338 轉(zhuǎn)向器側(cè)蓋鉆孔夾具設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)向器,鉆孔,夾具,設(shè)計(jì) 各位評(píng)委老師大家好,轉(zhuǎn)向器側(cè)蓋鉆孔夾具設(shè)計(jì),班級(jí)：機(jī)制052班 姓名：曾振江 學(xué)號(hào)：20050464 指導(dǎo)老師：樊十全,前言,在機(jī)械制造各行業(yè)的工藝過(guò)程中廣泛應(yīng)用著各種不同的，用以固定加工對(duì)象，使之占有正確位置，以便接受施工的一種工藝裝備，統(tǒng)稱為夾具。因此，無(wú)論是在機(jī)械加工，裝配，檢驗(yàn)，熱處理等工藝中，都大量采用夾具。而在機(jī)械加工中應(yīng)用最為廣泛是機(jī)床夾具。機(jī)床夾具是組成工藝系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，是影響加工質(zhì)量的重要因素，一般情況下，使用機(jī)床夾具能穩(wěn)定地保證產(chǎn)品質(zhì)量。 機(jī)床夾具主要有如下主要作用： 1.保證加工精度；2.提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本；3.減輕工人操作強(qiáng)度，降低對(duì)工人的技術(shù)要求； 4.擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍；5.減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，縮短新產(chǎn)品試制周期； 機(jī)床夾具的種類較多，按其應(yīng)用范圍可分為：通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾具等。此次設(shè)計(jì)的是鉆孔專用夾具。,1.工件的加工工藝分析,加工工件為轉(zhuǎn)向器側(cè)蓋，工件材料為球墨鑄鐵，牌號(hào)為QT450-10。 本工序主要鉆削加工四個(gè)Φ12.5 mm的孔,鉆削深度為11mm。 四個(gè)孔的加工位置要求如下: 1.孔心位置度偏差為0.2mm， 2.孔的橫軸心連線向上偏轉(zhuǎn)5度， 3.孔的豎軸心連線向右偏移5mm。 具體的尺寸分布見工件零件圖:,,,,2.鉆床夾具特點(diǎn)的分析,鉆床夾具一般通稱“鉆?！?。鉆模的結(jié)構(gòu)類型較多.可按鉆模有無(wú)夾具體，以及夾具體是否可動(dòng)，可分為以下五類： （1）固定式鉆模； （2）回轉(zhuǎn)式鉆模 ； （3）翻轉(zhuǎn)式鉆模 ； （4）蓋板式鉆模 ； （5）滑柱式鉆模； 本設(shè)計(jì)采用蓋板式鉆模結(jié)構(gòu)，這種鉆模無(wú)夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板覆蓋在工件上定位夾緊后即可進(jìn)行加工。這種鉆模的主要特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕巧，清除切屑方便；但每次需從工件上裝卸，較費(fèi)時(shí)。,,3.工件的定位方案分析,設(shè)計(jì)蓋板式鉆模.經(jīng)分析知，需要限制工件的五個(gè)自由度( X軸和Y軸方向的旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)自由度,Z軸方向的旋轉(zhuǎn)自由度).將工件的圓柱端插入長(zhǎng)定位套孔 中,此長(zhǎng)定位套限制了工件的四個(gè)自由度(即X軸和Y軸方向的移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 ).此時(shí)工件仍可繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，工件旋轉(zhuǎn)到合適位置，再插入定位插銷（定位插銷限制了Z軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)），即可實(shí)現(xiàn)定位。為了實(shí)現(xiàn)工件的預(yù)定位及提高工件定位穩(wěn)定性，同時(shí)設(shè)置一個(gè)輔助支承釘 . 簡(jiǎn)圖如下:,,1底座 2長(zhǎng)定位套 3工件（側(cè)蓋） 4鉆模板 5定位插銷 6定位襯套 7輔助支承,3.2定位元件的選擇,1.長(zhǎng)定位套（定位襯套）:A46H7×40 GB2201-80 熱處理:20 滲碳深度 0.8～1.2mm HRC55～60 2.定位插銷B13f7×56 GB2205-80; 20滲碳深度:0.8～1.2mm HRC55～60 3.支承：M10×25 GB2227-80 熱處理：45 全部HRC40～50; 4.短定位套:B13H6×18 GB2201-80 熱處理:T8 HRC55～60;,3.3定位誤差分析,定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而造成的某一工序在工序尺寸（通常指加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。 該工件的定位基準(zhǔn)面為工件的圓柱側(cè)面和底面。 此定位中，定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，即基準(zhǔn)不重合誤差為0，只需分析基準(zhǔn)位置誤差。計(jì)算項(xiàng)目有三個(gè)： （1） 位置度誤差； 位置度選取C基準(zhǔn)面做參照，即工件圓柱側(cè)面。其誤差為長(zhǎng)定位套與工件圓柱側(cè)面最大配合間隙 =[0-（-0.39）]+（0.119-0.08）=0.078mm,,（2）偏轉(zhuǎn)度數(shù)誤差分析,=arc tan（ ）； 其中 為偏轉(zhuǎn)角度即為所求誤差； 為長(zhǎng)定位套與工件圓柱側(cè)面配合位置誤差； 菱形銷與孔配合位置誤差,求得其為0.018； L 為定位孔Φ13與Φ46的中心距；L= =88.6mm 代入數(shù)值得: D=arc tan( ) =0.031 （3）豎軸心線的偏移誤差分析； 該誤差產(chǎn)生的原因在工件圓柱側(cè)面與定位襯套配合位置誤差，類 似于項(xiàng)目1，可知其誤差亦為0.078mm,,,,,,4.工件夾緊方案的分析,為使工件在定位件上所占有的規(guī)定位置在加工過(guò)程中保持不變, 要用夾緊裝置將工件夾緊.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。 該套夾具的夾緊方式為手動(dòng)夾緊。夾緊機(jī)構(gòu)為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)具有下列特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、擴(kuò)力比大、自鎖性能好、行程不受限制、夾緊動(dòng)作慢等。本套夾具的夾緊裝置為兩塊可移動(dòng)壓板。通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板，達(dá)到夾緊作用 .,,夾緊簡(jiǎn)圖： 1墊圈 2螺母 3手柄 4螺栓 5螺母 6壓板 7彈簧 8螺母 9支柱,4.2切削力的計(jì)算,已知工件的材料為鑄鐵,硬度HB190~210,刀具選擇高速鋼刀具,可得： 其中D=12.5mm, s=0.1mm, 代入數(shù)值，求得： =848.3 N 由于四孔同時(shí)鉆削 切削合力P= 4 × 848.3=3393.2N 建立直角坐標(biāo)系，列出切削孔圓心的 坐標(biāo)值，可求切削合力在 X=102.21, Y=93.00的位置,,,,4.3夾緊力的計(jì)算,本道工序是對(duì)側(cè)蓋面上四個(gè)孔的鉆削加工，在鉆孔的過(guò)程中，鉆削力距M 切迫使工件有轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，則靠由壓塊夾緊所產(chǎn)生的摩擦力矩來(lái)克服。 M切=0.21 D為鉆頭直徑，s為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，Kp為修正值 ( D= 12.5mm, s=0.1mm, Kp=1.021 ) 代入計(jì)算得 M切=5.3 N.m M切總=4×5.3=21.2N.m（四個(gè)鉆頭同時(shí)工作） 而 M切總= ·f·a 為理論夾緊力，f 為摩擦系數(shù)，a 為摩擦力臂；其中摩擦系數(shù)f取0.25，摩擦力臂a為切削合力位置到壓板作用點(diǎn)的兩段距離之和（兩段近似認(rèn)為相等），經(jīng)分析知a為0.125m，代入數(shù)值可得： =678.4N 最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需的夾緊力的數(shù)值。即 查表求得K值2.07 , =678.4×2.07 =1404.3N,,,,,4.4移動(dòng)壓板的確定,移動(dòng)壓板的主要尺寸由需要提供夾緊力的大小來(lái)確定。查《機(jī)床夾具 設(shè)計(jì)手冊(cè)》，可得： Q Q是移動(dòng)壓板螺栓提供的原動(dòng)力， 是實(shí)際夾緊力； 是移動(dòng)壓板的 機(jī)械效率； 其中 =2， =0.9。代入數(shù)值得： Q=3120.6N 該套夾具有兩塊移動(dòng)壓板，可求單 塊壓板的螺栓需提供原動(dòng)力 =1560.3N 可選用螺紋公稱直徑為20mm的螺栓,,,,,,,,5引導(dǎo)裝置的確定,在鉆床上加工孔和孔系時(shí),大都采用引導(dǎo)裝置。用來(lái)引導(dǎo)刀具進(jìn)入正確 的加工位置,并在加工過(guò)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,從而保證零件上加工孔的精度。 該套夾具的引導(dǎo)元件是鉆套。固定鉆套外圓與鉆模板一般采用H7/p6 的配合.且必須有很高的耐磨度,材料選擇T10A按GB1298-77《碳素工具 鋼技術(shù)條件》.淬火HRC58～64. 選擇的鉆套B12.5×32 GB2262-80.,5.2鉆套與工件之間的距離計(jì)算,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 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》， 可得C=（0.3～0.7）d, 其中d為鉆孔直徑，取C=0.5d 而工件鉆孔直徑為12.5mm 故C=6.25mm,,6鉆模板的確定,在引導(dǎo)裝置中,鉆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. 此套鉆模夾具中選用的是蓋式鉆模板,這種鉆模板在裝卸工件時(shí)需從夾具體上裝上和卸下。它的加工精度較可卸式鉆模板高，主要用于模板定位孔有較嚴(yán)要求的場(chǎng)合。此時(shí)應(yīng)以被加工孔的工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以達(dá)到較高的位置精度。在夾具體上采用一面雙孔定位,螺栓緊固,鉆模精度較高。,7底座的確定,該底座承受鉆模板和工件重力，同時(shí)必須承受鉆削時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。 因此底座必須具有較高的剛度和抗振能力。底座材料選用鑄鐵HT200 該鑄鐵為灰鑄鐵，主要用于制造承受壓力和振動(dòng)的零部件，如機(jī)床車 身、各種箱體、殼體、泵體和缸體。,8夾具操作過(guò)程及選取機(jī)床、刀具,此套鉆模夾具中選用的是蓋式鉆模板，可方便裝卸。裝工件過(guò)程為：將工件圓柱部分套入長(zhǎng)定位套中，將工件轉(zhuǎn)動(dòng)，安上鉆模板，放入定位插銷。用扳手緊固鉆模板上螺母，將移動(dòng)壓板壓緊工件，緊固壓板螺母。 選取機(jī)床：選取立式鉆床Z535，立式鉆床需要移動(dòng)夾具，推動(dòng)手柄，即可移動(dòng)夾具。鉆模在機(jī)床工作臺(tái)上的正確位置，以安裝在機(jī)床主軸上的刀具準(zhǔn)確自由插入鉆套內(nèi)孔為準(zhǔn)。 孔加工刀具：圓柱直柄麻花鉆 GB1436-85 鉆頭直徑為12.5mm,設(shè)計(jì)小結(jié),經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的時(shí)間，我完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們大學(xué) 這四年來(lái)的所學(xué)的考驗(yàn)，它要求我們將大學(xué)這四年來(lái)所學(xué)到的知識(shí)融會(huì) 貫通、綜合應(yīng)用，并要求我們能夠理論聯(lián)系實(shí)際，它鍛煉我們的綜合 運(yùn)用知識(shí)的能力以及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 在這兩個(gè)月里，我在樊十全老師的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)了設(shè)計(jì)方案的確 定、尺寸擬定、零部件的選擇及計(jì)算、繪制裝配圖和零件圖等幾個(gè)階段。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我到圖書館借閱專業(yè)工具書，仔細(xì)計(jì)算校核， 用計(jì)算機(jī)繪圖。這些都使我深刻體會(huì)到學(xué)習(xí)的必要性。與此同時(shí)，我也 充分認(rèn)識(shí)到自身的許多不足，如基礎(chǔ)知識(shí)不夠扎實(shí)，缺乏綜合運(yùn)用理論 聯(lián)系實(shí)際的能力等。因此，設(shè)計(jì)中錯(cuò)誤和不足之處再所難免，懇請(qǐng)各位 老師和同學(xué)批評(píng)指正，不勝感激！ 最后，我要衷心地感謝樊十全老師，還有其它所有給過(guò)我?guī)椭椭С?的老師和同學(xué)!,謝謝各位評(píng)委老師 設(shè)計(jì)中不足之處，敬請(qǐng)指點(diǎn),