1P52QFMI曲軸箱蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及鉆12-M8孔夾具設(shè)計(jì)【三維UG】

1P52QFMI曲軸箱蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及鉆12-M8孔夾具設(shè)計(jì)【三維UG】,三維UG,p52qfmi,曲軸,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,設(shè)計(jì),12,十二,m8,夾具,三維,ug XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文1P52QFMI曲軸箱蓋加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及鉆孔12-M8夾具設(shè)計(jì)35中文摘要 要設(shè)計(jì)此零件的加工工藝，首先是零件的分析；其次是確定毛坯的制造形式以及制訂工藝路線，翻閱切削余量手冊(cè)，確定機(jī)械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸、切削用量及基本工時(shí)的確定。專用夾具的設(shè)計(jì)，首先要想好設(shè)計(jì)方案，找準(zhǔn)定位面及各個(gè)定位元件所限制的自由度。翻閱夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)及機(jī)械制造工藝手冊(cè)確定各個(gè)夾具體零件的具體尺寸。 關(guān)鍵詞：工藝 夾具 夾緊 定位ABSTRACTTo design parts of this processing, the first parts of the analysis; secondly, to determine the blank forms and the development of manufacturing process line, read Cutting cushion manual, setting machinery allowance, processes size, rough size, cutting parameters and the basic hours of work identified. Special fixture design, the design must first consider good programs, pinpoint positioning face and positioning components of the various restrictions of freedom. Read Fixture Design Manual and Machinery Manufacturing Technology Handbook establish specific folder size of the specific components. Keywords : Process Fixture Synchronizing Location目 錄第1章 緒 論11.1定位裝置11.2夾緊裝置11.3對(duì)刀引導(dǎo)裝置11.4其他元件及裝置11.5夾具體1第2章 零件的分析22.1零件的作用22.2 零件的工藝分析2第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)43.1確定毛坯的制造形式43.2基面的選擇43.3基準(zhǔn)的選擇43.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇43.3.2 精基準(zhǔn)的選擇53.4 制訂工藝路線5第4章 曲軸箱蓋工藝過程6第5章確定切削和用量及基本工時(shí)8第6章 鉆12-M8孔螺紋底孔夾具設(shè)計(jì)176.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置176.2 夾具的導(dǎo)向186.3 切削力及夾緊力的計(jì)算196.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙226.5 鉆模板236.6定位誤差的分析236.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用246.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)266.9 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明28第7章 銑上端平面床夾具的設(shè)計(jì)297.1 問題的提出297.2 定位基準(zhǔn)的選擇297.3切削力及夾緊力的計(jì)算297.4 定位誤差分析297.5 夾具體槽形與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)307.6 夾具體的設(shè)計(jì)307.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明31結(jié)論32參考文獻(xiàn)33致謝34第1章 緒 論機(jī)床夾具是在金屬切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊，以接受加工的工藝裝備。它的主要作用是：可靠地保證工件的加工位置，提高加工效率，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性性。因此，機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。而專用夾具是指專為某一工件的某一道工序的加工而專門設(shè)計(jì)的夾具，具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便等優(yōu)點(diǎn)。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)和制造，適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。專用夾具由定位裝置、夾緊裝置、對(duì)刀引導(dǎo)裝置、其他元件及裝置、夾具體。1.1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(shí)相對(duì)于刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)處于正確的位置，如支承釘、支承板、V形塊、定位銷等。1.2夾緊裝置它的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時(shí)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(shí)防止或減小振動(dòng)。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(dòng)裝置（如杠桿、螺紋傳動(dòng)副、斜楔，凸輪等）以及動(dòng)力裝置（如氣缸、油缸）等。1.3對(duì)刀引導(dǎo)裝置它的作用是確定夾具相對(duì)于刀具的位置，或引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工，如對(duì)刀塊、鉆套、鏜套等。1.4其他元件及裝置如定位件、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。1.5夾具體用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個(gè)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(duì)于機(jī)床的裝置。就我而言，我希望能通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力。由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教。第2章 零件的分析2.1零件的作用曲軸箱蓋和箱體是一個(gè)整體，它將有關(guān)零件（軸、套、齒輪）連接在一起，保證它們之間有正確的相對(duì)位置關(guān)系，使它們能按一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)。因此，箱蓋的加工質(zhì)量對(duì)機(jī)械精度、性能和使用壽命都有直接關(guān)系。2.2 零件的工藝分析曲軸箱蓋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、加工面多、技術(shù)要求高、機(jī)械加工的勞動(dòng)量大。因此箱蓋結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本有重要意義。曲軸箱蓋幾個(gè)加工表面它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下：尺寸300兩平面要保證一定的平行度要求平行度公差為0.05mm。箱蓋底面與側(cè)端面都有一定的垂直度要求垂直度公差為0.05mm。鉆2-100與底平面有一定的角度要求度公差為0.05mm；且有一定的位置要求。 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1確定毛坯的制造形式箱蓋零件材料為HT200，考慮到零件的材料是鑄鐵，形狀比較復(fù)雜，所以選用砂型鑄造。3.2基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面的選擇是正確與合理，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(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。3.3基準(zhǔn)的選擇3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)）。由于此零件的精度要求較高，每個(gè)面都需要加工，按照粗基準(zhǔn)選擇原則：以要求加工余量均勻的重要加工表面作為粗基準(zhǔn)，所以選擇該零件上的平面為粗基準(zhǔn)。3.3.2 精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。在加工2-100、鏜結(jié)合面100孔時(shí)，用底面和底面孔16作為精基準(zhǔn)，這樣，符合“基準(zhǔn)重合”的原則，可以避免定位誤差。3.4 制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此以外，還應(yīng)考慮選擇經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。第4章 曲軸箱蓋工藝過程零件機(jī)械加工工藝過程是工藝規(guī)程的中心問題，其內(nèi)容包括確定定位基準(zhǔn)、選擇各加工表面的加工方法、安排加工順序及組織整個(gè)加工工藝過程中各個(gè)工序的內(nèi)容、確定各個(gè)工序所采用機(jī)床設(shè)備和工藝裝備等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮幾個(gè)方案，經(jīng)過分析比較，選擇出比較合理的方案。根據(jù)曲軸箱蓋零件為中批生產(chǎn)，所以采用通用機(jī)床，并配以專用的夾具、刀具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率，減少機(jī)床數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。經(jīng)零件工藝分析，零件毛坯為砂型機(jī)械造型，并經(jīng)人工時(shí)效處理消除鑄件內(nèi)應(yīng)力，改善工件的可切削性。先確定工藝路線如下：方案一工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1鑄件2熱處理 時(shí)效處理3銑銑底面，保證尺寸18mm4鉆 鉆斜面2-100孔端孔12-M8孔5銑銑兩側(cè)面，保證尺寸296mm6鏜鏜100孔7鉆鉆底平面12-168鉆鉆底平面各孔及攻絲，保證各尺寸要求10銑銑2-100孔端面，保證尺寸28mm及45度11鉆鉆結(jié)合面100孔端孔6-M8孔12銑銑上端平面保證尺寸230mm13鏜鏜結(jié)合面100孔14去毛刺去除銳毛剌15終檢對(duì)零件各尺寸進(jìn)行完工檢測(cè)16防銹 用毛刷沾防銹油為零件防銹17入庫按照倉(cāng)庫標(biāo)識(shí)進(jìn)行擺放方案二工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1鑄件2熱處理 時(shí)效處理3銑銑底面，保證尺寸18mm4銑銑2-100孔端面，保證尺寸28mm及45度5銑銑兩側(cè)面，保證尺寸296mm6銑銑上端平面保證尺寸230mm7鉆鉆底平面12-168鉆鉆底平面各孔及攻絲，保證各尺寸要求10鉆 鉆斜面2-100孔端孔12-M8孔11鉆鉆結(jié)合面100孔端孔6-M8孔12鏜鏜100孔13鏜鏜結(jié)合面100孔14去毛刺去除銳毛剌15終檢對(duì)零件各尺寸進(jìn)行完工檢測(cè)16防銹 用毛刷沾防銹油為零件防銹17入庫按照倉(cāng)庫標(biāo)識(shí)進(jìn)行擺放工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是，面和孔加工順序比較混亂；方案二則與一有所不同，采用先面后孔的原則，先加工面再以面為基準(zhǔn)加工孔；兩者比較可以看出，第二方案比第一方案合理，位置精度也較易保證，定位及夾緊等都比較方便；但方案二也有不合適的地方，面可以一起加工減少裝夾次數(shù)及夾具設(shè)計(jì)，因此可以合為一道工序，從上述分析可知，采用方案二比較合理。 第5章確定切削和用量及基本工時(shí)工序：粗銑上端平面，同時(shí)檢驗(yàn)機(jī)床功率。加工材料HT200，200HBS鑄件加工要求用標(biāo)準(zhǔn)錐齒圓柱銑刀粗銑，加工余量h=3,用乳化液冷卻。機(jī)床X52K 1.選擇刀具1)銑刀直徑的大小直接影響切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能任意選取，切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.1可作為參考，根據(jù)表3.1,銑削寬度ae5mm時(shí)，直徑為d080mm,ap70mm. (由于高速剛圓柱銑刀最大銑削深度為小于100,本工序的銑削深度為138,所以分兩次銑削)由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀，故齒數(shù)為Z=6(表3.9)；(2)銑刀幾何形狀（表3.2）：ra=15,a0=12。2選擇切削用量(1)決定銑削寬度ae,由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則ae=h=3mm.(2)決定每齒進(jìn)給量fz 根據(jù)銑床說明書，其功率為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表3.3,fz=0.200.30mm/z,現(xiàn)取Fz=0.30mm/z(3)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命，根據(jù)表3.7,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.6mm,鑲齒銑刀(do=80mm),刀具壽命T180min,(表3.8)；(4)決定切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vr 切削速度vc可根據(jù)表3.27中的公式計(jì)算，也可直接由表中查出。根據(jù)表3.9,當(dāng)do=80mm時(shí)，z=6,ap= 41130mm,ae=3mm,fz0.20.3mm時(shí),vc=18m/min ,nt=72r/min vri=91mm/min。各修正系數(shù)為：kmv=kmn=kmvf=1.0 Kbv=kbn=kvb=0.80.85，取0.8故：vc=vikv=181.00.814.4m/minn=nikn=721.00.857.6r/minvi=vrikv=911.00.872.8mm/min根據(jù)X52K機(jī)床說明書，選擇nc=60r/min,vfc=75mm/min 因此，切削速度和每齒進(jìn)給量為：vc=d0nc/1000=3.148060100015m/minfxc=vfc/ncz=75/(606)mm/z=0.21mm/z(5)檢驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)表3.28,當(dāng),ap=41130mm,ae=3mm,fz0.20.3mm時(shí),vi=18m/min ,nt=72r/min vri=91mm/min時(shí)，Pct=1.1kw.切削功率的修正系數(shù)kmpo=1.故實(shí)際的切削功率為：Pcc=pct=1.1kw根據(jù)X52K型銑床說明書，機(jī)床主軸允許的功率為：Pcm7.50.75kw=5.63kw故pccpcm,因此所決定的切削用量可以采用，即ae=3mm,uf=91mm/min, nt=72r/min, vc=18m/min,fa=0.3mm/z。3.計(jì)算基本工時(shí) tm=L/vtvt:切削速度 L:切削總長(zhǎng)度 tm:切削時(shí)間式中，L=l+y+,l=138mm,根據(jù)表3.25,入切量與超切量y+17mm,則L=(138+17)mm=155故： tm=155/75=2.06min由于銑削深度較大，一次銑銷不能銑削所有的，所以得分兩次銑削，即基本工時(shí)為：tm=2.0624.12min工序：粗銑底平面（由于粗銑底面的加工刀具選擇和切削用量相同，所以就不再分析加工刀具和切削用量，現(xiàn)只對(duì)其加工工進(jìn)進(jìn)行分析）。銑削平面的加工工時(shí)為： Tm=L/vt式中，L=l+y+,l=200mm,根據(jù)表3.25,入切量與超切量y+17mm,則L=(200+17)mm=217故： tm=217/75=2.89min由于是兩次銑削，所以基本工時(shí)為：tm=2.8925.78min工序：粗銑削斜面加工工時(shí)為：m=L/vt式中，L=l+y+,l=40mm,根據(jù)表3.25,入切量與超切量y+17mm,則L=(40+17)mm=57故： tm=57/75=0.76min工序：精銑上端平面。1.選擇刀具1)銑刀直徑的大小直接影響切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能任意選取，切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.1可作為參考，根據(jù)表3.1,銑削寬度ae5mm時(shí)，直徑為d080mm,ap70mm. (由于高速剛圓柱銑刀最大銑削深度為小于100,本工序的銑削深度為138,所以分兩次銑削)由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀，故齒數(shù)為Z=6(表3.9)；2)銑刀幾何形狀（表3.2）：ra=15,a0=12。2選擇切削用量(1)決定銑削寬度ae,由于加工余量不大，幫可在一次走刀內(nèi)切完，則ae=h=1mm.(2)決定每齒進(jìn)給量fz 根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表3.3,fz=0.100.15mm/z,現(xiàn)取Fz=0.10mm/z（由于是精銑，故選擇細(xì)齒銑刀）(3)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命，根據(jù)表3.7,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.25mm,鑲齒銑刀(do=80mm),刀具壽命T180min,(表3.8)；(4)決定切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vr 切削速度vc可根據(jù)表3.27中的公式計(jì)算，也可直接由表中查出。根據(jù)表3.9,當(dāng)do=80mm時(shí)，z=6,ap= 41130mm,ae=1mm,fz0.10.15mm時(shí),vc=26m/min ,nt=102r/min vri=46mm/min。各修正系數(shù)為：kmv=kmn=kmvf=1.0，Kbv=kbn=kvb=0.80.85，取0.8故：vc=vikv=261.00.820.8m/min n=nikn=1021.00.881.6r/min vi=vrikv=461.00.836.8mm/min根據(jù)X52K機(jī)床說明書，選擇nc=95r/min,vfc=37.5mm/min因此，切削速度和每齒進(jìn)給量為：vc=d0nc/1000=3.14809510023.86m/minfxc=vfc/ncz=37.5/(956)mm/z=0.07mm/z3.計(jì)算基本工時(shí) Tm=L/vt式中，L=l+y+,l=138mm,根據(jù)表3.25,入切量與超切量y+17mm,則L=(138+17)mm=155故： tm=155/37.5=4.12min由于銑削深度較大，一次銑削不能完成，所以得分兩次銑削，即基本工時(shí)為：tm=4.1228.24min工序：精銑底平面（由于刀具與切削用量與上一個(gè)平面精銑一樣，故不再分析）。故：精銑底端平面的基本工時(shí)為：Tm=L/vt式中，L=l+y+,l=200mm,根據(jù)表3.25,入切量與超切量y+17mm,則L=(200+17)mm=217故： tm=217/37.5=5.77min由于銑削深度較大，一次銑削不能完成，所以得分兩次銑削，即基本工時(shí)為：tm=5.77211.57min工序：精銑斜平面切削基本工時(shí)：Tm=L/vt式中，L=l+y+,l=40mm,根據(jù)表3.25,入切量與超切量y+17mm,則L=(40+17)mm=57故： tm=57/37.5=1.52min工序：鉆底平面12-16 材料：HT200工藝要求：孔徑d=16,孔深：通孔。機(jī)床：選用Z535鉆床加工選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑d0=16鉆關(guān)幾何形狀為：（表2.1及表2.2）,雙錐修磨橫刃2（）9150。4535,0=715,=2432，bg=5.5,b=3,l=6,l1=2, 加工材料越硬，應(yīng)取最大值，0則取較小值，為一定值。選擇切削用量(1)，決定進(jìn)給量f1)按加工工藝決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.7,當(dāng)加工要求為H12H13精度，鑄件的強(qiáng)度為200HBS，d0=104mm時(shí)，f=0.70.86mm/r由于l/d341041.7,故應(yīng)乘以修正系數(shù)kiv=0.95,則 f=(0.70.86)0.95mm/r0.6650.817m/r (2) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.8,當(dāng)HBS=169218，d0=20mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.75mm/r(3) 按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)表2.9,當(dāng)HBS210,d0 20.5,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的軸向力為6960N，進(jìn)給量為0.41mm/r（Z535鉆床允許的軸向力為8830N，見表2.36）從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為0.6650.817mm/r，根據(jù)Z535鉆床說明書，選擇：f=0.81mm/r.由于是加工通孔，為了避免孔即將鉆穿進(jìn)鉆頭容易折斷，故宜在孔即將鉆穿時(shí)停止自動(dòng)進(jìn)給而采用手動(dòng)進(jìn)給。機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度也可以根據(jù)初步確定的進(jìn)給量查出軸向力再進(jìn)行比較來校驗(yàn)，由表2.19可查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f=0.81mm/r，d021mm時(shí)，軸向力Ff=8740,軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=8740N.根據(jù)Z535鉆床說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為：Fmax=2.8KN,由于FfFmax,故f=0.81mm/r可用。決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命。由表2.12,當(dāng)d0=38mm時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量取0.8,壽命T=60min.決定切削速度由于2.15鑄鐵硬度200217HBS,進(jìn)給量0.81mm/r，切削速度為vc=14m/min.切削速度的修正系數(shù)為：Ktv=1.0,kcv=1.0,kfv=0.85,k0v=1.0,故V=vi*kv=141.01.01.00.8511.9m/minn=1000V/(3.14*d0)=100011.9/(3.1420)r/min=189.49r/min 根據(jù)Z535鉆床說明書，可考慮195r/min,這時(shí): V=n*3.14*d0/1000=1953.1420/1000=12.25m/min檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率根據(jù)表2.20,當(dāng)f1.0,d0=20，扭矩Mc=109.4N.m.扭矩的修正系數(shù)為1.0,故Mc109.4N.m根據(jù)Z535鉆床說明書，當(dāng)n0=195r/min,扭矩為Mm=195.2N.m根據(jù)表2.23,當(dāng)灰鑄鐵硬度為170213HBS時(shí)，鉆頭直徑d0=20主電動(dòng)機(jī)功率Pe=2.8kw,機(jī)床功率為：0.81根據(jù)Z535鉆床說明書，Pc=2.80.812.268kw由于McMm,Pc F所以,時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。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(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5表可得： 所以有： 該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力之間的關(guān)系F夾KF軸向力：F夾KF （N）扭距：Nm在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)由資料機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)查表可得：切削力公式： 式（2.17）式中 查表得： 即：實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)16機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表得： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，由式（2.5）有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)16機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 可得： 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。6.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙鉆套的類型和特點(diǎn):1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。2、可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個(gè)襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。3、快換鉆套：當(dāng)對(duì)孔進(jìn)行鉆鉸等加工時(shí)，由于刀徑不斷增大，需要不同的導(dǎo)套引導(dǎo)刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標(biāo)準(zhǔn)鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙C，使開始鉆孔時(shí)，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔，如圖4.3。圖4.3 切屑間隙 C=(0.31.2)d。在本次夾具鉆模設(shè)計(jì)中考慮了多方面的因素，確定了設(shè)計(jì)方案后，選擇了C=8。因?yàn)榇算@的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。6.5 鉆模板在導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)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(qiáng)度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動(dòng)鉆模板等。在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時(shí)需從夾具體上裝上或卸下，鉆螺栓緊固，鉆模精度較高。46.6定位誤差的分析夾具安裝誤差因夾具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。圖5-2中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0.夾具誤差因夾具上定位元件、對(duì)刀或?qū)蛟⒎侄妊b置及安裝基準(zhǔn)之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；定位元件相對(duì)于對(duì)刀或?qū)蛟ò瑢?dǎo)向元件之間）的尺寸或位置誤差；導(dǎo)向元件相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時(shí)，還存在分度誤差。以上幾項(xiàng)共同組成夾具誤差。5) 加工方法誤差因機(jī)床精度、刀具精度、刀具與機(jī)床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項(xiàng)誤差影響因素多，又不便于計(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的1/3.計(jì)算時(shí)可設(shè)。2. 保證加工精度的條件工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸。為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)，需留出一定的精度儲(chǔ)備量。因此將上式改寫為或 當(dāng)時(shí)，夾具能滿足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長(zhǎng)短和夾具總圖上各項(xiàng)公差值確定得是否合理。知此方案可行。6.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)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(shí)間。為了減少輔助時(shí)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。6.8 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(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，所以夾具設(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，所以夾具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。6.9 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。第7章 銑上端平面床夾具的設(shè)計(jì)本夾具將用于X52K銑床。刀具為硬質(zhì)合金鑲齒三面刃銑刀，直徑選用d=80mm。7.1 問題的提出利用本夾具主要用來銑上端面，由于是銑面，其要求比較低，但為了保證零件的厚度，故主要用與背面相對(duì)的前面作為定位基準(zhǔn)，定位元件為支承釘。由于是銑加工，在保證加工要求的前提下盡量提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。7.2 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，底面相對(duì)于其前面有一定厚度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為與背面相對(duì)的前面，在其底面用壓緊螺釘對(duì)其進(jìn)行壓緊。7.3切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：硬質(zhì)合金鑲恥三面刃銑刀，d=80mm,Z=10實(shí)際所需夾緊力Wk=Wk-實(shí)際所需夾緊力K-安全系數(shù)，安全系數(shù)計(jì)算公式如下：=故取-考慮工件材料及加工雨余量均勻性的基本安全系數(shù)-加工性質(zhì)-刀具鈍化程度-切削特點(diǎn)-夾緊力的穩(wěn)定性-手動(dòng)夾緊時(shí)的手柄位置-僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支承面接觸情況7.4 定位誤差分析定位元件尺寸及公差確定。夾具主要定位元件是支承釘，該支承釘用于支撐未加工表面，即粗基準(zhǔn)，加工要求不高。7.5 夾具體槽形與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能地布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據(jù)參考文獻(xiàn)定向鍵的結(jié)構(gòu)如圖所示。 定向鍵根據(jù)參考文獻(xiàn)夾具U型槽的結(jié)構(gòu)如圖所示 U型槽 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊來實(shí)現(xiàn)，用來確定刀具與夾具的相對(duì)位置。由于本道工序是完成小端面粗銑加工，所以選用直角對(duì)刀塊。根據(jù)GB22401991直角對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示。7.6 夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及上述各主要元件連成一個(gè)整體，這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。7.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明本夾具用于銑床上加工上端平面，工件以與此相平行的前面作為定位基準(zhǔn)，用支承釘定位，采用活動(dòng)手柄壓緊螺釘對(duì)工件進(jìn)行夾緊。當(dāng)加工完成時(shí)，可擰松壓緊螺釘，取下工件。結(jié)論通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)零件制造過程、加工工藝和夾具設(shè)計(jì)都有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，也加深了對(duì)大學(xué)四年中所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解。畢業(yè)設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際的最有效方法。在具體設(shè)計(jì)過程中，必須考慮到方方面面的問題，在理論上正確無誤的設(shè)計(jì)，在實(shí)際中往往存在各種問題。這樣，在設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否合理，在實(shí)際運(yùn)用中能否正常工作，而不僅僅考慮理論上的可行性，畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)了從實(shí)際出發(fā)加工零件和設(shè)計(jì)夾具。在本次設(shè)計(jì)中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問題，所選用的零、部件都是操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時(shí)以最低的成本實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的加工。本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鉆等工序。在夾具設(shè)計(jì)中，先確定工件的基準(zhǔn)，然后通過一面兩銷定位，將工件固定夾緊在夾具上。在設(shè)計(jì)過程中計(jì)算了刀具的切削力、夾具的夾緊力等，最后再通過autoCAD進(jìn)行零件圖和裝配圖的繪制。整個(gè)設(shè)計(jì)過程將我以前學(xué)過的機(jī)械制造工藝與裝備、公差與配合、機(jī)械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識(shí)很好的串聯(lián)了起來，鞏固了所學(xué)知識(shí)，提高了我的學(xué)習(xí)能力。在本次設(shè)計(jì)中已無大的問題，基本達(dá)到了要求。但是也有存在一些不足之處：（1）對(duì)工藝規(guī)程相關(guān)知識(shí)了解欠缺，許多知識(shí)學(xué)習(xí)不到位；（2）在夾具的設(shè)計(jì)中沒有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。參考文獻(xiàn)1 吳宗澤主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M.第二版.北京.高等教育出版社.1999.62 李先民主編.機(jī)械工程材料M.重慶大學(xué)出版社.1997.123 東北重型機(jī)械學(xué)院編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M.上海科學(xué)技術(shù)出版社.1988.44 艾興主編.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)M.第三版. 5 浦林祥主編.金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M.第二版.機(jī)械工業(yè)出版社.1995.126 張耀宸主編.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)M.航空工業(yè)出版社.1993年.7 趙家齊主編.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書M.第二版.1994.10 8 東北工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖教研室.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京:冶金工業(yè)出版社,1974.49 王先逵機(jī)械制造工藝學(xué)M機(jī)械工業(yè)出版社，200010 馬賢智機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)M中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，19941211 劉文劍夾具工程師手冊(cè)M黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，198712 王光斗機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002813 Machine Tools N.chernor 1984. 14 Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973.致謝經(jīng)過幾個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為學(xué)生，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里首先要感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師XX老師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是XX老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩X老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。其次還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。