拖拉機(jī)倒檔撥叉工藝及鉆Φ19.1孔夾具設(shè)計(jì)

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20*年9月6日 序 言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課 程的一次深入的綜合的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它 在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的位置。 就我自己而言，我想通過本次的課程設(shè)計(jì)能使我的專業(yè)知識有進(jìn)一步的 提升。通過本次課程設(shè)計(jì)： 1、通過課程設(shè)計(jì)，使我加深對所學(xué)理論的理解。 2 、培養(yǎng)從事實(shí)際工作的方法和步驟(如優(yōu)選設(shè)計(jì)方案、編制設(shè)計(jì)說明書、 列出計(jì)算過程和結(jié)果，并進(jìn)行討論和分析等) 。 3、進(jìn)一步提高利用技術(shù)資料、運(yùn)算和繪圖的能力;增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)的能力及外語的能力。 4 、培養(yǎng)實(shí)事求是、認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和刻苦鉆研不斷創(chuàng)新的精神。 5、鞏固所學(xué)到的理論知識，提高解決工程實(shí)際問題的能力。 對于我們即將畢業(yè)的工科學(xué)生來說，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自 己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為振興我國的機(jī)械行業(yè)，為了中華民族的偉大 復(fù)興打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，在設(shè)計(jì)中尚有許多不足之處，希望各位老師給予指教。 一、零 件 的 分 析 （一）零件的作用 題目所給定的零件是拖拉機(jī)變速箱中的倒檔撥叉，它位于倒檔撥叉桿 上，主要作用一是通過倒檔撥叉桿將扭矩傳遞給倒檔撥叉，撥動倒檔同步 器，改變齒輪的嚙合方向，實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的倒行；二是在倒檔撥叉上有一個 配合槽，與其他零件配合裝配，在撥叉轉(zhuǎn)動時(shí)帶動其運(yùn)動。零件上19.1mm 的孔，裝配在倒檔撥叉桿上，用螺釘固定保證撥叉和撥叉桿的相對位置。 寬19.3mm深17mm的槽與其他零件相配合，半圓形叉口撥動同步器。 （2） 零件的工藝分析 從倒檔撥叉的零件圖上可以看出，它有兩組加工表面，這兩組加工面 之間也有一定的位置要求，現(xiàn)將這兩組加工面分述如下： 1. 以19.1mm孔為中心的加工面 這一組加工面包括：一個的19.1mm孔以及對其倒角，寬19.3mm深 17mm 的槽口，在 19.1mm 孔所在的輪轂上鉆兩個孔并攻絲，規(guī)格為 M12，用來做為固定倒檔撥叉和撥叉桿之用。 2. 叉口處的加工面 這一組加工面包括：銑叉口的側(cè)面，銑叉口內(nèi)圓面，內(nèi)圓面所在的圓弧半徑為R48mm。 這兩組加工面之間有一定的位置要求： （1）R48mm叉口對 19.1mm孔的軸心線及19.3mm槽口中心線位置公差0.5mm。 （2）叉口側(cè)面和螺紋孔中心線的位置要求是46.40.25。 由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，我們可以先加工其中一 組表面，然后借助于專用夾具進(jìn)行另一組表面的加工，并保證他們之間的 位置精度要求。 圖.1 “拖拉機(jī)倒擋撥叉”零件工藝分析示意圖 二、工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) （一）確定毛坯的制造形式 零件材料為QT500-5，考慮到拖拉機(jī)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常需要掛倒檔以倒行或輔助轉(zhuǎn)向，因此零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證。由于零件年產(chǎn)量為4000件，已達(dá)到成批生產(chǎn)水平，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度為 2 級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是 應(yīng)該的。 （二）毛坯設(shè)計(jì) 拖拉機(jī)的倒檔撥叉零件材料為 QT500-5 ，硬度選用 260HBS ，毛坯重 約 1Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造，機(jī)械翻砂造型，2 級精度組。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對 毛坯初步設(shè)計(jì)如下： 1. 19.1mm的孔為了便于加工，在毛坯的設(shè)計(jì)時(shí)，可以設(shè)計(jì)底孔。根據(jù)常用刀具的規(guī)格和合理的切削用量，可以鑄出 10mm 的底孔。這樣加工這個孔到規(guī)定的 尺寸，可以分為以下步驟： 2. 叉口側(cè)面 該兩側(cè)面分別進(jìn)行一次粗、精銑。根據(jù)資料可知，選取加工余量等級 為 G，選取尺寸公差等級為 9 級。 所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)可知，毛坯的叉口厚度定為 10mm，符合要求。 3. 叉口內(nèi)圓面 叉口內(nèi)圓面的圓弧半徑為 R48mm，叉口精度要求不是很高，可以進(jìn)行一次精加工。所以其加工余量不宜取得過大，但為了能保證其加工精度，而進(jìn)行一次精銑，所以在毛坯鑄造時(shí)給出2mm的加工余量。 4. 銑槽 槽寬為19.3mm,深為17mm,查資料知，砂型鑄造機(jī)械翻砂造型的尺寸公差等級為 810 級，加工余量等級為 G 。取尺寸公差等級為9 級，在鑄造時(shí) 留出2mm 的加工余量，均滿足加工要求。 5. 鉆孔、攻絲 在19.1mm的孔處鉆孔，攻絲，锪孔。 在此處，因?yàn)榧庸さ穆菁y孔不是很大，所以可以不必留鑄造底孔。 因其它表面均為不加工表面，而且砂型機(jī)器造型鑄造鑄造出的毛坯表面就能滿足它們的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，這樣毛坯的尺寸就可以定下來了，毛坯的具體形狀和尺寸見圖.2 “拖拉機(jī)倒擋撥叉”零件毛坯簡圖。 圖.2 “拖拉機(jī)倒擋撥叉”零件毛坯簡圖 （三）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對后面的精加工至關(guān)重要。從零件圖上可以看出，拖拉機(jī)倒檔撥叉較不規(guī)則，所以粗基準(zhǔn)不太容易選擇。為了保證 19.1mm 孔的位置精度的要求，選擇叉口內(nèi)圓面和叉口側(cè)面作為粗基準(zhǔn)，以保證孔的軸心線與叉口的X、Y方向的位置要求以及 19.1mm 孔軸心線的垂直度，依照粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)該以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若零件有若干個不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn)）來選取。 工件被放在兩個支承釘和支撐板上，限制三個自由度；工件的大叉口內(nèi)表面緊靠在兩個支承釘?shù)耐鈭A柱面上，限制兩個自由度；小頭19.1mm 孔的端面緊靠在支承釘上，限制一個自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位。 對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序 基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。 （四）制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 1. 工藝路線方案一 工序 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格M12。 工序 立式鉆床上擴(kuò)、鉸孔19.1mm并倒角。 工序 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。 工序 臥式銑床上銑叉口。 工序 手工去銳邊。 工序 臥式銑床上銑槽。 工序 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面。 工序 去毛刺。 工序 清洗。 工序 終檢。 2. 工藝路線方案二 工序 立式鉆床上擴(kuò)、鉸孔19.1mm并倒角。 工序 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。 工序 臥式銑床上銑叉口。 工序 手工去銳邊。 工序 臥式銑床上銑槽。 工序 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格M12。 工序 手工去毛刺。 工序 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面。 工序 去毛刺。 工序 清洗。 工序 終檢。 3. 工藝方案的比較與分析 上述兩種方案看起來大體合理，不過仔細(xì)一看都有不足之處。第1個方案先是“搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格M12。”，先把這一步工序放在前面是想，后面還有“鉆 19.1mm 孔”這一步工序，如果先鉆孔攻絲那么就可以省略一步“手工去毛刺”的工序。能這樣想，出發(fā)點(diǎn)是好的，考慮到可以減少一步工序，似乎能減少勞動工時(shí)，提高生產(chǎn)率，可是沒有考慮到，把這一步工序放前，定位比較難，不易保證必要的位置精度，夾具設(shè)計(jì)困難，實(shí)際可行性比較低。再看第2個方案，第2個方案把“鉆19.1mm孔” 這一步工序放在了前面，這樣為以后的各個工序提供了加工基準(zhǔn)，工序安排比較科學(xué)合理。不過它和第1個方案一樣，都把“擴(kuò)、鉸孔19.1mm”和 “倒角”放在了一步工序中。在這一步中通過換鉆套可以倒一邊的角，不過要倒另一邊的角，就要把工件卸下翻面倒角，這樣增加了夾具的設(shè)計(jì)難度。不過主要的是立式鉆床體積比較大，操作起來不方便，并且倒角也沒有高的精度要求，從經(jīng)濟(jì)效益上來考慮是不合算的。通過分析后，把這一步工序一分為二，把“倒角”獨(dú)立出來，單獨(dú)作為一步工序，因?yàn)榈菇堑木纫蟛桓?，我們可以把這一步工序放在臺鉆上來完成。臺鉆體積比較小，操作簡單，夾具結(jié)構(gòu)也簡單，這樣零件的加工工時(shí)降下來了，生產(chǎn)效率上來了，降低了零件的成本。 估算每一步工序所用夾具的大體尺寸，根據(jù)金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊（第二版）上給出的各種切削機(jī)床的規(guī)格尺寸，選擇每一道工序所用的合適的機(jī)床。 因此，最后的加工路線確定如下： 工序 立式鉆床上擴(kuò)、鉸孔19.1mm。 以撥叉叉口內(nèi)圓非加工面、槽口和19.1mm孔的端面為粗基準(zhǔn)定位。 選用Z535立式鉆床加工，采用專用夾具。 工序 臺鉆上對19.1mm倒角。 以19.1mm和端面為基準(zhǔn)定位。 選用ZQ4015臺式鉆床加工，采用專用夾具。 工序 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。 以19.1mm和端面為基準(zhǔn)定位。 選用X62臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序 臥式銑床上銑叉口。 以19.1mm和毛坯上的槽口為基準(zhǔn)定位。 選用X62臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序 手工去銳邊。 用扁平挫刀手工去銳邊，可設(shè)計(jì)簡易的支承臺。 工序 臥式銑床上銑槽。 以19.1mm孔、叉口內(nèi)圓側(cè)面為基準(zhǔn)定位。 選用X62臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格M12。 以19.1mm孔及其端面、叉口內(nèi)圓側(cè)面為基準(zhǔn)定位。 選用Z3025搖臂鉆床加工，采用專用夾具。 工序 手工去毛刺。 用圓形小挫刀手工去毛刺，可以設(shè)計(jì)簡易的支承臺，注意要劃傷內(nèi)圓面。 工序 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面。 以19.1mm孔和螺釘對準(zhǔn)長銷上的槽為基準(zhǔn)定位。 選用X62臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序 去毛刺。 用扁平挫刀手工去毛刺，可設(shè)計(jì)簡易的支承臺。 工序 清洗。 用專用清洗機(jī)清洗。 工序 終檢。 以上工藝過程相見“拖拉機(jī)倒檔撥叉機(jī)械加工工序卡片”。 （五）機(jī)械加工余量及工步的初步確定 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量和工步如下： 1. 19.1mm的孔 擴(kuò)孔： 16mm 2Z=6mm 二次擴(kuò)孔： 18.9mm 2Z=2.9mm 粗鉸： 19.04mm 2Z=0.14mm 精鉸： 19.1mm 2Z=0.06mm 2. 叉口側(cè)面 粗銑： 2Z=2.05mm 精銑： 2Z=0.4mm 3 叉口內(nèi)圓面 一次精銑： Z=2mm 4. 銑槽 一次精銑： Z=2mm 5. 鉆孔、攻絲 在19.1mm的孔處鉆孔，攻絲，锪孔。 先在加工面上鉆出4mm小孔，再擴(kuò)孔至10.4mm，這是攻絲前的底孔，然后用M12的機(jī)用絲錐攻絲，最后锪孔13.5mm。 （六）確定切削用量及基本工時(shí) 工序 鉆孔16mm、擴(kuò)孔18.9mm 、鉸孔 19.1mm 1. 鉆孔16mm 根據(jù)文獻(xiàn)4表 2.18 可知 f=0.1mm/ r v=50 m /min 根據(jù)資料 1.表 4.2-15 按照機(jī)床型號選取nw= 1100 r/min 所以，該鉆床的實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)： 其中：切入深度 ，切出深度 l 2. 擴(kuò)孔18.9mm 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-16 ，查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò) 18.9mm 孔時(shí)的進(jìn)給量，并根據(jù) 機(jī)床的型號規(guī)格選取 f=0.72 mm/ r 擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度，根據(jù)其它有關(guān)資料確定為 其中，v 鉆 為用鉆頭鉆同樣材料、同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度。故： 根據(jù)文獻(xiàn)3.表 4.2-15 并由機(jī)床型號選取 所以，該床的實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)： 其中：切入時(shí)間 ，切出時(shí)間 3. 粗鉸19.04mm 根據(jù)文獻(xiàn)4表 2.25 規(guī)定查得鉸19.04mm 孔時(shí)的進(jìn)給量，并由機(jī)床及零件材料的硬度可以選取 f = 0.48 mm/ r v =12 m /min 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-15 按照機(jī)床型號選取nw= 275 r/min 所以，該鉆床的實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)： 其中：切入深度，切出4. 精鉸19.1mm 根據(jù)文獻(xiàn)4表 2.25 規(guī)定查得鉸 19.1mm 孔時(shí)的進(jìn)給量，并由機(jī)床及零件材料的硬度可以選取 f =0.48 mm /r v =2 m /min 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-15 按照機(jī)床型號選取nw=275 r/min 所以，該鉆床的實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)： 其中：切入深度，切出工序 19.1mm孔倒角 為縮短輔助工作時(shí)間，提高工作效率，取倒角主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)轉(zhuǎn)速相同。 N=460 r/min 采用手動進(jìn)給。 工序 粗銑叉口側(cè)面 叉口兩側(cè)面在鑄造毛坯時(shí)兩個面的加工余量是相同的，故可以算一個面就行?，F(xiàn)在以其中一面為粗基準(zhǔn)，對另一面進(jìn)行粗加工，切削用量和切削工時(shí)如下： 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-38 ，可得知 X62臥式銑床的電動機(jī)功率為7.5kw 。因此，再根據(jù)資料文獻(xiàn)4表 3.5 可查得 f z= 0.20mm/z （采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量） 切削速度：參照有關(guān)手冊資料，確定 v=0.45m/s 即 27m/min 選用 YG8 硬質(zhì)合金刀片 直徑dw=125mm 齒數(shù)為z=12 則： 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-39 按照機(jī)床型號選取 n w=75 r/min 故實(shí)際切削速度為： m /min 當(dāng)n=75 r/min 時(shí)，工作臺每分鐘進(jìn)給量fm 應(yīng)為： mm /min 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-40 按照機(jī)床型號選取 f m =190 mm min 銑削加工時(shí)間： 由于是粗銑，故整個刀盤不必過整個工件，利用作圖法，可知總行程為 =160mm 則： 工序 精銑叉口 R48 0.5mm 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-38 可得知 X62 臥式銑床的電動機(jī)功率為 7.5kw 。因此，再根據(jù)文獻(xiàn)4表 3.5 可查得 f z =0.09mm/z （采用對稱銑削，以提高進(jìn)給量） 切削速度：參照有關(guān)手冊資料，確定v=0.45m/s 即27m/min 根據(jù)資料 1.表 3.1-39 選取硬質(zhì)合金鑲齒三面刃銑刀 直徑dw=50mm 齒數(shù)為z =2 齒寬l=mm 則： 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-39 按照機(jī)床型號選取 nw =190 r/min 故實(shí)際切削速度為： 當(dāng)n=190 r/min 時(shí)，工作臺每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為： 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-40 按照機(jī)床型號選取 f m =235 mm min 銑削加工時(shí)間： 由于是精銑，故整個刀盤應(yīng)該過整個工件，利用作圖法，可知總行程 為=154.9+21=175.9mm 其中：根據(jù)文獻(xiàn)4表 3.25 可得知 入切量+超切量為 21mm 則： 工序 銑槽 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-38 可得知 X62 臥式銑床的電動機(jī)功率為 7.5kw 。因 此，再根據(jù)資料 2.表 3.5 可查得 f z= 0.09mm/z 切削速度：參照有關(guān)手冊資料，確定 v=0.45m/s 即 27m/min - 14 - 根據(jù)文獻(xiàn)3表 3.1-39 選取硬質(zhì)合金立銑刀 直徑d w=19.3=mm 齒數(shù)為z=8 則： 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-39 按照機(jī)床型號選取 nw=475 r /min 故實(shí)際切削速度為： 當(dāng)n =475 r/min 時(shí)，工作臺每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為： mm /min 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-40 按照機(jī)床型號選取 f m =375 mm /min 銑削加工時(shí)間： 工序 鉆孔、锪孔13.5mm、攻絲 2-M12 1.75 1. 鉆孔10.4mm 根據(jù)文獻(xiàn)4表 2.18 可知 f=0.08 mm /r v=48 m/ min 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-12 按照機(jī)床型號選取ns =1600 r/min 所以，該鉆床的實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：2. 锪孔13.5mm 根據(jù)有關(guān)資料介紹，锪沉頭孔時(shí)進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔時(shí)的 1/21/3 根據(jù)文獻(xiàn)4表 2.18 可得 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-13 取 F=0.05mm /r 取 v =18m/min 根據(jù)資料 1.表 4.2-12 按照機(jī)床型號選取 Nw=500 r/min 所以，實(shí)際切削速度為 m /min 切削工時(shí)：3. 攻絲 2-M12 1.75 攻絲 M12 1.75 時(shí)， v = 0.1m /s=6m/min 所以， 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-12 按照機(jī)床型號選取 nw=125 r/min 所以，實(shí)際切削速度為 m /min 切削工時(shí)： 工序 精銑叉口側(cè)面 在工序粗銑叉口側(cè)面時(shí)兩個面剩余的加工余量是相同的，所以計(jì)算一個面即可?，F(xiàn)在以其中一個面為精基準(zhǔn)，對另一個面進(jìn)行精加工，切削用量和切削工時(shí)如下： 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-38 ，可得知 X62臥式銑床的電動機(jī)功率為7.5kw 。因此，再根據(jù)資料文獻(xiàn)4表 3.5 可查得 f z =0.18mm/z （采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量） 切削速度：參照有關(guān)手冊資料，確定v=0.45m /s 即27m/ min 選用 YG8 硬質(zhì)合金刀片 直徑dw =125mm 齒數(shù)為z=12 則： 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-39 按照機(jī)床型號選取 n w =75 r/min 故實(shí)際切削速度為： m /min 當(dāng)n =75 r/min 時(shí)，工作臺每分鐘進(jìn)給量fm 應(yīng)為： mm /min 根據(jù)文獻(xiàn)3表 4.2-40 按照機(jī)床型號選取 f m =190 mm /min 銑削加工時(shí)間： 由于是精銑，故整個刀盤必須過整個工件，利用作圖法，可知總行程為=165mm 其中：入切量為 10mm 超切量為 5mm 則： 三、夾 具 設(shè) 計(jì) 三、 夾具設(shè)計(jì)在機(jī)械制造中，用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來固定加工對象，使之占有正確位置，接受施工或檢測的裝置。在機(jī)械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機(jī)床上占有正確的位置，確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機(jī)床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機(jī)床夾具，簡稱夾具。為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配鉆19.1孔的鉆床夾具。3.1問題的提出 本夾具主要用于鉆19.1孔，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。3.2定位基準(zhǔn)的選擇機(jī)器零件是由若干個表面組成的。這些表面之間的相對位置關(guān)系包括兩方面的要求：表面見的位置尺寸精度和相對位置精度。研究零件表面的相對位置關(guān)系，是離不開基準(zhǔn)的。不明確基準(zhǔn)就不無法確定表面的位置?；鶞?zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。1. 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2. 工藝基準(zhǔn)零件在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為裝配基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。（1）裝配基準(zhǔn)裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。（2）測量基準(zhǔn)測量時(shí)用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)。（3）工序基準(zhǔn)在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。（4）定位基準(zhǔn)工件定位時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。需要說明的是，作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸心線、對稱面等，它們是由某些具體表面來體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準(zhǔn)的表面稱為定位基準(zhǔn)。本道工序加工2-9孔，精度不高，因此我們采用已加工好的端面定位，采用支承釘和擋銷定位，因?yàn)榭讖阶陨磔^小，切削力較小，因此不在采用其他的輔助定位即可以滿足要求。3.3切削力和夾緊力的計(jì)算在機(jī)械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個工作過程。工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過程中，不會由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點(diǎn)。在確定夾緊力的三要素時(shí)要分析工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況，而且必須考慮定位裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置方式。夾緊力的三要素對夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點(diǎn)分布合理，大小適當(dāng)，方向正確才能獲得良好的效益。1. 夾緊力方向的確定（1）夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面（2）夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致2. 夾緊力作用點(diǎn)的選擇（1）應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過程中不會引起工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。（2）應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形（3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位3. 夾緊力大小的估算（1）首先假設(shè)系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。（2）常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）用切削原理公式計(jì)算。（3）對重型工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件做高速運(yùn)動場合，必須計(jì)入慣性力。（4）分析對夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡方程計(jì)算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計(jì)算夾緊力由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得：鉆削力 式（5-2）鉆削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。3.4定位誤差分析本工序選用的工件在支承釘和擋銷上定位，擋銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見下圖。式中 定位副間的最小配合間隙（mm）； 工件圓孔直徑公差（mm）； 定位銷外圓直徑公差（mm）。擋銷水平放置時(shí)定位分析圖3.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明采用支承釘和擋銷定位即可指定可靠的卡緊力。同時(shí)我們采用快換鉆套，當(dāng)導(dǎo)向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以快速地?fù)Q下鉆套。保證導(dǎo)向的精度，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn) 參考文獻(xiàn) 1. 蔡在檀編著. 金屬切削原理.上海：同濟(jì)大學(xué)出版社.1994 2. 任嘉卉主編. 公差與配合手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1990 3. 李益民主編. 機(jī)械制造工藝設(shè)備簡明手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版 社.1994 4. 艾興等主編. 切削用量簡明手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002 5. 金屬加工工藝人員手冊修訂組. 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