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分 類 號(hào)
密 級(jí)
HY60型氣缸套壓板式鉆孔夾具設(shè)計(jì)
I
摘 要
本課題主要是設(shè)計(jì)HY60型氣缸套壓板式鉆孔夾具設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中采用先設(shè)計(jì)該HY60型氣缸套的加工工藝在根據(jù)加工工藝來(lái)選取夾具的設(shè)計(jì)的方案和夾具的具體設(shè)計(jì)；而設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是夾具的設(shè)計(jì)。在機(jī)械加工中應(yīng)用最為廣泛的是金屬切削機(jī)床上使用的夾具，我們稱其為機(jī)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(dòng)等諸方面起著巨大的作用。因此，機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)迅速發(fā)展的重要工藝措施之一。為此，在本次課程設(shè)計(jì)時(shí)，選擇了機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。
本文主要圍繞機(jī)床鉆孔夾具設(shè)計(jì)為中心。用以鉆填料箱蓋零件，首先通過(guò)參觀實(shí)習(xí)讓我們對(duì)夾具設(shè)計(jì)有了初步的了解，特別是對(duì)鉆模夾具設(shè)計(jì)的了解更為深刻。然后，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，對(duì)夾具設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和選擇。選定方案后，。通過(guò)查閱相關(guān)夾具設(shè)計(jì)書籍和相關(guān)圖例在鉆孔夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中。在查閱了相關(guān)文獻(xiàn)后完成外文翻譯。參考相關(guān)資料完成夾具的總體設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞 加工工藝，夾具，HY60型氣缸套，設(shè)計(jì)
ABSTRACT
Abstract
The main topic is the design of HY60 type cylinder pressure plate drilling fixture design, adopted in the design of specific design design of the first HY60 type cylinder sleeve machining process in the design to select the clamp according to the processing technology and fixture design scheme; and the key is the jig design. The most widely used in mechanical processing is the use of metal cutting machine tool fixture, we call it machine tool fixture. It guarantees high-quality products, high yield, low cost, and give full play to the potential of existing equipment, so that workers have complicated or precision parts processing technology, in order to reduce the heavy manual labor and other aspects play a huge role. Therefore, the design and use of machine tool fixture is one of the important measures to promote the rapid development of production. To this end, in this course design, the selection of machine tool fixture design.
This paper focuses on the design of drilling fixture. In order to drill packing box cover parts, first of all, through the visit to let us have a preliminary understanding of fixture design, especially for the understanding of the design of the drilling jig. Then, under the guidance of the tutor, the fixture design scheme is analyzed and selected. After selecting the scheme,. The fixture design books and related legend inspection in the drill hole jig design process. After consulting the relevant documents, complete the translation. Reference to the relevant information to complete the overall design of the fixture.
Keywords: machining process, fixture, HY60 cylinder liner, design
目錄
目 錄
摘 要 I
Abstract II
目 錄 1
1 緒論 2
1.1題目背景和研究意義 2
1.2國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況 3
1.2.1發(fā)展歷史 3
1.2.2發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì) 4
1.3本課題研究的主要內(nèi)容 6
第2章 鉆床夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn) 8
2.1 鉆孔夾具方案設(shè)計(jì) 8
2.2 了解夾具總體設(shè)計(jì)的要求 8
2.3 鉆床的發(fā)展趨勢(shì) 9
2.4鉆床夾具的概述 10
2.4.1鉆床夾具的特點(diǎn) 10
2.4.2鉆床夾具的主要類型 11
2.4.3鉆模類型選擇 11
2.4.4鉆套的選擇 11
2.4.5鉆模板類型 12
2.5 確定夾具的類型 12
2.6 鉆模的主要類型 13
2.7 明確設(shè)計(jì)任務(wù) 13
2.8 定位基準(zhǔn)的選擇 14
第3章 夾具設(shè)計(jì)過(guò)程 15
3.1 工件的夾緊 15
3.1.1 夾緊基本原理理論 15
3.1.2 夾緊壓板 16
3.1.3 夾緊螺釘 16
3.2 夾緊力的選擇 17
3.2.1 夾緊力方向 17
3.2.2 夾緊力的作用點(diǎn) 17
3.2.3 夾緊力的計(jì)算 17
3.3 鉆孔定位基準(zhǔn)的選擇 19
3.4 夾具精度計(jì)算與分析 21
3.5 夾具的導(dǎo)向 22
3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 25
3.7 夾具操作說(shuō)明 26
3.8 夾具零件的設(shè)計(jì) 26
結(jié)論 27
參考文獻(xiàn) 28
致 謝 29
29
1 緒論
1 緒論
1.1題目背景和研究意義
在實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、形狀、尺寸和技術(shù)要求等條件不同，針對(duì)某一零件，往往不是單獨(dú)在一種機(jī)床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經(jīng)過(guò)一定的工藝過(guò)程。因此，我們不僅要根據(jù)零件具體要求，選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，一步一步地把零件加工出來(lái)[1]。機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營(yíng)管理模式乃至社會(huì)的組織結(jié)構(gòu)和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對(duì)生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求，也就對(duì)機(jī)械加工工藝等提出了要求。
機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。夾具是能夠使產(chǎn)品按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝置，它主要用于保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、輔助產(chǎn)品檢測(cè)、展示、運(yùn)輸?shù)萚2]。夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。在當(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)信息化的要求下，企業(yè)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求[3]。
工件的工藝分析及夾具設(shè)計(jì)是工藝工程師必備的專業(yè)素質(zhì)。本課題的目的是通過(guò)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握機(jī)械加工的流程，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生盡早成為合格工藝工程師具有重要的實(shí)踐意義[4]。
我還認(rèn)為這次“HY60型氣缸套零件機(jī)械加工工藝以及專用夾具的設(shè)計(jì)”的畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成了大學(xué)全部課程之后，進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的綜合運(yùn)用。我希望通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我的專業(yè)知識(shí)、技能有進(jìn)一步的提高，鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為自己以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1.2國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況
1.2.1發(fā)展歷史
夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個(gè)階段:第一階段主要表現(xiàn)在夾具與人
的結(jié)合上，這時(shí)夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是使加工過(guò)程加速和趨于完善。第二階段，夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生了變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到夾具與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對(duì)夾具引起了重視。第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備[5]。
1.2.2發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì)
制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，隨著以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主導(dǎo)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，以“時(shí)間驅(qū)動(dòng)”為特征的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快、商品需求的多樣化、用戶素質(zhì)的提高等使制造業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，特別像HY60型氣缸套這樣不規(guī)則零件的加工就出現(xiàn)了一些問(wèn)題，在現(xiàn)階段像HY60型氣缸套的加工還沒(méi)有達(dá)到現(xiàn)代自動(dòng)化的水平[6]。在現(xiàn)代的中小批量生產(chǎn)中，它的加工工藝還需用人工畫線的方法來(lái)保證其精度，而對(duì)工件的裝夾也是通過(guò)人工的方法進(jìn)行的。因此目前我國(guó)對(duì)HY60型氣缸套加工還處于效率低、成本高的階段[7]。
a. 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，普遍采用計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助工程分析(CAE)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；在加工技術(shù)方面，已實(shí)現(xiàn)了底層(車間層)的自動(dòng)化，包括廣泛地采用加工中心(或數(shù)控技術(shù))、自動(dòng)引導(dǎo)小車(AGV)等．近10余年來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家主要從具有全新制造理念的制造系統(tǒng)自動(dòng)化方面尋找出路，提出了一系列新的制造系統(tǒng)。如計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)、并行工程、敏捷制造等[8]。
(1) 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)
它是在自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)和制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)及其軟件，將制造廠全部生產(chǎn)活動(dòng)所需的各種分散的自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)地集成起來(lái)，是適合于多品種、中小批量生產(chǎn)的總體高效率、高柔性的制造系統(tǒng)。首先在功能上，它包含了一個(gè)工廠的全部生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，即從市場(chǎng)預(yù)測(cè)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工工藝、制造、管理至售后服務(wù)以及報(bào)廢處理的全部活動(dòng)．因此它比傳統(tǒng)的工廠自動(dòng)化的范圍要大得多，是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，是工廠自動(dòng)化的發(fā)展方向[9]。其次，在集成上，它涉及的自動(dòng)化不是工廠各個(gè)環(huán)節(jié)自動(dòng)化的簡(jiǎn)單疊加，而是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布式數(shù)據(jù)庫(kù)支持下的有機(jī)集成。這種集成主要體現(xiàn)在以信息和功能為特征的技術(shù)集成，即信息集成和功能集成。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的核心技術(shù)是CAD/CAM技術(shù)。
(2) 智能制造系統(tǒng)(IMS)
是指將專家系統(tǒng)、模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)應(yīng)用到制造系統(tǒng)中，以解決復(fù)雜的決策問(wèn)題，提高制造系統(tǒng)的水平和實(shí)用性。人工智能的作用是要代替熟練工人的技藝，學(xué)習(xí)工程技術(shù)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，并用于解決生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，從而將工人、工程技術(shù)人員多年來(lái)積累起來(lái)的豐富而又寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)保存下來(lái)，在實(shí)際的生產(chǎn)中長(zhǎng)期發(fā)揮作用。智能制造系統(tǒng)的核心技術(shù)是人工智能。
(3) 并行工程(CE)
又稱同步工程或同期工程，是針對(duì)傳統(tǒng)的產(chǎn)品串行開發(fā)過(guò)程而提出的概念和方法．并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)各種過(guò)程的系統(tǒng)方法。該方法要求開發(fā)人員從設(shè)計(jì)開始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中的所有因素，包括產(chǎn)品制造工藝、質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求等。并行工程通過(guò)組成多學(xué)科的產(chǎn)品開發(fā)群組協(xié)同工作，利用各種計(jì)算機(jī)輔助工具等手段，使產(chǎn)品開發(fā)的各個(gè)階段，既有一定的時(shí)序又能并行，同時(shí)采用上、下游的各種因素共同決策產(chǎn)品開發(fā)各階段工作的方式，在產(chǎn)品開發(fā)的早期就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)全過(guò)程中的問(wèn)題，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力．并行工程強(qiáng)調(diào)在集成環(huán)境下的并行工作，因此，它是CIMS進(jìn)一步發(fā)展的方向[10]。
(4) 敏捷制造(AM)
又稱靈捷制造、迅速制造和靈活制造等，它是將柔性生產(chǎn)技術(shù)、熟練掌握生產(chǎn)技能和知識(shí)的勞動(dòng)力與促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間相互合作的靈活管理集成在一起，通過(guò)所建立的共同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)迅速改變或無(wú)法預(yù)見的消費(fèi)者需求和市場(chǎng)時(shí)機(jī)作出快速響應(yīng)[11]。敏捷制造的基本原理是采用標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以分布式結(jié)構(gòu)連接各類企業(yè)，構(gòu)成虛擬制造環(huán)境，以競(jìng)爭(zhēng)合作為原則，在虛擬制造環(huán)境內(nèi)動(dòng)態(tài)選擇合作伙伴，并通過(guò)組成虛擬企業(yè)來(lái)適應(yīng)持續(xù)多變、無(wú)法預(yù)料的市場(chǎng)變化．敏捷制造的核心是虛擬公司，虛擬公司映射為虛擬制造系統(tǒng)，虛擬制造系統(tǒng)是敏捷制造的關(guān)鍵．敏捷制造是一種戰(zhàn)略決策，它是能使各合作伙伴既保證各自的利益，又能獲得共同利益的一種全新的生產(chǎn)組織模式和制造模式。目前，敏捷制造仍在發(fā)展研究中[12]。
b.機(jī)械加工工藝的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
(1) 集成化發(fā)展趨勢(shì)
隨著機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的逐漸推廣，機(jī)械制造工藝不斷趨向于集成化，原本分散型的加工模式也逐漸向集成化靠攏，機(jī)械制造開始具備連續(xù)性和規(guī)模性。目前在機(jī)械制造業(yè)中集成化的利用主要是連續(xù)性加工和機(jī)電一體化，它們主要是針對(duì)零件加工的一次性完成，而集成化今后的發(fā)展趨勢(shì)則
是使整個(gè)成品集體化生產(chǎn)[13]。
(2) 微納化發(fā)展趨勢(shì)
在機(jī)械制造工藝中提高加工材料的性能，對(duì)加工工藝過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化是促進(jìn)機(jī)械制造工藝發(fā)展的主要途徑，對(duì)加工進(jìn)行精密化更是提高加工零件使用壽命的關(guān)鍵，納米技術(shù)的發(fā)展使得機(jī)械制造工藝已逐步趨向于微觀化。
(3) 自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)
自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的運(yùn)用使得機(jī)械制造工藝有了很大的改善，無(wú)論是加工質(zhì)量還是加工效率都有了大幅度的改觀。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的腳步加快，提高機(jī)械制造生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度就變得尤為重要，而自動(dòng)化技術(shù)也將成為機(jī)械制造業(yè)今后發(fā)展的必然趨勢(shì)，同時(shí)這也是建立自動(dòng)化制造工廠的必要條件。
(4) 數(shù)字化發(fā)展趨勢(shì)
數(shù)字化作為機(jī)械制造工藝發(fā)展的一個(gè)重要方向，它決定了生產(chǎn)的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)的工作效率，對(duì)機(jī)械制造工藝進(jìn)行數(shù)字化還體現(xiàn)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，數(shù)字化的設(shè)計(jì)使得整個(gè)機(jī)械制造工藝過(guò)程更加完整高效。除此之外，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行數(shù)字化管理也是生產(chǎn)的一個(gè)基礎(chǔ)條件，它可以引導(dǎo)企業(yè)逐漸走上科學(xué)發(fā)展道路[14]。
隨著機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)張，對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來(lái)愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流。為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢(shì)，必然對(duì)機(jī)床夾具提出了更高的要求。特別像HY60型氣缸套零件的加工還處于落后的階段。在今后的發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)大力推廣使用組合夾具、半組合夾具、可調(diào)夾具，尤其是成組夾具。在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精度、高效、模塊組合、通用、經(jīng)濟(jì)等方向發(fā)展[15]。
1.3本課題研究的主要內(nèi)容
本畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是HY60型氣缸套壓板式鉆孔夾具設(shè)計(jì)，詳細(xì)討論HY60型氣缸套從毛坯到成品的機(jī)械加工工藝過(guò)程，分析總結(jié)HY60型氣缸套零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要加工表面，并制定相應(yīng)的機(jī)械加工工藝規(guī)程；針對(duì)HY60型氣缸套零件的主要技術(shù)要求，設(shè)計(jì)專用夾具。
第2章 鉆床夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn)
第2章 鉆床夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn)
2.1 鉆孔夾具方案設(shè)計(jì)
方案設(shè)計(jì)是夾具設(shè)計(jì)的重要階段，它在分析各種原始資料的基礎(chǔ)上，要完成下列設(shè)計(jì)工作：[1]
① 研究殼體零件原始資料，明確設(shè)計(jì)要求。
② 擬訂鉆孔夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖。
③ 繪制夾具總圖，標(biāo)注有關(guān)尺寸及技術(shù)要求。
④ 繪制零件圖。
從另外一方面來(lái)說(shuō)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)深人實(shí)際，進(jìn)行調(diào)查研究，吸取國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，制定出合理的設(shè)計(jì)方案，再進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。而深入生產(chǎn)實(shí)際調(diào)查研究中，應(yīng)當(dāng)掌握下面的一些資料：[1]
(1)工件圖紙；詳細(xì)閱讀工件的圖紙，了解工件被加工表面是技術(shù)要求，該零件在機(jī)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(guò)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(zhǔn)面選擇的情況，可用機(jī)床設(shè)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(chǎn)綱領(lǐng)：夾具的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與工件的批量大小相適應(yīng)，做到經(jīng)濟(jì)合理。
在本次課程設(shè)計(jì)的夾具要求是中小批量生產(chǎn)的夾具設(shè)計(jì)。
(4)制造與使用夾具的情況，有無(wú)通用零部件可供選用。工廠有無(wú)壓縮空氣站；制造和使用夾具的工人的技術(shù)狀況等。
夾具的出現(xiàn)可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。
2.2 了解夾具總體設(shè)計(jì)的要求
1）夾具應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求。特別對(duì)于精加工工序，
應(yīng)適當(dāng)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(yīng)達(dá)到加工生產(chǎn)率的要求。特別對(duì)于大批量生產(chǎn)中使用的
夾具，應(yīng)設(shè)法縮短加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間。
3）夾具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可設(shè)置必要的
防護(hù)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(xué)性能較好的材料。夾具的低成本設(shè)計(jì)在世界各國(guó)都以相當(dāng)重視。為此，夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)中。宜采用氣壓、液壓等高效夾緊裝置；而小批量生產(chǎn)，則宜采用較簡(jiǎn)單的夾具結(jié)構(gòu)。
5）要適當(dāng)提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)程度。選用標(biāo)準(zhǔn)化元件，
特別應(yīng)選用商品化的標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)工藝性，以便夾具的制造、使用和維修。
以上要求有時(shí)是互相矛盾的，故應(yīng)在全面考慮的基礎(chǔ)上，處理好主要矛盾，使之達(dá)到較好的效果。例如鉆模設(shè)計(jì)中，通常側(cè)重于生產(chǎn)率的要求。
2.3 鉆床的發(fā)展趨勢(shì)
鉆床系指主要用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，鉆頭軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鉆床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工精度相對(duì)較低，可鉆通孔、盲孔，更換非凡刀具，可擴(kuò)、锪孔，鉸孔或進(jìn)行攻絲等加工。鉆床可分為下列類型：
(1)臺(tái)式鉆床：可安放在作業(yè)臺(tái)上，主軸垂直布置的小型鉆床。
(2)立式鉆床：主軸箱和工作臺(tái)安置在立柱上，主軸垂直布置的鉆床。
(3)搖臂鉆床：搖臂可繞立柱回轉(zhuǎn)、升降，通常主軸箱可在搖臂上作水平移動(dòng)的鉆床。它適用于大件和不同方位孔的加工。
(4)銑鉆床：工作臺(tái)可縱橫向移動(dòng)，鉆軸垂直布置，能進(jìn)行銑削的鉆床。
(5)深孔鉆床：使用特制深孔鉆頭，工件旋轉(zhuǎn)，鉆削深孔的鉆床。
(6)平端面中心孔鉆床：切削軸類端面和用中心鉆加工的中心孔鉆床。
(7)臥式鉆床：主軸水平布置，主軸箱可垂直移動(dòng)的鉆床
鉆床相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與其他金屬切削機(jī)床相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)大體相同，其專用標(biāo)準(zhǔn)有：GB6477.4-86《金屬切削機(jī)床術(shù)語(yǔ)鉆床》，GB2815-89、JB/T5763-91《鉆床聯(lián)接尺寸標(biāo)準(zhǔn)》，GB9461-88、JB/Z108-89《搖臂鉆床參數(shù)及系列型譜標(biāo)準(zhǔn)》等，出口產(chǎn)品不得低于一等品。
主要生產(chǎn)廠家有：中捷友誼廠、沙市第一機(jī)床廠、寧夏大河機(jī)床廠、魯南機(jī)床廠、保定鉆床廠等。鉆床主要出口日本、東南亞、歐、美、非洲及港、澳等30余個(gè)國(guó)家及地區(qū)。
2.4鉆床夾具的概述
鉆床夾具：用干各種鉆床（鏜床組合機(jī)床）上的夾具，又稱鉆模，鏜模。主要目的保證孔的精度（位置）。要想對(duì)鉆床夾具有深刻的了解，就要先知道鉆床夾具的特點(diǎn)。
2.4.1鉆床夾具的特點(diǎn)
在一般鉆床對(duì)工件進(jìn)行空加工，多具一下特點(diǎn):
首先是刀具本身的剛性比較差。鉆床上所加工的空多為小尺寸的孔，其工序內(nèi)容不外乎鉆、擴(kuò)、鉸、锪或攻螺紋等加工，所以，刀具直徑往往比較小，而軸向尺寸比較啊，刀具的剛性均較差。
其次是多刃刀的不對(duì)稱，易造成空的形位公差。鉆、擴(kuò)、鉸等孔加工刀具，多為多刃刀具，當(dāng)?shù)度蟹植疾粚?duì)稱，或刀刃分布不對(duì)稱，或刀刃長(zhǎng)度不等，會(huì)造成被加工孔的制造誤差，尤其是采用普通麻花鉆鉆孔，手工刃磨鉆頭所造成的兩側(cè)不對(duì)稱，極易造成被加工孔的孔位偏移、孔徑增大及孔軸線的彎曲和歪斜，嚴(yán)重影響孔的形狀、位置精度。
再有就是普通麻花鉆頭起鉆時(shí)，孔的精度極差。普通麻花鉆軸向尺寸大，結(jié)構(gòu)剛性差，加上鉆心結(jié)構(gòu)所形成的橫刃，破壞定心，使鉆尖運(yùn)動(dòng)布穩(wěn)定，往往在起鉆過(guò)程造成較大的孔位誤差。在單件、小批量生產(chǎn)種中，往往要考操作工在起鉆過(guò)程中不斷地進(jìn)行人工矯正控制孔位精度，而在大批生產(chǎn)中，則需依靠刀刃結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和夾具對(duì)刀具的嚴(yán)格引導(dǎo)解決。
綜合以上孔加工特點(diǎn)，鉆床夾具的主要任務(wù)是解決好工件相對(duì)刀具的正確加工位置的嚴(yán)格控制問(wèn)題。在大批量生產(chǎn)中，為有自傲解決鉆頭鉆孔的精度不穩(wěn)定的問(wèn)題，多直接設(shè)置帶有刀具引導(dǎo)的鉆模板，對(duì)鉆頭進(jìn)行正確引導(dǎo)和對(duì)孔位進(jìn)行強(qiáng)制性限制。尤其是對(duì)箱體、蓋板類工件的鉆孔，往往要同時(shí)有多支鉆頭一次性鉆出眾多的孔，為保證加工孔隙的位置精度，一定要通過(guò)一塊精確的模版，把多個(gè)孔位由引導(dǎo)限制好。這種用來(lái)正確引導(dǎo)鉆頭控制孔位精度的模版。專業(yè)化、高效生產(chǎn)中的鉆床夾具，通常具有較精確的鉆模版，以正確、快速地引導(dǎo)鉆頭控制孔位精度，這是鉆床夾具的最主要的特點(diǎn)。所以，習(xí)慣上又把鉆床夾具稱為鉆模。為防止鉆刃破壞鉆模板上引導(dǎo)孔的孔壁，多在引導(dǎo)孔中設(shè)置高硬度的鉆套，以維持鉆模板的孔系精度。
對(duì)鉆床夾具的類型要有一定的認(rèn)知。
2.4.2鉆床夾具的主要類型
鉆床加工中對(duì)不同的加工工件所選著的夾具體液是不同的。因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn)人們總結(jié)了以下不同工件加工的主要夾具。它們主要是：
1.固定式：夾具與機(jī)床上位置固定不變，用于立鉆，搖臂鉆加工大件等
2.回轉(zhuǎn)式：用于同一圓周上的孔系加工。它包括立軸、臥軸和斜軸回轉(zhuǎn)三種基本型式。
3.移動(dòng)式：鉆模移動(dòng)，用于加工同一表面上的多個(gè)孔中小型工件
4、翻轉(zhuǎn)式：鉆模板轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，用于加工不同表面上的孔，翻轉(zhuǎn)點(diǎn)力，
5、蓋板式：沒(méi)有夾具體，模板蓋在工件上加工
6、滑柱式：升降鉆模板的通用可調(diào)夾具
根據(jù)不同工件的加工，因此我們也要對(duì)鉆模由工件的形狀和加工要求進(jìn)行選擇。
2.4.3鉆模類型選擇
鉆模類型多，在設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)工件的形狀、重量、加工要求和批量來(lái)選型：被鉆孔徑>10mm，或加工精度較高時(shí)，宜用固定鉆模。不同表面上的孔，總G<100N，中、小型工件，宜用翻轉(zhuǎn)鉆模。當(dāng)分布在不同心圓周上的孔系，總G<150N，宜用回轉(zhuǎn)式鉆模。當(dāng)G>150N,宜用固定鉆模，在搖臂鉆加工，量大時(shí)用立鉆多軸加工。垂直度與孔間距要求不高時(shí)，用滑柱式鉆模。若加工大件上的小孔時(shí)，宜用蓋式鉆模。
為了提高鉆孔的精度，可以通過(guò)鉆套來(lái)來(lái)引導(dǎo)刀具的位置，保證孔加工的精度。但由于加工工件的量大小和孔位置特殊，所以鉆套也分為以下幾種。
2.4.4鉆套的選擇
鉆套和鉆模板是鉆床夾具的特殊元件。鉆套的作用是確定被加工孔的位置和引導(dǎo)刀具加工，鉆套裝配在模板上，用鉆套比不用鉆套可減少50%以上的誤 差。其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化：
1）固定鉆套：配合H7/n6,H7/r6,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度高，適用于單孔或小批生產(chǎn)。
2）可換鉆套：H7/g5,H7/g6，間隙配合裝入襯套內(nèi)，用螺釘固定
3）快換鉆套：配合H7/g5,H7/g6,結(jié)構(gòu)與上述不同，不用固定螺釘便可更換。適用于加工多，更換不同孔經(jīng)的鉆套。
上述鉆套標(biāo)準(zhǔn)化。還有一種特殊故鉆套。
4）特殊鉆套：適用于工件結(jié)構(gòu)形狀和被加工孔的位置特殊 性，標(biāo)準(zhǔn)鉆套不滿足時(shí)用的鉆套。
鉆套的安裝也是非常重要的，因此鉆模板可以通過(guò)合理的設(shè)計(jì)將鉆套定位安裝，從而保證孔的加工位置。鉆模板通常裝配在夾具體或支架上，或與夾具上的其它元件相連接。常見的有如下幾種類型：
2.4.5鉆模板類型
A固定式鉆模板：鉆模板和夾具體或支架是用固定方法相連接，一般采用兩個(gè)圓錐銷和螺釘裝配連接；對(duì)于簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)也可采用整體的鑄造或焊接結(jié)構(gòu)。
B鉸鏈?zhǔn)姐@模板： 當(dāng)鉆模板妨礙工件裝卸等工作時(shí)，可用活動(dòng)鉸鏈把鉆模板與夾具體相連接。
C可卸式鉆模板
D懸掛式鉆模板： 在立式鉆床上采用多軸傳動(dòng)頭進(jìn)行平行孔系加工時(shí)，所用的鉆模板就連接在傳動(dòng)箱上，并隨機(jī)床主軸往復(fù)移動(dòng)。這種鉆模板簡(jiǎn)稱為懸掛式鉆模板
2.5 確定夾具的類型
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(dǎo)尺、分度盤等。這類夾具是作為附件與機(jī)床一起配套供應(yīng)的。專用夾具是專門為某一工件在某一工序進(jìn)行加工而設(shè)計(jì)的夾具，如在銑床上加工彎曲零件必須采用相應(yīng)的夾具，在壓刨上加工斜面、曲面也要采用專用夾具。
2.6 鉆模的主要類型
鉆床專用夾具一般通稱為“鉆?！??？砂淬@模有無(wú)夾具體，以及夾具體是否可動(dòng)，而分為下面幾類：[1]
1.固定式鉆模
這種鉆模在使用時(shí)，是被固定在鉆床工作臺(tái)。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(jī)床主軸上安裝鉆模時(shí)，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(zhuǎn)式鉆模
回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)等三種基本形式。由于回轉(zhuǎn)臺(tái)已標(biāo)準(zhǔn)化，并作為機(jī)床附件由專門廠生產(chǎn)供應(yīng)，固回轉(zhuǎn)式鉆模的設(shè)計(jì)，大多數(shù)情況是設(shè)計(jì)專用的工作夾具和標(biāo)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)臺(tái)聯(lián)合使用。
3.翻轉(zhuǎn)式鉆模
主要用于加工小型工件不同表面上的孔。使用翻轉(zhuǎn)式鉆?？蓽p少工件裝夾的次數(shù)，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(wú)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便，易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費(fèi)時(shí)，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜超過(guò)10 kg。
5.滑柱式鉆模
滑柱式鉆模的結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了和規(guī)格化了，具有不同的系列。使用時(shí)，只要根據(jù)工件的形狀、尺寸和加工要求等具體情況，專門設(shè)計(jì)制造相應(yīng)的定位、夾緊裝置和鉆套等，裝在夾具體的平臺(tái)或鉆模板上的適當(dāng)位置，就可用于加工。
2.7 明確設(shè)計(jì)任務(wù)
圖2.3 加工零件圖
2.8 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，內(nèi)孔206.92以及上端面都進(jìn)行了加工，可以以這內(nèi)孔206.92以及上端面作為精定位基準(zhǔn)，然后利用孔所在邊緣輪廓作為粗定位基準(zhǔn)。
第3章 夾具設(shè)計(jì)過(guò)程
第3章 夾具設(shè)計(jì)過(guò)程
3.1 工件的夾緊
3.1.1 夾緊基本原理理論
夾緊的目的是保證工件在夾具中的定位，不致因工時(shí)受切削力，重力或伴生離心力，慣性力，熱應(yīng)力等的作用產(chǎn)生移動(dòng)或振動(dòng)。夾緊裝置是夾具完成夾緊作用的一個(gè)重要的而不可以缺少的組成部分，除非工件在加工過(guò)程中所受到的各種力不會(huì)使它離開定位時(shí)所需確定的位置，才可以設(shè)有夾緊裝置。夾緊裝置設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，對(duì)于提高夾緊的精度和加工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度都有很大的影響。
夾緊對(duì)象特征
加工信息特征
夾緊要求特征
動(dòng)力源項(xiàng)
元功能解項(xiàng)
技術(shù)性
經(jīng)濟(jì)性
社會(huì)性
應(yīng)用實(shí)例
技術(shù)參數(shù)
夾緊功能原理方案設(shè)計(jì)
功能項(xiàng)
原理解項(xiàng)
評(píng)價(jià)項(xiàng)
備注項(xiàng)
圖3.1 夾緊功能原理方案設(shè)計(jì)組成結(jié)構(gòu)
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(jié)構(gòu)剛性、成本及易操作性、易于維修等要求。本設(shè)計(jì)目錄中功能項(xiàng)包括夾緊對(duì)象特征項(xiàng)、加工信息特征及夾緊要求特征。
夾緊對(duì)象特征項(xiàng)目：包括夾緊對(duì)象類型、材料、形狀、體積、數(shù)量、物理特性、磁性、導(dǎo)電性、剛性等信息。
加工信息特征項(xiàng)：加工類型、機(jī)加工、裝配、檢測(cè)、焊接等、加工參數(shù)、切削參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、幾何參數(shù)等。
夾緊要求特征項(xiàng)：主要指性能要求，包括定位要求、定位基準(zhǔn)選擇，如特征點(diǎn)、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(dòng)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(dòng)功能由中間遞力機(jī)構(gòu)完成，該機(jī)構(gòu)一般有三個(gè)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(jī)構(gòu)：斜楔機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、圓偏心機(jī)構(gòu)、杠桿鉸鏈機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、對(duì)中機(jī)構(gòu)、定心機(jī)構(gòu)等。
設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，應(yīng)滿足下述主要要求：[2]
1.夾緊裝置在對(duì)工件夾緊時(shí)，不應(yīng)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(diǎn)。
2.夾緊力的大小應(yīng)該可靠，適當(dāng)，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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，夾緊動(dòng)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(nèi)可進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償。
3.1.2 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(guò)程中工件不移動(dòng)，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(guò)程中用力和速度的不同，都對(duì)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(jīng)計(jì)算過(guò)了，在此不重復(fù)了。[5]具體的結(jié)構(gòu)見零件圖。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是指螺旋副與其他元件（壓板、墊片、螺釘?shù)龋┫嘟Y(jié)合，對(duì)工件實(shí)施夾緊的機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)中使用極為普遍。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊行程大，且自鎖性能好，增力比大，是手動(dòng)夾緊中用的最多的一種夾緊機(jī)構(gòu)。
3.1.3 夾緊螺釘
根據(jù)公司的實(shí)際情況選用夾緊螺釘，人工操作。節(jié)省成本，制造夾具的時(shí)間縮短并以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格生產(chǎn)。
夾緊功能的原理方案設(shè)計(jì)目錄是設(shè)計(jì)目錄應(yīng)用的具體體現(xiàn)，由于夾具種類繁多，如何對(duì)其進(jìn)行抽象化整理，以利于運(yùn)用設(shè)計(jì)目錄的結(jié)構(gòu)形式，還需要更深入的研究。建立原理方案設(shè)計(jì)目錄涉及的知識(shí)面較廣，難度較大，目錄本身的構(gòu)造規(guī)律也很復(fù)雜。這里僅作最基本的原理方案設(shè)計(jì)研究。
為使工件在定位件上所占有的規(guī)定位置在加工過(guò)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(zhǔn)與夾具上的定位表面可靠的接觸，防止在加工過(guò)程中移動(dòng)、振動(dòng)、或變形。
因?yàn)榇颂讑A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(dòng)，側(cè)面在加上移動(dòng)壓板的定位，免除夾緊力對(duì)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(guò)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(guò)工件的一個(gè)定位銷與水平方向的移動(dòng)壓塊完成。夾緊力的方向?yàn)槠叫兄亓Ψ较虼怪眾A緊。[2]
在本次夾具設(shè)計(jì)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(diǎn)
夾緊力的作用點(diǎn)是指夾緊元件與工件相接觸的一小塊面積?，F(xiàn)在夾緊力的方案已定?？紤]夾具的結(jié)構(gòu)尺寸特征可以確定夾緊力的作用點(diǎn)個(gè)數(shù)為2個(gè)。
考慮夾緊力作用點(diǎn)的一般要求：[1]
① 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)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(zhuǎn)；
② 夾緊力的作用點(diǎn)，應(yīng)使被夾緊的夾緊變形盡可能的小些；
③ 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)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(jì)算
夾緊力的大小重要取決于切削P和重力G，重力是可認(rèn)為不變的，而切削力在切削的過(guò)程中是變化的。影響切削力的大小因素很多，如工件質(zhì)量的不均勻，加工質(zhì)量的不均勻，刀具磨損以及切削用量的變化等等。同時(shí)夾緊力也和其他因素有關(guān)，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(shè)計(jì)只能對(duì)其作初略的估算。
W:實(shí)際夾緊力 Wi:理論夾緊力 K:安全系數(shù)
安全系數(shù):K= K1×K2×K3×K4
式中: K1-基本安裝系數(shù) K2-加工安裝系數(shù)
K3-刀具鈍化系數(shù) K4-切削特點(diǎn)系數(shù)
刀具：鉆頭 D=18。
則軸向力：見《工藝師手冊(cè)》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉(zhuǎn)矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計(jì)算切削力時(shí),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(zhì)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(shí) T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。
3.3 鉆孔定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，內(nèi)孔206.92以及上端面都進(jìn)行了加工夾緊時(shí)主要是限制工件的在平面上的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于外表面基本上是不用加工的，所以在加工的時(shí)候采用不加工的面作為夾緊。
圖3.2 夾具裝配方案
（2）夾緊力的選擇
在鉆孔是夾緊力產(chǎn)生的力矩，必須滿足
（查資料[1]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》）
其中 ——鉆削時(shí)的扭矩，其值由切削原理的公式計(jì)算確定；
——鉆削時(shí)的時(shí)，左邊壓緊件產(chǎn)生力矩；
——鉆削時(shí)的時(shí)，右邊壓板產(chǎn)生力矩。
為了提高夾緊的速度，而且工件較小，切削過(guò)程中的震動(dòng)不太大。夾具圖在后面畫出。
夾緊力 式（4.1）
式（4.2）
（3）定位誤差
定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位是孔的兩端面，該端面與孔的垂直度有一定的要求。
3.4 夾具精度計(jì)算與分析
精度等級(jí)的選擇：首先根據(jù)所要加工的零件進(jìn)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(jù)設(shè)計(jì)好的夾具（即零件在夾具上的配合和裝配來(lái)確定。
表3-1 標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦的各公差等級(jí)的應(yīng)用范圍可知：
IT5～I(xiàn)T12級(jí)用于配合尺寸公差。其中
（1）IT5（孔到IT6）級(jí)用于高精度和重要的配合處；
（2）IT6（孔到IT7）級(jí)用于要求精密配合的情況；
（3）IT7（孔到IT8）級(jí)用于一般精度要求的配合。
選用公差等級(jí)時(shí)，除上述有關(guān)原則和因素外，還應(yīng)考慮以下問(wèn)題。
ａ.相關(guān)件配合的精度；
ｂ.加工成本。
在本次設(shè)計(jì)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(gè)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(lái)定位的插銷，因?yàn)樗怯脕?lái)對(duì)零件鉆孔裝夾定位的，所以同樣選（2）。
3.5 夾具的導(dǎo)向
在鉆床上加工孔時(shí)，大都采用導(dǎo)向元件或?qū)蜓b置，用以引導(dǎo)刀具進(jìn)入正確的加工位置，并在加工過(guò)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(guò)程中，導(dǎo)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(dǎo)向裝置如同定位元件一樣，對(duì)于保證工件的加工精度有這十分重要的作用。
確定引導(dǎo)元件 (鉆套的類型及結(jié)構(gòu)尺寸 )
為能迅速、準(zhǔn)確的確定刀具與夾具的相對(duì)位置，鉆夾具上都應(yīng)該設(shè)置引導(dǎo)刀具的元件——鉆套。鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體連接，鉆套與工件之間留有排屑空間，如圖3.2-1所示。因工件批量小又是單一鉆孔工序，所以此處選用固定鉆套。
圖3.3 固定鉆套
主要尺寸有《機(jī)床夾具零、部件》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2262-91選取鉆孔時(shí)如表3.2-1
表3.2-1 固定鉆套標(biāo)準(zhǔn)尺寸
1.鉆套的尺寸、公差配合的選擇
鉆套內(nèi)徑基本尺寸=引導(dǎo)刀具的最大極限尺寸
1） 鉆套內(nèi)徑基本尺寸：鉆頭、擴(kuò)孔鉆，鉸刀是標(biāo)準(zhǔn)化定尺寸刀具，所以內(nèi)徑刀與刀具按基軸制選。鉆套與刀具之間按一定的間隙配合，以防刀具使用時(shí)咬孔或長(zhǎng)使一般根據(jù)刀具精度選套孔的公差：鉆（擴(kuò)孔）選F7，粗鉸 G7，精鉸G6。若引導(dǎo)的是刀具導(dǎo)柱部分不是切削部分，可按孔制選取：H7/f7，,H7/g6，,H6/g5等。
2）鉆套高度H：
H=（1~3）D 斜孔 H=（4~6）D
H過(guò)長(zhǎng)，磨損嚴(yán)重由
表1.5-1可查得： 鉆套高度H取20mm
3）排屑空間：h措鉆套底部與工件表面之間的空間。h過(guò)大要引偏，過(guò)小不能排屑.
鑄鐵：S=（0.3~0.7）D 小孔取小值
鋼： S=(0.7~1.5) D 大孔取大值
斜孔：S=（0~0.2）D
所以排屑空間h為 30mm
4）材料：
性能要求：高硬度，耐磨
常用材料：T10A T12A CrMn 或20滲碳淬火
D≤10mm CrMn
D<25mm T10A T12A HRC58~64
D≥25mm 20滲碳淬火 HRC58~64
因此，本處采用材料T10A,熱處理:T10A HRC58~64。
因鉆孔φ6.5H9；由表1.5-1可查得：
鉆套內(nèi)徑為φ6.5F7；
外徑為φ12D6；
麻花鉆選用φ6.5f6
鉆套軸線對(duì)基面的垂直度允差為0.02mm
導(dǎo)向元件包括刀桿的導(dǎo)向部分和導(dǎo)向套。
在這套鉆床夾具上用的導(dǎo)向套是鉆套。
鉆套按其結(jié)構(gòu)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3.4。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。
圖3.4 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(gè)固定襯套。選取的標(biāo)準(zhǔn)件代號(hào)為12*18 GB2263-1980。材料仍選取T10A， 淬火HRC60。公差采用H7/p6的配合。
3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對(duì)夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求
（1）應(yīng)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(yīng)該采用鑄造，時(shí)效處理，退火等處理方式。
（2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度
保證在加工過(guò)程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。
（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò)
夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡(jiǎn)單。
（4）應(yīng)便于鐵屑去除
在加工過(guò)程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時(shí)清除，切削熱的積累會(huì)破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會(huì)破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個(gè)過(guò)程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對(duì)切削過(guò)程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。
（5）安裝應(yīng)牢固、可靠
夾具安裝在所有通過(guò)夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)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(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過(guò)程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，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(qiáng)度和剛度。在加工過(guò)程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過(guò)程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，切割積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。
3.7 夾具操作說(shuō)明
本夾具使用在搖臂鉆床上，加工氣缸套法蘭耳2-Φ13.7mm和4-Φ18mm孔。
工件以Φ206.92mm孔及端面，法蘭耳的對(duì)稱面為定位基準(zhǔn)，將蓋板式鉆模放在工件上，使定位環(huán)2緊靠氣缸套上端面，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄4使中心軸3向上移動(dòng)。由于中心軸3上斜面的作用，徑向外撐三個(gè)滑柱1。稍撐緊氣缸套內(nèi)孔，再扳動(dòng)手柄5帶動(dòng)凸輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，推左右杠桿7，從兩側(cè)定心夾緊氣缸套法蘭耳，最后再扳緊手柄4，即可鉆孔。
3.8 夾具零件的設(shè)計(jì)
圖3.5 夾具體
圖3.6 定位環(huán)
圖3.7 中心軸護(hù)蓋
圖3.8 中心軸
圖3.9 半環(huán)
結(jié)論
結(jié)論
本設(shè)計(jì)完成了推動(dòng)架零件的機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì)和專用夾具的設(shè)計(jì)。首先，對(duì)推動(dòng)架零件進(jìn)行了詳細(xì)的分析，繪制了零件的二維圖。確定了毛坯的種類及尺寸，繪制了毛坯圖。其次，根據(jù)零件自身的特點(diǎn)來(lái)編制機(jī)械加工工藝路線，比較了兩種工藝路線，最
終確定了“先面后孔，最后銑”的工藝路線。這樣的編排較為合理。在決定了工藝路線后，接著選擇加工設(shè)備，確定切削用量，并計(jì)算了基本工時(shí)。在完成了這些的基礎(chǔ)上填寫了相應(yīng)的工藝過(guò)程卡片。清晰、直觀的表達(dá)了定位、夾緊方案。計(jì)算了加工時(shí)的切削力和夾緊所需的夾緊力，并進(jìn)行了定位誤差的分析與計(jì)算。所設(shè)計(jì)的夾具可以滿足加工要求，準(zhǔn)確的定位夾緊工件。
總體來(lái)說(shuō)，此次設(shè)計(jì)中制定的工藝規(guī)程是比較合理的。保證了零件的加工質(zhì)量，達(dá)到了零件的相關(guān)技術(shù)要求，并盡量提高生產(chǎn)率。夾具設(shè)計(jì)原理正確，夾具設(shè)計(jì)可行合理。該夾具確保了加工質(zhì)量，不僅工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且操作簡(jiǎn)便，定位準(zhǔn)確，夾緊迅速省力，效率較高。因此，這個(gè)設(shè)計(jì)是成功的。
本設(shè)計(jì)對(duì)同類型中小零件的工藝編制、夾具設(shè)計(jì)有借鑒意義。同時(shí)我對(duì)工藝編制和夾具設(shè)計(jì)也有了更深的理解。當(dāng)然，設(shè)計(jì)中也有不足之處，例如在鉆?16孔的夾具設(shè)計(jì)中，可用心軸和定位銷定位，這樣會(huì)更快。銑槽夾具設(shè)計(jì)中還可用更方便的夾緊裝置。我相信此零件的夾具設(shè)計(jì)在以后的設(shè)計(jì)中會(huì)不斷完善，更趨合理。
參考文獻(xiàn)
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致謝
致 謝
首先感謝母校，是她給我一個(gè)難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，讓我在即將畢業(yè)之際學(xué)到了很多知識(shí)，經(jīng)過(guò)這幾個(gè)月的緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我在理論和實(shí)踐能力上都有了進(jìn)一步的提高。
我的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要在老師指導(dǎo)下,在此對(duì)
老師致以崇高的敬意和衷心的感謝。老師讓我對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)性的復(fù)習(xí),并根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)要求查閱有關(guān)資料。在設(shè)計(jì)過(guò)程中受到敏茹老師無(wú)微不至的關(guān)心與耐心指導(dǎo)，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利的進(jìn)展。在老師幫助下我解決了很多以前解決不了的問(wèn)題。老師淵博的知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)、誨人不倦的高尚師德，對(duì)我產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。老師不僅讓我學(xué)到了許多知識(shí)、方法，更重要的是教我做人做事。這會(huì)使我受益終生。本次設(shè)計(jì)每一步都在老師指導(dǎo)下完成，傾注了老師大量的心血，特別感謝老師。
同時(shí)，還要感謝周圍的同學(xué)們，我們一起研究，一起討論。你們幫我檢查糾正，使我少走了許多彎路。在這里也表示衷心的感謝。
最后，再一次感謝老師和同學(xué)們的幫助！