轉(zhuǎn)向器側(cè)蓋鉆孔夾具設(shè)計

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 各位評委老師大家好 轉(zhuǎn)向器側(cè)蓋鉆孔夾具設(shè)計轉(zhuǎn)向器側(cè)蓋鉆孔夾具設(shè)計班級：機制052班姓名：曾振江學號：20050464指導老師：樊十全http:/http:/中國中國.中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享前言前言在機械制造各行業(yè)的工藝過程中廣泛應(yīng)用著各種不同的，用以固定加工對象，使之占有正確位置，以便接受施工的一種工藝裝備，統(tǒng)稱為夾具。因此，無論是在機械加工，裝配，檢驗，熱處理等工藝中，都大量采用夾具。而在機械加工中應(yīng)用最為廣泛是機床夾具。機床夾具是組成工藝系統(tǒng)的一個環(huán)節(jié)，是影響加工質(zhì)量的重要因素，一般情況下，使用機床夾具能穩(wěn)定地保證產(chǎn)品質(zhì)量。機床夾具主要有如下主要作用：1.保證加工精度；2.提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本；3.減輕工人操作強度，降低對工人的技術(shù)要求；4.擴大機床的工藝范圍；5.減少生產(chǎn)準備時間，縮短新產(chǎn)品試制周期；機床夾具的種類較多，按其應(yīng)用范圍可分為：通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾具等。此次設(shè)計的是鉆孔專用夾具。http:/http:/中國中國.中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享1.工件的加工工藝分析 加工工件為轉(zhuǎn)向器側(cè)蓋，工件材料為球墨鑄鐵，牌號為QT450-10。本工序主要鉆削加工四個12.5 mm的孔,鉆削深度為11mm。四個孔的加工位置要求如下:1.孔心位置度偏差為0.2mm，2.孔的橫軸心連線向上偏轉(zhuǎn)5度，3.孔的豎軸心連線向右偏移5mm。具體的尺寸分布見工件零件圖:http:/http:/中國中國.中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享http:/http:/中國中國.中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享2.鉆床夾具特點的分析鉆床夾具特點的分析鉆床夾具一般通稱“鉆?！薄ｃ@模的結(jié)構(gòu)類型較多.可按鉆模有無夾具體，以及夾具體是否可動，可分為以下五類：（1）固定式鉆模；（2）回轉(zhuǎn)式鉆模；（3）翻轉(zhuǎn)式鉆模；（4）蓋板式鉆模；（5）滑柱式鉆模；本設(shè)計采用蓋板式鉆模結(jié)構(gòu)，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。鉆模板覆蓋在工件上定位夾緊后即可進行加工。這種鉆模的主要特點是：結(jié)構(gòu)簡單輕巧，清除切屑方便；但每次需從工件上裝卸，較費時。3.工件的定位方案分析工件的定位方案分析 設(shè)計蓋板式鉆模.經(jīng)分析知，需要限制工件的五個自由度(X軸和Y軸方向的旋轉(zhuǎn)、移動自由度,Z軸方向的旋轉(zhuǎn)自由度).將工件的圓柱端插入長定位套孔 中,此長定位套限制了工件的四個自由度(即X軸和Y軸方向的移動、轉(zhuǎn)動自由度).此時工件仍可繞Z軸轉(zhuǎn)動，工件旋轉(zhuǎn)到合適位置，再插入定位插銷（定位插銷限制了Z軸方向的轉(zhuǎn)動），即可實現(xiàn)定位。為了實現(xiàn)工件的預(yù)定位及提高工件定位穩(wěn)定性，同時設(shè)置一個輔助支承釘.簡圖如下:http:/http:/中國中國.中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享 1底座 2長定位套 3工件（側(cè)蓋）4鉆模板 5定位插銷 6定位襯套 7輔助支承 http:/http:/中國中國.中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享3.2定位元件的選擇1.長定位套長定位套（定位襯套）:A46H740 GB2201-80 熱處理:20 滲碳深度 0.81.2mm HRC55602.定位插銷定位插銷B13f756 GB2205-80;20滲碳深度:0.81.2mm HRC5560 3.支承支承：M1025 GB2227-80 熱處理：45 全部HRC4050;4.短定位套短定位套:B13H618 GB2201-80 熱處理:T8 HRC5560;3.3定位誤差分析定位誤差分析 定位誤差是指由于定位不準而造成的某一工序在工序尺寸（通常指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。該工件的定位基準面為工件的圓柱側(cè)面和底面。此定位中，定位基準和設(shè)計基準重合，即基準不重合誤差為0，只需分析基準位置誤差。計算項目有三個：（1）位置度誤差；位置度選取C基準面做參照，即工件圓柱側(cè)面。其誤差為長定位套與工件圓柱側(cè)面最大配合間隙 =0-（-0.39）+（0.119-0.08）=0.078mmhttp:/http:/中國中國.中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享（2）偏轉(zhuǎn)度數(shù)誤差分析）偏轉(zhuǎn)度數(shù)誤差分析 =arc tan（）；其中 為偏轉(zhuǎn)角度即為所求誤差；為長定位套與工件圓柱側(cè)面配合位置誤差；菱形銷與孔配合位置誤差,求得其為0.018；L 為定位孔13與46的中心距；L=88.6mm 代入數(shù)值得:D=arc tan()=0.031（3）豎軸心線的偏移誤差分析；豎軸心線的偏移誤差分析；該誤差產(chǎn)生的原因在工件圓柱側(cè)面與定位襯套配合位置誤差，類似于項目1，可知其誤差亦為0.078mmhttp:/http:/中國中國.中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享4.工件夾緊方案的分析工件夾緊方案的分析 為使工件在定位件上所占有的規(guī)定位置在加工過程中保持不變,要用夾緊裝置將工件夾緊.夾緊裝置的基本任務(wù)就是保持工件在定位中所獲得的既定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和振動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。該套夾具的夾緊方式為手動夾緊。夾緊機構(gòu)為螺旋夾緊機構(gòu)。典型的螺旋夾緊機構(gòu)具有下列特點：結(jié)構(gòu)簡單、擴力比大、自鎖性能好、行程不受限制、夾緊動作慢等。本套夾具的夾緊裝置為兩塊可移動壓板。通過螺栓夾緊移動壓板，達到夾緊作用.夾緊簡圖：1墊圈 2螺母 3手柄 4螺栓 5螺母 6壓板 7彈簧 8螺母 9支柱 http:/http:/中國中國.中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享4.2切削力的計算切削力的計算 已知工件的材料為鑄鐵,硬度HB190210,刀具選擇高速鋼刀具,可得：其中D=12.5mm,s=0.1mm,代入數(shù)值，求得：=848.3 N 由于四孔同時鉆削 切削合力P=4 848.3=3393.2N 建立直角坐標系，列出切削孔圓心的坐標值，可求切削合力在 X=102.21,Y=93.00的位置4.3夾緊力的計算夾緊力的計算 本道工序是對側(cè)蓋面上四個孔的鉆削加工，在鉆孔的過程中，鉆削力距M 切切迫使工件有轉(zhuǎn)動趨勢，則靠由壓塊夾緊所產(chǎn)生的摩擦力矩來克服。M切切=0.21 D為鉆頭直徑，s為每轉(zhuǎn)進給量，Kp為修正值 (D=12.5mm,s=0.1mm,Kp=1.021)代入計算得 M切切=5.3 N.m M切總切總=45.3=21.2N.m（四個鉆頭同時工作）而 M切總切總=fa 為理論夾緊力，f 為摩擦系數(shù)，a 為摩擦力臂；其中摩擦系數(shù)f取0.25，摩擦力臂a為切削合力位置到壓板作用點的兩段距離之和（兩段近似認為相等），經(jīng)分析知a為0.125m，代入數(shù)值可得：=678.4N 最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需的夾緊力的數(shù)值。即 查表求得K值2.07,=678.42.07=1404.3Nhttp:/http:/中國中國.中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享4.4移動壓板的確定移動壓板的確定 移動壓板的主要尺寸由需要提供夾緊力的大小來確定。查機床夾具 設(shè)計手冊，可得：Q Q是移動壓板螺栓提供的原動力，是實際夾緊力；是移動壓板的機械效率；其中 =2，=0.9。代入數(shù)值得：Q=3120.6N 該套夾具有兩塊移動壓板，可求單塊壓板的螺栓需提供原動力 =1560.3N 可選用螺紋公稱直徑為20mm的螺栓 http:/http:/中國中國.中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享5引導裝置的確定引導裝置的確定 在鉆床上加工孔和孔系時,大都采用引導裝置。用來引導刀具進入正確的加工位置,并在加工過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,從而保證零件上加工孔的精度。該套夾具的引導元件是鉆套。固定鉆套外圓與鉆模板一般采用H7/p6的配合.且必須有很高的耐磨度,材料選擇T10A按GB1298-77碳素工具鋼技術(shù)條件.淬火HRC5864.選擇的鉆套B12.532 GB2262-80.http:/http:/中國中國.中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享5.2鉆套與工件之間的距離計算鉆套與工件之間的距離計算 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,鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中,以免刮傷鉆套內(nèi)孔.如圖 查機床夾具設(shè)計手冊，可得C=（0.30.7）d,其中d為鉆孔直徑，取C=0.5d 而工件鉆孔直徑為12.5mm 故C=6.25mm 6 6鉆模板的確定鉆模板的確定 在引導裝置中,鉆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度,以防變形而影響鉆孔精度.此套鉆模夾具中選用的是蓋式鉆模板,這種鉆模板在裝卸工件時需從夾具體上裝上和卸下。它的加工精度較可卸式鉆模板高，主要用于模板定位孔有較嚴要求的場合。此時應(yīng)以被加工孔的工序基準作為定位基準，以達到較高的位置精度。在夾具體上采用一面雙孔定位,螺栓緊固,鉆模精度較高。http:/http:/中國中國.中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享7底座的確定底座的確定 該底座承受鉆模板和工件重力，同時必須承受鉆削時產(chǎn)生的振動。因此底座必須具有較高的剛度和抗振能力。底座材料選用鑄鐵HT200 該鑄鐵為灰鑄鐵，主要用于制造承受壓力和振動的零部件，如機床車 身、各種箱體、殼體、泵體和缸體。8夾具操作過程及選取機床夾具操作過程及選取機床、刀具刀具 此套鉆模夾具中選用的是蓋式鉆模板，可方便裝卸。裝工件過程為：將工件圓柱部分套入長定位套中，將工件轉(zhuǎn)動，安上鉆模板，放入定位插銷。用扳手緊固鉆模板上螺母，將移動壓板壓緊工件，緊固壓板螺母。選取機床：選取立式鉆床Z535，立式鉆床需要移動夾具，推動手柄，即可移動夾具。鉆模在機床工作臺上的正確位置，以安裝在機床主軸上的刀具準確自由插入鉆套內(nèi)孔為準?？准庸さ毒撸簣A柱直柄麻花鉆 GB1436-85 鉆頭直徑為12.5mmhttp:/http:/中國中國.中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享中學政治教學網(wǎng)崇尚互聯(lián)共享設(shè)計小結(jié)設(shè)計小結(jié) 經(jīng)過兩個多月的時間，我完成了畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是對我們大學這四年來的所學的考驗，它要求我們將大學這四年來所學到的知識融會貫通、綜合應(yīng)用，并要求我們能夠理論聯(lián)系實際，它鍛煉我們的綜合運用知識的能力以及解決實際問題的能力。在這兩個月里，我在樊十全老師的悉心指導下，經(jīng)過了設(shè)計方案的確定、尺寸擬定、零部件的選擇及計算、繪制裝配圖和零件圖等幾個階段。在這次畢業(yè)設(shè)計過程中，我到圖書館借閱專業(yè)工具書，仔細計算校核，用計算機繪圖。這些都使我深刻體會到學習的必要性。與此同時，我也充分認識到自身的許多不足，如基礎(chǔ)知識不夠扎實，缺乏綜合運用理論聯(lián)系實際的能力等。因此，設(shè)計中錯誤和不足之處再所難免，懇請各位老師和同學批評指正，不勝感激！最后，我要衷心地感謝樊十全老師，還有其它所有給過我?guī)椭椭С值睦蠋熀屯瑢W!謝謝各位評委老師設(shè)計中不足之處，敬請指點江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書 設(shè)計（論文） 課題名稱 轉(zhuǎn)向器側(cè)蓋鉆孔夾具設(shè)計 學生姓名 曾振江 院（系） 工學院 專 業(yè) 機制 指導教師 樊十全 職 稱 副教授 學 歷 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文）要求： 1.設(shè)計態(tài)度端正，思路清晰，技術(shù)路線科學合理； 2.夾具應(yīng)能保證工件的加工精度要求； 3.夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單、合理，便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗、維修等； 4夾具應(yīng)操作簡便、省力、安全可靠； 5.夾具設(shè)計圖紙量應(yīng)達到A01.5張以上。 6.編制設(shè)計說明書1份。（5000字左右） 畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)： 1.設(shè)計及繪制夾具裝配圖； 2.設(shè)計及繪制夾具零件圖； 3.編制設(shè)計說明書1份； 4.繪制加工件的零件圖或工序圖。 畢業(yè)設(shè)計（論文）工作計劃： 1.（2008年11月）下達任務(wù)； 2.（2008年12月）詳細閱讀加工件零件圖、了解產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程；（現(xiàn)場參觀） 3.（2009年3月）收集設(shè)計資料、擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案； 4.（2009年3月）設(shè)計及繪制夾具裝配圖、夾具零件圖、按規(guī)定格式和要求編制設(shè)計說明書； 5.（5月上旬）打印圖紙、制作答辯演示文件、準備畢業(yè)答辯。 接受任務(wù)日期 2008 年 11 月10 日 要求完成日期 2009年 4 月 30 日 學 生 簽 名 年 月 日 指導教師簽名 年 月 日 院長（主任）簽名 年 月 日 轉(zhuǎn)向器側(cè)蓋鉆孔夾具設(shè)計 學校代碼：10410 序號：20050464 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 題目： 轉(zhuǎn)向器側(cè)蓋鉆孔夾具設(shè)計 學 院： 工 學 院 姓 名： 曾 振 江 學 號： 20050464 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 年 級： 機制052班 指導教師： 樊 十 全 二OO九年 五 月 摘 要 此次設(shè)計是對轉(zhuǎn)向器側(cè)蓋零件的鉆孔專用夾具設(shè)計，加工零件為鑄件，具有體積小，零件復雜的特點。針對加工孔的工序選擇“一孔一銷”的定位方式，并以操作簡單的手動螺旋夾緊方式夾緊，其機構(gòu)設(shè)計簡單，方便且能滿足要求。 關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向器側(cè)蓋，夾具設(shè)計，定位，夾緊 Abstract: Jfk)f {B ? 4:0rLnV]\~ ? This design is on the side cover steering drilling special fixture design parts,the processing components are a casting, with a small size, the characteristics of complex parts. Hole machining process for selecting "a hole and a selling" positioning of the way and simplicity of operator manual screw clamp way clampts organization design is simple, the convenience also can satisfy the request. #A1,ygT 9 ? f*`Bn[OY Key words: Steering box side cover, fixture design, orientation, clamping 前言 在機械制造各行業(yè)的工藝過程中廣泛應(yīng)用著各種不同的，用以固定加工對象，使之占有正確位置，以便接受施工的一種工藝裝備，統(tǒng)稱為夾具。因此，無論是在機械加工，裝配，檢驗，還是在焊接，熱處理等冷，熱工藝中，以及運輸工作中都大量采用夾具。但在機械加工中應(yīng)用最為廣泛的是金屬切削機床上使用的夾具，我們稱其為機床夾具。它在保證產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低成本，充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的潛力，以便工人掌握復雜或精密零件加工技術(shù)，以減輕繁重的體力勞動等諸方面起著巨大的作用。因此，機床夾具的設(shè)計和使用是促進生產(chǎn)迅速發(fā)展的重要工藝措施之一。機床夾具主要有如下主要作用： 1.保證加工精度； 2.提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本； 3.減輕工人操作強度，降低對工人的技術(shù)要求； 4.擴大機床的工藝范圍； 5.減少生產(chǎn)準備時間，縮短新產(chǎn)品試制周期； 機床夾具的種類很多，按專業(yè)化程度可分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具、成組夾具、標準夾具、隨行夾具、組合機床夾具等。此次設(shè)計的是鉆孔專用夾具。鉆床夾具的主要任務(wù)是保證刀具旋轉(zhuǎn)軸線對工件定位表面有正確的相互位置，根據(jù)工件 的集合形狀和尺寸結(jié)構(gòu)及工藝特性，選擇不同形式的鉆模以保證產(chǎn)品精度和生產(chǎn)率。 在近幾十年中，夾具的基本組成部分并無明顯變化，但隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品品種和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求，使多品種、中小批量生產(chǎn)成為機械工業(yè)生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機械工業(yè)這種發(fā)展的趨勢，必然對機床夾具提出更高的要求。 目 錄 1設(shè)計任務(wù)…………………………………………………………… 6 1.1設(shè)計題目………………………………………………………… 6 1.2工件的加工工藝分析…………………………………………… 7 1.3 鉆床夾具特點的分析…………………………………………… 7 2 工件的定位方案分析………………………………………… 8 2.1工件的定位原理………………………………………………… 9 2.2具體定位方案分析……………………………………………… 9 2.3定位元件的選擇………………………………………………… 10 2.4定位誤差分析…………………………………………………… 10 (1)位置度誤差分析……………………………………………………… 10 (2)偏轉(zhuǎn)度數(shù)誤差分析…………………………………………………… 10 (3) 豎軸心線的偏移誤差分析………………………………………… 11 3 工件夾緊方案的分析………………………………………… 11 3.1工件的夾緊原理…………………………………………………… 11 3.2.夾緊裝置的確定……………………………………………………11 3.2.1夾緊裝置的組成和基本要求……………………………………………………… 11 3.2.2具體的夾緊裝置…………………………………………………………………… 12 3.3夾緊力的確定……………………………………………………… 13 3.3.1夾緊力的方向的確定………………………………………………… 13 3.3.2夾緊力的作用點……………………………………………………… 13 3.3.3夾緊力大小的計算…………………………………………………… 13 （1）切削力的計算…………………………………………………………………… 14 （2）夾緊力的計算…………………………………………………………………… 16 3.3.4移動壓板的確定…………………………………………………… 17 4引導裝置的確定……………………………………………………… 18 4.1引導裝置的作用……………………………………………………… 18 4.2具體的引導裝置……………………………………………………… 18 4.3鉆套與工件之間的距離計算………………………………………… 19 5鉆模板的確定………………………………………………… 19 6底座的確定…………………………………………………… 20 7夾具操作過程及選取機床、刀具……………………………… 21 總結(jié)與致謝……………………………………………………… 22 參考文獻………………………………………………………… 23 23 1設(shè)計任務(wù) 姓 名 曾振江 班 級 機制052 學號 20050464 設(shè)計題目 轉(zhuǎn)向器側(cè)蓋鉆孔夾具設(shè)計 指導老師 樊十全 零件名稱 轉(zhuǎn)向器側(cè)蓋 材料 QT450-10 生產(chǎn)類型 中批量生產(chǎn) 毛坯 鑄件 生產(chǎn)綱領(lǐng) 年生產(chǎn)量 5000 件 設(shè)計任務(wù) 零件簡圖如下，本工序鉆削加工轉(zhuǎn)向器側(cè)蓋四個孔Φ12.5mm，設(shè)計鉆孔專用夾具 1設(shè)計題目 1.2工件的加工工藝分析 加工工件為轉(zhuǎn)向器側(cè)蓋，工件材料為球墨鑄鐵，牌號為QT450-10。本工序主要鉆削加工四個Φ12.5mm的孔,鉆削深度為11mm。四個孔的加工位置要求：孔心位置度偏差為0.2mm，孔的橫軸心連線向上偏轉(zhuǎn)5度，孔的豎軸心連線向右偏移5mm。具體的尺寸分布見工件零件圖。 1.3 鉆床夾具特點的分析 鉆床夾具的特征是：帶有鉆套和安放鉆套的鉆模板，故習慣上稱之為“鉆?！薄ｃ@床夾具的類型較多，根據(jù)被加工孔的分布情況，可分為以下五類。 （1）固定式鉆模 這種鉆模在使用時，是固定在鉆床工作臺的。用于在立軸式鉆床上加工較大的單孔或在搖臂鉆床上加工平行孔系。如果要在立式鉆床上使用固定式鉆模加工平行空系，則需要在機床主軸上安裝鉆模時，一般先將裝在主軸上的定尺刀具伸入鉆套中，以確定鉆模的位置，然后將其緊固。這種加工方式的鉆孔精度比較高。 （2）回轉(zhuǎn)式鉆模 回轉(zhuǎn)式鉆模主要用于加工同一圓周面上的平行孔系，或分布在圓周上的徑向孔。有立軸、臥軸和斜軸回轉(zhuǎn)等三種基本形式。由于回轉(zhuǎn)臺已標準化，并作為機床附件由專門廠生產(chǎn)供應(yīng)，固回轉(zhuǎn)式鉆模的設(shè)計，大多數(shù)情況是設(shè)計專用的工作夾具和標準回轉(zhuǎn)臺聯(lián)合使用。 （3）翻轉(zhuǎn)式鉆模 這類鉆模沒有鉆軸和分度裝置，在使用過程中需要用手進行翻轉(zhuǎn)。主要適用于加工小型工件分布幾個方向的孔。使用翻轉(zhuǎn)式鉆?？蓽p少減少工件裝夾次數(shù)，提高工件上各孔之間的位置精度。 （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，較費時，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜超過10 kg。 （5）滑柱式鉆模 這種鉆模是一種帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具，在生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛。滑柱式鉆模的結(jié)構(gòu)已經(jīng)標準化了和規(guī)格化了，具有不同的系列。使用時，根據(jù)工件的形狀、尺寸和加工要求等具體情況，專門設(shè)計制造相應(yīng)的定位、夾緊裝置和鉆套等，裝在夾具體的平臺或鉆模板上的適當位置，就可用于加工。 此次我設(shè)計的夾具工件是側(cè)蓋.如圖為其中一部分（B向視圖） 此次設(shè)計是針對圖中四個孔設(shè)計的蓋板式鉆孔夾具. 2 工件的定位方案分析 2.1工件的定位原理 工件在夾具中定位的任務(wù)，就是通過定位元件限制工件的不定度，以滿足工序的加工精度要求。目前一般習慣上把工件定位范疇內(nèi)的位置不確定性稱為自由度，因此工件定位就是限制工件的自由度。 工件在夾具中的定位問題，可以采用類似于確定剛體在空間直角坐標系中的位置方法加以分析。工件在夾具中所占空間位置不確定的最高程度，即工件在空間最多只能有六個自由度。根據(jù)工件各工序的加工精度要求和選擇定位元件的情況，工件在夾具中的定位通常有如下幾種情況：完全定位、部分定位、欠定位、重復定位、復定位等。工件在夾具中定位，若六個自由度都被限制時，稱為完全定位。若六個自由度沒有被完全限制時，稱為部分定位。若實際定位支承點或?qū)嶋H限制的自由度個數(shù)少于工序加工要求應(yīng)予限制的自由度個數(shù)，則工件定位不足，稱為欠定位。若幾個定位支承點重復限制同一個或幾個自由度時，稱為重復定位。 2.2具體定位方案分析 該套夾具主要用于鉆孔加工。經(jīng)分析知，需要限制工件的五個自由度。即：X軸方向的移動自由度、轉(zhuǎn)動自由度，Y軸方向的移動自由度、轉(zhuǎn)動自由度以及Z軸的轉(zhuǎn)動自由度（Z軸的移動自由度無須限制）。 首先分析該工件的定位基準。要限制工件的五個自由度，擬定該工件的定位基準面為工件的圓柱端側(cè)面和底面。 結(jié)合工件的具體形狀特征，該夾具采用“一銷一孔”的定位.首先將工件的圓柱端插入底座的長定位套孔Φ46中（該長定位套與底座實行過盈配合）。此長定位套限制了工件的四個自由度，即X軸和Y軸方向的移動、轉(zhuǎn)動自由度。此時工件仍可繞Z軸轉(zhuǎn)動，工件旋轉(zhuǎn)到合適位置，再插入定位插銷（定位插銷限制了Z軸方向的轉(zhuǎn)動），即可實現(xiàn)定位。為了實現(xiàn)工件的預(yù)定位及提高工件定位穩(wěn)定性，同時設(shè)置一個輔助支承釘。在該套夾具未夾緊工件之前，由于工件重心超出主要支承所形成的穩(wěn)定區(qū)域，工件重心所在一端便會下垂而使工件上的定位基準面脫離定位元件。設(shè)置支釘先實現(xiàn)預(yù)定位，然后在夾緊力作用下再實現(xiàn)與主要定位元件全部接觸的準確定位。定位簡圖如下： 1底座 2長定位套 3工件（側(cè)蓋） 4鉆模板 5定位插銷 6定位襯套 7輔助支承 2.3定位元件的選擇 該套夾具的定位元件主要有長定位套和定位插銷。查《機床夾具設(shè)計手冊》，選取 1.長定位套（定位襯套）:A46H7×40 GB2201-80 熱處理:20滲碳深度0.8～1.2mm HRC55～60按GB699-65《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)條件》 2.定位插銷B13f7×56 GB2205-80; 20滲碳深度:0.8～1.2mm HRC55～60 熱處理:按GB699-65《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)條件》 3.支承：M10×25 GB2227-80 熱處理45: 全部HRC40～50; 4.短定位套:B13H6×18 GB2201-80 熱處理:T8 HRC55～60; 2.4定位誤差分析 定位誤差是指由于定位不準而造成的某一工序在工序尺寸（通常指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。對某一定位方案，經(jīng)過計算其可能產(chǎn)生的定位誤差，只要小于工件有關(guān)尺寸或位置公差的，一般即認為此定位方案能滿足該工序的加工精度要求。定位誤差主要是由基準位置誤差和基準不重合誤差兩項組成。 前文已經(jīng)對工件的主要定位參數(shù)進行了分析，此工件的定位即是盡量達到參數(shù)要求。因此，具體的定位誤差比較復雜，應(yīng)該逐項進行分析。此定位中，定位基準和設(shè)計基準重合，即基準不重合誤差為0，只需分析基準位置誤差。計算項目有三個，如下： 1.位置度誤差分析 ； —位置度誤差 —工件圓柱側(cè)面直徑公差； — 長套內(nèi)孔直徑公差； 代入數(shù)值得： =[0-（-0.39）]+（0.119-0.08） =0.078mm 2.偏轉(zhuǎn)角度誤差分析 ； ； 可知：=arc tan() — 偏轉(zhuǎn)角度誤差； — 偏轉(zhuǎn)角度； —長定位襯套與工件圓柱側(cè)面配合位置誤差； —菱形銷與定位襯套配合位置誤差； L —定位孔Φ13與Φ46的中心距； 其中，L==88.6mm 代入數(shù)值得：= arc tan() =0.031 3. 豎軸心線的偏移誤差分析； 該誤差產(chǎn)生的原因在于定位襯套與工件圓柱側(cè)面配合間隙，類似于項目1，可知其誤差亦為0.078mm 由上述分析可知,該定位系統(tǒng)定位誤差滿足要求。我選擇的工件定位孔是Φ46與Φ13?？拙喙顬椤?.015,定位平面的平面度為0.02.光潔度為7級. 3 工件夾緊方案的分析 3.1工件的夾緊原理 為使工件在定位件上所占有的規(guī)定位置在加工過程中保持不變,就要用夾緊裝置將工件夾緊.保證工件的定位基準與夾具上的定位表面可靠的接觸,防止在加工過程中移動、振動、或變形.夾緊裝置的基本任務(wù)就是保持工件在定位中所獲得的既定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和振動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。 3.2.夾緊裝置的確定（插圖） 3.2.1夾緊裝置的組成和基本要求 在機械加工中，工件將受到切削力、離心力、慣性力等外力的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。典型的夾緊裝置，是由以下幾個部分組成的。力源裝置、中間遞力機構(gòu)、夾緊元件與夾緊機構(gòu)。 夾緊裝置的基本要求： （1）在夾緊過程中，工件應(yīng)能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不應(yīng)離開定位支承； （2）夾緊力的大小要適當、可靠； （3）夾緊裝置應(yīng)操作安全、方便、省力。夾緊裝置的自動化程度和復雜度應(yīng)與工件的產(chǎn)量和批量相適應(yīng)； 3.2.2具體的夾緊裝置 該套夾具的夾緊方式為手動夾緊，夾緊機構(gòu)為螺旋夾緊機構(gòu)。典型的螺旋夾緊機構(gòu)具有下列特點：結(jié)構(gòu)簡單、擴力比大、自鎖性能好、行程不受限制、夾緊動作慢等。本套夾具的夾緊裝置為兩塊可移動壓板。通過螺栓夾緊移動壓板，達到夾緊作用。夾緊裝置圖如下： 1墊圈 2螺母 3手柄 4螺栓 5螺母 6壓板 7彈簧 8螺母 9支柱 3.3夾緊力的確定 3.3.1夾緊力的方向的確定 使夾緊力有助于定位，在保證安裝的真確可靠,減少工件的變形,定位方便和在可以減少所需夾緊力的大小的前提下,夾緊力的方向應(yīng)滿足： 1.夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基準面。 2.夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力。 該套夾具的夾緊方向和工件重力方向、切削加工方向一致。工件的定位工作面為圓柱側(cè)面和水平面。 3.3.2夾緊力的作用點 夾緊力的作用點是指夾緊元件與工件相接觸的一小塊面積。選擇夾緊力作用點位置和數(shù)目時，應(yīng)考慮工件定位可靠，防止夾緊變形，確保工序的加工精度。 1. 夾緊力的作用點應(yīng)能保持工件定位穩(wěn)定，而不致引起工件發(fā)生位移和偏轉(zhuǎn)。 2.夾緊力的作用點，應(yīng)使被夾緊工件的夾緊變形盡可能小。 3.夾緊力的作用點應(yīng)盡可能靠近工件加工表面，以提高定位穩(wěn)定性和夾緊可靠性。該套夾具的夾緊力作用點有兩處，是移動壓板與工件作用部位。 3.3.3夾緊力大小的確定 夾緊力的大小必須適當。夾緊力過小，工件可能在加工過程中移動而破壞定位，不僅影響質(zhì)量，還可能造成事故；夾緊力過大，不但會使工件和夾具產(chǎn)生變形，對加工質(zhì)量不利，而且造成人力、人力的浪費。 該套夾具的夾緊力的大小主要取決于切削P和重力G。重力是可認為不變的,而切削力在切削的過程中是變化的.影響切削力的大小因素很多,如工件質(zhì)量的不均勻,加工質(zhì)量的不均勻,刀具磨損以及切削用量的變化等.同時夾緊力也和其他因素有關(guān),如夾緊件和工件及工件與定位件間接觸表面的光潔度,工藝系統(tǒng)的剛性等等,因此夾具夾緊力的設(shè)計只能對其作初略的估算。計算夾緊力，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)來簡化計算。根據(jù)工件受切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。 （1）切削力的計算 建立直角坐標系，并列出切削孔圓心的坐標值 工件切削孔的位置如圖: 四個孔的加工直徑均為12.5mm 切削孔的坐標值如表1: 表 1 孔號 孔坐標(毫米) 孔徑 (毫米) 進給量 (毫米/轉(zhuǎn)) x y S 1 71.81 123.61 Φ12.5 0.10 2 126.61 129.56 Φ12.5 0.10 3 77.74 57.03 Φ12.5 0.10 4 132.67 61.82 Φ12.5 0.10 查《機床夾具設(shè)計手冊》可得切削力計算公式： ; －軸向切削力(N.m); D －鉆頭直徑（mm）； S －每轉(zhuǎn)進給量（mm）； －修正系數(shù)； 查表可得; HB－工件材料的布氏硬度值（取最大值）； HB=197 代入數(shù)值可得：; =5373.5×0.158×1.021; =848.3N; 上式計算出的值是單孔鉆削的切削力，即： N； 而切削合力P=； =4×848.3； =3393.2N; 用幾何方法求切削合力的坐標值，合力的坐標位置： X=； Y= 表 2 孔號 pi xi pixi yi piyi 1 134.6 71.81 9665.626 123.61 16637.906 2 134.6 126.61 17041.706 129.56 17438.776 3 134.6 77.74 10463.804 57.03 7676.238 4 134.6 132.67 17857.382 61.82 8320.972 由表2可求： =4×134.6=538.4； =9668.626+17041.706+10463.804+17857.382 =55028.518; =16637.906+17438.776+7676.238+8320.972 =50073.892; X =55028.518÷538.4; =102.208; Y =50073.892÷538.4; =93.005; 可知切削合力的作用點在X=102.21,Y=93.00的位置 （2）夾緊力的計算 本道工序是對側(cè)蓋面上四個孔的鉆削加工，在鉆孔的過程中，鉆削力距M切迫使工件有轉(zhuǎn)動趨勢，則靠由壓塊夾緊所產(chǎn)生的摩擦力矩來克服。 M切=0.21 ； 式中 M切——鉆削力矩（N.m） D——鉆頭直徑（mm） s——每轉(zhuǎn)進給量（mm/r） Kp——修正值（查表） D=12.5mm, s=0.1mm, Kp=1.021 代入計算得 M切=5.3 N.m M切總=4×5.3=21.2N.m（四個鉆頭同時工作） 而 M切總=·f·a —理論夾緊力（N）； f —摩擦系數(shù)； a —摩擦力臂； 其中摩擦系數(shù)f取0.25，摩擦力臂a為切削合力位置到壓板作用點的兩段距離之和（兩段近似認為相等），經(jīng)分析知a為0.125m 可求==678.4N 最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需的夾緊力的數(shù)值。即: 式中 --實際所需夾緊力（N）； W --在一定條件下，由靜力平衡計算出的理論夾緊力（N）： K –安全系數(shù)； 安全系數(shù)K可按下式計算： ; 式中：為各種因素的安全系數(shù)，可查表得到； 基本安全系數(shù) =1.5; 加工性質(zhì)系數(shù) =1.0; 刀具鈍化系數(shù) =1.15； 切削特點系數(shù) =1.2; 夾緊力穩(wěn)定性系數(shù)=1.0; 手柄位置系數(shù) =1.0; 接觸點系數(shù) =1.0； 帶入數(shù)值計算得:=1.5×1.0×1.15×1.2×1.3×1.0×1.0 =2.07 求得：實際夾緊力=678.4×2.07 =1404.3N 3.3.4移動壓板的確定 該移動壓板的主要尺寸由需要提供夾緊力的大小來確定。查《機床夾具設(shè)計手冊》，可得： Q= ； Q —移動壓板螺栓提供的原動力； —實際夾緊力； —移動壓板的機械效率； 計算簡圖如下： 其中=2，=0.9。代入數(shù)值得：Q=3120.6N 該套夾具有兩塊移動壓板，可求單塊壓板螺栓需提供原動力=1560.3N 查《機床夾具設(shè)計手冊》，可選用螺紋公稱直徑為20mm的螺栓，其他具體尺寸見零件圖。 4引導裝置的確定 4.1引導裝置的作用 在鉆床上加工孔和孔系時,大都采用引導裝置。用以引導刀具進入正確的加工位置,并在加工過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,從而保證零件上加工孔的精度。在鉆床上加工的過程中,引導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,引導裝置如同定位元件一樣，對于保證工件的加工精度有著十分重要的作用. 4.2具體的引導裝置 該套鉆孔夾具的引導元件主要是鉆套。鉆套直接壓入鉆模板或夾具體上。鉆套按其結(jié)構(gòu)可分為固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套、特殊鉆套及回轉(zhuǎn)鉆套。固定鉆套其外圓與鉆摸采用配合，磨損后不易更換。主要適用于中、小批量生產(chǎn)的鉆模上或用來加工孔距甚小以及孔距精度要求較高的孔。因此套鉆夾具加工量不大,磨損較小，孔距離精度要求較高,所以選用固定鉆套. 為了防止切屑進入鉆套孔內(nèi)，鉆套的上下端應(yīng)稍突出鉆模板為宜，一般不能低于鉆模板。特選用帶肩固定鉆套，主要用于鉆模板較薄時，用以保持必需的引導長度，也可做為為主軸頭進給時軸向定程擋塊使用。如圖： 鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/p6的配合.且必須有很高的耐磨度,材料選擇T10A按GB1298-77《碳素工具鋼技術(shù)條件》.淬火HRC58～64.選擇的鉆套B12.5×32 GB2262-80. 4.3鉆套與工件之間的距離計算 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,鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中,以免刮傷鉆套內(nèi)孔.如圖 查《機床夾具設(shè)計手冊》，可得C=（0.3～0.7）d,其中d為鉆孔直徑 取C=0.5d 而工件鉆孔直徑為12.5mm 故C=6.25mm 5鉆模板的確定 在引導裝置中,鉆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度,以防變形而影響鉆孔精度.設(shè)計模板時應(yīng)注意以下幾點： 1. 鉆模板上安裝鉆套的孔之間及孔與定位元件的位置應(yīng)有足夠強度。 2. 鉆模板應(yīng)有足夠的剛度，以保證鉆套位置的準確性，但有不能做的太厚太重。鉆模板一般不應(yīng)承受夾緊力。 3. 為保證加工的穩(wěn)定性，懸掛式鉆模板導桿上的彈簧力必須足夠，是模板在夾具上能保持足夠的定位壓力。 鉆模板按其與夾具體連接的方式,可分為固定式鉆模板、鉸鏈式鉆模板、可 卸式鉆模板、蓋式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等。在此套鉆模夾具中選用的是蓋式鉆模板,這種鉆模板的結(jié)構(gòu)與可卸式鉆模板區(qū)別不大，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下。它是直接以工件本身的基準面定位，并且利用工件上的孔用螺旋壓板夾緊在工件上。它的加工精度較可卸式鉆模板高，主要用于模板定位孔有較嚴要求的場合。此時應(yīng)以被加工孔的工序基準作為定位基準，以達到較高的位置精度。在夾具體上采用一面雙孔定位,螺栓緊固,鉆模精度較高。 6底座的確定 該底座承受鉆模板和工件重力，同時必須承受鉆削時產(chǎn)生的振動。因此底座必須具有較高的剛度和抗振能力。底座材料選用鑄鐵HT200，該鑄鐵為灰鑄鐵，主要用于制造承受壓力和振動的零部件，如機床車身、各種箱體、殼體、泵體、缸體等。具體的技術(shù)要求主要有： 1.鑄件必須經(jīng)退火處理，硬度達到HB157～220。 2.鑄件不得有氣孔縮孔砂眼等缺陷。 3.2-Φ25孔與鉆模板配作，以保證中心距。（具體圖樣見零件圖） 7夾具操作過程及選取機床、刀具 此套鉆模夾具中選用的是蓋式鉆模板，可方便裝卸。裝工件過程為：將工件圓柱部分套入長定位套中，將工件旋轉(zhuǎn)，安上鉆模板，放入定位插銷。用扳手緊固鉆模板上螺母，將移動壓板壓緊工件，緊固壓板螺母。 選取機床：選取立式鉆床Z535，立式鉆床需要移動工件。推動手柄，即可移動夾具。鉆模在機床工作臺上的正確位置，以安裝在機床主軸上的刀具準確自由插入鉆套內(nèi)孔為準。 孔加工刀具：圓柱直柄麻花鉆 GB1436-85 本夾具定位準確，夾緊迅速可靠；夾具本身也有足夠的剛度；操作方便，可以滿足本工序加工要求。 總結(jié)與致謝 經(jīng)過兩個月的時間，我完成了畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)對我們大學這四年來的所學的考驗，它要求我們將大學這四年來所學到的知識融會貫通、綜合應(yīng)用，并要求我們能夠理論聯(lián)系實際，它鍛煉我們的綜合運用能力以及解決實際問題的能力。 在這兩個月里，我在樊十全老師的悉心指導下，經(jīng)過了設(shè)計方案的確定、尺寸擬定、零部件的選擇及計算、繪制裝配圖和零件圖等幾個階段。在這次畢業(yè)設(shè)計過程中，我到圖書館參閱專業(yè)工具書，仔細計算校核，用計算機繪圖。這些都使我深刻體會到學習的必要性。與此同時，我也充分認識到自身的許多不足，如基礎(chǔ)知識不夠扎實，缺乏綜合運用理論聯(lián)系實際的能力等。因此，設(shè)計中錯誤和不足之處再所難免，懇請各位老師和同學批評指正，不勝感激！ 最后，我要衷心的感謝指導老師樊十全，還有其它所有給過我?guī)椭椭С值睦蠋熀屯瑢W! 參考文獻 [1] 上海柴油機廠工藝設(shè)備研究所編.金屬切削機床夾具設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社，1982 [2] 王秀倫主編.機床夾具設(shè)計手冊.國防工業(yè)出版社，1983 [3] 于永泗、齊民主編.機械工程材料.大連理工大學出版社，2003 [4] 吳克堅主編.機械原理.高等教育出版社，1989 [5] 吳宗澤主編.機械設(shè)計.高等教育出版社，1990 [6] 楊明忠、朱家誠主編.機械設(shè)計.武漢理工大學出版社，2001 [7] 曾志新、呂明主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).武漢理工大學出版社，2001 [8] 王啟平主編.機床夾具設(shè)計. 哈爾濱工業(yè)大學出版社，1995 [9] 吳宗澤主編.機械零件設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社，2006 [10] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會編.金屬切削手冊.上海科學技術(shù)出版社，1984 [11] 東北重型機械學院、洛陽工學院編.機床夾具設(shè)計手冊.上海科學技術(shù)出版 社，1990 [12] 徐圣群編.簡明機械加工工藝手冊.上?？茖W技術(shù)出版社，1989