右支架座零件的及鉆2XΦ43.5孔夾具設(shè)計及加工工藝分析含非標8張CAD圖.zip
右支架座零件的及鉆2XΦ43.5孔夾具設(shè)計及加工工藝分析含非標8張CAD圖.zip,支架,零件,43.5,夾具,設(shè)計,加工,工藝,分析,非標,CAD
摘 要
夾具設(shè)計對每一個理工科學(xué)生而言都是必不可少的，夾具的設(shè)計和研究為今后的學(xué)生和工作將提供很大的幫助。
本文設(shè)計的任務(wù)是右支架座零件的加工工藝分析及其擴2-Ф43.5孔的夾具設(shè)計。在充分了解零件的結(jié)構(gòu)后，對其毛坯尺寸、制造類型、基準、加工的工藝路線進行了確定；然后依據(jù)設(shè)計的加工工藝路線，對每一個工序進行計算。
本次設(shè)計擴2-Ф43.5孔專用鉆床夾具，在減少停機時間的同時，還提高生產(chǎn)效率。在進行該專用夾具設(shè)計的時候，首先應(yīng)該是建立在對零件的工藝進行分析、選擇粗精基準、進行必要計算的基礎(chǔ)上，對所要加工的工序做好定位基準的選擇，對夾具中的切削力及夾緊力做出計算。計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。
關(guān)鍵詞：右支架座；夾具設(shè)計；工藝路線；定位基準；切削力
I
Abstract
Fixture design is indispensable for every science and engineering student. Fixture design and research will provide great help for future students and work.
The task of this paper is to analyze the processing technology of the right bracket seat parts and to design the fixture for expanding 2-Ф43.5 holes. After fully understanding the structure of the parts, the blank size, manufacturing type, benchmark and processing route are determined, and then each process is calculated according to the designed processing route.
This design expands 2-Ф43.5 hole special drilling fixture, reduces downtime, but also improves production efficiency. In the design of the special fixture, first of all, it should be based on the analysis of the process of the parts, the selection of rough and precise benchmarks and the necessary calculation, the selection of positioning benchmarks for the processing procedures, and the calculation of the cutting force and clamping force in the fixture. Calculate the positioning error when fixture is positioned, analyze the rationality and shortcomings of fixture structure, and pay attention to improvement in future design.
Key words: right support base; fixture design; process route; positioning datum; cutting force
目錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 引言 1
2.2零件分析 2
2.3 基面的選擇 2
2.3.1 粗基準的選擇原則 3
2.3.2精基準選擇的原則 3
2.4制定工藝路線 4
2.5確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 5
2.6確定切削用量及基本工時 6
第3章 右支架的夾具設(shè)計 17
3.1定位基準的選擇 17
3.2切削力及夾緊力的計算 17
3.3 誤差分析 18
3.1.1定位誤差 18
3.1.2產(chǎn)生定位誤差的原因 18
3.3.3定位誤差計算 19
3.4機床夾具的總體形式 19
3.4.1確定夾具體 20
3.4.2繪制夾具非標零件圖 21
3.4.3繪制夾具裝配圖 23
總 結(jié) 26
致 謝 27
參考文獻 28
III
第1章 引言
夾具是在機械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測并保證加工要求的機床附加裝置，簡稱為夾具。在我們實際生產(chǎn)中夾具的作用是將工件定位，以使加工工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。機床夾具的發(fā)展趨勢：
1、夾具元件多功能模塊化
能單獨使用也能與其他元件組合在一起使用的多功能模塊化單元體的比例將進一步增加。如現(xiàn)在使用的各種左定位座、定位壓緊支承、精密虎鉗等模塊式單元體具有定位、夾緊以及調(diào)節(jié)的綜合功能，可以一件單獨使用，也可以幾件組裝在一起使用，T形基礎(chǔ)、方箱能組裝成一次能裝夾多件相同或不相同的工件的夾具，使用這種夾具可以減少機床的停機時間，最大限度發(fā)揮數(shù)控、加工中心機床的高效性能。
2、高強度、高剛性、高精度
為了提高勞動生產(chǎn)率，縮短工件的加工工時，工件的加工已向著高速、大切削量方向發(fā)展，工序高度集中，工件定位夾緊后要依次完成銑、鉆、鏜等多工序的加工。切削力的大小、方向在不斷地變化，這就需要柔性夾具本身要有較高的使用強度和剛度，才能滿足工件的加工精度。
3、專用夾具、組合夾具、成組夾具一體化
現(xiàn)代化加工設(shè)備的多功能化，使工藝過程高度集中、工件一次定位裝夾后能完成多工序加工，這就需要一種通用而又能重復(fù)使用的組合可調(diào)式的夾具系統(tǒng)，它是由一系列統(tǒng)一化、標準化的元件和合件組成，利用這些元件、合件組裝成各種不同形式、可重復(fù)使用的夾具，供單件或中小批量生產(chǎn)使用。這種夾具系統(tǒng)保留了組合夾具的各種優(yōu)點，組裝又像專用夾具那樣簡單可靠，又有可調(diào)整元件，保留了成組夾具的優(yōu)點。
4、工件夾緊快速化、自動化
為縮短工件加工中的輔助時間，減輕工人的勞動強度，工件的裝夾、拆卸也需要機械化、自動化。工件的夾緊由原來的單一功能的壓緊件、緊固件發(fā)展為可以調(diào)整的模塊，以便實現(xiàn)快速組裝和快速夾緊。對于批量大的一些零件的加工，液壓夾具、氣動夾具可實現(xiàn)工件自動化快速夾緊。
第2章 右支架座零件分析
本次所要設(shè)計零件圖如圖1.1所示，要對該零件的槽、平面和孔進行加工。具體加工要求如下：
頂面A 粗糙度12.5
底面B 粗糙度Ra12.5
工藝凸臺面C 粗糙度12.5
?49孔 粗糙度12.5
?55孔 粗糙度1.6
?59槽 粗糙度12.5
2-?43.5孔 粗糙度12.5
6- ?20孔 粗糙度12.5
4- ?21孔 粗糙度12.5
4- M202螺紋
右支架座與上蓋的結(jié)合面 粗糙度12.5
技術(shù)要求：
1.硬度156～217HBW;
2.未注拔模斜度3，未注圓角R3～R5；
3.Φ43.5軸線對Φ55軸線的垂直度公差為0.2/100;
4.各軸線從其名義位置向任意方向的偏移
a.螺孔M20不大于0.2；b. Φ20不大于0.5；
5.線性未注尺寸公差GB/T 1804-m;
6.未注形位公差為GB/T 1184-k;
7.在B面上打上技術(shù)檢驗印記；
8.非加工面涂以紅色防銹漆；
圖 1.1 右支座零件圖
2.1確定毛坯的制造形式
本次設(shè)計的右支架座零件材料可選擇為HT200，灰鑄鐵是鑄鐵的一種。有良好的鑄造、切削性能， 耐磨性好。用于制造機架、箱體等?；诣T鐵石墨呈片狀，有效承載面積比較小，石墨尖端易產(chǎn)生應(yīng)力集中， 所以灰鑄鐵的強度、塑性、韌度都低于其他鑄鐵。但具有優(yōu)良的減振性、 低的缺口敏感性和高的耐磨性。
毛坯決定采用右支架座與右支架上蓋合在一起鑄造的方式。完成零件圖分析的基礎(chǔ)上，毛坯的取值如下表所示：毛坯圖具體見下圖1.2。
加工面尺寸（mm）
毛坯選取尺寸(mm)
頂面A、底面B與凸臺面C
單邊余量2
Φ49孔
Φ45
Φ55孔
Φ51
2-Ф43.5
2-Φ37
4-M20X2、6-Φ20孔
實心鑄造
圖1.2毛坯圖
2.2 基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。
2.2.1 粗基準的選擇原則
1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。
2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準。
3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準。
4）選作粗基準的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
5）粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
由以上及零件知，選用底面B作為定位粗基準。
2.2.2精基準選擇的原則
選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計技術(shù)要求的實現(xiàn)以及裝夾準確、可靠、方便。
精基準選擇應(yīng)當滿足以下要求：
1） 用設(shè)計基準作為定位基準，實現(xiàn)“基準重合”，以免產(chǎn)生基準不重合誤差。
2） 當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應(yīng)盡可能采用此組精基準定位，實現(xiàn)“基準統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準轉(zhuǎn)換誤差。
3） 當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
4） 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準”、反復(fù)加工的原則。
5） 有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準。
由上及零件圖知，選用底面B與Φ55孔一部分短孔作為定位精基準。
2.3制定工藝路線
該支架具備較高的強度與抗沖擊能力，毛坯件為鑄件，材料為ZG310-570，公差等級為CT9級，零件的外形尺寸及技術(shù)要求參考零件圖，由零件圖知，該零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工工序較多，在安排在零件工藝路線的過程中，主要考慮以下幾個方面：
1、底面B與Φ55孔一部分短孔為精基準，同時底面也是粗基準。根據(jù)“先面后孔”和“基面先行”的原則，首先加工頂面A與底面B，底面B與工藝凸臺面C屬于同一平面，裝夾后一次加工。
2、支架加工表面中Φ55孔精度最高，一切工序都是圍繞保證該孔的精度來安排。根據(jù)“先主后次”的原則，Φ55孔應(yīng)安排在工藝路線的前面進行，但不能一次加工到尺寸要求，否則在后續(xù)工序中利用該表面定位時，可能受到損傷。
3、“先粗后精”是針對整個工藝路線而言的，而并非針對某一表面而言。對于Φ55孔，它是其他次要表面加工的基準，必須先加工。加工時可將Φ55孔半加工后作為統(tǒng)一的精基準來加工其他次要表面，之后再對其精加工至圖紙要求。
4、正確進行工序劃分。在制訂工藝路線時，要經(jīng)過充分比較，認證，選擇其中一種最佳的方案。同樣，在選擇加工方式及局部工藝路線時，也要對不同方案進行分析，確定最佳。
最終工藝方案如下：
工序01：鑄造
工序02：退火
工序03：銑頂面A
工序04：銑底面B與工藝凸臺面C
工序05：鏜Φ49孔；鏜退刀槽；粗鏜、半精鏜Φ55孔
工序06：擴2-Φ37孔至2-Φ43.5；倒角C2
工序07：鉆6-Φ20孔
工序08：鉆4-Φ21孔深43、鉆、攻4-M20螺紋（攻絲有效深度不小于27）
工序09：精鏜Φ55孔、倒角C2
工序10：將支架上蓋與支架座銑斷
工序11：去毛刺
工序12：非加工表面上涂上紅色防銹漆
工序13：檢驗至圖紙要求
工序14：入庫
2.4確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差
1. 頂面A的加工余量
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra為12.5，加工余量為MA-E級。一步銑削即可滿足其精度要求。
2. 底面B的加工余量
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm, 鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra為12.5，加工余量為MA-E級。一步銑削即可滿足其精度要求。
3. 工藝凸臺面C的加工余量
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm, 鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra為12.5，加工余量為MA-E級。一步銑削即可滿足其精度要求。
4. ?49孔的加工余量
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra為12.5，加工余量為MA-E級。一步鏜削即可滿足其精度要求。
5. ?55孔的加工余量
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra為1.6，加工余量為MA-E級。三步鏜削即粗鏜——半精鏜——精鏜方可滿足其精度要求。
粗鏜 單邊余量Z=1.0
半精鏜 單邊余量Z=0.75
精鏜 單邊余量Z=0.25
6. ?59槽的加工余量
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra為12.5，加工余量為MA-E級。一步鏜削即可滿足其精度要求。
7. 2-?43.5孔的加工余量
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra為12.5，加工余量為MA-E級。一步擴削即可滿足其精度要求。
1. 6- ?20孔的加工余量
因孔的尺寸不大于30，故采用實心鑄造。
2. 4- ?21孔的加工余量
因孔的尺寸不大于30，故采用實心鑄造。
3. 4- M202螺紋的加工余量
因螺紋的尺寸小于30，故采用實心鑄造。
12. 右支架座與上蓋的結(jié)合面
因右支架座與上蓋是一起鑄造，故結(jié)合面鑄成一體。
13．其他不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。
2.5確定切削用量及基本工時
工序01：鑄造
工序02：退火
工序03：銑頂面A
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀
，，，。
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
2） 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?000
當＝1000r/min時
按機床標準選取
3） 計算工時
切削工時： ，，，則機動工時為
工序04：銑底面B與工藝凸臺面C
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2） 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?000
當＝1000r/min時
按機床標準選取
3） 計算工時
切削工時： ，，，則機動工時為
工序05：鏜Φ49孔；鏜退刀槽；粗鏜、半精鏜Φ55孔；
工步一：鏜Φ45孔至Φ49
1) 切削深度 單邊余量為Z=2.0mm
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r
3) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=89m/min
4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 578r/min
與753r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，
t=i ;其中l(wèi)=6mm; =2.0mm; =3mm;
t===0.023(min)
工步二：鏜退刀槽
1) 切削深度 單邊余量為Z=4.0mm
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r
3) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=89m/min
4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 480r/min
與753r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為500r/min?，F(xiàn)選取=500r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，
t=i ;其中l(wèi)=3mm; =4.0mm; =0mm;
t===0.018(min)
工步三：粗鏜Φ51孔至Φ53孔
1) 切削深度 單邊余量為Z=1.0mm
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r
3) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=89m/min
4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 535r/min
與753r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為500r/min?，F(xiàn)選取=500r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，
t=i ;其中l(wèi)=91mm; =1.0mm; =1mm;
t===0.233(min)
工步四：半精鏜Φ53孔至Φ54.5
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.75mm
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r
3) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=89m/min
4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 520r/min
與753r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為500r/min?，F(xiàn)選取=500r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，
t=i ;其中l(wèi)=91mm; =0.75mm; =1mm;
t===0.232(min)
工序06：擴2-Φ37孔至2-Φ43.5；倒角C2
工步一：2-Φ37孔至2-Φ43.5
利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
根據(jù)機床說明書，選取
則主軸轉(zhuǎn)速為，并按坐標鏜床說明書取，實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工步二：倒角C2
工序07：鉆6-Φ20孔
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ20孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z3025機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工序08：鉆4-Φ21孔深43、鉆、攻4-M20螺紋（攻絲有效深度不小于27）
工步一：鉆4-Φ21孔深43
確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ21孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z3025機床說明書，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為
切削工時：，，，則機動工時為
工步二：鉆4-M20螺紋（攻絲有效深度不小于27）
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
V=50m/min（《切削》表2.15）
按機床選取
切削工時：，，，則機動工時為
工步三：攻4-M20螺紋（攻絲有效深度不小于27）
選擇M20高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即
V=50m/min（《切削》表2.15）
按機床選取
切削工時：，，，則機動工時為
工序09：精鏜Φ55孔、倒角C2
工步一：精鏜Φ54.5孔至Φ55
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.25mm
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r
3) 計算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=89m/min
4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 515r/min
與753r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為500r/min。現(xiàn)選取=500r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，
t=i ;其中l(wèi)=91mm; =0.25mm; =1mm;
t===0.231(min)
工步二：倒角C2
工序10：將支架上蓋與支架座銑斷
1、選擇刀具
刀具選取鋸片銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2）決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為1.1kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選取＝1000
當＝1000r/min時
按機床標準選取
3）計算工時
切削工時： ，，則機動工時為
工序11：去毛刺
工序12：非加工表面上涂上紅色防銹漆
工序13：檢驗至圖紙要求
工序14：入庫
第3章 右支架的夾具設(shè)計
對于成批生產(chǎn)的零件，大多采用專用機床夾具。在保證加工質(zhì)量、操作方便、滿足高效的前提下，亦可部分采用通用夾具。本加工工藝規(guī)程中，所用夾具均為專用夾具，需專門設(shè)計、制造，這里對擴Φ43.5孔的夾具進行分析。
3.1定位基準的選擇
擴兩個Φ43.5孔在加工工藝規(guī)程中為第六道工序，由零件圖可知，本夾具在擴孔時，要確保兩個Φ43.5孔軸線對Φ55孔軸線滿足垂直度要求，且軸線重合。
兩個Φ43.5孔軸線夾角為47°15′，兩孔軸線關(guān)于主視圖垂直中心線對稱，夾角在Φ55孔的軸線上。在定位基準面及定位方案上盡可能以Φ55孔為定位基準，以免基準不重合帶來加工誤差。
3.2切削力及夾緊力的計算
設(shè)計夾緊機構(gòu)一般應(yīng)遵循以下主要原則：
1)夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位。
2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。
3)夾緊機構(gòu)必須可靠。夾緊機構(gòu)各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構(gòu)
4)必須保證自鎖，機動夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。
5)夾緊機構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習(xí)慣。
6)夾緊機構(gòu)的復(fù)雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。
選用螺栓螺母夾緊機構(gòu)來對被加工工件進行夾緊。
螺栓螺母夾緊機構(gòu)的特點：①結(jié)構(gòu)簡單，制造方便加緊可靠施力范圍大；②自鎖性能好操；③擴力比80以上，行程S不受限制；④加緊工作慢，效力低。
查表4得切削力計算公式：
式中，f=1mm/r,查表得
=736MPa, 即==1547N
所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=
式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：
K==1.872，當計算K<2.5時，取K=2.5
孔軸部分由M16螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N
==30900N
由上計算得》，因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。
3.3 誤差分析
3.1.1定位誤差
工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產(chǎn)生的：
1）工件在夾具中的定位、夾緊誤差。
2）夾具帶著工件安裝在機床上，夾具相對機床主軸（或刀具）或運動導(dǎo)軌的位置誤差，也稱對定誤差。
3）加工過程中誤差，如機床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力、受熱變形、切削振動等原因引起的誤差。
其中定位誤差是指工序基準在加工方向上的最大位置變動量所引起愛的加工誤差。
3.1.2產(chǎn)生定位誤差的原因
1.基準不重合來帶的定位誤差：
夾具定位基準與工序基準不重合，兩基準之間的位置誤差會反映到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生定位誤差稱之為基準轉(zhuǎn)換誤差。
2.間隙引起的定位誤差
在使用心軸、銷、定位套定位時，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準產(chǎn)生定位誤差。
3.與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差
1）定位基準面與定位元件表面的形狀誤差。
2）導(dǎo)向元件、對刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導(dǎo)致產(chǎn)生的導(dǎo)向誤差和對刀誤差。
3）夾具在機床上的安裝誤差，即對定誤差導(dǎo)致工件相對刀具主軸或運動方向產(chǎn)生的位置誤差。
4）夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對刀元件、導(dǎo)向元件、定向元件等元件的磨損。
3.3.3定位誤差計算
該夾具以Φ55孔為基準，要保證兩個Φ43.5孔軸線要求通過Φ55孔，Φ43.5孔軸線對Φ55軸線的垂直度不大于0.2/100的定位誤差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差綜合等于或小于該工序所規(guī)定的工序誤差。
1、定位誤差：
式中：T——工件定位孔的孔徑公差
T——定心心軸的軸徑公差
——工件定位孔與定位心軸的最小配合間隙
2、夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響較小，取=0
3、磨損造成的加工誤差：通過不超過0.005mm,
誤差總合：+=0.108mm<0.3mm
從上分析，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.4機床夾具的總體形式
機床夾具的總體形式一般應(yīng)根據(jù)工件的形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機床等因素來確定。
夾具的組成歸納為：
1）定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。
2）夾緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。
3）導(dǎo)向及對刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。
4） 動力裝置在成批生產(chǎn)中，為了減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)率，常采用氣動、液動等動力裝置。
5） 夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過它將整個夾具安裝在機床上。
6）其他元件及裝置 根據(jù)加工需要來設(shè)置的元件或裝置。
3.4.1確定夾具體
夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具上的各種裝置和無件通過夾具體連接成一個整體。故夾具體的形狀與尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及夾具與機床的連接。
對夾具體的要求：
1、有足夠的強度與剛度，在加工過程中，夾具體在切削力、夾緊力的作用下，應(yīng)不會產(chǎn)生不允許的變形和振動。
2、尺寸穩(wěn)定，為保證夾具加工后尺寸穩(wěn)定，對鑄造夾具體要進行時效處理；對焊接夾具體要進行退火處理，以削除內(nèi)應(yīng)力。
3、對構(gòu)工藝性好，在保證強度和剛度的前提下，夾具體應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單，便于制造、裝配和檢驗；體積小、重量輕以便于操作。對于移動或翻轉(zhuǎn)夾具，其重量一般不宜超過10kg。
夾具體如下圖所示：
夾具體圖
3.4.2繪制夾具非標零件圖
對裝配圖中需加工的零件圖均應(yīng)繪制零件圖，零件圖應(yīng)按制圖標準繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。
1.零件圖盡可能按1:1繪制。
2.零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術(shù)要求應(yīng)根據(jù)裝配圖上的配合種類、位置精度、技術(shù)要求而定。
3.零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應(yīng)標注完整。
設(shè)計中所設(shè)計的夾具非標零件圖如下圖所示：
分度盤零件
心軸零件
鉆模板零件
3.4.3繪制夾具裝配圖
所設(shè)計擴孔裝配圖如圖3.4.1所示。工件以端面B、工藝凸臺面C、Φ54.5孔及Φ43.5孔邊緣為定位基準，其中，端面B、工藝凸臺面C為第一定位基準，限制三個自由度，Φ54.5孔為第二定位基準，限制兩個自由度，Φ43.5孔邊緣為第三定位基準，限制一個自由度，屬于完全定位?？蓳Q鉆套16用于引導(dǎo)鉆頭。分度盤22和心軸16由螺釘連接在一起，可繞夾具體上的心軸套中心旋轉(zhuǎn)。分度盤與夾具體間的軸向間隙由軸上左端兩圓螺母調(diào)整鎖定。開口墊圈20和螺母21用于夾緊工件。當擴完一個孔后，松開手柄8，拔出手拉式定位器的定位插銷并轉(zhuǎn)動90°，使定們插銷與定位襯套暫時分離。然后轉(zhuǎn)動分度盤帶動工件轉(zhuǎn)到另一位置，將手拉式定位器的定位插銷插入定位襯套中，使第二個孔中心線處于豎直位置，然后轉(zhuǎn)動手柄8鎖緊分度盤，進行另一孔加工。
夾具裝配圖
1.裝配圖按1:1的比例繪制，根據(jù)工件在幾個視圖上的投影關(guān)系，分別畫出其輪廓線。
2.視工件為透明體，用雙點劃線畫出主要部分（如輪廓、定位面、夾緊面和加工表面）。畫出定位元件、夾緊機構(gòu)、導(dǎo)向裝置的位置。
3.安排定位元件。
4.按夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機構(gòu)。
5.布置對刀元件，連接元件；設(shè)計夾具體并完成夾具總圖。
5.標注必要的尺寸、配合、公差等
(1)夾具的外形輪廓尺寸，所設(shè)計夾具的最大長、寬、高尺寸。
(2)夾具與機床的聯(lián)系尺寸，即夾具在機床上的定位尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對定裝置等。
(3)夾具與刀具的聯(lián)系尺寸，如用對刀塊塞尺的尺寸、對刀塊表面到定位表面的尺寸及公差。
(4)夾具中所有有配合關(guān)系的元件間應(yīng)標注尺寸和配合種類。
(5)各定位元件之間，定位元件與導(dǎo)向元件之間，各導(dǎo)向元件之間應(yīng)標注裝配后的位置尺寸和形位公差。
6.夾具裝備圖上應(yīng)標注的技術(shù)要求
(1)定位元件的定位面間相互位置精度。
(2)定位元件的定位表面與夾具安裝基面、定向基面間的相互位置精度。
(3)定位表面與導(dǎo)向元件工作面間的相互位置精度。
(4)各導(dǎo)向元件的工作面間的相互位置精度。
(5)夾具上有檢測基準面的話，還應(yīng)標注定位表面，導(dǎo)向工作面與該基準面間的位置精度。
對于不同的機床夾具，對于夾具的具體結(jié)構(gòu)和使用要求，應(yīng)進行具體分析，訂出具體的技術(shù)要求。設(shè)計中可以參考機床夾具設(shè)計手冊以及同類的夾具圖樣資料。
7.對零件編號，填寫標題欄和零件明細表：
每一個零件都必須有自己的編號，此編號是唯一的。在工廠的生產(chǎn)活動中，生產(chǎn)部件按零件編號生產(chǎn)、查找工作。
完整填寫標題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設(shè)計者、比例等。
完整填寫明細表，一般來說，加工工件填寫在明細表的下方，標準件、裝配件填寫在明細表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標準件、配套件。
8.機床夾具應(yīng)滿足的基本要求包括下面幾方面：
1)保證加工精度 這是必須做到的最基本要求。其關(guān)鍵是正確的定位、夾緊和導(dǎo)向方案，夾具制造的技術(shù)要求，定位誤差的分析和驗算。
2)夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng) 在大批量生產(chǎn)時，盡量采用快速、高效的定位、夾緊機構(gòu)和動力裝置，提高自動化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求。在中、小批量生產(chǎn)時，夾具應(yīng)有一定的可調(diào)性，以適應(yīng)多品種工件的加工。
3)安全、方便、減輕勞動強度 機床夾具要有工作安全性考慮，必要時加保護裝置。要符合工人的操作位置和習(xí)慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。大批量生產(chǎn)和工件笨重時，更需要減輕工人勞動強度。
4)排屑順暢 機床夾具中積集切屑會影響到工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。清理切屑將增加輔助時間，降低生產(chǎn)率。因此夾具設(shè)計中要給予排屑問題充分的重視。
5)機床夾具應(yīng)有良好的強度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性 機床夾具設(shè)計時，要方便制造、檢測、調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。
總 結(jié)
通過對畢業(yè)設(shè)計工作的堅持不懈，能夠在限制的時間段內(nèi)完成此次設(shè)計任務(wù)，讓我在本次的設(shè)計中學(xué)到了很多知識，而且還讓自己發(fā)現(xiàn)了自身還有很多欠缺和不足的地方。
設(shè)計最主要的核心是態(tài)度，沒有一個良好的、認真的工作態(tài)度，哪怕請教再多的老師，翻閱再多的書籍，也不能將設(shè)計進行的凌厲精致。通過這段時間對夾具的設(shè)計，我體會到：只要你愿意花時間去鉆研，什么事情都可以迎刃而解。依稀記得剛認識機床的時候，個人對機床的認知完全是零，更加不要提夾具了，雖然在大學(xué)我學(xué)習(xí)到了很多新鮮的知識，可是，我認為大學(xué)教會我的不是這些知識，而是培養(yǎng)了我對自己的認識，對知識的理解和對問題看法的角度和問題解決方法。
本次設(shè)計的主要內(nèi)容有：
1、對零件圖的分析、工藝的編寫、工序的編寫；
2、零件圖、毛坯圖的繪制；
3、夾具裝配圖及主要零件圖的繪制；
4、設(shè)計說明書的編寫等等。
致 謝
此次畢業(yè)論文即將結(jié)尾，回想近階段的點點滴滴，心中充滿無限感激與留戀。由于缺乏經(jīng)驗，操作過程中難免有些考慮不周的地方，如果沒有老師的指導(dǎo)和同學(xué)的支持與幫助，想要完成本次的畢業(yè)論文是相當艱難地。在此，我向我的論文指導(dǎo)老師致以最誠摯的謝意！老師思路開闊，條理清晰，知識淵博，熟悉各類機床的使用，在工藝分析及專用夾具這塊不斷地指點。在論文的選題、資料的收集、論文的審定及成稿等方面都給予了我細心的指導(dǎo)與建議。尤其是在設(shè)計夾具中遇到問題時，總能得到老師專業(yè)細心的解答 ，對此十分感激。感謝各位老師在我做畢業(yè)設(shè)計過程中方面給予的幫助。同時感謝所有在論文寫作過程中幫助過我的同學(xué)，感謝她們對我的幫助和鼓勵。謝謝老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的陪伴支持，使我作圖紙及論文撰寫順利完成。最后感謝所有閱讀本論文的老師，給我提出寶貴的建議，非常感謝！
參考文獻
[1]鄒青 主編 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程 北京： 機械工業(yè)出版社 2004，8
[2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1．
[3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002．
[4] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術(shù)標準實用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003．
[5] 趙家齊.機械制造裝備設(shè)計基礎(chǔ)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2004.
[6] 徐學(xué)林.互換性性與測試技術(shù)基礎(chǔ)[M].長沙：湖南大學(xué)出版社，2007.
[7] 李慶余，張佳等主編.機械制造裝備設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.
[8] 濮良貴，紀名剛. 機械設(shè)計[M]. 第八版，北京：高等教育出版社，2006.
[9] 薛源順.機床夾具設(shè)計[M]. 第二版，北京：機械工業(yè)出版社，2003.
[10] 孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002.
[111] 王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)（第2版）[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2004.4.
[12] 鞏云鵬、田萬祿等編.機械設(shè)計畢業(yè)設(shè)計[M].東北大學(xué)出版社，2008.7
[13] 孫波.畢業(yè)設(shè)計寶典[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008
[14] 賈振元，王福吉.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：科學(xué)出版社，2011
[15] 姚榮慶.薄壁零件的加工方法[J].機床與液壓,2007,(08):250-253.
[16] 汪清.淺談機械零件加工減小表面粗糙度的方法[J].企業(yè)導(dǎo)報,2012,(06):287.
[17] 員虎臣,劉君.軸套類零件加工的新方法[J].金屬加工(冷加工),2009,(06):27-44.
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