圓周支座工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)【3副】【含7張圖紙及及檔全套】

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In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning目 錄III目 錄摘 要.IABSTRACT.II第 1 章 緒論.1第 2 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì).22.1 零件的分析 .22.1.1 零件的作用.22.1.2 零件的工藝分析.32.2 圓周支座零件加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 .32.2.1 孔和平面的加工順序.32.2.2 孔系加工方案選擇.32.3 圓周支座零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 .42.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇.42.3.2 精基準(zhǔn)的選擇.42.4 圓周支座零件加工主要工序安排 .42.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .62.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）.6第 3 章 銑底面夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì).133.1 研究原始質(zhì)料 .133.2 定位、夾緊方案的選擇 .143.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 .143.4 誤差分析與計(jì)算 .153. 5 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì).163.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) .183.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明.19第 4 章 鉆 13 孔夾具設(shè)計(jì).204.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 .204.2 夾具的導(dǎo)向 .204.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 .214.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 .234.5 鉆模板 .23目 錄IV4.6 定位誤差的分析.234.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 .244.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) .254.9 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 .26第 5 章 鉆 6-M4 螺紋底孔夾具設(shè)計(jì).275.1 夾具的設(shè)計(jì) .275.1.1 定位分析.275.1.2 定位原理.275.1.3 定位元件的分析.285.1.4 夾緊元件的選擇.285.1.5 定位誤差的分析.295.1.6 切削力及夾緊力的計(jì)算.305.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 .31結(jié) 論.33參考文獻(xiàn).34致 謝.35佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文1第 1 章 緒論機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。圓周支座零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文2第 2 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用零件的作用題目給出的零件是圓周支座零件。圓周支座零件的主要作用是支架軸，保證軸之間的中心距及平行度，并保證正確安裝。因此圓周支座零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命。, 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文32.1.2 零件的工藝分析零件的工藝分析由圓周支座零件圖可知。圓周支座零件是一個(gè)圓周支座零件，它的外表面上有 4個(gè)平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：（1）以底面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：底面的銑削加工；其中表面粗糙度要求為，mRa3 . 6（2）以 13孔（2 處） 、17 孔為主要加工表面的加工面。（3）以 4-7 孔為主要加工孔。2.2 圓周支座零件加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施由以上分析可知。該圓周支座零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于圓周支座零件來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過(guò)程中的主要考慮因素。2.2.1 孔和平面的加工順序孔和平面的加工順序圓周支座零件類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工圓周支座零件上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。圓周支座零件的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。圓周支座零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。2.2.2 孔系加工方案選擇孔系加工方案選擇圓周支座零件孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。根據(jù)圓周支座零件圖所示的圓周支座零件的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機(jī)床上用鏜模法鏜孔較為適宜。（1）用鏜模法鏜孔在大批量生產(chǎn)中，圓周支座零件孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計(jì)制造的。當(dāng)鏜刀桿通過(guò)鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時(shí)，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時(shí)加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機(jī)床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。（2）用坐標(biāo)法鏜孔佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文4在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時(shí)間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時(shí)，鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。用坐標(biāo)法鏜孔，需要將圓周支座零件孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運(yùn)動(dòng)的機(jī)床進(jìn)行鏜孔。2.3 圓周支座零件加工定位基準(zhǔn)的選擇2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）保證各重要孔的加工余量均勻；（2）保證裝入圓周支座零件的零件與箱壁有一定的間隙。為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以圓周支座零件的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對(duì)位置。2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇從保證圓周支座零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證圓周支座零件在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從圓周支座零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是圓周支座零件的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c圓周支座零件的主要支承孔系垂直。如果用來(lái)作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。2.4 圓周支座零件加工主要工序安排對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。圓周支座零件加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到圓周支座零件加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來(lái)。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于圓周支座零件，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來(lái)加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文5加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含 0.4%1.1%蘇打及c90800.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。mg200根據(jù)以上分析過(guò)程，現(xiàn)將圓周支座零件加工工藝路線確定如下：工藝路線一：10 鑄造鑄造毛坯20 時(shí)效時(shí)效處理30 銑 銑底面40 銑 銑 4-7 孔端面 50 銑削銑 36 凸臺(tái)、20 凸臺(tái)一側(cè)端面60 銑削銑 36 凸臺(tái)、20 凸臺(tái)另外一側(cè)端面70 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸 13 孔（2 處） 、17 孔80 鉆孔鉆 4X7 孔90 鉆孔鉆 2X4 孔100鉆孔攻絲鉆 6-M4 螺紋底孔，然后進(jìn)行攻絲110去毛刺 鉗工去毛刺120終檢按圖樣要求檢驗(yàn)130入庫(kù)入庫(kù)工藝路線二：10 鑄造鑄造毛坯20 時(shí)效時(shí)效處理30 銑 銑底面40 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸 13 孔（2 處） 、17 孔50 銑 銑 4-7 孔端面 60 銑削銑 36 凸臺(tái)、20 凸臺(tái)一側(cè)端面70 銑削銑 36 凸臺(tái)、20 凸臺(tái)另外一側(cè)端面80 鉆孔鉆 4X7 孔90 鉆孔鉆 2X4 孔100鉆孔攻絲鉆 6-M4 螺紋底孔，然后進(jìn)行攻絲110去毛刺 鉗工去毛刺120終檢按圖樣要求檢驗(yàn)130入庫(kù)入庫(kù)以上加工方案大致看來(lái)合理，但通過(guò)仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問(wèn)題，以上工藝過(guò)程詳見機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片。綜合選擇方案一：工藝路線一：10 鑄造鑄造毛坯20 時(shí)效時(shí)效處理30 銑 銑底面40 銑 銑 4-7 孔端面 50 銑削銑 36 凸臺(tái)、20 凸臺(tái)一側(cè)端面60 銑削銑 36 凸臺(tái)、20 凸臺(tái)另外一側(cè)端面佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文670 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸 13 孔（2 處） 、17 孔80 鉆孔鉆 4X7 孔90 鉆孔鉆 2X4 孔100鉆孔攻絲鉆 6-M4 螺紋底孔，然后進(jìn)行攻絲110去毛刺 鉗工去毛刺120終檢按圖樣要求檢驗(yàn)130入庫(kù)入庫(kù)2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“圓周支座零件”零件材料采用 HT200 制造。材料為 HT200，硬度 HB 為 170241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。（1）底面的加工余量。根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷表 3.2.23。其余量值規(guī)定為，mm4 . 37 . 2現(xiàn)取。表 3.2.27 粗銑平面時(shí)厚度偏差取。mm0 . 3mm28. 0精銑：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.3.59，其余量值規(guī)定為。mm5 . 1（3）孔毛坯為實(shí)心，不沖孔。（4）端面加工余量。根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下：粗銑：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷表 3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取。mm5 . 37 . 2mm0 . 3半精銑：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷 ，其加工余量值取為。mm5 . 2精銑：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè) ，其加工余量取為。mm5 . 0 2.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）工序 30：銑底面機(jī)床：銑床 X52K刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)10mmdw40014Z（1）粗銑圓周支座零件底面 銑削深度：pammap2每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.73，取faZmmaf/25. 0銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81，取VsmV/4機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取nmin/19140014. 3604100010000rdVnmin/200rn 實(shí)際銑削速度：VsmndV/19. 460100020040014. 310000進(jìn)給量：fVsmmZnaVff/67.1160/2001425. 0工作臺(tái)每分進(jìn)給量：mfmin/2 .700/67.11mmsmmVffm佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文7：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81,amma240被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入長(zhǎng)度：1lmmaDDl42) 31 ()(5 . 0221刀具切出長(zhǎng)度：取2lmml22走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間：1jtmin55. 02 .700242341211mjflllt（2）精銑圓周支座零件底面銑削深度：pammap1每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.73，取faZmmaf/15. 0銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81，取VsmV/6機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取nmin/28840014. 3606100010000rdVnmin/300rn 實(shí)際銑削速度：VsmndV/28. 660100030040014. 310000進(jìn)給量：fVsmmZnaVff/5 .1060/3001415. 0工作臺(tái)每分進(jìn)給量： mfmin/630/5 .10mmsmmVffm被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)1lmmDl4001刀具切出長(zhǎng)度：取2lmml22走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間：2jtmin18. 16302400341212mjflllt 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間min73. 118. 155. 021jjjttt工序 40：銑 4-7 孔端面機(jī)床：銑床 X52K刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料：， ，齒數(shù)，15YT32Dmm5Z 此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：=3mmpa2.2pamm精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：pa1.0pamm每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取：根據(jù)參考文獻(xiàn)fa0.15/famm Z3表 2.481，取銑削速度2.8/Vm s每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取根據(jù)參考文獻(xiàn)3表faZmmaf/18. 02.481，取銑削速度2.47/Vm s佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文8機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n10001000 2.47 60471.97 /min3.14 100Vnrd按照參考文獻(xiàn)3表 3.174，取 475 /minnr實(shí)際銑削速度 ：v 3.14 100 4752.49/10001000 60dnvm s進(jìn)給量： fV0.18 5 475/607.12/ffVa Znmm s 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： mf7.12/427.5/minmffVmm smm：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.481,取amma60切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知， l141lmm68lmm刀具切入長(zhǎng)度：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010060 )(1 3)12mm刀具切出長(zhǎng)度：取2lmml22走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間： 1jt121141 1220.36min427.5jmllltf機(jī)動(dòng)時(shí)間：1jt12168 1220.19min427.5jmllltf所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間110.55minjjjttt工序 50：銑 36 凸臺(tái)、20 凸臺(tái)一側(cè)端面機(jī)床：X52K 銑床刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)10mmdw6314Z（1）粗銑銑削深度：pammap3每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.73，取faZmmaf/25. 0銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81，取VsmV/4機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取nmin/1916314. 3604100010000rdVnmin/200rn 實(shí)際銑削速度：VsmndV/19. 46010002006314. 310000進(jìn)給量：fVsmmZnaVff/67.1160/2001425. 0工作臺(tái)每分進(jìn)給量：mfmin/2 .700/67.11mmsmmVffm：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81,amma240佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文9被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入長(zhǎng)度：1lmmaDDl42) 31 ()(5 . 0221刀具切出長(zhǎng)度：取2lmml22走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間：1jtmin55. 02 .700242341211mjflllt（2）精銑銑削深度：pammap1每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.73，取faZmmaf/15. 0銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81，取VsmV/6機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取nmin/28840014. 3606100010000rdVnmin/300rn 實(shí)際銑削速度：VsmndV/28. 660100030040014. 310000進(jìn)給量：fVsmmZnaVff/5 .1060/3001415. 0工作臺(tái)每分進(jìn)給量： mfmin/630/5 .10mmsmmVffm被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)1lmmDl4001刀具切出長(zhǎng)度：取2lmml22走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間：2jtmin18. 16302400341212mjflllt 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間min73. 118. 155. 021jjjttt工序 60：銑 36 凸臺(tái)、20 凸臺(tái)另外一側(cè)端面機(jī)床：X52K 銑床刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)10mmdw6314Z（1）粗銑銑削深度：pammap3每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.73，取faZmmaf/25. 0銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81，取VsmV/4機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取nmin/1916314. 3604100010000rdVnmin/200rn 實(shí)際銑削速度：VsmndV/19. 46010002006314. 310000進(jìn)給量：fVsmmZnaVff/67.1160/2001425. 0工作臺(tái)每分進(jìn)給量：mfmin/2 .700/67.11mmsmmVffm：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81,amma240佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文10被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入長(zhǎng)度：1lmmaDDl42) 31 ()(5 . 0221刀具切出長(zhǎng)度：取2lmml22走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間：1jtmin55. 02 .700242341211mjflllt（2）精銑銑削深度：pammap1每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.73，取faZmmaf/15. 0銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81，取VsmV/6機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取nmin/28840014. 3606100010000rdVnmin/300rn 實(shí)際銑削速度：VsmndV/28. 660100030040014. 310000進(jìn)給量：fVsmmZnaVff/5 .1060/3001415. 0工作臺(tái)每分進(jìn)給量： mfmin/630/5 .10mmsmmVffm被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知lmml341刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)1lmmDl4001刀具切出長(zhǎng)度：取2lmml22走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間：2jtmin18. 16302400341212mjflllt 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間min73. 118. 155. 021jjjttt工序 70：鉆擴(kuò)鉸13孔（2 處） 、17孔機(jī)床：立式鉆床 Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.438，取。frmmf/33. 0切削速度：參照參考文獻(xiàn)3表 2.441，取。V0.48/Vm s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n，10001000 0.48 60539.53 /min3.14 17vnrd按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取630 /minnr所以實(shí)際切削速度 ：v3.14 17 6300.56/10001000 60dnvm s切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42lmm佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文11刀具切入長(zhǎng)度：1l 117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出長(zhǎng)度： 取2lmml412mml32走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間： 1 jt142630.25min0.33 630jLtfn工序 80：鉆 4X7孔鉆孔選用機(jī)床為 Z525 搖臂機(jī)床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 2 卷。根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 2 卷表 10.4-2 查得鉆孔進(jìn)給量為 0.200.35。rmm 則取rmmf30. 0確定切削速度，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 2 卷表 10.4-9切削速度計(jì)算公式為 （3-min0mkfaTdcvvyxpmzvvvv20）查得參數(shù)為，刀具耐用度 T=35125. 0,55. 0, 0,25. 0, 1 . 8myxzcvvvvmin則 =1.6v55. 00125. 025. 03 . 053571 . 8minm所以 =72n1214. 36 . 11000minr選取 min120rn 所以實(shí)際切削速度為=2.6410001214. 3120vminm確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） =ts203 . 02228工序 90：鉆 2X4孔機(jī)床：立式鉆床 Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。切削深度：pa2pamm進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.438，取。frmmf/33. 0切削速度：參照參考文獻(xiàn)3表 2.441，取。V0.48/Vm s佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文12機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n，100010000.4860539.53 / min3.144vnrd按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取630 /minnr所以實(shí)際切削速度 ：v3.1446300.56/1000100060dnvm s 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42lmm刀具切入長(zhǎng)度：1l 117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 刀具切出長(zhǎng)度： 取2lmml412mml32走刀次數(shù)為 1機(jī)動(dòng)時(shí)間： 1 jt142630.25min0.33 630jLtfn工序 110：鉆 6-M4螺紋底孔，然后進(jìn)行攻絲選擇鉆床：Z525 鉆床1、刀具的選擇：選擇高速鋼麻花鉆，其直徑。06dmm依據(jù)，根據(jù)表 2.1 及表 2.2，可選擇鉆頭的幾何形狀為：標(biāo)準(zhǔn)，切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)，。30(24 32)21181270012(12 15)a 55(45 55)2、選擇切削用量1）依據(jù)，根據(jù)表 2.7，可得鋼的強(qiáng)度，鉆頭的直切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)800bMPa徑時(shí)，。5odmm0.14 0.18/fmm r 因?yàn)椋圆恍枰丝咨钚拚禂?shù)。/3l d 2）依據(jù)，根據(jù)表 2.8，根據(jù)鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量：當(dāng)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給力。600bMPa05dmm0.38/fmm r 3）依據(jù)，根據(jù)表 2.9，按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：當(dāng)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為 8330N(查640bMPa010.2dmm，表 2.35)時(shí)，進(jìn)給量為。切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)0.96/fmm r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。根據(jù) Z525 鉆床說(shuō)明書，選擇。0.14 0.18/fmm r0.17/fmm r查，根據(jù)表 2.19，當(dāng)，時(shí)，查得軸切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)0.17/fmm r010.2dmm向力。1770fFN軸向力的修正系數(shù)為：故。0.88,1.33,0.9,MFPFWFkkk1770 0.88 1.33 0.91864fFN查 ZK546 鉆床的使用說(shuō)明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的最大軸向力為，max8830FN由于，所以可用。maxfFF0.17/fmm r（2）決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文13查，根據(jù)表 2.12，當(dāng)時(shí)，可取得鉆頭的后刀面最大切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)020dmm磨損量取為 0.4mm（0.40.6） ，刀具的壽命 T=15min。（3）決定切削速度查，根據(jù)表 2.30，可查得，切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)1.0tvk 1.0Tvk1.16Mvk，。則。0.8svk1.0krvk1.0kvk1.16 0.80.928vk 0vvvzvcvxymC dvkT apf =0.40.200.74.8 50.92817/ min1550.17m查，根據(jù)表 2.31，可查得，切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)1.0Tvk1.0lvk 1.0cvk，故： 1.0tvk 17 1.0 1.0 1.0 1.017/ mintvvv km r/min 010001000 17/ min10825vnrd 查，根據(jù) ZK546 鉆頭的使用說(shuō)明書，可以考慮選擇切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)，但因?yàn)樗x轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)較高，會(huì)使刀具壽命下降，所以可將進(jìn)給量960 / mincnr降一級(jí)，即取，也可以選擇較低一級(jí)的轉(zhuǎn)數(shù) ，仍用f0.13mm/ rf 680 / mincnr，比較這兩種選擇方案：0.17/fmm r 1）第一方案 , 0.13/fmm r960 / mincnr 960 0.13124.8/ mincn fmm 2）第二方案 , 0.17/fmm r680 / mincnr 680 0.17115.6/ mincn fmm 因?yàn)榈谝环桨傅某朔e較大，基本工時(shí)較少，故第一方案好。這時(shí)cn f, 。0.13/fmm r960 / mincnr（4）檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率 查，根據(jù)表 2.20，當(dāng)，時(shí)，切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)0.17/fmm r011.1dmm。扭矩的修正系數(shù)為可查得，所以9.18 .tMN m0.88,0.87MMwMkk。根據(jù) Z525 鉆床的使用說(shuō)明書，當(dāng)時(shí)，9.18 0.88 0.877.03 .cMN m960 / mincnr。 29.4 .mMN m 由于，故選擇之切削用量可用，即CmMM f=0.17mm/r, , 。960 / mincnnr17/ mincvm佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文14第 3 章 銑底面夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)3.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來(lái)加工銑底面夾具設(shè)計(jì)，加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。一、機(jī)床夾具定位元件工件定位方式不同，夾具定位元件的結(jié)構(gòu)形式也不同，這里只介紹幾種常用的基本定位元件。實(shí)際生產(chǎn)中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合。（一）工件以平面定位常用定位元件1支承釘 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式如圖6-1所示。平頭支承釘（圖 a）用于支承精基準(zhǔn)面；球頭支承釘（圖 b）用于支承粗基準(zhǔn)面；網(wǎng)紋頂面支承釘（圖 c）能產(chǎn)生較大的摩擦力，但網(wǎng)槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基準(zhǔn)定位且要求產(chǎn)生較大摩擦力的側(cè)面定位場(chǎng)合。一個(gè)支承釘相當(dāng)于一個(gè)支承點(diǎn)，限制一個(gè)自由度；在一個(gè)平面內(nèi)，兩個(gè)支承釘限制二個(gè)自由度；不在同一直線上的三個(gè)支承釘限制三個(gè)自由度。圖6-1 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式2支承板 常用的支承板結(jié)構(gòu)形式如圖6-2所示。平面型支承板（圖 a）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但沉頭螺釘處清理切屑比較困難，適于作側(cè)面和頂面定位；帶斜槽型支承板（圖 b） ，在帶有螺釘孔的斜槽中允許容納少許切屑，適于作底面定位。當(dāng)工件定位平面較大時(shí)，常用幾塊支承板組合成一個(gè)平面。一個(gè)支承板相當(dāng)于兩個(gè)支承點(diǎn)，限制兩個(gè)自由度；兩個(gè)（或多個(gè)）支承板組合，相當(dāng)于一個(gè)平面，可以限制三個(gè)自由度。圖6-2 常用支承板的結(jié)構(gòu)形式3可調(diào)支承 常用可調(diào)支承結(jié)構(gòu)形式如圖6-3所示?？烧{(diào)支承多用于支承工件的粗基準(zhǔn)面，支承高度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整到位后用螺母鎖緊。一個(gè)可調(diào)支承限制一個(gè)自由度。圖6-3 常用可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)形式 (二) 工件以孔定位常用定位元件1定位銷 圖6-6是幾種常用固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)工件的孔徑尺寸較小時(shí)，可選用圖 a 所示的結(jié)構(gòu)；當(dāng)孔徑尺寸較大時(shí)，選用圖 b 所示的結(jié)構(gòu)；當(dāng)工件同時(shí)以圓孔和端面組合定位時(shí)，則應(yīng)選用圖 c 所示的帶有支承端面的結(jié)構(gòu)。用定位銷定位時(shí)，短圓柱銷限制二個(gè)自由度；長(zhǎng)圓柱銷可以限制四個(gè)自由度；短圓錐銷（圖 d）限制三個(gè)自由度。佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文15圖6-6 固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式3.2 定位、夾緊方案的選擇由零件圖可知：在對(duì)加工前，平面進(jìn)行了粗、精銑加工，底面進(jìn)行了鉆、擴(kuò)加工。因此，定位、夾緊方案有：為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面一銷再加上一手動(dòng)調(diào)節(jié)的螺絲定位的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。一面即底平面。3.3 切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 00150010 頂刃0n 側(cè)刃60010 15 30rK 20.5Lmm22Z 0.08/famm zmmap0 . 2由參考文獻(xiàn)55 表 129 可得銑削切削力的計(jì)算公式： 0.90.801.11.10.12335pzFafDB zn有：0.900.801.11.10.12335 2.00.082820.522 2.4836.24()FN根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)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： FKWK安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算： 6543210KKKKKKKK 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5121 可知其公式參數(shù)：60 KK 1234561.0,1.0,1.0,1.3,1.0,1.0.KKKKKK由此可得： 1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56K 所以 根據(jù)工件受力切削力、836.24 1.561304.53()KWK FN夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)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。佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文16即：FKWK安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有：6543210KKKKKKKK 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5表可得： 60 KK1211.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56CK 1.2 1.2 1.05 1.2 1.3 1.0 1.02.36PK 1.2 1.2 1.0 1.2 1.3 1.0 1.02.25fK 所以有： 1193.08()KCCWKFN 766.37()KPPWKFN 1359.90()KffWKFN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：Nm93.111033. 1234. 05 .1054.3331038 . 09 . 130MYFXFMKfdCM3.4 誤差分析與計(jì)算該夾具以一底面一側(cè)面，兩支撐釘和一個(gè)調(diào)節(jié)螺絲定位，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。gwj與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：j MjjjWDADZWj由參考文獻(xiàn)5可得：銷的定位誤差 ：111minD WDd 11221min2min.2DdDdJ WarctgL其中：，10.052Dmm20Dmm，10.011dmm20.023dmm， 1min0mm2min0.034mm 0.063D Wmm .0.0032J Wmm 夾緊誤差 ： cos)(minmaxyyjj其中接觸變形位移值： 1()()19.62nHBZyRaZaZkNkRcHBl 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文17查5表 1215 有。 10.004,0.0016,0.412,0.7RazHBKKCn cos0.0028j jymm 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò)Mjmm005. 0 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取ADmm01. 0誤差總和：0.0850.3jwmmmm 3. 5 定向鍵與對(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)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)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，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據(jù) GB220780 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：o 圖 5.1 夾具體槽形與螺釘根據(jù) T 形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表 5.4：表 5.4 定向鍵夾具體槽形尺寸 B2B公稱尺寸允差 d允差4dL公稱尺寸允差 D佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文18180.0120.0352512124.518+0.019對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖 5.3 所示： 標(biāo)記四周倒圓 圖 5.3 平塞尺塞尺尺寸參數(shù)如表 5.5：表 5.5 塞尺公稱尺寸 H允差 dC30.0060.25上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。3.6 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(guò)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。佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文19（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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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?shī)A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(guò)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?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。3.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過(guò)程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文20第 4 章 鉆 13 孔夾具設(shè)計(jì)4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過(guò)程緊密聯(lián)系在一起的。定位問(wèn)題已在前面研究過(guò)，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(chǎng)合下，還無(wú)法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)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(dòng)和震動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過(guò)程中實(shí)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(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)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(jī)構(gòu)和夾緊元件。考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。螺旋夾緊機(jī)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(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)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(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來(lái)夾緊工件的。不過(guò)這里上是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來(lái)夾緊的。典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；（2）擴(kuò)力比大；（3）自瑣性能好；（4）行程不受限制；（5）夾緊動(dòng)作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊，通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。工件通過(guò)定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板，通過(guò)精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡(jiǎn)單，便于手動(dòng)調(diào)整。通過(guò)松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng)，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對(duì)稱中心在規(guī)定位置上。在這次夾具設(shè)計(jì)中，定位是采用一根心軸和一個(gè)定位插銷來(lái)定位水平方向的。在垂直方向，用兩個(gè)同心半圓環(huán)來(lái)定位。當(dāng)被加工零件放到夾具體同心圓環(huán)上后，用定位插銷把夾具上的鉆模板和零件通過(guò)先加工的孔進(jìn)行定位，把壓板壓緊，之后取出定位插銷。4.2 夾具的導(dǎo)向在鉆床上加工孔時(shí)，大都采用導(dǎo)向元件或?qū)蜓b置，用以引導(dǎo)刀具進(jìn)入正確的加工位置，并在加工過(guò)程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的剛性，從而保證零件上孔的精度，在鉆床上加工的過(guò)程中，導(dǎo)向裝置保證同軸各孔的同軸度、各孔孔距精度、各軸線間的平行度等，因此，導(dǎo)向裝置如同定位元件一樣，對(duì)于保證佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文21工件的加工精度有這十分重要的作用。導(dǎo)向元件包括刀桿的導(dǎo)向部分和導(dǎo)向套。在這套鉆床夾具上用的導(dǎo)向套是鉆套。鉆套按其結(jié)構(gòu)可分為固定鉆套，可換鉆套，快換鉆套及特殊鉆套。因此套鉆夾具加工量不大，磨損較小，孔距離精度要求較高，則選用固定鉆套。如圖4.2。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。圖4.2 鉆套鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材料選擇20Mn2。淬火HRC110。相同的，為了防止定位銷與模板之間的磨損，在模板定位孔之間套上兩個(gè)固定襯套。選取的標(biāo)準(zhǔn)件代號(hào)為12*18 GB2263-19134。材料仍選取T10A， 淬火HRC110。公差采用H7/p6的配合。4.3 切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：鉆頭 13。則軸向力：見工藝師手冊(cè)表 28.4F=Cdfk 3.1F0FzFyF 式中： C=420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FFF k =(F07. 1)190200()1903 . 1FnHBF=4201.00.8130.351.072123()N轉(zhuǎn)矩T=C dfkT0TZTyT式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TTTT=0.2062.00.8130.351.0717.34()NM功率 P =mKWdTV726. 073095.1634.17300在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=K K K K1234式中 K 基本安全系數(shù)，1.5;1 K 加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;2K刀具鈍化系數(shù), 1.1;3K 斷續(xù)切削系數(shù), 1.14則 F =KF=1.5/)(423921231 . 11 . 11 . 1N鉆削時(shí) T=17.34 NM切向方向所受力: 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文22F =1NLT267106534.173取1 . 0fF =4416f)(6 .4411 . 0NF Ff1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(guò)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：FKWK安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有：6543210KKKKKKKK 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5表可得： 60 KK1211.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56CK 1.2 1.2 1.05 1.2 1.3 1.0 1.02.36PK 1.2 1.2 1.0 1.2 1.3 1.0 1.02.25fK 所以有： 1193.08()KCCWKFN 766.37()KPPWKFN 1359.90()KffWKFN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：Nm93.111033. 1234. 05 .1054.3331038 . 09 . 130MYFXFMKfdCM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)321KKKK 由資料機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)查表可得：721切削力公式： 式（2.17）PfKfDF75. 02 . 1412式中 20Dmmrmmf/3 . 0查表得： 82195. 0)190(6 . 0HBKp即：)(69.1980NFf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：1121 KFWfK安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算，由式（2.5）有：6543210KKKKKKKK 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60 KK冊(cè)表 可得： 121 25. 20 . 10 . 13 . 12 . 10 . 12 . 12 . 1K佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文23所以 )(55.445625. 269.1980NFKWfK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)。4.4 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。4.5 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