K115-十字軸零件加工工藝及鉆中心M8底孔夾具設(shè)計【版本2】帶圖紙

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機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目： 指定圖所示十字軸零件的加工工藝，設(shè)計鉆M8孔 鉆床夾具 專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 機械工程系 2017年 月 日 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 頁 產(chǎn)品名稱 十字軸 零（部）件名稱 十字軸 第 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 3 車 20CrMoTi 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鍛件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 臥式車床 C620-1型 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 SZ01 三爪卡盤 乳化液 工序工時 準(zhǔn)終 單件 序號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進(jìn)給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數(shù) 時間定額 機動 輔助 1 車Φ25外圓及端面，保證相關(guān)的尺寸要求 車刀，游標(biāo)卡尺 2.0 1.47 0.39 0.3 4 編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 更改文件號 簽字 日期 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 頁 產(chǎn)品名稱 十字軸 零（部）件名稱 十字軸 第 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 4 車 20CrMoTi 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鍛件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 臥式車床 C620-1型 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 SZ01 三爪卡盤 乳化液 工序工時 準(zhǔn)終 單件 序號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進(jìn)給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數(shù) 時間定額 機動 輔助 1 另一端面，車Φ25外圓及端面，保證相關(guān)的尺寸要求 車刀，游標(biāo)卡尺 2.0 1.47 0.39 0.3 4 編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 更改文件號 簽字 日期 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 頁 產(chǎn)品名稱 十字軸 零（部）件名稱 十字軸 第 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 5 鉆 20CrMoTi 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鍛件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z525 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 ZCJJ 鉆床夾具 乳化液 工序工時 準(zhǔn)終 單件 序號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進(jìn)給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數(shù) 時間定額 機動 輔助 1 鉆M8絲孔， Φ23×60°深4，倒角60° 麻花鉆、絲錐、游標(biāo)卡尺 180 0.12 0.45 6.7 1 編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 更改文件號 簽字 日期 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 頁 產(chǎn)品名稱 十字軸 零（部）件名稱 十字軸 第 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 6 鉆 20CrMoTi 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鍛件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z525 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 ZCJJ 鉆床夾具 乳化液 工序工時 準(zhǔn)終 單件 序號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進(jìn)給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數(shù) 時間定額 機動 輔助 1 鉆4×Φ6孔,鉆4×Φ8深26孔，倒角60° 麻花鉆、游標(biāo)卡尺 180 0.065 0.1 8 1 編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 更改文件號 簽字 日期 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共 頁 產(chǎn)品名稱 十字軸 零（部）件名稱 十字軸 第 頁 車 間 工序號 工序名稱 材料牌號 8 磨 20CrMoTi 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鍛件 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 立式磨床 306AHR 夾 具 編 號 夾 具 名 稱 切 削 液 MCJJ 磨床夾具 乳化液 工序工時 準(zhǔn)終 單件 序號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進(jìn)給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數(shù) 時間定額 機動 輔助 1 以雙向60°為基準(zhǔn)磨削Φ25×30長至尺寸要求，保證四軸頸圓柱度要求 筒型砂輪、游標(biāo)卡尺 20 1.57 0.1 0.15 1 編制（日期） 審核（日期） 會簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 更改文件號 簽字 日期 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 第 1 頁 產(chǎn)品名稱 十字軸 零（部）件名稱 十字軸 共 1 頁 材料牌號 20CrMoTi 毛坯種類 模鍛 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備 工時 準(zhǔn)終 單件 1 鍛造 鍛 2 時效 處理 熱 3 車 車Φ25外圓至Φ25.5±0.02×28確保兩處108位置度要求，平端面，保證108至109±0.03，將109一端Φ25.5±0.02×28裝入彎板，用壓板壓緊定位，車另一端面保證對稱度，車Φ25至Φ25.2±0.02長29.9±0.02倒鈍 金 C620-1型臥式車床 外圓車刀、游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑百分尺、三爪卡盤 4 車 車另一端面將Φ25.2±0.02×29.9裝入壓板孔內(nèi)用壓板壓緊，車Φ25至Φ25.2±0.02×29.9保軸頸形位公差的要求 金 C620-1型臥式車床 外圓車刀、游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑百分尺、三爪卡盤 5 鉆 鉆M8絲孔， Φ23×60°深4，倒角60° 金 Z525 立式鉆床 麻花鉆、絲錐、游標(biāo)卡尺、極限量規(guī)、鉆孔夾具、倒角尺 6 鉆 鉆4×Φ6孔,鉆4×Φ8深26孔，倒角60° 金 Z525 立式鉆床 麻花鉆、游標(biāo)卡尺、極限量規(guī)、鉆孔夾具、倒角尺 7 熱處理 熱處理，淬火Φ25四個軸頸上，硬度保證HRC58-63 金 8 磨 以雙向60°為基準(zhǔn)磨削Φ25×30長至尺寸要求，保證四軸頸圓柱度要求 金 立式磨床 專用夾具、磨刀、游標(biāo)卡尺 9 終檢 按圖紙要求檢查 10 11 12 13 編制 （日期） 審核 （日期） 會簽 （日期） 、 處 數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 大學(xué)課程設(shè)計說明書 不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印 目錄 目錄 I 第1章 零件圖的分析 2 1.1 零件結(jié)構(gòu)功用分析 2 1.2 零件技術(shù)條件分析 2 1.3 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 2 第2章 工藝規(guī)程設(shè)計 4 2.1 毛坯類型 4 2.1.1 毛坯余量確定 4 2.1.2 毛坯－零件合圖草圖 4 2.2 加工方法分析確定 5 2.2.1 加工順序的安排 5 2.2.2 定位基準(zhǔn)選擇 6 2.2.3 加工階段的劃分說明 6 2.2.4 主要機加工工序簡圖 6 2.3 工序尺寸及其公差確定 12 2.4 切削用量及工時定額確定 16 第3章 夾具設(shè)計 22 3.1 研究原始質(zhì)料 22 3.2 定位、夾緊方案的選擇 22 3.3 切削力及夾緊力的計算 22 3.4 誤差分析與計算 25 3.5 定位銷選用 26 3.6 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 26 3.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 27 3.8 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 28 結(jié)論 30 參考文獻(xiàn) 31 致謝 32 千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行 第1章 零件圖的分析 1.1 零件的工藝分析 零件的材料為 20GrMoTi， 需要模鍛， 模鍛性能優(yōu)良， 工藝較復(fù)雜 ，但尺寸精確，加工余量少，為此以下是十字軸需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： 1、 四處Φ25外圓及四個Φ8、Φ4的內(nèi)孔、 2、右端面Φ50×60°內(nèi)孔及M8絲孔。 3、Φ25外圓的同軸度為0.007，位置度為Φ0.02，兩端的對稱度均為0.05. 由上面分析可知，可以先上四爪卡盤粗車，然后上彎板采用專用夾具壓緊、找正進(jìn)行加工，并且保證形位公差精度要求。 并且此 零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 第2章 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 毛坯類型 已知此 十字軸零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量是083Kg/個，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第2頁表1.1-2，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇鍛模鍛造毛坯。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第41頁表2.2-5,選用鑄鍛件尺寸公差等級為CT-10。 2.1.1 毛坯余量確定 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第41頁表2.2-5，選用加工余量為MA-H級，并查表2.2-4確定各個加工面的鍛件機械加工余量，如下表所示： 表2-1 簡 圖 加工面代號 基 本 尺 寸 加工余量等級 加工 余量 說 明 a 25 H 2 雙側(cè)加工 b 25 H 雙側(cè)加工 c 25 H 5 雙側(cè)加工 d 25 H 5 雙側(cè)加工 2.2 加工方法設(shè)計 2.2.1 選擇定位基準(zhǔn) 1 粗基準(zhǔn)的選擇：作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。該工件選擇φ25外圓面和左端面作為粗基準(zhǔn)。采用左端面作粗基準(zhǔn)加工右端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。 2 精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后φ25的軸線為主要的定位精基準(zhǔn)，采用小彎板為輔助的定位精基準(zhǔn)。 2.2.2 指定工藝路線 生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的準(zhǔn)備、運輸和保存，生產(chǎn)的準(zhǔn)備，毛坯的制造，毛坯經(jīng)過加工、熱處理而成為零件，零件、部件經(jīng)裝配成為產(chǎn)品，機械的質(zhì)量檢查及其運行試驗、調(diào)試，機械的油漆與包裝等。 工藝過程是指在生產(chǎn)過程中，通過改變生產(chǎn)對象的形狀、相互位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程。機械產(chǎn)品的工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配、涂裝等工藝過程。其中與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過程，稱為直接生產(chǎn)過程，是生產(chǎn)過程的主要部分。而與原材料變?yōu)楫a(chǎn)品間接有關(guān)的過程，如生產(chǎn)準(zhǔn)備、運輸、保管、機床與工藝裝備的維修等，稱為輔助生 由于零件加工表面的多樣性、生產(chǎn)設(shè)備和加工手段的加工范圍的局限性、零件精度要求及產(chǎn)量的不同，通常零件的加工過程是由若干個順次排列的工序組成的。工序是加工過程的基本組成單元。每一個工序又可分為一個或若干個安裝、工位、工步或走刀。毛坯依次通過這些工序而變成零件。 1. 工序 工序是一個或一組工人，在相同的工作地對同一個或同時對幾個工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。 工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計劃、成本核算的基本單元。一個零件的加工過程需要包括哪些工序，由被加工零件的復(fù)雜程度、加工精度要求及其產(chǎn)量等因素決定 2.2.3 表面加工方法的確定 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機械制造課程設(shè)計指導(dǎo)書》10頁表1-6、1-7、1-8， 選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 表2-2：十字軸零件加工方案 加工項目 尺寸公差等級 粗糙度 加工方案 備注 Φ25外圓 IT8 6.3 粗車-半精車 表1-6 左右端面 IT10 12.5 粗 車 表1-6 Φ25外圓 IT8 6.3 粗車-半精車 表1-8 上下端面 IT10 12.5 粗 車 表1-7 Φ 23、孔 IT9 3.2 鉆---鉸 表1-7、 內(nèi)螺紋M8 IT6 3.2 攻螺紋 表1-10 Φ 4孔 IT12 12.5 鉆 表1-7 Φ8孔 IT12 12.5 鉆 表1-7 2.2.4 加工階段的劃分 在粗加工階段。首先將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；首先φ25圓面作為粗基準(zhǔn)粗車右端面及φ25，然后以此圓軸線及端面為精基準(zhǔn)加工其他面和孔。在采用小彎板加工 另一部分，以保證其形位公差之要求。 選用工序集中原則安排十字軸的加工工序。該零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。 2.2.5 工序順序的安排 機械加工工序 （1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)——φ25外圓軸線及端面 。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面 （4）遵循“先面后孔”原則，先加工外圓面、端面，再加工孔，確定工藝路 2.2.6 確定工藝路線 表2-3：工藝路線 工序 工序名稱 機床裝備 刀具 量具 1 粗-半精車φ25 兩處 車床 車刀 游標(biāo)卡尺 2 粗車左右端面 車床 車刀 游標(biāo)卡尺 3 粗-半精車φ25 兩處 車床 車刀 游標(biāo)卡尺 4 粗車上下端面 車床 車刀 游標(biāo)卡尺 5 鉆鉸φ8絲孔φ23×60°內(nèi)孔， 車床 鉆頭鉸刀 塞規(guī).卡尺 6 攻螺紋M8 車床 絲錐 塞規(guī).卡尺 7 鉆φ4、φ8孔 鉆床 鉆頭錐度鉸刀 游標(biāo)卡尺 8 中檢 游標(biāo)卡尺 10 熱處理 淬火機等 12 終檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 加工設(shè)備和工藝設(shè)備 1 機床的選擇：采用CA6140普通車床、鉆床。磨床 2 選擇夾具：該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 3選擇量具：采用塞規(guī).雙用游標(biāo)卡尺。 2.3 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 2.3.1 鉆鉸φ8絲孔的工序尺寸 由表2-28課查得，精鉸余量Z=0.2mm，加工等級為IT8，公差為0.015鉆孔余量為Z鉆=4.8mm，加工等級為IT12，公差為0.15。 表2-3 鉆鉸φ8 孔加工工序的加工余量 項目 內(nèi)容 精度等級 工序尺寸 粗糙度 工序余量 公差 Φ8絲孔 鉆 IT12 Φ7.8 12.5 4.8 0.15 鉸 IT8 Φ8 3.2 0.2 0.015 2.3.2 工序計算 刀具：鉆頭直徑為7.8mm的高速鋼鉆頭，絲錐直徑為8mm 。 機床：CA6140 ⑴背刀吃量аp的選擇 粗加工時根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度確定аp=7.8mm。 ⑵進(jìn)給量的確定 由表5-22，選取該工步得進(jìn)量f=0.1mm/r。 ⑶切削速度的計算 由表5-31，按工件材料為鑄鐵的條件選取，切削速度v=20m/min選取。由公式n=1000v/d可求得該工序鉆頭鉆速n=1326r/min,參照表4-9所列CA6140得主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=1360r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式v=nd/1000=20.5m/min。 2.3.3 時間定額的計算 工序6：鉆Φ8絲孔 鉆孔工步 根據(jù)表5-51，鉆孔的基本時間可由公式： 求得：,;f=0.1mm/r;n=1360r/min。則該工步的基本時間t=(22+2.4+2)/0.1mm/r x 1360r/min=10.8s。 攻絲孔工步 根據(jù)表5-41，鉸孔基本時間可由公式：t=L*i/fn=(LP+l1)*i/fn, LP=(D-d)/2*tankr, kr=15°，l1=1mm，f=1mm/r，n=195r/min則該工步的基本時間t=20s。 輔助時間的計算tf 輔助時間tf基本時間t之間的關(guān)系為tf=（0.15-0.2）t。 鉆孔輔助時間tf=0.2×10.8=2.2s。 鉸孔輔助時間tf=0.2×20=4s。 2.3.4 其它時間計算 除了作業(yè)時間以外，每道工序的單件時間還包括布置工作時間、休息與生理需要時間和準(zhǔn)備與終結(jié)時間。由于該設(shè)計的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計。布置工作地時間tb是作業(yè)時間的2%-7%，休息與生理時間tx是作業(yè)時間的2%-4%，本設(shè)計均取3%，則工序的其他時間（tb +tx）可按關(guān)系式（3%+3%）×（tf+t）計算。 工序6的其他時間：tb +tx=6%×（10.8s+20s+4s）=2s 單件計算時間td=2s+10.8s+20s+4s=36.8s 第3章 夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。并設(shè)計工序7—— M8孔的夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆。 3.1 問題的提出 夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。 本夾具主要用來鉆 M8孔，沒有技術(shù)要求，在本工序加工時還應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問題。 3.2 定位、夾緊方案的選擇 1、定位基準(zhǔn)選擇 由零件圖可知，M8孔 ，沒有技術(shù)要求，為使定位誤差為零，應(yīng)該選擇軸線為定位基準(zhǔn)保證該角度。選擇固定V型塊和支撐釘作為定位元件。 2、夾緊方案的選擇 由于零件的部位為軸類形狀，為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用手動壓板的夾緊裝置工件快換裝置，位于零件的兩邊，使得夾緊力均衡，夾緊更加牢固。 3.3 切削力及夾緊力的計算 刀具：麻花鉆頭6。 則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4 F=Cdfk 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 F= 轉(zhuǎn)矩： T=Cdfk 式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8 T= 功率： 在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)： 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 則 F=KF= 鉆削時： T=17.34 N 切向方向所受力: 取 F=4416 F> F 所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,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夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算有：： 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)計基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實現(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，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF 軸向力：F夾＝KF （N） 扭距： Nm 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) 由資料《機床夾具設(shè)計手冊》查表可得： 切削力公式： 式中 查表得： 即： 實際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表得： 安全系數(shù)K可按下式計算，由上式有： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表 可得： 所以 ： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構(gòu)。 3.4 誤差分析與計算 該夾具以V型塊和支撐釘定位，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。 與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)[5]可得： ⑴銷的定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有：。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 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間。 圖3-1 可換鉆套 表3-1 鉆套尺寸 d D D1 H t 基本 極限 偏差F7 基本 極限 偏差D6 ＞0～1 +0.016 +0.006 3 +0.010 +0.004 6 6 9 -- 0.008 ＞1～1.8 4 +0.016 +0.008 7 ＞1.8～2.6 5 8 ＞2.6～3 6 9 8 12 16 ＞3～3.3 +0.022 +0.010 ＞3.3～4 7 +0.019 +0.010 10 ＞4～5 8 11 ＞5～6 10 13 10 16 20 ＞6～8 +0.028 +0.013 12 +0.023 +0.012 15 ＞8～10 15 18 12 20 25 ＞10～12 +0.034 +0.016 18 22 ＞12～15 22 +0.028 +0.015 26 16 28 36 ＞15～18 26 30 0.012 ＞18～22 +0.041 +0.020 30 34 20 36 HT200 ＞22～26 35 +0.033 +0.017 39 ＞26～30 42 46 25 HT200 56 ＞30～35 +0.050 +0.025 48 52 ＞35～42 55 +0.039 +0.020 59 30 56 67 ＞42～48 62 66 ＞48～50 70 74 0.040 鉆模板選用鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 見cad圖 對夾具體的設(shè)計的基本要求 （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，時效處理，退火等處理方式。 （2）應(yīng)具有足夠的強度和剛度 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 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（剛度和強度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。 （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，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，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，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度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。 3.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 結(jié)論 本次設(shè)計從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因為是批量生產(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。 在本次設(shè)計中已無大的問題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計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] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1． [2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002． [4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機床夾具設(shè)計手冊[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10． [6] 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在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設(shè)計夾具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。 - 18 -