I異形耳環(huán)鉆 32 孔夾具設(shè)計(jì)系 名： （四號(hào)宋體） 專業(yè)班級(jí)： （四號(hào)宋體） 學(xué)生姓名： （四號(hào)宋體） 學(xué) 號(hào)： （四號(hào)宋體） 指導(dǎo)教師姓名： （四號(hào)宋體） 指導(dǎo)教師職稱： （四號(hào)宋體） 年 月摘要II摘要在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)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(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差A(yù)bstractIIIAbstractIn the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning目錄IV目 錄摘要 .IIAbstract III第 1 章 緒論 1第 2 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 22.1 零件的分析 .22.1.1 零件的作用 22.1.2 零件的工藝分析 22.2 異形耳環(huán)零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 .32.2.1 孔和平面的加工順序 32.2.2 孔系加工方案選擇 32.3 異形耳環(huán)零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 .32.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 32.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 42.4 異形耳環(huán)零件加工主要工序安排 .42.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .62.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 7第 3 章 鉆 Φ32 孔專用夾具設(shè)計(jì) .123.1 問題的指出 123.2 定位基準(zhǔn)的選擇 123.3 夾具方案的設(shè)計(jì) 123.4.切削力和夾緊力計(jì)算 133.5 夾緊力的計(jì)算 133.6 定位誤差分析 143.7 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 153.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 17總 結(jié) 19參考文獻(xiàn) 20致 謝 21第 1 章 緒論0第 1 章 緒論學(xué)生通過設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過去所學(xué)過的全部課程進(jìn)行機(jī)械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力，為以后做好課程設(shè)計(jì)、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。它要求學(xué)生綜合運(yùn)用本課程及有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)。其目的如下：①培養(yǎng)學(xué)生解決機(jī)械加工工藝問題的能力。通過課程設(shè)計(jì)，熟練運(yùn)用機(jī)械技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中定位、加緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的能力。②培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。③進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)用和編寫技術(shù)文件等基本技能。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。第 2 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1第 2 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用題目給出的零件是異形耳環(huán)零件。異形耳環(huán)零件的主要作用是支架軸，保證軸之間的中心距及平行度，并保證正確安裝。因此異形耳環(huán)零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命。, 2.1.2 零件的工藝分析由異形耳環(huán)零件圖可知。異形耳環(huán)零件是一個(gè)異形耳環(huán)零件，它的外表面上有 4個(gè)平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下：（1）以左右端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：底面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為 ，mRa?3.6（2）以 φ32H7 孔為主要加工表面的加工孔。（3）以 φ42N7 孔為主要加工表面的加工孔。（4）以 φ6 孔為主要加工面。（5）粗銑 A 向斜面22.2 異形耳環(huán)零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施由以上分析可知。該異形耳環(huán)零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于異形耳環(huán)零件來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。2.2.1 孔和平面的加工順序異形耳環(huán)零件類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工異形耳環(huán)零件上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。異形耳環(huán)零件的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。異形耳環(huán)零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。2.2.2 孔系加工方案選擇異形耳環(huán)零件孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最低的機(jī)床。根據(jù)異形耳環(huán)零件圖所示的異形耳環(huán)零件的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機(jī)床上用鉆擴(kuò)鉸孔較為適宜。2.3 異形耳環(huán)零件加工定位基準(zhǔn)的選擇2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）保證各重要孔的加工余量均勻；（2）保證裝入異形耳環(huán)零件的零件與壁有一定的間隙。為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以異形耳環(huán)零件的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的第 2 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對(duì)位置。2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇從保證異形耳環(huán)零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證異形耳環(huán)零件在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從異形耳環(huán)零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是異形耳環(huán)零件的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c異形耳環(huán)零件的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。2.4 異形耳環(huán)零件加工主要工序安排對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。異形耳環(huán)零件加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到異形耳環(huán)零件加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于異形耳環(huán)零件，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%—1.1%蘇打c??908及 0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg20根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將異形耳環(huán)零件加工工藝路線確定如下：工藝路線一：工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容10 鑄造 鑄造20 時(shí)效 時(shí)效430 銑 粗銑左端面40 銑 粗銑右端面50 鉆 鉆擴(kuò)鉸 Φ32H7mm 的孔并進(jìn)行倒角60 鉆 鉆擴(kuò)鉸 Φ42N7mm 的孔并進(jìn)行倒角70 鉆 鉆 Φ6mm 的孔80 銑 粗銑 A 向斜面90 去毛刺 清洗去毛刺100 驗(yàn)收 驗(yàn)收110 入庫 入庫工藝路線二：工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容10 鑄造 鑄造20 時(shí)效 時(shí)效30 銑 粗銑左端面40 銑 粗銑右端面50 鉆 鉆擴(kuò)鉸 Φ32H7mm 的孔并進(jìn)行倒角60 鉆 鉆擴(kuò)鉸 Φ42N7mm 的孔并進(jìn)行倒角70 鉆 鉆 Φ6mm 的孔80 銑 粗銑 A 向斜面90 去毛刺 清洗去毛刺100 驗(yàn)收 驗(yàn)收110 入庫 入庫以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問題，以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一：第 2 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)5工藝路線一：工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容10 鑄造 鑄造20 時(shí)效 時(shí)效30 銑 粗銑左端面40 銑 粗銑右端面50 鉆 鉆擴(kuò)鉸 Φ32H7mm 的孔并進(jìn)行倒角60 鉆 鉆擴(kuò)鉸 Φ42N7mm 的孔并進(jìn)行倒角70 鉆 鉆 Φ6mm 的孔80 銑 粗銑 A 向斜面90 去毛刺 清洗去毛刺100 驗(yàn)收 驗(yàn)收110 入庫 入庫2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“異形耳環(huán)零件”零件材料采用 QT500 制造。材料為 QT500，硬度 HB 為 170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。（1）左右端面的加工余量。根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷》表 3.2.23。其余量值規(guī)定為 ，m4.3~72現(xiàn)取 。表 3.2.27 粗銑平面時(shí)厚度偏差取 。m0.3 m28.0?精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3.59，其余量值規(guī)定為 。5.1（3）孔毛坯為實(shí)心，不沖孔。（4）端面加工余量。根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下：粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷》表 3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取 。m5.3~720.3半精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷》 ，其加工余量值取為 。m5.26精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 ，其加工余量取為 。m5.02.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）工序 30：粗銑左端面機(jī)床：銑床 X52K刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) [10]mdw40?14?Z（1）粗銑異形耳環(huán)零件粗銑左端面 銑削深度 ：pam2?每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.4.73，取f maf/25.0銑削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4.81，取V sV/4?機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/1940.3610rdV??? inr實(shí)際銑削速度 ：?n.2?進(jìn)給量 ：f smZaff /7/25.?工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ：m i.6.sf ?：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4.81,?a a240?被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知ll31刀具切入長(zhǎng)度 ：1D)~((5.02????刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt min5.02.743121??mjfl工序 40：粗銑右端面機(jī)床：銑床 X52K刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù)1YT3D?，此為粗齒銑刀。5Z?因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度 ： =3mmpa2.m?精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度 ：p1.0每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)f 0.15/famZ?[3]表 2.4～81 ，取銑削速度 2.8/Vs?每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]fa f/8.表 2.4～81，取銑削速度 .47/m機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n第 2 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)710.47601.97/min31Vnrd????按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～74，取 5n?實(shí)際銑削速度 ：v.2.4/060s進(jìn)給量 ： fV.187.1/ffaZ???工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m./75minfVs?：根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 2.4～81,取?aa?切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 14l'68l?刀具切入長(zhǎng)度 ：120.5()(~3lDa????206)2m刀具切出長(zhǎng)度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt1240.36in7.5jlf????機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：'1' 68219m所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 '1ijjtt?工序 50：鉆擴(kuò)鉸 Φ32H7mm 的孔并進(jìn)行倒角機(jī)床：立式鉆床 Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～9 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。⑴ 鉆孔進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～38，取 。f rmf/3.0?切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～41，取 。V48Vs機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，100.486539./in31vrd????按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31，取 0n?所以實(shí)際切削速度 ： .16.5/dms???切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42m?刀具切入長(zhǎng)度 ：117(~)205.96rDlctgkctg?????刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2l ml3走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt46.in0.3jLfn???8⑶ 鉸孔刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。切削深度 ： ，且 D=32mm。pa0.15m?進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～58， 取 。f rmf/0.2~1?rf/0.2?切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～60，取 。V sV3機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.3265.7/in14rD????按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31 取 n?實(shí)際切削速度 ：v.0.63/ms切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度 ：l42m刀具切入長(zhǎng)度 ，10019.7(~)20.9rDdlctgkctg????????刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2l ml32走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：3jt47in315jLnf??該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是 ：jt0.1607.48minj???工序 60：鉆擴(kuò)鉸 Φ42N7mm 的孔并進(jìn)行倒角機(jī)床：立式鉆床 Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～9 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。切削深度 ：pa4m?進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～38，取 。f rmf/3.0?切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～41，取 。V48Vs機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，100.486539./in31vrd????按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31，取 0n?所以實(shí)際切削速度 ： 56/dms??切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42m?刀具切入長(zhǎng)度 ：117(~)205.96rDlctgkctg?????刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2l ml3走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt46.in0.3jLfn???第 2 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)9工序 70：鉆 Φ6mm 的孔鉆孔選用機(jī)床為 Z525 搖臂機(jī)床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第 2 卷。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第 2 卷表 10.4-2 查得鉆孔進(jìn)給量為0.20～0.35 。rm則取 rmf30.?確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第 2 卷表 10.4-9切削速度計(jì)算公式為 （3-inkfaTdcvvyxpzv20）查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=3515.0,.,0,25.,1.8???zcvvvv min則 = =1.6.250.1.7383?min所以 = =72n64ir選取 mir所以實(shí)際切削速度為 =2.64102.?vi確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） =ts03.???工序 80：粗銑 A 向斜面機(jī)床：銑床 X52K刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù)15YT32Dm?，此為粗齒銑刀。5Z?因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度 ： =3mmpa2.m?精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度 ：p1.0每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)f 0.15/famZ?[3]表 2.4～81 ，取銑削速度 2.8/Vs?每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]fa f/8.表 2.4～81，取銑削速度 .47/m機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.601.97/in31rd????按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～74，取 5n?實(shí)際銑削速度 ：v.42.4/060s進(jìn)給量 ： fV.187.1/ffaZm???10工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： mf7.12/47.5/minfVs??：根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 2.4～81,取?aa60?切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ， ll'8l刀具切入長(zhǎng)度 ：120.5()(1~3lDa????206)2m?刀具切出長(zhǎng)度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt1240.36in7.5jlf????機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：'1' 68219m所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 '1ijjtt?第 4 章 鉆孔專用夾具設(shè)計(jì)11第 3 章 鉆 Φ32 孔專用夾具設(shè)計(jì)3.1 問題的指出由于生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，故需設(shè)計(jì)專用夾具。由于對(duì)加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。本次設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)是針對(duì)、鉆、擴(kuò)、鉸 Φ32H7mm 孔，它將用于 Z525 鉆床。3.2 定位基準(zhǔn)的選擇該工序要求中心線與端面（有位置要求，因此可以得出該孔在兩個(gè)側(cè)面的正中心上，并且還要求其孔為通孔，由于端面經(jīng)過精銑，精度比較高，因而工序基準(zhǔn)為端面A，為了便于加工，選取適當(dāng)?shù)亩ㄎ换鶞?zhǔn)，保證其加工要求。夾具設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿足這些要求，在保證較高的生產(chǎn)效率的前提下，還應(yīng)考慮夾具體制造工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。加工過程中夾具的操作應(yīng)方便，定位夾緊穩(wěn)定可靠，并且夾具體應(yīng)具有較好的剛性。據(jù)《夾具手冊(cè)》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。圓臺(tái)外圓及兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的端面作為定位精基準(zhǔn)，來設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以已加工好的端面作為定位夾具。3.3 夾具方案的設(shè)計(jì)如圖所示，為了加工通孔，必須使其完全定位。因此初步的設(shè)計(jì)方案如下,方案：首先必須明確其加工時(shí)應(yīng)如圖所示，這樣水平放置，便于鉆床加工。那么要使其12完全定位，可以采用:一面加固定 V 型塊和滑動(dòng) V 型塊定位，這樣既簡(jiǎn)單又方便。如上圖所示，一底面限制的自由度有 3 個(gè)，一個(gè)固定 V 型塊限制兩個(gè)自由度，一個(gè)滑動(dòng) V 型塊限制限制一個(gè)自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計(jì)的定位方案，總共限制了工件的全部 6 個(gè)自由度，屬于完全定位。在該定位方案中，一個(gè)支撐面頂住，限制了 z 軸的移動(dòng)，z 軸的旋轉(zhuǎn)，y 軸的旋轉(zhuǎn)三個(gè)移動(dòng)自由度。一個(gè)固定 V 型塊限制了 y 軸的移動(dòng)， x 軸的移動(dòng)，一個(gè)滑動(dòng) V型塊限制了 z 軸的旋轉(zhuǎn)，這樣 6 個(gè)自由度全部被限制根據(jù)上面敘述選擇方案。3.4.切削力和夾緊力計(jì)算（1）刀具：刀具用高速鋼刀具鉆頭機(jī)床： Z525 機(jī)床切削力公式： 1.2076f PFDfK?式中 D=32mm /mr查表 得： 821?0.75()3bp?其中： ,0.b?.48即： 95)fFN?實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表 得：12?12KFW???有： 10.7,.6安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有： 6543210?式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[5]表 可得： 6~ 12?.10.56???所以 9892()KfWFN?3.5 夾緊力的計(jì)算選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 ??FKfN???21其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 25.01fF= +G G 為工件自重zPNf4.321??夾緊螺釘： 公稱直徑 d=20mm，材料 45 鋼 性能級(jí)數(shù)為 6.8 級(jí)MPaB06???MPaBs801???第 4 章 鉆孔專用夾具設(shè)計(jì)13螺釘疲勞極限： MPaB192603.2.01 ?????極限應(yīng)力幅： kma751li???許用應(yīng)力幅： ??aSa.li螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 ??s??[s]=2.5~4 取[s]=4得 ??MP120??滿足要求???8.24cHdF???aN53.1經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力3.6 定位誤差分析（1）定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一平面和 V 型塊間隙配合。（2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為 80。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 gwj????與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：jMjjWDAZWj ???? ???由參考文獻(xiàn)[5]可得：⑴ 兩定位銷的定位誤差 ： 11minDd???1 21min2. dJWarctgL?????其中：，10.52D20D，d?.3d??， 1min??2min4140.63DWm???.2J⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(inmaxyj??其中接觸變形位移值：1()9.62nHBZyRaZkNl???查[5]表 1～2 ～15 有 。 10.4,0,.4,0.7zKC??cos8jy?⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj?m5.⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取AD?.誤差總和： 0.853jwm????從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。3.7 零、部件的設(shè)計(jì)與選用鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)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(shí)間。.尺寸表d D D1H t基本尺寸極限偏差 F7基本尺寸極限偏差 D6＞ +0.01 3 +0.01 6 6 9 -- 0.00第 4 章 鉆孔專用夾具設(shè)計(jì)150～1 0+0.004＞1～1.84 7＞1.8～2.65 8＞2.6～36+0.006＞3～3.36+0.016+0.008 9＞3.3～47 10＞4～58 118 12 16＞5～6+0.022+0.01010+0.019+0.010 13＞6～81215101620＞8～10+0.028+0.0131518＞10～1218+0.023+0.012 22122025＞12～1522268＞15～18+0.034+0.016 2630162836＞18～2+0.04130+0.028+0.01534 2036450.012162＞22～263539＞26～30+0.020 4246＞30～3548+0.033+0.017 52 25 45 56＞35～425559＞42～486266＞48～50+0.050+0.02570+0.039+0.020 743056670.040鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。3.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)夾具體：夾具的定位、引導(dǎo)、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能正確的安裝在機(jī)床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個(gè)整體的最大最復(fù)雜的基礎(chǔ)件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機(jī)床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會(huì)落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外，夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝拆的便捷性等，在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)加以考慮。夾具體設(shè)計(jì)的基本要求（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋淼?4 章 鉆孔專用夾具設(shè)計(jì)17面以及夾具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?。為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。（2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。（4）應(yīng)便于排除切屑在機(jī)械加工過程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。（5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。工件裝夾方案確定以后，根據(jù)定位元件及夾緊機(jī)構(gòu)所需要的空間范圍及機(jī)床工作臺(tái)的尺寸，確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖?？偨Y(jié)18總 結(jié)課程設(shè)計(jì)，是一個(gè)系統(tǒng)性、知識(shí)點(diǎn)廣泛的學(xué)習(xí)過程。通過這樣一個(gè)系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和結(jié)合，使自己把學(xué)過的知識(shí)聯(lián)系起來，運(yùn)用到各個(gè)方面上去。同時(shí)，廣泛地運(yùn)用設(shè)計(jì)手冊(cè)及各種參考資料，學(xué)會(huì)了在實(shí)際中運(yùn)用工具書，和獨(dú)立完成每一步查找工作；整個(gè)零件的加工過程是和其他同學(xué)分工完成的，集中體現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)精神，合作分工能很好的提高辦事效率！在這次設(shè)計(jì)中培養(yǎng)了我獨(dú)立分工合作的能力！為以后出身社會(huì)的工作打下基礎(chǔ)！通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對(duì)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，并夾緊都采用了手動(dòng)夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。完成了本次設(shè)計(jì)，通過做這次的設(shè)計(jì)，使對(duì)專業(yè)知識(shí)和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)19參考文獻(xiàn)1、徐洪本 ．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)．遼寧科技大學(xué)出版社．2004.32、鄧文英等．金屬工藝學(xué)．高等教育出版社．2008.43、付風(fēng)嵐等．公差與檢測(cè)技術(shù)．科學(xué)出版社．2006.94、王先逵等．機(jī)械加工工藝手冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社．2007.95、陳宏鈞．金屬切削速算手冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社．2007.9致謝20致 謝經(jīng)過了的很長(zhǎng)時(shí)間，終于比較圓滿完成了設(shè)計(jì)任務(wù)?；仡欉@日日夜夜，感覺經(jīng)過了一場(chǎng)磨練，通過圖書、網(wǎng)絡(luò)、老師、同學(xué)等各種可以利用的方法，鞏固了自己的專業(yè)知識(shí)。對(duì)所學(xué)知識(shí)的了解和使用都有了更加深刻的理解。此時(shí)此刻，我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題，更重要的是為我們指引了設(shè)計(jì)的思路并給我們講解了設(shè)計(jì)中用到的實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從而使我們?cè)O(shè)計(jì)中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，提高分析和解決實(shí)際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導(dǎo)師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。同時(shí)也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們課程設(shè)計(jì)的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場(chǎng)所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去，為更好、更快的完成課程設(shè)計(jì)提供了重要保障。