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哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：制定杠桿零件加工工藝，設(shè)計Φ10孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 機(jī)械電子工程 班 級： 12-3 學(xué) 號： 1230120329 姓 名： 周愛國 指導(dǎo)教師： 張中然 機(jī)械工程系 2015年11月21日 目錄 序言 - 1 - 一 零件的分析 - 2 - 1.1零件的作用 - 2 - 1.2零件的工藝分析 - 2 - 二 工藝規(guī)程的設(shè)計 - 3 - 2.1確定毛坯的制造形式 - 3 - 2.2基面的選擇 - 3 - 2.3.工件表面加工方法的選擇及制定工藝路線 - 5 - 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 - 6 - 2.5 確定切削用量及基本工時 - 8 - 三 夾具設(shè)計 - 14 - 3.1問題的提出 - 14 - 3.2設(shè)計方法和步驟 - 14 - 3.3夾緊裝置的設(shè)計 - 18 - 3.4導(dǎo)向裝置的設(shè)計及其他裝置結(jié)構(gòu). - 21 - 3.5確定夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸，公差配合 - 22 - 3.6夾具精度分析與計算 - 23 - 總結(jié) - 24 - 參考文獻(xiàn) - 25 - - 26 - 序言 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 杠桿零件加工工藝，設(shè)計Φ10孔的鉆床夾具是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。 本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 一 零件的分析 1.1零件的作用 題目所給的零件是杠桿結(jié)構(gòu)零件，此零件的作用是支撐、固定，傳遞扭矩，幫助改變機(jī)床工作臺的運動方向，要求零件的配合符合要求。 1.2零件的工藝分析 杠桿的Φ30H7㎜孔的軸線和兩個端面有著垂直度的要求?，F(xiàn)分述如下：本夾具用于立式銑床上，加工Φ44㎜凸臺端面。工件以Φ30H7㎜孔及端面和水平面底、Φ10㎜的凸臺分別用定位銷實現(xiàn)完全定位。銑Φ44㎜端面時為了防止加工時變形，采用螺旋輔助支承與工件接觸后，用螺母鎖緊。要加工的主要工序包括：粗精銑寬度為Φ44㎜的上下平臺、鉆Φ10的孔、粗精銑Φ30 H7㎜的上下表面。 加工要求有：Φ44㎜的平臺的表面粗糙度各為Ra6.3um（上平臺）、Ra3.2um（下平臺）、Φ30H7㎜的孔為Ra3.2um。杠桿有過渡圓角為R5，其他的過渡圓角為R3，其中主要的加工表面是Φ30H7㎜得端面，要用游標(biāo)卡尺檢查。 二 工藝規(guī)程的設(shè)計 2.1確定毛坯的制造形式 零件的材料是模鍛。模鍛是利用模具使坯料變形而獲得鍛件的鍛造方法。模鍛與自由鍛相比,具有生產(chǎn)率高,鍛件外形復(fù)雜,尺寸精度高,表面粗糙度值小,加工余量小等優(yōu)點,但模鍛件質(zhì)量受設(shè)備能力的限制一般不超過150kg,鍛模制造成本高。模鍛適合中小鍛件的大批量生產(chǎn)。模鍛方法較多,常用的有錘上模鍛。考慮到零件在工作中處于潤滑狀態(tài)，采用潤滑效果較好的模鍛。由于年生產(chǎn)量很高，達(dá)到了大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，模鍛加工的表面要求質(zhì)量高，故可以采用質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的模鍛加工，便于模鍛加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。 查參考文獻(xiàn)得：各加工表面表面總余量、加工表面、基本尺寸、加工余量等級、加工余量數(shù)值說明 2.2基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 1、粗基準(zhǔn)選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇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(zhǔn)。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(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準(zhǔn)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。 基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。對于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是寬度為Φ44的肩面表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用壓板對肩臺進(jìn)行加緊，利用一組V型塊支承Φ44的外輪廓作主要定位，以消除以消除z、z、y、y四個自由度。再以一面定位消除x、x兩個自由度，達(dá)到完全定位,就可加工Φ30H7的孔。 2、 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則： （1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。 （2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。 （3）“自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 （4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。 （5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。以基準(zhǔn)面A及另外兩側(cè)面作為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計算，在此不再重復(fù)。 對于本零件而言，按照精基準(zhǔn)的選擇原則，主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，和便于裝夾，采用Φ30H7的孔作為精基準(zhǔn)。 2.3.工件表面加工方法的選擇及制定工藝路線 (1) 工件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有個圓、內(nèi)孔、端面、車槽等，材料為45鋼。參考《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4—6、表1.4—7、表1.4—8《實用機(jī)械加工工藝手冊》表3-5、表3-6、表3-8、表3-31 等，其加工方法選擇如下： 1．Φ30 H7mm內(nèi)孔：公差等級為IT7~IT8，表面粗糙度為1.6 ，采用鉆→擴(kuò)→鉸→精鉸的加工方法，倒角用車刀加工。 2．φ44 mm外圓面：公差等級為IT6~IT7，表面粗糙度為0.4 ，采用粗車→精車→磨削的加工方法。 3.Φ10mm的孔：未注公差等級,根據(jù)GB1800—79 規(guī)定公差為IT13，表面粗糙度為6.3 ，采用的加工方法為鉆削。 4.Φ20mm的外圓面：未注公差等級,根據(jù)GB1800—79 規(guī)定公差為IT13，表面粗糙度為6.3 ，采用的加工方法為鉆削。 (2) 制定工藝路線 制定工藝路線應(yīng)該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以志用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。還有，應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。 工序01：鍛造 工序02：退火，去應(yīng)力 工序03：銑Ф44上端面，銑Ф10上端面 工序04：將Ф25的孔擴(kuò)到Ф29.5，鉸Ф29.5的孔到Ф30H7 工序05：鉆Ф10孔用專用夾具定位，鉸Ф10孔 工序06：銑臺階面采用一面兩孔定位 工序07：銑Ф44外圓面，銑Ф10外圓面 工序08：銑Ф44下端面，銑Ф10下端面 工序09：去毛刺 工序10：檢驗至圖紙要求 工序11：入庫 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 支架材料為45鋼、 由于零件不算是比較的復(fù)雜，所以這里采用鑄件，中大批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用鑄造成型。這對于提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。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，工序及毛坯尺寸如下： 1.φ44 mm外圓表面，此外圓表面為IT6級，參照《實用機(jī)械加工工藝手冊》 1.確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及偏差 精磨外圓 0.2 44 0.012 Φ44 精車外圓 0.4 45.2 0.026 Φ45.2 半精車外圓 1.4 45.6 0.1 Φ45.6 粗車外圓 3 47 0.3 Φ47 毛坯 5 50 1.0 Φ50 2．φ20mm外圓表面，參照《實用機(jī)械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及偏差 精車外圓 0.5 20 0.24 Φ 半精車外圓 1.5 20．5 0.30 Φ 粗車外圓 4 22 0.6 Φ 毛坯 6 26 1.6 Φ 3．孔Ф30H7mm，參照《實用機(jī)械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精鉸 0.1 30 0.045 Φ20 鉸孔 0.2 29.5 0.084 Φ29.5 擴(kuò)孔 1.7 27.5 0.1 Φ27.5 鉆孔 18 25 +0.6 Φ25 毛坯 20 0 4．孔Ф10m，參照《實用機(jī)械加工工藝手冊》確定各工序尺寸及加工余量 工序名稱 工序余量 工序基本尺寸 工序尺寸的公差 工序尺寸及公差 精鉸 0.1 10 0.025 Φ10 鉸孔 0.2 9.5 0.064 Φ9.5 擴(kuò)孔 1.4 7.5 0.1 Φ7.5 鉆孔 8 5 +0.3 Φ5 毛坯 10 0 2.5 確定切削用量及基本工時 工序01：鍛造 工序02：退火，去應(yīng)力 工序03：銑Ф44上端面，銑Ф10上端面 工步一：粗銑Ф44上端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 3）計算工時 切削工時：，，，則機(jī)動工時為 工步二：精銑Ф44上端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 3）計算工時 切削工時：，，，則機(jī)動工時為 工步三：粗銑Ф10上端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝500 3）計算工時 切削工時：，，，則機(jī)動工時為 工步四：半精銑Ф10上端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 3）計算工時 切削工時：，，，則機(jī)動工時為 工序04：將Ф25的孔擴(kuò)到Ф29.5，鉸Ф29.5的孔到Ф30H7 工步一：粗車Ф25孔至Ф27.5 選擇內(nèi)孔車刀 1） 車削深度， ap=1.0mm。 2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,實際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。 5)校驗機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(15+1+3)/（4750.16）min=0.250min。 工步二：半精車Ф27.5孔至Ф29.5 選擇內(nèi)孔車刀 1） 車削深度， ap=0.4mm。 2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,實際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。 5)校驗機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=0.4mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(15+0.4+3)/（4750.16）min=0.242min。 工步三：精車Ф29.5孔至Φ30H7 選擇內(nèi)孔車刀 1） 車削深度， ap=0.1mm。 2）機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,實際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。 5)校驗機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=0.1mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(15+0.1+3)/（4750.16）min=0.238min。 工序05：鉆Ф10孔用專用夾具定位，鉸Ф10孔 工序06：銑臺階面采用一面兩孔定位 工序07：銑Ф44外圓面，銑Ф10外圓面 工序08：去毛刺 工序09：檢驗至圖紙要求 工序10：入庫 三 夾具設(shè)計 由于生產(chǎn)類型為成批，大批量生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，故要設(shè)計專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配工序05：粗車、半精車、精車Φ10孔的鉆床夾具。 3.1問題的提出 本次設(shè)計選擇設(shè)計工序：鉆——擴(kuò)——鉸孔10的夾具。該工序加工的精度要求較高，粗糙度要求0.8。工序基準(zhǔn)為底面。需要保證的尺寸要求：保證孔10中心與孔30距離。兩孔中心距60mm。夾具設(shè)計應(yīng)首先滿足這些要求，并保證較高的生產(chǎn)效率，還應(yīng)該考慮夾具零件制造的工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性，加工過程中夾具的操作應(yīng)方便，定位加緊穩(wěn)定可靠，夾具體應(yīng)該有較好的剛性。 3.2設(shè)計方法和步驟 3.2.1.夾具類型的確定 由設(shè)計任務(wù)及條件可知，工件的外形輪廓尺寸小，重量輕，加工要求不高,生產(chǎn)批量不大。因此，設(shè)計的夾具不宜復(fù)雜，在保證質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的前提下，盡量簡化結(jié)構(gòu)，做到經(jīng)濟(jì)合理。根據(jù)被加工部位 的分布情況，擬采用翻轉(zhuǎn)式鉆夾具(快換鉆套)。 3.2.2.定位裝置的設(shè)計 (1) 確定定位方案 A.定位方案分析 根據(jù)圖紙要求，為保證加工質(zhì)量，在工件上鉆孔，工序基準(zhǔn)應(yīng)該與設(shè)計基準(zhǔn)相同。本工序的加工要求是孔10與孔30及保證兩空的距離60。兩空的精度和距離由鉆模板保證。而余下的就由定位方案決定，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合。 B.根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點,其定位方案有兩種： 方案一：如圖4-3所示，以Φ30H7孔及一組合面(K面與Φ10孔下端面組合)為定位面，限制工件的五個自由度，以Ф10孔端外緣毛胚一側(cè)為防轉(zhuǎn)定位面，限制工件Z自由度。該方案由于尺寸60mm的公差大,定位不穩(wěn)定，定位誤差大。 方案二：如圖4-4所示，以孔Ф30H7及端面K定位，限制工件5個自由度，為增強(qiáng)剛性，在Ф10孔下端，增設(shè)一輔助支承.由于定位精度未受尺寸60mm的影響，定位誤差小。 圖3-1 零件圖 比較上述兩個方案，方案二為最佳方案。 (2)選擇定位元件 1)選用帶臺階面的定位銷，作為Ф30H7孔及其端面定位的定位元件(見夾具總圖4-8)，其結(jié)構(gòu)和尺寸按要求確定。 2)以Ф10孔端面外緣定位，采用的定位元件有兩種形式(如圖4-5所示): ①選用可調(diào)支承釘作為以Ф10孔外緣定位的定位元件，其結(jié)構(gòu)和尺寸按表3-19和表3-20確定，它可限制Z自由度。該方案可克服毛胚精度對定位精度的影響，在使用過程中根據(jù)每批毛胚的精度進(jìn)行調(diào)整，結(jié)構(gòu)如圖4-5(a)所示。 ②采用移動Ｖ形塊為定位元件，如圖4-5(b)所示,限制了Z自由度，其定位精度不受毛胚精度的影響，但受夾具結(jié)構(gòu)限制，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，布局較難。Ｖ形塊除定位作用外，還有夾緊作用，根據(jù)本工件的結(jié)構(gòu)特點，易引起工件的變形。 比較上述兩種形式，確定采用第一種形式，如圖3-2，3-3所示。 圖3-2 支撐釘定位 圖3-3 V形塊定位 (3) 定位誤差分析計算 A.定位誤差分析 定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。對夾具設(shè)計中采用的定位方案，只可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相應(yīng)尺寸或位置工差的三分之一，或滿足裝夾＋對定＋過程≦T，即可認(rèn)為定位方案符合加工要求。 對于本次設(shè)計的夾具，需要保證的尺寸要求：保證孔30底面與孔10底面垂直距離為10mm，其中兩孔中心距由鉆模板強(qiáng)兩鉆套的中心距保證。孔與底面的距離靠鉆模板與C型定位支承保證，尺寸都是以工件底面為基準(zhǔn)的，基準(zhǔn)不重合誤差為0。 B.定位誤差分析計算 1)加工Ф10，要求保證中心距尺寸60mm及兩孔軸線平行度0.30mm。 ①計算中心距尺寸60mm定位誤差△ο為 △ο=△B+△V 由圖4-4可知，△B=0。 基準(zhǔn)位移誤差△V等于定位銷與定位孔的最大間隙值Xmax,銷孔配合代號為Ф30H7,Ф30H7為Ф30,Ф30g6為Ф30, 于是 Xmax=Dmax-dmin=30.021—30.98=0.041mm △D=△Y=Xmax=0.041mm 其中：δG=0.4mm △D允=1/3δG=0.13mm 則 △D∠△D允 該定位方案滿足要求。 ②計算Φ10與Φ30H9兩孔軸線的平行度定位誤差。 同理 △D=△B+△Y，△B=0 由基準(zhǔn)位位移誤差定義可知 △Y=△1+△2 △1是定位銷圓柱部分與臺階面的垂直度誤差。由于此兩表面是在一次安裝中加工出的，其誤差很小，也是可忽略不計△2=0。 因此 △D=△B+△Y=0 定位誤差的允許值△D允=1/3δG=1/3*0.3=0.10（mm) 顯然 △D〈△D允 因而該定位方案也能滿足兩孔軸線平行度0.3mm的加工要求。 3.3夾緊裝置的設(shè)計 3.3.1.夾緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)加緊方向原則 （1），夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的既定位置 （2），夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能??； （3），夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形最小。 根據(jù)夾緊力作用點的原則 （1），夾緊力的作用點應(yīng)正對夾具定位支承元件或位于支承元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)，以免工件產(chǎn)生位移和偏轉(zhuǎn)； （2），夾緊力的作用點應(yīng)在工件較好的部位上，以使夾緊變形盡可能少，有事時可采用增大工件受力面積或合理布局夾緊點位置等來實施實現(xiàn)； （3），夾緊力的作用點應(yīng)盡可能靠近工件加工表面，以保證夾緊力的穩(wěn)定性和可靠性，減少工件的夾緊力，防止加工過程產(chǎn)生振動。 根據(jù)以上要求，考慮加工零件的特點及定位方式，確定夾緊方式，通過前面工序加工出的30孔用拉桿夾緊，方向水平向右，這樣能保證主要定位基準(zhǔn)面與定位原件的良好接觸。 3.3.2.夾緊力的計算 （1）加工Φ10時受力分析如圖3-4所示，加工時，鉆削軸向力F與夾緊力F1同向，作用在定位支承上，而鉆削扭距T1則有使工件緊靠于可調(diào)支承之勢，所用鉆頭直徑小，切削力矩不大。因此，對加工此孔來說，夾緊是可靠的，不必進(jìn)行夾緊力校核。 圖3-4 加工Φ10孔時工件受力圖 1）鉆削軸向力F F=9.81Cd 設(shè)f=0.25mm，已知d0=11mm其余參數(shù)查文獻(xiàn)[5]得： F=9.81×61.2×11×0.250.7×0.866=2167.15（N） 2）鉆削力距T2 T=9.81=9.81×0.0311×11×0.25×0.866=9.866（N·m） 3）使工件轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)距T3和使工件翻轉(zhuǎn)的力距M0 T3=FL M0=F0L1 式中：F0為翻轉(zhuǎn)力，F(xiàn)0=T2/L1，L1為翻轉(zhuǎn)力臂，L1=L=d0/2—D0/2 得T3=FL=2167.15×0.015=32.51（N·m） M0=F0L1=9.866/0.011（0.015+0.011/2-0.040/2）=0.48（N·m） 4）防轉(zhuǎn)夾緊力F3和防轉(zhuǎn)夾緊力F3 根據(jù)力學(xué)平衡原理，由圖4-7知： F3fr+2Fnfr≥KT3 F3D/2≥FM0 其中，r為當(dāng)量摩檫半徑，查表3-3得： r=1/3(D1-D3/D1-D)=1/3(0.04-0.028/0.04-0.028)=0.018(mm) 得：F3=KT3/2rf=1.5×32.51/2×0.018×0.15=9.30.56(N) F3=2KM0/D=2×1.5×0.48/0.028=51.42(N) 5)夾緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的夾緊為F3。 根據(jù)初步選用螺栓直徑為M12mm,由參考文獻(xiàn)[9]查得，采用M12的螺栓十，許用夾緊力F3=5800N。F3〈F3”，顯然M12螺栓無法滿足要求?，F(xiàn)改用M16螺栓，許用夾緊力F3=10500N，F(xiàn)3〉F3”。M16螺栓可滿足夾緊要求，同時，M16螺母的最大直徑也小于定位孔Φ30H7的尺寸，不妨礙工件的裝卸。 3.4導(dǎo)向裝置的設(shè)計及其他裝置結(jié)構(gòu). 3.4.1.加工Φ10孔導(dǎo)向裝置的確定 導(dǎo)向裝置主要是鉆模板，導(dǎo)向元件是鉆套，加工中需要鉆——擴(kuò)——鉸3個工步，為減少裝夾時間，減少輔助時間。為適應(yīng)鉆、擴(kuò)、鉸的要求，現(xiàn)選用快換鉆套及與之相適應(yīng)的襯套，它們的主要尺寸和結(jié)構(gòu)由表3—57和表3—58選取具體尺寸如表3—1所示。 表3—1 快換鉆套及襯套尺寸 名稱 內(nèi)經(jīng) 外徑 快換鉆套 Φ10(E7) Φ15(k6) 襯套 Φ15(F7) Φ22(n6) 鉆套端面至加工面間的距離一般?。?.3~1）d(d為鉆頭直徑），取8mm. 3.4.3.其他裝置的確定 為便于排屑，輔助支承采用螺旋套筒式；為便于夾具的制造和維修，鉆模板與夾具體的聯(lián)接采用裝配式。夾具體采用開式，使加工、觀察、清理切屑均方便。 3.5確定夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸，公差配合 夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸，公差配偶和是根據(jù)教材、有關(guān)資料，手冊規(guī)定的原則和方法確定的，本例的技術(shù)要求和公差配合如下： 3.5.1.技術(shù)要求 ⑴定位元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長上為0.03mm。 ⑵導(dǎo)向元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長上為0.05mm ⑶導(dǎo)向元件（件11）與夾具底面（F）的平行度誤差允許值為0.05mm 3.5.2.公差配合 （1）Φ10孔鉆套，襯套，鉆模板上內(nèi)孔之間的配合代號及精度分別為： Φ26H7/n6（襯套—鉆模板） Φ18H7/g6(鉆套—襯套) （2）其余部分的公差配合代號及精度如圖4-8所示。 3.6夾具精度分析與計算 由圖4-1可知，所設(shè)計夾具需保證的加工要求有：尺寸（15±0.25）mm，尺寸60mm，尺寸14mm及Φ10孔和Φ30H7孔軸線間平行度誤差0.30mm等四項。其中尺寸14mm和尺寸（15±0.25）mm要求較低，不必驗算，其余各項精度要求分別驗算如下： ⑴尺寸60mm； ⑵定位誤差△D，由前計算可知△D=0.041mm； ⑶定位元件對底面的垂直度誤差△A=0.03mm； ⑷鉆套與襯套間的最大配合間隙△T1=0.033mm； ⑸襯套孔的距離公差△T2=0.1mm； ⑹襯套軸線對底面（F）的垂直度誤差為△T3=0.05mm； ⑺麻花鉆與鉆套內(nèi)孔的間隙X=0.050； 有式3-2可得： J=△D+△A+△T1△+△T2+△T3+X =0.0412+0.03+0.033+0.1+0.05+0.050 =0.131∠2/3δG=2/3X0.4=0.26 因而夾具能保證尺寸這項加工要求。 同理可完成Φ10孔軸線對Φ25H7孔軸線的平行線誤差為0.30mm的精度校核。 由于夾具設(shè)計的各部分分析與計算已進(jìn)行，結(jié)果符合要求，可繪制正式的總裝配圖。 總結(jié) 設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進(jìn)行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機(jī)床概論、公差與配合、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)床夾具設(shè)計、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識有機(jī)的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計。 設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習(xí)的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次設(shè)計使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設(shè)計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結(jié)合時，理論與實踐也存在差異。 這次設(shè)計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！ 參考文獻(xiàn) 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機(jī)床夾具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年 4.機(jī)床夾具設(shè)計手冊，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年 5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月 6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年