CA6140車床手柄軸的鉆M10螺紋底孔夾具設(shè)計及加工工藝裝備含SW三維及4張CAD圖

CA6140車床手柄軸的鉆M10螺紋底孔夾具設(shè)計及加工工藝裝備含SW三維及4張CAD圖,ca6140,車床,手柄,m10,螺紋,羅紋,底孔,夾具,設(shè)計,加工,工藝,裝備,設(shè)備,sw,三維,cad 機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱車床零件名稱手柄軸共9頁第1頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號1粗車45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式車床CA61401夾具編號夾具名稱切削液三爪自定心卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件可轉(zhuǎn)位車刀工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1粗車車端面CA6140200160.512117.72鉆中心孔CA6140200143粗車外圓CA6140200160.51.1164.24粗車外圓CA6140200160.52130 516 17 1 機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱車床零件名稱手柄軸共9頁第2頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號2切槽45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)CA6140夾具編號夾具名稱切削液三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件高速鋼工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1粗車槽1 15.2X1.5CA61402000.08211.52粗車槽2 15X3CA61402000.08211.873粗車槽3 15.7X3CA61402000.08211.874粗車槽4 19X3CA61402000.08218.06機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱車床零件名稱手柄軸共9頁第3頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號3粗車45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鍛鐵1設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)CA6140夾具編號夾具名稱切削液三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件可轉(zhuǎn)位車刀工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1粗車外圓CA614020025.10.522116.22粗車端面2CA61402000.521153 機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱車床零件名稱手柄軸共9頁第4頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號4精車45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鍛件1設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)C616A夾具編號夾具名稱切削液三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件可轉(zhuǎn)位車刀工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1半精車外圓C616A40027.40.312222精車外圓C616A140091.50.20.829.43半精車外圓C616A40027.40.312804精車外圓C616A140091.50.20.82185精車外圓C616A140091.50.20.82186倒角C616A40091.50.20.815機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱車床零件名稱手柄軸共9頁第5頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號5半精車45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鍛件1設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)C616A夾具編號夾具名稱切削液三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件兩把刀如下工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1確定半精車外圓C616A YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀40071.540.140.581282半精車外圓C616A YT15硬質(zhì)合金車刀40071.540.150.5113345機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱車床零件名稱手柄軸共9頁第6頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號6鏜削45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鍛件1設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)磨床MQ1350夾具編號夾具名稱切削液三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件砂輪PSA400100127A80M5B35工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1磨削右端面及圓錐面砂輪90094.30.21.8131.2234機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱車床零件名稱手柄軸共9頁第7頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號7銑鍵槽45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)X52k夾具編號夾具名稱切削液 三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件直柄立銑刀工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1半精銑槽1直柄立銑刀200900.331222半精銑槽2直柄立銑刀200900.33122機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱車床零件名稱手柄軸共9頁第8頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號8鉆孔45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鍛件11 設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)Z3025搖臂鉆床 夾具編號夾具名稱切削液 三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件直柄麻花鉆工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1鉆孔直柄麻花鉆d=1410820.1622915.62鉆孔直柄麻花鉆d=8108217手動3.512機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱車床零件名稱輸出軸共9頁第9頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號9鉆孔45鋼毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鍛件設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)Z3025搖臂鉆床夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件10mm的絲錐工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進給量切削深度進給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1攻螺紋10mm的絲錐1082170.161613992349目 錄一、零件的分析11.1.零件的作用11.2.零件的工藝分析11.3、確定毛坯的制造形式2二、確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖22.1.確定機械加工余量,毛坯尺寸和公差22.2.確定機械加工余量32.3.確定毛坯尺寸32.4.確定毛坯尺寸公差32.5.設(shè)計毛坯圖4三、基準(zhǔn)的選擇43.1.選擇基準(zhǔn)4 3.2.制定工藝路線，選擇加工方法5五、確定切削用量及基本時間10六 鉆M10螺紋底孔夾具設(shè)計196.1問題提出。196.2夾具的設(shè)計196.3切削力及夾緊力的計算206.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙236.5 鉆模板246.6定位誤差的分析246.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用266.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)27結(jié)論30致謝31參考文獻32一、零件的分析1.1.零件的作用題目所既定的零件為手柄軸，其主要作用，一是傳遞轉(zhuǎn)矩，使主軸獲得旋轉(zhuǎn)的動力；二是工作過程中經(jīng)常承受載荷；三是支撐傳動零部件。1.2.零件的工藝分析從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單，其主要加工的面有16、20的外圓柱面，一個錐面凸臺,一個M10的螺紋孔，圖中所給的尺寸精度高，大部分是IT6級；粗糙度方面表現(xiàn)在鍵槽兩側(cè)面、20圓柱表面為Ra1.6, 16外圓柱面為Ra1.6,錐面凸臺及端面為Ra0.8, 15.7鍵槽為Ra3.2，其余為Ra6.3。要求不高，位置要求較嚴格，表現(xiàn)在40的右端面、20圓柱面。熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理，到200HBS，保持均勻。 通過分析該零件，其布局合理，方便加工，我們通過徑向夾緊可保證其加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。1.3、確定毛坯的制造形式毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一，也是一個比較重要的階段，毛坯的形狀和特征（硬度，精度，金相組織等）對機械加工的難易，工序數(shù)量的多少有直接影響，因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當(dāng)重要的位置，同樣毛坯的加工余量的確定也是一個非常重要的問題。毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。根據(jù)零件的材料為45號鋼，推薦用型材或鍛件，但從經(jīng)濟方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，刀具及能源等消耗，而鍛件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件，所以使用鍛件。3.2零件的生產(chǎn)類型由設(shè)計題目知：中批量生產(chǎn)二、確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖2.1.確定機械加工余量,毛坯尺寸和公差鋼質(zhì)模鍛件的公差及機械加工余量按GB/T 12362-2003確定。要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應(yīng)先確定如下各項因素：（1）鍛件公差等級 由該零件的功用和技術(shù)要求，確定其鍛件公差等級為普通等級。（2）鍛件質(zhì)量 通過計算可知零件成品質(zhì)量為0.36kg，估算為=0.478kg（3）鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)SS=/=0.85/1.203=0.397該零件為圓形，假設(shè)其最大直徑為44mm，長126mm，則由公式（5-4）、公式（5-5）得=/44412.27.85=1.203kg由于0.5655介于0.32與0.63之間，故零件形狀復(fù)雜系數(shù)S屬等級（4）鍛件材質(zhì)系數(shù)為（5）零件表面粗糙度 由零件圖知除錐面及右端面=0.8以外其余各加工表面為1.6.。2.2.確定機械加工余量根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)查表5-9，由此差得單邊余量在厚度方向加工余量為1.52.0mm， 水平方向亦為1.52.0mm，即鍛件各外徑的單面余量為1.52.0mm，各軸向的單面余量亦為1.52.0mm。2.3.確定毛坯尺寸上面查得的加工余量適用于機械加工表面粗糙度1.6的表面，余量要適當(dāng)增大。分析本零件，除錐面和右端面為0.8以外，其余各加工表面為1.6，因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查的余量值即可（當(dāng)表面只粗加工時，可取所查數(shù)據(jù)中較小的值。當(dāng)表面需經(jīng)粗加工和半精加工時，可取其較大值）。綜上所述，確定毛坯尺寸見表1表1手柄軸毛坯（鍛件）尺寸零件尺寸單面加工余量鍛件尺寸22440244122212610221042.4.確定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、形狀復(fù)雜系數(shù)從表5-6、表5-7中查得。本零件毛坯尺寸允許偏差件表2表2手柄軸毛坯（鍛件）尺寸允許公差鍛件尺寸偏差根據(jù)24表5-744106表5-61262.5.設(shè)計毛坯圖確定圓角半徑 鍛件的外圓半徑按表5-12確定。H=20 t=20 t/H=1 R=5三、基準(zhǔn)的選擇3.1.選擇基準(zhǔn)工件在加工第一道或最初幾道工序時，一般選毛坯上未加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這個是粗基準(zhǔn)，該零件選用40外圓柱面作為粗基準(zhǔn)來加工16、20外圓柱面和左端面。以上選擇符合粗基準(zhǔn)的選擇原則中的余量最小原則、便于裝夾原則，在以后的工序中，則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn)，20的外圓柱面和左端面作為定位基準(zhǔn)，這個基準(zhǔn)就是精基準(zhǔn)。在選精基準(zhǔn)時采用有基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一。這樣定位比較簡單可靠，為以后加工重要表面做好準(zhǔn)備。 3.2.制定工藝路線，選擇加工方法3.2.1零件表面加工方法的選擇:市場經(jīng)濟的前提下，一切都是為能創(chuàng)造出更多的財富和提高勞動率為目的，同樣的加工方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求的前提下，譯稿工件的加工效率和經(jīng)濟性，而在具體的選擇上，一般根據(jù)機械加工資料和工人的經(jīng)驗來確定。由于方法的多種多樣，工人在選擇時一般結(jié)合具體的工件和現(xiàn)場的加工條件來確定最佳的加工方案。同樣在該零件的加工方法的選擇中，我們考慮了工件的具體情況，一般我們按加工順序來闡述加工方案：查表（5-14） 表3 加工方法加工表面表面粗糙度公差/精度等級加工方法20圓柱表面Ra1.6IT6粗車-半精車-精車16外圓柱面Ra1.6IT6粗車-半精車-精車15.2槽Ra6.3IT11粗車15.7槽Ra3.2IT8粗車-半精車左端Ra6.3粗車右端錐面Ra0.8IT6粗車-半精車-磨削-拋光鍍鉻右端面Ra0.8IT6粗車-半精車-磨削-拋光鍍鉻14孔Ra3.2自由公差鉆孔-絲錐攻螺紋鍵槽Ra3.2IT9粗銑-精銑倒角Ra6.3 3.2.2加工順序的安排(1) 工序的安排 1、加工階段的劃分 當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時,往往不可能用一道工序來滿足要求,而要用幾道工序逐步達到所要求的加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力,零件的加工過程通常按工序性質(zhì)不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個階段。 粗加工階段：其任務(wù)是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，因此，主要目標(biāo)是提高生產(chǎn)率，去除內(nèi)孔，端面以及外圓表面的大部分余量，并為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)，如加工20、16圓柱表面及錐面。 半精加工階段：其任務(wù)是使主要表面達到一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，如20、16外圓柱面。 精加工階段：其任務(wù)就是保證各主要表面達到規(guī)定的尺寸精度，留一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目標(biāo)是全面保證加工質(zhì)量。 3、基面先行原則 該零件進行加工時，要將左端面先加工，再以左端面、外圓柱面為基準(zhǔn)來加工，因為左端面和20外圓柱面為后續(xù)精基準(zhǔn)表面加工而設(shè)定的，才能使定位基準(zhǔn)更準(zhǔn)確，從而保證各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出來。 4、先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗車將在較短時間內(nèi)將工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削效率，另一方面滿足精車的余量均勻性要求，若粗車后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時，則要安排半精車，以此為精車做準(zhǔn)備。 5、先面后孔 對該零件應(yīng)該先加工平面，后加工孔，這樣安排加工順序，一方面是利用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一方面是在加工過的平面上加工孔，比較容易，并能提高孔的加工精度，所以對于CA6140車床手柄軸來講先加工20、16外圓柱面，做為定位基準(zhǔn)再來加工其余面。 （1）工序劃分的確定工序集中與工序分散：工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成每道工序加工內(nèi)容較多，工序集中使總工序數(shù)減少，這樣就減少了安裝次數(shù)，可以使裝夾時間減少，減少夾具數(shù)目，并且利用采用高生產(chǎn)率的機床。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序中進行，每道工序的內(nèi)容很少，最少時每道工序只包括一簡單工步，工序分散可使每個工序使用的設(shè)備，刀具等比較簡單，機床調(diào)整工作簡化，對操作工人的技術(shù)水平也要求低些。綜上所述：考慮到工件是大批量生產(chǎn)的情況，采用工序集中輔助工序的安排：輔助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除銹，退磁，檢驗等。 （2）、熱處理工序的安排 熱處理的目的是提高材料力學(xué)性能，消除殘余應(yīng)力和改善金屬的加工性能，熱處理主要分預(yù)備熱處理，最終熱處理和內(nèi)應(yīng)力處理等，本零件CA6140車床手柄軸材料為45鋼，在加工過程中預(yù)備熱是消除零件的內(nèi)應(yīng)力，在毛坯鍛造之后。最終熱處理在半精車之后精車之前，按規(guī)范在840溫度中保持30分鐘釋放應(yīng)力。 （3）、擬定加工工藝路線 根據(jù)以上各個零部件的分析以及加工工藝確定的基本原則，可以確定加工工藝路線，具體方案如下：方案一1 備料 鍛造毛坯2 熱處理 退火（消除內(nèi)應(yīng)力）3 普車 粗、精車左端面，鉆中心孔4 普車 粗車個圓柱面留半精車、精車余量5 普車 粗車15.2、15.7槽6 熱處理 調(diào)質(zhì)7 數(shù)控車 半精車15.7槽，倒角8 數(shù)控車 粗、精車右端面及圓錐凸臺9 數(shù)控車 倒角10 磨 磨削右端面及圓錐凸臺 、面 11 拋 拋光右端面及錐面12 鉆床 鉆孔813 絞 絲錐攻螺紋M1014 鏜 鏜孔1415 銑 銑鍵槽16 去毛刺 17檢驗方案二1 粗車 粗車左端面和鉆中心孔，凸臺面及， 的圓柱，2 粗車 切四個槽3 粗車 粗車圓柱及右端面4 半精車精車 半精車，精車左邊各圓柱面，倒角5 半精車 半精車右端面及圓錐面，倒圓角6 磨削 磨削右端面及圓錐面7 銑鍵槽 銑兩鍵槽5148 鉆孔 鉆，的兩盲孔9攻螺紋 用絲錐攻M10的內(nèi)螺紋10 熱處理 調(diào)質(zhì)11拋光鍍鉻 拋光鍍鉻右端面及圓錐面12去毛刺 去除毛刺13終檢 按零件圖樣要求全面檢查從零件本身來考慮，由于軸類零件在切削加工時易產(chǎn)生彎曲變形，如采用工序分散，在加工時零件的位置精度無法保證，為了同時保證零件圖示的圓跳動要求，所以采用工序集中。四、工序設(shè)定（選方案二） 確定刀具走刀路線主要是提高生產(chǎn)效率，正確的加工工藝程序，在確定走刀路線時主要考慮以下幾個方面：1、應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度2、應(yīng)使走刀路線最短，減少刀具空行程時間，提高加工效率3、應(yīng)使數(shù)值計算簡單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量具體加工路線見走到路線圖。機床的選擇1、工序1、2、3是粗車，各工序的工步數(shù)不多，零件的外廓尺寸不大，精度要求不高，采用CA6140普通臥式車床即可 表5-55 。 2、工序4精車 精度要求比較高，表面粗糙度小，需選用較精密的車床，因此用C616A臥式車床 表5-55。3、工序5加工的是圓錐面，加工難度較大，所以用數(shù)控車床CK6108A臥式。4、工序6磨削圓錐面及右端面，加工精度比較高，所以選擇磨床MQ1350。5、工序7銑鍵槽，加工精度比較低，選用X62臥式銑床。6、工序8、9鉆孔和攻螺紋選用Z3025搖臂鉆床。 刀具的選擇 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表面質(zhì)量，刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是數(shù)控加工工藝的一個重要部分，刀具應(yīng)具有高剛度，足夠的強度和韌度，高耐磨性，良好的導(dǎo)熱性，良好的工藝性和經(jīng)濟性，抗粘接性，化學(xué)穩(wěn)定性。由于零件CA6140車床手柄軸材料為45鋼，推薦用硬質(zhì)合金中的YT15類刀具，因為加工該類零件時摩擦嚴重,切削溫度高,而YT類硬質(zhì)合金具有較高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性,在高速切削鋼料時刀具磨損小壽命長,所以加工45鋼這種材料時采用硬質(zhì)合金的刀具。1粗車外圓用YT5，精車,精車選用YT15。為提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟性可選用可轉(zhuǎn)位車刀。切槽刀可選用高速鋼GB5343.1-1995。2銑刀選用直柄立銑刀GB/T6117.1-1996。3攻螺紋選擇直徑為10mm的絲錐GB3464-83。4鉆頭直柄麻花鉆GB1436-85。5砂輪選擇PSA400A80M5B35表3.2-6。量具的選擇根據(jù)本零件的尺寸和公差外圓加工面所選用的量具為游標(biāo)卡尺和千分尺。內(nèi)圓和孔測量也用千分尺。2.4加工余量，工序尺寸，及其公差的確定根據(jù)各資料及制定的零件加工工藝路線，采用計算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟精度選定，上下偏差按入體原則標(biāo)注，確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：（查136）表5 加工余量、工序尺寸、表面粗糙度加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精20js6外圓2.21.00.8Ra6.3Ra3.2Ra1.620g6外圓2.21.00.8Ra6.3Ra3.2Ra1.616js6外圓6.21.00.8Ra6.3Ra3.2Ra1.6五、確定切削用量及基本時間切削用量包括被吃刀量a、進給量f、切削速度v，確定順序事先確定af再確定v1、工序1切削用量及基本時間的確定1）切削用量 本工序為粗車車端面及外圓，已知加工材料為45號鋼=670MPa,鍛件，有外皮機床為CA6140型臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中確定粗車外圓的切削用量。所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀，根據(jù)表5-112，由于CA6140的中心高為200mm，故選刀杠尺寸=16mm25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀，卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角，主偏角，副偏角，刃傾角刀尖圓弧半徑確定背吃刀量a 粗車雙邊余量2.2顯然a為單邊余量a=2.2/2=1.1mm.確定進給量f 根據(jù)表5-114，在粗車鋼料、刀杠尺寸=16mm25mm，a工件直徑為20到40時，f=0.3-0.5mm/r，按CA6140車床的進給量【表5-57】，選擇f=0.5mm/r。確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表5-55，CA6140進給機構(gòu)允許的進給力.根據(jù)表5-123,當(dāng)鋼料=57070MPa，a，f,v=65mm/min,進給力=760N.的修正系數(shù)為，設(shè)計心得故實際進給量為=7601.17=889.2N F所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：安全系數(shù)K可按下式計算有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻5表可得： 所以有： 該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力之間的關(guān)系F夾KF軸向力：F夾KF （N）扭距：Nm在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)由資料機床夾具設(shè)計手冊查表可得：切削力公式： 式（2.17）式中 查表得： 即：實際所需夾緊力：由參考文獻16機床夾具設(shè)計手冊表得： 安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻16機床夾具設(shè)計手冊表 可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構(gòu)。該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。6.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙鉆套的類型和特點: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)對孔進行鉆鉸等加工時，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。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，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=(0.31.2)d。在本次夾具鉆模設(shè)計中考慮了多方面的因素，確定了設(shè)計方案后，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。6.5 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，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下，鉆螺栓緊固，鉆模精度較高。46.6定位誤差的分析(9) 定位誤差計算 工件采用V 形塊定位，V 形塊的定位誤差= = 0.002692 因為斜面角度為15度，所以工件的水平方向的定位誤差為y = 0.002692 sin(15)= 0.000696 ,滿足定位要求。3) 夾具安裝誤差因夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。圖5-2中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0.4) 夾具誤差因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準(zhǔn)之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；定位元件相對于對刀或?qū)蛟ò瑢?dǎo)向元件之間）的尺寸或位置誤差；導(dǎo)向元件相對于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時，還存在分度誤差。以上幾項共同組成夾具誤差。5) 加工方法誤差因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差的1/3.計算時可設(shè)。2. 保證加工精度的條件工件在夾具中加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應(yīng)用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸。為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量。因此將上式改寫為或 當(dāng)時，夾具能滿足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。知此方案可行。6.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計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間。為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。表dDD1Ht基本極限偏差F7基本極限偏差D601+0.016+0.0063+0.018+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.0183.347+0.019+0.018184581156181118162068+0.028+0.01112+0.023+0.0121581815181220251812+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT200222635+0.033+0.017392630424625HT200563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.02059305667424811866485070740.040鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。6.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)對夾具體的設(shè)計的基本要求（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，時效處理，退火等處理方式。（2）應(yīng)具有足夠的強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（剛度和強度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。（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，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，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。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，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度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。用一個定位銷限制工件的另一個自由度。采用螺母夾緊。然后按照有關(guān)公式進行切削力和夾緊力的計算，然后對鉆床夾具必不可少的鉆套和襯套進行設(shè)計，還應(yīng)對夾具精度進行分析。夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，夾具對加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有直接的影響。是能否高效、便捷生產(chǎn)出合格、優(yōu)質(zhì)零件的保證。所以對夾具設(shè)計也是非常重要的。結(jié)論本設(shè)計中是對手柄軸加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計，使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計有進一步的提高。在這次的設(shè)計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設(shè)計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對這些問題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決。通過做這次的設(shè)計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。致謝本次設(shè)計綜合了大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)知識，是理論與實際相結(jié)合的一次考驗。通過這次設(shè)計，我的綜合運用知識的能力有了很大的提高，尤其是看圖，繪圖，設(shè)計能力為我今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。在此過程中，我進一步加深了對課本知識的理解，進一步了解了零件的工藝以及夾具設(shè)計過程。收獲頗豐。首先，我要感謝老師對設(shè)計的指導(dǎo)。本次設(shè)計是在老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的，我的機械工藝知識有限，在設(shè)計中常常碰到問題，是老師不厭其煩的指導(dǎo)，不斷的點撥迷津，提供相關(guān)資料，才使設(shè)計順利完成。老師的耐心講解，使我如沐春風(fēng)，不僅如此，老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高尚的敬業(yè)情操深深打動了我，在此，我向老師表示最真誠的感謝。同時，感謝同班同學(xué)的支持和幫助，使我更好的完成了畢業(yè)設(shè)計。我也非常感謝我的父母。在學(xué)習(xí)和生活上，他們一直都很支持我，使我能全身心地投入到學(xué)習(xí)中，在此，我想對我的父母說：你們辛苦了，我會盡最大的努力來讓你們過上最幸福的日子，請相信我。最后，很感謝閱讀這篇設(shè)計的人們。感謝你們抽出寶貴的時間來閱讀這篇課程設(shè)計。參考文獻1、機械加工工藝手冊 李 洪主編 北京出版社2、機械制造工藝 徐宏海主編 化學(xué)工業(yè)出版社 3、機械加工工藝設(shè)計手冊 張耀宸主編 航空工業(yè)出版社4、金屬切削速查速算手冊 陳宏鈞主編 機械工業(yè)出版社5、機械工人切削手冊 機械工業(yè)出版社6、機械工程師簡明手冊 河南科學(xué)技術(shù)出版社7、機械制造基礎(chǔ) 劉建亭主編 機械工業(yè)出版社此外還有:1王紹俊.機械制造工藝設(shè)計手冊. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，19812劉文劍 曹天河.夾具工程師手冊.哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，19873艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊（第三版）.北京：機械工業(yè)出版社，200433零 件 號4材 料45鋼編 制機械加工工藝過程綜合卡片零件名稱手柄軸毛坯質(zhì)量0.47kg指 導(dǎo) 生產(chǎn)類型中批毛坯種類模鍛件審 核工序工步工序說明機床夾具或輔助工具刀具量具走刀次數(shù)走刀長度(mm)背吃刀量(mm)進給量(mm/r)主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/s)工時定額/min基本時間輔助時間單件時間1粗車車端面CA6140夾具可轉(zhuǎn)位車刀游標(biāo)卡尺120120.52001617.717.7鉆中心孔CA6140夾具可轉(zhuǎn)位車刀游標(biāo)卡尺120044粗車外圓CA6140夾具可轉(zhuǎn)位車刀游標(biāo)卡尺11021.10.52001664.264.2粗車外圓CA6140夾具可轉(zhuǎn)位車刀游標(biāo)卡尺12420.52001630302粗車槽1CA6140夾具高速鋼游標(biāo)卡尺1220.0820014.21.51.5粗車槽2CA6140夾具高速鋼游標(biāo)卡尺1320.0820014.21.871.87粗車槽3CA6140夾具高速鋼游標(biāo)卡尺10.520.0820014.21.871.87粗車槽4CA6140夾具高速鋼游標(biāo)卡尺10.520.0820014.28.068.063粗車外圓CA6140夾具可轉(zhuǎn)位車刀游標(biāo)卡尺122220.520025.116.216.2粗車端面2CA6140夾具可轉(zhuǎn)位車刀游標(biāo)卡尺12220.520025.115154半精車外圓C616A夾具可轉(zhuǎn)位車刀千分尺28410.340027.42222精車外圓C616A夾具可轉(zhuǎn)位車刀千分尺2220.80.2140091.59.49.4半精車外圓C616A夾具可轉(zhuǎn)位車刀千分尺28410.340027.48080精車外圓C616A夾具可轉(zhuǎn)位車刀千分尺2220.80.2140091.51818精車外圓C616A夾具可轉(zhuǎn)位車刀千分尺2220.80.2140091.51818倒角C616A夾具可轉(zhuǎn)位車刀千分尺110.80.240091.5555確定半精車外圓C616A夾具C616A YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀游標(biāo)卡尺8150.50.1440071.54128128半精車外圓C616A夾具C616A YT15硬質(zhì)合金車刀游標(biāo)卡尺1130.50.1540071.5413136磨削右端面及圓錐面磨床MQ1350夾具砂輪PSA400100127A80M5B35千分尺1241.80.290094.331.231.27半精銑槽1X52k夾具直柄立銑刀游標(biāo)卡尺11430.3200902222半精銑槽2X52k夾具直柄立銑刀游標(biāo)卡尺11430.32009022228鉆孔Z3025搖臂鉆床夾具直柄麻花鉆d=8游標(biāo)卡尺922220.1610821715.615.6鉆孔Z3025搖臂鉆床夾具直柄麻花鉆d=14游標(biāo)卡尺13.53.50.16108217229攻螺紋Z3025搖臂鉆床夾具10mm的絲錐游標(biāo)卡尺116160.16108217399399目 錄 第1章 緒論41.1 了解夾具總體設(shè)計的要求41.2 鉆孔夾具方案設(shè)計41.3 鉆床的發(fā)展趨勢51.4鉆床夾具的概述61.4.1鉆床夾具的特點61.4.2鉆床夾具的主要類型71.4.3鉆模類型選擇71.4.4鉆套的選擇71.4.5鉆模板類型8第2章 鉆床夾具設(shè)計特點92.1 確定夾具的類型92.2 鉆模的主要類型92.3 明確設(shè)計任務(wù)，了解零件加工工藝過程102.3.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求102.4 確定定位方案10第3章 工件的夾緊計算及其選擇113.1 工件的夾緊113.1.1 夾緊基本原理理論113.1.2 夾緊座123.1.3 夾緊壓板133.1.4 夾緊螺釘143.2 夾緊力的選擇143.2.1 夾緊力方向143.2.2 夾緊力的作用點143.2.3 夾緊力的計算153.2.4 夾具精度計算與分析16第4章 夾具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計04.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置04.2 夾具的導(dǎo)向14.3 鉆孔與工件之間的切屑間隙44.4 鉆模板54.5定位誤差的分析54.6 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用64.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)8第5章 鉆M10mm孔孔夾具設(shè)計95.1問題提出。95.11夾具的設(shè)計95.3切削力及夾緊力的計算105.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙135.5 鉆模板145.6定位誤差的分析155.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用165.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)18第1章 緒論1.1 了解夾具總體設(shè)計的要求1）夾具應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求。特別對于精加工工序，應(yīng)適當(dāng)提高夾具的精度，以保證工件的尺寸公差和形狀位置公差等。2）夾具應(yīng)達到加工生產(chǎn)率的要求。特別對于大批量生產(chǎn)中使用的夾具，應(yīng)設(shè)法縮短加工的基本時間和輔助時間。3）夾具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可設(shè)置必要的防護裝置、擋屑板以及各種安全器具。4）能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。夾具元件的材料選用將直接影響夾具的使用壽命。因此，定位元件以及主要元件宜采用力學(xué)性能較好的材料。夾具的低成本設(shè)計在世界各國都以相當(dāng)重視。為此，夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)中。宜采用氣壓、液壓等高效夾緊裝置；而小批量生產(chǎn)，則宜采用較簡單的夾具結(jié)構(gòu)。5）要適當(dāng)提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)程度。選用標(biāo)準(zhǔn)化元件，特別應(yīng)選用商品化的標(biāo)準(zhǔn)元件，以縮短夾具制造周期，從而降低夾具成本。6）必須具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便夾具的制造、使用和維修。以上要求有時是互相矛盾的，故應(yīng)在全面考慮的基礎(chǔ)上，處理好主要矛盾，使之達到較好的效果。例如鉆模設(shè)計中，通常側(cè)重于生產(chǎn)率的要求。1.2 鉆孔夾具方案設(shè)計方案設(shè)計是夾具設(shè)計的重要階段，它在分析各種原始資料的基礎(chǔ)上，要完成下列設(shè)計工作：1 研究殼體零件原始資料，明確設(shè)計要求。 擬訂鉆孔夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖。 繪制夾具總圖，標(biāo)注有關(guān)尺寸及技術(shù)要求。 繪制零件圖。從另外一方面來說，機床夾具設(shè)計是工藝裝備設(shè)計中的一個重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率的一項重要技術(shù)措施。在設(shè)計過程中應(yīng)深人實際，進行調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外的先進技術(shù)，制定出合理的設(shè)計方案，再進行具體的設(shè)計。而深入生產(chǎn)實際調(diào)查研究中，應(yīng)當(dāng)掌握下面的一些資料：1(1)工件圖紙；詳細閱讀工件的圖紙，了解工件被加工表面是技術(shù)要求，該零件在機器中的位置和作用，以及裝置中的特殊要求。(2)工藝文件：了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面狀況，基準(zhǔn)面選擇的情況，可用機床設(shè)備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。(3)生產(chǎn)綱領(lǐng)：夾具的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與工件的批量大小相適應(yīng)，做到經(jīng)濟合理。在本次畢業(yè)設(shè)計的夾具要求是中小批量生產(chǎn)的夾具設(shè)計。(4)制造與使用夾具的情況，有無通用零部件可供選用。工廠有無壓縮空氣站；制造和使用夾具的工人的技術(shù)狀況等。夾具的出現(xiàn)可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。1.3 鉆床的發(fā)展趨勢鉆床系指主要用鉆頭在工件上加工孔的機床。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運動，鉆頭軸向移動為進給運動。鉆床結(jié)構(gòu)簡單，加工精度相對較低，可鉆通孔、盲孔，更換非凡刀具，可擴、锪孔，鉸孔或進行攻絲等加工。鉆床可分為下列類型： (1)臺式鉆床：可安放在作業(yè)臺上，主軸垂直布置的小型鉆床。 (2)立式鉆床：主軸箱和工作臺安置在立柱上，主軸垂直布置的鉆床。 (3)搖臂鉆床：搖臂可繞立柱回轉(zhuǎn)、升降，通常主軸箱可在搖臂上作水平移動的鉆床。它適用于大件和不同方位孔的加工。 (4)銑鉆床：工作臺可縱橫向移動，鉆軸垂直布置，能進行銑削的鉆床。 (5)深孔鉆床：使用特制深孔鉆頭，工件旋轉(zhuǎn)，鉆削深孔的鉆床。 (6)平端面中心孔鉆床：切削軸類端面和用中心鉆加工的中心孔鉆床。 (7)臥式鉆床：主軸水平布置，主軸箱可垂直移動的鉆床鉆床相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與其他金屬切削機床相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)大體相同，其專用標(biāo)準(zhǔn)有：GB6477.4-86金屬切削機床術(shù)語鉆床，GB2815-89、JB/T5763-91鉆床聯(lián)接尺寸標(biāo)準(zhǔn)，GB9461-88、JB/Z108-89搖臂鉆床參數(shù)及系列型譜標(biāo)準(zhǔn)等，出口產(chǎn)品不得低于一等品。 主要生產(chǎn)廠家有：中捷友誼廠、沙市第一機床廠、寧夏大河機床廠、魯南機床廠、保定鉆床廠等。鉆床主要出口日本、東南亞、歐、美、非洲及港、澳等30余個國家及地區(qū)。1.4鉆床夾具的概述 鉆床夾具：用干各種鉆床（鏜床組合機床）上的夾具，又稱鉆模，鏜模。主要目的保證孔的精度（位置）。要想對鉆床夾具有深刻的了解，就要先知道鉆床夾具的特點。1.4.1鉆床夾具的特點在一般鉆床對工件進行空加工，多具一下特點:首先是刀具本身的剛性比較差。鉆床上所加工的空多為小尺寸的孔，其工序內(nèi)容不外乎鉆、擴、鉸、锪或攻螺紋等加工，所以，刀具直徑往往比較小，而軸向尺寸比較啊，刀具的剛性均較差。其次是多刃刀的不對稱，易造成空的形位公差。鉆、擴、鉸等孔加工刀具，多為多刃刀具，當(dāng)?shù)度蟹植疾粚ΨQ，或刀刃分布不對稱，或刀刃長度不等，會造成被加工孔的制造誤差，尤其是采用普通麻花鉆鉆孔，手工刃磨鉆頭所造成的兩側(cè)不對稱，極易造成被加工孔的孔位偏移、孔徑增大及孔軸線的彎曲和歪斜，嚴重影響孔的形狀、位置精度。再有就是普通麻花鉆頭起鉆時，孔的精度極差。普通麻花鉆軸向尺寸大，結(jié)構(gòu)剛性差，加上鉆心結(jié)構(gòu)所形成的橫刃，破壞定心，使鉆尖運動布穩(wěn)定，往往在起鉆過程造成較大的孔位誤差。在單件、小批量生產(chǎn)種中，往往要考操作工在起鉆過程中不斷地進行人工矯正控制孔位精度，而在大批生產(chǎn)中，則需依靠刀刃結(jié)構(gòu)的改進和夾具對刀具的嚴格引導(dǎo)解決。綜合以上孔加工特點，鉆床夾具的主要任務(wù)是解決好工件相對刀具的正確加工位置的嚴格控制問題。在大批量生產(chǎn)中，為有自傲解決鉆頭鉆孔的精度不穩(wěn)定的問題，多直接設(shè)置帶有刀具引導(dǎo)的鉆模板，對鉆頭進行正確引導(dǎo)和對孔位進行強制性限制。尤其是對箱體、蓋板類工件的鉆孔，往往要同時有多支鉆頭一次性鉆出眾多的孔，為保證加工孔隙的位置精度，一定要通過一塊精確的模版，把多個孔位由引導(dǎo)限制好。這種用來正確引導(dǎo)鉆頭控制孔位精度的模版。專業(yè)化、高效生產(chǎn)中的鉆床夾具，通常具有較精確的鉆模版，以正確、快速地引導(dǎo)鉆頭控制孔位精度，這是鉆床夾具的最主要的特點。所以，習(xí)慣上又把鉆床夾具稱為鉆模。為防止鉆刃破壞鉆模板上引導(dǎo)孔的孔壁，多在引導(dǎo)孔中設(shè)置高硬度的鉆套，以維持鉆模板的孔系精度。對鉆床夾具的類型要有一定的認知。1.4.2鉆床夾具的主要類型鉆床加工中對不同的加工工件所選著的夾具體液是不同的。因此根據(jù)經(jīng)驗人們總結(jié)了以下不同工件加工的主要夾具。它們主要是：1.固定式：夾具與機床上位置固定不變，用于立鉆，搖臂鉆加工大件等2.回轉(zhuǎn)式：用于同一圓周上的孔系加工。它包括立軸、臥軸和斜軸回轉(zhuǎn)三種基本型式。3.移動式：鉆模移動，用于加工同一表面上的多個孔中小型工件4、翻轉(zhuǎn)式：鉆模板轉(zhuǎn)動一定角度，用于加工不同表面上的孔，翻轉(zhuǎn)點力，5、蓋板式：沒有夾具體，模板蓋在工件上加工6、滑柱式：升降鉆模板的通用可調(diào)夾具根據(jù)不同工件的加工，因此我們也要對鉆模由工件的形狀和加工要求進行選擇。1.4.3鉆模類型選擇鉆模類型多，在設(shè)計時，要根據(jù)工件的形狀、重量、加工要求和批量來選型：被鉆孔徑10mm，或加工精度較高時，宜用固定鉆模。不同表面上的孔，總G100N，中、小型工件，宜用翻轉(zhuǎn)鉆模。當(dāng)分布在不同心圓周上的孔系，總G150N,宜用固定鉆模，在搖臂鉆加工，量大時用立鉆多軸加工。垂直度與孔間距要求不高時，用滑柱式鉆模。若加工大件上的小孔時，宜用蓋式鉆模。為了提高鉆孔的精度，可以通過鉆套來來引導(dǎo)刀具的位置，保證孔加工的精度。但由于加工工件的量大小和孔位置特殊，所以鉆套也分為以下幾種。1.4.4鉆套的選擇鉆套和鉆模板是鉆床夾具的特殊元件。鉆套的作用是確定被加工孔的位置和引導(dǎo)刀具加工，鉆套裝配在模板上，用鉆套比不用鉆套可減少50%以上的誤 差。其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化：1）固定鉆套：配合H7/n6,H7/r6,結(jié)構(gòu)簡單，精度高，適用于單孔或小批生產(chǎn)。2）可換鉆套：H7/g5,H7/g6，間隙配合裝入襯套內(nèi)，用螺釘固定3）快換鉆套：配合H7/g5,H7/g6,結(jié)構(gòu)與上述不同，不用固定螺釘便可更換。適用于加工多，更換不同孔經(jīng)的鉆套。 上述鉆套標(biāo)準(zhǔn)化。還有一種特殊故鉆套。4）特殊鉆套：適用于工件結(jié)構(gòu)形狀和被加工孔的位置特殊 性，標(biāo)準(zhǔn)鉆套不滿足時用的鉆套。鉆套的安裝也是非常重要的，因此鉆模板可以通過合理的設(shè)計將鉆套定位安裝，從而保證孔的加工位置。鉆模板通常裝配在夾具體或支架上，或與夾具上的其它元件相連接。常見的有如下幾種類型：1.4.5鉆模板類型A固定式鉆模板：鉆模板和夾具體或支架是用固定方法相連接，一般采用兩個圓錐銷和螺釘裝配連接；對于簡單的結(jié)構(gòu)也可采用整體的鑄造或焊接結(jié)構(gòu)。B鉸鏈?zhǔn)姐@模板： 當(dāng)鉆模板妨礙工件裝卸等工作時，可用活動鉸鏈把鉆模板與夾具體相連接。C可卸式鉆模板D懸掛式鉆模板： 在立式鉆床上采用多軸傳動頭進行平行孔系加工時，所用的鉆模板就連接在傳動箱上，并隨機床主軸往復(fù)移動。這種鉆模板簡稱為懸掛式鉆模板 第2章 鉆床夾具設(shè)計特點2.1 確定夾具的類型按使用范圍，夾具可分為通用夾具和專用夾具兩類。通用夾具適用于各種不同尺寸的零件加工，如導(dǎo)尺、分度盤等。這類夾具是作為附件與機床一起配套供應(yīng)的。專用夾具是專門為某一工件在某一工序進行加工而設(shè)計的夾具，如在銑床上加工彎曲零件必須采用相應(yīng)的夾具，在壓刨上加工斜面、曲面也要采用專用夾具。2.2 鉆模的主要類型鉆床專用夾具一般通稱為“鉆?！??？砂淬@模有無夾具體，以及夾具體是否可動，而分為下面幾類：11.固定式鉆模 這種鉆模在使用時，是被固定在鉆床工作臺。用于在立軸式鉆床上加工較大的單孔或在搖臂鉆床上加工平行孔系。如果要在立式鉆床上使用固定式鉆模加工平行空系，則需要在機床主軸上安裝鉆模時，一般先將裝在主軸上的定尺刀具伸入鉆套中，以確定鉆模的位置，然后將其緊固。這種加工方式的鉆孔精度比較高。2.回轉(zhuǎn)式鉆模 回轉(zhuǎn)式鉆模主要用于加工同一圓周面上的平行孔系，或分布在圓周上的徑向孔。有立軸、臥軸和斜軸回轉(zhuǎn)等三種基本形式。由于回轉(zhuǎn)臺已標(biāo)準(zhǔn)化，并作為機床附件由專門廠生產(chǎn)供應(yīng)，固回轉(zhuǎn)式鉆模的設(shè)計，大多數(shù)情況是設(shè)計專用的工作夾具和標(biāo)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)臺聯(lián)合使用。3.翻轉(zhuǎn)式鉆模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔。使用翻轉(zhuǎn)式鉆?？蓽p少工件裝夾的次數(shù)，提高工件上各孔之間的位置精度。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，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜超過10 kg。5.滑柱式鉆模 滑柱式鉆模的結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了和規(guī)格化了，具有不同的系列。使用時，只要根據(jù)工件的形狀、尺寸和加工要求等具體情況，專門設(shè)計制造相應(yīng)的定位、夾緊裝置和鉆套等，裝在夾具體的平臺或鉆模板上的適當(dāng)位置，就可用于加工。2.3 明確設(shè)計任務(wù)，了解零件加工工藝過程2.3.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求 圖2.3 加工零件圖2.4 確定定位方案 根據(jù)工件的加工要求，該工序必須限制工件的五個自由度。建立坐標(biāo)系如圖2.2所示。為保證通孔底面至工件B面的垂直度，應(yīng)選B面為定位基面，限制；為保證工序尺寸80 mm，須限制、，所以選取A面為定位基面；為保證3-10通孔對孔軸線的對稱度要求，還必須在加工時限制自由度。另外，為了方便控制刀具的走刀位置，還需要限制。綜上所述，工件的六個自由度均被限制，為使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，選取的定位基準(zhǔn)是2-48H7孔和A面。第3章 工件的夾緊計算及其選擇3.1 工件的夾緊3.1.1 夾緊基本原理理論夾緊的目的是保證工件在夾具中的定位，不致因工時受切削力，重力或伴生離心力，慣性力，熱應(yīng)力等的作用產(chǎn)生移動或振動。夾緊裝置是夾具完成夾緊作用的一個重要的而不可以缺少的組成部分，除非工件在加工過程中所受到的各種力不會使它離開定位時所需確定的位置，才可以設(shè)有夾緊裝置。夾緊裝置設(shè)計的優(yōu)劣，對于提高夾緊的精度和加工作效率，減輕勞動強度都有很大的影響。夾緊對象特征加工信息特征夾緊要求特征動力源項元功能解項技術(shù)性經(jīng)濟性社會性應(yīng)用實例技術(shù)參數(shù)夾緊功能原理方案設(shè)計功能項原理解項評價項備注項圖3.1 夾緊功能原理方案設(shè)計組成結(jié)構(gòu)分析各類夾具的基本功能要求可以將夾緊裝置概括為兩類：第一類是性能要求，主要指定位唯一性、定位穩(wěn)定性，夾緊穩(wěn)定性及總體約束；第二類要求是夾具的結(jié)構(gòu)剛性、成本及易操作性、易于維修等要求。本設(shè)計目錄中功能項包括夾緊對象特征項、加工信息特征及夾緊要求特征。夾緊對象特征項目：包括夾緊對象類型、材料、形狀、體積、數(shù)量、物理特性、磁性、導(dǎo)電性、剛性等信息。加工信息特征項：加工類型、機加工、裝配、檢測、焊接等、加工參數(shù)、切削參數(shù)、運動參數(shù)、幾何參數(shù)等。夾緊要求特征項：主要指性能要求，包括定位要求、定位基準(zhǔn)選擇，如特征點、特征面。夾緊力大小、夾緊方向、夾緊行程、夾緊松開速率，自鎖性等。元件功能分析：夾緊功能主要包括四種元功能。它們是：定位功能、傳動功能、執(zhí)行功能和分度功能等輔助功能。定位功能由定位元件完成，定位元件按定位面特征分為平面定位元件、圓孔定位元件、外圓定位元件。傳動功能由中間遞力機構(gòu)完成，該機構(gòu)一般有三個作用；改變作用力的力一向、大小和自鎖作用。目前常用的有以下機構(gòu)：斜楔機構(gòu)、螺旋機構(gòu)、圓偏心機構(gòu)、杠桿鉸鏈機構(gòu)、連桿機構(gòu)、聯(lián)動機構(gòu)、對中機構(gòu)、定心機構(gòu)等。設(shè)計夾緊裝置時，應(yīng)滿足下述主要要求：21.夾緊裝置在對工件夾緊時，不應(yīng)破壞工件的定位，為此，必須正確選擇夾緊力的方向及著力點。2.夾緊力的大小應(yīng)該可靠，適當(dāng)，要保證工件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不致超出允許的范圍。3.夾緊裝置結(jié)構(gòu)簡單合理，夾緊動作要迅速，操作方便省力，安全。4.夾緊力或夾緊行程在一定范圍內(nèi)可進行調(diào)整和補償。3.1.2 夾緊座在不考慮重力和其它的伴生力的情況下，夾緊力的大小既與切削力的大小有 關(guān)，也與切削力對支承的作用有關(guān)。W=KM(f1Rf1+f2Rf2)N(其中K=K1K2K3K4，K1=1.52，K2=1.2，K3=1.11.3，K4=1.2)M為切削扭矩W=1.81.21.21.285(0.27+0.27)=740.28(N)Q 需=KP/(f1+f2)=1.81.21.21.2100/(0.2+0.2)=777.4NQ 需為切削力為簡化夾具的成本及考慮工廠實際情況，擬用螺釘夾緊裝置。計算螺釘?shù)膴A緊力：W=2QL/ D中/tg(+1)。此公式采用中的數(shù)據(jù)以M16標(biāo)準(zhǔn)螺紋計算。為螺紋升角;t“g=S/D中;1螺紋摩擦角；D中螺紋中徑；Q人工作用力；其中有f=0.1(螺母端面與工件間的摩擦系數(shù))，1=6。34，；計算W=836.8（N）。很明顯，可以使用螺釘夾緊機構(gòu)。夾緊座加工要求：1.表面發(fā)藍或其它的防銹處理；2.熱處理:T10A，淬火HRC6064；滲碳深度0.20.6mm；3.銳邊無毛刺；4.螺紋孔以國家標(biāo)準(zhǔn)的M16配做。3.1.3 夾緊壓板夾緊支板和夾緊座的目的相同，都是夾緊工件的，保證在加工過程中工件不移動，限制它的自由度，夾緊支板的工件接觸裝置擬用夾緊螺釘，支板在其中是輔助支承的，最終起決定作用的還是人的操作，不同人操作同樣的夾具或者是在夾緊的過程中用力和速度的不同，都對工件的加工精度有影響。由于取用的夾緊螺釘是一樣的，前面已經(jīng)計算過了，在此不重復(fù)了。5具體的結(jié)構(gòu)見零件圖。螺旋夾緊機構(gòu)是指螺旋副與其他元件（壓板、墊片、螺釘?shù)龋┫嘟Y(jié)合，對工件實施夾緊的機構(gòu)。螺旋夾緊機構(gòu)在生產(chǎn)中使用極為普遍。螺旋夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，夾緊行程大，且自鎖性能好，增力比大，是手動夾緊中用的最多的一種夾緊機構(gòu)。常用的夾緊形式有：單個螺旋夾緊機構(gòu)、螺旋壓板夾緊機構(gòu)。圖3.2 壓板夾緊壓板加工要求：1.表面發(fā)藍或其它的防銹處理；2.熱處理:T10A，淬火HRC3845；滲碳深度0.20.6mm；3.銳邊無毛刺；4.螺紋孔以國家標(biāo)準(zhǔn)的M27配做。1 63.1.4 夾緊螺釘根據(jù)公司的實際情況選用夾緊螺釘，人工操作。節(jié)省成本，制造夾具的時間縮短并以國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格生產(chǎn)。夾緊功能的原理方案設(shè)計目錄是設(shè)計目錄應(yīng)用的具體體現(xiàn)，由于夾具種類繁多，如何對其進行抽象化整理，以利于運用設(shè)計目錄的結(jié)構(gòu)形式，還需要更深入的研究。建立原理方案設(shè)計目錄涉及的知識面較廣，難度較大，目錄本身的構(gòu)造規(guī)律也很復(fù)雜。這里僅作最基本的原理方案設(shè)計研究。為使工件在定位件上所占有的規(guī)定位置在加工過程中保持不變，就要用夾緊裝置將工件夾緊.保證工件的定位基準(zhǔn)與夾具上的定位表面可靠的接觸，防止在加工過程中移動、振動、或變形。因為此套夾具加工的工件剛度較好，防止了切削力作用是所引起的振動，側(cè)面在加上移動壓板的定位，免除夾緊力對加工表面幾何形狀精度的不利影響夾具的夾緊選用加工表面的松態(tài)夾緊，夾緊力的作用線不通過加工表面的周圍，使加工表面的材料處在自由狀態(tài)下。 3.2 夾緊力的選擇3.2.1 夾緊力方向在保證安裝的真確可靠，減少工件的變形，定位方便和在可以減少所需夾緊力的大小的前提下，此套夾具的夾緊方向和工件重力方向和切削方向相同。工件的定位工作面為垂直方向上，則工件的夾緊通過工件的一個定位銷與水平方向的移動壓塊完成。夾緊力的方向為平行重力方向垂直夾緊。2在本次夾具設(shè)計中，夾緊力是由中心螺桿和一邊壓板提供的。3.2.2 夾緊力的作用點夾緊力的作用點是指夾緊元件與工件相接觸的一小塊面積?，F(xiàn)在夾緊力的方案已定?？紤]夾具的結(jié)構(gòu)尺寸特征可以確定夾緊力的作用點個數(shù)為2個?？紤]夾緊力作用點的一般要求：1 夾緊力的作用點應(yīng)能保持工件定位穩(wěn)定，而不至引起工件發(fā)生位移和偏轉(zhuǎn)； 夾緊力的作用點，應(yīng)使被夾緊的夾緊變形盡可能的小些； 夾緊力的作用點應(yīng)盡可能靠近加工表面，以提高定位穩(wěn)定性。3.2.3 夾緊力的計算夾緊力的大小重要取決于切削P和重力G，重力是可認為不變的，而切削力在切削的過程中是變化的。影響切削力的大小因素很多，如工件質(zhì)量的不均勻，加工質(zhì)量的不均勻，刀具磨損以及切削用量的變化等等。同時夾緊力也和其他因素有關(guān)，如夾緊件和工件及工件與定位件間接觸表面的光潔度，工藝系統(tǒng)的剛性等等，因此夾具夾緊力的設(shè)計只能對其作初略的估算。W:實際夾緊力 Wi:理論夾緊力 K:安全系數(shù) 安全系數(shù):K= K1K2K3K4式中: K1-基本安裝系數(shù) K2-加工安裝系數(shù) K3-刀具鈍化系數(shù) K4-切削特點系數(shù) 其加工直徑全部為10刀具：鉆頭 D=5。則軸向力：見工藝師手冊表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420轉(zhuǎn)矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK式中 K基本安全系數(shù)，1.5; K加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;K刀具鈍化系數(shù), 1.1;K斷續(xù)切削系數(shù), 1.1則 F=KF=1.5鉆削時 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。3.2.4 夾具精度計算與分析 精度等級的選擇：首先根據(jù)所要加工的零件進行分析，看其在各方面的精度及表面粗糙度等的要求。然后，根據(jù)設(shè)計好的夾具（即零件在夾具上的配合和裝配來確定。表3 標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表（節(jié)錄）基本尺寸IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT1250801319304674120190300801201522355487140220350120180182540563100160250400由國家標(biāo)準(zhǔn)推薦的各公差等級的應(yīng)用范圍可知：IT5IT12級用于配合尺寸公差。其中（1）IT5（孔到IT6）級用于高精度和重要的配合處； （2）IT6（孔到IT7）級用于要求精密配合的情況；（3）IT7（孔到IT8）級用于一般精度要求的配合。選用公差等級時，除上述有關(guān)原則和因素外，還應(yīng)考慮以下問題。.相關(guān)件配合的精度；.加工成本。在本次設(shè)計的夾具中可得知零件與夾具體的配合要求較高精度配合，所以選擇(1），而用于定位零件中間的孔和軸，在鉆孔只能夠要求這個孔和軸要有較高的位置度，所以選擇（2），鉆模板和零件上用來定位的插銷，因為它是用來對零件鉆孔裝夾定位的，所以同樣選（2）。第4章 夾具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(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)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件進行夾緊，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)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構(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。他包括中間遞力機構(gòu)和夾緊元件?？紤]到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。螺旋夾緊機構(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構(gòu)組成復(fù)合夾緊機構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機構(gòu)。螺旋夾緊機構(gòu)中所用的螺旋，實際上相當(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。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機構(gòu)的特點：（1）結(jié)構(gòu)簡單；（2）擴力比大；（3）自瑣性能好；（4）行程不受限制；（5）夾緊動作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對稱中心在規(guī)定位置上。圖4.1 CAD裝配圖如圖4.1所示在這次夾具設(shè)計中，定位是采用一根心軸和一個定位插銷來定位水平方向的。在垂直方向，用兩個同心半圓環(huán)來定位。當(dāng)被加工零件放到夾具體同心圓環(huán)上后，用定位插銷把夾具上的鉆模板和零件通過先加工的孔進行定位，把壓板壓緊，之后取出定位插銷。4.2 夾具的導(dǎo)向在鉆床上加工孔時，大都采用導(dǎo)向元件或?qū)蜓b置，用以引導(dǎo)刀具進入正確的加工位置，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，對于保證工件的加工精度有這十分重要的作用。確定引導(dǎo)元件 (鉆套的類型及結(jié)構(gòu)尺寸 )為能迅速、準(zhǔn)確的確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具上都應(yīng)該設(shè)置引導(dǎo)刀具的元件鉆套。鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體連接，鉆套與工件之間留有排屑空間，如圖3.2-1所示。因工件批量小又是單一鉆孔工序，所以此處選用固定鉆套。圖3.2-1 固定鉆套主要尺寸有機床夾具零、部件國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2262-91選取鉆孔時如表3.2-1 表3.2-1 固定鉆套標(biāo)準(zhǔn)尺寸1.鉆套的尺寸、公差配合的選擇鉆套內(nèi)徑基本尺寸=引導(dǎo)刀具的最大極限尺寸1） 鉆套內(nèi)徑基本尺寸：鉆頭、擴孔鉆，鉸刀是標(biāo)準(zhǔn)化定尺寸刀具，所以內(nèi)徑刀與刀具按基軸制選。鉆套與刀具之間按一定的間隙配合，以防刀具使用時咬孔或長使一般根據(jù)刀具精度選套孔的公差：鉆（擴孔）選F7，粗鉸 G7，精鉸G6。若引導(dǎo)的是刀具導(dǎo)柱部分不是切削部分，可按孔制選?。篐7/f7，,H7/g6，,H6/g5等。2）鉆套高度H：H=（13）D 斜孔 H=（46）DH過長，磨損嚴重由表1.5-1可查得： 鉆套高度H取20mm3）排屑空間：h措鉆套底部與工件表面之間的空間。h過大要引偏，過小不能排屑.鑄鐵：S=（0.30.7）D 小孔取小值鋼： S=(0.71.5) D 大孔取大值斜孔：S=（00.2）D 所以排屑空間h為 30mm4）材料：性能要求：高硬度，耐磨 常用材料：T10A T12A CrMn 或20滲碳淬火 D10mm CrMn D F所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：安全系數(shù)K可按下式計算有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻5表可得： 所以有： 該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力之間的關(guān)系F夾KF軸向力：F夾KF （N）扭距：Nm在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)由資料機床夾具設(shè)計手冊查表可得：切削力公式： 式（2.17）式中 查表得： 即：實際所需夾緊力：由參考文獻16機床夾具設(shè)計手冊表得： 安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻16機床夾具設(shè)計手冊表 可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構(gòu)。該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。5.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙鉆套的類型和特點: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)對孔進行鉆鉸等加工時，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。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，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=(0.31.2)d。在本次夾具鉆模設(shè)計中考慮了多方面的因素，確定了設(shè)計方案后，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。5.5 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，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下，鉆螺栓緊固，鉆模精度較高。45.6定位誤差的分析（8） 定位誤差計算 工件采用V 形塊定位，V 形塊的定位誤差= = 0.002692 因為斜面角度為15度，所以工件的水平方向的定位誤差為y = 0.002692 sin(15)= 0.000696 ,滿足定位要求。3) 夾具安裝誤差因夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。圖5-2中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0.4) 夾具誤差因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準(zhǔn)之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；定位元件相對于對刀或?qū)蛟ò瑢?dǎo)向元件之間）的尺寸或位置誤差；導(dǎo)向元件相對于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時，還存在分度誤差。以上幾項共同組成夾具誤差。5) 加工方法誤差因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差的1/3.計算時可設(shè)。2. 保證加工精度的條件工件在夾具中加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應(yīng)用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸。為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量。因此將上式改寫為或 當(dāng)時，夾具能滿足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。知此方案可行。5.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計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間。為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。表dDD1Ht基本極限偏差F7基本極限偏差D601+0.016+0.0063+0.018+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.0183.347+0.019+0.018184581156181118162068+0.028+0.01112+0.023+0.0121581815181220251812+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT200222635+0.033+0.017392630424625HT200563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.02059305667424811866485070740.040鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。5.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)對夾具體的設(shè)計的基本要求（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，時效處理，退火等處理方式。（2）應(yīng)具有足夠的強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（剛度和強度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。（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，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，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。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，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度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。用一個定位銷限制工件的另一個自由度。采用螺母夾緊。然后按照有關(guān)公式進行切削力和夾緊力的計算，然后對鉆床夾具必不可少的鉆套和襯套進行設(shè)計，還應(yīng)對夾具精度進行分析。夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，夾具對加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有直接的影響。是能否高效、便捷生產(chǎn)出合格、優(yōu)質(zhì)零件的保證。所以對夾具設(shè)計也是非常重要的。參考文獻1馬霄，武良臣 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).北京：北京理工大學(xué)出版社，2008.12曹秋霞，程雪利，段維峰 機械制造工藝裝備3東北重型機械學(xué)院， 機床夾具設(shè)計手冊 第二版 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1988.44張龍勛 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書及習(xí)題 機械工業(yè)出版社 1999.115