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X X X X 學 院
畢 業(yè) 設 計
(XXXX屆)
題 目 成組螺旋下壓式模具設計
學 院 xxxxxxxxxxxxx學院
專 業(yè) 機械設計制造及其自動化
班 級 xxxxxxxx班
學 號 xxxxxxxxxx
學生姓名 xxxxx
指導教師 xxxxxxx
完成日期 xxxx年x月x日
成組式螺旋下壓模具設計
姓名：XXXX 指導老師：XXXXXX
XXXXXXXXXXXXXXXXX學院
摘 要
成組技術GT是一門生產技術科學，它研究如何識別和發(fā)掘生產活動中有關事務的相似性，并對其進行充分利用。成組技術應用與機械加工方面，乃是將多種零件按其工藝的相似性分類成組以形成零件族，把同一零件族中零件分散的小生產量匯集成較大的成組生產量，從而使小批量生產能獲得接近于大批量生產的經濟效果，為提高多品種、小批量生產的經濟效益提供了一種有效的方法。成組技術在制造工藝方面最先得到廣泛應用。由于零件組內諸多零件的安裝方式和尺寸相近，可設計出應用于成組工序的公用夾具（即成組夾具），只要進行少量的調整或更換某些零件，成組夾具就可適用于全組零件的安裝。成組技術亦可應用于零件加工的全工藝過程。
隨著新產品研制任務的不斷增加，要求在盡短的時間內設計和制造出足夠數量的工藝裝備，以縮短生產周期，保證新產品盡快投入生產，這就必需搞好工藝裝備的標準化。成組技術是開展工裝標準化的一條有效途徑。
本次設計采用成組技術設計鉆床模具，設計出的螺旋下壓式模具具有以下特點：1.該模具通過可調節(jié)的定位裝置來加工不同尺寸的該類型零件；2.螺旋下壓式壓緊方式操作簡單，壓緊安全可靠，生產效率高；3.可通過安裝不同規(guī)格的引導裝置（即快速可換鉆套），迅速適用于不同規(guī)格孔零件的加工制作；4.該夾具外型美觀，加工方便，可靠實用。
關鍵詞：成組技術 下壓式 鉆床 夾具 方便
Group type helical pressed mould design
Name:XXXXXX Teacher: XXXXXXXX
XXXX University
Abstract
Group technology GT is a production of Technological Sciences, which studies how to identify and explore the similarity of the production activities related affairs, and take full advantage of. Group technology applications and machining, but a variety of parts of their process similarity classified into groups to form a part family niche production dispersed in parts of the same part family grouped together into larger production, so small batch to get close to the mass production economy, and provides an effective way to improve the multi-species, the economic benefits of small batch production. Group technology, the first widely used in the manufacturing process. Many other parts of the installation of the part group and similar size can be designed to be applied to a group process common fixture (Serve group fixture), a small amount of the adjustment or replacement of some parts, a group fixture can be applied to the full group of parts installed. Group technology can also be applied to the whole process of machining parts.
With the increasing new product development tasks required to design and produce a sufficient number of technology and equipment in the shortest possible period of time, in order to shorten the production cycle, to ensure that new products into production as soon as possible, which standardization of the technology and equipment necessary to do a good job. Group technology is an effective way to carry out tooling standardization.
The design into a set of technologies designed drilling machine mold, the helical under pressure die design has the following characteristics: 1. The mold by means of adjustable positioning device to process the parts of different sizes; 2. helical under pressure compaction simple operation mode, the pinch safe, reliable, high production efficiency; 3 by installing the different specifications of the guide means (i.e. fast interchangeable drill sleeve), quickly applicable to the production of parts of the processing of the different specifications hole; 4. the jig appearance , processing, convenient, reliable and practical.
Keywords: group technology under pressure drilling fixture convenient
目錄
一、緒論 6
1.1背景及意義 6
1.2成組技術的產生和發(fā)展 8
1.2.1成組技術概況 8
1.2.2成組技術的工作內容 8
1.2.3 成組技術的生產組織形式 9
1.2.4成組技術的優(yōu)點 10
1.2.5 成組技術的未來 12
1.2.6 成組技術的發(fā)展動態(tài) 13
1.2.7成組技術在夾具中的應用 15
二、工件技術分析 17
2.1鉆床加工任務: 17
2.2工件特點分析 18
三、下壓式夾具總體方案的擬定 19
3.1定位裝置的選擇 19
3.2夾緊方式及元器件選擇 20
3.3其他典型結構的設計 21
3.4夾具主要部件的設計 22
3.4.1 可調節(jié)滑動定位板 22
3.4.2定位銷釘滑塊 23
3.4.3鉆模板 24
3.4.4螺旋壓緊緊機構 25
3.4.5夾具體主體基座 26
3.4.6銷釘壓蓋 27
3.4.6快換鉆套裝置 29
3.4.7其他部件的設計 30
3.4.8總裝配圖 32
四、鉆削力和定位誤差的計算 34
4.1鉆削力的計算 34
4.2定位誤差的計算 35
五、典型結構 36
5.1成組技術在夾具中的應用 36
5.2定位銷釘滑塊 37
5.3快換鉆套裝置的應用 38
5.4螺旋下壓式壓緊裝置 38
六、總結 40
七、致謝 41
八、參考文獻 42
41
一、緒論
1.1背景及意義
成組技術GT（Group Technology）是一門生產技術科學，它研究如何識別和發(fā)掘生產活動中有關事務的相似性，并對其進行充分利用。即把相似的問題歸類成組，尋求解決這一組問題相對統(tǒng)一的最優(yōu)方案，以取得所期望的經濟效益。成組技術應用與機械加工方面，乃是將多種零件按其工藝的相似性分類成組以形成零件族，把同一零件族中零件分散的小生產量匯集成較大的成組生產量，從而使小批量生產能獲得接近于大批量生產的經濟效果。目前發(fā)展的成組技術是應用系統(tǒng)工程學的觀點，把中，小批生產中的設計制造和管理等方面作為一個生產系統(tǒng)整體，同意協(xié)調生產活動中的各個方面，全面實施成組技術以提高綜合經濟效益。
本次設計主要完成對成組技術研究，鉆床夾具的設計。隨著新產品研制任務的不斷增加，要求在盡短的時間內設計和制造出足夠數量的工藝裝備，以縮短生產周期，保證新產品盡快投入生產，這就必需搞好工藝裝備的標準化。成組技術是開展工裝標準化的一條有效途徑。成組技術是以零件相似性為基礎，合理開展產品設計，工藝設計和進行生產管理的一種生產和管理技術。
本次設計的成組夾具是成組技術的一種應用。通過此次設計進一步了解和深入研究機電一體化產品的相關開發(fā)設計。通過對成組技術的研究，達到真正意義上的提高生產和經濟效益。
該項目的研究具有很重要的現(xiàn)實意義：首先，提高了產品的設計水平和質量，提高了工作效率，實現(xiàn)了零件按工藝相似組的組成加工，使各工種的勞動變得相對的簡單化，專業(yè)化，標準化，減輕了操作人員的負擔。其次，可以對舊鉆床夾具進行改造，將會極大的提高原有設備的生產能力，能為國家，企業(yè)節(jié)約大量的資金。而通過此次對成組鉆床夾具的設計，可以為以后的設計打下更好的基礎。本次設計就是主要通過研究被加工零件的特點以及夾具設計手冊的設計夾具主要步驟，來完成對螺旋下壓式模具的設計。
1.2成組技術的產生和發(fā)展
1.2.1成組技術概況
成組技術(Group Technology簡稱GT)創(chuàng)始人是前蘇聯(lián)學者米特羅法諾夫，他據多年積累的經驗，于1959年發(fā)表“成組工藝原理”專著，引起各國同行重視。早期成組技術，是從工藝過程典型化和組織同類零件集中生產開始的，隨著成組技術理論和方法上的完善，以及計算機的迅速發(fā)展，GT的應用超出了工藝制造范圍，擴大到整個生產系統(tǒng)。
成組技術是組織多品種、中小批量生產的一種科學方法。它將企業(yè)生產的各種品種、組成產品的各種部件、零件、按結構和工藝上相似性原則進行分類編組，并以“組”為對象組織技術工作和管理生產。成組技術應用的范圍已經逐步擴展到整個生產、技術系統(tǒng)，從零件分類編碼開始，到成組零件設計，成組工藝設計，成組工裝設計，成組單元設計和生產，以及成組作業(yè)計劃等，而且這些環(huán)節(jié)形成一個相互聯(lián)系，相互制約的有機整體，所以可以將成組技術看成是一個系統(tǒng)，稱作成組技術系統(tǒng)。
1.2.2成組技術的工作內容
成組技術的主要工作內容是：對不同的產品零件，按其幾何形狀、尺寸大小、加工方法、精度要求和毛坯種類等的相似性，依照一定的分類系統(tǒng)進行零件的分類編碼和劃分零件組。根據零件組成劃分情況，建立成組生產單元或成組流水線。成組生產單元完成一組零件全部工藝過程所設置的一組機床和工藝裝備，這些設備是典型的工藝過程布置。產品的裝配與零件加工應按照成組工藝規(guī)程和成組加工單元來安排。
1.2.3 成組技術的生產組織形式
根據零件的相似性程度，目前成組技術的生產組織形式有以下三種：
1．成組加工中心（GT-Center），成組加工中心是指把一些結構相似的零件，在某一種設備上進行加工的一種比較初級的成組技術的生產組織形式。
2．成組生產單元(GT—Cell)，成組生產單元是指按一組或幾組工藝上相似零件共同的工藝路線，配備和布置設備，它是完成相似零件全部工序的成組技術的生產組織形式。在生產單元中零件的加工是按類似流水線的方式進行的。進人這種生產單元的零件族的毛坯，當它們離開這個單元時都已全部加工完畢。
3．成組流水線(GT—Flow Line)，這類零件的工藝共性程度最高。它是根據零件組的工藝流程來配置機床設備，工序間運輸采用滾道或小車。因此，它具有大批量流水生產線所固有的優(yōu)點。其主要區(qū)別是所流動的不是固定的一種零件，而是一組相似的零件。機床設備允許作局部調控，更換調整件，以適應不同零件的制造，而且不過分強調工序節(jié)拍。成組生產流水線是具有流水生產線特征的成組生產單元，是成組技術的最高組織形式。在成組流水生產線的基礎上，各國正在研制以成組技術為邏輯基礎的柔性制造系統(tǒng)，使多品種、中小批量生產企業(yè)可以來用自動化生產技術。目前，它還處于試驗研制階段，對其設計、制造、安裝、調整和運行等均有待在實踐中不斷完善。
1.2.4成組技術的優(yōu)點
(1)產品設計的優(yōu)勢
從產品設計的角度，成組技術主要的優(yōu)點是它能夠使產品設計者避免“重新發(fā)明輪子”的重復工作。換句話說，由于成組技術設計的易保存和易調用性使得它消除了重復設計同一個產品的可能性．一旦要求設計的某個零件被確定，該零件首先被編碼，然后檢索存儲于計算機存貯器中的該公司的設計庫，找出與這個碼相匹配的已有設計，這樣便可以節(jié)省設計工作的大量時間．如果工件的設計未包括在公司的計算機存儲文件中，與需求接近的設計就會被調出并被放大以滿足要求．成組技術的另一個優(yōu)點是它促進了設計特征的標準化，這樣使得加工設備和工件夾具標準化程度大大提高。
(2)刀具和裝置的標準化
有相關性的工件稱為一族，這使得為每一族工件設計的夾具可以被該族中的每一個工件使用．這樣通過減少夾具的數量從而減少了夾具的花費．顯然，一個夾具為整個族的零件只制造一次，而不是為每一個工件制造一個夾具。
(3)提高了材料運輸效率
當工廠的布局是基于成組原理時，即把工廠分為單元，每個單元由一組用于生產同一族零件的各種機床組成，這時原材料的運輸是很有效的，因為這種情況下零件在機床間的移動路徑最短。這與以工藝劃分來布局的傳統(tǒng)意義上的加工路線形成對比。
(4)分批式生產提高了經濟效益
通常。批量式生產是指大范圍的表面上看起來沒有什么共同之處的各種非標準的工件的生產．因此。應用成組技術生產的工件可以獲得只有大批量生產才能夠獲得的很高的經濟效益。
(5)輕松一覽表
把工件分成族并編制目錄，同族下再編制子目錄，由于這項工作是為每一族而不是為每一個工件作的。大大減少了工作量。
(6)加工過程和非加工時間的減少
由于夾具和材料等非加工時間的減少，使得加工過程和非加工時間相應地減少．換句話說，由于材料傳遞在每一個單元內有效地進行，工件在機加工部門間有效地傳送．這與典型的以工藝布局的工廠形成對比，加工時間大大縮短．后一種情況需要較多的在制品，使得庫存換新率及現(xiàn)金周轉產生不好的影響．這樣。以成組技術原理設計的工廠的生產非加工時間相比以工藝布局的工廠要短的多．
(7)更加快捷、合理的加工方案
成組技術是趨于自動化的加工方法．可通過合理的工件分類和編碼系統(tǒng)來獲得，在這里，對于每一個工件。通過它的編碼，可以很容易地從計算機中調出有關該工件的詳細加工方案。
1.2.5 成組技術的未來
隨著科學技術的飛速發(fā)展，市場競爭的口益激烈，市場需求的多樣化，產品更新速度必然會大大地加快。因此，多品種、中小批生產在機械工業(yè)中將越來越占有重要的地位。據統(tǒng)計世界工業(yè)先進國家的中小批生產企業(yè)占機械工監(jiān)企業(yè)的80％以上；在我國機械產品中，中小批生產的產品占機械產品的70％至80％。而且這些產品零件的大多數相似件之間叉存在著大量的相似性，這就是推行“成組技術”的客觀物質基礎。
機械生產長期存在著許多問題，如：生產技術準備周期長，費用大，對于新老產品之間工藝具有相似性的部件和零件其工藝文件以及工藝裝備等方面的信息無法繼承和缺乏繼承的手段，以至難以實現(xiàn)產品圖紙的標準化、通用化和系列化。這種嚴重影響新產品的迅速投制和市場競爭能力的傳統(tǒng)生產方式，極大地阻礙了多品種、中小批生產的發(fā)展。如何解決這些矛盾呢?五十年代在世界上出現(xiàn)的至今已有很大發(fā)展的“成組技術”便是解決問題的有效途徑。
追潮成組技術年輕的歷史， 人們都不會忘記五十年代中期蘇聯(lián)的米特洛萬諾夫的功績，他提出了成組技術的概念和方法，并在許多企業(yè)中推廣應用， 取得了顯著的技術經濟效果。到六十年代末至七十年代初，成組技術在歐洲的應用和發(fā)展出現(xiàn)了一次高潮，成組技術的研究工作蓬勃發(fā)展；而近十多年來，成組技術在日本、美國等發(fā)達國家受到廣泛的重視與應用， 目前正在大力發(fā)展以成組技術為基礎的計算機輔助工藝過程設計系統(tǒng)(CAPP)和柔性制造系統(tǒng)(Fm S) 。世界上第一個以成組技術為基礎的無人工廠正在研究和建立中。無疑發(fā)展成組技術已成為發(fā)展工業(yè)所必不可少的環(huán)節(jié)。
1.2.6 成組技術的發(fā)展動態(tài)
成組技術在一些工業(yè)發(fā)達國家已經得到了廣泛的應用
蘇聯(lián)是成組技術的發(fā)源地， 其發(fā)展大致分三個階段：L957年以前試行階段，1958年至1959年發(fā)展階段，1960年以后為推行階段 與此同時東歐國家也實施了成組技術， 特點是自上而下地有組織、有領導的進行。f日 設有專門機構負責研究和協(xié)調全國的成組技術工作，并且制定了統(tǒng)一的分類系統(tǒng)。j㈨ ，止致力予：海成組技術與訃算機控制的柔性制造系統(tǒng)(FMS)相結合， 與計算機輔助設訃(cAjJ) 、輔助制造(CAM)及輔助編程(cArl )相結臺， 向著中小批生產t{ 實現(xiàn)高度自動化方面開展研究工作。
西德在成組技術方面開展工作較早，在成組技術的理論和方法上所做的貢獻也較大。奧匹茲教授研制出著名的OPITZ零件分類編碼系統(tǒng)， 這一系統(tǒng)的建立為成組技術更加科學化、嚴格化的方向發(fā)展開拓了道路。近年來西德的成組技術同樣與CAD、CAPP、FMS等高科技相結合， 而且把成組技術在大批量生產的自動線上推廣應用。
日本是引進成組技術的后起之秀。在分析各國分類編碼系統(tǒng)的基礎上于1968年建立了5位碼KC— 1分類編碼系統(tǒng)，69年以后又陸續(xù)制訂了Kc一2 KK— l KK一2和KK一3 (21位碼)編碼系統(tǒng)，據73年統(tǒng)計，69個機床廠中已有45個廠采用了成組技術， 富士通法納克公司將一個機械加工車間改造成無人車間。目前，世界上第一個以成組技術為基礎的無人化工廠也正在日本研究和建立中。
美國應用成組技術的主要特點是起步曉，發(fā)展快、水平高，先發(fā)展數控技術后重視成組技術。從1 975年以后美國憑借其雄厚的數控和計算機技術基礎， 集中優(yōu)勢急起直追。l977年賓州大學對美國i13家公司調查， 其中5O家采用了成組技術(占44％)，79年美國在一些機床、重型設備、農業(yè)機械、宇航、電氣設備和其他設備的主要制造廠普遍地使用了較復雜的Miclass(荷蘭制定的l2～3o位碼)分類編碼系統(tǒng)， 配備了15套以上的計算機軟件供設計和制造等業(yè)務部門使用。在改進產品設計、自動編制工藝過程和有效使用數控機床等方面均取得了顯著成效。
那么， 我國成組技術的發(fā)展如何呢?我國六十年代初期開始引入成組技術的研究，由于十年動亂大大地拉大了我國與發(fā)達國家在這一技術領域的差距。從1979年起，又開始了以機械工業(yè)部為主的成組技術的研究和試點工作。1982年1O月，由l4個單位起草制訂了JLBM— l (1 6位碼)零件編碼系統(tǒng)，適宜重型、中型和儀表類零件編碼。85年10月在沈陽第三機床廠召開了全國性的“成組技術現(xiàn)場交流會”。各試點廠在實施成組技術過程中，分別在建立分類系統(tǒng)、建立成組加工生產單元以及計算機輔助工藝過程編制、計算機輔助生產管理等方面取得了成效，有一定水平。但是，就我國的國情來看，中小批生產企業(yè)所占比例比國外還大，發(fā)展成組技術在我國有更廣闊的前景。但事實上我國在這一領域里遠遠落后于國外。而要穩(wěn)健地發(fā)展成組技術，關健在于領導， 目前成組技術對于改變多品種、中小批量生產企業(yè)的落后面貌的重要意義正在被越來越多的企業(yè)家所認識。我們還可以從這兒個方面進一步認識成組技術的發(fā)展動態(tài)。
1.2.7成組技術在夾具中的應用
隨著新產品研制任務的不斷增加，要求在盡量短的時間內設計和制造出足夠敦量的工藝裝備，以縮短生產準備周期，保證新產品盡快投產，這就必須搞好工藝裝備的標準化。成組技術是開展工裝標準化的一條有效途徑。成組技術是以零件相似性為基礎，合理開展產品設計、工藝設計和進行生產管理的一種生產和管理技術。成組夾具是成組技術的一種具體應用。
隨著生產向多品種發(fā)展，成組技術正在獲得越來越廣泛的應用：
(1)在新產品設計中實施成組技術通過對企業(yè)中已設計、制造過的零件進行編碼和分組，可建立起一個設計圖紙和資料的檢索系統(tǒng)當設計一種新產品時，設計員可將產品中的零件設計構思轉化成相應的分類代碼。然后按此代碼對其所屬零件設計圖紙和資料進行檢索，從中選擇可直接采用或稍加修改便可采用的原有零件圖。新產品設計中盡量利用原有的零件圖，為制造工藝領域增加相似性，使企業(yè)生產的零件品種大為減少，從而節(jié)約工藝過程設計、工裝設計和制造的時間及費用。此外，新產品具有對老產品的繼承性，使老產品生產中所積累的許多經驗，能在新產品生產中得到充分利用。在此基礎上又可以進一步實現(xiàn)零件的標準化，組件、部件設計的合理化，并為實現(xiàn)計算機輔助設計創(chuàng)造有利條件。
(2)在制造工藝中應用成組技術主要用于編制成組工藝規(guī)程，以取代為每種零件單獨制定的工藝規(guī)程 采用成組工藝裝備，以取代通用的工藝和為每種零件單獨設計、制造的專用工藝裝備。在成組技術的基礎上實現(xiàn)計算機輔助工藝過程設計，工裝設計以及設計一制造的一體化等。
(3)在生產管理中應用成組技術實行按零件組或族組生產。打破產品界限，改變傳統(tǒng)的按產品組織生產的模式，以零件管理取代工序管理，特別是對軍、民品結合的企業(yè)更為適用，不僅可簡化生產計劃、生產指令和調度計劃的編制，而且能促使整個生產管理向科學化和現(xiàn)代化的方向發(fā)展計算機技術引入到成組技術，為成組技術向更高的水平發(fā)展，提供了極有利的條件。今后無論是零件的編碼、分組、零件圖檢索、工藝過程設計等都可借助計算機進行，這是成組技術發(fā)展的重要趨勢。
二、工件技術分析
2.1鉆床加工任務111
:
此次畢業(yè)設計的任務為設計出一鉆床夾具用于鉆出零件圖（2.1），（2.2），（2.3）中直徑為10mm的孔。
圖2.1
圖2.2
圖2.3
2.2工件特點分析
如以上加工零件圖所示，分析該組零件的主要尺寸為：圖（2.1）零件長邊長125mm，厚5mm，兩孔距離100mm；短邊長85mm，厚5mm，兩孔距離62mm。零件大的凸孔外徑30mm，內徑20mm，厚12mm；兩個小的凸孔外徑20mm，內徑10mm，厚12mm。從這組其他零件可以分析出，目的都為鉆出直徑為10mm，h7mm的孔，該組零件的定位均要用到圓孔的定位，材料均為45號鋼?？蛇\用成組技術,將定位兩孔之間不同距離的零件只需用到一個夾具,即成組螺旋下壓式鉆模。
三、下壓式夾具總體方案的擬定
3.1定位裝置的選擇
自由物體在空間直角坐標系中有六個自由度，即沿OX,OY,OZ三個軸向的平動自由度和三個繞軸的轉動自由度。要使工件在夾具體中具有準確和確定不變的位置，則必須限制六個自由度。工件的六個自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六個，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生產中，為了調整和控制不可避免產生的焊接應力和變形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。在焊接夾具設計中，按加工要求應限制的自由度而沒有被限制的欠定位是不允許的；而選用兩個或更多的支撐點限制一個自由度的方法稱為過定位，過定位容易位置變動，夾緊時造成工件或定位元件的變形，影響工件的定位精度，過定位也屬于不合理設計。
（1）、以工件的平面為基準進行定位時，常采用擋鐵、支撐釘進行定位
（2）、工件以圓孔內表面為基準進行定位時常采用銷定位器
（3）、工件以圓柱外表面為基準進行定位時常采用V形鐵定位器
認真分析此零件可知宜運用到擋板與銷定位器來定位，擋板可限制Y方向的平行自由度，擋銷可限制X方向的平行自由度，螺母和夾具體可限制X方向的平行自由度，兩螺旋加緊機構可固定2個孔并限制繞3坐標軸的旋轉方向的自由度?？紤]到此次畢業(yè)設計的主題：成組技術，所以可在擋板上開一可滑動的通槽與以上兩銷釘結合組成一滑槽機構來使用于不同尺寸兩孔距離的零件的定位。
3.2夾緊方式及元器件選擇
夾緊機構的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點的確定、夾緊力大小的確定。夾緊裝置應使工件對著切削力。夾緊力不能太大而引起工件變形和破壞。工件應支撐在夾緊點的下面，以確保由鉆模或夾具的主架來承擔力，并將其傳至機床的工作臺和床身。當設計鉆模和夾具時，夾緊裝置的設計應確保提供合適的夾緊力和操作的快速和安全。
對夾緊機構的基本要求如下：
（1）、夾緊作用準確，處于夾緊狀態(tài)時應能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。
（2）、夾緊動作迅速，操作方便省力，夾緊時不應損害零件表面質量
（3）、夾緊件應具備一定的剛性和強度，夾緊作用力應是可調節(jié)的。
（4）、結構力求簡單，便于制造和維修。
為了滿足以上基本要求以及滿足下壓式鉆模的要求，查《機床夾具設計手冊》得可采用螺旋夾緊機構。用螺桿直接夾緊或與其他元件組合實現(xiàn)工件夾緊的機構為螺旋夾緊機構，它具有結構簡單，通用性好，夾緊可靠，增力比大，行程不受限制等特點。
3.3其他典型結構的設計
為了符合本此畢業(yè)設計的宗旨，突出體現(xiàn)成組技術在下壓式模具中的應用，可設計若干個典型結構。此夾具可加工兩孔距離不同尺寸的類似零件，故可在定位底板的設計時添加一個滑動的通槽，用于調節(jié)兩孔之間的不同距離。為了體現(xiàn)加工的安全性以及便捷性，可設計一平板伸出夾具體之外，并在其上開一通槽設一滑槽機構來調節(jié)工件的加工與退出。為了適用于不同規(guī)格孔的加工，可在夾具體進刀處設置一可換的鉆套，該鉆套實現(xiàn)可靠鎖定
3.4夾具主要部件的設計
3.4.1 可調節(jié)滑動定位板
在研究了被加工零件的共同特點后，為了使設計符合成組技術的要求，為使定位底板在夾具上位置可被調節(jié)，在一端開兩半月形槽，使可調節(jié)滑動定位板通過旋轉，實現(xiàn)夾緊不同角度的工件；半月槽中部為定位銷釘一，用于定位直徑20mm的圓孔，頂部加工為螺桿，通過壓蓋壓緊工件。另一端開雙槽，并加工定位銷釘二滑槽，被加工零件孔之間的距離可調節(jié)并可實現(xiàn)可靠鎖緊。具體設計方案如圖3.1所示：
圖3.1可調節(jié)滑動定位板
3.4.2定位銷釘滑塊
為使工件在另一方向夾緊長度可調，通過可調節(jié)滑動定位板上的滑槽，調節(jié)工件孔的距離，滑塊中部為定位銷釘二，用于定位直徑10mm的圓孔，頂部加工為螺桿，通過壓蓋壓緊工件，為最大程度上實現(xiàn)成組技術的應用，定位銷釘滑塊可加工不同尺寸備用，以實現(xiàn)多種尺寸孔的定位。具體設計方案如圖3.2所示：
圖3.2定位銷釘滑塊
3.4.3鉆模板
鉆模板的作用主要是在上面可安裝鉆套以及符合螺旋下壓式的可升降裝置，因為選擇的夾緊方式為螺旋夾緊裝置故需在其上開固定螺紋傳動裝置的孔。本次設計快換鉆套，鉆套安裝快速，并能通過螺釘可靠鎖緊。鉆模板加工為燕尾型，通過基座上的燕尾槽方升降，定位準確，結構簡單可靠。具體設計的方案如圖3.3所示：
圖3.3 鉆模板
3.4.4螺旋壓緊緊機構
螺旋夾緊機構即為用螺桿直接夾緊或與其他元件組合實現(xiàn)工件夾緊的機構，它具有結構簡單，通用性好，夾緊可靠，增力比大，行程不受限制等特點。在夾具體中安裝一調節(jié)絲杠，手柄位于絲杠頂端，當手柄順時針旋轉即可實現(xiàn)向下的壓緊動作，起到壓緊的作用并形成自鎖。結合以上特點以及鉆模板上的尺寸要求，設計需與鉆模板配合的沿Z軸方向調節(jié)絲杠如圖3.4所示，絲杠底部通過蓋板封裝在鉆模板上，配合固體潤滑劑潤滑，減小轉動過程中產生的摩擦，底部與鉆模板配合如圖3.5所示。
圖3.4 調節(jié)絲杠
圖3.5 調節(jié)絲杠配合
3.4.5夾具體主體基座
本夾具體主體基座的設計需考慮以下幾點：
1. 基座主體尺寸控制及與定位底板的尺寸配合；
2. 調節(jié)絲杠以及旋轉手柄的安裝位置，尺寸；
3. 鉆模板升降定位槽的開孔位置；
4. 整體外形的美觀和加工難度。
夾具體主體基座一體式設計，加工簡單，實用可靠，鉆模板尾部加工為燕尾式，通過調節(jié)絲杠及基座上的燕尾槽控制升降；側板滑槽通過可調節(jié)滑動定位板調節(jié)配合加工工件的尺寸，并有效鎖緊。具體尺寸見附圖。夾具基座設計方案如圖3.7所示：
圖3.6 夾具基座
3.4.6銷釘壓蓋
銷釘壓蓋固定在可調節(jié)滑動定位板和定位銷釘滑塊上。壓蓋的固定方式為螺紋旋緊且上下位置可調。壓緊環(huán)為了能使工件被壓緊且不會移位，兩方向移動均設計了雙滑道定位。具體的壓蓋設計方案如圖3.7和雙滑道方案示意如圖3.8所示：
3.7 銷釘壓蓋
3.8 雙滑道定位緊固
3.4.6快換鉆套裝置
為了設計出的夾具實用更加方便快捷，為此鉆套采用快換鉆套。通過安裝在鉆模板上的緊固螺釘，壓緊鉆套。鉆套的設計將鉆套外沿向內切掉部分，在相鄰的2個部位一個全部下切另一個部分切至二分之一處。鉆套螺釘壓緊方形定位墊圈通過形成的的梯臺壓緊鉆套，具體的設計方案如圖3.9和鉆套螺釘圖3.10所示：
圖3.9 快換鉆套
圖3.9 方形定位墊圈
3.4.7其他部件的設計
（1）為使工件能快速定位并能準確的與鉆模板中心對正，除了定位銷定位及壓緊外，還需在基座設置工件定位套，本次設計以成組技術為指導思想，定位套亦可根據不同工件更換不同尺寸，且定位套屬易損工件，為便于快速更換，在定位套下部外表面設計螺紋，通過螺紋自鎖快速的固定在基座上，定位套上圓柱面均勻分為6個部分，便于通過扳手緊固與拆換，工件定位套設計方案如3.10所示：
圖3.12 工件定位套
（2）為了使螺旋壓緊裝置能夠快速省力的升降，并能不影響工件的裝卸，在調節(jié)絲杠頂部設置兩端可伸縮旋桿，通過旋桿帶動調節(jié)絲杠轉動，完成鉆模的上下動作，旋桿一端圓頭鉆孔攻絲，旋桿一端加工螺紋，便于裝配，具體設計方案如圖3.13所示：
圖3.13 絲杠旋桿
3.4.8總裝配圖
根據以上各個主要部件的設計，裝配出該螺旋下壓式鉆模的外型總裝圖。外懸翼板與夾具體采用M6螺栓連接，其他螺母的型號為M6，M10螺母連接。裝置總裝圖的大致圖形如圖3.14、3.15所示：
圖3.14 總裝圖一
圖3.15 總裝圖二
四、鉆削力和定位誤差的計算
4.1鉆削力的計算
刀具：直柄麻花鉆
鉆頭參數：=10mm L=133mm L1=87mm =
（由《金屬切削原理與刀具》表7.9查得）
=10mm =7mm 因為被加工材料為45號鋼 查《金屬切削原理與刀具》得45號鋼的單位切削力2300~2450，故可取2400即可。
解得=363N
在計算鉆削力時，必須考慮安全系數。安全系數K= k1 k2 k3 k4
查資料，有： k1為基本安全系數1.5
k1為加工性質系數1.1
k1為刀具鈍化系數1.1
k1為斷續(xù)鉆削系數1.1
鉆削力為F=K×Fc=1.5×1.1×1.1×1.1×363=724N
4.2定位誤差的計算
定位誤差可算底板的定位誤差，查《機床夾具設計基礎》表1-1-7得一面兩銷的定位誤差計算公式為：在任意方向上為
。
軸孔可查《機械精度設計基礎》表2-2得，結合一面兩銷定位誤差計算公式計算出任意方向上得定位誤差值為：
=1.95
五、典型結構
5.1成組技術在夾具中的應用
本次設計以成組技術為指導思想，在本次鉆床夾具設計中，設計了可根據不同兩孔間距調整定位尺寸的可調節(jié)滑動定位板。在鉆床上可固定類似特征的零件，可調節(jié)滑動定位板在夾具上位置可被調節(jié)，在一端開兩半月形槽，使可調節(jié)滑動定位板通過旋轉，實現(xiàn)夾緊不同角度的工件；具體特征如圖5.1所示：
圖5.1 固定底板
5.2定位銷釘滑塊
為使工件在另一方向夾緊長度可調且便于拆裝替換，最大程度上實現(xiàn)成組技術的應用，定位銷釘滑塊可加工不同尺寸備用，以實現(xiàn)多種尺寸孔的定位。具體設計方案如圖5.2所示：
圖5.2 定位銷釘滑塊
5.3快換鉆套裝置的應用
為了設計出的夾具滿足一定范圍內不同尺寸孔的加工，本設計鉆套采用快換鉆套。本裝置與鉆套螺釘及方形定位墊圈結合組成一組可快換的裝置，具有更換簡單快速，結構安全可靠等特點，如圖5.2所示：
圖5.3 快換鉆套
5.4螺旋下壓式壓緊裝置
通過對夾具加緊理論的研究之后，為使夾具夾緊工件方便快捷且夾緊可靠，設計了螺旋下壓式手柄壓緊的機構。在鉆床鉆頭加工零件孔時可通過螺旋絲杠達到夾緊工件的功能，快捷可靠，安全系數高。如圖5.3所示：
圖5.4 螺旋下壓式壓緊裝置
六、總結
本次畢業(yè)設計的任務現(xiàn)以完成，基本上達到了設計目的。本次設計基本符合了成組技術在夾具中的應用這個指導思想，設計出的夾具在鉆床上鉆范圍內，對各種尺寸的孔加工可靠，多種典型結構的加入更是為此次成組下壓式鉆模的設計增加了不少實用度。工件的快速定位加工，不同規(guī)格鉆頭的使用，外形的美觀，夾具易于制造，造價材料的節(jié)省都可在此次設計中得到相應的體現(xiàn)。
此次設計讓我更加鞏固了所學到的各種知識，鉆床的加工，鉆頭的選擇，鉆銷力的計算等等。通過各個部件的設計，以及繪制三維圖形更是鞏固了舊知識學到了新的知識，提高了我的動手能力以及繪制裝配圖的能力。通過本次設計我對成組技術的知識有了更深入的認識和了解，并且很好的與所學知識相結合，運用到實際的設計中去。通過本次設計，我的知識領域得到進一步擴展，專業(yè)技能得到進一步提高，同時增強了分析和解決實際問題的綜合能力。另外，也培養(yǎng)了自己嚴肅認真的科學態(tài)度和嚴謹求實的工作作風。
七、致謝
在此要感謝老師對我悉心的指導，感謝老師給我的幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。在設計過程中所學到的東西是這次本次設計的最大收獲和財富，使我終身受益。在本次設計的整個過程中，有過為思考問題而焦頭爛額的煩惱，更有設計成功的欣喜若狂。在付出與收獲中，樂此不疲，享受自己創(chuàng)造的喜悅。從一知半解到調試成功，在學習與動手實踐中得到了科學啟示，人生感悟?！皩W無止境，上下求索”，只有不斷挑戰(zhàn)自己、超越自己，才能跟上時代的步伐，成為適應二十一世紀的學習型創(chuàng)新人才。
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