分動(dòng)器殼體機(jī)械加工工藝規(guī)程及 鉆4-Φ10孔夾具設(shè)計(jì)【SW夾具三維】

分動(dòng)器殼體機(jī)械加工工藝規(guī)程及 鉆4-Φ10孔夾具設(shè)計(jì)【SW夾具三維】,SW夾具三維,分動(dòng)器殼體機(jī)械加工工藝規(guī)程及,鉆4-Φ10孔夾具設(shè)計(jì)【SW夾具三維】,分動(dòng)器,殼體,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,10,夾具,設(shè)計(jì),SW,三維 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 分動(dòng)器殼體 零件名稱 分動(dòng)器殼體 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號(hào) HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 備 注 工 序 號(hào) 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 1 鑄造 鑄造 2 時(shí)效處理 時(shí)效處理 3 銑 銑底端面 X51 專用夾具，銑刀，游標(biāo)卡尺 4 鉆 鉆8-M8的螺紋孔，攻絲 Z525 專用夾具，麻花鉆，游標(biāo)卡尺 5 鉆 鉆2-Φ10的孔 Z525 專用夾具，麻花鉆，游標(biāo)卡尺 6 銑 銑120×50的端面 X51 專用夾具，銑刀，游標(biāo)卡尺 7 鉆 鉆4-Φ17的孔，锪孔Φ35 Z525 專用夾具，麻花鉆，游標(biāo)卡尺 8 銑 銑前后端面 X51 專用夾具，銑刀，游標(biāo)卡尺 9 鏜 粗精鏜Φ72的孔 T616 專用夾具，彎頭鏜刀，游標(biāo)卡尺 10 鏜 粗精鏜29.44的孔 T616 專用夾具，彎頭鏜刀，游標(biāo)卡尺 11 鉆 鉆，擴(kuò)Φ25的孔 Z525 專用夾具，麻花鉆，游標(biāo)卡尺 12 鉆 鉆，擴(kuò)Φ16的孔 Z525 專用夾具，麻花鉆，游標(biāo)卡尺 13 鉆 鉆4-M10的螺紋孔，攻絲 Z525 專用夾具，麻花鉆，游標(biāo)卡尺 14 鉆 鉆6-M10的螺紋孔，攻絲 Z525 專用夾具，麻花鉆，游標(biāo)卡尺 15 鉆 鉆分度圓Φ42上的8-M6的螺紋孔，攻絲 Z525 專用夾具，麻花鉆，游標(biāo)卡尺 16 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 17 入庫 入庫 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 摘 要 隨著人們改革開放取得重大成就，我國(guó)人民的消費(fèi)能力逐步提高，汽車也進(jìn)入了數(shù)千人的家庭，推動(dòng)了汽車技術(shù)的飛速發(fā)展。 由于汽車行駛在不同的路況中，各輪所承受的負(fù)荷存在差異，所以必須安裝齒輪分動(dòng)器來提高車輛的穩(wěn)定性。 分動(dòng)器一方面吸收由發(fā)動(dòng)機(jī)通過變速箱傳遞的扭矩，另一方面吸收由車輪和傳動(dòng)軸傳遞的路面反作用力和力矩。 因?yàn)榉謩?dòng)器殼體要承受不同載荷作用，在設(shè)計(jì)時(shí)要有足夠的強(qiáng)度和剛度，所以分動(dòng)器箱體的加工尤為重要。 箱體類零件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)由工藝設(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)和專用夾具設(shè)計(jì)三部分組成。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該首先設(shè)計(jì)工件的毛坯，裝配圖，然后根據(jù)加工要求確定工藝路線。并計(jì)算每個(gè)步驟的切削用量大小，最后選定兩個(gè)工序設(shè)計(jì)兩個(gè)專用夾具，確定其定位夾緊元件，完成夾具零件圖，裝配圖。 關(guān)鍵詞:工藝、專用夾具、夾緊、定位、誤差 Abstract The process and fixture design includes three parts, including process design, process design and special fixture design. In the process of design, we should first understand the analysis part, design a blank structure of the process, select the machining benchmark of the good parts, and design the process route of the parts; Then each part of the step size of cutting parameter calculation, is the key to the decision process equipment and various design parameters of cutting process, then a special fixture, fixture choosing the design of the various components, such as the positioning and clamping elements are connected parts, orientation elements, fixture and machine tools and other components, position error calculation fixture, fixture structure analysis of the rationality and deficiency, the design and improvement. Knowledge representation is one of the key technologies to realize intelligent design system. In this paper, the analysis of the current commonly used single knowledge representation and the shortage of hybrid knowledge representation is put forward to several single knowledge representation methods according to the principle of the ontology of a hybrid knowledge representation based on ontology. This method is applied to the design system of fixture design, which improves the design efficiency of the product. Exploration results show that in the process of using machine tools for production, part of the fixture is one who has a decisive role, to achieve mass production, must through the jig, using special fixture, to achieve the process. The feature of this paper is to quote a large number of professional materials, to elaborate the clamping device, and to discuss the process of mass production of machine tools. Key words: process, process, cutting parameters, clamping, positioning, error. 目錄 摘 要 1 序 言 1 1 零件的分析 1 1.1零件的作用 1 1.2工藝路線的設(shè)計(jì) 1 1.3 零件的工藝分析 1 1.4 基準(zhǔn)的選擇 2 1.5基準(zhǔn)的選擇 2 1.6確定切削用量及基本工時(shí) 2 2 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)概述 5 2.1機(jī)床夾具的的概述 5 2.2機(jī)床夾具的基本組成部分 5 2.3 機(jī)床夾具的分類 5 2.4專用夾具設(shè)計(jì)步驟 6 2.5 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 7 2.6鉆床的概述 7 2.7 工件裝夾的方法 8 三 鉆4-Φ10夾具設(shè)計(jì) 9 3.1 定位方案的設(shè)計(jì) 9 3.2 夾緊方案的設(shè)計(jì) 9 典型夾緊結(jié)構(gòu) 10 定心夾緊機(jī)構(gòu) ·10 3.3切削力和夾緊力的計(jì)算 10 3.4定位誤差分析 11 3.5鉆模板的選擇 12 3.6鉆套的設(shè)計(jì) 13 3.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 14 4 銑夾具設(shè)計(jì) 15 4.1 問題的提出 15 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 15 4.3 定位方案的設(shè)計(jì) 15 4.4夾緊方案的設(shè)計(jì) 16 4.4.1夾緊裝置的組成及基本要求 16 4.4.2夾緊裝置的確定 17 4.5 切削力及夾緊力計(jì)算 17 4.6定位誤差分析 19 4.7定位鍵及對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 20 4.8夾具體的設(shè)計(jì) 24 4.9夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明 24 總 結(jié) 26 致 謝……………………………………………………………………………………………27 參 考 文 獻(xiàn) 28 1 零件的分析 1.1零件的作用 圖1三維圖 分動(dòng)器殼體的作用：主要用于零件外部密封和防塵。因?yàn)槠湓谄囆旭傔^程中只起輔助作用，大多數(shù)均是孔類零件加工，精度要求不高。在加工過程中，我們先加工一個(gè)面，再安排工藝鉆2-10的孔，2-10的兩個(gè)孔是與其他零部件連接的，屬于銷孔，起到連接與定位的效果，這樣大多數(shù)情況均采用一面兩銷的方法。 1.2 零件的技術(shù)要求 加工表面 尺寸及偏差/mm 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度Ra/μm 形位公差/mm H面 298 IT13 12.5 2-Φ10定位銷孔 100+0.016 IT7 3.2 耳座上4-Φ17的孔 17 IT13 12.5 兩個(gè)側(cè)面I、K 270 IT13 12.5 Φ72mm孔 72 IT12 3.2 2-Φ58凸臺(tái) 58 IT12 3.2 H面細(xì)螺紋孔 100+0.025 IT6 3.2 I、K面細(xì)螺紋孔 100+0.025 IT6 6.3 R、G面細(xì)螺紋孔 100+0.025 IT6 6.3 1.3確定工藝路線 為保證零件的幾何尺寸精度和位置精度等技術(shù)要求得到合理保證，有必要制定合理的工藝路線。在批量生產(chǎn)的生產(chǎn)計(jì)劃中，可以將通用型機(jī)床與專用夾具一起使用，并且可以使用工藝濃縮原理來提高生產(chǎn)率。此外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)影響，并盡可能降低生產(chǎn)成本。 1 工藝路線方案一 05 鑄造 10粗銑底端面 15鉆8-M8的螺紋孔、攻絲 20鉆2-M10的孔 25銑120×50的端面 30鉆4-Φ17的孔，锪孔φ35 35銑前后端面 40粗、精鏜φ72的孔 45粗、精鏜Φ29.44的孔 50鉆、擴(kuò)φ25的孔 55鉆、擴(kuò)、鉸φ16的孔 60鉆4-M10的螺紋孔、攻絲 65鉆6=M10的螺紋孔、攻絲 70鉆分度圓φ42上的8-M6的螺紋孔、攻絲 75清洗 80檢驗(yàn) 85入庫 2工藝路線方案二 05鑄造 10銑耳座下平面 15粗、精銑H面 20鉆、鉸定位銷孔 25鉆耳座4-Φ17的孔 30粗銑兩側(cè)面 35粗鏜孔φ72 40半精、精鏜孔 45銑2-φ58內(nèi)凸臺(tái) 50鉆H面細(xì)螺紋孔、攻絲 55鉆R、G面螺紋孔、攻絲 60鉆I、K面螺紋孔、攻絲 65清洗 70檢驗(yàn) 75入庫 3.工藝方案的比較 上述兩個(gè)工藝方案都遵循了先面后孔、余量均勻原則，但是第二個(gè)方案還遵循了基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。第二個(gè)方案先粗銑耳座下平面這一不加工面，并以它為基準(zhǔn)加工H面，然后加工兩個(gè)定位銷孔（工藝孔），并在之后的孔系加工中均采用一面兩銷定位方式。方案二的工序不需要對(duì)工件多次裝夾，相較于第一種工藝路線而言節(jié)約了大量裝夾時(shí)間。最后確定的工藝路線如下： 05鑄造 10粗銑耳座下平面，以H面為粗基準(zhǔn)定位，選用X5032A立式銑床，專用夾具。 15粗、精銑H面，以耳座下平面為基準(zhǔn)，遵循互為基準(zhǔn)原則，選用X3016圓工作臺(tái)銑床，專用夾具。 20鉆、鉸定位銷孔，以H面為基準(zhǔn)，選用Z3040的搖臂鉆床，專用夾具來加工2-φ10的工藝孔。 25 鉆耳座上4個(gè)直徑為17mm的孔 ，這道工序以兩個(gè)直徑為10mm的定位銷孔和H面定位，采用一面兩銷的方法，使用Z3040搖臂鉆床和專用夾具。 30粗銑兩側(cè)面，以H面2-Φ10的工藝孔定位，選用銑面專機(jī)和專用夾具。 35精銑兩側(cè)面，以H面2-Φ10的工藝孔定位，選用Z2532雙柱銑床和專用夾具。 40粗鏜孔，以H面和2-Φ10的工藝孔定位，選用粗鏜專機(jī)和專用夾具，粗鏜R、G面2-φ72的孔和I、K面上2-φ72的孔，鉆K、R面上φ16的孔。 45半精、精鏜孔，以H面和2-Φ10的工藝孔定位，選用粗鏜專機(jī)和專用夾具，半精、精鏜R、G面2-φ72的孔和I、K面上2-φ72的孔，鉆K、R面上φ16的孔。 50銑2-Φ58凸臺(tái)，以T面和2-Φ72孔定位，銑削2-Φ58凸臺(tái)面，選用X53K立式銑床和專用夾具。 55鉆、攻H面細(xì)螺紋，以H面2-Φ10的工藝孔定位，鉆H面上8-M8-6H細(xì)螺紋孔，選用Z35搖臂鉆床和專用夾具。 60鉆、攻R、G面細(xì)螺紋，以R、G面和2-Φ10的工藝孔定位，選用Z35搖臂鉆床和專用夾具，鉆G面上4-H10-6H細(xì)螺紋孔，鉆R面上6-M10-6H螺紋孔。 65鉆、攻I面螺紋，以I面和2-Φ72孔定位，選用Z35搖臂鉆床和專用夾具，鉆、工I面上4-M10-6H螺紋， 70 鉆、攻K面螺紋，以K面和2-Φ10的工藝孔定位，選用Z35搖臂鉆床和專用夾具，鉆K面上4-M10-6H螺紋底孔。 70清洗、檢驗(yàn) 75入庫 1.4零件的工藝分析 分析的目的主要是驗(yàn)證零件的結(jié)構(gòu)外觀和尺寸，以及表面粗糙度，材料和熱處理技術(shù)的要求，以及是否便于加工和裝配。最后根據(jù)零件的工藝分析，進(jìn)一步地了解零件的技術(shù)要求并編制出零件的工藝文件箱體的工藝有兩組組加工面的分別為 1：粗糙和精細(xì)的H面是基于耳朵的下平面并遵循相互參照的原則。 2：以I面和2-Φ72的孔定位，鉆I面上4-M10-6H螺紋。 2工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1熱處理工序 分動(dòng)器殼體采用的材料是灰鑄鐵，因此在安排熱處理工序時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行去應(yīng)力退火。由于壁厚不均勻，所以在加熱和冷卻過程中都會(huì)產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。在退火過程中加熱溫度為500～550℃，然后保溫2-8個(gè)小時(shí)，最后進(jìn)行爐冷。這種方法可以減少殘余應(yīng)力的50%-80%。 2 確定毛坯尺寸 2.1毛坯的選用 由于分動(dòng)器殼體尺寸較大，屬于大型箱體類工件。所以本著節(jié)約原料，節(jié)省資金的目的，我們選用灰鑄鐵為材料制成的毛坯。 2.2確定毛坯尺寸和機(jī)械加工余量 由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-1~2.2-10可知，鑄件毛坯的機(jī)械加工余量為6mm，加工余量等級(jí)選用H級(jí)，鑄造斜度為3^。，圓角半徑統(tǒng)一為R5。 毛坯制造采用砂型手工造型，公差等級(jí)為CT12級(jí)，壁厚公差等級(jí)為CT13級(jí)。 2.3 繪制毛坯圖 2.4 基面的選擇 基面的選擇在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中站有舉足輕重的地位?；娴倪x擇是否合理不僅決定加工質(zhì)量的好壞，還造成于生產(chǎn)率的高低。 2.5基準(zhǔn)的選擇 用于確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何元素之間幾何關(guān)系的點(diǎn)，線和面就是基準(zhǔn)。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為兩類： 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。 1. 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 零件圖上使用的參考稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 2. 工藝基準(zhǔn) 加工零件過程中使用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)根據(jù)其用途而有所不同，并分為裝配標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量基準(zhǔn)，工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。 （1）裝配基準(zhǔn) 用于確定部件或產(chǎn)品中部件位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn) （2）測(cè)量基準(zhǔn) 測(cè)量時(shí)測(cè)量加工表面的幾個(gè)尺寸的參考稱為測(cè)量基準(zhǔn)。 （3）工序基準(zhǔn) 在加工過程中，工序基準(zhǔn)被用來確定加工表面的大小、形狀和位置。 （4）定位基準(zhǔn) 定位工件時(shí)使用的參考稱為定位參考。 這道工序加工4- M10孔，精度不高，因此我們采用以I面和2-Φ72的孔定位。由于孔徑小，切割力非常小。 參考的選擇對(duì)于確保零件的加工要求非常重要。先選取底面和孔為定位基準(zhǔn)，以2-72孔（一面2銷）為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔 2.7確定切削用量及基本工時(shí) 工序：銑下端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完? 2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝1500 當(dāng)＝1500r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序：鉆，鉸Φ10孔 工步一鉆孔至φ9 確定進(jìn)給量的確定：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工Φ11孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量的確定應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525機(jī)床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)Z525立式鉆床說明書，取，因此實(shí)際切削速度計(jì)算為 切削工時(shí)計(jì)算：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步二：鉸孔 根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-25，，，得 查參考文獻(xiàn)Ⅴ表4.2-2，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量的確定和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取，，實(shí)際切削速度。 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序：鉆φ17的孔 刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ17 1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns== 562r/min 與562r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。 所以實(shí)際切削速度== 5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm; t=2x（） =2x（）=0.21(min) 工序：銑兩端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 4） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完? 5） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?200 當(dāng)＝1200r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 6） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序：鏜孔 機(jī)床：臥式鏜床 刀具：高速鋼刀具 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)切削深度，再參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-66。 因此確定進(jìn)給量 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-66，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得： ，取 實(shí)際切削速度： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度，代入（式3.7）得： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 則：本工序用的時(shí)間： 工序：鉆、攻4-M10螺紋孔 確定進(jìn)給量： 根據(jù)參考文獻(xiàn)表2-7， 當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75則： 根據(jù)Z525機(jī)床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機(jī)床說明書，取，故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 攻絲M10 攻螺紋M10mm。 按機(jī)床選取，則 機(jī)動(dòng)時(shí)，， 工序：銑上端面 1. 選擇刀具 刀具應(yīng)選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8 ，，，。 2. 決定銑削用量 7） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完? 8） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)銑床說明書，它的功率為為7.5kw，屬于中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝750 當(dāng)＝750r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 9） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 3 4-Φ10的夾具設(shè)計(jì) 這4螺紋孔精度要求不高，可以使用鉆床來進(jìn)行加工。 3.1 定位方案的設(shè)計(jì) 選擇合理的定位方法和定位要素包括選擇定位件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸和布置，這主要取決于工件的加工要求和工件的定位基準(zhǔn)等因素。 1. 工件及平面定位 （1）主要支撐在限制自由度的同時(shí)也在零件加工中發(fā)揮作用 1） “固定支承 2） “可調(diào)支承” 3） “自位支承” （2）輔助支承：主要用來提高零件安裝的穩(wěn)定性 1）“螺旋式輔助支承” 2）“自位式輔助支承” 3）“推引式輔助支承” 4）“液壓鎖緊的輔助支承” 2. 工件以圓柱空定位 （1）圓柱銷 （2）圓錐銷 （3）圓柱心軸 3、 工件以外圓柱面定位 （1）在V形塊中定位 （2）在圓孔中定位 （3）在半圓孔和圓錐孔中定位 鉆4-M10孔夾具，工件采用的是芯軸定位時(shí)，所用的芯軸和定位擋銷作為定位元件。 3.2 夾緊方案的設(shè)計(jì) 在加工過程中存在兩個(gè)聯(lián)系緊密的步驟就是定位和夾緊。工件的定位是通過一定的裝置將工件牢固地夾持在定位件上，使工件在加工過程中不會(huì)發(fā)生位移，產(chǎn)生振動(dòng)，從而保證加工精度和安全生產(chǎn)。 夾緊工件的裝置是夾緊裝置。 夾緊裝置不僅關(guān)系到工件的精度，而且可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。因此，對(duì)于夾具裝置提出如下基本要求： （1）在夾緊過程中，定位過程中工件的正確位置不能被破壞。 （2）夾緊力的大小適當(dāng)。 （3）具有良好的工藝性和使用性。 典型夾緊結(jié)構(gòu) 1. 斜楔夾緊結(jié)構(gòu) 2. 螺旋夾緊結(jié)構(gòu) （1）單個(gè)螺旋夾緊結(jié)構(gòu) （2）螺旋壓板夾緊結(jié)構(gòu) （3）偏心夾緊機(jī)構(gòu) 定心夾緊機(jī)構(gòu) 當(dāng)處理尺寸的處理參考是中心元素（軸，中心平面等）時(shí)，參考重疊以減少定位誤差?？梢允褂枚ㄎ粖A緊機(jī)構(gòu)，所以對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)主要用于需要準(zhǔn)中心或居中的情況。定心夾緊機(jī)構(gòu)可分為以下幾種： （1）螺旋式定心夾緊機(jī)構(gòu) （2）杠桿式定心夾緊機(jī)構(gòu) （3）楔式定心夾緊機(jī)構(gòu) （4）彈簧筒夾式定心夾緊機(jī)構(gòu) （5）膜片卡盤定心夾緊機(jī)構(gòu) （6）波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu) （7）液性塑料定心夾緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)本次夾具定位方式，采用的芯軸定位，采用開口墊圈，螺母壓緊工件，因此采用單個(gè)螺旋夾緊結(jié)構(gòu)夾緊工件。 3.3切削力和夾緊力的計(jì)算 在加工過程中，工件很容易會(huì)受到慣性力，切削力，離心力等各種外力的作用，這可能會(huì)導(dǎo)致工件偏移正確的位置，進(jìn)而造成誤差甚至失敗。有必要設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件牢固地夾緊在定位元件上。確定夾緊力的方法是計(jì)算夾緊力的大小，確定應(yīng)用點(diǎn)的方向和位置。夾緊力的三個(gè)要素對(duì)于夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有決定性的意義。因此，有必要確定適當(dāng)合理的夾緊力和應(yīng)用點(diǎn)的位置。 1. 夾緊力方向的確定 （1）夾緊力方向應(yīng)與主定位平面垂直 （2）夾緊力的方向與切削力和工件的重力方向盡量保持一致。 2. 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 （1）應(yīng)能保持工件穩(wěn)定可靠的定位，并且在夾緊過程中不會(huì)造成工件位移或偏轉(zhuǎn)。 （2）盡可能避免或減少工件的夾緊變形 （3）夾緊力應(yīng)與加工表面足夠接近，這樣既便于加工還可以保證精度。 3. 夾緊力大小的估算 （1）首先假定系統(tǒng)是一個(gè)剛性系統(tǒng)，切割過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。 （2）在正常情況下，只考慮力系中切削力（力矩）的影響;切削力（力矩）使用切削原理公式計(jì)算。 （3）重工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件的高速運(yùn)動(dòng)中，必須包括慣性力。 （4）分析最不利的瞬間夾緊狀態(tài)。 在該夾具的具體設(shè)計(jì)過程中，由于所用定位方案的夾緊力與切削力的方向一致，所需的夾緊力很小，因此使用鉤形壓板（組合）型夾緊機(jī)構(gòu)。由于鉆孔過程，夾緊力的計(jì)算使用摩擦系數(shù)計(jì)算，通常為0.1至0.15。夾緊力作用面的表面粗糙度較小，因此在此設(shè)計(jì)中選擇= 0.1。 由《切削手冊(cè)》得： 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊(cè)》得： 鉆削力 式（5-2） 鉆削力矩 式（5-3） 式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 在此過程中加工螺紋孔時(shí)，夾緊力的方向與鉆孔力的方向相同。因此進(jìn)行夾緊力計(jì)算無太大意義。只要確保零件的表面強(qiáng)度和剛性滿足加工要求即可 3.4定位誤差分析 定位誤差數(shù)值是過程參考中沿過程維度發(fā)生的最大偏移量，定位誤差等于定位參考和過程參考的偏差誤差和位移誤差的總和，即 當(dāng)過程參考點(diǎn)與多個(gè)定位參考點(diǎn)相關(guān)時(shí)，上述兩個(gè)誤差方向和過程維度方向可能不一致，定位誤差的計(jì)算更為復(fù)雜，需要進(jìn)行具體分析。通常在最不利的情況下找出定位過程中一批工件中過程參考的兩個(gè)極限位置，然后將過程參考的最大變化轉(zhuǎn)換為過程尺寸方向，并且可以獲得定位誤差。 在夾具上安裝工件時(shí)，位置誤差的產(chǎn)生必不可免，但要盡量降低。給其他工藝系統(tǒng)誤差留下較大的空間，這樣有利于較好地控制加工誤差。 根據(jù)加工誤差計(jì)算不等式。 定位心軸垂直放置：=0.019+0.007+0.002=0.028 式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）； ——工件圓孔直徑公差（mm）； ——心軸外圓直徑公差（mm）。 3.5鉆模板的選擇 1 回轉(zhuǎn)式鉆模 2 翻轉(zhuǎn)式鉆模 3 蓋板式鉆模 4滑柱式鉆模 5 鉸鏈?zhǔn)姐@模 我們的主要流程使用翻轉(zhuǎn)鉆模板 3.6鉆套的設(shè)計(jì) 鉆床的導(dǎo)向部分就是鉆套 鉆孔襯套根據(jù)加工孔的狀況分為以下類型的鉆孔襯套。 固定鉆套(JB/T 8045.1-1999) 可換鉆套(JB/T 8045.2-1999) 快換鉆套(JB/T 8045.3-1999) 特殊鉆套 由于標(biāo)準(zhǔn)鉆頭的最大尺寸是加工孔的基本尺寸，所以基本尺寸可以設(shè)置為公差帶F7。如果鉆套不是引導(dǎo)刀具的切削部分，也可以根據(jù)基孔系統(tǒng)的相應(yīng)配合選擇刀具的引導(dǎo)柱部分：H7/f74H7/96，H6/95。然后介紹上述三種標(biāo)準(zhǔn)鉆套及其使用場(chǎng)所。固定鉆井套管（JB / T 8045.1-1999）固定鉆井套管可分為肩鉆套管和無肩套管 固定鉆套的特點(diǎn)如下 鉆套應(yīng)直接壓入鉆?；驃A具中。磨損后更換并不容易。為了避免切屑進(jìn)入鉆鋌的孔中，鉆套的上端和下端應(yīng)稍微突出鉆孔模板，并且在大多數(shù)情況下它不能低于鉆模 快換鉆套 鉆鋌的高度與鉆孔的孔距精度，工件材料，孔加工深度，刀具剛度以及工件的表面形狀有關(guān)。 一般取 H=（1-2.5） d，光圈小，精度要求高， H取較大值。 H=(1-2.5)d=(1-2.5)X9=(9-22.5)，取H=20mm。 排屑間隙指的就是鉆套底部和工件之間的距離，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)膆值。當(dāng)h值過大時(shí)，鉆套在鉆頭上的導(dǎo)向作用降低，加工精度受到影響。 加工鑄鐵時(shí)，h=（0.3-0.7）d； 加工鋼時(shí)，h=(0.7-1.5)d。 由于法蘭盤材料為 HT200， 所以其排屑間隙 h=(0.3-0.7) d=(0.3-0.7) X9=(2.7-6.3)， 取 h=5 mm。 因此我們采用快換鉆套，其大小為10mm。 3.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 本夾具為箱體鉆4- M10孔的夾具，通過這個(gè)方式定位加工4- M10的孔，我們最后只能選固定鉆模，在此，底端面限制3個(gè)自由度，心軸限制工件的2個(gè)自由度，并且定位止動(dòng)銷限制工件的1自由度。這樣我們就限制了工件的空間6個(gè)自由度。然后說定位部分，我們使用底端面限制3個(gè)自由度，心軸限制工件的2個(gè)自由度，定位止動(dòng)銷限制工件的1自由度，從以上分析我們知道，只是限制六個(gè)自由度，我們可以開始?jí)嚎s工件。 壓緊部分：壓緊部分我們采用的是開口墊圈，因?yàn)閴壕o原件一般要求壓緊快速，裝卸方便，并且容易制造，而開口墊圈直接可以根據(jù)我們孔的大小選擇標(biāo)準(zhǔn)件，并且符合壓緊快速裝卸方便的特點(diǎn)。 4 銑夾具設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的工序?yàn)殂姸嗣娴你姶矈A具 4.1 問題的提出 銑床夾具用于平面，花鍵的加工，銑削加工過程中由于切削量較大，且為斷續(xù)切削，因此切削力很大，具有嚴(yán)重的沖擊和震動(dòng)。因此，在設(shè)計(jì)銑床夾具時(shí)，應(yīng)確保工件能平穩(wěn)地安裝在夾具上。夾具主要用于銑削端面。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，我們必須選擇適當(dāng)?shù)亩ㄎ换鶞?zhǔn)，以確保工件具有高精度要求。我們使用4-17孔和底部作為定位參考。 4.3 定位方案的設(shè)計(jì) 定位，就是限制自由度。六點(diǎn)定位原理通常是利用一個(gè)支點(diǎn)來限制工件的自由度，并設(shè)定合理的六個(gè)支點(diǎn)。這樣就可以完全確定工件在夾具中的位置。 1. 工件及平面定位 （1）主要支撐 1）固定支承 2）可調(diào)支承 3）自位支承 （2）輔助支撐 1）螺旋式輔助支承 2）自位式輔助支承 3）推引式輔助支承 4）液壓鎖緊的輔助支承 2. 工件以圓柱空定位 （1）圓柱銷 （2）圓錐銷 （3）圓柱心軸 3. 工件以外圓柱面定位 （1）在V形塊中定位 （2）在圓孔中定位 （3）在半圓孔和圓錐孔中定位 該夾具是用耳座平面來定位的，因此使用A型和B型定位銷定位。 4.4夾緊方案的設(shè)計(jì) 在加工過程中，存在兩個(gè)具有緊密聯(lián)系的工作步驟就是定位和夾緊。。夾緊裝置是為了防止工件定位后因切削力，重力或慣性力等外力作用而發(fā)生位置偏差和機(jī)械振動(dòng)，造成工件具有較大偏差甚至導(dǎo)致廢品的產(chǎn)生。 4.4.1夾緊裝置的組成及基本要求 1. 夾緊裝置的組成 （1）力源裝置 （2）中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 作用如下： 1）改變夾緊作用力的方向 2）改變夾緊作用力的大小 3）具有一定的自鎖性能 （3）夾緊元件 2. 對(duì)夾緊裝置的基本要求 （1）夾緊時(shí)不要破壞夾具中工件的正確位置 （2）夾緊力的大小要適當(dāng) （3）夾緊裝置要操作方便 （4）結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)和工藝好，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件 4.4.2夾緊裝置的確定 該夾具使用A型定位銷和B型定位銷進(jìn)行定位，這限制了空間的6個(gè)自由度。 4.5 切削力及夾緊力計(jì)算 夾緊力的三個(gè)要素在夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中起決定性作用。只有合理分配夾緊力的作用點(diǎn)，適當(dāng)?shù)某叽绾驼_的方向才能獲得很好的效益。 1. 夾緊力方向的確定 （1）夾緊力方向應(yīng)與主定位平面垂直 （2）夾緊力的方向優(yōu)選與切削力和工件的重力方向相同。 2. 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 （1）應(yīng)能保持工件穩(wěn)定可靠的定位，并且在夾緊過程中不會(huì)造成工件位移或偏轉(zhuǎn)。 （2）盡可能避免或減少工件的夾緊變形 （3）夾緊力應(yīng)盡可能接近加工現(xiàn)場(chǎng) 3. 夾緊力大小的估算 3. 夾緊力大小的估算 （1）首先假定系統(tǒng)是一個(gè)剛性系統(tǒng)，切割過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。 （2）在正常情況下，只考慮力系中切削力（力矩）的影響;切削力（力矩）使用切削原理公式計(jì)算。 （3）重工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件的高速運(yùn)動(dòng)中，必須包括慣性力。 （4）分析最不利的瞬間夾緊狀態(tài)。 （5）計(jì)算夾緊力并乘以K得到實(shí)際夾緊力。K為總安全系數(shù)，K=K0K1K2K3 各種因素的安全系數(shù)可查表2-3，一般K=1.5~2.5；當(dāng)夾緊力與切削力相反時(shí)，K=2.5~3 。 （1）刀具： 采用端銑刀 φ50mm z=24 機(jī)床： x51立式銑床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=12mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 4.6定位誤差分析 (1)移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差 式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差 ———— 圓柱銷孔的最小偏差 ————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 代入得： = = (2) 轉(zhuǎn)角誤差 式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差 ———— 圓柱銷孔的最小偏差 ———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 ———— 削邊銷孔的最大偏差 ———— 削邊銷孔的最小偏差 ———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙 其中： 則代入得： 則： 經(jīng)檢驗(yàn)合格 4.7定位鍵及對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 為確保夾具與機(jī)臺(tái)的相對(duì)位置，定位鍵應(yīng)設(shè)置在夾具的底面上，如下圖所示 定位鍵有兩種形式，矩形和圓形，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。當(dāng)夾具的定位精度高時(shí)，可能不會(huì)提供定位鍵，并且可以在夾具的特定側(cè)面上加工狹窄的長(zhǎng)平面作為用于設(shè)置夾具的參考。通過修正獲得更高的方向精度，如下圖所示 有時(shí)，為了便于夾具的對(duì)齊，可以通過使用參考（例如圖中的平面A）直接在夾具上測(cè)量定位表面。但是，元件定位表面和對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)之間存在嚴(yán)格的相對(duì)位置要求。 對(duì)刀原件的設(shè)計(jì) 原始的刀是用來確定工具的相對(duì)位置和固定組件，刀已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，常見到原始刀有圓形刀用于處理一段平坦，廣場(chǎng)刀塊，當(dāng)用于調(diào)整組合銑刀的刀直角的位置刀塊，用于處理互相垂直的平面或銑槽刀時(shí)間，刀架橫向加載，并使用他的裝置來處理兩個(gè)相互垂直的平面或在夾槽側(cè)面用刀。 圓形對(duì)刀塊 高度對(duì)刀裝置，主要用于加工平面，選用圓形對(duì)刀塊 (JB/T 8031.1-1999) 方形對(duì)刀塊 將組合銑刀的位置調(diào)整到刀塊上，以保證相互垂直。 。 直角對(duì)刀塊 主要用于圓盤銑刀和圓筒端銑刀。可選用直角對(duì)刀塊(JB/T 8031.3-1999)或側(cè)裝對(duì)刀塊(JB/T 8031.4-1999) 側(cè)重對(duì)刀塊 用他安裝在夾具體側(cè)面用于加工2相互垂直面或銑槽時(shí)對(duì)刀 塞尺的設(shè)計(jì) 在刀具設(shè)定過程中，銑刀不能直接與計(jì)數(shù)器塊的工件表面接觸，以防止刀刃損壞或?qū)е碌毒吣p加快。因此，有必要使用塞尺來校準(zhǔn)它們之間的位置關(guān)系，即塞尺被放置在工具和對(duì)工具工作臺(tái)的工作表面之間，并且銑刀的位置由常用的塞尺有兩種標(biāo)準(zhǔn)。 平塞尺結(jié)構(gòu) 圓柱塞尺結(jié)構(gòu) 4.8夾具體的設(shè)計(jì) 由于銑削加工時(shí)切削力大，振動(dòng)強(qiáng)烈，銑床夾具的夾具不但要有足夠的剛度和強(qiáng)度，同時(shí)，我們還必須具有適當(dāng)?shù)母叨群蛯挾缺取１M量使工件表面靠近工作表面，這樣可以提高夾具的穩(wěn)定性。為了有效提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，常常在銑床夾具上采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)和鉸鏈壓縮機(jī)構(gòu)。 4.9夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明 銑床夾具的工序處理夾緊方式的選擇。這個(gè)過程對(duì)銑削力很小，所以一般手動(dòng)夾緊可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程的要求。這個(gè)夾具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊力較小，因此所以采用快速螺旋夾緊裝置，并且采用手動(dòng)加緊方式。 致 謝 美好的大學(xué)生活如白駒過隙般匆匆溜走，留下了淡淡的記憶痕跡。曾憶起剛?cè)氪髮W(xué)校門的我們，被機(jī)電院高大聳立的大樓所震撼，被農(nóng)大郁郁蔥蔥，笑語花香的校園環(huán)境所侵染，被農(nóng)大老師們?nèi)逖哦L(fēng)趣的講課風(fēng)格所折服，然而這一切就如過眼煙云終將逝去。但是作為一名驕傲的農(nóng)大學(xué)子我不會(huì)忘記老師們的敦敦教誨，不會(huì)忘記圖書館內(nèi)曾經(jīng)留下的足跡，不會(huì)忘記自習(xí)室內(nèi)那些忙碌的夜晚，這將是我一輩子的財(cái)富，且行會(huì)珍惜。 在此我要著重感謝一下郭文斌老師，看到了我不如人意的基礎(chǔ)后，是他不辭辛苦一遍又一遍不厭其煩地給我講解 ；是他經(jīng)常陪到我深夜依然在畫圖，滋滋不倦，輟耕不止；是他在我失去信心的時(shí)候依然不拋棄，不放棄，仍然鼓勵(lì)我。我想這就是一個(gè)負(fù)責(zé)任的老師。在論文寫作過程中，大到零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，小到公差標(biāo)注他都會(huì)給我講解。在學(xué)習(xí)之外，我和他也成為了一對(duì)良師益友，令我收獲頗多。謝謝您！郭老師！ 最后還要感謝我的同學(xué)們，他們給予了我許多幫助，解決了許多困難。；同時(shí)感謝考評(píng)組的老師能抽出時(shí)間閱覽我的設(shè)計(jì)內(nèi)容，給出建設(shè)性的意見，讓我明白了自己的諸多不足。大學(xué)的生活即將過去了，回首過去的精彩生活讓人陶醉，但是未來仍在腳下，我們應(yīng)當(dāng)滿載農(nóng)大母親對(duì)我們的殷殷期盼，踏浪前行。最后送給大家一句話與大家共勉：白玉不毀，孰為珪璋！ 參 考 文 獻(xiàn) [1] 崇凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南.北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2006 [2] 王先逵主編.機(jī)械制造工藝學(xué).北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [3] 王先逵主編.機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2006 [4] 楊叔子主編.機(jī)械加工工藝師手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 [5] 李旦、王杰主編.機(jī)床專用夾具圖冊(cè).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998 [6] 趙家齊主編.機(jī)床制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.北京.機(jī)械工藝出版社，2000 [7] 陳于萍、周兆元主編.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [8] 王光斗、王春福主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).上海.上海科學(xué)技術(shù)出版社，2000 [9] 李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 [10] 孫本緒、熊萬武編.機(jī)械加工余量手冊(cè).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1999 [11] 劉守勇主編.機(jī)械制造工業(yè)與機(jī)床夾具.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 29