338 轉向器側蓋鉆孔夾具設計,轉向器,鉆孔,夾具,設計 各位評委老師大家好,轉向器側蓋鉆孔夾具設計,班級：機制052班 姓名：曾振江 學號：20050464 指導老師：樊十全,前言,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，熱處理等工藝中，都大量采用夾具。而在機械加工中應用最為廣泛是機床夾具。機床夾具是組成工藝系統(tǒng)的一個環(huán)節(jié)，是影響加工質量的重要因素，一般情況下，使用機床夾具能穩(wěn)定地保證產品質量。 機床夾具主要有如下主要作用： 1.保證加工精度；2.提高勞動生產率，降低生產成本；3.減輕工人操作強度，降低對工人的技術要求； 4.擴大機床的工藝范圍；5.減少生產準備時間，縮短新產品試制周期； 機床夾具的種類較多，按其應用范圍可分為：通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾具等。此次設計的是鉆孔專用夾具。,1.工件的加工工藝分析,加工工件為轉向器側蓋，工件材料為球墨鑄鐵，牌號為QT450-10。 本工序主要鉆削加工四個Φ12.5 mm的孔,鉆削深度為11mm。 四個孔的加工位置要求如下: 1.孔心位置度偏差為0.2mm， 2.孔的橫軸心連線向上偏轉5度， 3.孔的豎軸心連線向右偏移5mm。 具體的尺寸分布見工件零件圖:,,,,2.鉆床夾具特點的分析,鉆床夾具一般通稱“鉆模”。鉆模的結構類型較多.可按鉆模有無夾具體，以及夾具體是否可動，可分為以下五類： （1）固定式鉆模； （2）回轉式鉆模 ； （3）翻轉式鉆模 ； （4）蓋板式鉆模 ； （5）滑柱式鉆模； 本設計采用蓋板式鉆模結構，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。鉆模板覆蓋在工件上定位夾緊后即可進行加工。這種鉆模的主要特點是：結構簡單輕巧，清除切屑方便；但每次需從工件上裝卸，較費時。,,3.工件的定位方案分析,設計蓋板式鉆模.經分析知，需要限制工件的五個自由度( X軸和Y軸方向的旋轉、移動自由度,Z軸方向的旋轉自由度).將工件的圓柱端插入長定位套孔 中,此長定位套限制了工件的四個自由度(即X軸和Y軸方向的移動、轉動自由度 ).此時工件仍可繞Z軸轉動，工件旋轉到合適位置，再插入定位插銷（定位插銷限制了Z軸方向的轉動），即可實現(xiàn)定位。為了實現(xiàn)工件的預定位及提高工件定位穩(wěn)定性，同時設置一個輔助支承釘 . 簡圖如下:,,1底座 2長定位套 3工件（側蓋） 4鉆模板 5定位插銷 6定位襯套 7輔助支承,3.2定位元件的選擇,1.長定位套（定位襯套）:A46H7×40 GB2201-80 熱處理:20 滲碳深度 0.8～1.2mm HRC55～60 2.定位插銷B13f7×56 GB2205-80; 20滲碳深度:0.8～1.2mm HRC55～60 3.支承：M10×25 GB2227-80 熱處理：45 全部HRC40～50; 4.短定位套:B13H6×18 GB2201-80 熱處理:T8 HRC55～60;,3.3定位誤差分析,定位誤差是指由于定位不準而造成的某一工序在工序尺寸（通常指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。 該工件的定位基準面為工件的圓柱側面和底面。 此定位中，定位基準和設計基準重合，即基準不重合誤差為0，只需分析基準位置誤差。計算項目有三個： （1） 位置度誤差； 位置度選取C基準面做參照，即工件圓柱側面。其誤差為長定位套與工件圓柱側面最大配合間隙 =[0-（-0.39）]+（0.119-0.08）=0.078mm,,（2）偏轉度數(shù)誤差分析,=arc tan（ ）； 其中 為偏轉角度即為所求誤差； 為長定位套與工件圓柱側面配合位置誤差； 菱形銷與孔配合位置誤差,求得其為0.018； L 為定位孔Φ13與Φ46的中心距；L= =88.6mm 代入數(shù)值得: D=arc tan( ) =0.031 （3）豎軸心線的偏移誤差分析； 該誤差產生的原因在工件圓柱側面與定位襯套配合位置誤差，類 似于項目1，可知其誤差亦為0.078mm,,,,,,4.工件夾緊方案的分析,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, 要用夾緊裝置將工件夾緊.夾緊裝置的基本任務就是保持工件在定位中所獲得的既定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和振動，確保加工質量和生產安全。 該套夾具的夾緊方式為手動夾緊。夾緊機構為螺旋夾緊機構。典型的螺旋夾緊機構具有下列特點：結構簡單、擴力比大、自鎖性能好、行程不受限制、夾緊動作慢等。本套夾具的夾緊裝置為兩塊可移動壓板。通過螺栓夾緊移動壓板，達到夾緊作用 .,,夾緊簡圖： 1墊圈 2螺母 3手柄 4螺栓 5螺母 6壓板 7彈簧 8螺母 9支柱,4.2切削力的計算,已知工件的材料為鑄鐵,硬度HB190~210,刀具選擇高速鋼刀具,可得： 其中D=12.5mm, s=0.1mm, 代入數(shù)值，求得： =848.3 N 由于四孔同時鉆削 切削合力P= 4 × 848.3=3393.2N 建立直角坐標系，列出切削孔圓心的 坐標值，可求切削合力在 X=102.21, Y=93.00的位置,,,,4.3夾緊力的計算,本道工序是對側蓋面上四個孔的鉆削加工，在鉆孔的過程中，鉆削力距M 切迫使工件有轉動趨勢，則靠由壓塊夾緊所產生的摩擦力矩來克服。 M切=0.21 D為鉆頭直徑，s為每轉進給量，Kp為修正值 ( D= 12.5mm, s=0.1mm, Kp=1.021 ) 代入計算得 M切=5.3 N.m M切總=4×5.3=21.2N.m（四個鉆頭同時工作） 而 M切總= ·f·a 為理論夾緊力，f 為摩擦系數(shù)，a 為摩擦力臂；其中摩擦系數(shù)f取0.25，摩擦力臂a為切削合力位置到壓板作用點的兩段距離之和（兩段近似認為相等），經分析知a為0.125m，代入數(shù)值可得： =678.4N 最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需的夾緊力的數(shù)值。即 查表求得K值2.07 , =678.4×2.07 =1404.3N,,,,,4.4移動壓板的確定,移動壓板的主要尺寸由需要提供夾緊力的大小來確定。查《機床夾具 設計手冊》，可得： Q Q是移動壓板螺栓提供的原動力， 是實際夾緊力； 是移動壓板的 機械效率； 其中 =2， =0.9。代入數(shù)值得： Q=3120.6N 該套夾具有兩塊移動壓板，可求單 塊壓板的螺栓需提供原動力 =1560.3N 可選用螺紋公稱直徑為20mm的螺栓,,,,,,,,5引導裝置的確定,在鉆床上加工孔和孔系時,大都采用引導裝置。用來引導刀具進入正確 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,從而保證零件上加工孔的精度。 該套夾具的引導元件是鉆套。固定鉆套外圓與鉆模板一般采用H7/p6 的配合.且必須有很高的耐磨度,材料選擇T10A按GB1298-77《碳素工具 鋼技術條件》.淬火HRC58～64. 選擇的鉆套B12.5×32 GB2262-80.,5.2鉆套與工件之間的距離計算,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 查《機床夾具設計手冊》， 可得C=（0.3～0.7）d, 其中d為鉆孔直徑，取C=0.5d 而工件鉆孔直徑為12.5mm 故C=6.25mm,,6鉆模板的確定,在引導裝置中,鉆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. 此套鉆模夾具中選用的是蓋式鉆模板,這種鉆模板在裝卸工件時需從夾具體上裝上和卸下。它的加工精度較可卸式鉆模板高，主要用于模板定位孔有較嚴要求的場合。此時應以被加工孔的工序基準作為定位基準，以達到較高的位置精度。在夾具體上采用一面雙孔定位,螺栓緊固,鉆模精度較高。,7底座的確定,該底座承受鉆模板和工件重力，同時必須承受鉆削時產生的振動。 因此底座必須具有較高的剛度和抗振能力。底座材料選用鑄鐵HT200 該鑄鐵為灰鑄鐵，主要用于制造承受壓力和振動的零部件，如機床車 身、各種箱體、殼體、泵體和缸體。,8夾具操作過程及選取機床、刀具,此套鉆模夾具中選用的是蓋式鉆模板，可方便裝卸。裝工件過程為：將工件圓柱部分套入長定位套中，將工件轉動，安上鉆模板，放入定位插銷。用扳手緊固鉆模板上螺母，將移動壓板壓緊工件，緊固壓板螺母。 選取機床：選取立式鉆床Z535，立式鉆床需要移動夾具，推動手柄，即可移動夾具。鉆模在機床工作臺上的正確位置，以安裝在機床主軸上的刀具準確自由插入鉆套內孔為準。 孔加工刀具：圓柱直柄麻花鉆 GB1436-85 鉆頭直徑為12.5mm,設計小結,經過兩個多月的時間，我完成了畢業(yè)設計。畢業(yè)設計是對我們大學 這四年來的所學的考驗，它要求我們將大學這四年來所學到的知識融會 貫通、綜合應用，并要求我們能夠理論聯(lián)系實際，它鍛煉我們的綜合 運用知識的能力以及解決實際問題的能力。 在這兩個月里，我在樊十全老師的悉心指導下，經過了設計方案的確 定、尺寸擬定、零部件的選擇及計算、繪制裝配圖和零件圖等幾個階段。 在這次畢業(yè)設計過程中，我到圖書館借閱專業(yè)工具書，仔細計算校核， 用計算機繪圖。這些都使我深刻體會到學習的必要性。與此同時，我也 充分認識到自身的許多不足，如基礎知識不夠扎實，缺乏綜合運用理論 聯(lián)系實際的能力等。因此，設計中錯誤和不足之處再所難免，懇請各位 老師和同學批評指正，不勝感激！ 最后，我要衷心地感謝樊十全老師，還有其它所有給過我?guī)椭椭С?的老師和同學!,謝謝各位評委老師 設計中不足之處，敬請指點,