基于UG建模的盤類零件鉆床專用夾具設計[UG]【鉆3-φ10通孔】,UG,鉆3-φ10通孔,基于,建模,零件,鉆床,專用,夾具,設計,10,通孔 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文（設計）任務書 （指導教師填寫） 論文（設計）題目 基于UG建模的盤類零件鉆床專用夾具設計 學　　院 機械工程系 ?！I(yè) 機械制造及其自動化 年　級 2011 題目來源 教師科研課題 縱向課題（√） 題目類型 理論研究（?。? 注：請直接在所屬項目括號內打“√” 橫向課題（?。? 教師自擬課題（√） 應用研究（?。? 學生自擬課題（　） 技術開發(fā)（√） 論文（設計）選題目的、工作任務： 選題目的： 掌握CAM建模工具設計零件孔加工鉆床專用夾具方法流程，為以后的工作和機械加工自動化打下基礎。通過在CAM建模工具軟件中建立并裝配夾具和零件。提高傳統(tǒng)機械設計與計算機輔助設計結合，綜合利用計算機工具提高機械領域自動化過程的能力，編寫設計圖文檔的能力。 工作任務： 1. 分析及設計：包括分析附錄零件本工序工藝特性、擬定定位方案、擬定夾具結構方案、建模、繪制夾具總圖及技術要求、夾具工作精度分析計算。 2. 文檔輸出： l 英文相關文獻翻譯一份，字數約3000—5000漢字(或不少于2000—3000個英文單詞） l 開題報告一份， l 畢業(yè)設計論文一份，6000—8,000文字(不包含封面、中英文摘要、目錄) l 夾具電子版零件圖、電子版裝配圖，夾具打印版零件圖、打印版裝配圖，合計折合1.5—2張零號圖紙。 參考資料： 1.展迪優(yōu).《UG NX 8.0機械設計教程》機械工業(yè)出版社 2013.02.01 2.朱耀祥 浦林祥.《現代夾具設計手冊》機械工業(yè)出版社 2010.02.01 3.田培棠 石曉輝 米林.《夾具結構設計手冊》國防工業(yè)出版社 2011.01.01 4.邱宣懷．《機械設計（第4版）》高等教育出版社.2007.01 5.孫　桓　陳作?！「鹞慕?《機械原理（第2版）》高等教育出版社 2006.05.01 6.其它與“夾具設計”相關期刊論文 7.中華人民共和國機械制圖標準，機械設計手冊，機械加工工藝手冊，機械工程手冊等 論文（設計）完成計劃（含時間進度）： 1. 設計準備階段：（2014.06.5――2014.07.12） （1）寫文獻翻譯 （2）寫開題報告 （3）參考資料收集閱讀 （4）安裝UG NX 8.0 2. 分析設計階段：（2014.07.13――2014.10.10） （1）擬定零件定位方案、擬定夾具結構方案 （2）夾具結構設計建模、繪制夾具總圖及技術要求、夾具工作精度分析計算 3. 論文寫作階段：（2014.10.11――2014.11.10） （1）完成論文寫作初稿，圖紙初版，填寫好相關畢業(yè)論文答辯表格 （2）打印論文初稿 4. 答辯準備階段：（2015.04.20――2015.05.12） （1）論文和圖紙的修改定稿 （2）論文和圖紙送交專家評審 5. 答辯進行階段：（2015.05.15――2015.06.01） （1）論文答辯 （2）答辯相關表格的填寫與提交 接受任務日期：　 2014年07月10日 要求完成日期： 2015年05月15日 學生接受任務（簽名）： 指 導 教 師（簽名）： 系負責人審定（簽名）： 附錄：相關零件 工件零件圖 生產類型：中批生產 假定其它形面已加工完畢，現要求設計3-φ10通孔精加工工序的專用鉆床夾具 四川大學錦城學院 畢業(yè)設計（論文） 基于UG建模的盤類零件鉆床專用夾具設計 二級學院 機械工程學院 專 業(yè) 機械制造及其自動化 班 級 學 號 學生姓名 指導教師 摘 要 在機械制造各行業(yè)的工藝過程中廣泛應用著各種不同的，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。它在保證產品優(yōu)質，高產，低成本，充分發(fā)揮現有設備的潛力，以便工人掌握復雜或精密零件加工技術，以減輕繁重的體力勞動等諸方面起著巨大的作用。因此，機床夾具的設計和使用是促進生產迅速發(fā)展的重要工藝措施之一。為此，在本次畢業(yè)設計時，選擇了機床夾具設計。 本文主要圍繞機床鉆孔夾具設計為中心。用以鉆盤類零件，首先通過參觀實習讓我們對夾具設計有了初步的了解，特別是對蓋板式鉆模夾具設計的了解更為深刻。然后，在導師的指導下，對夾具設計方案進行分析和選擇。選定方案后，。通過查閱相關夾具設計書籍和相關圖例在鉆孔夾具設計過程中，。在查閱了相關文獻后完成外文翻譯。參考相關資料完成夾具的總體設計。 關鍵詞：機械；夾具；鉆模；加工 II Abstract Machinery manufacturing industries in the process of a wide variety of applications for processing a fixed object, so that it occupies the correct position in order to receive a construction technology and equipment, collectively referred to as the fixture. Therefore, whether in the machinery processing, assembly, testing, or in welding, heat treatment, such as cold, heat process, and transport are a lot of work in a fixture. But in machining is the most widely used metal-cutting machine tools for use on the fixture, we called for the machine tool fixture. It guarantees high-quality products, high-yield, low-cost, bring into full play the potential of existing equipment, so that workers have complicated or sophisticated parts processing technologies, to reduce the heavy physical labors, and other aspects play a huge role. Therefore, the fixture of the machine is designed to promote the production and use of the rapid development of one of the important process. This article mainly revolves the engine bed drill hole jig design is a center. With drills the HBC6700 azimuth training gear shell, first let us through the visit practice have the preliminary understanding to the jig design, was specially more profound to the lap type jig jig design's understanding. Then, under teacher's instruction, carries on the analysis and the choice to the jig design proposal. After designating the plan. Through consult related jig design books and related chart of symbols in drill hole jig design process. After having consulted the related literature completes the foreign language translation. Refers to the correlation data to complete jig's system design. Key-words：machinery；Fixture；Jig；processing 目 錄 摘 要 II Abstract II 前 言 1 第1章 鉆孔夾具設計的要求 2 1.1 鉆孔夾具方案設計 2 1.2 了解夾具總體設計的要求[2] 2 第2章 鉆床夾具設計特點 4 2.1 確定夾具的類型[1] 4 2.2 鉆模的主要類型 4 2.3 明確設計任務，了解零件加工工藝過程 5 2.3.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求 5 2.3.2 熟悉零件加工工藝過程 6 2.4 確定定位方案 6 第3章 工件的夾緊計算及其選擇 7 3.1 工件的夾緊 7 3.1.1 夾緊基本原理理論[1] 7 3.1.2 夾緊座[2] [4] [6] 8 3.1.3 夾緊壓板 8 3.1.4 夾緊螺釘[1] [4] 9 3.2 夾緊力的選擇 10 3.2.1 夾緊力方向 10 3.2.2 夾緊力的作用點 10 3.2.3 夾緊力的計算 10 3.2.4 夾具精度計算與分析[3] 11 第4章 夾具結構分析與設計 13 4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2] 13 4.2 夾具的導向[1] 14 4.3 鉆孔與工件之間的切屑間隙[1] [2] 15 4.4 鉆模板 16 4.5定位誤差的分析 16 4.6 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 16 4.7 確定夾具體結構和總體結構 17 4.8 三維裝配圖UG建模 18 4.9 夾具設計及操作的簡要說明 20 結 論 21 致 謝 23 參考文獻 24 20 前 言 在機械加工過程中，夾具按專業(yè)化程度可分為通用夾具、專用夾具、可調夾具、組合夾具、成組夾具、標準夾具、隨行夾具、組合機床夾具等。我這次設計的是蓋板式鉆夾具。這是一種專用夾具，專為一工件的一道工序而設計的夾具。鉆夾具的主要任務是保證刀具旋轉軸線對工件定位表面有正確的相互位置，根據工件的集合形狀和尺寸結構及工藝特性，選擇不同形式的鉆模以保證產品精度和生產率。 在眾多鉆模夾具機床中，綜合考慮設計要求、特點及夾具設計原理等的各方面的因素，選擇了用蓋板式鉆模，它一般用于加工小型工件上分布在一個面上的孔。本文就圍繞此夾具的方案選擇，確定夾具，設計夾具等等展開的。 但是，由于知識的缺陷，設計時考慮的不夠周全，還存在一些錯誤，請各位老師和同學指出，我將做到虛心接受，努力提高自己。 第1章 鉆孔夾具設計的要求 1.1 鉆孔夾具方案設計 方案設計是夾具設計的重要階段，它在分析各種原始資料的基礎上，要完成下列設計工作：[1] ① 研究殼體零件原始資料，明確設計要求。 ② 擬訂鉆孔夾具結構方案，繪制夾具結構草圖。 ③ 繪制夾具總圖，標注有關尺寸及技術要求。 ④ 繪制零件圖。 從另外一方面來說，機床夾具設計是工藝裝備設計中的一個重要組成部分，是保證產品質量和提高勞動生產率的一項重要技術措施。在設計過程中應深人實際，進行調查研究，吸取國內外的先進技術，制定出合理的設計方案，再進行具體的設計。而深入生產實際調查研究中，應當掌握下面的一些資料：[1] (1)工件圖紙；詳細閱讀工件的圖紙，了解工件被加工表面是技術要求，該零件在機器中的位置和作用，以及裝置中的特殊要求。 (2)工藝文件：了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面狀況，基準面選擇的情況，可用機床設備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。 (3)生產綱領：夾具的結構形式應與工件的批量大小相適應，做到經濟合理。 在本次畢業(yè)設計的夾具要求是中小批量生產的夾具設計。 (4)制造與使用夾具的情況，有無通用零部件可供選用。工廠有無壓縮空氣站；制造和使用夾具的工人的技術狀況等。 夾具的出現可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。 1.2 了解夾具總體設計的要求[2] 1）夾具應滿足零件加工工序的精度要求。特別對于精加工工序， 應適當提高夾具的精度，以保證工件的尺寸公差和形狀位置公差等。 2）夾具應達到加工生產率的要求。特別對于大批量生產中使用的 夾具，應設法縮短加工的基本時間和輔助時間。 3）夾具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可設置必要的 防護裝置、擋屑板以及各種安全器具。 4）能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。夾具元件 的材料選用將直接影響夾具的使用壽命。因此，定位元件以及主要元件宜采用力學性能較好的材料。夾具的低成本設計在世界各國都以相當重視。為此，夾具的復雜程度應與工件的生產批量相適應。在大批量生產中。宜采用氣壓、液壓等高效夾緊裝置；而小批量生產，則宜采用較簡單的夾具結構。 5）要適當提高夾具元件的通用化和標準程度。選用標準化元件， 特別應選用商品化的標準元件，以縮短夾具制造周期，從而降低夾具成本。 6）必須具有良好的結構工藝性，以便夾具的制造、使用和維修。 以上要求有時是互相矛盾的，故應在全面考慮的基礎上，處理好主要矛盾，使之達到較好的效果。例如鉆模設計中，通常側重于生產率的要求。 第2章 鉆床夾具設計特點 2.1 確定夾具的類型[1] 按使用范圍，夾具可分為通用夾具和專用夾具兩類。通用夾具適用于各種不同尺寸的零件加工，如導尺、分度盤等。這類夾具是作為附件與機床一起配套供應的。專用夾具是專門為某一工件在某一工序進行加工而設計的夾具，如在銑床上加工彎曲零件必須采用相應的夾具，在壓刨上加工斜面、曲面也要采用專用夾具。 2.2 鉆模的主要類型 鉆床專用夾具一般通稱為“鉆?！薄？砂淬@模有無夾具體，以及夾具體是否可動，而分為下面幾類：[1] 1.固定式鉆模 這種鉆模在使用時，是被固定在鉆床工作臺。用于在立軸式鉆床上加工較大的單孔或在搖臂鉆床上加工平行孔系。如果要在立式鉆床上使用固定式鉆模加工平行空系，則需要在機床主軸上安裝鉆模時，一般先將裝在主軸上的定尺刀具伸入鉆套中，以確定鉆模的位置，然后將其緊固。這種加工方式的鉆孔精度比較高。 2.回轉式鉆模 回轉式鉆模主要用于加工同一圓周面上的平行孔系，或分布在圓周上的徑向孔。有立軸、臥軸和斜軸回轉等三種基本形式。由于回轉臺已標準化，并作為機床附件由專門廠生產供應，固回轉式鉆模的設計，大多數情況是設計專用的工作夾具和標準回轉臺聯合使用。 3.翻轉式鉆模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔。使用翻轉式鉆?？蓽p少工件裝夾的次數，提高工件上各孔之間的位置精度。 4.蓋板式鉆模 這種鉆模無夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結構簡單輕便，易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費時，故此鉆模的質量一般不宜超過10 kg。 5.滑柱式鉆模 滑柱式鉆模的結構已經標準化了和規(guī)格化了，具有不同的系列。使用時，只要根據工件的形狀、尺寸和加工要求等具體情況，專門設計制造相應的定位、夾緊裝置和鉆套等，裝在夾具體的平臺或鉆模板上的適當位置，就可用于加工。 2.3 明確設計任務，了解零件加工工藝過程 2.3.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求 圖2.3 加工零件圖 該零件為45鋼；零件圖如上圖2.3，中批量生產；該工序在立式銑床上用三面刃銑刀加工。由零件圖可知，所設計的夾具應滿足以下工序加工要求： 1. 3-φ10通孔夾角120度。 2. 3-φ10通孔至工件中心位置尺寸φ80 mm。 3. 3-φ10通孔對工件A的位置度0.2mm。 2.3.2 熟悉零件加工工藝過程 1.粗銑前后兩端面 2.車外圓 3.精銑前后兩端面 4. 銑3-60度缺口精加工工序 5.鉆鉸孔φ40H7 6.鉆孔4-φ10 以上銑削1、2、3、4工序均在X52K銑床上加工，工序5、6在Z525立式鉆床上加工。 2.4 確定定位方案 根據工件的加工要求，該工序必須限制工件的五個自由度。建立坐標系如圖2.2所示。為保證3-φ10通孔底面至工件B面的垂直度，應選B面為定位基面，限制；為保證工序尺寸80 mm，須限制、，所以選取A面為定位基面；為保證3-φ10通孔對孔軸線的對稱度要求，還必須在加工時限制自由度。另外，為了方便控制刀具的走刀位置，還需要限制。 綜上所述，工件的六個自由度均被限制，為使定位基準與設計基準重合，選取的定位基準是孔和A面。 第3章 工件的夾緊計算及其選擇 3.1 工件的夾緊 3.1.1 夾緊基本原理理論[1] 夾緊的目的是保證工件在夾具中的定位，不致因工時受切削力，重力或伴生離心力，慣性力，熱應力等的作用產生移動或振動。夾緊裝置是夾具完成夾緊作用的一個重要的而不可以缺少的組成部分，除非工件在加工過程中所受到的各種力不會使它離開定位時所需確定的位置，才可以設有夾緊裝置。夾緊裝置設計的優(yōu)劣，對于提高夾緊的精度和加工作效率，減輕勞動強度都有很大的影響。 夾緊對象特征 加工信息特征 夾緊要求特征 動力源項 元功能解項 技術性 經濟性 社會性 應用實例 技術參數 夾緊功能原理方案設計 功能項 原理解項 評價項 備注項 圖3.1 夾緊功能原理方案設計組成結構 分析各類夾具的基本功能要求可以將夾緊裝置概括為兩類：第一類是性能要求，主要指定位唯一性、定位穩(wěn)定性，夾緊穩(wěn)定性及總體約束；第二類要求是夾具的結構剛性、成本及易操作性、易于維修等要求。本設計目錄中功能項包括夾緊對象特征項、加工信息特征及夾緊要求特征。 夾緊對象特征項目：包括夾緊對象類型、材料、形狀、體積、數量、物理特性、磁性、導電性、剛性等信息。 加工信息特征項：加工類型、機加工、裝配、檢測、焊接等、加工參數、切削參數、運動參數、幾何參數等。 夾緊要求特征項：主要指性能要求，包括定位要求、定位基準選擇，如特征點、特征面。夾緊力大小、夾緊方向、夾緊行程、夾緊松開速率，自鎖性等。 元件功能分析：夾緊功能主要包括四種元功能。它們是：定位功能、傳動功能、執(zhí)行功能和分度功能等輔助功能。定位功能由定位元件完成，定位元件按定位面特征分為平面定位元件、圓孔定位元件、外圓定位元件。傳動功能由中間遞力機構完成，該機構一般有三個作用；改變作用力的力一向、大小和自鎖作用。目前常用的有以下機構：斜楔機構、螺旋機構、圓偏心機構、杠桿鉸鏈機構、連桿機構、聯動機構、對中機構、定心機構等。 設計夾緊裝置時，應滿足下述主要要求：[2] 1.夾緊裝置在對工件夾緊時，不應破壞工件的定位，為此，必須正確選擇夾緊力的方向及著力點。 2.夾緊力的大小應該可靠，適當，要保證工件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不致超出允許的范圍。 3.夾緊裝置結構簡單合理，夾緊動作要迅速，操作方便省力，安全。 4.夾緊力或夾緊行程在一定范圍內可進行調整和補償。 3.1.2 夾緊座[2] [4] [6] 在不考慮重力和其它的伴生力的情況下，夾緊力的大小既與切削力的大小有 關，也與切削力對支承的作用有關。 W=KM(f1Rf1+f2Rf2)N(其中K=K1K2K3K4，K1=1.5~2，K2=1.2，K3=1.1~1.3，K4=1.2) M為切削扭矩 W=1.8×1.2×1.2×1.2×85×(0.2×7+0.2×7)=740.28(N) Q 需=KP/(f1+f2)=1.8×1.2×1.2×1.2×100/(0.2+0.2)=777.4N Q 需為切削力 為簡化夾具的成本及考慮工廠實際情況，擬用螺釘夾緊裝置。計算螺釘的夾緊力：W=2QL/ D中/tg(α+φ1)。此公式采用中的數據以M16標準螺紋計算。 α為螺紋升角;t“gα=S/лD中;φ1螺紋摩擦角；D中螺紋中徑；Q人工作用力；其中有f=0.1(螺母端面與工件間的摩擦系數)，φ1=6。34，；計算W=836.8（N）。 很明顯，可以使用螺釘夾緊機構。 夾緊座加工要求：1.表面發(fā)藍或其它的防銹處理；2.熱處理:T10A，淬火HRC60~64；滲碳深度0.2~0.6mm；3.銳邊無毛刺；4.螺紋孔以國家標準的M16配做。 3.1.3 夾緊壓板 夾緊支板和夾緊座的目的相同，都是夾緊工件的，保證在加工過程中工件不移動，限制它的自由度，夾緊支板的工件接觸裝置擬用夾緊螺釘，支板在其中是輔助支承的，最終起決定作用的還是人的操作，不同人操作同樣的夾具或者是在夾緊的過程中用力和速度的不同，都對工件的加工精度有影響。由于取用的夾緊螺釘是一樣的，前面已經計算過了，在此不重復了。[5]具體的結構見零件圖。 螺旋夾緊機構是指螺旋副與其他元件（壓板、墊片、螺釘等）相結合，對工件實施夾緊的機構。螺旋夾緊機構在生產中使用極為普遍。螺旋夾緊機構結構簡單，夾緊行程大，且自鎖性能好，增力比大，是手動夾緊中用的最多的一種夾緊機構。常用的夾緊形式有：單個螺旋夾緊機構、螺旋壓板夾緊機構。 圖3.2 壓板 夾緊壓板加工要求：1.表面發(fā)藍或其它的防銹處理；2.熱處理:T10A，淬火HRC38~45；滲碳深度0.2~0.6mm；3.銳邊無毛刺；4.螺紋孔以國家標準的M27配做。[1] [6] 3.1.4 夾緊螺釘[1] [4] 根據公司的實際情況選用夾緊螺釘，人工操作。節(jié)省成本，制造夾具的時間縮短并以國家標準的規(guī)格生產。 夾緊功能的原理方案設計目錄是設計目錄應用的具體體現，由于夾具種類繁多，如何對其進行抽象化整理，以利于運用設計目錄的結構形式，還需要更深入的研究。建立原理方案設計目錄涉及的知識面較廣，難度較大，目錄本身的構造規(guī)律也很復雜。這里僅作最基本的原理方案設計研究。 為使工件在定位件上所占有的規(guī)定位置在加工過程中保持不變，就要用夾緊裝置將工件夾緊.保證工件的定位基準與夾具上的定位表面可靠的接觸，防止在加工過程中移動、振動、或變形。 因為此套夾具加工的工件剛度較好，防止了切削力作用是所引起的振動，側面在加上移動壓板的定位，免除夾緊力對加工表面幾何形狀精度的不利影響夾具的夾緊選用加工表面的松態(tài)夾緊，夾緊力的作用線不通過加工表面的周圍，使加工表面的材料處在自由狀態(tài)下。 3.2 夾緊力的選擇 3.2.1 夾緊力方向 在保證安裝的真確可靠，減少工件的變形，定位方便和在可以減少所需夾緊力的大小的前提下，此套夾具的夾緊方向和工件重力方向和切削方向相同。工件的定位工作面為垂直方向上，則工件的夾緊通過工件的一個定位銷與水平方向的移動壓塊完成。夾緊力的方向為平行重力方向垂直夾緊。[2] 在本次夾具設計中，夾緊力是由中心螺桿和一邊壓板提供的。 3.2.2 夾緊力的作用點 夾緊力的作用點是指夾緊元件與工件相接觸的一小塊面積。現在夾緊力的方案已定。考慮夾具的結構尺寸特征可以確定夾緊力的作用點個數為2個。 考慮夾緊力作用點的一般要求：[1] ① 夾緊力的作用點應能保持工件定位穩(wěn)定，而不至引起工件發(fā)生位移和偏轉； ② 夾緊力的作用點，應使被夾緊的夾緊變形盡可能的小些； ③ 夾緊力的作用點應盡可能靠近加工表面，以提高定位穩(wěn)定性。 3.2.3 夾緊力的計算 夾緊力的大小重要取決于切削P和重力G，重力是可認為不變的，而切削力在切削的過程中是變化的。影響切削力的大小因素很多，如工件質量的不均勻，加工質量的不均勻，刀具磨損以及切削用量的變化等等。同時夾緊力也和其他因素有關，如夾緊件和工件及工件與定位件間接觸表面的光潔度，工藝系統(tǒng)的剛性等等，因此夾具夾緊力的設計只能對其作初略的估算。 W:實際夾緊力 Wi:理論夾緊力 K:安全系數 安全系數:K= K1×K2×K3×K4 式中: K1-基本安裝系數 K2-加工安裝系數 K3-刀具鈍化系數 K4-切削特點系數 其加工直徑全部為10 刀具：鉆頭 D=10。 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,安全系數 K=KKKK 式中 K—基本安全系數，1.5; K—加工性質系數，1.1; K—刀具鈍化系數, 1.1; K—斷續(xù)切削系數, 1.1 則 F=KF=1.5 鉆削時 T=17.34 N 切向方向所受力: F= 取 F=4416 F> F 所以,時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。 3.2.4 夾具精度計算與分析[3] 精度等級的選擇：首先根據所要加工的零件進行分析，看其在各方面的精度及表面粗糙度等的要求。然后，根據設計好的夾具（即零件在夾具上的配合和裝配來確定。 表3 標準公差數值表（節(jié)錄） 基本尺寸 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 >50~80 13 19 30 46 74 120 190 300 >80~120 15 22 35 54 87 140 220 350 >120~180 18 25 40 563 100 160 250 400 由國家標準推薦的各公差等級的應用范圍可知： IT5～IT12級用于配合尺寸公差。其中 （1）IT5（孔到IT6）級用于高精度和重要的配合處； （2）IT6（孔到IT7）級用于要求精密配合的情況； （3）IT7（孔到IT8）級用于一般精度要求的配合。 選用公差等級時，除上述有關原則和因素外，還應考慮以下問題。 ａ.相關件配合的精度； ｂ.加工成本。 在本次設計的夾具中可得知零件與夾具體的配合要求較高精度配合，所以選擇(1），而用于定位零件中間的孔和軸，在鉆孔只能夠要求這個孔和軸要有較高的位置度，所以選擇（2），鉆模板和零件上用來定位的插銷，因為它是用來對零件鉆孔裝夾定位的，所以同樣選（2）。 第4章 夾具結構分析與設計 4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2] 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。 夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質量和生產安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動源即產生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件。 考慮到機床的性能、生產批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。 螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。 螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機構的特點： （1）結構簡單； （2）擴力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。 圖4.1 CAD裝配圖 如圖4.1所示在這次夾具設計中，定位是采用一根心軸和一個定位插銷來定位水平方向的。在垂直方向，用兩個同心半圓環(huán)來定位。當被加工零件放到夾具體同心圓環(huán)上后，用定位插銷把夾具上的鉆模板和零件通過先加工的孔進行定位，把壓板壓緊，之后取出定位插銷。 4.2 夾具的導向[1] 在鉆床上加工孔時，大都采用導向元件或導向裝置，用以引導刀具進入正確的加工位置，并在加工過程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的剛性，從而保證零件上孔的精度，在鉆床上加工的過程中，導向裝置保證同軸各孔的同軸度、各孔孔距精度、各軸線間的平行度等，因此，導向裝置如同定位元件一樣，對于保證工件的加工精度有這十分重要的作用。 導向元件包括刀桿的導向部分和導向套。 在這套鉆床夾具上用的導向套是鉆套。 鉆套按其結構可分為固定鉆套，可換鉆套，快換鉆套及特殊鉆套。 因此套鉆夾具加工量不大，磨損較小，孔距離精度要求較高，則選用固定鉆套。如圖4.2。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。 圖4.2 鉆套 鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材料選擇20Mn2。淬火HRC60。我選擇的鉆套:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。 相同的，為了防止定位銷與模板之間的磨損，在模板定位孔之間套上兩個固定襯套。選取的標準件代號為12*18 GB2263-1980。材料仍選取T10A， 淬火HRC60。公差采用H7/p6的配合。 4.3 鉆孔與工件之間的切屑間隙[1] [2] 鉆套的類型和特點: 1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。 2、可換鉆套：主要用在大批量生產中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內，鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。 3、快換鉆套：當對孔進行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的導套引導刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。 4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標準鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。 鉆套下端面與工件表面之間應留一定的空隙C，使開始鉆孔時，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內孔，如圖4.3。 圖4.3 切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。 在本次夾具鉆模設計中考慮了多方面的因素，確定了設計方案后，選擇了C=8。因為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。 4.4 鉆模板 在導向裝置中，導套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈式鉆模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等。 在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下，鉆模板在夾具體上采用定位銷一面雙孔定位，螺栓緊固，鉆模精度較高。[4] 4.5定位誤差的分析 制造誤差ZZ （1）中心線對定位件中心線位置精度 . 取. （2）內外圓同軸度誤差（查表P297） .故，. 則. 知此方案可行。 4.6 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 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 13 10 16 20 ＞6～8 +0.028 +0.013 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 62 66 ＞48～50 70 74 0.040 鉆模板選用翻轉鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 4.7 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。 4.8 三維裝配圖UG建模 下圖為裝配三維建模圖 4.9 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。本夾具設計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉動自由度。此時雖然有過定位，但面是經精銑的面，定位是允許的。 結 論 盤類零件夾具設計。在很多問題的設計過程中，假設出現不合理工藝路線，甚無法保證夾具設計的準確性。在夾具設計中，由于定位基準的選擇不合理，出現了定位或不定位零件加工精度無法保證。在夾緊機構由于尺寸的選擇，如不合理，但沒有達到夾緊的目的，也可能是由于位置的夾緊力和工件表面的作用所產生的營業(yè)額不合理。然而，在老師的細心指導的悉心指導下，經過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術工作。然而，在老師的細心指導的悉心指導下，經過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術工作。通過這次的畢業(yè)設計，我深深地感受到，做任何事都必須有耐心，細心。有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但一想到老師教得比平時多，病人，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，讓人觸目驚心的事故，我不能不提醒自己，要形成一個高度負責的好習慣，一絲不茍。發(fā)現自己的知識真的很差，他們的能力，用學到的知識是不夠的，幾年來學習很多課程，今天才知道自己和不使用。想到這里，我真的有點不耐煩。主要是確定的工藝設計的工藝路線，確定加工和切削參數，基本工時，本設計的零件工藝路線是正確合理的，定位和夾緊的夾緊機構可實現定位和夾緊的目的，可以保證工件的加工精度。在很多問題的設計過程中，假設出現不合理工藝路線，甚無法保證夾具設計的準確性。在夾具設計中，由于定位基準的選擇不合理，出現了定位或不定位零件加工精度無法保證。在夾緊機構由于尺寸的選擇，如不合理，但沒有達到夾緊的目的，也可能是由于位置的夾緊力和工件表面的作用所產生的營業(yè)額不合理。然而，在老師的細心指導的悉心指導下，經過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術工作。然而，在老師的細心指導的悉心指導下，經過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術工作。通過這次的畢業(yè)設計，我深深地感受到，做任何事都必須有耐心，細心。有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但一想到老師教得比平時多，病人，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，讓人觸目驚心的事故，我不能不提醒自己，要形成一個高度負責的好習慣，一絲不茍。發(fā)現自己的知識真的很差，他們的能力，用學到的知識是不夠的，幾年來學習很多課程，今天才知道自己和不使用。想到這里，我真的有點不耐煩。 22 致 謝 畢業(yè)設計是大學知識，相關的專業(yè)知識的綜合運用，是知識在實踐中的應用。通過本次畢業(yè)設計，使我的專業(yè)知識得到鞏固和提高在原來的基礎上，就離不開老師和同學的幫助。設計的分析是在老師的指導下完成的，在分析過程中，老師給了我很大的鼓勵，在設計和分析使我覺得更多的設計思路，提高的學習能力，和討論的問題的分析，有一個更清楚的了解，使我受益不淺。 說實話，畢業(yè)設計真是有點累了。然而，明確其自身的設計結果，畢業(yè)設計仔細回味的旅程，一個罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡。雖然這是我剛學的第一個走，一點在我的生命中的成功，但它讓我覺得更成熟了。通過這次的畢業(yè)設計，我深深地感受到，做任何事都必須有耐心，細心。有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但一想到老師教得比平時多，病人，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，讓人觸目驚心的事故，我不能不提醒自己，要形成一個高度負責的好習慣，一絲不茍。發(fā)現自己的知識真的很差，他們的能力，用學到的知識是不夠的，幾年來學習很多課程，今天才知道自己和不使用。想到這里，我真的有點不耐煩。 因為臨近畢業(yè)的時間，許多本來應該了解到的地方都沒有時間去仔細調查的來源，如控制，協調電網的理解，選擇求解器，它使我明白大學只是一個大致的方向，和距離太遠，離實際應用。但我認為，方向是最重要的，因為方向，將用最少的精力去做事情，這項工作后，我的生命。因為在實際生產生活中，從事的工作是千差萬別的，只有找到自己最喜歡的，最有前途的工作，個人有更高的熱情，但也最有可能在自己的崗位上做出一定的貢獻。 24 參考文獻 [1] 李旦等，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，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，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] 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