閥體零件夾具設(shè)計(jì)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 課題名稱 閥體零件夾具設(shè)計(jì) 二O一二 年 五 月 一日 目 錄 專心---專注---專業(yè) 摘 要 機(jī)械設(shè)計(jì)過程中用來固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置。 在機(jī)床上加工工件時(shí)，為使工件的表面能達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求 ，加工前必須將工件裝好（

2、定位）、夾牢（夾緊）。夾具通常由定位元件（確定工件在夾具中的正確位置）、夾緊裝置 、對(duì)刀引導(dǎo)元件(確定刀具與工件的相對(duì)位置或?qū)б毒叻较?、分度裝置（使工件在一次安裝中能完成數(shù)個(gè)工位的加工，有回轉(zhuǎn)分度裝置和直線移動(dòng)分度裝置兩類）、連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。 此次課程設(shè)計(jì)涉及的知識(shí)面有夾具設(shè)計(jì)、零件安裝、加工工藝、數(shù)值計(jì)算、刀具的性能、測量技術(shù)、CAD制圖外還涉及到金屬材料、公差配合及加工設(shè)備等多方面的知識(shí)。 關(guān)鍵詞 零件加工 加工工藝 數(shù)值計(jì)算 cad制圖 公差配合 第一章 機(jī)床夾具概述 在對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工的要求，首先要使工

3、件相對(duì)道具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過程中不因外力的影響而變動(dòng)。因此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝夾好。 1．1機(jī)床夾具的組成 （1）定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。 （2）夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作用時(shí)不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。 （3）對(duì)刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對(duì)定位元件的正確位置。 （4）連接原件 其作用是確定夾具在機(jī)床上的正確位置。 （5）夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。 (6) 其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要

4、而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準(zhǔn)確定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對(duì)于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。 以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)組成部分。 1．2 機(jī)床的分類 機(jī)床夾具種類繁多，可以從不同的角度對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行分類。 (1) 按夾具的使用特點(diǎn)可分為：通用夾具，專用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具，拼裝夾具。 (2) 按使用機(jī)床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機(jī)床夾具，數(shù)控機(jī)床夾具，自動(dòng)機(jī)床夾具，自動(dòng)線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具。 按夾緊的動(dòng)力源可分為：手動(dòng)夾具，氣動(dòng)夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾

5、具以及真空夾具等。 1．3 工件的裝夾方法 工件裝夾的方法有兩種： (1) 將工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)或花盤上 (2) 將工件裝夾在家具上 采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時(shí)，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時(shí)，都采用夾具裝夾工件。 采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點(diǎn)： a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量 b、縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 c、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能” d、改善工人的勞動(dòng)條件，降低生產(chǎn)成本 第二章 工件的定位及定位元件 2．1 工件在夾具中的定位

6、 工件的定位的基本原理 (1) 六點(diǎn)定則 用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，稱為“六點(diǎn)定位原則”，簡稱“六點(diǎn)定則”。 六點(diǎn)定則是工件定位的基本法則，用于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，起支承點(diǎn)作用的是一定形狀的幾何體，這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。 (2) 限制工件自由度與加工要求的關(guān)系 工件定位時(shí)，影響加工要求的自由度必須限制；不影響加工要求的自由度，有時(shí)要限制，有時(shí)可不限制，視具體情況而定。習(xí)慣上，工件的六個(gè)自由度都限制了的定位稱為完全定位，工件限制的自由度少于六個(gè)，但能保證加工要求的定位稱為不完全定位。 在工件定位時(shí)，以下情況允許不完全定位：

7、 a． 加工通孔或通槽時(shí)，沿貫通軸的位置自由度可不限制。 b． 毛坯（本工序加工前）是軸對(duì)稱時(shí)，繞對(duì)稱軸的角度自由度可不限制。 c． 加工貫通的平面時(shí)，除可不限制沿兩個(gè)貫通軸的位置自由度外，還可不限制繞垂直加工面的軸的角度自由度。 夾具上的定位元件重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的定位稱為重復(fù)定位。重復(fù)定位分兩種情況：當(dāng)工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被重復(fù)限制，并對(duì)加工產(chǎn)生有害影響的重復(fù)定位，稱為不可用重復(fù)定位。它將造成工件定位不穩(wěn)定，降低加工精度，使工件或定位元件產(chǎn)生變形，甚至無法安裝和加工。因此，不可用重復(fù)定位是不允許的。 當(dāng)工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被重復(fù)限制，但仍能滿足加工要求，即不但不

8、產(chǎn)生有害影響，反而可增強(qiáng)工件裝夾剛度的定位，稱為可用重復(fù)定位。在生產(chǎn)實(shí)際中，可用重復(fù)定位被大量采用。 (3) 基準(zhǔn)、對(duì)定位元件的基本要求 a. 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇，應(yīng)盡量使工件的定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)相重合；盡量用精基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)；遵守基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；應(yīng)使工件安裝穩(wěn)定，加工中所引起的變形最??；應(yīng)使工件定位方便，夾緊可靠。 b. 對(duì)定位元件的基本要求 足夠的精度、足夠的強(qiáng)度和剛度、耐磨性好、工藝性好、便于清理切削。 (4) 工件定位方式及其定位元件 a.工件以平面定位。工件以平面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，所用定位元件一般可分為主要支承和輔助支承。主要支承用來限制工件的自由度，具有獨(dú)立

9、定位的作用。輔助支承用來加強(qiáng)工件的支承剛性，不起限制工件自由度的作用。 b.工件以圓柱孔定位。工件以圓柱孔為定位基準(zhǔn)，如套類、齒輪、撥叉等。此種定位方式所用的定位元件有圓柱定位銷、定位心軸和圓錐定位銷等。 c.工件以外圓柱面定位。工件以外圓柱面定位時(shí)，常用的定位元件有：V形塊、定位套和半圓套。 2.2 定位誤差的分析 造成定位誤差的原因有兩個(gè)：一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生 基準(zhǔn)不重合誤差△b；二是定位基準(zhǔn)與限制位基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤 差△y 。 基準(zhǔn)不重合誤差△b是一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn) 不重合而

10、造成的加工誤差，其大小為定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。 基準(zhǔn)位移誤差△y是一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，定位基準(zhǔn)相對(duì)于限位基 準(zhǔn)的最大變化范圍在加工尺寸方向上的投影。 第三章 工件的夾緊和夾緊裝置 3．1夾緊裝置的組成 （1）夾緊裝置的種類繁多，綜合起來其結(jié)構(gòu)均由兩部分組成。 a. 動(dòng)力裝置 產(chǎn)生夾緊力。動(dòng)力裝置是產(chǎn)生原始作用力的裝置。按夾緊力的來源，夾緊分手動(dòng)夾緊和機(jī)動(dòng)夾緊。手動(dòng)夾緊是靠人力；機(jī)動(dòng)夾緊是采用動(dòng)力裝置。常用的動(dòng)力裝置有液壓裝置、氣動(dòng)裝置、電磁裝置、電動(dòng)裝置、氣-液聯(lián)動(dòng)裝置和真空裝置等。 b. 夾緊裝置 傳遞夾緊力。動(dòng)力裝置所產(chǎn)生的力或人力要正確

11、地作用到工件上，需有適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)機(jī)構(gòu)。傳遞機(jī)構(gòu)是把原動(dòng)力傳遞給夾緊裝置。它由兩種構(gòu)件組成，一是接受原始作用力的構(gòu)件，二是中間傳力機(jī)構(gòu)。 （2）夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 夾緊裝置的設(shè)計(jì)和選用是否正確，都保證工件的精度、提高生產(chǎn)率和減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度有很大的影響。因此，夾緊裝置應(yīng)滿足以下要求： a. 夾緊過程中，不能破壞工件在定位時(shí)所處的正確位置。 b.夾緊力的大小適當(dāng)。保證工件在整個(gè)加工過程中的位置穩(wěn)定不變，夾緊可靠牢固，振動(dòng)小，又不超出允許的變形。 c.夾緊裝置的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。工件生產(chǎn)批量越大，越應(yīng)設(shè)計(jì)較復(fù)雜、效率較高的夾緊裝置。 d.具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。力求簡單，便于

12、制造維修，操作安全方便，并且省力。 3.2 夾緊力的確定 （1）夾緊力方向的確定 a. 夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。 b. 夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。 （2）夾緊力作用點(diǎn)的選擇 a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對(duì)加工精度的影響。 c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。 （3）夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計(jì)算出。但

13、實(shí)際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問題，只能進(jìn)行粗略的估算。 估算的方法：一是找出對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。 估算的步驟： a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。 b.實(shí)際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。 c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。 第四章 夾具體及分度裝置 4．1夾具體 (1) 夾具體毛坯

14、的類型 a.鑄造夾具體 b.焊接夾具體 c.鍛造夾具體 d.裝配夾具體 e.型材夾具體 (2) 夾具體應(yīng)滿足的幾本要求 a.應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。 b.力求結(jié)構(gòu)簡單及裝卸工件方便。 c.結(jié)構(gòu)工藝性好。 d.排除切削方便。 e.在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠。 f.具有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性。 4．2分度裝置 （1）分度裝置的類型 a.回轉(zhuǎn)分度裝置。 回轉(zhuǎn)分度裝置是指工件在一次裝夾中，通過夾具的某些部分帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度完成多工位加工的分度裝置。 b.直線分度裝置。 是指工件在一次裝夾中，通過夾具的某些部分帶動(dòng)工件直線移動(dòng)一定距離完成多工位加工的分度裝置。 （

15、2）回轉(zhuǎn)分度裝置的組成 回轉(zhuǎn)分度裝置由固定部分、轉(zhuǎn)動(dòng)部分、對(duì)定機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)等組成。 a. 固定部分 固定部分是整個(gè)裝置的基礎(chǔ)，常與夾具體連接成一體。 b. 轉(zhuǎn)動(dòng)部分 轉(zhuǎn)動(dòng)部分是分度時(shí)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)的元件，實(shí)現(xiàn)工件的轉(zhuǎn)位。 c. 對(duì)定機(jī)構(gòu) 對(duì)定機(jī)構(gòu)的作用是轉(zhuǎn)位分度后，確保其轉(zhuǎn)動(dòng)部分相對(duì)固定部分的位置，得到正確定位，實(shí)現(xiàn)分度要求。 e. 鎖緊機(jī)構(gòu) 鎖緊機(jī)構(gòu)是分度對(duì)定后將轉(zhuǎn)動(dòng)部分和固定部分緊固在一起，減小加工時(shí)的振動(dòng)，確保分度裝置的工作精度。 （3）分度對(duì)定機(jī)構(gòu) a.鋼球?qū)ΧC(jī)構(gòu) b.槍栓式圓柱銷對(duì)定機(jī)構(gòu) c.手拉式菱形銷對(duì)定機(jī)構(gòu) d.齒輪齒條操縱的圓

16、錐銷對(duì)定機(jī)構(gòu) f.杠桿操作單斜面對(duì)定機(jī)構(gòu) 鎖緊機(jī)構(gòu) 當(dāng)分度對(duì)定好之后，必須將轉(zhuǎn)盤鎖緊，以增強(qiáng)分度裝置的剛度和穩(wěn)定性。 第五章 閥體工藝性分析 5．1 零件的功用、材料和性能 該閥體是一個(gè)管道控制閥，通過一處外螺紋，一處帶螺紋孔的方形壁與其他物體連接。頂部內(nèi)螺紋是用來安裝控制閥門，利用閥門來控制液體的開關(guān)以及流量的大小。 閥體的材料是灰鑄鐵HT350，其抗拉強(qiáng)度大于350MPa。 灰鑄鐵有很多優(yōu)良性能： 第一，鑄造性能好，灰鑄鐵熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好。 第二，減振性好，石墨割裂了基體，阻止了振動(dòng)的傳播，并將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏А? 第三，切削加工性能好，片狀石墨

17、割裂了基體，使切削容易脆斷，且石墨有減振的作用，減少了刀具的磨損。 第四，缺口敏感性低。 5．2形體分析 此零件是閥體，從零件圖上看，閥體左端通過螺柱和螺母與閥蓋連接，形成球閥容納閥芯的φ43空腔，左端的φ50H11圓柱形槽與閥蓋的圓柱形凸緣相配合；閥體空腔右側(cè)φ35H11圓柱形槽，用來放置球閥關(guān)閉時(shí)不泄露流體的密封圈；閥體右端有用于連接系統(tǒng)中管道的外螺紋M36×2，內(nèi)部階梯孔φ28.5 、φ20與空腔相通；在閥體上部的φ36圓柱體中，有φ26、 φ22、φ18的階梯孔與空腔相通，在階梯孔內(nèi)容納閥桿、填料壓緊套；階梯孔頂端90°扇形限位凸塊，用來控制扳手和閥桿的旋轉(zhuǎn)角度。 從尺寸上分析

18、，閥體的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，標(biāo)注尺寸很多，這里僅分析其中主要尺寸，其余尺寸讀者自行分析。 以閥體水平軸線為徑向（高度方向）尺寸基準(zhǔn)，注出水平方向的徑向直徑尺寸φ50、 φ35、φ20和M36×2等。同時(shí)還要注出水平軸線到頂端的高度尺寸56。 以閥體垂直孔的軸線為長度方向尺寸基準(zhǔn)，注出鉛垂方向的徑向直徑尺寸φ36、M24×1.5、 φ22H11、 φ18H11等。同時(shí)還要注出鉛垂孔軸線與左端面的距離21。 以閥體前后對(duì)稱面為寬度方向尺寸基準(zhǔn)，注出閥體的圓柱體外形尺寸φ55、左端面方形凸緣外形尺寸75×75，以及四個(gè)螺孔的定位尺寸φ70。同時(shí)還要注出扇形限位塊的角度定位尺寸45°±30'。

19、5.3 技術(shù)要求分析 尺寸精度：閥體的尺寸精度中Φ50，Φ35的精度為IT7。尺寸41的公差是0.06，精度為IT9。尺寸43的公差是0.039，精度是IT8.尺寸21的公差是0.05，精度是IT9. 尺寸Φ22，Φ20的公差是0.033，精度是IT8. 尺寸5的公差是0.18，精度是IT13. 尺寸Φ18的公差是0.027，精度是IT8. 尺寸56的公差是0.12，精度是IT10. 位置精度:指零件的各表面之間相互位置精度。Φ20和Φ35的同軸度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。四個(gè)螺紋孔對(duì)Φ35的軸線的位置度也應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 表面粗糙度：零件的各表面的粗糙度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的粗糙度Ra值。 熱處理

20、性能：作用零件的使用要求，其材料性能是很重要，對(duì)加工切削也有很大影響。 5.4 零件的加工工藝性分析 此零件是閥體，主要加工面是外圓、內(nèi)孔、端面、階臺(tái)孔、內(nèi)螺紋和溝槽等，而且加工的內(nèi)表面比外表面多，就帶來了許多困難： 5-1 技術(shù)精度要求 項(xiàng)目 說明 ◎ Φ0.025 A Φ內(nèi)Φ孔軸線對(duì)Φ內(nèi)孔軸線的同軸度公差為Φ0.025 ⊥ 0.05 A 左端面相對(duì)基準(zhǔn)AΦ圓柱面其垂直度要求為0.05 ⊥ 0.02 A Φ的內(nèi)孔相對(duì)基準(zhǔn)Φ的起垂直度要求是0.02 Φ0.06 A 被測軸線必須位于直徑為公差值0.06的范圍內(nèi)軸線位于相對(duì)于基準(zhǔn)

21、AΦ所確定的理想位置上 HT350 材料為灰鑄鐵 （1） 孔加工是在零件的內(nèi)部進(jìn)行，切削情況不易直接用眼睛來觀察； （2） 切屑不易排出，冷卻液難以注入切削區(qū)域； （3） 當(dāng)加工時(shí)，壁厚比較薄，加工時(shí)容易產(chǎn)生變形； （4） 內(nèi)孔的測量要比外圓難，尤其是小孔。 就閥體零件來說： （1）該工件是以左端面和軸線為基準(zhǔn)，根據(jù)基面先行的原則，第一道工序應(yīng)以右端面外圓定位加工左端面及內(nèi)孔。 （2）因閥體零件的壁厚較薄，在各道工序夾持工件時(shí)應(yīng)注意防止變形。 （3）該工件內(nèi)孔Φ20和Φ35有同軸度要求，所以在加工時(shí)Φ20、Φ35應(yīng)在一次裝夾內(nèi)完成加工。 （4）該工件螺紋孔4-M12對(duì)

22、Φ35的軸線有位置度要求，所以在加工4-M12螺紋孔時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)專用鉆模，才能保證位置度的要求。 5.5 安排加工工藝路線 在擬定工藝路線時(shí)，工序集中或分散的程度，主要取決于生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，有時(shí)，還要考慮各工序生產(chǎn)節(jié)拍的一致性。一般情況下，單件小批生產(chǎn)時(shí)，只能工序集中，在一臺(tái)普通機(jī)床上加工出盡量多的表面；大批大量生產(chǎn)時(shí)，既可以采用多刀、多軸等高效、自動(dòng)機(jī)床，將工序集中，也可以將工序分散后組織流水生產(chǎn)。批量生產(chǎn)應(yīng)盡可能采用效率較高的半自動(dòng)機(jī)床，使工序適當(dāng)集中，從而有效地提高生產(chǎn)率。 閥體零件的加工工藝路線安排如下： （1）鑄造毛坯 （2）時(shí)效處理 （3）車左端面，

23、粗、半精、精鏜孔Φ35、Φ43、Φ50；鉆、粗鉸、精鉸Φ20 （4）調(diào)頭，車右端面，車孔Φ28.5；車右端外圓表面，倒角；車M36×2螺紋 （5）車上端面，鏜孔Φ18、Φ22、Φ26，車Φ孔24.3；車M24螺紋 （6）鉆—攻4-M12螺紋 （7）銑凸臺(tái) （8）檢查 第六章 閥體零件的車床夾具設(shè)計(jì) 車床夾具主要用于零件的旋轉(zhuǎn)表面以及端面。因而車床夾具的主要特點(diǎn)是工件加工表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。 6.1 車床夾具的主要類型 （1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設(shè)計(jì)的心軸；專用夾具通常可分為心軸式

24、、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點(diǎn)是加工時(shí)隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機(jī)構(gòu)。 角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時(shí)，由于零件形狀較復(fù)雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設(shè)計(jì)專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。 花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個(gè)T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對(duì)稱，要注意平衡。 （2）安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝

25、在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 由于后一類夾具應(yīng)用很少，屬于機(jī)床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以閥體零件在車床上加工用專用夾具。 6. 2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。 當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來確定定位元件的位置。 工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整

26、個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對(duì)于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 （2）夾具與機(jī)床主軸的連接 車床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。 心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。 根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式： 1)對(duì)于徑

27、向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。 2)對(duì)于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。 圖1-b所示的過渡盤，其上有一個(gè)定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時(shí)因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機(jī)床主軸的同

28、軸度。 對(duì)于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu)，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。 圖6-1所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準(zhǔn)確、剛度好。 圖6-1車床夾具與機(jī)床主軸的連接 過渡盤常作為車床附件備用，設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸，可查閱有關(guān)手冊(cè) 6. 3閥體零件的車床

29、專用夾具的總體設(shè)計(jì) （1） 夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。 （2） 當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對(duì)于重量不對(duì)稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。 （3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩。 6. 4閥體零件的車床夾具的加工誤差分析 工件在車

30、床夾具上加工時(shí)，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。 如夾具圖所示，閥體在夾具上加工時(shí)，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述： （1）定位誤差 由于C面既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不重合誤差為零。工件在夾具上定位時(shí)，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的，基準(zhǔn)位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。 （2）夾具誤差 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，即夾具總圖上尺寸的公差為0.02，以及限位基面相對(duì)安裝基面C的平行度誤差是0.01. （3）安裝誤差 因?yàn)閵A具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計(jì)。 （4）加工方法

31、誤差 如車床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動(dòng)、車床溜板進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機(jī)床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取 =/3=0.05/3=0.017mm 閥體零件的車床夾具總加工誤差是： 精度儲(chǔ)備： 故此方案可行。 第七章 閥體零件的鉆床夾具設(shè)計(jì) 鉆床上用來鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪孔及攻絲的機(jī)床夾具稱為鉆床夾具，習(xí)慣稱為鉆模。使用鉆模加工時(shí)，是通過鉆套引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。鉆模主要用于加工中等精度、尺寸較小的孔或孔系。使用鉆?？梢蕴岣呖准翱紫甸g的位置精度，又有利于提高孔的形狀和尺寸精度，

32、同時(shí)還可節(jié)省劃線找正的輔助時(shí)間，其結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，因此鉆模在批量生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。 7.1鉆床夾具的主要類型 鉆床夾具簡稱鉆模，主要用于加工孔及螺紋。它主要由鉆套、鉆模板、定位及夾緊裝置夾具體組成。其主要類型有以下幾種。 （1）固定式鉆模 在使用中，這類鉆模在機(jī)床上的位置固定不動(dòng)浮動(dòng)接頭，而且加工精度較高，主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔或搖臂鉆床加工平行孔系。 （2）回轉(zhuǎn)式鉆模 這類鉆模上有分度裝置，因此可以在工件上加工出若干個(gè)繞軸線分布的軸向或徑向孔系。 （3）翻轉(zhuǎn)式鉆模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔徑小于f8-f10mm。它可以減少安裝次數(shù)，提高被加工孔的

33、位置精度。其結(jié)構(gòu)較簡單，加工鉆模一般手工進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，所以夾具及工件應(yīng)小于10kg為宜。 （4）蓋板式鉆模 這種鉆模無夾具體， 其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結(jié)構(gòu)簡單輕便，易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費(fèi)時(shí)浮動(dòng)接頭，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜超過10kg。 （5）滑柱式鉆模 滑柱式鉆模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。這種鉆模有操作方便、動(dòng)作迅速、制造周期短的優(yōu)點(diǎn)浮動(dòng)接頭，生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。 7.2鉆模的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 鉆 套 鉆套安裝在鉆模板或夾具體上，用來確定工件上加工孔的位置，引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工，提高加工過程

34、中工藝系統(tǒng)的剛性并防振。鉆套可分為標(biāo)準(zhǔn)鉆套和特殊鉆套兩大類。 （1）固定鉆套 （2）可換鉆套 （3）快換鉆套 （4）特殊鉆套 鉆模板 鉆模板用于安裝鉆套， 確保鉆套在鉆模上的正確位置，鉆模板多裝在夾具體或支架上， 常見的鉆模板有： （1）固定式鉆模板 （2）鉸鏈?zhǔn)姐@模板 （3）可卸（分離）式鉆模板 （4）懸掛式鉆模板 7.3 閥體零件的鉆床專用夾具的總體設(shè)計(jì) 工藝分析 （1）工件的加工要求 4-M12孔軸線與中心軸線的夾角是45度; 4-M12孔中心相對(duì)中心軸線的位置度是Ф0.06. （2）工序基準(zhǔn) 根據(jù)上面的要求，工序基準(zhǔn)是兩中心軸線。

35、 閥體的螺紋孔分度鉆模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）定位方案和定位裝置的設(shè)計(jì) 工件采用端面、銷、四個(gè)R12.5圓弧面之一在回轉(zhuǎn)臺(tái)和活動(dòng)V型塊上定位。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使活動(dòng)V型塊轉(zhuǎn)動(dòng)水平位置，在彈簧的作用下，卡在R12.5的圓弧面上，限制了工件的軸線的自由度。 （2）導(dǎo)向方案 由于加工四個(gè)螺紋孔，要先鉆孔，然后攻絲，又是批量生產(chǎn)，故適宜選用可換式鉆套。 為了方便的裝卸工件，采用鉸鏈?zhǔn)倾@模板。 （3）夾緊方案 為了快速裝卸工件，采用螺釘及開口墊圈夾緊機(jī)構(gòu)。 （4）分度方案 通過分度盤分度。 工件的加工精度分析 工件在鉆床夾具上加工時(shí)，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差 、對(duì)刀誤差 、

36、夾具誤差 、夾具在主軸上的安裝誤差 和加工方法誤差 的影響。 （1）定位誤差 由于兩中心軸線既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不重合誤差為零。工件在夾具上定位時(shí)，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的，基準(zhǔn)位移誤差為零。因此，加工孔的定位誤差等于零。 （2）對(duì)刀誤差 不考慮鉆頭的偏斜。鉸套導(dǎo)向孔尺寸是Фmm，鉸刀的直徑是 Ф。 對(duì)刀誤差=0.064mm （3）夾具誤差 夾具的尺寸的總誤差 分度誤差 = 0.03mm （4）安裝誤差 =0 （5）加工方法誤差 =0.12/3=0.04mm 精度儲(chǔ)備： 故此方案可行。 總 結(jié)

37、 通過這次課程設(shè)計(jì)我發(fā)現(xiàn)了自己還有許多知識(shí)還沒有掌握牢固。但更多的是通過這次設(shè)計(jì)使我提高、鞏固、擴(kuò)大了自己所學(xué)到的理論知識(shí)與技能，提高自己設(shè)計(jì)計(jì)算、制圖、編寫技術(shù)文件的能力‘學(xué)會(huì)正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)等工具書’并在這次設(shè)計(jì)中培養(yǎng)了我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的獨(dú)立工作能力、初步樹立了正確的實(shí)際思想，掌握了一定的機(jī)械加工設(shè)計(jì)方法步驟和思路為以后的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)工作打下了良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，也使我體會(huì)到了老師平時(shí)對(duì)我們的諄諄教導(dǎo)、用心良苦。 由于本人水平有限，設(shè)計(jì)還有許多不足之處，希望李老師給予批評(píng)和指正！ 致 謝 本設(shè)計(jì)在老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇、方案論證到具體設(shè)

38、計(jì)和調(diào)試，無不凝聚著各位老師的心血和汗水，在學(xué)校學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著各位老師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向老師表示深深的感謝和崇高的敬意。 ????? 不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向全體老師表示由衷的謝意。感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘唷? 三年來，在學(xué)校和各位老師孜孜不倦的教誨和無微不至的關(guān)懷下，我擁有了更加成熟的思想和更加豁達(dá)的心胸，也學(xué)到了可以獨(dú)立于社會(huì)的一技之長和永不停息的終身學(xué)習(xí)理念。在此，向各位老師表示誠

39、摯的感謝和崇高的敬意 參考文獻(xiàn) ［1］李名望主編? 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)例教程》北京 化學(xué)工業(yè)出版社2009 ［2］鄭修本主編?《機(jī)械制造工藝學(xué)》，北京；機(jī)械工業(yè)出版社，1999 ［3］陸劍中、孫家寧主編?《金屬切削原理與刀具》，北京；機(jī)械工業(yè)出版社，2005 ［5］許德珠主編?《機(jī)械工程材料》，北京，高等教育出版社，2001 ［6］陳榕林主編?《機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)》，北京，科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1995 ［7］陳立德主編?《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，北京，高等教育出版社，2002 ［8］李益明主編?《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》,北京，機(jī)械工業(yè)出版社,1993