殼體鉆孔銑端面夾具設(shè)計(jì)及工藝規(guī)程設(shè)計(jì)解讀

1、摘要本文主要介紹殼體、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、銑床鉆床夾具以及金屬切削機(jī)床等方 面的知識(shí)。殼體加工工藝規(guī)程及其鉆孔銑面的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、 工序設(shè)計(jì) 以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再 設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是選 定零件機(jī)床夾具在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析， 了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的 結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；然后對(duì)零件各個(gè)工步的工序 進(jìn)行尺寸計(jì)算，確定各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量，然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇 設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元

2、件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接 部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足 之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵字】 杠桿臂，工藝，鉆夾具 ，切削用量，夾緊，定位目錄 TOC o 1-5 h z 第一章前言 1第二章零件分析 2零件作用2零件的工藝分析 2 第三章工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4確定毛坯的制造形式 4基面的選擇 4制定工藝路線 4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .5確定切削用量 5 TOC o 1-5 h z 確定基本工時(shí) 12 第四章夾具設(shè)計(jì) 16夾具的工作原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16夾具的使用方法17夾具與翻轉(zhuǎn)式鉆床的固定17定位誤差分析 17銑削力與夾緊力

3、計(jì)算 18第五章機(jī)床夾具零件的具體設(shè)計(jì) 19機(jī)床夾具的概括19夾具零件的設(shè)計(jì) 20夾具體的設(shè)計(jì)20定位銷的設(shè)計(jì) 21鉆模板以及鉆套的設(shè)計(jì) 21第六章 總 結(jié) 27參考文獻(xiàn) 2829致謝第一章 前言 機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法， 是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要 的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)模 的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái) 體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制 工藝時(shí)須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提 高生產(chǎn)的效率、

4、改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝 置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置 不變。它們的研究對(duì)機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾 具。本次對(duì)于加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是： 完成零件加工工藝規(guī)程的制定； 完成鉆孔銑削專用夾具的設(shè)計(jì)。希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)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(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，希望自己在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己的分析問(wèn)題、解決 問(wèn)題、查資料的能力，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。第二章 零件分析零件的作用課題給出的零件是殼體。殼體類零件是指在回轉(zhuǎn)體零件中的空

5、心薄壁件，是機(jī)械加 工中常見(jiàn)的一種零件，在各類機(jī)器中應(yīng)用很廣，它主要起支撐和導(dǎo)向作用，要求該零件 有足夠的強(qiáng)度和剛度，尺寸精度，形狀精度，是機(jī)床導(dǎo)向和支撐系統(tǒng)中的重要零件，影 響機(jī)床操縱動(dòng)作及控制機(jī)構(gòu)裝置運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性。零件的工藝分析對(duì)零件進(jìn)行工藝分析就是研究、審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性。零件設(shè)計(jì)是否滿足加工的工藝性和經(jīng)濟(jì)性要求。B面面圖 2.1 殼體零件產(chǎn)品圖該零件的材料為 HT200灰鑄鐵，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單， 鑄造性能優(yōu)良， 強(qiáng)度剛度好、 以下是殼體零件需要加工的位置及要求。該零件是機(jī)械結(jié)構(gòu)中一個(gè)重要零件，根據(jù)產(chǎn)品零件圖 2.1 分析，有一個(gè)面需加工（即 B面），7個(gè)通孔需鉆鉸加工（即 6-?8

6、 ?30） 。根據(jù)產(chǎn)品圖尺寸及公差和形狀公差 要求，用普通銑床和鉆床即能保證該零件的加工。第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)確定毛坯的制造形式零件的材料 HT200。由于是大批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用鑄造加 工工藝，適合大批生產(chǎn)的金屬型模鑄造。鑄造后，及時(shí)時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力?；鶞?zhǔn)的選擇（1）粗基準(zhǔn)的選擇 以殼體鑄造件上表面 A 面為粗基準(zhǔn)定位加工鑄件下表面 B面。（2）精基準(zhǔn)的選擇 以殼體鑄件下表面 B面為精基準(zhǔn)定位， 鉆孔 6- ?8，以加工鑄件上 表面 A 面為精基準(zhǔn)定位鉆孔 ?30。確定工藝路線表 2.1 工藝路線方案工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1制造金屬模做木模，加工外表面放加工余量 1

7、.5mm，2鑄造鑄造殼體，鑄件表面應(yīng)清除毛刺、披縫及粘砂等。3鑄造檢驗(yàn)鑄件是否合格和有關(guān)尺寸是否正確， 不加工處涂上放透漆， 放 置時(shí)效處理一個(gè)月。4銑端面 B以上端面 A 面和尺寸 ?62H7做基準(zhǔn)定位，加工下端面 B 面.5鉆 ?8 孔打樣沖，鉆孔 ?6（大端 ?8 孔）6金工擴(kuò)鏜孔為 ?7.8mm7金工鉸孔為 ?8，粗造度為 1.68鉆孔 ?30以上端面 A 面，尺寸 ?62H7和下端面 B面做基準(zhǔn)定位，鉆孔 ?28。9金工擴(kuò)鏜孔為 ?29.8mm10金工鉸孔為 ?30，粗造度為 1.611終檢按照?qǐng)D紙嚴(yán)格檢驗(yàn)零件尺寸。機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定殼體的材料是 HT200灰鑄鐵

8、，毛坯的重量 1.6kg ，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。由于毛坯 用采用金屬模鑄造 , 毛坯尺寸的確定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差， 因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計(jì)算最大與最小余 量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。毛坯與零件不同的尺寸有： （見(jiàn)零件圖 2.1） 故臺(tái)階已被鑄出 ,根據(jù)參考文獻(xiàn) 12 的粗 加工：加工余量 1mm，精銑的加工余量為 0.5mm。確定切削用量工序 4：粗、精銑下端面 B 面工步 1：粗銑下端面 B 面加工條件：工件材料： HT20

9、0，鑄造。機(jī)床： X52K立式銑床。刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀） ，材料： YT15， D 100mm ，齒數(shù) Z 8 因其單邊余量： Z=1mm 所以銑削深度 ap=1mm每齒進(jìn)給量 af：取 af 0.12mm / Z 銑削速度 V 1.33m/s。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： n 1000V d式中 V 銑削速度；d 刀具直徑。由式 2.1 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ：取 n 300r /min1000V 1000 1.33 60n 254r /min d 3.14 100實(shí)際銑削速度 v ：dnv10003.14 100 3001000 601.57m / s進(jìn)給量Vf ：Vf afZn 0

10、.12 8 300/ 60 4.8mm/ s 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 fm： fm Vf 4.8mm/ s 288mm/ mina ： a 40mm工步 2：精銑下端面 B 面 加工條件：工件材料： HT200，鑄造。機(jī)床： X52K 立式銑床。刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀） ： YT15， D 100mm ，齒數(shù) 12 精銑該平面的單邊余量： Z=0.2mm 銑削深度 ap： a p =0.2mm 每齒進(jìn)給量 af ：取 af 0.08mm / Z銑削速度 V ：取V 0.32m / s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ：取 n 75r / min1000V 1000 0.32 60n 61r /min d

11、 3.14 100實(shí)際銑削速度 v ：dnv10003.14 100 751000 600.4m/s進(jìn)給量Vf ：Vf afZn 0.15 12 75/60 2.25mm/ s工作臺(tái)每分進(jìn)給量 fm： fm Vf 2.25mm/ s 135mm/ min工序 5,鉆 ?8孔工件材料為 HT200。孔的直徑為 ?8，公差為 T2，表面粗糙度 Ra1.6 m 。加工機(jī)床為 Z535 立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔6mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔 7.8mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔 R8mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。選擇各工序切削用量。（1）確定鉆削用量1）確定進(jìn)給量 f

12、： f表 0.47 0.57mm/ r ，由于孔深度比 l/d0 30/ 22 1.36，klf 0.9，故 f表 (0.47 0.57) 0.9 0.42 0.51mm/ r 。查 Z535立式鉆床說(shuō)明書，取f 0.43mm / r 。鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量 f 1.75 mm / r 。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力Fmax 15690N （由機(jī)床說(shuō)明書查出） ，允許的進(jìn)給量 f 1.8mm/ r 由于所選進(jìn)給量 f 遠(yuǎn)小于 f及 f ，故所選 f 可用。2）確定切削速度 v、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 Pm 由插入法得：v表 17m / min ， F表 4732NT表 51.69N

13、 M ， Pm表 1.25kW由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。kMv 0.88 ， klv 0.75 ，故v表 17m / min 0.88 0.75 11.22(m/ min)n 1000v表 1000 11.22mm/min 162r /mind022mm查 Z535 機(jī)床說(shuō)明書，取195r /min 。實(shí)際切削速度為：d0n22mm 195r / min 14m/min10001000kMF kMT 1.06 ，故F 4732N 1.06 5016(N)T 51.69 N m 1.06 54.8N m3）校驗(yàn)機(jī)床功率切削功率 Pm 為機(jī)床有效功率故選擇的

14、鉆削用量可用。d0 =20,相應(yīng)地Pm Pm表( n/n)kMM1.25kW (195/ 246) 1.06 1.05kWPE PE4.5kW 0.81 3.65kW Pmf 0.43mm / r ， n 195r / min ， v 14m / minF 5016N ，T 54.8N m， Pm 1.05kW2）確定擴(kuò)孔切削用量1）確定進(jìn)給量 f取 f =0.57mm/r。2)確定切削速度 v及 n 取 v表 25m / min 。修正系數(shù)：kmv 0.88 ， ka v 1.02(根據(jù) apR 24.7 22 /1.5 0.9)pap2故 v表 25m/ min 0.88 1.02 11.

15、22m/ minn 1000v表 (/ d0)1000 11.22mm / min/( 24.7mm)286r / min查機(jī)床說(shuō)明書，取 n 275r /min 。實(shí)際切削速度為3v d0n 1024.7mm 275r /min 10 321.3m / min確定鉸孔切削用量1)確定進(jìn)給量 ff表 1.3 2.6mm，按該表注 4，進(jìn)給量取小植。查 Z535說(shuō)明書，取 f 1.6mm / r 。2)確定切削速度 v及n取v表 8.2m/ min ，得修正系數(shù) kMv 0.88，ka v 0.99 p(根據(jù) apR 25 24.7 / 0.125 1.2)ap2故 v表 8.2m/ min 0

16、.88 0.99 7.14m/ minn 1000v表 /( d0)1000 7.14( m / min) /( 25mm)91.5r / min查 Z535 說(shuō)明書，取 n 100r /min ，實(shí)際鉸孔速度v d0n 10 325mm 100r /min 10 3 7.8m / min各工序?qū)嶋H切削用量根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下：鉆孔：d0 =?6mm， f 0.43mm / r ，n 195r / min ，v 14m / min擴(kuò)孔：d0 =?7.8mm， f 0.57mm/ r ， n 275r / min ，v 21.3m / min鉸孔：d0 =?8mm， f 1.6mm

17、/ r ， n 100r / min ，v 7.8m / min工序 8： 鉆30 孔孔的直徑為 30mm，表面粗糙度 Ra=1.6um。加工機(jī)床為 Z535 立式鉆床，鉆孔 28mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔 29.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔 鉆。鉸孔 30mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。選擇各工序切削用量。（1）確定鉆削用量1）確定進(jìn)給量 ff表 0.47 0.57mm/ r ，由于孔深度比 l/d0 30/ 22 1.36 ， klf 0.9，故f表 （0.47 0.57） 0.9 0.42 0.51mm/ r 。查Z535立式鉆床說(shuō)明書，取 f 0.43mm / r 。鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給

18、量 f 1.75 mm / r 。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力Fmax 15690N （由機(jī)床說(shuō)明書查出） ，允許的進(jìn)給量 f 1.8mm/ r 。由于所選進(jìn)給量 f 遠(yuǎn)小于 f及 f ，故所選 f 可用。2）確定切削速度 v、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 Pm由插入法得：v表 17m / min ， F表 4732NT表 51.69N M ， Pm表 1.25kW由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。kMv 0.88， klv 0.75，故v表 17m / min 0.88 0.75 11.22（m / min） 1000v表 1000 11.22mm/ mi

19、nn表 162r /mind022mm查Z535機(jī)床說(shuō)明書，取 n 195r / min 。實(shí)際切削速度為：d0n22mm 195r / minv14m / min1000 1000kMF kMT 1.06 ，故F 4732N 1.06 5016（N）3）校驗(yàn)機(jī)床功率T 51.69N m 1.06 54.8N m 切削功率 Pm 為Pm Pm表（ n / n ）kM1.25kW （195/ 246） 1.06 1.05kW 機(jī)床有效功率PE PE 4.5kW 0.81 3.65kW Pm 故選擇的鉆削用量可用。即do=12.7 ， f 0.43mm / r ，n 195r /min ，v 14

20、m / min 相應(yīng)地F 5016N ，T 54.8N m， Pm 1.05kW （2）確定擴(kuò)孔切削用量1）確定進(jìn)給量 f根據(jù) Z535 機(jī)床說(shuō)明書，取 f =0.57mm/r2）確定切削速度 v及 n 取 v表 25m / min 。修正系數(shù)：apR 24.7 22kmv 0.88 ，kapv 1.02（根據(jù) pR /1.5 0.9） pap2故 v表 25m/ min 0.88 1.02 11.22m / minn 1000v表 （/ d0）1000 11.22mm / min/（ 24.7mm）286r / min故取 n 275r /min 。實(shí)際切削速度為3vd0n 1024.7mm

21、 275r /min 10 321.3m / min10(4)各工序?qū)嶋H切削用量根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下：鉆孔：d0 =?28mm， f 0.43mm / r ，n 195r /min ，v 14m / min 擴(kuò)孔：d0 =?29.7mm， f 0.57mm / r ， n 275r / min ，v 21.3m / min鉸孔：d0 =?30mm， f 1.6mm / r ， n 100r / min ，v 7.8m / min確定基本工時(shí)(1)粗銑、精銑下端面 B 面) 加工條件： 工件材料： HT200灰鑄鐵， b 200MPa 機(jī)床： X525K機(jī)床 刀具：高速鋼鑲齒套式面銑

22、刀 粗銑的切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 l ：由毛坯尺寸可知 l =130mm， 刀具切入長(zhǎng)度 l1：l1 0.5(D D2 a2) (1 3)0.5(100 1002 402) (1 3) 7mm 刀具切出長(zhǎng)度 l2：取 l2 2mm 走刀次數(shù)為 1l l1 l2 44 7 2 機(jī)動(dòng)時(shí)間 tj1： tj1= =0.184minj1 j1 fm 288可查得銑削的輔助時(shí)間 t f1 0.41 精銑的切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 l ：由毛坯尺寸可知 l =130mm 刀具切入長(zhǎng)度 l 1 ：精銑時(shí) l1 =7mm 刀具切出長(zhǎng)度 l2：取 l2 2mm 走刀次數(shù)為 111l l1 l2 40 7 2 機(jī)動(dòng)時(shí)

23、間 tj2： tj2= 0.184minj 2 j2 fm 135可查得銑削的輔助時(shí)間 tf 2 0.41總銑削工時(shí) t=t j1 +t f1 +t j2 +t f2 時(shí)=0.184+0.41+0.184+0.41=0.188min （2）鉆孔8加工條件：工件材料： HT200灰鑄鐵， b 200MPa機(jī)床： Z535立式鉆床刀具：鉆孔標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆， 磨出雙錐和修磨橫刃； 擴(kuò)孔標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆； 鉸孔標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀鉆孔工時(shí)：切入 3mm、切出 1mm，進(jìn)給量 f 0.43mm/ r ，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 195r /min ，鉸孔： d0 25mm， f 1.6mm/ r ， n 100r /

24、min ，v 7.8m / mint1 =（ 30+3+1）/0.43 195=0.41min可查得鉆削的輔助時(shí)間 t f1 1.77擴(kuò)孔工時(shí)：切入 3mm、切出 1mm，進(jìn)給量 f 0.57mm / r ，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 275r /min t2 =（30+3+1）/0.57 275=0.22min可查得鉆削的輔助時(shí)間 tf 2 1.77鉸孔工時(shí)：切入 3mm、切出 1mm，進(jìn)給量 f 1.6mm / r ，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 100r/ mint3 =（30+3+1）/1.6 100=0.21min可查得鉆削的輔助時(shí)間 tf 3 1.77（4）鉆孔 30工件材料： HT200，金屬模鑄造，

25、 加工要求：粗糙度要求 Ra 6.3 m ，機(jī)床： Z535立式鉆床刀具：鉆孔標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆， 磨出雙錐和修磨橫刃； 擴(kuò)孔標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；12 鉸孔標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀計(jì)算基本工時(shí)進(jìn)給量 f=0.64mm/z，切削速度 0.193m/s ，切削深度是 1.5mm，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 195r/min 。走 刀長(zhǎng)度是 42mm。基本工時(shí)：t1 =236/(0.64 195)=0.58 min 。鉆削的輔助時(shí)間 tf1 1.77用30擴(kuò)孔 29.7 的內(nèi)表面。進(jìn)給量 f=0.64mm/z，切削速度 0.204m/s ，切削深度是 0.5mm， 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 195r/min 。走刀長(zhǎng)度是 42mm。基本

26、工時(shí)：t2 =236/(0.64 195)=0.58 min 。鉆削的輔助時(shí)間 tf 2 1.77第四章 夾具設(shè)計(jì)4.1. 夾具的工作原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)定位方案與定位元件：為了滿足殼體的需要，使殼體在加工時(shí)能牢牢固定，因不 同零件存在一定的誤差，應(yīng)使殼體被加工的孔軸線與鉆模板軸線重合，所以將鉆模板固 定，又因零件要求為垂直，所以設(shè)計(jì)固定柱固定，使其孔軸線與鉆模板軸線重合。 (如 圖 4.2 所示)13夾緊機(jī)構(gòu)：防止鉆孔時(shí)零件晃動(dòng)，應(yīng)對(duì)殼體的兩端底面以及前后移動(dòng)進(jìn)行定位固 定，所以在上端與下端設(shè)計(jì)定位銷 3、鎖緊螺栓 4 對(duì)零件零件進(jìn)行精確固定；定位銷 3 直接固定于夾具體上。其他輔助設(shè)備：考慮到零

27、件加工存在誤差，所以設(shè)計(jì)了上下夾板，使零件在加工 過(guò)程中左右上下的端面同時(shí)得到固定，為防止誤差使加工時(shí)上下顛簸，設(shè)置鎖緊螺栓 4 對(duì)夾板進(jìn)行鎖緊，防止鉆孔時(shí)輔助支撐受力太大而下降影響加工。提高了定位固定的精 度。 圖 4.2 定位零件、固定零件和其他輔助零件圖 4.2 定位零件、固定零件和其他輔助零件夾具的使用方法被加工零件放在夾具體上時(shí)以 A 面與夾具體接觸面重合為基準(zhǔn)， 將被加工零件 A面 放在平面上，調(diào)整螺栓使零件接觸夾具，擰緊鎖緊螺栓，使被加工零件的垂直孔軸線與 鉆套軸線重合。夾具與鉆床的固定夾具加緊殼體后，加工的時(shí)候?qū)⒊惺芟蛳隆⑾騼?nèi)的力以及鉆孔時(shí)的旋轉(zhuǎn)力，夾具將 會(huì)受力而產(chǎn)生直線以及

28、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以?shī)A具固定在鉆床上應(yīng)受到約束，是夾具加緊零件14 加工時(shí)，不因受力而產(chǎn)生位移，影響加工精度，所以對(duì)家具的下面以及左面進(jìn)行固定。定位誤差分析本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。其定位誤差主要為：銷與孔的配合 0.05mm，銑/ 鉆模與銷的誤差 0.02mm，銑/鉆套與襯套 0.029mm 由公式 e=(H/2+h+b) max/Hmax=(0.05 2+0.02 2+0.029 2) 1/2=0.06mm e=0.0630/32=0.05625 可見(jiàn)這種定位方案是可行的。夾緊力計(jì)算 本夾具是在鉆床上使用的，用于定位螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥?，還用于夾緊，為了保 證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動(dòng)

29、， 必須對(duì)“ 17”六角螺母和” 11”螺母螺釘施加一定的 夾緊力。由計(jì)算公式F j =FsL/(d 0tg( +1 )/2+r tg 2)(式 3.2 )Fj 沿螺旋軸線作用的夾緊力Fs作用在六角螺母L作用力的力臂 (mm)d0螺紋中徑 (mm) 螺紋升角 ( )1螺紋副的當(dāng)量摩擦 ( ) 2螺桿(或螺母)端部與工件 (或壓塊)的摩擦角 () r螺桿 (或螺母)端部與工件 (或壓塊)的當(dāng)量摩擦半徑 ()根據(jù)參考文獻(xiàn) 6 其回歸方程為Fjkt Ts其中 Fj 螺栓夾緊力 (N) ；k t 力矩系數(shù) (cm1)T s作用在螺母上的力矩 (N.cm) ；F j =52000=10000N15第五章

30、：機(jī)床夾具零件的具體設(shè)計(jì)機(jī)床夾具的概括機(jī)床夾具的特點(diǎn)1）保證工件的加工精度專用夾具應(yīng)有合理的定位方案， 合適的尺寸， 公差和技術(shù)要求， 并進(jìn)行必要的精度分析， 確保夾具能滿足工件的加工精度要求。2）提高生產(chǎn)效率專業(yè)夾具的復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)， 應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小選用不同 復(fù)雜程度的高效夾緊裝置，以縮短輔助時(shí)間，以提高生產(chǎn)效率。3）工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，合理，便于加工，裝配，檢驗(yàn)和維修。專用夾具的生產(chǎn)屬于批量 生產(chǎn)4）使用性好 專用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)單，省力，安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑機(jī)構(gòu)。5）經(jīng)濟(jì)型好 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成本低廉外，還應(yīng)

31、根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具 方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。鉆床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、鉆套 鉆套的作用是確定鉆頭，鉸刀等刀具的軸線位置，防止刀具在加工過(guò)程中發(fā)生偏斜。根 據(jù)使用二點(diǎn)，鉆套可分為固定式，可換式，快換式等多種結(jié)構(gòu)形式（ 1） 固定鉆套 固定鉆套直接被壓在鉆模板上，其位置精度要求較高，但磨損后不易 更換，鉆模板較薄時(shí)，為使鉆套具有足夠的引導(dǎo)長(zhǎng)度，贏采用有肩鉆套。（ 2） 可換鉆套 在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中，為便于更換鉆套，采用可換鉆套16 （ 3） 快換鉆套 在工件的一次裝夾中，若順序進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔或攻絲等多個(gè) 工步加工，需要不同孔徑的鉆套來(lái)引導(dǎo)刀具，此時(shí)應(yīng)使用快換鉆套

32、。更換鉆套時(shí)，只需 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)鉆套使削邊平面轉(zhuǎn)至螺釘位置，即可向上快速取出鉆套。（ 4） 專用鉆套 在一些特殊場(chǎng)合，可以根據(jù)具體要求自行設(shè)計(jì)鉆套2、鉆模板 常見(jiàn)的鉆模板有固定式、鉸鏈?zhǔn)健⒖尚妒?、懸掛式等四種結(jié)構(gòu)形式（ 1） 固定式鉆模板 固定式鉆模板與夾具是固定連接的可以與夾具體做成一體，也 可以用螺釘將它與夾具體相連接。采用這種鉆模板鉆孔，位置精確度較高。（2）鉸鏈?zhǔn)姐@模板 鉸鏈?zhǔn)姐@模板與夾具體通過(guò)鉸鏈連接。 1. 翻轉(zhuǎn)。裝卸工件時(shí)， 將鉆模板往上翻；加工時(shí)將鉆模板往下翻，并用菱形夾緊螺釘。 2. 固緊。采用鉸鏈?zhǔn)姐@ 模板，工件可以在夾具上方裝入，裝卸工件方便；但翻轉(zhuǎn)鉆模板費(fèi)工費(fèi)時(shí)，效率較低

33、， 且鉆模板位置精度受鉸鏈間隙影響，鉆孔位置精度不高；它主要用于生產(chǎn)規(guī)模不大、鉆 孔精度要求不高的場(chǎng)合。（ 3） 懸掛式鉆模板 懸掛式鉆模板是與機(jī)床主軸箱連接的，懸掛式鉆模板通常用在 多軸傳動(dòng)頭加工平行孔系時(shí)采用，生產(chǎn)效率高，適于在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。確定各表面加工方案 在選擇各表面的及孔的加工方法時(shí)，需綜合考慮以下因素（1）要考慮各表面的精度和質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及 分幾次加工（2）根據(jù)生產(chǎn)類型來(lái)選擇，在大批量生產(chǎn)中可使用專用的高效率的設(shè)備；在單件小批 量生產(chǎn)中則使用常用設(shè)備和一般加工方法。（3）要考慮被加工材料的性質(zhì)（4）要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不

34、斷改進(jìn)現(xiàn)有的加工方法和設(shè)備， 推廣新技術(shù)，提高工藝水平。（5）此外，還要考慮一些其他因素，如加工表面的物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形 狀和重量等夾具零件的設(shè)計(jì) 為了節(jié)省零件的加工時(shí)間，減少家具的成本，在同樣的情況下采用了國(guó)標(biāo)零件，減少因 為專用零件的開(kāi)發(fā)要花費(fèi)很多時(shí)間以及成本，螺母、墊圈、螺釘、鎖緊螺母等零件采用17國(guó)標(biāo)零件夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體是整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，它與翻轉(zhuǎn)鉆床連接，支撐整個(gè)夾具，所以?shī)A具體的設(shè)計(jì) 應(yīng)符合與鉆床連接要求也要符合支撐整個(gè)夾具體以及加工時(shí)承受的力的機(jī)械性能要求。夾具體機(jī)構(gòu)分析設(shè)計(jì) 夾具體體型比較大，為了減輕其重量，方便在鉆床上裝卸，所以我將夾具體的后面以及 下面?zhèn)€減

35、去一個(gè)方形空間。為了提高夾具體對(duì)零件定位的精度，在夾具體上左右兩面各 設(shè)一個(gè)突臺(tái)，提高定位固定精度。夾具體的制造 夾具體是鑄造件，鑄造完成后要進(jìn)行時(shí)效處理，滿足加工強(qiáng)度要求，要對(duì)表面進(jìn)行去除 氧化層處理，保證表面粗糙度，滿足定位精度。夾具體的固定 夾具下端固定于鉆床上，通過(guò)凹槽直接防御鉆床上，方便與裝卸，并能滿足加工時(shí)對(duì)夾 具的約束。定位銷的設(shè)計(jì)5.4.1 定位銷的設(shè)計(jì)定位銷的作用是固定被加工零件的右端， 時(shí)期在被加工時(shí)能夠固定不動(dòng)， 提高加工精度。 定位銷應(yīng)先讓自己固定于夾具體上，然后將零件放在夾具體上進(jìn)行定位固定，因而定位 銷屬于一個(gè)細(xì)長(zhǎng)軸，所以定位銷要具有足夠的強(qiáng)度和韌性，一面在加工時(shí)承

36、受不了沖擊 力而折斷，影響加工。所以定位銷的材料選擇為 20 號(hào)鋼，并進(jìn)行滲碳處理，滲碳深度 為 0.81.2mm，達(dá)到 HRC為 5560。鉆模板以及鉆套的設(shè)計(jì)5.4.1 鉆模板的設(shè)計(jì) 鉆模板結(jié)構(gòu)形式的選擇：在設(shè)計(jì)鉆模板的結(jié)構(gòu)時(shí)，主要要根據(jù)工件的外形大小、加工部 位、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)規(guī)模以及機(jī)床類型等條件而定。要求所設(shè)計(jì)的鉆模板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使 用方便、制造容易。常見(jiàn)的鉆模板有固定式、鉸鏈?zhǔn)?、可卸式、懸掛式等四種結(jié)構(gòu)形式1）固定式鉆模板 固定式鉆模板與夾具是固定連接的可以與夾具體做成一體，也可 以用螺釘將它與夾具體相連接。采用這種鉆模板鉆孔，位置精確度較高。182）鉸鏈?zhǔn)姐@模板鉸鏈?zhǔn)姐@模板與夾具體

37、通過(guò)鉸鏈連接。 1. 翻轉(zhuǎn)。裝卸工件時(shí)，將鉆模板往上翻；加工時(shí)將鉆模板往下翻，并用菱形夾緊螺釘。 2. 固緊。采用鉸鏈?zhǔn)姐@ 模板，工件可以在夾具上方裝入，裝卸工件方便；但翻轉(zhuǎn)鉆模板費(fèi)工費(fèi)時(shí)，效率較低， 且鉆模板位置精度受鉸鏈間隙影響，鉆孔位置精度不高；它主要用于生產(chǎn)規(guī)模不大、鉆 孔精度要求不高的場(chǎng)合。3）懸掛式鉆模板 懸掛式鉆模板是與機(jī)床主軸箱連接的，懸掛式鉆模板通常用在多 軸傳動(dòng)頭加工平行孔系時(shí)采用，生產(chǎn)效率高，適于在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。鉆模板上安裝鉆套的底孔與定位元件間的位置精度直接影響工件孔的位置精度，因 此至關(guān)重要。在上述各鉆模板結(jié)構(gòu)中，以固定式鉆模板鉆套底孔的位置精度最高，而以 懸掛式

38、鉆模板鉆套底孔的位置精度為最低。杠桿臂的夾具屬于專用夾具，進(jìn)行小批量生 產(chǎn)，考慮到夾具的加工成本，所以選擇固定式鉆模板。為了減少成本又可以進(jìn)行裝卸， 我將通過(guò)螺釘將它與夾具體固定（如圖 5.1 所示）。固定鉆模板與夾具體，我選擇國(guó)標(biāo) 零件圓錐銷 14（ 6X30）和螺釘 9（M8X25）。在保證鉆模板有足夠剛度的前提下，要盡量減輕其重量。在生產(chǎn)中，鉆模板的厚度 往往按鉆套的高度來(lái)確定， 一般在 1030mm之間。如果鉆套較長(zhǎng)， 可將鉆模板局部加厚。 此外，鉆模板一般不宜承受夾緊力。因?yàn)殂@模板 13 的鉆套在頂部，所以將鉆模板 13的 厚度設(shè)計(jì)為 21mm。因?yàn)殂@模板 4 的鉆套位于靠右端，所以

39、講鉆模板 4厚度定位 17mm。 鉆模板材料的選擇：鉆模板在滿足剛性要求的情況下減輕其重量，所以對(duì)材料的選擇進(jìn) 行了對(duì)比。45號(hào)鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼， 硬度不高易切削加工 , 模具中常用來(lái)做 45號(hào)鋼 管模板, 梢子, 導(dǎo)柱等。45號(hào)鋼廣泛的應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)， 二它的機(jī)械性能要求完全滿 足鉆模板的要求，所以選擇 45 號(hào)鋼作為鉆模板的材料。19圖 5-1圖 5.2 鉆模板與夾具體的固定20鉆套的設(shè)計(jì) 鉆套結(jié)構(gòu)形式的選擇：鉆套的作用是確定鉆頭， 鉸刀等刀具的軸線位置， 防止刀具在加工過(guò)程中發(fā)生偏斜。 根據(jù)使用二點(diǎn)，鉆套可分為固定式，可換式，快換式等多種結(jié)構(gòu)形式1）固定鉆套 固定鉆套直接被壓在鉆模板上， 其位置精度要求較高， 但磨損后不易更換， 鉆模板較薄時(shí)，為使鉆套具有足夠的引導(dǎo)長(zhǎng)度，應(yīng)采用有肩鉆套。2）可換鉆套 在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中，為便于更換鉆套，采用可換鉆套3）快換鉆套 在工件的一次裝夾中，若順序進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔或攻絲等多個(gè)工步 加工，需要不同孔徑的鉆套來(lái)引導(dǎo)刀具，此時(shí)應(yīng)使用快換鉆套。更換鉆套時(shí)，只需逆時(shí) 針轉(zhuǎn)動(dòng)鉆套使削邊平面轉(zhuǎn)至螺釘位置，即可向上快速取出鉆套。4）專用鉆套 在一些特殊場(chǎng)合，可以根據(jù)具體要求自行設(shè)計(jì)鉆套 跟據(jù)鉆套的選擇原則，殼體的加工屬于大批量生產(chǎn)，所以選擇固定鉆套。又因?yàn)橛?/p>