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河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 1 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 管接頭 的機械加工工藝規(guī)程 及夾具設(shè)計 11 屆 專 業(yè) 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 完成日期 20**年 06 月 21 日 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 前言 在機械制造業(yè)中，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)越來越受到重視。隨著計算機技術(shù)為主流的現(xiàn)代科技技 術(shù)發(fā)展和市場產(chǎn)品競爭的加劇，傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)很難滿足現(xiàn)代產(chǎn)品多樣化的發(fā)展和日新月異的換代速度。面對多品種小批量生產(chǎn)比重的加大，產(chǎn)品交貨質(zhì)量和成本要求的提高，要求現(xiàn)代的制造技術(shù)具有很高的柔性。如何能增強機械制造業(yè)對外界因素的適應(yīng)能力以及產(chǎn)品適應(yīng)市場的變化能力，就需要我們能利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的靈活性，最大限度的應(yīng)用于機械制造行業(yè)。將機械設(shè)備的功能、效率、可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量提高到一個新的水平，從而滿足現(xiàn)代市場的競爭需求。 本次畢業(yè)設(shè)計課題來源于生產(chǎn)。管接頭加工及保證相應(yīng)的位置精度。在加工設(shè)計過程中，為了降低 零件的制造成本，應(yīng)盡可能減少裝夾次數(shù)，使用專用夾具以縮短加工時間。 在對零件加工之前，需對被加工零件孔的分布情況及所要達到的要求進行分析，如零件各部位尺寸、材料、形狀、硬度及加工精度和表面粗糙度等內(nèi)容。接下來是總體方案的設(shè)計，總體方案設(shè)計的具體工作是編制“三圖一卡”，即繪制被加工零件工序圖，加工示意圖，機床尺寸聯(lián)系圖，編制生產(chǎn)率計算卡。最后，就是技術(shù)設(shè)計和工作設(shè)計。技術(shù)設(shè)計就是根據(jù)總體設(shè)計已經(jīng)確定的“三圖一卡”，設(shè)計夾具等部件正式總圖；工作設(shè)計即繪制各個專用部件的施工圖樣，編制各零部件明細表。 夾具設(shè)計是數(shù) 控機床設(shè)計中的重要部分，夾具設(shè)計的合理與否，直接影響到被加工零件的加工精度等參數(shù)。首先確定工件的定位方式，然后進行誤差分析，確定夾緊方式，夾緊力的計算，對夾具的主要零件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。 在夾具設(shè)計中，設(shè)計的主要思路是采用“一面兩銷”的定位方法，和液壓夾緊機構(gòu)，這樣設(shè)計主要是為了鉆、鏜孔時的準(zhǔn)確定位和高效率的生產(chǎn)要求。液壓夾緊方式解決了手動夾緊時夾緊力不一致、誤差大、精度低、工人勞動強度大等缺點。 在老師的指導(dǎo)下，不斷地對設(shè)計中的錯誤進行糾正，確定最好的定位夾緊方案；同時與同組同學(xué)進行探討計算出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)選擇合理 的通用部件。在不斷的探討修改中歷經(jīng) 3個月終于完成了這一課題的設(shè)計。 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 目錄 前 言 ·················································································· 錯誤 !未定義書簽。 摘 要 ·········································································································· 1 一 零件加工 ·········································································· 錯誤 !未定義書簽。 （ 一） 零件加工工藝說明書 ................................................................. 未定義書簽。 （二） 定位基準(zhǔn)的選擇 ............................................. 三） 毛胚的確定 ....................................................................................................................四）零件工藝卡和工藝簡圖 ................................................................................................ 五） 零件圖 ............................................................................................................................. 六） 零件圖工藝分析 ............................................................................................................. 七） 零件結(jié)構(gòu)工藝性的分析 .................................................................................................八）切削加工順序的安排原則 ..............................................................................................九）確定零件的加工順序及進給路線 .................................................................................十）加工刀具的選擇 .............................................................................................................十一）切削用量的選擇及計算 ............................................................................................. 夾具設(shè)計特點 ···································································· 錯誤 !未定義書簽。 （ 一） 確定夾具的類型 .................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 （ 二） 鉆模的主要類型 .................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 （ 三） 夾具特點 ............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 （四）夾具圖 ........................................................................................................................... 工件的夾緊計算及其選擇 ······················································· 錯誤 !未定義書簽。 （ 一） 工件的夾緊 ................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 緊基本原理理論 ················································ 錯誤 !未定義書簽。 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 緊座 ······························································· 錯誤 !未定義書簽。 緊壓板 ···························································· 錯誤 !未定義書簽。 緊螺釘 ···························································· 錯誤 !未定義書簽。 （ 二 ） 夾緊 力的選擇 ............................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 緊力方向 ························································· 錯誤 !未定義書簽。 緊力的作用點 ···················································· 錯誤 !未定義書簽。 緊力的計算 ······················································ 錯誤 !未定義書簽。 具精度計算與分析 ············································· 錯誤 !未定義書簽。 四 夾具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計 ···························································· 錯誤 !未定義書簽。 （ 一） 夾具的夾緊裝置和定位裝置 ..................................................... 錯誤 !未定義書簽。 （ 二） 夾具的導(dǎo)向 ................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 （ 三） 總體分析夾具 ............................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 總 結(jié) ················································································· 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 ················································································· 錯誤 !未定義書簽。 致 謝 ················································································· 錯誤 !未定義書簽。 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 5 摘 要 機械制造技術(shù)不僅是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志，也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵時期，制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。 大的促進了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，也為我國在數(shù)控生產(chǎn)領(lǐng)域趕超發(fā)達國家提供了機遇。跟上發(fā)展先進數(shù)控制造技術(shù)的世界潮流，將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位，并以足夠的力度予以實施，盡快縮小與發(fā)達國家的差距，在激烈的市場競爭中立于不敗之地。同時，數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展孕育產(chǎn)生大量的數(shù)控專業(yè)技術(shù)人才，進而推動我國現(xiàn)代機械制造業(yè)進一步走向繁榮。 在機械制造各行業(yè)的工藝過程中廣泛應(yīng) 用著各種不同的，用以固定加工對象，使之占有正確位置，以便接受施工的一種工藝裝備，統(tǒng)稱為夾具。因此，無論是在機械加工，裝配，檢驗，還是在焊接，熱處理等冷，熱工藝中，以及運輸工作中都大量采用夾具。但在機械加工中應(yīng)用最為廣泛的是金屬切削機床上使用的夾具，我們稱其為機床夾具。它在保證產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低成本，充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的潛力，以便工人掌握復(fù)雜或精密零件加工技術(shù)，以減輕繁重的體力勞動等諸方面起著巨大的作用。因此，機床夾具的設(shè)計和使用是促進生產(chǎn)迅速發(fā)展的重要工藝措施之一。 本文主要圍繞管接頭及夾具設(shè)計為中心。，首先 通過加工管接頭讓我們對夾具設(shè)計及機械加工有了初步的了解，特別是數(shù)控加工及零件夾具設(shè)計的了解更為深刻。然后，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，對零件加工設(shè)計及夾具設(shè)計方案進行分析和選擇。選定方案后，。通過查閱相關(guān)零件加工及夾具設(shè)計書籍和相關(guān)圖例在零件加工過程中，在查閱了相關(guān)文獻后，參考相關(guān)資料完成零件的總體設(shè)計。 一管接頭總體設(shè)計 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 管接頭總體設(shè)計 ,就是依據(jù)產(chǎn)品的裝配圖樣和零件圖樣 ,產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng) , 現(xiàn)有生產(chǎn)條件和資料以及國內(nèi)外同類產(chǎn)品的有關(guān)工藝資料等 ,擬訂管接頭工藝方案和結(jié)構(gòu)方案 ,并進行方案圖樣和有關(guān)技術(shù)文件的 設(shè)計。 （一） 管接頭工藝方案的制定 制訂工藝方案是設(shè)計組合機床最重要的步驟 進，必須認(rèn)真分析被加工零件圖紙開始，深入現(xiàn)場全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求及生產(chǎn)率要求等，總結(jié)設(shè)計、制造、使用單位和操作者豐富的實踐經(jīng)驗，理論與生產(chǎn)實際緊密結(jié)合，從而確定零件在組合機床上完成的工藝內(nèi)容及方法。 根據(jù)所提供 析被加工零件的精度，表面粗糙度，技術(shù)要求，加工部位尺寸，形狀結(jié)構(gòu)；特點材料硬度。工件剛性及零件 的批量的大小不同，設(shè)計的組合機床必須采用不同的工藝方法和工藝過程。 此次設(shè)計的被加工零件是柴油機齒輪室蓋 ,其主要的加工工序如下 : a. 粗車外圓￠ 43 b. 精車外圓￠ 40 c. 鉆孔 4x￠ 8 d. 車端面，后度 7 e. 銑 4x￠ 8至￠ 9, f. 熱處理，將管壓彎，距底面 47，與圓心距 100 被加工零件材料為 構(gòu)為薄壁類件，是三面加工。 根據(jù)各種要求，分析其優(yōu)缺點，確定設(shè)計的組合機床采用機械臥式組合機床。根據(jù)所需加工孔的尺寸精度和表面粗糙度，可以確定這些孔的加工采用麻花鉆，即可滿 足要，為了保證孔的加工刀具的直徑與加工部位尺寸相適應(yīng)，需要專門設(shè)計制造。 數(shù)控車工序卡 單位名稱 品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 接頭 序號 程序編號 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 001 三爪卡盤和專用夾具 序號 工序內(nèi)容 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 背吃刀量 備注 1 平端面 500 2 2 粗車輪廓 500 100 3 精車輪廓 5100 80 編制 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 共 頁 第 頁 （二） 定位基準(zhǔn)的選擇 正確選擇數(shù)控機床加工工件采用的基準(zhǔn)定位，是確保加工精度的重要條件。 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 7 本設(shè)計的管接頭是薄壁類零件，薄壁類零件一般都有較高精度的孔和面需要加工，又常常要在幾次安裝下進行。因此，定位基準(zhǔn)選擇“一面雙孔”是最常用的方法，其特點是： （ a）可以簡單地消除工件的 6個自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠的定位。 （ b） 有同時加工零件五個表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高 各面上孔的位置精度。 （ c）“一面雙孔”可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整個工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的累積誤差，有利于保證零件加工精度。 （ d）易于實現(xiàn)自動化定位、夾緊，并有利于防止切屑落于定位基面上。 具體定位圖形見工序圖采用的是“一面兩銷”的定位方案，以工件的右側(cè)面為定位基準(zhǔn)面，約束了 個自由度。短定位銷約束了 個自由度。長定位銷約束了 個自由度。這樣工件的 6 個自由度被完全約束了也就得到了完全的 定位。 （三）毛胚的確定 由于零件的形狀特殊，如果直接加工會增加成本，最后所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益不明顯，說以建議選擇毛胚時應(yīng)選擇鑄造件 （四） 零件圖 （五）刀具的選擇 考慮到工件加工尺寸精度，表面粗糙度，切削的排除及生產(chǎn)率要求等因素，所以加工 4個孔的刀具均采用標(biāo)準(zhǔn)錐柄長麻花鉆 ,粗車及平端面用 90度硬質(zhì)合金右偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉，副偏角不宜太小。為減少刀具數(shù)量和換刀次數(shù)，精車用硬質(zhì)合金 60度外螺河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 紋刀，需要短柄鏜刀 數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱和代號 件名稱 管接頭 零件圖號 號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 道具半徑 備注 1 質(zhì)合金 90 外圓車刀 1 車端面及粗車輪廓 2 質(zhì)合金 45 端面車刀 1 車端面及倒圓角 3 頭 1 鉆孔 4 編程 審核 批準(zhǔn) 共頁 第 頁 1 右側(cè)面鉆 4-￠ 9 A. 切削用量的選擇 根據(jù)參考文獻 [1]查表 6工材料為鑄鐵，硬度 200～ 241知切削速度為 10～ 18m/徑 6～ 12 進給量 f mm/r r。 鉆孔的切削用量還與鉆孔的深度有關(guān)，當(dāng)加工鑄鐵件孔深為鉆頭直徑的 6組合機床上通常都是和其他淺孔一樣采取一次走刀的辦法加工出來的，不過加工這種較深孔的切削用量要適當(dāng)降低些。 切削速度 ? ? m 3m 進給量 ? ? m 轉(zhuǎn)速 m 1 31 0 0 01 0 0 0 0 rd ???? ?（ 2 可由參考文獻 [12]表 圓整為 470r/ 實際切削速度 m c ????? ?（ 2 工進速度 m ???（ 2 工進時間 m ??ff 其中 -￠ 9的深度。 （ 2 （六）零件工藝圖分析 通過對零件圖的分析可以確定零件的工藝： 1用去除材料的方法將毛胚的底面加工到厚度為 7在底面上鉆孔 4-￠ 8 3在鏜床上將孔精加工 4-￠ 9 4以底面為定位面加工凸臺 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 9 （八）切削加工順序的安排原則 為了 提高切削加工質(zhì)量， 切削加工順序的安排尤其重要 ， 在切削加工順序安排上有以下幾個原則： 如1． 基面先行原則 用作基準(zhǔn)的表面應(yīng)優(yōu)先加工出來，因為定位基準(zhǔn)的表面越精確，裝夾誤差就越小。 2先粗后精 切削加工時，應(yīng)先安排粗加工工序，在較短的時間內(nèi)，將精加工前大量的加工余量去掉，同時盡量滿足精加工的余量均勻性要求。 3先近后遠 盡可能采用最少的裝夾次數(shù)和最少的刀具數(shù)量，以減少重新定位或換刀所引起的誤差。 4．先內(nèi)后外，內(nèi)外交叉 對既有內(nèi)表面 (內(nèi)腔 )，又有外表面 需加工的零件，安排加工順序時，應(yīng)先進行內(nèi)、外表面的粗加工，后進行內(nèi)、外表面的精加工。 （九） 確定零件的加工順序及進給路線 為了保證零件的加工質(zhì)量，在零件的加工順序及進給路線上的安排也應(yīng)該做到精益求精，所以通過對此零件零件圖的分析，可以確定該零件的加工順序應(yīng)是先加工底面及底面上的四個銷孔，然后以底面及銷孔定位在加工外圓 （十）加工刀具的選擇 刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進行的。應(yīng)根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安 裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。 二 夾具設(shè)計特點 （一） 確定夾具的類型及特點 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機械 制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。 機床夾具的種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進行分類。常用的分類方法有以下幾種 １按夾具的使用特點分類 根據(jù)夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，機床夾具可分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和拼裝夾具五大類 （ 1） 通用夾具 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的可 加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具，其結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，而且具有一定通用性，如三爪自定心卡盤、機床用平口虎鉗、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架和磁力工作臺等。這類夾具適應(yīng)性強，可用于裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這些夾具已作為機床附件由專門工廠制造供應(yīng)，只需選購即可。其缺點是夾具的精度不高，生產(chǎn)率也較低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故一般適用于單件小批量生產(chǎn)中 （ 2） 專用夾具 專為某一工件的某道工序設(shè)計制造的夾具，稱為專用夾具。在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中 ，采用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具的設(shè)計周期較長、投資較大。 專用夾具一般在批量生產(chǎn)中使用。除大批大量生產(chǎn)之外，中小批量生產(chǎn)中也需要采用一些專用夾具，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要進行具體的技術(shù)經(jīng)濟分析。 （ 3） 可調(diào)夾具 某些元件可調(diào)整或更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具，稱為可調(diào)夾具?？烧{(diào)夾具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具。對不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又可分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩種。 前者的通用范圍比通用夾具更大；后者則是一種專用可調(diào)夾具，它按成組原理設(shè)計并能加工一族相似的工件，故在多品種，中、小批量生產(chǎn)中使用有較好的經(jīng)濟效果。 （ 4） 組合夾具 采用標(biāo)準(zhǔn)的組合元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。組合夾具是一種模塊化的夾具。標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件具有較高精度和耐磨性，可組裝成各種夾具。夾具用畢可拆卸，清洗后留待組裝新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，元件能重復(fù)多次使用，并具有減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點，因此組合夾具在單件，中、小批量多品種生產(chǎn)和數(shù)控 加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具。 （ 5） 拼裝夾具 用專門的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的拼裝零部件拼裝而成的夾具，稱為拼裝夾具。它具有組合夾具的優(yōu)點，但比組合夾具精度高、效能高、結(jié)構(gòu)緊湊。它的基礎(chǔ)板和夾緊部件中常帶有小型液壓缸。 有以上原則以及通過對零件圖的分析可以確定該零件加工過程中需要的是專用夾具，所以需要專門設(shè)計一款夾具以便于加工，使得加工效率提高，同時使成本降低，從而提高經(jīng)濟效益。 （二） 鉆模的主要類型 1固定式鉆模 固定式鉆模特點是加工中，鉆模固定不動，用于立式鉆床上加工單孔或搖壁鉆床上加工位于同一 方向上平行孔素。如圖 1所示，鉆模板 3用若干個螺釘 2和兩個圓柱定位銷 1固連夾具體 4上，鉆模板可裝配時調(diào)整位置。除用上述螺釘、銷連接外、還可以采用焊接結(jié)構(gòu)或直接鑄造成一體。固定式鉆模板結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，定位精度高，但裝卸工件不便。 2回轉(zhuǎn)式鉆模 回轉(zhuǎn)式鉆模用于加工工件上圍繞某一軸線公布軸向或徑向孔系。圖 2為加工套筒上三圈徑向孔回轉(zhuǎn)式鉆木木模。工件以內(nèi)孔和一個端面定位軸 3和公度盤 2端面 A 上定位，用螺母 4夾緊工件。鉆完一排孔后，將分度銷 5拉出，松開螺母 1，即可轉(zhuǎn)動分度盤 2另一位置，再插入公度銷，擰緊螺母 1和 4后 ，即查行另一排孔加工。 3移動式鉆模 移動式鉆模用立式鉆床上，先后鉆削工件同一表面上多個孔，屬于小型夾具。移動方式有兩種：一種是自由移動，另一種是定向移動，用專門設(shè)計導(dǎo)軌和定程機構(gòu)來控制移動方向和距離。 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 11 4翻轉(zhuǎn)式鉆模 加工中，翻轉(zhuǎn)式鉆模一般用手進行翻轉(zhuǎn)。夾具和工件一起總重量不能太重，一般不超過 100N 為宜，翻轉(zhuǎn)式鉆模主要用于加工小型工件分布不同表面上孔。它可以減少安裝次數(shù)，提高各被加工孔間位置精度。其加工批量不宜過大。 5蓋板式鉆模 蓋板式鉆模無夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接安裝鉆模板上。它主要特點是鉆模工件上定位，夾具結(jié)構(gòu)簡單，輕便，易清除切屑。蓋板式鉆模適合體積大而笨重工件上小孔加工。中小批量生產(chǎn)，凡需鉆鉸后立即進行倒角、锪孔、攻螺紋等工序時，采用蓋板工鉆模也極為方便。，蓋板式鉆模每次需從工件上裝卸，比較費時，故鉆模重量一般不宜超過 100N。 三 夾具設(shè)計 夾具是組合機床的重要組成部分，是根據(jù)機床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計的。它是用于實現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件時的限位等作用。 （一） 定位原理及其實現(xiàn) 根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特征，選擇定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)六點定位原理 ,即以工件的右側(cè)面為定位基準(zhǔn)面，約束了 個自由度。短定位銷約束了 個自由度。長定位銷約束了 x 向的轉(zhuǎn)動 1個自由度。這樣工件的 6個自由度被完全被消除也就得到了完全的定位。 （二） 誤差分析 一批工件依次在夾具中進行定位時，由于工序基準(zhǔn)的變動對加工表面尺寸所造成的極限值之差稱為定位誤差。產(chǎn)生定位誤差的原因是工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不相重合或工序基準(zhǔn)自身在位置上發(fā)生偏移或位移所引起的。 1 影響加工精度的因素 用夾具裝夾工件進行機械加工時，其工藝系統(tǒng)中影響工件 加工精度的因素很多，與夾具有關(guān)的因素有：定位誤差Δ P、對刀誤差Δ T、夾具在機床上的安裝誤差Δ ，在機械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差Δ G。上述各項誤差均導(dǎo)致刀具相對工件的位置不精確而形成總的加工誤差∑Δ。 （ 1）第一類誤差 第一類誤差是指工件在夾具上定位時所產(chǎn)生的那部分定位誤差 基準(zhǔn)不重合誤差是由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的那部分定位誤差。在本設(shè)計中，由于定位誤差和工序基準(zhǔn)是重合的，所以基準(zhǔn)不重合誤差為 0。 （ 2）第二類誤差 第二類誤差是定位 元件對夾具三基準(zhǔn)面的尺寸誤差及位置度所產(chǎn)生的那一部分定位誤差。 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 當(dāng)支承面即工件底面對夾具的安裝基準(zhǔn)（底面）有平行度誤差及支承面對夾具的對刀基準(zhǔn)（鉆套軸線）有位置誤差，被加工孔的定位誤差為 移動誤差： '1 ???（ 3 '2 ???'3 ???轉(zhuǎn)動誤差： ???? '1 （ 3 ???? '2 ???? '3 故定位誤差為 ?? ???????? ''1'11 )(（ 3 ?? ???????? ''2'22 )(?? ???????? ''3'33 )(按標(biāo)注的測量尺寸： ???? ??1 0 0/???? ??? 將上述數(shù)值代入定位誤差計算公式，則得： 1 ????? 0/ 2 ????? 0/ 3 ????? 因為刀具相對于對刀或?qū)蜓b置不精確造成的加工誤差，稱為對刀誤差。 本工序中麻花鉆是采用模板進行導(dǎo)向， 鉆孔時導(dǎo)向誤差計算公式為： l ????????? )(22 1123'（ 3 即得導(dǎo)向誤差 ??? T 因為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。 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 13 一般?。? Δ 水 A= 垂 A=0mm 因夾具上定位元件，對刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者之間（包括導(dǎo)向元件與導(dǎo)向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱 為夾具誤差，夾具誤差大小取決于夾具零件的加工精度的夾具裝配時的調(diào)整和修配精度。 一般取Δ E= 因機床精度，刀具精度，刀具與機床的位置精度，工藝系統(tǒng)受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差，因該項誤差影響因素很多，又不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差的31。計算時可設(shè)Δ G=3k?。 k?—— 工件位置公差取 G= 6 ???（ 3 2 保證加工精度 工件在夾具中加工時，總加工誤差∑Δ為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機誤差，應(yīng)用概率法加，因此，保證工件加工精度條件是： 22222 ??????????? （ 3 2222 ?????? 即工件總加工誤差 ∑Δ應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差，由以上得知，本夾具完全可以保證加工精度。 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精度儲備量此將上式改為： ?? ≤ k? － → k? － ?? （ 3 當(dāng)0時夾具能滿足加工要求，根據(jù)以上 cJ=k?－ ?? =0 所以夾具完全可以滿足加工要求。 3 夾緊方式 夾緊裝置中產(chǎn)生源動力的部分叫做力源裝置，常 用的力源裝置有氣動、液壓、電動等夾緊裝置中直接與工件的被夾壓面接觸并完成壓夾作用的元件稱為夾緊元件，本設(shè)計采用了液壓夾緊，解決了手動夾緊是夾緊力不一致，誤差大，精度低，工人勞動強度大等缺點。由于油液的不可壓縮性，能傳遞較大的壓力，一般工作壓力可達 55 1065~1050 ?? 氣壓大 10多倍，因此，在產(chǎn)生同樣作用力的情況下，油缸直徑可以小許多倍，使夾具結(jié)構(gòu)更為緊湊。 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 緊力的數(shù)值計算 選擇夾緊力的作用點和方向應(yīng)注意： a) 夾緊力應(yīng)朝向主要限位面； b) 夾緊力的作用點應(yīng) 落在定位元件支承范圍內(nèi)； c) 夾緊力的作用點，應(yīng)落在工件剛性較好的方向和部位； d) 夾緊力作用點應(yīng)靠近工件的加工表面； 夾緊力大小主要取決于切削力和重力的大小和方向。 夾緊力作用點和方向的選擇，通常應(yīng)與工件定位基準(zhǔn)的選擇同時考慮，因此這兩個參數(shù)在制定機床工藝方案時已確定，這里僅作重點敘述的是確定夾緊力的大小的問題。 （ 1 ）確定夾緊力時應(yīng)考慮的計算系數(shù) 在許多情況下，并不是由夾具的定位支承機構(gòu)或夾緊機構(gòu)本身直接承受工件所受切削力，而是由工件在緊急狀態(tài)下，工件與定位支承機構(gòu)及夾緊機構(gòu)之間所 產(chǎn)生的摩擦力來防止工件產(chǎn)生平移或轉(zhuǎn)動，因此在確定夾緊力時，需要考慮各種接觸表面之間的摩擦系數(shù)。 摩擦系數(shù)主要取決于工件和支承件，壓板之間的接觸形式： ?1—— 工件和支承件之間的摩擦系數(shù)； ?2—— 工件和壓板之間的摩擦系數(shù)； 查表得 ?1= ?2=0.7 在加工過程中，由于工藝的不同，工件材質(zhì)和加工余量的不同以及刀具鈍化等因素的影響，欲準(zhǔn)確地確定所需夾緊力是很困難的。因此，為了夾緊可靠，必須將計算所得的切削力乘以安全系數(shù)作為實際所需的夾緊力。 4321 ???(3式中， 1K —— 基本安全系數(shù) 2K —— 加工狀態(tài)系數(shù) 3K—— 刀具鈍化系數(shù) 4K —— 切削特點系數(shù) 根據(jù)參考文獻 [11]選取 1K =K =3K =4K =1 ????????? 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 15 （ 2） 確定夾緊力 夾緊力大小的計算是個很復(fù)雜的問題，一般只能作粗略的估算。為了簡化計算起見，在設(shè)計夾緊裝置時，可只找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡原理求出夾緊力的大小。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需要的夾緊力數(shù)值。 由靜力平衡原理得出所需要的夾緊力為： k 5 7 1 ????? (3本機床設(shè)計的夾緊力為 5 夾緊點的數(shù)目及位置 （ 1） 夾緊點的數(shù)目 在確定夾緊力作用點的數(shù)目時，應(yīng)遵從的原則是：對剛性較差的工件，夾緊力的數(shù)目應(yīng)增多，力求避免單點集中夾緊，以圖減小工件的夾緊變形；但夾緊點愈多，夾緊機構(gòu)愈復(fù)雜，夾緊的可靠性愈差。所以采用多點夾緊時，應(yīng)力求夾緊點的數(shù)目為最小。 考慮到 夾緊力分散，應(yīng)采用多點夾緊。所以本設(shè)計采用壓塊進行壓緊， 三個壓塊可將壓緊力分為三個 . 由于本次設(shè)計所選擇的液壓缸是標(biāo)準(zhǔn)件 ,23485033 型液壓缸 ,它所能提供的最大力為 6所以總夾緊力為 18 18 故所選擇的液壓缸完全滿足要求。 （ 2） 夾緊點的位置 夾緊力的作用點的位置應(yīng)能保證工件的定位穩(wěn)定，而不會引起工件在夾緊過程中產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。夾緊力的作用點應(yīng)處在 夾具定位支承所在的位置上。由于工件的結(jié)構(gòu)和形狀較為復(fù)雜，故工件的剛度在不同的部位和不同方向上是不相同的。由 件的底面的剛性最好。因此，夾緊力著力點應(yīng)均勻布置在底面的方向。 6 鉆模類型選擇（夾具體設(shè)計） 鉆床夾具簡稱鉆模。根據(jù)待加工面的位置情況，需要在左右后三個面上進行鉆孔，估計夾具與工件的總重量大于 100N，鉆孔的直徑大，而且鉆削扭矩大不能采用手扶住加工的方法，所以采用固定式鉆模。固定式鉆模夾具體設(shè)計時要考慮工件的裝卸、排屑等操作方便 . 夾具體是用來將夾具的各個部分聯(lián)結(jié)成整 體的元件，它是夾具上最大的和最復(fù)雜的元件。在它上面要安裝定位元件、夾緊裝置、刀具引導(dǎo)件以及其它各種裝置和元件。此外，在夾具體上還應(yīng)有夾具在機床上安裝用的定位部分，以保證夾具在機床上獲得所需的相互位置，夾具體也是承受負(fù)荷最大的元件，承受著工作時的切削力、夾緊力和慣性力。 對夾具體的一般要求： a. 足夠的剛度和強度； 1 4 4 ????? 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 b. 較輕的重量； c. 安裝要穩(wěn)定； d. 保證裝卸工件方便； e. 工藝性要好； f. 便于清除切屑和贓物； 切屑和贓物是否容易清理，不僅影響生產(chǎn)效率，同時也影響夾具使用的可靠性 。 （ 2） 鉆套的結(jié)構(gòu)設(shè)計 鉆套也稱鉆 模套，是確定刀具位置及引導(dǎo)刀具的元件。它在鉆模中的作用是保證工件上加工孔的位置精度，引導(dǎo)刀具并防止加工是偏移，提高刀具剛性，防止加工時振動。 鉆套按結(jié)構(gòu)可分為固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套。由于固定鉆套加工孔時的位置精度較高，所以本設(shè)計采用快換鉆套。 固定鉆套的尺寸可查表： 鉆 Φ 8 的孔時，所選的鉆套的尺寸為： D=151=222=26合尺寸為： Φ 15H7/Φ 22H7/ 3） 鉆模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計 安裝固定鉆套的零件稱為鉆模板，它 是保證鉆模精度的重要零件。按鉆模板在夾具體上的聯(lián)接方式可分為固定式鉆模板和活動式鉆模板兩種。 固定式鉆模板靠螺釘和銷釘固定聯(lián)接于夾具體上，保證了鉆套底孔的位置精度要求?；顒邮姐@模板不如固定式鉆模板精度高。所以選用固定式鉆模板。 由于固定式鉆模板的尺寸較大，應(yīng)選用鑄件材料，時效處理，以保證其穩(wěn)定性。 四 零部件的設(shè)計繪制 （一） 繪制尺寸聯(lián)系圖 繪制的機床總圖要包含的內(nèi)容：完整的反映零件各部分間的主要裝配關(guān)系和聯(lián)系尺寸。 （二） 繪制加工零件工序圖 被加工零件工序圖是零件設(shè)計的具體依據(jù)，是確定所設(shè)計的零件完 成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位以及被加工零件的材料等情況的圖樣。 （三） 繪制加工示意圖 加工示意圖表示被加工零件在機床上的加工過程以及工件、夾具和刀具等機床各部件的相河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 17 對位置關(guān)系等。根據(jù)切削用量、工作循環(huán)、工作行程、工件、刀具、及導(dǎo)向等繪制加工示意圖。 （四） 繪制夾具裝配圖及其零件圖 根據(jù)前面的計算和夾具的主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制出夾具的裝配圖和主要零件圖。 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 五結(jié)論 在大 三 的最后一個學(xué)期，我過得既充實又繁忙 就開始了我的畢業(yè)設(shè)計。在畢業(yè)設(shè)計的這段時間里，我有很多的感觸，它帶給我的價值是巨大的，這將對我的以后工作產(chǎn)生重要的影響。 給我最深的就是：一個人不可能做好一件大事，它必須是所有智慧的融合。 零件在數(shù)控車床上加工的復(fù)雜多樣，形狀及位置千變?nèi)f化，加上材料、批量、工藝不同等多方面因素的影響。因此，只要做到所加工零件進行具體分析和靈活對待，根據(jù)零件圖樣要求認(rèn)真分析加工工藝方案，選用合適的工藝 參數(shù)和刀具參數(shù)，合理設(shè)計數(shù)控加工工序、走刀路線，精益求精，充分發(fā)揮數(shù)控機床本身精度和操作人員技術(shù)，就一定能加工出符合圖樣技術(shù)要求的零件質(zhì)量控制。 讓我最深刻的就是 夾具 的 設(shè)計 。我的設(shè)計題目是 “ 管接頭的設(shè)計與加工 。但是就不知道怎么做。在網(wǎng)上也找過了。后來在指導(dǎo)老師的提示下，我終于完成了這項工作。還有個就是，我對復(fù)雜零件的編程不是很害怕了。因為 可以幫助我完成那些煩瑣的過程，只要求對零件的建模熟練就差不多了。當(dāng)然基礎(chǔ)的東西是不能丟的。 在這次的設(shè)計中，老師 “ 放手 ” 我們?nèi)プ?。在這過程中我學(xué)會了獨立的思考 問題和發(fā)現(xiàn)問題。像 始的時候我去了好幾次的計算機房，但是怎么也生不出程序來，后來我才發(fā)現(xiàn)我選擇的坐標(biāo)不對。經(jīng)過幾次的摸索，我終于找到了問題的答案。 通過這次的設(shè)計，對辦公自動化、 e、、 軟件的基本運用有了更深刻的了解。對我們所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識有了更清楚的認(rèn)識，是我不知不覺的喜歡上了我們的專業(yè)?，F(xiàn)在我可以說，我完全可以單獨完成一個簡單產(chǎn)品的設(shè)計加工。在這里我也深刻的知道，我在實踐方面是很不夠的，這將在以后的工作中慢慢去領(lǐng)悟、學(xué)習(xí)。 本組合機床設(shè)計合理，符合實際應(yīng)用 ，滿足加工要求，且較大部分采用通用件和標(biāo)準(zhǔn)件，制造成本合理，機床操作簡單，設(shè)備調(diào)整、維修方便。本設(shè)計也有不足之處如：結(jié)構(gòu)不夠緊湊、機床占地面積大等。 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 19 參 考 文 獻 [1] 謝家瀛 M] 北京 :機械工業(yè)出版社 ,1994. [2] 趙如福 M]上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社， 1990. [3] 大連組合機床研究所編 械部分） [M]1975. [4] 沈陽工學(xué)院 ,大連工學(xué)院 ,吉林工學(xué)院 M]科學(xué)技術(shù)出版社 ,1987. [5] 大連組合機床研究所編 M]北京 :機械工業(yè)出版社 ,1975. [6] 機械工業(yè)出版社 M]機械工業(yè)出版社， 2001. [7] 徐錦康．機械設(shè)計 [M]械工業(yè)出版社， 2001. [8] 陳秀寧、施高義．機械設(shè)計課程設(shè)計 [M]江大學(xué)出版社， 1995． [9] 徐灝主編 M] 北京 :機械工業(yè)出版社 ,2002. [10] 大連理工大學(xué)工 程畫教研室．機械制圖 [M]等教育出版社， 1993． [11] 李慶壽 M]機械工業(yè)出版社 ,1984. [12] 艾興、肖詩綱 . 切削用量簡明手冊 [M]機械工業(yè)出版社， 1998. [13] 姚永民 M]通大學(xué)出版社， 1999. 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計我的課題是管接頭加工及夾具設(shè)計，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，如期完成了任務(wù)。 在設(shè)計之前，為了獲得管接頭設(shè)計徹底的認(rèn)識，去了相關(guān)企業(yè)畢業(yè)實習(xí)，收集了相關(guān)的設(shè)計資料， 并對照參考資料，與同組的設(shè)計人員互相研究、討論。實習(xí)結(jié)束 后，對所收集的相關(guān)資料進行加工整理，初步討論設(shè)計方案。在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，逐步確定設(shè)計方案，并參考各方面的資料，繪制好該方案的手工草圖，不斷的修改完善。 為期 3個月的畢業(yè)設(shè)計已結(jié)束，這次畢業(yè)設(shè)計是我大學(xué)生涯的最后一次作業(yè)，也是最后一次考試。對于我來說，它不僅僅是畢業(yè)設(shè)計，更是一次實戰(zhàn)演習(xí)，個人的奮戰(zhàn)是不行了，只有團隊合作才能獲得最終的勝利。 本次的畢業(yè)設(shè)計使我能夠在畢業(yè)前將理論與實踐更加融會貫通，加深了對理論知識的理解。深入實際，體會到理論聯(lián)系實際的必 要性，認(rèn)識到理論與實際之間的差距，而縮短差距的方法只有到實踐中去。 利用一切方法了解本課題所涉及的研究、生產(chǎn)、使用等方面的實際情況。再一次使我認(rèn)識到： 實踐始終是人生最好的老師?？偟膩碚f，在整個設(shè)計過程，我意識到了團隊的重要性，作為一個整體，彼此間的協(xié)助合作很重要，這對于即將踏上工作崗位的我來說，無疑更具有意義和價值。 本次設(shè)計任務(wù)業(yè)已順利完成，但由于本人水平有限，且是第一次做這樣的設(shè)計 ,缺乏經(jīng)驗，難免存在錯誤，在此懇請各位老師教導(dǎo)指正。在這次畢業(yè)設(shè)計期間 ,我得到了老師的悉心指導(dǎo)，同組同學(xué)的熱心幫助，也在其他同 學(xué)身上學(xué)到很多東西。在此，對設(shè)計過程中所有幫助過我的人，表示感謝！ 河北機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 21