聯(lián)接環(huán)機(jī)械加工工藝及鉆擴(kuò)鉸φ4.76孔工裝夾具設(shè)計(jì),聯(lián)接,機(jī)械,加工,工藝,鉆擴(kuò)鉸,工裝,夾具,設(shè)計(jì) I 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 論文題目： 聯(lián)接環(huán)加工工藝與工裝設(shè)計(jì) 所屬系部： 航空制造工程學(xué)院 指導(dǎo)老師： 職 稱： 學(xué)生姓名： 班級(jí)、學(xué)號(hào): 專 業(yè)： 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制 年 月 日 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 II 聯(lián)接環(huán)零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 【摘要】 聯(lián)接環(huán)零件零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專 用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出 毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步 的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾 具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具 體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu) 的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞 ：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 Abstract: parts processing technology and fixture design is the design of the process design, including the parts processing process design and the three part special fixture. In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure; design then a special fixture, fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning device, clamping device, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error generated when calculate fixture positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in. Key words: Technology, process, cutting, clamping, positioning 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 III 目 錄 1 緒論 ...............................................................................................................................................................................1 2 零件的分析 ..................................................................................................................................................................2 2.1 零件的形狀 ...........................................................................................................................................................2 2.2 零件的工藝分析 ...................................................................................................................................................2 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................................................4 3.1 確定毛坯的制造形式 ...........................................................................................................................................4 3.2 基面的選擇 ...........................................................................................................................................................4 3.3 制定工藝路線 .......................................................................................................................................................4 3.3.1 工藝路線方案一 ...........................................................................................................................................4 3.3.2 工藝路線方案二 ...........................................................................................................................................5 3.3.3 工藝方案的比較與分析 ...............................................................................................................................5 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 ...................................................................................................................................5 3.4.1 機(jī)床選用 .......................................................................................................................................................6 3.4.2 選擇刀具 .......................................................................................................................................................6 3.4.3 選擇量具 .......................................................................................................................................................6 3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ...................................................................................................6 3.6 確定切削用量及基本工時(shí) ...................................................................................................................................7 4 鉆孔夾具設(shè)計(jì) ............................................................................................................................................................12 4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 .............................................................................................................................12 4.2 夾具的導(dǎo)向 .........................................................................................................................................................13 4.3 鉆孔與工件之間的切屑間隙 .............................................................................................................................13 4.4 鉆模板 .................................................................................................................................................................14 4.5 定位誤差的分析 .................................................................................................................................................14 4.6 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 .....................................................................................................................15 4.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) .............................................................................................................................17 4.8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 .............................................................................................................................18 結(jié) 論 ..............................................................................................................................................................................19 參 考 文 獻(xiàn) ..................................................................................................................................................................20 致 謝 ..............................................................................................................................................................................21 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 1緒論 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊 接和檢測(cè)等工藝過程中。 在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝 裝備，它直接影響著加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè) 計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工作。 “工欲善其事，必先利其器。 ” 工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自 20 世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了 長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床 夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造 系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向。 （1）對(duì)刀 調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對(duì)刀塊，它能迅速地 確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。 （2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。導(dǎo) 向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 2 零 件 的 分 析 2.1零件的形狀 題目給的零件是聯(lián)接環(huán)零件零件，主要作用是起連接作用。 零件的實(shí)際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。 具體尺寸，公差如下圖所示 2-1。 圖 2-1 聯(lián)接環(huán)零件圖 2.2零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為 45，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承 受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。 聯(lián)接環(huán)零件零件主要加工表面為：1. 粗銑底面、半精銑，表面粗糙度 值為 3.2aR 。2. 粗銑、半精銑上端面，表面粗糙度 值 3.2 。4. 鉆內(nèi)孔，及表面粗糙度m? aRm? 值 3.2 。5.兩側(cè)面粗糙度 a值 6.3 、12.5 ，面粗糙度 值 6.3 。aR?am? 聯(lián)接環(huán)零件共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： (1)．底部端面的加工表面： 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 這一組加工表面包括：端面，倒角鉆孔。這一部份只有端面有 6.3 的粗糙度要求。 其要求并不高，粗銑后半精銑就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工 序就可以達(dá)到要求，并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。 (2).端面的加工表面： 這一組加工表面包括：端面，粗糙度為 3.2；的端面，并帶有倒角。其要求也不 高，粗銑后半精銑就可以達(dá)到精度要求。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 3 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) 本聯(lián)接環(huán)零件假設(shè)年產(chǎn)量為 10 萬臺(tái)，每臺(tái)銑床需要該零件 1 個(gè)，備品率為 19%，廢品率為 0.25%，每日工作班次為 2 班。 該零件材料為 45，考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。 依據(jù)設(shè)計(jì)要求 Q=100000 件/年，n=1 件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率 α 和 廢品率 β 分 別取 19%和 0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=2XQn(1+α)（1+β)=238595 件/年 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 45，年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用型 材，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。 3.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工 質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有 甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇，對(duì)像聯(lián)接環(huán)零件這樣的零件來說，選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對(duì)本 零件來說，如果外圓的端面做基準(zhǔn)，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對(duì) 稱，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面做粗 基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的 不加工表面做為粗基準(zhǔn)) [3]。 對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)， 應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不在重復(fù)。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要 求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能 性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì) 效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.3.1 工藝路線方案一 10 開料 開料 δ6.35X40X86 20 粗銑 粗銑四周輪廓面 30 精銑 精銑四周輪廓面 40 粗銑 粗銑上端面 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 50 精銑 精銑上端面 60 粗銑 粗銑下端面 70 精銑 精銑下端面 80 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸 φ4.76 孔 90 去毛刺 去毛刺 100 檢查 檢查 3.3.2 工藝路線方案二 10 開料 開料 δ6.35X40X86 20 粗銑 粗銑四周輪廓面 30 精銑 精銑四周輪廓面 40 粗銑 粗銑上端面 50 精銑 精銑上端面 60 粗銑 粗銑下端面 70 精銑 精銑下端面 80 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸 φ4.76 孔 90 去毛刺 去毛刺 100 檢查 檢查 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便。方案二采用鏜床加 工，需要要及時(shí)更換刀具，因?yàn)橛行┕ば蛟阢姶采弦部梢约庸?，鏜、鉆孔等等，需要 換上相應(yīng)的刀具。因此綜合工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下： 10 開料 開料 δ6.35X40X86 20 粗銑 粗銑四周輪廓面 30 精銑 精銑四周輪廓面 40 粗銑 粗銑上端面 50 精銑 精銑上端面 60 粗銑 粗銑下端面 70 精銑 精銑下端面 80 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸 φ4.76 孔 90 去毛刺 去毛刺 100 檢查 檢查 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 3.4.1 機(jī)床選用 ①.工序是粗銑、和精銑。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用銑床就能滿 足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的 XK52 銑床。 參考根據(jù)《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-7。 ②.工序是鉆孔，選用 Z525 搖臂鉆床。 3.4.2 選擇刀具 ①.在銑床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金銑刀和鏜刀。加工刀具選用 YG6 類硬質(zhì) 合金銑刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。 為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位銑刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆，參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 （主編 孟少農(nóng)） ，第二卷 表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有參數(shù) [4]。 3.4.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì) 量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方 法即可。 3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “聯(lián)接環(huán)零件” 零件材料為 45，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 （以后簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》 ） ，表 2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄造的硬度 HB 為 143～269，表 2.2-23 灰鑄造 的物理性能，45 密度 ρ=7.2～7.3（ ） ，計(jì)算零件毛坯的重量約為 2 。3cmg kg 表 3-1 機(jī)械加工銑間的生產(chǎn)性質(zhì) 同類零件的年產(chǎn)量[件] 生產(chǎn)類別 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重 100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產(chǎn) 5 以下 10 以下 100 以下 小批生產(chǎn) 5~100 10~200 100~500 中批生產(chǎn) 100~300 200~500 500~5000 大批生產(chǎn) 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產(chǎn) 1000 以上 5000 以上 50000 以上 根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于 30～50，毛坯重量 2 <100 為輕型，確定為大批生產(chǎn)。kg 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇鑄造類型的主要特點(diǎn)要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝 手冊(cè)》表 3.1-19 特種鑄造的類別、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，再根據(jù)表 3.1-20 各種鑄造方法 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 的經(jīng)濟(jì)合理性，采用機(jī)器砂模造型鑄件 [5]。 表 3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí) 公差等級(jí) CT鑄造方法 灰鑄造 砂型手工造型 11~13 砂型機(jī)器造型及殼型 8~10 金屬型 7~9 低壓鑄造 7~9 熔模鑄造 5~7 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及 毛坯尺寸。 3.6確定切削用量及基本工時(shí) 切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先是確定切削深 度、進(jìn)給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 （第三版，艾興、肖詩綱 編，1993 年機(jī)械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以* 號(hào)，與《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表區(qū)別 [6]。 工序 20、30：粗銑、精銑粗銑四周輪廓面 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料： ， ，齒數(shù) 。15YT0Dm?5Z? 單邊余量：Z=1mm 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：pa1.0m? 每齒進(jìn)給量 ：取 ：取銑削速度f 5/fZ2.8/Vs? 每齒進(jìn)給量 ：取 取銑削速度ff8. 47m 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n (3-1) 102.47601.97/in31Vnrd???? 按照文獻(xiàn)，取 5/mir? 實(shí)際銑削速度 ：v (3-2) .4072.49/106nv s??? 進(jìn)給量 ： fV185607.12/ffaZnms??? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m./45infV? 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 ： ,取?am60?? 切削工時(shí) 被切削層 ：由毛坯可知 ， l14l?'68lm? 刀具切入 ：1 (3-3) 210.5()(~3lDa????601)2? 刀具切出 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： (3-4)1jt 1240.36min7.5jmlf???? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： (3-5) '1jt'1268.19i.jlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 '105njjtt?? 工序 40、50：粗銑、精銑上端面 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料： ， ，齒數(shù) 。1YT0Dm?5Z? 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：pa1.0m? 每齒進(jìn)給量 ：取 ：取銑削速度f 5/fZ2.8/Vs 每齒進(jìn)給量 ：取 ，取銑削速度ff8. 47m? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n (3-6) 102.47601.97/in31Vnrd???? 按照文獻(xiàn)，取 5/mir? 實(shí)際銑削速度 ：v (3-7) .4072.49/106nv s??? 進(jìn)給量 ： fV185607.12/ffaZnms??? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m./45infV? ：取?a60? 切削工時(shí) 被切削層 ：由毛坯可知 ， l14l?'68l 刀具切入 ：1 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 210.5()(1~3lDa???? (3-8)60)2m? 刀具切出 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： (3-9)1jt 12420.36in7.5jmlf???? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： (3-10) '1jt'1268.19mi.jlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 '105njjtt?? 工序 60、70：粗銑、精銑下端面 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料： ， ，齒數(shù) 。1YT0Dm?5Z? 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：pa1.0m? 每齒進(jìn)給量 ：取 ：取銑削速度f 5/fZ2.8/Vs 每齒進(jìn)給量 ：取 ，取銑削速度ff8. 47m? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n (3-6) 102.47601.97/in31Vnrd???? 按照文獻(xiàn)，取 5/mir? 實(shí)際銑削速度 ：v (3-7) .4072.49/106nv s??? 進(jìn)給量 ： fV185607.12/ffaZnms??? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m./45infV? ：取?a60? 切削工時(shí) 被切削層 ：由毛坯可知 ， l14l?'68l 刀具切入 ：1 210.5()(~3lDa???? (3-8)601)2m? 刀具切出 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： (3-9)1jt 12420.36min7.5jmlf???? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： (3-10) '1jt'1268.19i.jlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 '105njjtt?? 工序 80：鉆擴(kuò) φ4.76 孔 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度 ：pa2.38m? 進(jìn)給量 ：取 。frf/0 切削速度 取 。 V.4s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n （3-38）10.86539./in37vnrd???? 按照文獻(xiàn)，取 0/mir? 所以實(shí)際切削速度 ： （3-39）v.147630.5/dms???? 切削工時(shí) 被切削層 ：l42? 刀具切入 ：1 （3-40）1 7(~)105.962rDlctgkctgm????? 刀具切出 ： 取l42?l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： （3-41）jt 60.5in.jLfn??? ⑵ 擴(kuò)孔刀具：選擇擴(kuò)孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料） 。 片型號(hào)：E403 切削深度 ：pa1.35m? 進(jìn)給量 ：取 。f06/fr 切削速度 ：取 。V.4s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n （3-42） 10.26.78/in319vnrD???? 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 按照文獻(xiàn)取 50/minr? 所以實(shí)際切削速度 ： （3-43）v 3.149.750.2/06dms???? 切削工時(shí) 被切削層 ：l42? 刀具切入 有：1 （3-44）1 19.7(~)20.863rDdlctgkctgm??????? 刀具切出 ： ，取2lm4?l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： （3-45）2jt 20.16in.5jLfn??? 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 4 鉆 孔 夾 具 設(shè) 計(jì) 4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 在本次夾具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)鉆擴(kuò)鉸 φ4.76 孔的夾具，在工件夾緊方面要求手動(dòng)夾緊。 這類夾具的特點(diǎn)是：針對(duì)性強(qiáng)，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產(chǎn)效率高和 定位精度高，但是設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)，產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)往往不能繼續(xù)使用適應(yīng)性差，費(fèi) 用較高。 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)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。 僅僅定好位在大多數(shù)場(chǎng)合下，還無法進(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)工件進(jìn)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)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(dòng)和震動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件 的定位是在夾緊過程中實(shí)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(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。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。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。 考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他 元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原 理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是 通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： （1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； （2）擴(kuò)力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動(dòng)作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳 動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和 定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的 夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板，通過精確的圓 弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡(jiǎn)單，便于手動(dòng)調(diào)整。通過松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板 的前后移動(dòng)，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對(duì) 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 稱中心在規(guī)定位置上。 4.2 夾具的導(dǎo)向 在鉆床上加工孔時(shí)，大都采用導(dǎo)向元件或?qū)蜓b置，用以引導(dǎo)刀具進(jìn)入正確的加 工位置，并在加工過程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的剛性， 從而保證零件上孔的精度，在鉆床上加工的過程中，導(dǎo)向裝置保證同軸各孔的同軸度、 各孔孔距精度、各軸線間的平行度等，因此，導(dǎo)向裝置如同定位元件一樣，對(duì)于保證 工件的加工精度有這十分重要的作用。 導(dǎo)向元件包括刀桿的導(dǎo)向部分和導(dǎo)向套。 在這套鉆床夾具上用的導(dǎo)向套是鉆套。 鉆套按其結(jié)構(gòu)可分為固定鉆套，可換鉆套，快換鉆套及特殊鉆套。 因此套鉆夾具加工量不大，磨損較小，孔距離精度要求較高，則選用固定鉆套。 如圖4.2。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。 圖4.2 鉆套 鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材料選擇 20Mn2。淬火HRC60。我選擇的鉆套:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。 相同的，為了防止定位銷與模板之間的磨損，在模板定位孔之間套上兩個(gè)固定襯 套。選取的標(biāo)準(zhǔn)件代號(hào)為12*18 GB2263-1980。材料仍選取T10A， 淬火HRC60。公差采 用H7/p6的配合。 4.3 鉆孔與工件之間的切屑間隙 鉆套的類型和特點(diǎn): 1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆 套外圓一般采用 H7/n6 配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔 徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。 2、可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆 模板之間加一個(gè)襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以 F7/m6 或 F7/k6 配合裝入 襯套中。 3、快換鉆套：當(dāng)對(duì)孔進(jìn)行鉆鉸等加工時(shí)，由于刀徑不斷增大，需要不同的導(dǎo)套 引導(dǎo)刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。 4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標(biāo)準(zhǔn)鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 14 鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙C，使開始鉆孔時(shí)，鉆頭切屑刃不位于 鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔，如圖4.3。 圖4.3 切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。 在本次夾具鉆模設(shè)計(jì)中考慮了多方面的因素，確定了設(shè)計(jì)方案后，選擇了C=8。因 為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。 4.4 鉆模板 在導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和 強(qiáng)度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆 模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動(dòng)鉆模板等。 在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時(shí)需從夾具體上裝上或卸下， 鉆模板在夾具體上采用定位銷一面雙孔定位，螺栓緊固，鉆模精度較高。 [4] 4.5定位誤差的分析 定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對(duì)夾 具設(shè)計(jì)中采用的某一定位方案，只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置 公差的 1/3，即可認(rèn)為該定方案符合加工精度的要求。 在用夾具裝夾工件時(shí)，當(dāng)工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸或相配合 時(shí)，工件的位置即由定位元件確定下來。而對(duì)一批工件來說，因各工件的有關(guān)表面本 身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差，且夾具上的定位元件本身及相互間存在尺 寸和位置公差，因此，雖然工件已經(jīng)定位，但每個(gè)被定位的工件上的一些表面的位置 仍然會(huì)產(chǎn)生變化，這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。 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)定的尺 寸公差。 由[5]和[6]可得： 1 定位誤差： 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 當(dāng)以任意邊接觸時(shí) minDWd?????? 當(dāng)以固定邊接觸時(shí) 2d? 式中 為彼此最小間隙min 通過分析可得： 0.5D??1dmin? 因此：當(dāng)以任意邊接觸時(shí) 0.63DW?? 2 夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj?? 其中接觸變形位移值： SNHBKRkZaZy 014.8.9])[(1?????cos0.3j?? ⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj??m5. ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取AD01. 誤差總和： 0.965jwm??? 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.6 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所 示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。 為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套，以來滿足達(dá)到孔的加工的要求。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 表 d D D1 H t 基本 極限 偏差 F7 基本 極限 偏差 D6 ＞0～1 3 +0.010 +0.004 6 ＞1～1.8 4 7 ＞1.8～2.6 5 8 6 9 -- ＞2.6～3 +0.016 +0.006 ＞3～3.3 6 +0.016 +0.008 9 ＞3.3～4 7 10 ＞4～5 8 11 8 12 16 ＞5～6 +0.022 +0.010 10 +0.019 +0.010 13 ＞6～8 12 15 10 16 2 0 ＞8～10 +0.0 28 +0.013 15 18 ＞10～12 18 +0.023 +0.012 22 12 20 25 ＞12～15 22 26 0.008 ＞15～18 +0.034 +0.016 26 30 16 28 36 ＞18～22 30 +0.028 +0.015 34 ＞22～26 35 39 20 36 4 5 ＞26～30 +0.041 +0.020 42 46 ＞30～35 48 +0.033 +0.017 52 25 45 56 ＞35～42 +0.050 +0.025 55 +0.039 59 30 56 6 0.012 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 ＞42～48 62 66 ＞48～50 70 +0.020 74 7 0.040 鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 4.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 對(duì)夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求 （1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性 在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足 夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時(shí)效處理，退火等處 理方式。 （2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的，夾具應(yīng)有足夠 的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。 （3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò) 夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高， 所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求 （剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡(jiǎn)單。 （4）應(yīng)便于鐵屑去除 在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時(shí)清除，切削熱的積累會(huì)破 壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會(huì)破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。 因此，在這個(gè)過程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的 鐵屑空間：對(duì)切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。 （5）安裝應(yīng)牢固、可靠 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的 中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的 安裝。夾具底部通常是中空的，識(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所 示的夾具裝配。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，夾具的形狀，取 決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過程中的 切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具 設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方 便等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，切 割積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵 屑。 4.8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加 工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用底部大平面定位三個(gè)自由度， V 型塊定位兩個(gè)自由 度，再用一個(gè)壓塊限制最后一個(gè)自由度。 結(jié) 論 通過本次的課程設(shè)計(jì)，使我能夠?qū)镜闹R(shí)做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對(duì)資料的查詢 與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程 的分析，對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)提高了我了思考問題， 解決問題的能力以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 由于能力有限，設(shè)計(jì)中還有很多不足之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指導(dǎo) 參 考 文 獻(xiàn) [1] 李 洪．機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M] ．北京出版社，2006．1． [2] 陳宏鈞．實(shí)用金屬切削手冊(cè)[M] ．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)．金屬切削手冊(cè)[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002． [4] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10． [6] 都克勤．機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)[M] ．貴州人民出版社，2003．4 [7] 胡建新．機(jī)床夾具[M] ．中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．機(jī)械制造工藝學(xué)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [10] 馬賢智．機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)[M]．中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994．12． [11] 劉文劍．夾具工程師手冊(cè)[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，2007 [12] 王光斗．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002．8． 21 致 謝 在課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫 助，課程設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。 這次課程設(shè)計(jì)是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。XX 老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度 的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過程中也遇到了不少的問題，XX 老師給了我許多關(guān)懷和幫助， 并且隨時(shí)詢問我課程設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我 的設(shè)計(jì)。 在論文工作中，得到了機(jī)電學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。 最后，在即將完成課程設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。 謝謝了！ 22