油閥座加工工藝及鉆絞φ24.5孔夾具設(shè)計

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引言夾具是涵蓋了從加工到組裝的幾乎所有操作過程的一種裝夾設(shè)備。裝夾最重要的標(biāo)準(zhǔn)是位置精度、工件穩(wěn)定性、最小工件變形和最小位移，以及夾具和切割工具之間無干涉等要求。由于大量的加工操作需要裝夾，夾具設(shè)計在制造系統(tǒng)中就變得非常重要，它直接影響加工質(zhì)量，生產(chǎn)率和制造成本。在機(jī)床上加工工件時，為了保證工件在該工序所加工的表面能達(dá)到圖紙上規(guī)定的尺寸及位置精度等技術(shù)要求，必須使得工件相對于刀具和機(jī)床占有正確的加工位置（即工件的定位），并把工件壓緊夾牢，以便在加工過程中，工件受到切削力、離心力的作用及沖擊、振動等影響時，能保持這個確定了的位置穩(wěn)定不變（即工件的夾緊）。在機(jī)床上對工件進(jìn)行定位和夾緊，稱做裝夾。一切能使工件在機(jī)床上實現(xiàn)定位和夾緊的工藝裝置，一般稱為機(jī)床夾具，簡稱夾具。機(jī)床夾具按專門化程度分通用夾具、專用夾具、可調(diào)整夾具、專門化拼裝夾具和自用化生產(chǎn)用夾具。通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，且具有較大適用范圍的夾具。它由專業(yè)廠生產(chǎn)供應(yīng)，有的已作為機(jī)床附件與通用機(jī)床配套，這類夾具主要用于單件小批生產(chǎn)。專用夾具是根據(jù)零件工藝機(jī)械加工過程中的某一道工序而專門設(shè)計的夾具。由于不考慮通用性，故結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便。這類夾具可保證高的加工精度和生產(chǎn)率。但這類夾具的針對性很強(qiáng)。本文通過分析注油器油閥座零件的結(jié)構(gòu)特點和加工要求，制定了一套較合理的夾具設(shè)計，從而為保證該零件的加工精度將提供一種經(jīng)濟(jì)實用的工藝裝備，具有一定的實用價值。對于夾具設(shè)計來說，最重要的就是定位、夾緊方案的確定。通過對各種定位夾緊裝置的分析比較，選擇并組合了一套既能夠滿足加工要求的，又比較簡潔的裝置。1零件的分析1.1零件的生產(chǎn)類型該油閥座的實際生產(chǎn)綱領(lǐng)：N=Qn（1+）=51（1+3%+1%）=5.495（萬件）該零件的生產(chǎn)規(guī)模劃規(guī)為大批量生產(chǎn)。1.2 零件的作用 油閥座是鑿巖機(jī)注油器上的重要零件。左端通過Rc3/4與主機(jī)聯(lián)接；右端以63mm外圓定位與油壺殼體相連，一管套穿過油壺殼體與24.5+0.13mm孔焊接，高壓氣體從左端進(jìn)入閥座，在負(fù)壓作用下，油壺內(nèi)油從2mm孔流至22mm孔與高壓氣體混合后成霧狀從管道噴出。16H10孔裝入油量調(diào)節(jié)裝置，缺口標(biāo)志油量調(diào)節(jié)范圍。1.3 零件的工藝分析由零件圖得知其材料為ZG45。該材料具有較高的強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及件振性；適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。 該零件上的主要加工面為表面輪廓，兩端面，三個平衡孔和主軸孔。 該零件表面輪廓應(yīng)在一次裝夾下同時加工出來。該零件三個平衡孔應(yīng)在一次裝夾下同時加工出來。 有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。2工藝規(guī)程設(shè)計2.1 確定毛坯根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。通過計算，該零件質(zhì)量約為11kg。毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型（表1）。又由于主軸孔和三個平衡孔均需鑄出，故還應(yīng)安放型芯。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時效。主要毛坯尺寸及公差主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸表面輪廓尺寸634+471兩端面556+667平衡孔1655105主軸孔22616表1毛坯制造方法最大重量N最小壁后mm形狀的復(fù)雜性材料生產(chǎn)方式精度等級IT尺寸公差值/ mm表面粗造度手工砂型鑄造不限制35最復(fù)雜鐵碳合金屬、有色金屬及其合金單件生產(chǎn)及小批生產(chǎn)141618機(jī)械砂型鑄造至250035最復(fù)雜同上大批生產(chǎn)及大量生產(chǎn)14級左右13 其他手工砂型鑄造余量大，一般為110mm;由砂眼和氣泡造成的廢品率高；表面有結(jié)砂硬皮，且結(jié)構(gòu)顆粒大；適用鑄造大件；生產(chǎn)率很多機(jī)械砂型鑄造生產(chǎn)率比手制砂型高數(shù)倍至數(shù)十倍；設(shè)備復(fù)雜；但要求工人的技術(shù)低；適于制造中小型鑄件 2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇：油閥座的主軸孔既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計基準(zhǔn)，用它作精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則；其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。 粗基準(zhǔn)的選擇：選擇油閥座的表面作粗基準(zhǔn)。最先進(jìn)行機(jī)械加工的表面是精基準(zhǔn)主軸孔。2.3 加工工藝路線工序號工 序 內(nèi) 容鑄造時效涂底漆10粗銑63面和32面20精銑63面，精銑32，保證長度5530精銑24，保證至定位基準(zhǔn)長度為39.640鉆3通孔，保證長度22，鉆5通孔，保證長度6，鉆2通孔，保證長度1450鉆孔2為通孔，至端面63于14，并焊封其孔口擴(kuò)孔2260鉆10.570擴(kuò)孔2280擴(kuò)孔16H10，保證26.60.1190通孔攻螺紋Rc3/4，保證長度為20，并孔口倒角1*45，且32端面倒角1*45。100鏜16.8+0.24，距24面2.5，寬度為1.1110在24面上粗銑135的缺口，其深度為4，精銑缺口120檢驗130入庫2.4 選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床的傳送均由人工完成。粗銑63mm面和32mm面選擇X62W萬能銑床，專用銑夾具，百分表。精銑63mm，鉆3mm通孔，保證長度22mm,鉆5通孔，保證長度6mm,鉆2通孔，保證長度14mm選擇X62W萬能銑床和Z3025臺式鉆床。夾住63mm，精銑32，保證長度55mm，采用X62W萬能銑床。擴(kuò)孔22mm選擇組合機(jī)床，專用擴(kuò)孔刀和鉸孔刀，百分表。精銑24，保證至定位基準(zhǔn)長度為39.6mm，選擇X62W萬能銑床。鉆10.5，選擇專用鉆夾具，Z3025臺式鉆床。擴(kuò)孔16H10,保證26.6+/_0.11，采用組合機(jī)床。 鏜16.80.24/0,距24面2.5,寬度為1.1鉆2通孔,至端面63于14mm,并焊封其孔口，選用C6136，專用車夾具。在24面上精銑135的缺口,其深度為4mm,精銑缺口，采用X62W萬能銑床。2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸“油閥座”零件材料為45鋼，硬度207241HBS，毛坯重量約為11kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)器造型毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各個加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸如下：1. 63面和32面 考慮其加工長度為55mm,與其聯(lián)結(jié)的非加工外圓表面直徑為32mm,為簡化模鍛毛坯的外形尺寸，現(xiàn)在直接取其外圓表面直徑為32mm. 32面為自由尺寸公差，表面粗造為12.5m,此面余量5mm.2. 鉆 5mm、3mm、 2mm、 10.5mm 擴(kuò)孔16的孔四內(nèi)孔精度要求11m參照機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊確定工序尺寸及余量為：鉆孔： 5mm、3mm、2mm、 10.5mm擴(kuò)孔：16mm 2Z=0.22mm2.6 確定切削用量及基本工時工序10：粗銑63面和32面1. 加工條件工件材料：45鋼，砂型機(jī)器造型。加工要求：粗銑63面及32面。機(jī)床：X62萬能銑床。刀具：刀片材料YT15，直徑63mm,總長80mm,孔徑27mm,前角（。） 15,后角（。）12,螺旋角()4045，齒數(shù)（z）6。2. 計算切削用量 所選用刀具為高速鋼圓柱形銑刀。銑刀直徑d=63mm,寬度L=80mm,齒數(shù)z=6.3. 決定每齒進(jìn)給量Fz 根據(jù)表3.3 X62型臥式銑床的功率為7.5kw,工藝系統(tǒng)剛性為中等，粗辭銑刀加工鋼料，查得每齒進(jìn)給量Fz0.070.2mm/z。現(xiàn)取Fz=0.2mm/z。4. 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)幾耐用度 根據(jù)表3.7，圓柱形銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm;銑刀直徑d=63mm,耐用度T=120min(表3.8)。5. 決定切削速度v和工作臺每分鐘進(jìn)給量Fmz 根據(jù)表3.27公式計算： 式中：根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速，選擇 n=475r/min=7.9r/s實際切削速度 v=1.57m/s工作臺每分鐘進(jìn)給量為Fmz=0.2660mm/min=72mm/min根據(jù)X62型銑床工作臺進(jìn)給量，選擇Fmz=75mm/min則實際的每齒進(jìn)給量為：Fz= =0.2mm/z6. 效驗機(jī)床功率 根據(jù)計算公式，銑削時的功率（單位KW）為 ， ，=1.78KWX62銑床主電動機(jī)的功率為7.5KW，故所選切削用量可以采用。所確定的切削用量為7. 基本時間根據(jù)公式 式中 =3.57min=214.2s工序20：精銑63面和32面1. 切削用量所選刀具為高速鋼圓柱形銑刀。D=63mm,L=80mm,z=20.機(jī)床選用X62型銑床。2. 確定每齒進(jìn)給量Fz 根據(jù)表每轉(zhuǎn)進(jìn)給量Fr=0.51.2mm/r,現(xiàn)取Fr=1mm/r,則 3. 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 銑刀后齒刀面最大磨損量為0.25mm;耐用度T=170min 4. 決定切削速度v和工作臺每分鐘進(jìn)給量Fmz 計算，得v=114.6m/minn=597r/min=9.95r/s根據(jù)X62銑床主軸轉(zhuǎn)速，選擇 N=600r/min=10r/s實際切削速度v=1.98m/s工作臺每分鐘進(jìn)給量為 Fmz=60mm/min根據(jù)X62銑床工作臺進(jìn)給量，選擇 Fmz =60mm/min則實際的每齒進(jìn)給量為 Fz=0.1mm/z5 基本時間 Tj=2.4min/=144s工序40、50：鉆 2、3、5 的孔 1 切削用量 刀具選用直柄麻花鉆，直徑d=2、3、5mmm。使用切削液。2 確定進(jìn)給量f 由于孔徑很小，宜采用受動進(jìn)給。3 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)幾耐用度 根據(jù)切削手冊鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm,耐用度T=15min。4 確定切削速度v 根據(jù)表2.7暫定進(jìn)給量f=0.2mm/r。由表2.13可查得v=0.4m/s,n=400r/min。根據(jù)Z3025立式鉆床機(jī)床說明書選擇主軸實際的轉(zhuǎn)速即可。5 基本時間的確定鉆孔基本時間20s。工序60：鉆10.5的孔1 鉆孔10.5mm確定進(jìn)給量f:根據(jù)切削手冊2.7，當(dāng)鋼的b800MPa,d=10.5mm時，f=0.390.47mm/r。由于本零件在加工10.5mm孔時屬于低鋼度零件，故進(jìn)給量乘系數(shù)0.75，則 F=(0.390.47)0.75=0.290.35（mm/r）根據(jù)Z3025機(jī)床說明書，現(xiàn)取f=0.25mm/r。切削速度：根據(jù)切削手冊表2.13及2.14，查得切削速度v=18m/min。所以 根據(jù)機(jī)床說明書，取=195r/min,故實際切削速度為 切削工時 工序70、80：擴(kuò)孔1 擴(kuò)孔22，16采用刀具：22，16專用擴(kuò)孔鉆。2 22孔進(jìn)給量：f=(0.70.9)0.7 =0.490.63(mm/r)查機(jī)床說明書，取f=0.5mm/r機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取n=80r/min,則其切削速度v=3.45m/min機(jī)動工時 3 16進(jìn)給量： f=(0.60.7)0.7 =0.420.49（mm/r）查機(jī)床說明書，取f=0.5mm/r機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取n=80r/min,則其切削速度v=3.54m/min機(jī)動工時 =0.815（min）工序90：車螺紋1 車螺紋Rc3/42. 切削速度的計算 刀具壽命T=60min,采用高速鋼螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋=0.25，走刀次數(shù)i=4;精車螺紋=0.05走到次數(shù)i=2 。 所以粗車螺紋時：精車螺紋時3 確定主軸轉(zhuǎn)速粗車螺紋時 按機(jī)床說明書取 n = 235r/min實際切削速度 19.18m/min精車螺紋時 按機(jī)床說明書取 n=750r/min實際切削速度 v=61.23m/min4 切削工時 取切入長度粗車工時=0.21（min）精車工時所以車螺紋總工時t=0.27min工序100：鏜槽1 鏜溝槽16.8確定鏜溝槽的切削用量 選用鏜桿，采用手動進(jìn)給，主軸轉(zhuǎn)速n=40r/min=0.67r/s,切削速度v=0.14m/s工序110：粗、精銑135槽1. 計算切削用量 所選用刀具為高速鋼直柄立銑刀。銑刀直徑d=5mm,寬度L=5mm,齒數(shù)z=32. 決定每齒進(jìn)給量Fz 根據(jù)表3.3 X52型臥式銑床的功率為7.5kw,工藝系統(tǒng)剛性為中等，粗辭銑刀加工鋼料，查得每齒進(jìn)給量Fz0.030.15mm/z?，F(xiàn)取Fz=0.1mm/z。3 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)幾耐用度 根據(jù)表3.7，直柄立銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.5mm;銑刀直徑d=5mm,耐用度T=60min(表3.8)。4 決定切削速度v和工作臺每分鐘進(jìn)給量Fmz 根據(jù)表3.27公式計算： 式中：根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速，選擇 n=475r/min=7.9r/s實際切削速度 v=1.57m/s工作臺每分鐘進(jìn)給量為Fmz=0.1660mm/min=36mm/min根據(jù)X62型銑床工作臺進(jìn)給量，選擇Fmz=36mm/min則實際的每齒進(jìn)給量為：Fz=0.2mm/z5 效驗機(jī)床功率 根據(jù)計算公式，銑削時的功率（單位KW）為 ， ，=2.36KWX62銑床主電動機(jī)的功率為7.5KW，故所選切削用量可以采用。所確定的切削用量為6 基本時間根據(jù)公式 式中 =1.1min=66s7 切削用量所選刀具為高速鋼直柄立銑刀。D=5mm,L=4mm,z=4.機(jī)床選用X62型銑床。8 確定每齒進(jìn)給量Fz 根據(jù)表每轉(zhuǎn)進(jìn)給量Fr=0.20.4mm/r,現(xiàn)取Fr=0.3mm/r,則 9 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 銑刀后齒刀面最大磨損量為0.3mm;耐用度T=60min 10 決定切削速度v和工作臺每分鐘進(jìn)給量Fmz 計算，得v=40.72m/minn=597r/min=9.95r/s根據(jù)X62銑床主軸轉(zhuǎn)速，選擇 N=600r/min=10r/s實際切削速度v=1.98m/s工作臺每分鐘進(jìn)給量為 Fmz=18mm/min根據(jù)X62銑床工作臺進(jìn)給量，選擇 Fmz =20mm/min則實際的每齒進(jìn)給量為 Fz=0.1mm/z11 基本時間 Tj=0.8min/=48s3夾具設(shè)計1、鉆夾具設(shè)計 這次設(shè)計的夾具為第40道工序和第50道工序-鉆擴(kuò)5-3，2-2孔夾具。該夾具適用于Z3025翻轉(zhuǎn)式鉆。1 確定設(shè)計方案這道工序所加工的孔在63面與55面上，且與63面垂直，按照基準(zhǔn)重合原則并考慮到目前只有63面經(jīng)過加工，為避免重復(fù)使用粗基準(zhǔn)，應(yīng)以55面定位，而55面上的2孔也與此相應(yīng)。又為避免鉆頭引偏，5-3孔與一2孔應(yīng)在63面上鉆孔，而另一2孔在55面上鉆孔，這就要求鉆孔是面朝上，這給裝夾工件帶來了一定麻煩。從對工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，需在工件中裝上鎖緊螺母，定位夾緊都比較穩(wěn)定可靠，也容易實現(xiàn)，外圍須加上外框，設(shè)置成翻轉(zhuǎn)式。在此框架上還須加上一個固定V形塊。夾具以夾具體安裝面和定位孔，定位銷定位，V形塊定位，用鎖緊螺母聯(lián)接。工件以外框（外框為翻轉(zhuǎn)式）在夾具上定位，限制了3個自由度，其余3個自由度也必須限制。在22孔內(nèi)插入一個螺母，限制2個自由度；在框體內(nèi)固定的V形塊也限制1個自由度。這種方案定位可靠，夾緊也很方便。本道工序的夾具需要翻轉(zhuǎn)，若采用氣動或液壓夾緊，則氣管或油管會妨礙操作，故選手動夾緊，是夾具簡單，操作可靠。2 定位精度分析表面輪廓是在一次裝夾下完成加工的，位置精度由夾具保證。三個孔的精度分別由各自的鉆套保證。取V形塊與夾具體，螺母與夾具體的配合為H7/n6對定銷與夾具體銷孔，支撐塊銷孔的配合為H7/r6此外，夾具還應(yīng)標(biāo)注形位公差3 操作說明夾具使用在Z3025翻轉(zhuǎn)式鉆床上，加工油閥座表面輪廓曲面及工件里的孔。工件以主軸和表面輪廓分別在外框，螺母和V形塊上定位，另有輔助支撐。采用兩個定位銷，螺釘壓緊工件。鉆完63面上的3孔后，換直徑為5的鉆套，在同時鉆這個面上的一直徑為2的孔，完成后，翻轉(zhuǎn)90，鉆55面上的直徑為2的孔。2、銑夾具設(shè)計 這次設(shè)計的夾具為第110道工序在24面上粗銑135的缺口，其深度為4，精銑缺口。1 確定設(shè)計方案這道工序所加工在圓柱24面上，按照基準(zhǔn)重合原則并考慮到目前有22孔，臺階孔3，5經(jīng)過加工，并以22孔和臺階孔定位。從對工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，需在工件中裝上鎖緊螺母，定位夾緊都比較穩(wěn)定可靠，也容易實現(xiàn)，外圍須加上外框。在此框架上還須加上階梯銷，用來定位臺階孔。夾具以夾具體安裝面和定位孔，定位銷定位，用鎖緊螺母聯(lián)接。工件以外框側(cè)面和鎖緊螺母，定位銷定位，限制了6個自由度。這種方案定位可靠，夾緊也很方便。本道工序的夾具為銑夾具故選手動夾緊，且夾具簡單，操作可靠。2. 切削力及夾緊力計算切削力計算： 刀具：高速剛直柄銑刀，5mm，z=3 F=. 其中： 所以 F= =1128.26(N) F=水平分力： 1241.086(N)垂直分力： 338.49 (N)在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=K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所以F=KF=1.51.11.11.11241.086=2477.83（ N ）3.定位誤差的計算加工槽，用的是一孔一平面的定位形式，一孔即是零件通孔，一平面即是零件的右端面，短圓柱銷是水平安裝的。根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計中的有關(guān)計算二、夾具定位精度的有關(guān)計算中的相關(guān)公式，得y=0y=(0.13+0) =0.13 =0.065(mm)（注：通孔直徑：24.5，短圓柱銷的直徑：5，為小間隙配合。）而通孔與短圓柱銷的軸線距離為23.5，所以說它的最大定位誤差為y=0 =0.0（mm）而yy故，符合定位精度要求。4.操作說明夾具使用在X52立式銑床上，加工油閥座圓柱24面上的缺口。工件以主軸和擋板，以及階梯銷定位?？梢砸淮瓮瓿伤枰墓ば?。3、鏜夾具設(shè)計1 確定設(shè)計方案這道工序所加工在圓柱16孔內(nèi)，按照基準(zhǔn)重合原則并考慮到目前有22孔，臺階孔3，5經(jīng)過加工，并以22孔和臺階孔定位。從對工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，需在工件中裝上鎖緊螺母，定位夾緊都比較穩(wěn)定可靠，也容易實現(xiàn)，外圍須加上外框。在此框架上還須加上階梯銷，用來定位臺階孔。夾具以夾具體安裝面和定位孔，定位銷定位，用鎖緊螺母聯(lián)接。工件以外框側(cè)面和鎖緊螺母，定位銷定位，限制了6個自由度。這種方案定位可靠，夾緊也很方便。本道工序的夾具為鏜夾具故選手動夾緊，且夾具簡單，操作可靠。2. 切削力及夾緊力計算切削力計算： 刀具：鏜桿，20mm， F=. 其中： 所以 F= =128.26(N) F=水平分力： 141.46(N)垂直分力： 42.438(N)在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=K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所以F=KF=1.51.11.11.1141.46=282.48（ N ）3.定位誤差的計算加工槽，用的是一孔一平面的定位形式，一孔即是零件通孔，一平面即是零件的右端面，短圓柱銷是水平安裝的。根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計中的有關(guān)計算二、夾具定位精度的有關(guān)計算中的相關(guān)公式，得y=0y=(0.13+0) =0.13 =0.065(mm)（注：通孔直徑：24.5，短圓柱銷的直徑：5，為小間隙配合。）而通孔與短圓柱銷的軸線距離為23.5，所以說它的最大定位誤差為y=0 =0.0（mm）而yy故，符合定位精度要求。4. 操作說明 夾具使用在T611臥式鏜床上，加工油閥座圓柱16內(nèi)孔的槽。工件以主軸和擋板，以及階梯銷定位。可以一次完成所需要的工序。4、鉆夾具設(shè)計1 確定設(shè)計方案這道工序所加工10.5的孔，按照基準(zhǔn)重合原則并考慮到目前有22孔，臺階孔3，5經(jīng)過加工，并以22孔和臺階孔定位。從對工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，考慮過定位和鉆削力，定位夾緊都比較穩(wěn)定可靠，也容易實現(xiàn)。在框架上還須加上階梯銷，用來定位臺階孔。夾具以夾具體安裝面和定位孔，定位銷定位，用螺紋來鎖緊。工件以外框兩端面和螺紋，定位銷定位，限制了6個自由度。這種方案定位可靠，夾緊也很方便。本道工序的夾具為鉆夾具故選手動夾緊，且夾具簡單，操作可靠。2. 切削力及夾緊力計算 切削力計算： 刀具：直柄麻花鉆，10.5mm， 其中： 所以 F= =2394.60(N) F=水平分力： 2634.06(N)垂直分力： 718.38(N)在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=K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所以F=KF=1.51.11.11.12634.06=5258.9（ N ）3.定位誤差的計算加工槽，用的是一孔一平面的定位形式，一孔即是零件通孔，一平面即是零件的右端面，短圓柱銷是水平安裝的。根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計中的有關(guān)計算二、夾具定位精度的有關(guān)計算中的相關(guān)公式，得y=0y=(0.13+0) =0.13 =0.065(mm)（注：通孔直徑：24.5，短圓柱銷的直徑：5，為小間隙配合。）而通孔與短圓柱銷的軸線距離為23.5，所以說它的最大定位誤差為y=0 =0.0（mm）而yy故，符合定位精度要求。4.1.3 操作說明 夾具使用在Z2035立式鉆床上，加工油閥座10.5的孔。工件以軸，階梯銷定位。可以一次完成所需要的工序。4機(jī)床夾具概述4.1 機(jī)床夾具的作用及其分類4.1.1 機(jī)床夾具的作用夾具是機(jī)械加工中的一種工藝設(shè)備，它在機(jī)械加工中起著十分重要的作用，主要有以下的幾個方面。1）便于工件的正確定位，以保證加工精度 工件裝夾在夾具上后，工件上各有關(guān)的幾何元素（點、線、面）之間的相互位置精度在一定程度上就由夾具保證。當(dāng)夾具在機(jī)床上正確定位及固定以后，工件在夾具中又得到正確定位并被夾緊，這樣就保證了再加工過程中“同批”工件對刀具和機(jī)床保持確定的相對位置，使加工得以順利進(jìn)行。2）提高勞動生產(chǎn)效率和降低加工成本 采用夾具以后，可以省去即十分費(fèi)時又不很緊缺的劃線、找正工序，減少了輔助時間。若采用聯(lián)動夾具裝置、快速夾緊裝置，既能降低勞動強(qiáng)度，又能提高生產(chǎn)效率。例如采用氣壓、液壓等傳動裝置，只需要幾秒鐘舊可以完成夾緊動作。3）改善工人的勞動條件 采用夾具后，工件的裝卸比不用夾具要方便、省力、安全。如果生產(chǎn)規(guī)模較大，還可以采用機(jī)械化傳動裝置和自動裝卸工件的自動化夾具，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的自動化，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)效率和改善工人的勞動條件。4）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍 在單件小批量生產(chǎn)的條件下，工件的種類、規(guī)格多，而機(jī)床的數(shù)量、品種卻有限。為了解決這種矛盾，可以設(shè)計制造專用的夾具，使機(jī)床“一機(jī)多用”。例如，可以采用專用的夾具，在車床上實現(xiàn)拉削。夾具在機(jī)械加工中的作用是重要的，但是在不同的生產(chǎn)規(guī)模和不同的生產(chǎn)條件下，夾具的功用也有所側(cè)重，其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度也有很大的不同。例如，在單件小批生產(chǎn)條件下，宜于使用通用的可調(diào)夾具，若采用專用的夾具，其結(jié)構(gòu)也應(yīng)求簡單。在大批量生產(chǎn)的條件下，夾具的作用則主要是在保證加工精度的前提下提高生產(chǎn)效率，因此夾具的結(jié)構(gòu)更完善些是必要的。雖然此時夾具的制造費(fèi)用大一些，但由于生產(chǎn)效率的提高，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果還是好的。4.1.2. 機(jī)床夾具的分類夾具的分類方法比較多，一般可分為通用夾具和專用夾具。近年來為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，還發(fā)展了通用可調(diào)夾具、成組夾具和組合夾具等類型。1） 通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、在一定范圍內(nèi)可以用于加工不同工件的夾具。如三爪或四爪卡盤、機(jī)器虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺、磁力工作臺等。這些夾具已經(jīng)作為機(jī)床的附件，由專門的工廠制造供應(yīng)。2）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序的加工而設(shè)計制造夾具。3）通用可調(diào)夾具和成組夾具 著兩種夾具的結(jié)構(gòu)很相似，它們的共同點是：在加工完多種工件。但通用可調(diào)夾具的加工對象并不是很明確，其通用范圍較大，如滑柱鉆模、帶各種鉗口的機(jī)器虎鉗等即是這類夾具。而成組夾具則是專門為成組加工工藝中某一組零件而設(shè)計的，針對性強(qiáng)，加工對象和適用范圍明確，結(jié)構(gòu)更為緊湊。4）組合夾具 組合夾具是指按照某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先準(zhǔn)備好的通用的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組合而成的夾具。這種夾具用完之后可以拆卸存放，或重新組裝成新的夾具。由于組合夾具是由各種標(biāo)準(zhǔn)元件、部件組裝而成，故具有組裝迅速、周期短、能反復(fù)使用等特點，所以在多品種、小批量生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制中尤為適用。若按夾具所適用的機(jī)床來分類，可分為車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具和其他機(jī)床夾具等類型。若按驅(qū)動夾具工作的力源來分類，還可以分為手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，電磁和電動夾具等等。不顧一般多按夾具的使用特點和使用機(jī)床進(jìn)行分類。4.2 機(jī)床夾具的組成 夾具的種類雖然很多，但是他們的工作原理基本上相同，一般有如下幾個組成部分。（1） 定位元件 是用來確定工件再夾具中的位置的元件，它包括元件或元件的組合。（2） 夾緊裝置 這種裝置包括夾緊元件或其組合及動力源。其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時所占據(jù)的位置在加工過程中不因外力而破壞。（3） 確定夾具對機(jī)床相互位置的元件 此類的元件是為了用來確定夾具對機(jī)床工作臺、導(dǎo)軌或主軸的相互位置。（4） 對刀導(dǎo)引元件 這類元件的共同作用是保證工件和刀具之間的正確加工位置。（5） 其他裝置或元件 這類裝置或元件主要有：為使工件在依次裝夾中多次轉(zhuǎn)位而加工不同位置上的表面所設(shè)置的分度裝置，為了便于卸下工件而設(shè)置的頂出器；以及標(biāo)準(zhǔn)話了的連件元件等。（6）夾具體夾具體是夾具的基座和骨架。其他裝置都安在夾具體上使之成為一個夾具的整體。當(dāng)然上述的各組成部分，不是每個夾具都必須完全具備的。但一般來說，定位元件、夾緊裝置、夾具體則是夾具的基本組成部分。4.2.1 專用夾具的組成（1）定位裝置 這種裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置，即通過它使工件加工時相對于刀具及切削成形運(yùn)動處于正確的位置，如支承釘、支承板、V形塊、定位銷等。（2）夾緊裝置 它的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時所占據(jù)的位置在加工過程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用而產(chǎn)生位移，同時防止或減小振動。它通常是一種機(jī)構(gòu)，包括夾緊元件（如夾爪、壓板等），增力及傳動裝置（如杠桿、螺紋傳動副、斜楔、凸輪等）以及動力裝置（如氣缸、油缸）等。（3）對刀引導(dǎo)裝置 它的作用是確定夾具相對于刀具的位置，或引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工，如對刀塊、鉆套、鏜套等。（4）其他元件及裝置 如定向件、操作件以及根據(jù)夾具特殊功用需要設(shè)置的一些裝置，如分度裝置、工件頂出裝置、上下料裝置等。（5）夾具體 用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件，并與機(jī)床有關(guān)部位連接，以確定夾具相對于機(jī)床的位置。4.3工件夾緊的基本要求工件在定位后，因加工中還要受切削力、慣性力及工件自重等影響，將使工件產(chǎn)生位移或振動，破壞工件已有的正確定位，故必須用夾緊機(jī)構(gòu)，將工件固定在定位元件上。在設(shè)計夾具時，確定夾緊方法一般與定位問題應(yīng)同時考慮。夾緊方案通常需滿足以下要求：（1） 夾得穩(wěn)夾緊時不能破壞工件穩(wěn)定的正確定位；夾緊機(jī)構(gòu)的動作應(yīng)平穩(wěn)，有足夠的剛度和強(qiáng)度。（2） 夾得牢夾緊力要合適，過小易使工件移動或振動，過大也會使工件變形或損傷，影響加工精度。此外，夾緊機(jī)構(gòu)要有自鎖作用，即原始作用力除后，工件仍能保持夾緊狀態(tài)而不松開。（3） 夾得快夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡單、緊湊、操作時安全省力，迅速方便，以減輕工人勞動強(qiáng)度，縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。為了達(dá)到以上要求，正確設(shè)計夾緊機(jī)構(gòu)，首先必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用力（數(shù)量和位置）。4.4 夾具發(fā)展的趨勢：夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，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)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。結(jié) 論這次設(shè)計使我能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐經(jīng)驗知識，獨(dú)立的分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件（油閥座）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，培養(yǎng)了我的熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)了我的識圖、制圖、圖表和編寫技術(shù)文件等基本技能，為未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 致 謝在這里，對于幫助我完成這次課程設(shè)計的同學(xué)和指導(dǎo)老師表示真誠的謝意。沒有你們的幫助，我很難完成這篇課程論文，再一次表示我最真誠的謝意。 謝 謝！參考文獻(xiàn)：1 李洪主編 機(jī)械加工工藝手冊 北京出版社2 鄭修本主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社3 劉友才，肖繼德主編 機(jī)床夾具設(shè)計4 孟少農(nóng)主編 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊5 第一汽車制造廠職工大學(xué)編 機(jī)床夾具設(shè)計設(shè)計手冊 上海科技出版社21