（大連交通系列）配氣機構導塊加工工藝及 4-鉆2xΦ6孔夾具設計【CAD高清圖紙和說明書等】

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Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally .As the output of the axile bush is very large ,it is need to make optimal design for the machining technology and use modular machine tool for pivotal machining process ,to ensure product quality and to improve the processing efficiency.Through this design,the knowledge of more basic and specialty was synthetically applited.The system of knowledge we learned was intensified.Controlled to make use of various method and techniques that the painting software carry on a design,the design of engineering application was known well.Keywords Axile Bush Precision Processing Technology Design of Clamping Device Modular Machine Tool目 錄摘 要IIAbstract11 引言32 零件工藝性分析42.1 零件的作用42.2 零件的工藝分析43 毛坯的選擇54 工藝規(guī)程設計64.1 工藝規(guī)程的作用64.2 定位基準的選擇64.3 制定工藝路線74.4 毛坯尺寸的確定與機械加工余量104.5 確定切削用量及基本工時10第5章 鉆2-6孔夾具設計241 夾具的夾緊裝置和定位裝置24本夾具主要用于鉆2-6孔夾具設計242夾具的導向253切削力及夾緊力的計算254 鉆孔與工件之間的切屑間隙285 鉆模板296定位誤差的分析297 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用308 確定夾具體結構和總體結構329夾具設計及操作的簡要說明33結束語34參 考 文 獻36致 謝371 引言隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現，機械制造工藝正向著高質量、高生產率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現，已突破傳統的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。“工欲善其事，必先利其器?！惫ぞ呤侨祟愇拿鬟M步的標志。自20世紀末期以來，現代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(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。機床夾具對零件加工的質量、生產率和產品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統制造還是現代制造系統中，夾具都是重要的工藝裝備。2 零件工藝性分析2.1 零件的作用配氣機構導塊是配氣機構一個主要零件。通過配氣機構實現氣體的內外交換，該零件的加工好壞，將影響到整個配氣機構的工作性能。2.2 零件的工藝分析由附圖1得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力，要求耐磨的零件。該零件上主要加工面為左、右端面，20mm以及加工。由參考文獻1中有關孔的加工的經濟精度機床能達到的位置精度可知上述要求可以達到的零件的結構的工藝性也是可行的。 以外圓為主有： 零件外圓粗、精車磨削加工，其粗糙度要求是； 配氣機構導塊平面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是。 孔系加工有： 20、25鉆擴鉸加工，其表面粗糙度為； 小孔2-6鉆加工3 毛坯的選擇零件材料是HT200。零件年產量是大批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產率保證加工精度后可采用鑄造成型，采用方法為砂模機器造型。零件形狀并不復雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內孔不鑄出。4 工藝規(guī)程設計4.1 工藝規(guī)程的作用工藝規(guī)程是生產準備、生產組織、計劃調度的主要依據，是指導工人操作的主要技術文件，也是工廠和車間進行設計或技術改造的重要原始資料。工藝規(guī)程的制訂須嚴格按照規(guī)定的程序和格式進行，并隨技術進步和企業(yè)發(fā)展，定期修改完善。(1)根據機械加工工藝規(guī)程進行生產準備（包括技術準備）。在產品投入生產以前，需要做大量的生產準備和技術準備工作，例如，關鍵技術的分析與研究；刀、夾、量具的設計、制造或采購；設備改裝與新設備的購置或定做等。這些工作都必須根據機械加工工藝規(guī)程來展開。(2)機械加工工藝規(guī)程是生產計劃、調度、工人的操作、質量檢查等的依據。(3)新建或擴建車間(或工段),起原始依據也是機械加工工藝規(guī)程，根據機械加工工藝規(guī)程確定機床的種類和數量，確定機床的布置和動力配置，確定生產面積的大小和工人的數量。4.2 定位基準的選擇定位基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，定位基準選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高，否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準。在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻精基準的選擇：主要考慮基準重合問題，配氣機構導塊的下端面既是裝配基準又是設計基準，用它作為精基準，能使加工遵循基準重合的原則。20孔及左右兩端面都采用底面做基準，這使得工藝路線又遵循“基準統一”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。4.3 制定工藝路線制定工藝路線應該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為大批生產的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。還有，應當考慮經濟效果，以便降低生產成本9。4.5.1 工藝路線方案一10采用鑄造的方法獲得毛坯20退火熱處理30劃線打點40粗車60外圓及端面50半精車60外圓及端面60 掉頭，車左端面70車R1槽80半精車59.5外圓及端面90精車60外圓100鉆17孔110擴19.7孔120鉸20H8孔130車50內孔140鉆擴鉸25H7150 銑削寬度為46的兩側面（銑扁）160粗銑30H11槽170精銑30H11槽180磨60外圓190終檢200清洗入庫4.5.2 工藝路線方案二10采用鑄造的方法獲得毛坯20退火熱處理30劃線打點40粗車60外圓及端面50半精車60外圓及端面60 掉頭，車左端面70車R1槽80半精車59.5外圓及端面90精車60外圓100車50內孔110鉆17孔120擴19.7孔130鉸20H8孔140鉆擴鉸25H7150 銑削寬度為46的兩側面（銑扁）160粗銑30H11槽170精銑30H11槽180磨60外圓190終檢200清洗入庫4.5.3 工藝方案的比較與分析因左右兩端面均對20mm孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數，提高加工精度。根據先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，左右端面上20mm孔放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現斷續(xù)切削容易引起工藝系統的震動，故改動銑削加工。通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。該工藝過程詳見附表和附表2，機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。10采用鑄造的方法獲得毛坯20退火熱處理30劃線打點40粗車60外圓及端面, 以左端外圓為基準50半精車60外圓及端面, 以左端外圓為基準60 掉頭，車左端面,以右端外圓為基準70車R1槽, 以左端外圓為基準80半精車59.5外圓及端面,以右端外圓為基準90精車60外圓，以59.5外圓及端面為基準100鉆17孔，以60外圓及端面為基準110擴19.7孔，以60外圓及端面為基準120鉸20H8孔，以60外圓及端面為基準130車50內孔，以59.5外圓及端面為基準140鉆22孔，以60外圓及端面為基準150擴24.7孔，以60外圓及端面為基準160鏜25H7，以外圓及端面為基準170鉆2-6孔，以60外圓及端面為基準180鉆2-3孔，以60外圓及端面為基準190 銑削寬度為46的兩側面（銑扁），以60外圓及端面為基準200粗銑30H11槽，以60外圓及端面為基準210精銑30H11槽，以60外圓及端面為基準220磨60外圓，以59.5外圓及端面為基準230終檢240清洗入庫4.4 毛坯尺寸的確定與機械加工余量 30H11槽的偏差及加工余量計算30H11槽計算。根據工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：由參考文獻4表1119。其余量值規(guī)定為2-3mm，現取3mm。查3可知其粗銑時精度等級為IT12，粗銑平面時厚度偏差取精銑：由參考文獻3表2.359，其余量值規(guī)定為。參照參考文獻3表32，325,2.313和參考文獻15表18，可以查得：鉆孔25鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。擴孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。鉸孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。鉆孔20參照參考文獻3表2.347，表2.348。確定工序尺寸及加工余量為：加工該孔的工藝是：鉆擴鉸由以上資料得出毛坯尺寸圖。4.5 確定切削用量及基本工時在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。(1)切削用量指：背吃刀量asp(即切削深度ap、進給量f及切削速度Vc 。(2)確定方法是：確定切削深度確定進給量確定切削速度(3)具體要求是：由工序或工步余量確定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除在中等功率機床上一次走刀ap可達8mm10mm。按本工序或工步加工表面粗糙度確定進給量：對粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進給量后還要校驗機床進給機構強度?？捎貌楸矸ɑ蛴嬎惴ǖ贸銮邢魉俣萔c查，用公式 換算出查或計算法所得的轉速nc查，根據Vc查在選擇機床實有的主軸轉速表中選取接近的主軸轉速n機作為實際的轉速，再用 換算出實際的切削速度Vc機填入工藝文件中。對粗加工，選取實際切削速度Vc機實際進給量f機和背吃刀量asp之后，還要校驗機床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。工序30：粗車60外圓及端面機床：車床CA6140所選刀具為YG6硬質合金可轉位車刀。根據切削用量簡明手冊表1.1，由于CA6140機床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為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=。.確定切削深度由于單邊余量為，可在一次走刀內完成.確定進給量根據切削加工簡明實用手冊可知：表1.4刀桿尺寸為，工件直徑400之間時， 進給量=0.51.0按CA6140機床進給量（表4.29）在機械制造工藝設計手冊可知： =0.7確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據表130，CA6140機床進給機構允許進給力=3530。根據表1.21，當強度在174207時，=時，徑向進給力：=950。切削時的修正系數為=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故實際進給力為： =950=1111.5 （3-2）由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選=可用。.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據切削用量簡明使用手冊表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。.確定切削速度切削速度可根據公式計算，也可直接有表中查出。根據切削用量簡明使用手冊表1.11，當硬質合金刀加工硬度200219的鑄件，切削速度=。切削速度的修正系數為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： =63 （3-3） =120 （3-4）根據CA6140車床說明書選擇 =125這時實際切削速度為： = （3-5）.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由切削用量簡明使用手冊表1.25，=，切削速度時， =切削功率的修正系數=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 （3-6）根據表1.30，當=時，機床主軸允許功率為=，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為：=5.75，=，=，=.倒角 換車刀手動進給。. 計算基本工時 （3-7） = （3-8）工序40：半精車60外圓及端面已知條件與工序相同，車端面及倒角，可采用工序相同的可轉位車刀。采用工序30確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時間如下：a=2.5 f=0.65 n=5.8 v=50.4 T=56工序50：半精車60外圓及端面所選刀具為YG6硬質合金可轉位車刀。根據切削用量簡明手冊表1.1，由于C6021機床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為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=。.確定切削深度由于單邊余量為，可在一次走刀內完成，故 = .確定進給量根據切削加工簡明實用手冊可知：表1.4刀桿尺寸為，工件直徑400之間時， 進給量=0.51.0按CA6140機床進給量（表4.29）在機械制造工藝設計手冊可知： =0.7確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗根據表130，CA6140機床進給機構允許進給力=3530。根據表1.21，當強度在174207時，=時，徑向進給力：=950。切削時的修正系數為=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故實際進給力為： =950=1111.5 由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選=可用。.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據切削用量簡明使用手冊表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。.確定切削速度切削速度可根據公式計算，也可直接有表中查出。根據切削用量簡明使用手冊表1.11，當硬質合金刀加工硬度200219的鑄件，切削速度=。切削速度的修正系數為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： =63 （3-12） =120 （3-13）根據CA6140車床說明書選擇 =125這時實際切削速度為： = （3-14）.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由切削用量簡明使用手冊表1.25，=，切削速度時， =切削功率的修正系數=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 根據表1.30，當=時，機床主軸允許功率為=，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為：=1.25，=，=，=工序60：鉆擴鉸20H8。機床：立式鉆床Z525刀具：根據參照參考文獻3表4.39選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔進給量：根據參考文獻3表2.438，取。切削速度：參照參考文獻3表2.441，取。機床主軸轉速：，按照參考文獻3表5.131，取所以實際切削速度：切削工時 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取走刀次數為1機動時間： 擴孔刀具：根據參照參考文獻3表4.331選擇硬質合金錐柄麻花擴孔鉆頭。片型號：E403切削深度：進給量：根據參考文獻3表2.452，取。切削速度：參照參考文獻3表2.453，取。機床主軸轉速：按照參考文獻3表5.131，取所以實際切削速度：切削工時被切削層長度：刀具切入長度有：刀具切出長度： ，取走刀次數為1機動時間： 鉸孔20刀具：根據參照參考文獻3表4.354，選擇硬質合金錐柄機用鉸刀。切削深度：，且。進給量：根據參考文獻3表2.458，取。切削速度：參照參考文獻3表2.460，取。機床主軸轉速：按照參考文獻3表5.131取實際切削速度：切削工時被切削層長度：刀具切入長度，刀具切出長度： 取走刀次數為1機動時間：該工序的加工機動時間的總和是：工序70：車50內孔所選用的刀具為YG6X硬質合金圓形鏜刀，主偏角為K=45，直徑為16mm的圓形鏜刀，其耐用度為。.確定切削深度 a.根據表1.5，當半精鏜鑄料，鏜刀直徑為，a，鏜刀伸出長度時，進給量為：。 .確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 V = （3-16）式中 C=189.8 m = 0.2 X=0.15 Y=0.20 V=124.6 選擇CA6140機床轉速：n= n =1200=20實際切削速度為： v = 2.08 .確定基本時間確定的基本時間50s工序80：鉆2-6孔機床：鉆床Z525刀具：根據參照參考文獻3表4.39，選硬質合金錐柄麻花鉆頭切削深度：根據參考文獻3表查得：進給量,切削速度。機床主軸轉速：，按照參考文獻3表5.131，取。實際切削速度：切削工時被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取。加工基本時間： 工序180鉆2-3孔，以60外圓及端面為基準1.錐柄麻花鉆(GB1436-85) d=3mm鉆頭幾何形狀為(表2.1及表2.2)雙錐修磨橫刃=30 2=118 be=3.5mm 0=12 =552.選擇切削用量1按加工要求決定進給量根據表2.7 當加工要求為H12HB精度鑄鐵硬度HBS200d0=3mm 時 f=0.360.44 mm/r由于L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數kcf=0.95 則f =(0.360.44) 0.95=0.340.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊取f=0.4mm/r2決定鉆頭磨純標準及壽命由表2.12 ,當d0=3時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min3決定切削速度由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d0 F所以,時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。根據工件受力切削力、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，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。即：安全系數K可按下式計算有：式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻5表可得： 所以有： 該孔的設計基準為中心軸，故以回轉面做定位基準，實現“基準重合”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考慮在內，安全系數由資料機床夾具設計手冊查表可得：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機床夾具設計手冊表得： 安全系數K可按下式計算，由式（2.5）有：式中：為各種因素的安全系數，見參考文獻16機床夾具設計手冊表 可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構。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，鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。3、快換鉆套：當對孔進行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的導套引導刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標準鉆套不同的鉆套統稱特殊鉆套。鉆套下端面與工件表面之間應留一定的空隙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。在本次夾具鉆模設計中考慮了多方面的因素，確定了設計方案后，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 鉆模板在導向裝置中，導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、鉸鏈式鉆模板、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定位誤差的分析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、對刀或導向元件、分度裝置及安裝基準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的尺寸或位置誤差；定位元件相對于對刀或導向元件（包含導向元件之間）的尺寸或位置誤差；導向元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差；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、工藝系統的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常根據經驗為它留出工件公差的1/3.計算時可設。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。7 鉆套、襯套、鉆模板設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（其結構如下圖所示）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+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.0103.347+0.019+0.010104581156101110162068+0.028+0.01112+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT150222635+0.033+0.017392630424625HT150563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.02059305667424811066485070740.040鉆模板選用翻轉鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。8 確定夾具體結構和總體結構對夾具體的設計的基本要求（1）應該保持精度和穩(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，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。（2）應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，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。（3）結構的方法和使用應該不錯夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結構應該簡單。（4）應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：對切削過程中產生更多的，一般應在夾具體上面。（5）安裝應牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或實現的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，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構，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，所以夾具設計，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經濟的具體結構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。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，所以夾具設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。9夾具設計及操作的簡要說明由于是大批大量生產，主要考慮提高勞動生產率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。結束語課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現,提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和參考過程.回顧這次課程設計,從選題到定稿,從理論到實踐,在這段課程設計期間里,可以說得是苦多于甜.通過本次課程設計,不僅鞏固了以前所學過的知識,而且學到了很多在書本上沒有學到過的知識.對我來說,收獲最大的是方法和能力-那些和解決問題的方法和能力.在整個設計過程中,我發(fā)現我們這些學生最缺少的是經驗,沒有感性的認識,空有理論知識,有些東西很可能與實際脫節(jié).此次設計需要我們將學過的相關知識都系統地聯系起來,從中暴露出自身的不足,以待改進.通過這次課程設計,我懂得了理論與實際相結合是很重要的-只有理論知識是遠遠不夠的,只有把所學的理論知識與實踐相結合起來,從理論中得出結論,才能真正為社會服務,從而提該自己的實際動手能力.在設計的過程中遇到問題，可以說是困難重重.在設計的過程中也發(fā)現了自己的不足之處:對以前所學過的知識理解的不夠深刻,掌握的不夠牢固.通過這次課程設計之后,有把以前所學過的知識重新溫故.這次課程設計使我受益匪淺,為我以后的學習和工作打下了一個堅實而良好的基礎.在此衷心感謝各位老師的幫助和指導.參 考 文 獻1 裘愉弢. 組合機床M.第一版，北京：機械工業(yè)出版社，1995.2 金振華.組合機床及其調整與使用M.第一版，北京：機械工業(yè)出版社，1990.3 沈延山.生產實習與組合機床設計D.第一版，大連：大連理工大學出版社，1989.4 上海市大專院校機械制造工藝學協作組編著.機械制造工藝學M.福建科學技術出版社，1996.5 張進生.機械制造工藝與夾具設計指導S.北京：機械工業(yè)出版社，1998. 6 楊叔子.機械加工工藝師手冊S.北京：機械工業(yè)出版社，2001.7 孟少農.機械加工工藝師手冊S.北京：機械工業(yè)出版社，1991. 8 武良臣.敏捷夾具設計理論及應用S. 北京：煤炭工業(yè)出版社，1986. 9 濮良貴，紀名剛.機械設計M.第八版，北京：高等教育出版社，2006.10 王先逵.機械制造工藝學M.北京：機械工業(yè)出版社，2004.11 王黎明.適應現代機床要求的新型夾具J.北京：產品與技術，1999.12 徐發(fā)仁.機床夾具設計S.重慶：重慶大學出版社，2006.13 徐璉，邱宣懷.機械設計手冊S.北京：機械工業(yè)出版社，1991.14 劉友才，肖繼德.機床夾具設計S.北京：機械工業(yè)出版社，2002.15 中國內燃機工業(yè)年鑒M.上海：上海交通大學出版社,1999.16 機械工程材料手冊編輯組.機械工程材料手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2005.17 張伯霖.超高速傳動與機床的零傳動J.北京：中國機械工程,1996.18 楊可楨，程光蘊.機械設計基礎M.第四版，北京：高等教育出版社，2004.19 東北重型機械學院等合編.機床夾具設計手冊M.上海：上?？茖W技術出版社,1979.20機械設計手冊聯合編寫組. 機械設計手冊M.第二版，北京：機械工業(yè)出版社,1987.致 謝經過近四個月的忙碌和工作，本次課程設計已經接近尾聲，作為一個大學生的課程設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周的地方，如果沒有指導老師的督促指導，以及一起工作學習的同學、朋友們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。在這里鉆2-6孔夾具設計1 夾具的夾緊裝置和定位裝置本夾具主要用于鉆2-6孔夾具設計夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯系在一起的。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。螺旋夾緊機構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組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。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，通過螺栓夾緊移動壓板，實現對工件的夾緊。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，實現定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。在這次夾具設計中，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。2夾具的導向在鉆床上加工孔時，大都采用導向元件或導向裝置，用以引導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。導向元件包括刀桿的導向部分和導向套。在這套鉆床夾具上用的導向套是鉆套。鉆套按其結構可分為固定鉆套，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HRC110。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固定襯套。選取的標準件代號為12*18 GB2263-19134。材料仍選取T10A， 淬火HRC110。公差采用H7/p6的配合。3切削力及夾緊力的計算刀具：鉆頭6。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,安全系數 K=KKKK式中 K基本安全系數，1.5; K加工性質系數，1.1;K刀具鈍化系數, 1.1;K斷續(xù)切削系數, 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,時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。根據工件受力切削力、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，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。即：安全系數K可按下式計算有：式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻5表可得： 所以有： 該孔的設計基準為中心軸，故以回轉面做定位基準，實現“基準重合”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考慮在內，安全系數由資料機床夾具設計手冊查表可得：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機床夾具設計手冊表得： 安全系數K可按下式計算，由式（2.5）有：式中：為各種因素的安全系數，見參考文獻16機床夾具設計手冊表 可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構。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，鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。3、快換鉆套：當對孔進行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的導套引導刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標準鉆套不同的鉆套統稱特殊鉆套。鉆套下端面與工件表面之間應留一定的空隙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。在本次夾具鉆模設計中考慮了多方面的因素，確定了設計方案后，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 鉆模板在導向裝置中，導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、鉸鏈式鉆模板、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定位誤差的分析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、對刀或導向元件、分度裝置及安裝基準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的尺寸或位置誤差；定位元件相對于對刀或導向元件（包含導向元件之間）的尺寸或位置誤差；導向元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差；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、工藝系統的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常根據經驗為它留出工件公差的1/3.計算時可設。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。7 鉆套、襯套、鉆模板設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（其結構如下圖所示）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+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.0103.347+0.019+0.010104581156101110162068+0.028+0.01112+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT150222635+0.033+0.017392630424625HT150563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.02059305667424811066485070740.040鉆模板選用翻轉鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。8 確定夾具體結構和總體結構對夾具體的設計的基本要求（1）應該保持精度和穩(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，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。（2）應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，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。（3）結構的方法和使用應該不錯夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結構應該簡單。（4）應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：對切削過程中產生更多的，一般應在夾具體上面。（5）安裝應牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或實現的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，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構，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，所以夾具設計，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經濟的具體結構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。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，所以夾具設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。9夾具設計及操作的簡要說明由于是大批大量生產，主要考慮提高勞動生產率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉動自由度。此時雖然有過定位，但面是經加工過的面，定位是允許的。