其指定夾具設計，能夠綜合我們大學 3 年所學的基礎(chǔ)知識我專業(yè)知識。下面按照加工分類分別對其在工藝安排上和所用刀具方面的一些特點進行說明：（1） 平面加工該螺母座的加工平面比較多，一共有 3 組平面，其中，前后面和底面是該零件的基準平面表面粗糙度值為 6.3。根據(jù)加工規(guī)程原則應該先加工。他們的加工質(zhì)量直接影響到后面各加工的質(zhì)量。（2） 孔加工該零件的孔加工有 2 組，一是端面 8-Φ13mm，他們的位置均勻分布，所以加工時采用的鉆模一定要標準，而且安裝的誤差要盡可能的小。2. 零件的作用題目所給定的零件是 XK5032A 螺母座前蓋的加工工藝及其 8M11.4 鉆孔夾具設計，它位于工作臺前端。主要作用是支撐刀架，連接車體和刀具，使螺母座與刀具之間固定的作用。3. 零件的工藝分析螺母座上面的各個孔之間有一定的位置要求。分析如下：a) 端面 Φ130 的加工表面。這一組孔加工表面都是均勻分布在 Φ110 的圓端面上他們之間相隔 22.5°b) 其內(nèi)部是由多個環(huán)形槽組成，它們的加工相對于其它位置的孔或者槽加工要難點，但可以使用專用刀具對其進行加工。在螺母座的側(cè)面有一 Φ11.4 的螺孔，它有著固定螺母座與刀架的作用。根據(jù)以上的分析可知，對于螺母座的加工和鉆孔，可以先加工端面，然后借助于專用夾具加工另一個面的孔，并滿足他們之間的位置精度要求。第二章 工藝規(guī)程的設計6第二章 工藝規(guī)程的設計2.1 零件毛坯的制造形式零件的材料是 45 鋼，要考慮機床在運行中要經(jīng)常進給，切削工件以及快速進退，零件在工作過程中經(jīng)常承受變載荷及沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證工件的可靠性。由于零件的的生產(chǎn)量為大批量生產(chǎn)，而其零件的尺寸有點打，所以采用機床加工。對提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量都是有利的。2.2 基準地選擇2.2.1 粗基準的選擇 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使加工表面與不加工表面間的尺寸、位置符合圖紙的要求。粗基準的選擇原則：（1）粗基準的選擇應該不加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置精度。如果工件上有好幾個不需要加工的表面，則應選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。以求壁厚均勻、外形對稱、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。這樣能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3）應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4）應盡可能的選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有冒口、澆口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。（5）粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(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。設計零件的多數(shù)表面需要加工，根據(jù)上面粗基準的選擇原則來確定粗基準的話，很難確定一個固定的面或者孔作為粗基準，所以在加工和安排工藝的時候需要綜合考慮。2.2.2 精基準的選擇 （1）基準重合原則。即盡可能的選擇設計基準為定位基準，這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。四川理工學院畢業(yè)設計（論文）7（2）基準統(tǒng)一原則。應盡可能的選用統(tǒng)一的定位基準，基準的統(tǒng)一有利于保證各加工表面間的精度，以免基準互換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而減少夾具設計和制造工作。（3）互為基準原則。選擇精基準時，有時兩個加工面可以互為基準反復加工。（4）自為基準原則。有些精加工或者光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準，此外，還應選擇工件上精度高、尺寸較大的表面作為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、間距設計簡單等。根據(jù)本次設計零件圖分析可知，它的后面與中心 Φ70mm 垂直而且占有的面積較大，而且與底面有位置精度要求， 。因此選擇中心 Φ70 的圓面作為加工精基準。2.3 制定工藝路線2.3.1 路線方案一：工序 1：車零件內(nèi)部的環(huán)形槽，槽寬分別為 8，7.5，7.5工序 2：粗銑側(cè)面零件軸向長度為別為 130，93。工序 3：粗銑端面零件徑向長度為 110.5 工序 4：車兩端面的表面的 Φ70 深度為 10 的圓形孔。工序 5：鉆端面 8-Φ13 孔。工序 6：銑位于側(cè)面兩端的鍵槽 7.5.工序 7：鉆孔。工序 8：在距端面 Φ93 的 23 的兩側(cè)面處倒角 1.5*45°工序 9：在距端面 Φ130 的側(cè)面鉆 Φ11.4 的的螺孔。工序 10：攻螺紋 NPT1/4”-19.工序 11：沖箭頭 Φ3.工序 12：終檢。2.3.1 路線方案二：工序 1：粗銑側(cè)面零件軸向長度為別為 130，93。工序 2：鉆端面 8-Φ13 孔。工序 3：銑位于側(cè)面兩端的鍵槽 7.5.工序 4：鉆孔。工序 5：車零件內(nèi)部的環(huán)形槽，槽寬分別為 8，7.5第二章 工藝規(guī)程的設計8工序 6：粗銑端面零件徑向長度為 110.5 工序 7：車兩端面的表面的 Φ70 深度為 10 的圓形孔。工序 8：在距端面 Φ93 的 23 的兩側(cè)面處倒角 1.5*45°工序 9：在距端面 Φ130 的側(cè)面鉆 Φ11.4 的的螺孔。工序 10：攻螺紋 NPT1/4”-19.工序 11：沖箭頭 Φ3.工序 12：終檢。上述兩種加工方案的特點在于：方案一是先加工以底面 A 為基準的一組平面。方案二是先加工底面 A，再以 A 為基準加工其他面。兩種方案都遵循了工藝規(guī)程的安排原則，但是要靠慮提高生產(chǎn)效率的問題。工藝安排上要盡可能實現(xiàn)一次裝夾能完成多個工序。方案一是先加工內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)再加工外部結(jié)構(gòu)，以內(nèi)孔結(jié)構(gòu)為基面。而方案二，則與此相反，先是加工外表面再以外表面為基準加工內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，兩者相比較可以看出，先加工外表面再以外表面定位加工內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這時位置精度較高保證，并且定位和裝夾相對方便，但方案一中，裝夾方便，精度較。但兩者工序過多繁瑣，因而決定將兩道工序合并，取優(yōu)去劣，具體工藝過程如下：2.3.1 路線方案：由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故采用萬能機床配合專用加工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此外還應該考慮降低生產(chǎn)成本。工序 1：車零件內(nèi)部的環(huán)形槽，槽寬分別為 8，7.5，7.5工序 2：粗銑端面零件徑向長度為 110.5 工序 3：車兩端面的表面的 Φ70 深度為 10 的圓形孔。工序 4：鉆端面 8-Φ13 孔。工序 5：銑位于側(cè)面兩端的鍵槽 7.5.工序 6：鉆孔。工序 7：粗銑側(cè)面零件軸向長度為別為 130，93。工序 8：在距端面 Φ93 的 23 的兩側(cè)面處倒角 1.5*45°工序 9：在距端面 Φ130 的側(cè)面鉆 Φ11.4 的的螺孔。工序 10：攻螺紋 NPT1/4”-19.工序 11：沖箭頭 Φ3.工序 12：終檢。2.4 加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定四川理工學院畢業(yè)設計（論文）9XK5032A 零件的材料為 45 鋼，正火處理 120-170HB，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，使用磨具合成毛坯。根據(jù)上述的加工工藝和原始材料分析分別確定各加工面，孔，槽的加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1） 端面 Φ130, Φ93,考慮其加工長度為 110.5，為簡化加工毛坯的外形，現(xiàn)直接取外斷面的直徑為 Φ135，Φ98。表面粗糙度要求為 6.3，只要求粗加工，此時直徑余量 2Z=3mm 已能滿足加工要求。（2） 端面沿軸線長度方向的加工余量及公差。查《機械制造工藝分析簡明手冊》表 2.2-14，工件的復雜形狀數(shù)為 S1,工件的材質(zhì)系數(shù)取 M1 工件的輪廓尺寸<180-315mm，故長度方向的偏差為-0.7-+1.5。長度方向的余量查《機械制造工藝分析簡明手冊》表 2.2-2.5，其余量值規(guī)定為 2.0-2.5.現(xiàn)取 2.5。（3） 由于工件為空心，要沖孔?？拙纫蠼橛?IT7-IT8 之間，參照《機械制造工藝分析簡明手冊》表 2.3-9 及表 2.3-12 確定工序尺寸及余量為：鉆孔：Φ70 2Z=2.0鉆孔：Φ13 2Z=0.2鉆孔：Φ80 2Z=2.5縱向：f=0.028~6.33mm/r2.5 確定切屑用量及其基本工時工序一: 車屑端面，外圓。本工序采用計算法確定切削用量。其中 車削端面(1) 加工條件工件材料 45 鋼，模鍛.加工要求：粗車外圓，粗車半精車端面，表面粗糙度 Ra=6.3.機床：CA6140 臥式車床.刀具：刀片材料為 YT15.刀桿尺寸為 16mm*25mm,kr=90°,r0=15°,α0=12°rR=3.6mm.(2) 確定進給量 f:根據(jù)《切削用量簡明手冊》4.2-8，刀桿尺寸為 16mm*25mm,ap<=3mm,以及加工直徑為 398mm 時.第二章 工藝規(guī)程的設計10橫向：f=0.014~8.10mm/r按 CA6140 車床說明書（見《切削書冊》表 1.30）取 f=0.5mm/r.(3) 計算切削速度：按《切削手冊》表 1.27.切削速度計算公式為（壽命選T=60min） Vc= （mm/min）式中 Cv=242,Xv=0.15,Yv=0.35,m=0.7.修正系數(shù) Rv 見《切削手冊》表 1.28 即Kmv=1.44,Ksv=0.8,Kkv=1.04,Kbv=0.97所以 Vc==108.6(mm/min)(4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速按機床說明書見（《工藝手冊》表 4.28）與 532r/min 相近的機床轉(zhuǎn)速為480~600r/min,現(xiàn)選 600r/min.如選 480r/min 速度損失較大，所以實際切削速度V=122m/min.（1） 計算切削工時：按《工藝手冊》表 6.2-1取 L=（64-40）/2=12.5mmL1=2mm,L2=0,L3=0.Tm=(L1+L2+L3+Ls)*i/(nwf)=(12.5+2)*2/(600*0.5)=0.96min粗車 φ130mm 外圓，同時應該效驗機床功率及進給機構(gòu)強度：切削深度：單邊余量 Z=2.5mm，可一次切除。進給量：《切削手冊》表 1.27==114.2(m/min)確定主軸轉(zhuǎn)速;vyxpmkfaTCv 97.0*814.0*.15.0*362431..0 min)/(5326*.10810rdVnwcs ???97.0*81.41*5.0.2*6431.0vyxpmvckfaT?min)/(567*.1410rdcnwvs ???四川理工學院畢業(yè)設計（論文）11按機床選取 n=600r/min。所以實際切削速度效驗機床功率：主軸切削力 Fc 按《切削手冊》表 1.29 所示公式計算cFcFcnyxpkvfa?式中： 15.0,7.,0.1,2795??ccF8.rk所以 )(5.10289.*4012*5.02795.7 Nc??切削時消耗的功率 Pc 為由《切削手冊》表 1.30 中 CA6140 機床說明書可知，CA6140 主電動機功率為 7.8KW，當主軸轉(zhuǎn)速為 600r/min 時，主軸傳遞的最大功率為 5.5KW，所以機床功率足夠，可以正常加工。切削工時：式中， 所以,04,921?ll車外圓 ： （《切削手冊》表 1.6Ra=6.3 ，刀夾圓m3?rmfap/5., m?弧半徑 r=1.0mm） ，切削速度：式中： 81.0,4.1,35.0,1.,60,2.,4 ???? kmvvv yxTc則 按機床說明書取 n=770r/min,則此時V=145m/min切削工時min)/(1206*51dnv??)6()(50FpnbM?)(06.21*6.044 kwvFPcc ?nflt21?(in)3.*6tvyxpvckf in)/(98*45*39843.0..c in)/(91rdn?第二章 工藝規(guī)程的設計12式中： ，所以0,4221?ll工序三：粗銑，精銑孔端面 φ70，φ80；齒 （參考《切削手冊》表 3.3）/08.mfz?切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 v=0.45m/s，即 27m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀， ，齒數(shù) Z=20.mdw25?則 現(xiàn)采用 X63 臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見《工藝手冊》表 4.2-39） ，取 ，故實際切削速度為min/5.37rnw?當 時，工作臺的每分鐘進給量 應為i/. mfin)/(605.37*208.znfwm??查機床說明書，剛好有 ，故直接選用該值。i/fm切削工時：工序四：鉆端面 8-Φ13 孔該倒角是內(nèi)孔倒角，選用臥式車床 CA6140。由于最后的切削寬度很大，故按成形車削制訂進給量。根據(jù)手冊及機床取（見《切削手冊》表 1.8）rmf/08.?當采用高速鋼車刀時，根據(jù)一般資料，確定切削速度 。min/16v?則 按機床說明書取 ，則此時切削速度為in/120rnw?切削工時 ，則mll3,51nft?(in)6.5*7?t in)/(38*710rvs??i)/(.1.dvw?(in)75.16021?mfltin)/(18*6rDvs ??i)/(.四川理工學院畢業(yè)設計（論文）13工序五：銑位于側(cè)面兩端的鍵槽 7.5。工具都采用高速鋼車刀，安裝在 Z525，查表 2.13，精度可達 IT11~13，R a6.3~50 。m?Z525：主軸轉(zhuǎn)速：50~2500 r/min進給量 ：0.05~1.6mm/r最大轉(zhuǎn)矩力：196.2N*m最大進給力: 7848N電機功率： 2.2KW（1） 槽深 4.5，寬 7.5。（見《切削手冊》表 2.7）rmf/4.0?（見《切削手冊》表 2.13 及表 2.14）in25v所以切削速度工序六：鉆孔 （《切削手冊》表 2.7）)/(1.05*2.rmf?（《切削手冊》表 2.13 及表 2.14）in/v所以，當鉆 的 孔時：13?切削工時（8 個孔）： 則,1,3,192mllml ??當攻 時：3?切削工時（8 個孔）： 則,1,3,192lll ??(min)83.0.*125???fnltwmin)/(3102*5.10rdnws ??in)/(68.103nvw?in)/(5*200rDvns??(i).8.821??fltwm /670rvs (min)9.8*.0678*21???fnltwm第二章 工藝規(guī)程的設計14當攻螺紋 8-M13mm 時：min/6/1.0sv?所以 238rns按 機床選取 ，則 。i/95wmin/9.4v?機動工時：已知 ，攻 M20 孔，則lll 3,,12?工序 7：粗銑側(cè)面零件軸向長度為別為 130，93。（參考《切削用量簡明手冊》表 3—37 切削速度：參考相關(guān)手齒/08.mfz?冊，確定 v=0.45m/s 即 27m/min 采用高速三面銑刀，dw=225，齒數(shù) Z=20 則in)/(381271rXdVnws ??先采用 X63 臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見《機械加工工藝手冊》表 4.2～39）取,故實際切削速度為mi/5.37rw?in)/(.2610dvw?當 =37.5r/min 時，工作進給量nmfin)/(605.3728.XZnfzm??查機床說明書正好有 =60mm/min，故直接選用該值。mf切削時間vflltwm21??= 60348=2.55（min）工序 8：在距端面 Φ130 的側(cè)面鉆 Φ11.4 的的螺孔。1、鉆 130mm?F=0.41mm/min(見《切削簡明手冊》表 2.7)V=12.25 mm/min(見《切削簡明手冊》表 2.1 及表 2.14)(in)04.28*195)(*)(2??nftm四川理工學院畢業(yè)設計（論文）15min)/(7502.101rXdVnws ???按機床選取 =850r/min（按《機械加工工藝手冊》表 2.1～36）所以實際切削速度in)/(87.1305.1dvw??切削工時： fnlltw21?(mi)09.4.851?X2、鉆 130mm?F=0.41mm/min(見《切削簡明手冊》表 2.7)V=12.25 mm/min(見《切削簡明手冊》表 2.1 及表 2.14)min)/(7502.101rXdVnws ???按機床選取 =850r/min（按《機械加工工藝手冊》表 2.1～36）所以實際切削速度in)/(87.1305.1dvw??切削工時： fnlltw21?(min)09.4.85?X第二章 工藝規(guī)程的設計16第三章 夾具的設計3.1 定位誤差分析計算定位誤差是指由于定位不準而引起的某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對夾具設計中的某一定位方案，只有其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置公差的 1/3，或滿足 T????對 定裝 夾 過 程 ，即可認為該定位方案符合加工精度的要求。對于我設計的夾具來說：該夾具以兩個平面定位，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。分析鏜孔中心線與 A 面的平行度誤差：由于采用的是底面定位，底面既是工序基準，也是定位基準，故基準不重合誤差為零，底面與支承板之間始終保持接觸，故基準位移誤差也為零，由于使用了鏜模，需要保持 A 面與待加工孔中線的距離 35?0.07 mm 和平面度 0.07，以及孔之間的位置度 63?0.05mm 都由鏜模制造時候的位置精度確定，而鏜模制造時所允許的公差只是零件公差的 1/5～1/3，由此可知本夾具的定位誤差是非常小的，夾具定位方案可行。 3.2 定夾緊方案及元件確為了改善勞動條件和提高生產(chǎn)率，目前在大批量生產(chǎn)中均采用機動夾緊。機動夾緊的力源來自氣動、液壓、氣液聯(lián)動、電磁、真空等動力夾緊裝置。今采用自制 V 型塊連接液壓夾緊裝置進行夾緊。 （參照鏜床夾具總裝圖） 。 3.3 對刀方案由于使用鏜模與鉆套，鏜套的作用是確定工件上被加工孔的位置，引導刀具并防止其在加工中發(fā)生偏斜，所以說刀具通過固定好后的鏜套就可以自動找正對刀（參照鏜床夾具總裝圖） 。3.4 夾具體分析為保證夾具在工作臺上安裝穩(wěn)定,應按照夾具體的高度比不大于 1.25 的原則確定其寬度,而且把底座做成四周邊框接觸機床工作臺，這樣既能加強夾具體的剛度，又能減輕夾具體的質(zhì)量。另外為增強剛性，底座應采用十字形筋條，底座上還應設置找正基面，以便于夾具的制造和裝配。 （參照鏜床夾具總裝圖） 。3.5 夾緊力的計算第三章 夾具的設計四川理工學院畢業(yè)設計（論文）171.1 3.1 機床夾具的作用廣義而言，凡是在接寫制造過程中為保證質(zhì)量和使工序加速，方便或安全的附加裝備，均可稱為夾具。他一般包括機床夾具，沖壓夾具，熱處理夾具，焊接夾具，裝配夾具等等。機床夾具主要用于機床切削加工，起機床與工件，刀具之間的橋梁作用，是工藝系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)。按國家標準（GB4863-85）給出的定義：“機床夾具是用以裝夾工件（和引導刀具）的裝置” 。1. 保證加工精度采用夾具安裝，可以準確地確定工件與機床，刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度而且穩(wěn)定。2. 提高生產(chǎn)效率，降低成本用夾具裝夾工件，無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少輔助工時；用于裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可以使用多件，為工位裝夾裝夾工件，并采用高效夾緊機構(gòu)，這些因素均有利于提高勞動生產(chǎn)率。另外采用夾具后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率下降，可以安排技術(shù)等級較低的工人，明顯地降低了生產(chǎn)成本。3. 擴大機床的工藝范圍使用專用夾具可以改變機床的用途和擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對 箱體孔隙進行鏜削加工；通過專用夾具還可將車床改為拉床使用，以充分乏味通用機床的作用。4. 減輕工人的勞動強度用夾具裝夾工件方便，快速，當采用氣動，液壓等夾緊裝置時，可 減輕工人勞動強度。5. 縮短新產(chǎn)品試制周期由于組合夾具，可調(diào)整夾具等多用途夾具元，足見的標準化和通用化，從而在新產(chǎn)品試制中可以大大發(fā)揮其優(yōu)勢，充分利用組裝，更換少數(shù)元，組件和調(diào)整方法，來滿足大部分工序的要求，使專用夾具的數(shù)量減少；從而減縮了夾具設計和制造的工作量，使試制的周期縮短，費用減少。第三章 夾具的設計181.2 3.2 夾具的組成雖然機床夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中，作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個組成部分，這些組成部分既相互獨立又相互聯(lián)系。1. 定位支承元件定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。2．夾緊裝置夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。3．連接定向元件這種元件用于將夾具與機床連接并確定夾具對機床主軸、工作臺或?qū)к壍南嗷ノ恢谩?．對刀元件或?qū)蛟?這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對刀元件。用于確定刀具位置并引導刀具進行加工的元件稱為導向元件.5．其它裝置或元件 根據(jù)加工需要，有些夾具上還設有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機構(gòu)、電動扳手和平衡塊等，以及標準化了的其它聯(lián)接元件。6．夾具體 夾具體是夾具的基體骨架，用來配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。1.3 3.3 鉆床夾具的主要類型鉆床夾具簡稱鉆模，主要用于加工孔及螺紋。它主要由鉆套、鉆模板、定位及夾緊裝置夾具體組成。其主要類型有以下幾種。（1）固定式鉆模 在使用中，這類鉆模在機床上的位置固定不動，而且加工精度較高，主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔或搖臂鉆床加工平行孔系。四川理工學院畢業(yè)設計（論文）19（2）回轉(zhuǎn)式鉆模 這類鉆模上有分度裝置，因此可以在工件上加工出若干個繞軸線分布的軸向或徑向孔系。（3）翻轉(zhuǎn)式鉆模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔徑小于 ?8~?10mm。它可以減少安裝次數(shù)，提高被加工孔的位置精度。其結(jié)構(gòu)較簡單，加工鉆模一般手工進行翻轉(zhuǎn)，所以夾具及工件應小于 10 kg 為宜。（4）蓋板式鉆模 這種鉆模無夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結(jié)構(gòu)簡單輕便，易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費時，故此鉆模的量一般不宜超過 10 kg。（5）滑柱式鉆模 滑柱式鉆模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。這種鉆模有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、動作迅速、制造周期短的優(yōu)點，生產(chǎn)中應用較廣。1.4 3.4.鉆模的設計要點1.4.1 3.4.1．鉆套鉆套安裝在鉆模板或夾具體上，用來確定工件上加工孔的位置，引導刀具進行加工，提高加工過程中工藝系統(tǒng)的剛性并防振。鉆套可分為標準鉆套和特殊鉆套兩大類。（1）固定鉆套（2）可換鉆套 （3）快換鉆套 （4）特殊鉆套 1.4.2 3.4.2．鉆模板鉆模板用于安裝鉆套，確保鉆套在鉆模上的正確位置，鉆模板多裝在夾具體或支架上，常見的鉆模板有：（1）固定式鉆模板 （2）鉸鏈式鉆模板 （3）可卸（分離）式鉆模板 （4）懸掛式鉆模板 第三章 夾具的設計201.5 3.5 常用定位元件及選用工件在夾具中要想獲得正確定位，首先應正確選擇定位基準，其次是選擇合適的定位元件。工件定位時，工件定位基準和夾具的定位元件接觸形成定位副，以實現(xiàn)工件的六點定位。1．對定位元件的基本要求1）限位基面應有足夠的精度。定位元件具有足夠的精度，才能保證工件的定位精度。2）限位基面應有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經(jīng)常與工件接觸和磨擦，容易磨損，為此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夾具的使用壽命和定位精度。3）支承元件應有足夠的強度和剛度。定位元件在加工過程中，受工件重力、夾緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應有足夠的剛度和強度，避免使用中變形和損壞。4）定位 元 件 應 有 較 好 的 工 藝 性 。 定 位 元 件 應 力 求 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 合 理 ， 便 于 制 造 、 裝 配和 更 換 。5）定位元件應便于清除切屑。定位元件的結(jié)構(gòu)和工作表面形狀應有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內(nèi)影響加工和定位精度。四川理工學院畢業(yè)設計（論文）211.6 3.6 定位的選擇圖 3.11—圓柱銷； 2—短心軸； 3—支承板根據(jù)零件圖，選用這種一面一孔的定位方式，夾具的定位元件如上圖組成。1 圓柱銷限制一個自由度（Z 軸的轉(zhuǎn)動）2 短心軸限制了零件的兩個自由度（X，Y 方向的移動），3 支承板限制了零件的 3 個自由度（X，Y 軸的轉(zhuǎn)動，Z 軸的移動）1.7 3.7 定位誤差分析六點定位原則解決了消除工件自由度的問題，即解決了工件在夾具中位置“定與不定”的問題。但是，由于一批工件逐個在夾具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不第三章 夾具的設計22完全一致，即出現(xiàn)工件位置定得“準與不準”的問題。如果工件在夾具中所占據(jù)的位置不準確，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。這種只與工件定位有關(guān)的誤差稱為定位誤差，用 Δ D表示。在工件的加工過程中，產(chǎn)生誤差的因素很多，定位誤差僅是加工誤差的一部分，為了保證加工精度，一般限定定位誤差不超過工件加工公差 T 的 1/5~1/3，即Δ D≤(1/5～1/3) T （式 3.1） 式中 Δ D──定位誤差，單位為 mm；T ──工件的加工誤差，單位為 mm。1.7.1 3.7.1 定位誤差產(chǎn)生的原因工件逐個在夾具中定位時，各個工件的位置不一致的原因主要是基準不重合，而基準不重合又分為兩種情況：一是定位基準與限位基準不重合，產(chǎn)生的基準位移誤差；二是定位基準與工序基準不重合，產(chǎn)生的基準不重合誤差。1．基準位移誤差 Δ Y由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導致的定位基準在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準位移誤差，用 Δ Y表示。不同的定位方式，基準位移誤差的計算方式也不同。如果工件內(nèi)孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致，作無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實際上，如圖所示，心軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差。于是工件套在心軸上必然會有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導致這批工件的加工尺寸 H 中附加了工件定位基準變動誤差，其變動量即為最大配合間隙。可按下式計算：Δ Y = amax - amin = 1/2 (Dmax - dmin) = 1/2（δ D +δ d） （式 3.2） 式中 Δ Y──基準位移誤差單位為 mm；Dmax── 孔的最大直徑單位為 mm；dmin──軸的最小直徑單位為 mm。δ D ──工件孔的最大直徑公差，單位為 mm；δ d──圓柱心軸和圓柱定位銷的直徑公差，單位為 mm?；鶞饰灰普`差的方向是任意的。減小定位配合間隙，即可減小基準位移誤差 Δ Y值，以提高定位精度。2．基準不重合誤差 Δ B四川理工學院畢業(yè)設計（論文）23加工尺寸的基準是外圓柱面的母線，但定位基準是工件圓柱孔中心線。這種由于工序基準與定位基準不重合所導致的工序基準在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準不重合誤差，用 Δ B 表示。此時除定位基準位移誤差外，還有基準不重合誤差?；鶞饰灰普`差應為 Δ Y = 1/2（δ D +δ d0） ，基準不重合誤差則為Δ B = 1/2δ d （式 3.3） 式中 Δ B──基準不重合誤差單位為 mm；δ d──工件的最大外圓面積直徑公差，單位為 mm。因此，尺寸 h 的定位誤差為Δ D = Δ Y + Δ B = 1/2（δ D +δ d0）+ 1/2δ d 計算基準不重合誤差時，應注意判別定位基準和工序基準。當基準不重合誤差由多個尺寸影響時，應將其在工序尺寸方向上合成。基準不重合誤差的一般計算式為Δ B = Σ δ i cosβ 式中 δ i──定位基準與工序基準間的尺寸鏈組成環(huán)的公差，單位為 mm；β ── δ i的方向與加工尺寸方向間的夾角，單位為（°） 。1.7.2 3.7.2 定位誤差的計算定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件是短心軸，加工時它于零件圓弧面配合，與零件的尺寸公差相同：即57? m016.57?當零件安裝在夾具中時，心軸處的最大間隙為：（式 3.4）b..max???零件的 4 個孔均允偏差為 及公差 T=0.5mm25.0??所以 （式 3.5）T)31~(ax?即最大間隙能滿足零件的精度要求。1.7.3 3.7.3 夾緊力的計算查《機械加工工藝手冊》表得，鉆孔麻花鉆的刀具材料為高速剛時。夾緊力 F 為：（式 3.6）FKfdF8.07.4281.9??取 K第三章 夾具的設計24所以 NF3981.067.4281.98????此次設計選用螺紋夾緊機構(gòu)，查《機械設計夾具手冊》第二卷 表 1-2-25 可知：當選螺栓直徑為 20mm，螺距為 2.5mm 時，只需要用力臂為 240mm 的扳手用 100N 的力就可以使螺紋產(chǎn)生 7950N 的夾緊力，遠遠大于切削力。所以本夾具安全可靠。1.7.4 3.7.4 夾具設計及操作的簡要說明3.6.1 定位分析如前所述，在設計夾具時，應注意提高勞動生產(chǎn)率。為此著眼于快速夾緊裝置。因為這是提高勞動生產(chǎn)率的重要途徑。本夾具以底面定位及內(nèi)孔定位。底面以兩塊 B型支承板定位限制工件 2 個自由度，內(nèi)孔用一心軸限制工件 4 個自由度，從而達到了完全定位的目的。3.6.2 夾具的具體說明及操作首先將心軸和夾具體裝配起來，然后將工件放在心軸上以心軸定位內(nèi)孔限制工件四個自由度，夾具體限制工件兩個自由度，從而達到了完全定位的木的。然后將鉆模板放在工件上用開口墊圈和螺母把工件夾緊，即可用搖臂鉆床對工件進行鉆削加工。當加工完畢后，只需要擰送螺母娶出開口墊圈，就可以取出工件，完成對工件的加工。這種夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，并且實用，所以完全符合本次設計的要求。四川理工學院畢業(yè)設計（論文）25第四章 結(jié) 論1）目標完成情況：經(jīng)過幾個月的努力，設計達到了預想的成功，由于條件的限制沒能加工出成品，但對于我自己來說已經(jīng)學到了不少東西。2）存在不足：一 是對車床，鉆床的不熟悉，二 是在公差與配合方面的知識所學較少。3）程序設計中遇到的問題及解決方法：主要困難：學院圖書館相關(guān)資料有限，設計此項目任務重工作量大物力條件有限以及經(jīng)濟上的原因造成難以落實原材料加工出成品。解決方法：在互連網(wǎng)上收集相關(guān)資料與有關(guān)公司聯(lián)系落實加工4）總結(jié)和體會：這次課程設計給我們提供了一個應用自己所學知識的機會，從到圖書館查找資料到對夾具精度分析與計算和運用 CAD 畫出夾具零件圖到最后夾具總圖的成型。都對我所學的知識進行了檢驗?？梢哉f，本次課程設計有苦也有甜。設計思路是最重要的，只要你的設計思路是成功的，那你的設計已經(jīng)成功了一半。因此我們應該在設計前做好充分的準備，像查找詳細的資料，為我們設計的第四章 結(jié)論26成功打下堅實的基礎(chǔ)。制作過程是一個考驗人耐心的過程，不能有絲毫的急躁，馬虎，要心平氣合的一步一步來。總體來說，通過這次設計我受益匪淺。在摸索該如何畫出夾具零件圖時的過程中，也特別有趣，培養(yǎng)了我的設計思維，增加了實際操作能力。在讓我體會到了搞設計艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。四川理工學院畢業(yè)設計（論文）27參考文獻【1】 李益民.機械制造工藝設計簡明手冊【M】.北京：機械工業(yè)出版社.2005.7【2】 浦林祥.金屬切削機床夾具設計手冊【M】.北京：機械工業(yè)出版社.1995.12【3】 吳宗澤.機械零件設計手冊【M】.北京：機械工業(yè)出版社.2004.1【4】 張捷.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)【M】.成都：西南交通大學出版社.2006.2【5】 張進生.機械制造工藝與夾具設計指導【M】.北京：機械工業(yè)出版社.1995.9【6】 李慶壽主編，機床夾具設計，北京：機械工業(yè)出版社，1988.0【7】 孫已德主編，機床夾具圖冊，北京：機械工業(yè)出版社，1983.1【8】 汪萬清主編，機械加工工藝基礎(chǔ)，重慶：重慶大學出版，1994.3【9】 劉友才、肖繼德主編，機床夾具設計，北京：機械工業(yè)出版社，1991.4【10】黃鶴汀主編，機械制造裝備，北京：機械工業(yè)出版社，2001.4致謝28致 謝畢業(yè)設計作為我們大學生活之中的最后一次考驗，也是對我們大學中所學知識的一個總結(jié)，一個全面性的運用，經(jīng)過幾個月的設計，終于完成畢業(yè)設計，在這里特別感謝帶我畢業(yè)設計的張良棟老師，在他的精心指導下，我才能順利完成畢業(yè)設計，也要感謝對我畢業(yè)設計給予支持的各位同學。更要感謝的是大學幾年來教育我的各位老師，在你們精心的培育下，使我才能完成大學學業(yè)。3 年的大學生活即將結(jié)束，也許我將暫時不會在校園能如此靜心深入地學習知識，接受博大厚重文化的熏陶。在此，我對你們表示深深的感謝。我仔細檢查凝結(jié)學習的結(jié)晶，完成了這篇畢業(yè)設計。完成后，我沒有絲毫的沾沾自喜，反倒是更多的忐忑不安，當我自以為懂得越多的時候，越來越多的知識是我所不明白的。我發(fā)現(xiàn)由于我自身才疏學淺，專業(yè)深度不夠，盡管指導老師費盡心思地指點我，可是完成的畢業(yè)設計仍有很多不足之處。懇請各位老師多加指點，讓我大學期間的最后一次作業(yè)能給我?guī)砀嗟氖斋@。四川理工學院畢業(yè)設計（論文）29附錄零件圖:技 術(shù) 要 求， 材 質(zhì) 化 學 成 分 ， 力 學 性 能 按 的 規(guī) 定 。 2， 正 火 處 理 10-7。 四 川 理 工 學 院 機 械 制 造 及 其 自動 化夾具零件圖: 四 川 理 工 學 院 機 械 制 造 及 其 自動 化羊 粗 羊 毛 氈氈 圈螺 釘 M8*40螺 釘 M5*1工 序 簡 圖出 自 《 機 械 零 件設 計 手 冊 》活 塞 桿圓 錐 銷 鏜 套 *鏜 套 用 襯 套 30鏜 套 螺 釘鏜 套鏜 套 用 襯 套 25鏜 套 螺 釘定 位 銷螺 釘 *銷 安 裝 螺 釘鏜 套 螺 釘鏜 套 用 襯 套 鏜 套 *后 端 蓋螺 釘 6缸 體圓 螺 母墊 圈 橡 膠型 密 封 圈活 塞 羊 粗 羊 毛 氈氈 圈液 壓 缸 前 端 蓋 聚 氨 酯型 密 封 圈壓 蓋型 塊 蓋 板螺 釘 62圓 錐 銷推 桿活 動 型 塊支 承 板固 定 支 承鏜 套 支 架螺 釘 0 夾 具 體 備 注重 量總 計單 件材 料數(shù)量名 稱代 號 序號技 術(shù) 要 求1、 零 件 表 面 不 應 有 劃 痕 ， 擦 傷 等 表 面 缺 陷 ；2、 裝 配 前 應 對 零 部 件 的 主 要 尺 寸 及 相 關(guān) 精 度 進 行 復 查 ；3、 鏜 套 中 心 線 對 底 面 支 承 板 的 平 行 度 公 差 為 ： 0.2m;4、 鏜 套 軸 線 對 找 正 基 面 的 垂 直 度 公 差 為 ： 15、 兩 導 套 間 同 軸 度 公 差 不 得 超 過 56、 裝 配 過 程 中 不 允 許 磕 、 碰 、 劃 傷 和 銹 蝕 。