配氣機構(gòu)導(dǎo)塊加工工藝及 3-鉆直徑Φ25孔夾具設(shè)計【含CAD圖紙、說明書】【大連交通課設(shè)專題】

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Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally .As the output of the axile bush is very large ,it is need to make optimal design for the machining technology and use modular machine tool for pivotal machining process ,to ensure product quality and to improve the processing efficiency.Through this design,the knowledge of more basic and specialty was synthetically applited.The system of knowledge we learned was intensified.Controlled to make use of various method and techniques that the painting software carry on a design,the design of engineering application was known well.Keywords Axile Bush Precision Processing Technology Design of Clamping Device Modular Machine Tool目 錄摘 要IIAbstract11、 前言32 零件工藝性分析42.1 零件的作用42.2 零件的工藝分析43 配氣機構(gòu)導(dǎo)塊工藝規(guī)程設(shè)計53.1 工藝規(guī)程的作用53.2 毛坯的確定63.3 定位基準(zhǔn)的選擇63.4 制定工藝路線73.5 毛坯尺寸的確定與機械加工余量103.6確定切削用量及基本工時11第4章 25孔工序的夾具設(shè)計214.1設(shè)計要求214.2夾具設(shè)計214.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇214.2.2 切削力及夾緊力的計算224.3定位誤差的分析254.4鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用264.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)274.6夾具設(shè)計及操作的簡要說明284總結(jié)29參考文獻30致 謝32一、 前言1.簡介機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的，這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所有各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。本次課程設(shè)計內(nèi)容包括零件的分析，工藝路線的制定，工藝規(guī)劃設(shè)計，某道工序的夾具設(shè)計以及該道工序的工序卡，機械加工綜合卡片，夾具裝配圖以及夾具底座零件圖的繪制等等。就我個人而言，希望能通過這次課程設(shè)計對未來即將從事的工作進行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，并學(xué)會將所學(xué)到的理論知識應(yīng)用到具體的實際生產(chǎn)問題中來，為以后走向社會打下堅實的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請老師批評指正。2.設(shè)計目的機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學(xué)完了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程進行了生產(chǎn)實習(xí)之后的一個重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生通過設(shè)計能獲得綜合運用過去所學(xué)過的全部課程進行機械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，為以后做好畢業(yè)設(shè)計、走上工作崗位進行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。它要求學(xué)生綜合運用本課程及有關(guān)先修課程的理論和實踐知識，進行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計。其目的如下：培養(yǎng)學(xué)生解決機械加工工藝問題的能力。通過課程設(shè)計，熟練運用機械技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中定位、加緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的能力。培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。進一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運用和編寫技術(shù)文件等基本技能。2 零件工藝性分析2.1 零件的作用配氣機構(gòu)導(dǎo)塊是配氣機構(gòu)一個主要零件。通過配氣機構(gòu)實現(xiàn)氣體的內(nèi)外交換，該零件的加工好壞，將影響到整個配氣機構(gòu)的工作性能。2.2 零件的工藝分析由附圖1得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。該零件上主要加工面為左、右端面，20mm以及加工。由參考文獻1中有關(guān)孔的加工的經(jīng)濟精度機床能達(dá)到的位置精度可知上述要求可以達(dá)到的零件的結(jié)構(gòu)的工藝性也是可行的。 以外圓為主有： 零件外圓粗、精車磨削加工，其粗糙度要求是； 配氣機構(gòu)導(dǎo)塊平面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是。 孔系加工有： 20、25鉆擴鉸加工，其表面粗糙度為； 小孔2-6鉆加工3 配氣機構(gòu)導(dǎo)塊工藝規(guī)程設(shè)計3.1 工藝規(guī)程的作用工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)組織、計劃調(diào)度的主要依據(jù)，是指導(dǎo)工人操作的主要技術(shù)文件，也是工廠和車間進行設(shè)計或技術(shù)改造的重要原始資料。工藝規(guī)程的制訂須嚴(yán)格按照規(guī)定的程序和格式進行，并隨技術(shù)進步和企業(yè)發(fā)展，定期修改完善。(1)根據(jù)機械加工工藝規(guī)程進行生產(chǎn)準(zhǔn)備（包括技術(shù)準(zhǔn)備）。在產(chǎn)品投入生產(chǎn)以前，需要做大量的生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備工作，例如，關(guān)鍵技術(shù)的分析與研究；刀、夾、量具的設(shè)計、制造或采購；設(shè)備改裝與新設(shè)備的購置或定做等。這些工作都必須根據(jù)機械加工工藝規(guī)程來展開。(2)機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)計劃、調(diào)度、工人的操作、質(zhì)量檢查等的依據(jù)。(3)新建或擴建車間(或工段),起原始依據(jù)也是機械加工工藝規(guī)程，根據(jù)機械加工工藝規(guī)程確定機床的種類和數(shù)量，確定機床的布置和動力配置，確定生產(chǎn)面積的大小和工人的數(shù)量。3.2 毛坯的確定零件材料是HT200。零件年產(chǎn)量是大批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型，采用方法為砂模機器造型。零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。3.3 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，定位基準(zhǔn)選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要面和重要孔做基準(zhǔn)。在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻精基準(zhǔn)的選擇：主要考慮基準(zhǔn)重合問題，配氣機構(gòu)導(dǎo)塊的下端面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計基準(zhǔn)，用它作為精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重合的原則。20孔及左右兩端面都采用底面做基準(zhǔn)，這使得工藝路線又遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，下端面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。3.4 制定工藝路線制定工藝路線應(yīng)該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。還有，應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本9。3.4.1 工藝路線方案一10采用鑄造的方法獲得毛坯20退火熱處理30劃線打點40粗車60外圓及端面50半精車60外圓及端面60 掉頭，車左端面70車R1槽80半精車59.5外圓及端面90精車60外圓100鉆17孔110擴19.7孔120鉸20H8孔130車50內(nèi)孔140鉆擴鉸25H7150 銑削寬度為46的兩側(cè)面（銑扁）160粗銑30H11槽170精銑30H11槽180磨60外圓190終檢200清洗入庫3.4.2 工藝路線方案二10采用鑄造的方法獲得毛坯20退火熱處理30劃線打點40粗車60外圓及端面50半精車60外圓及端面60 掉頭，車左端面70車R1槽80半精車59.5外圓及端面90精車60外圓100車50內(nèi)孔110鉆17孔120擴19.7孔130鉸20H8孔140鉆擴鉸25H7150 銑削寬度為46的兩側(cè)面（銑扁）160粗銑30H11槽170精銑30H11槽180磨60外圓190終檢200清洗入庫3.4.3 工藝方案的比較與分析因左右兩端面均對20mm孔有較高的位置要求，故它們的加工宜采用工序集中原則，減少裝次數(shù)，提高加工精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將端面的精銑和下端面的粗銑放在前面，下端面的精銑放在后面，每一階段要首先加工上端面后鉆孔，左右端面上20mm孔放后面加工。初步擬訂加工路線方案一。方案一遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序還有一些問題還值得進一步討論。如車上端面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們慣性力較大，平衡困難；又由上端面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削容易引起工藝系統(tǒng)的震動，故改動銑削加工。通過以上的兩工藝路線的優(yōu)、缺點分析，最后確定工藝路線方案一為該零件的加工路線。該工藝過程詳見附表和附表2，機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。10采用鑄造的方法獲得毛坯20退火熱處理30劃線打點40粗車60外圓及端面50半精車60外圓及端面60 掉頭，車左端面70車R1槽80半精車59.5外圓及端面90精車60外圓100鉆17孔110擴19.7孔120鉸20H8孔130車50內(nèi)孔140鉆2-6孔150鉆2-3孔160鉆擴鉸25H7170 銑削寬度為46的兩側(cè)面（銑扁）180粗銑30H11槽190精銑30H11槽200磨60外圓210終檢220清洗入庫3.5 毛坯尺寸的確定與機械加工余量 30H11槽的偏差及加工余量計算30H11槽計算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：由參考文獻4表1119。其余量值規(guī)定為2-3mm，現(xiàn)取3mm。查3可知其粗銑時精度等級為IT12，粗銑平面時厚度偏差取精銑：由參考文獻3表2.359，其余量值規(guī)定為。參照參考文獻3表32，325,2.313和參考文獻15表18，可以查得：鉆孔25鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。擴孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。鉸孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。鉆孔20參照參考文獻3表2.347，表2.348。確定工序尺寸及加工余量為：加工該孔的工藝是：鉆擴鉸由以上資料得出毛坯尺寸圖。3.6 確定切削用量及基本工時在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。(1)切削用量指：背吃刀量asp(即切削深度ap、進給量f及切削速度Vc 。(2)確定方法是：確定切削深度確定進給量確定切削速度(3)具體要求是：由工序或工步余量確定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除在中等功率機床上一次走刀ap可達(dá)8mm10mm。按本工序或工步加工表面粗糙度確定進給量：對粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進給量后還要校驗機床進給機構(gòu)強度?？捎貌楸矸ɑ蛴嬎惴ǖ贸銮邢魉俣萔c查，用公式 換算出查或計算法所得的轉(zhuǎn)速nc查，根據(jù)Vc查在選擇機床實有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速n機作為實際的轉(zhuǎn)速，再用 換算出實際的切削速度Vc機填入工藝文件中。對粗加工，選取實際切削速度Vc機實際進給量f機和背吃刀量asp之后，還要校驗機床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。工序30：粗車60外圓及端面機床：車床CA6140所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡明手冊表1.1，由于CA6140機床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。.確定切削深度由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成.確定進給量根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知：表1.4刀桿尺寸為，工件直徑400之間時， 進給量=0.51.0按CA6140機床進給量（表4.29）在機械制造工藝設(shè)計手冊可知： =0.7確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表130，CA6140機床進給機構(gòu)允許進給力=3530。根據(jù)表1.21，當(dāng)強度在174207時，=時，徑向進給力：=950。切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故實際進給力為： =950=1111.5 （3-2）由于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=可用。.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)切削用量簡明使用手冊表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。根據(jù)切削用量簡明使用手冊表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200219的鑄件，切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： =63 （3-3） =120 （3-4）根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125這時實際切削速度為： = （3-5）.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由切削用量簡明使用手冊表1.25，=，切削速度時， =切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 （3-6）根據(jù)表1.30，當(dāng)=時，機床主軸允許功率為=，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為：=3.75，=，=，=.倒角 換車刀手動進給。. 計算基本工時 （3-7） = （3-8）工序40：半精車60外圓及端面已知條件與工序相同，車端面及倒角，可采用工序相同的可轉(zhuǎn)位車刀。采用工序30確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時間如下：a=2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T=56工序50：半精車60外圓及端面所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡明手冊表1.1，由于C6021機床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。.確定切削深度由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 = .確定進給量根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知：表1.4刀桿尺寸為，工件直徑400之間時， 進給量=0.51.0按CA6140機床進給量（表4.29）在機械制造工藝設(shè)計手冊可知： =0.7確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表130，CA6140機床進給機構(gòu)允許進給力=3530。根據(jù)表1.21，當(dāng)強度在174207時，=時，徑向進給力：=950。切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故實際進給力為： =950=1111.5 由于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=可用。.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)切削用量簡明使用手冊表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。根據(jù)切削用量簡明使用手冊表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200219的鑄件，切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故： =63 （3-12） =120 （3-13）根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125這時實際切削速度為： = （3-14）.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由切削用量簡明使用手冊表1.25，=，切削速度時， =切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為： =1.7=1.2 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時，機床主軸允許功率為=，故所選切削用量可在CA6140機床上進行，最后決定的切削用量為：=1.25，=，=，=工序60：鉆擴鉸20H8。機床：立式鉆床Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻3表4.39選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔進給量：根據(jù)參考文獻3表2.438，取。切削速度：參照參考文獻3表2.441，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻3表3.131，取所以實際切削速度：切削工時 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機動時間： 擴孔刀具：根據(jù)參照參考文獻3表4.331選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴孔鉆頭。片型號：E403切削深度：進給量：根據(jù)參考文獻3表2.452，取。切削速度：參照參考文獻3表2.453，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻3表3.131，取所以實際切削速度：切削工時被切削層長度：刀具切入長度有：刀具切出長度： ，取走刀次數(shù)為1機動時間： 鉸孔20刀具：根據(jù)參照參考文獻3表4.354，選擇硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀。切削深度：，且。進給量：根據(jù)參考文獻3表2.458，取。切削速度：參照參考文獻3表2.460，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻3表3.131取實際切削速度：切削工時被切削層長度：刀具切入長度，刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機動時間：該工序的加工機動時間的總和是：工序70：車50內(nèi)孔所選用的刀具為YG6X硬質(zhì)合金圓形鏜刀，主偏角為K=45，直徑為16mm的圓形鏜刀，其耐用度為。.確定切削深度 a.根據(jù)表1.5，當(dāng)半精鏜鑄料，鏜刀直徑為，a，鏜刀伸出長度時，進給量為：。 .確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 V = （3-16）式中 C=189.8 m = 0.2 X=0.15 Y=0.20 V=124.6 選擇CA6140機床轉(zhuǎn)速：n= n =1200=20實際切削速度為： v = 2.08 .確定基本時間確定的基本時間50s工序80：鉆2-6孔機床：鉆床Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻3表4.39，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭切削深度：根據(jù)參考文獻3表查得：進給量,切削速度。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻3表3.131，取。實際切削速度：切削工時被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取。加工基本時間： 工序90：鉆擴鉸25H7由于工序90與工序60的計算方法完全一樣，故在此不一一計算了。工序100：銑削寬度為46的兩側(cè)面機床：立式銑床刀具：錯齒三面刃銑刀銑刀直徑，齒數(shù)銑削深度：每齒進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.4.77，取銑削速度：參照機械加工工藝手冊表2.4.88，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量：走刀次數(shù)為1機動時間：（其中）因為： 本工序機動時間：工序110：粗銑30H11槽。機床：立式銑床刀具：錯齒三面刃銑刀切削深度：根據(jù)參考文獻3表查得：進給量,根據(jù)參考文獻1表查得切削速度。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻3表3.174，取實際切削速度：進給量：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =63mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 工序120：精銑30H11槽。切削深度：根據(jù)參考文獻3表查得：進給量,根據(jù)參考文獻1表查得切削速度，機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻3表3.174，取。實際切削速度：進給量：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =81mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 本工序機動時間：工序180: 磨60外圓 1）確定磨削深度=0.4mm 2）確定進給量,取f= 0.05mm/r 3）根據(jù)機床選n=2667r/min，計算出= =2093.6m/min 4）基本時間=，故 =0.195min 5) 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min,休息與生理需要時間=0.1min 則=0.195+0.2+0.3+0.1=0.795min 6）小結(jié)綜上所述，機床為磨床床M114W，主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，切削速度2093.6m/min，進給量f=0.05mm/r，切削深度0.4mm，機動時間0.195min, 輔助時間0.2min。第4章 25孔工序的夾具設(shè)計4.1設(shè)計要求為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。本夾具將用于Z525鉆床。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計一鉆25孔。本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。4.2夾具設(shè)計4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準(zhǔn)備采用手動夾緊。由零件圖可知：進行加工前，外圓面進行了粗、精銑加工，進行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有：方案：選外圓面平面、和側(cè)面和V型塊定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的螺旋壓塊來夾緊。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。4.2.2 切削力及夾緊力的計算鉆該孔時選用：鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。由參考文獻5查表可得：切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即：實際所需夾緊力：由參考文獻5表得： 有：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)，見參考文獻5表 可得： 所以 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： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻5121可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。(1) 夾緊力作用點的選擇 a. 夾緊力的作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。c. 夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近加工表面。(3)夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復(fù)雜的問題，只能進行粗略的估算。估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。估算的步驟：a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理= (FP)。b.實際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。c.校核夾緊機構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJFJ需。夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)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(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設(shè)置相應(yīng)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(wù)。夾緊裝置的基本任務(wù)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(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)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(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構(gòu)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(wù)的部分。他包括中間遞力機構(gòu)和夾緊元件?？紤]到機床的性能、生產(chǎn)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(gòu)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(gòu)組成復(fù)合夾緊機構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機構(gòu)。螺旋夾緊機構(gòu)中所用的螺旋，實際上相當(dāng)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(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)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(gòu)的特點：（1）結(jié)構(gòu)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(dá)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(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)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(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對稱中心在規(guī)定位置上。查參考文獻51226可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)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： 螺旋夾緊力：該夾具采用夾緊機構(gòu)， 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。4.3定位誤差的分析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。與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 定位誤差 ： 其中：， 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差：通常不超過 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(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.4鉆套、襯套、鉆模板設(shè)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(jié)構(gòu)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(dá)到孔的加工的要求。表dDD1Ht基本極限偏差F7基本極限偏差D601+0.016+0.0063+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.0103.347+0.019+0.010104581156101110162068+0.028+0.01112+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT150222635+0.033+0.017392630424625HT150563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.02059305667424811066485070740.040鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。4.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)對夾具體的設(shè)計的基本要求（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，時效處理，退火等處理方式。（2）應(yīng)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(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表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。（4）應(yīng)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(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(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。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)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(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)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(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。4.6夾具設(shè)計及操作的簡要說明夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎(chǔ)件連接成一個有機整體。為了滿足加工要求，夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強度，同時結(jié)構(gòu)工藝性要好。由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。由于工件采用V型塊定位60mm外圓面，這就要求V型塊固定在一個與水平面成45的支撐面上。我們可以采用加工一有45面的支撐塊固定在夾具體上，經(jīng)過切削加工達(dá)到我們要求的定位尺寸。4 總結(jié)本設(shè)計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進一步深入，具體如下：（1）缺乏實際工廠經(jīng)驗，對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費。（2）與夾具相關(guān)的刀具和量具的了解還不太清楚。（3）系統(tǒng)的設(shè)計不太完善，在與計算機配合進行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實際中尚不明確。參考文獻1 劉德榮，組合夾具結(jié)構(gòu)簡圖的初步探討，組合夾具，1982. 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