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畢業(yè)設計(論文) 機油泵傳動軸支架機械加工工藝及夾具設計 學生姓名 xxx 學院名稱 機電工程學院 專業(yè)名稱 指導教師 xxx xxx大學畢業(yè)設計(論文) 摘要 本次設計是對機油泵傳動軸支架零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。機油泵傳動軸支架零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工藝原則可知，保證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易。所以本設計遵循先面后孔的原則。并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加工精度?；鶞蔬x擇以機油泵傳動軸支架端面作為粗基準，以上表面作為精基準。 關鍵詞 機械加工，加工工藝，專用夾具。 xxx大學畢業(yè)設計(論文) 目 錄 摘要 I 1 緒論 1 2機油泵傳動軸支架加工工藝規(guī)程設計 2 2.1機械加工基準介紹 2 2.2基準的選擇 2 2.3 制定工藝路線 3 2.4選擇加工設備及刀、夾、量具 4 2.4.1設備的選擇 4 2.4.2刀具量具的選擇 6 2.5加工工序設計 7 3 鉆Ф11孔夾具設計 10 3.1概述 10 3.2方案設計 11 3.3定位基準的選擇 11 3.4切削力計算 11 3.5夾緊力的計算 12 3.6 定位誤差分析 13 3.7 導向裝置設計 14 3.8確定夾具體結構和總體結構 15 3.9夾具設計及操作的簡要說明 16 參 考 文 獻 16 16 1 緒論 對工件進行機械加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對于機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此，在進行機械加工前，先要將工件裝夾好。用夾具裝夾工件時，工件相對于道具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，使一批工件的加工極度趨于一致，穩(wěn)定的保證工件的加工精度。同時使用夾具裝夾工件方便、快捷，工件不需要劃線找正，可顯著的減少輔助工時，提高勞動生產率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切屑用量，提高勞動生產率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機構，進一步提高勞動生產率。在批量生產中使用夾具后，由于勞動生產率的提高、使用技術等級較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯得降低了生產成本。夾具制造成本分攤在一批工件上。每個工件增加的成本時極少的，遠遠小于由于提高勞動生產率而降低的成本。工件批量愈大，使用夾具所取得的經濟效益就愈顯著。 2機油泵傳動軸支架加工工藝規(guī)程設計 2.1機械加工基準介紹 基準：基準是用來確定生產對象上幾何要素的幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面。基準根據(jù)其功用的不同可分別為設計基準和工藝基準。 在工件工序圖中，用來確定本工序加工表面位置的基準，加工表面與工序基準之間一般有兩次核對位置要求：一是加工表面對工序基準的距離要求，即工序尺寸要求；另一次是加工表面對工序基準的形狀位置要求，如平行度，垂直度等。所以工件定位時，用以確定工件在夾具中位置的表面（或點，線）稱為定位基準，定位基準的選擇，一般應本著基準重合原則，盡可能選用工序基準作為定位基準，工件在定位時，每個工件的夾具中的位置是不確定的，一般是限制工件的六個自由度，分別是指：沿三坐標軸的移動自由度，和繞三坐標軸轉動的自由度。 基面的選擇是工藝規(guī)程設計的重要工作之一，基面選擇正確合理，可以使加工質量的到保證，減輕勞動強度，生產效率得到提高。否則，會使加工困難，甚至造成加工零件報廢。 2.2基準的選擇 (1) 粗基準的選擇 粗基準選擇原則：選擇粗基準，主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準，以便為后續(xù)工序提供精基準。為了方便地加工出精基準，使精基準面獲得所需加工精度，選擇粗基準，以便于工件的準確定位。選擇粗基準的的出發(fā)點是：一要考慮如何合理分配各加工表面的余量；二要考慮怎么樣保證不加工表面與加工表面間的尺寸及相互位置要求，一般應按下列原則來選擇： 1) 若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應優(yōu)先選擇該表面為粗基準。 2)若工件每個表面都有加工要求，為了保證各表面都有足夠的加工余量，應選擇加工量最少的表面為粗基準。 3)若工件必須保證某個加工表面與加工表面之間的尺寸或位置要求，則應選擇某個加工面為粗基準。 4)選擇基準的表面應盡可能平整，沒有鑄造飛邊，澆口，冒口或其他缺陷。粗基準一般只允許使用一次。 基于上述的要求和考慮到安裝裝配面的精度要求和便于夾緊等實際情況，粗基準選用前機體內一個較大的非加工面在毛坯圖上已經標出。 (2) 精基準的選擇 精基準選擇原則：選擇精基準時，應從整個工藝過程來考慮如何保證工件的尺寸精度和位置精度，并要達到使用起來方便可靠。一般應按下列原則來選擇： 1)基準重合原則；應選擇設計基準作為定位基準。 2)基準統(tǒng)一原則；應盡可能在多數(shù)工序中選用一組統(tǒng)一的定位基準來加工其他各表面，采用統(tǒng)一基準原則可以避免基準轉換過程所產生的誤差，并可使各工序所使用的夾具結構相同或相似，從而簡化夾具的設計和制造。 3) 自為基準原則；有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇加工表面本身來作為定位基準。 4) 互為基準原則；對于相互位置精度要求高的表面，可以采用互為基準，反復加工的方法。 5) 可靠，方便原則；應選擇定位可靠，裝夾方便的表面作為精基準。 本零件是鑄造件，要用毛坯面定位先加工出一個精基準。然后以精基準定位，加工零件。精基準放在工序最前面加工。以上表面毛坯面定位。詳見工藝卡片。 2.3 制定工藝路線 （1）熱處理工序的安排 加工工藝安排熱處理，因為零件精度要求較高HT200要鑄造完成要進行時效處理，防止工件變形。 （2）定位基準的選擇 粗基準選擇下表面，則由非加工面為定位基準，銑精基準。 精基為上表面，則加工時穩(wěn)定性差一些，加工精度就受到了影響，角向定位也是這樣。 因此，擬訂工藝路線方案如下： 工序1： 清沙，去除非加工表面鑄造積瘤 工序2： 時效處理，去除內應力 工序3： 毛坯面定位，銑上表面，保證尺寸12及72.3+0.1/0 工序4： 鉆2-Φ8H7(+0.015/0) 沉孔Φ10x90°及3-Φ11孔 工序5： 以底面為基準，粗鏜Φ32孔至Φ31.5 工序6： 以底面為基準，精鏜Φ31孔至32H7(+0.015/0) 工序7： 以底面為基準，銑端面，保證30°及11尺寸，工件總長度250 工序8： 檢驗 工序9： 入庫 2.4選擇加工設備及刀、夾、量具 由于生產類型為大批量生產，加工設備易以通用機床為主，配以專用夾具，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 2.4.1設備的選擇 1) 搖臂鉆床 Z3040X16 主要參數(shù)： 最大鉆孔孔直徑 40 mm 主軸中心線至立柱母線距離 最大 1600 mm 最小 350 mm 主軸端面至底座工作面距離 最大 1250 mm 最小 350 mm 主軸行程 315 mm 主軸錐孔（莫氏） 4# No. 主軸軸轉速范圍 25-2000 r/min 主軸轉速級數(shù) 16 主軸進給量范圍 0.04-3.20 mm/r 主軸進給級數(shù) 16 工作臺尺寸 500×630 mm 主軸箱水平移動距離 1250 mm 主電機功率 3 kw 機床重量 3500 kg 機床外型尺寸（長×寬×高) 2500×1070×2840 mm 2)立式銑床 X52K 主要參數(shù)： 單 位 /X52K 工作面積 寬*長 mm 320*1250 承載重量 kg 500 T型槽數(shù)目 個 3 T型槽寬度 mm 18 T型槽間距 mm 70 X向（工作臺縱向）手動/機動 mm 700/680 Y向（滑座橫向）手動/機動 mm 255/240 Z向（升降臺垂向）手動/機動 mm 370/350 最大回轉角度 deg ±45 轉速 r/min 30-1500 轉速級數(shù) Step 18 錐孔 . ISO7：24 NO.50 軸向移動距離 mm 85 主軸端面至工作臺距離最小/最大 mm 45/415 主軸中心線至床身垂直導軌面距離 mm 350 切削進給速度 mm/min X，Y：23.5-1180，Z：8-394 快速移動進給速度 mm/min X，Y：2300，Z：770 進給級數(shù) Step 18 主軸電機功率 KW 7.5 進給電機功率 KW 1.5 機床外形尺寸（長*寬*高） mm 2272*1770*2094 機床凈重（約） kg 2800 4） 立式鉆床 Z5140 主要參數(shù): 工作臺尺寸（長X寬） mm 450X500 工作臺行程 mm 300 主軸中心線至導軌面距離 mm 335 主軸端面至工作臺面距離 mm 0-750 主電機功率 kw 3.0 最大鉆孔直徑 mm 40 最大送刀抗力 N 16000 主軸最大輸送扭矩 N.m 350 主軸孔錐度 Morse 4 主軸變速級數(shù) 級 12 主軸變速范圍 r/min 31.5-1400 主軸行程 mm 250 主軸箱行程 mm 200 送刀級數(shù) 級 9 送刀范圍 mm/r 0.056-1.80 外形尺寸（長X寬X高） mm 1080X810X2510 機床重量 kg 2000 2.4.2刀具量具的選擇 依據(jù)〈〈金屬機械加工工藝人員手冊〉〉所選量具公布如下： 測量范圍為：0～100的深度規(guī) 　深度規(guī)用于精確測量凹臺和溝槽深度?！? 　塞規(guī)具有獨特的導向圓柱體設計，方便、快、準。適用于現(xiàn)場測量。 測量范圍為10～30的內槽卡鉗 內槽卡鉗適用于測量各種筒形工件、管材內徑以及凹槽尺寸。 2.5加工工序設計 1. 銑上表面，保證尺寸12及72.3 查參考文獻[3]表2.3-59，得平面加工余量為0.9mm，已知A面總余量為2mm，故粗加工余量=4-0.9=3.1mm。 查參考文獻[3]表2.4-73，取粗銑的每齒進給量為，取精度銑的每轉進給量?=，粗銑走刀1次，=3.5mm，精銑走刀1次，=1.5mm。 查參考文獻[3]表3.1-74，取粗銑的主軸轉速為，取精銑的主軸轉速為。又前面已選定銑刀直徑D為φ40mm，故相應的切削速度為: 校核機床功率(只校核粗加工工序)： 切削功率為:= 取z=10個齒，則 代入式中得： ××××168×10×2.5×1= 由文獻[3]表得機床功率為7.5kw，取效率為0.85，則7.5×0.85=6.375kw<6.62kw 故重新選擇主軸轉速為，則： 帶入公式得：××××168×10××1≈5.2kw<6.375kw 故機床功率足夠。 2. 鉆2-?8H7(+0.015/0) 因φ8孔不是一次鉆出，故其鉆削余量為=11/2=5.5mm，φ8孔的精度較高，要分2次加工。 參考文獻[3]表2.4-41，用插入法求得鉆φ8孔的切削速度v=，由此算出轉速為： n=1000v/πd=1000×26.7/3.14×11= 按機床實際轉速取n=，則實際切削速度為： v=3.14×11×630/1000= 參考文獻[3]表2.4-69，得：=9.81×42.7(N) M=9.81×0.021(Nm) 分別求出鉆φ8孔和M如下： =9.81×42.7×11××1=2427N M=9.81×0.021×××1=15.63Nm 它們均小于機床的最大進給力7840N和機床的最大扭轉力矩196Nm，故機床剛度足夠。 3．以底面為基準，粗鏜?32孔至?31.5 取粗鏜的每齒進給量為，，粗鏜走刀1次，=3.5mm 查參考文獻[3]表3.1-74，取粗鏜的主軸轉速為。又前面已選定鏜刀直徑D為φ19mm，故相應的切削速度為: 4．以底面為基準，精鏜?31孔至32H7(+0.015/0) 取精鏜的每齒進給量為，，粗鏜走刀1次，=1.5mm 查參考文獻[3]表3.1-74，取精鏜的主軸轉速為。又前面已選定鏜刀直徑D為φ19mm，故相應的切削速度為: 5. 以底面為基準，銑端面，保證30°及11尺寸，工件總長度1250取進給量為f=0.7mm/r，則v=25.4m/min n===622.2 按機床實際轉速取n=650 則實際切削速度為: v=3.14×13×650/1000=26.53 參考文獻[3]表2.4-41，得： =98.1×42.7kF(N) M=9.81×0.021kM(Nm) 分別求出11的和M如下： =98.1×42.7×13××1=2616N M=9.81×0.021×××1=16.73Nm 它們均小于機床的最大進給力7840N和機床的最大扭轉力矩196Nm，故機床剛度足夠。 3 鉆Ф11孔夾具設計 3.1概述 本夾具主要用于機油泵傳動軸支架 鉆Ф11斜孔夾具設計，本夾具主要用于鉆床Z525機床上， 在機床對零件進行機械加工時，為保證工件加工精度，首先要保證工件在機床上 占有正確的位置，然后通過夾緊機構使工件正確位置固定不動，這一任務就是由夾具 來完成。 對于單件、小批生產，應盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產成本。但由 于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時往比較費時間，并且操作復雜，生產效率 低。 本零件屬于大量生產，零件外形也不適于使用通用夾具，為了保證工件精度，提高生 產效率，設計專用夾具就顯得非常必要。 3.2方案設計 方案設計是夾具設計的第一步，也是夾具設計關鍵的一步，方案設計的好、壞將直接 影響工件的加工精度、加工效率，稍不注意就會造成不能滿足工件加工要求，或加工精度 不能達到設計要求，因此必須慎重考慮。 設計方案的擬定必須遵循下列原則： 1、 定位裝置要確保工件定位準確和可靠，符合六位定位原理。 2、 夾具的定位精度能滿足工件精度的要求。 3、 夾具結構盡量簡單，操縱力小而夾緊可靠，力爭造價低 3.3定位基準的選擇 我們采用已經加工好的孔及其端面作為定位基準，采用一面二銷孔和端面共限制6個自由度為了保證空間工件定位準確，我們需要限制6個自由度，一面是底面端面，二個孔是一個是2-Ф8孔，形成一面2銷進行定位。這樣空間6個自由度就限制完了。 3.4切削力計算 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 刀具：鉆頭φ11。 則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4 F=Cdfk……………………………………3.1 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=0.8 T=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 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊力計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。 這樣能較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度。用夾具裝夾工件時，工件相對與刀具的位置由夾具保證，基本不受工人技術水平的影響，因而能較容易、教穩(wěn)定地保證工件的加工精度。能提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。采用夾具后，工件不需劃線找正，裝夾方便迅速，顯著地減少了輔助時間，提高了勞動生產率。 3.5夾緊力的計算 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： 螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 3.6 定位誤差分析 該夾具以一個平面和和2個定位銷定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。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。 由[5]和[6]可得： 1 定位誤差： 當短圓柱銷以任意邊接觸時 當短圓柱銷以固定邊接觸時 式中為定位孔與定位銷間的最小間隙 通過分析可得： 因此：當短圓柱銷以任意邊接觸時 2 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.7 導向裝置設計 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 d D D1 H t 基本 極限 偏差F7 基本 極限 偏差D6 ＞0～1 +0.016 +0.006 3 +0.010 +0.004 6 6 9 -- 0.008 ＞1～1.8 4 +0.016 +0.008 7 ＞1.8～2.6 5 8 ＞2.6～3 6 9 8 12 16 ＞3～3.3 +0.022 +0.010 ＞3.3～4 7 +0.019 +0.010 10 ＞4～5 8 11 ＞5～6 10 11 10 16 20 ＞6～8 +0.028 +0.011 12 +0.023 +0.012 15 ＞8～10 15 18 12 20 25 ＞10～12 +0.034 +0.016 18 22 ＞12～15 22 +0.028 +0.015 26 16 28 36 ＞15～18 26 30 0.012 ＞18～22 +0.041 +0.020 30 34 20 36 HT200 ＞22～26 35 +0.033 +0.017 39 ＞26～30 42 46 25 HT200 56 ＞30～35 +0.050 +0.025 48 52 ＞35～42 55 +0.039 +0.020 59 30 56 67 ＞42～48 110 66 ＞48～50 70 74 0.040 鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 3.8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(xiàn)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。 3.9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。 參 考 文 獻 [1] 李旦等，機床專用夾具圖冊，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2005。 [2] 孫已德，機床夾具圖冊，北京：機械工業(yè)出版社，1984。 [3] 何玉林，機械制圖，重慶：重慶大學出版社，20001983。 [4] 機械工程基礎與通用標準實用叢書編委會，形狀和位置公差，北京：中國計劃出版社，2004。 [5] 淘濟賢等，機床夾具設計，北京：機械工業(yè)出版社，1986。 [6] 李洪，機械加工工藝師手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1990。 [7] 機械設計手冊編委會，機械設計手冊卷4，北京：機械工業(yè)出版社，1998。 [8] 東北重型機械學院，機床夾具設計手冊，上海：上?？茖W技術出版社，1979。 [9] 賀光誼等，畫法幾何及機械制圖，重慶：重慶大學出版社，1994。 [10] 丁駿一，典型零件制造工藝，北京：機械工業(yè)出版社,1989。 [11] 孫麗媛，機械制造工藝及專用夾具設計指導，北京：冶金工業(yè)出版社，2002。 [12] 東北重型機械學院等，機床夾具設計手冊，上海：上?？茖W技術出版社，1979。 [13] 孟少龍，機械加工工藝手冊第1卷，北京：機械工業(yè)出版社，1991。 [14] 《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組，金屬機械加工工藝人員手冊，上海：上?？茖W技術出版社，1979。 [16] 馬賢智，機械加工余量與公差手冊，北京：中國標準出版社，1994。 [17] 上海金屬切削技術協(xié)會，金屬切削手冊，上海：上?？茖W技術出版社，1984。 [18] 周永強，高等學校畢業(yè)設計指導，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002。 機油泵傳動軸支架鉆Ф11的孔夾具設計 1.1概述 本夾具主要用于機油泵傳動軸支架 鉆Ф11斜孔夾具設計，本夾具主要用于鉆床Z525機床上， 在機床對零件進行機械加工時，為保證工件加工精度，首先要保證工件在機床上 占有正確的位置，然后通過夾緊機構使工件正確位置固定不動，這一任務就是由夾具 來完成。 對于單件、小批生產，應盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產成本。但由 于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時往比較費時間，并且操作復雜，生產效率 低。 本零件屬于大量生產，零件外形也不適于使用通用夾具，為了保證工件精度，提高生 產效率，設計專用夾具就顯得非常必要。 1.2方案設計 方案設計是夾具設計的第一步，也是夾具設計關鍵的一步，方案設計的好、壞將直接 影響工件的加工精度、加工效率，稍不注意就會造成不能滿足工件加工要求，或加工精度 不能達到設計要求，因此必須慎重考慮。 設計方案的擬定必須遵循下列原則： 1、 定位裝置要確保工件定位準確和可靠，符合六位定位原理。 2、 夾具的定位精度能滿足工件精度的要求。 3、 夾具結構盡量簡單，操縱力小而夾緊可靠，力爭造價低 1.3定位基準的選擇 我們采用已經加工好的孔及其端面作為定位基準，采用一面二銷孔和端面共限制6個自由度為了保證空間工件定位準確，我們需要限制6個自由度，一面是底面端面，二個孔是一個是2-Ф8孔，形成一面2銷進行定位。這樣空間6個自由度就限制完了。 1.4切削力計算 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 刀具：鉆頭φ11。 則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4 F=Cdfk……………………………………3.1 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=0.8 T=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 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊力計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。 這樣能較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度。用夾具裝夾工件時，工件相對與刀具的位置由夾具保證，基本不受工人技術水平的影響，因而能較容易、教穩(wěn)定地保證工件的加工精度。能提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。采用夾具后，工件不需劃線找正，裝夾方便迅速，顯著地減少了輔助時間，提高了勞動生產率。 1.4夾緊力的計算 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： 螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 1.5 定位誤差分析 該夾具以一個平面和和2個定位銷定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。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。 由[5]和[6]可得： 1 定位誤差： 當短圓柱銷以任意邊接觸時 當短圓柱銷以固定邊接觸時 式中為定位孔與定位銷間的最小間隙 通過分析可得： 因此：當短圓柱銷以任意邊接觸時 2 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。1.6 導向裝置設計 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 d D D1 H t 基本 極限 偏差F7 基本 極限 偏差D6 ＞0～1 +0.016 +0.006 3 +0.010 +0.004 6 6 9 -- 0.008 ＞1～1.8 4 +0.016 +0.008 7 ＞1.8～2.6 5 8 ＞2.6～3 6 9 8 12 16 ＞3～3.3 +0.022 +0.010 ＞3.3～4 7 +0.019 +0.010 10 ＞4～5 8 11 ＞5～6 10 11 10 16 20 ＞6～8 +0.028 +0.011 12 +0.023 +0.012 15 ＞8～10 15 18 12 20 25 ＞10～12 +0.034 +0.016 18 22 ＞12～15 22 +0.028 +0.015 26 16 28 36 ＞15～18 26 30 0.012 ＞18～22 +0.041 +0.020 30 34 20 36 HT200 ＞22～26 35 +0.033 +0.017 39 ＞26～30 42 46 25 HT200 56 ＞30～35 +0.050 +0.025 48 52 ＞35～42 55 +0.039 +0.020 59 30 56 67 ＞42～48 110 66 ＞48～50 70 74 0.040 鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 1.7 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(xiàn)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。 1.8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。 9