畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-座子加工工藝和鉆孔鉆床夾具設(shè)計(jì)

1、zhenjiang college畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）座子加工工藝和夾具設(shè)計(jì)transposon processing technology and fixture design系 名 專業(yè)班級(jí)號(hào)（四號(hào)宋體）學(xué)生姓名：_ 學(xué) 號(hào)：_指導(dǎo)教師姓名: 指導(dǎo)教師職稱：（四號(hào)宋體）（四號(hào)宋體）（四號(hào)宋體）號(hào)宋體）摘要在工藝設(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 選擇好零件的加工棊準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺 寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(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、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與

2、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i司：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差abstractin 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

3、 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 ele

4、ment，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，positioni

5、ng全套設(shè)計(jì)請(qǐng)加197216396或401339828hi目錄觀iiabstract ill第1章緒論1第2章加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)32.1零件的分析32.1.1零件的作用32.1.2零件的工藝分析42.2座子零件加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施42.2.1孔和平面的加工順序42.2.2孔系加工方案選擇42.3座子零件加:1:定位基準(zhǔn)的選擇52.3.1粗基準(zhǔn)的選擇52.3.2精基準(zhǔn)的選擇52.4座子零件加工主要工序安排52.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定72.6確定切削用量及基本工吋（機(jī)動(dòng)吋間）8第3章鉆孔專用夾具設(shè)計(jì)123.1問(wèn)題的指出123.2定位基準(zhǔn)的選擇123.3夾具

6、方案的設(shè)計(jì)123.4.切削力和夾緊力計(jì)算133.5夾緊力的計(jì)算143.6定位誤差分析143.7零、部件的設(shè)計(jì)與選用153.8確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)18總、 20參考文獻(xiàn)21a w228 44 8 t2 <8 20 248 32 §咖 52 勢(shì) 6068第1章緒論學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過(guò)去所學(xué)過(guò)的全部課程進(jìn)行機(jī)械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)的基本能力，為以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。它要 求學(xué)生綜合運(yùn)用本課程及有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的 設(shè)計(jì)。其目的如下： 培養(yǎng)學(xué)生解決機(jī)械加工工藝問(wèn)題的能力。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，熟練運(yùn)用機(jī)械技術(shù)基 礎(chǔ)

7、課程屮的棊本理論及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)屮學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工屮 定位、加緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量，初步具 備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的能力。 培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。 進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)用和編寫技術(shù)文件等基本技能。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。第2章加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1零件的分析2.1.1零件的作用題i；給出的零件是座子零件。座子零件的主要作用是支架軸，保證軸之間的屮心 距及平行度，并保證正確安裝。因此座子零件的加工質(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、

8、使用性能和壽命。鋼套11門71t24 .2.1.2零件的工藝分析由座子零件閣可知。座子零件是一個(gè)座子零件，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。現(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rmpm，(2) 以(1h6h7孔為主耍加工表面的加工面。(3) 以3-(1)8.5孔為主要加工面。2.2座子零件加工的主要問(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。該座子零件的主耍加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平 面的加

9、工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于座子零件來(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座子零件類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工座子零件上的基準(zhǔn)平面, 以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。座子零件的加工自然應(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同，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0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。座子零件的加工工

10、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孔系加工方案選擇座子零件孔系加工方案，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)座子零件閣所示的座子零件的精度耍求和生產(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，座子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耍求設(shè)計(jì)制造的。當(dāng)鏜刀桿通過(guò)鏜套的引異進(jìn)行鏜孔 時(shí)，鏜模的精度就直接保證

11、了關(guān)鍵孔系的精度。采用鏜模可以大大地提高工藝系統(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。2.3座子零件加工定位基準(zhǔn)的選擇2.3.1粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)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) 保證裝入座子零件的零件與箱壁有一定的間隙。為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主耍支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以座子零件的輸入軸 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耍基準(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

12、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)的選擇從保證座子零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能 保證座子零件在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從座子零件閣分析可 知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且a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 它是座子零件的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c座子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

13、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座子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)。座子零件加工的第一 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座子零件加工完成為止, 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) 于座子零件，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)

14、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 零件閣紙上規(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。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在80-90qc的含0.4% 1.1 %蘇打及 0.25%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200mg。根據(jù)以上分析過(guò)程，現(xiàn)將座子零件加工工藝路線確定如下：工藝路線一：10鑄造鑄造20時(shí)效 時(shí)效30銑銑上端面40

15、銑銑下端面50鉆鉆擴(kuò)鉸16mm的孔60鉆鉆o 24mm的孔70鉆鉆3-8.5mm的孔80鉆鉆pt1/8底孔，然后攻絲pt1/8孔90去毛刺清洗去毛刺100 驗(yàn)收驗(yàn)收110入庫(kù)入庫(kù)工藝路線二：10鑄造鑄造20時(shí)效 時(shí)效30鉆鉆擴(kuò)鉸16mm的孔40銑銑上端面50銑銑下端面60鉆鉆o 24mm的孔70鉆鉆3-8.5mm的孔80鉆鉆pt1/8底孔，然后攻絲pt1/8孔90去毛刺清洗去毛刺100 驗(yàn)收驗(yàn)收110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(jiàn)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20

16、時(shí)效 時(shí)效30銑銑上端面40銑銑下端面50鉆鉆擴(kuò)鉸o 16mm的孔60鉆鉆o 24mm的孔70鉆鉆3-0 8.5mm的孔80鉆鉆pt1/8底孔，然后攻絲pt1/8孔90去毛刺清洗去毛刺100 驗(yàn)收驗(yàn)收110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“座子零件”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2.73.4mm,現(xiàn)取3.0mm。表3.2.27粗銑平面時(shí)厚度偏差取-0.28mm。

17、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1.5mm。(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：粗洗：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2.73.5mm, 現(xiàn)取3.0mm。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2.5mm。精銑：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)，其加工余量取為0.5mm。2.6確定切削用量及基本工時(shí)(機(jī)動(dòng)時(shí)間)工序30:統(tǒng)上端面 機(jī)床：銑床x52k 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀(面銑刀)(1)粗銑座子零件上端面 洗削深度6/ p : ap = 2mm每齒進(jìn)給量根

18、據(jù)機(jī)械加t.t.藝手冊(cè)表2.4.73，取 f = 0.25mm/z銑削速度v:參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4.81,取v =士門比+ 古1000v1000x4x60y.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n : n = 191/7 min，取"=200/7 min+ r阱糾、古rtr," lzz丸n 如收埔擬<200 、,實(shí)際銑削速度v =- =«4.19m/510001000x60進(jìn)給量 v, : vf = afzn = 0.25x 14x200/60 - 11.67mm/5，l作臺(tái)每分進(jìn)給量人：九=vf =1s = 700.2mm/mina£ :根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表

19、2.4.81,人=240mm 被切削層長(zhǎng)度/:由毛坯尺寸可知/ = 341mm 刀具切入長(zhǎng)度/丨：= ().5(£> -扣2 - < ) + (1 3)二 42znm 刀具切出長(zhǎng)度/，：取/，= 2mm走刀次數(shù)為1dw =400mm 齒數(shù) z = 14n（）1機(jī)動(dòng)時(shí)間 (2)精銑座子銑上端面 洗削深度6/ p : a p = m m每齒進(jìn)給量t/y:根據(jù)機(jī)械加t.:l藝手冊(cè)表2.4.73，取=0.15mm/z 銑削速度v:參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4.81,取v=6m/s士門 +古1000v1000x6x60 oo , kt7.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n : n = 288/7 m

20、in，耳又 n = 300/7 min;i lj700.20.55 min實(shí)際銑削速度v'畦ln 3?lwo<30010001000x606.28m/5進(jìn)給量zn = 0.15 x 14 x 300 / 60 = 10.5mm / 5:l作臺(tái)每分進(jìn)給量人：fm = vf = 10.5mm / s = 630mm/min 被切削層長(zhǎng)度/:由毛坯尺寸可知/ = 341mm 刀具切入長(zhǎng)度& :精銑時(shí)l'=d = 400mm 刀具切出長(zhǎng)度:取/7 = 2mm走刀次數(shù)為1士 nuith+ivn/ + /）+/9341 + 400 + 2機(jī)厶力時(shí)間，門：t=!-=1.18mm

21、l630本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 =ti +tj2 =0.55+ 1.18 = 1.73 min ij予40:洗下端面10001000x60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：t15, d = 32mm，齒數(shù)z二5, 此為粗齒銑刀。因其單邊余量：z=3mm 所以洗削深度: dp=3mm 精銑該平面的單邊余量：z= 1.0mm 洗削深度: ap = 1.0mm每齒進(jìn)給量t/y :根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.473，取tz, =0.15mm/z :根據(jù)參考文獻(xiàn) 3表2.481，取銑削速度v = 2.8m/s每齒進(jìn)給量6/,:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.473，取 = 0.18mm/z根據(jù)參考文獻(xiàn)3

22、 表2.481，取銑削速度v = 2.47m/x機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:1000v1000x2.47x60 川，.n = 471.97 r/ minnd 3.14x100按照參考文獻(xiàn)3表3.174,取n = 475r/min實(shí)際銑削速度嘆加3.14x100x475。,v = 2.49/77/5進(jìn)給量久：v; = afzn = 0.18x5x475 / 60 - 7.12mm / 5 .11作臺(tái)每分進(jìn)給量乂 :人,=vf = 7.12mm/s = 427.5mm/min a£：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.481，取c 60mm 切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度/:由毛:t丕尺寸可知/ = 141mm， i = 68

23、mm 刀具切入長(zhǎng)度/1:/, = ().5(d-扣2-et:) + (1 3)=0.5(100- vl002-602) + (1 3) = 12mm刀具切出長(zhǎng)度/2:取/2 = 2mm走刀次數(shù)為1427.5鬌+ f:, = ().55 min工序50:鉆擴(kuò)鉸16mm的孔機(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。 (1)鉆孔(1) 16進(jìn)給量根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.438,取/ = 0.33mm/r。切削速度v:參照參考文獻(xiàn)3表2.441,取v=0.48m/s。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:1000v_ 1000x0.48x60 兀 d3.14x16539.53r/ min ,

24、按照參考文獻(xiàn)3表3.131,取所以實(shí)際切削速度v: v = -1000切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度/: / = 42mm" = 630r/min 3.14x16x630-1000x600.56m/v刀具切入長(zhǎng)度d17/, = ctgkr 4-(1 - 2) = czgl20° + l = 5.9mm - 6mm 刀具切出長(zhǎng)度/，： /，= 14，nm 取/，= 3mmmtmtl 42 + 6 + 3 710.33x6300.25 min走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 (3)鉸孔(1)16刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表4.354,選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。切削深度 6/,，：= 0.15mm ,

25、且 £> = 16mm。進(jìn)給量/ :根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.458, , = 1.02.0mm/ r取/ = 2.0mm/ r o 切削速度v:參照參考文獻(xiàn)3表2.460, av=0.32m/5o 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速/i:1000v1000x0.32x60305.73r/ min7rd 3.14x16按照參考文獻(xiàn)3表3.131取n = 315r/min 兀 dn 3.14x16x600實(shí)際切削速度v: v， 切削工時(shí)10001000x600.63m / 5被切削s長(zhǎng)度/: i = 42mm刀具切入長(zhǎng)度/,，d-d20-19 7/, =ctgkr + (1 2) = ctgnq°

26、 + 2« 2.09mm走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間l 42 + 2.09 + 30.07 min73 *73 nf 2x315刀具切出長(zhǎng)度/，： /，= 14mm 取/，= 3mm該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是t = 0.25 + 0.16 + 0.07 = 0.48min 工序70:鉆3-8.5mm的孔鉆孔選用機(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 e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0.200.357胃/f。 則取/ = h胃/ 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-$=k m/mintmn fyv v

27、切 削 速 度 計(jì) 算 公 式 為1(3-20)查得參數(shù)為 則v所以 選取0.25, xv = 0,又，=0.55, m = 0.125 8.1 x 7°25-，m/min= 1.6刀具耐用度t=35min所以實(shí)際切削速度為v = 12qx3j4x6a1000 = 20y確定切削時(shí)間(一個(gè)孔)言=2><°-3工序110:鉆pt1/8底孔,然后攻絲pt1/8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:= 4mm進(jìn)給量根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.438,取/ = 0.33mm/r。 切削速度v:參照參考文獻(xiàn)3表2.441,取v=0

28、.48m/x。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:1000v1000x0.48x60n =兀 d3.14x8539.53r/min ,按照參考文獻(xiàn)3表3.131,取所以實(shí)際切削速度v: v = - 1000切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度/: / = 42mmzi = 630r/min 3.14x8x6301000x600.56m / 5刀具切入長(zhǎng)度/1:d17/, = 一ctgkr + (1 - 2) = czgl20。+1 = 5.9mm - 6mm 刀具切出長(zhǎng)度/2: /2=14mm取/2 = 3mm走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間二丄二 42 + 6 + 3 o 25 min 7， fn 0.33x630第3章鉆孔專用夾具設(shè)計(jì)

29、3.1問(wèn)題的指出由于生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工質(zhì) 量，故需設(shè)計(jì)專用夾具。由于對(duì)加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何降低降低 生產(chǎn)成本和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。本次設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)是針對(duì)、鉆、擴(kuò)、鉸溝4、外6孔，它將用于z525鉆床。3.2定位基準(zhǔn)的選擇該工序要求中心線與端而（有位置要求，因此可以得出該孔在兩個(gè)側(cè)而的正中心 上，并且還要求其孔為通孔，由于端面經(jīng)過(guò)精銑，精度比較高，因而工序棊準(zhǔn)為端面 a,為了便于加工，選取適當(dāng)?shù)亩ㄎ换鶞?zhǔn)，保證其加工要求。夾具設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿足這 些要求，在保證較高的生產(chǎn)效率的前提下，還應(yīng)考慮夾具體制造工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。 加

30、工過(guò)程中夾具的操作應(yīng)方便，定位夾緊穩(wěn)定可靠，并且?jiàn)A具體應(yīng)具有較好的剛性。據(jù)夾具手冊(cè)知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中， 應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基 準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件 質(zhì)量。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難 甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技 術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位棊準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的 技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率， 降

31、低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。圓臺(tái)外圓及兩端而都己加工好，為了使定位誤差減小， 選擇己加工好的端面作為定位精棊準(zhǔn)，來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以己加工好的端面作 為定位夾具。3.3夾具方案的設(shè)計(jì)如圖所示，為了加工通孔，必須使其完全定位。因此初步的設(shè)計(jì)方案如下，方案.11首先必須明確其加工時(shí)應(yīng)如閣所示，這樣水平放置，便于鉆床加工。那么要使其完 全定位，可以采用:一面加同定v型塊和滑動(dòng)v型塊定位，這樣既簡(jiǎn)單又方便。如上 閣所示，一底面限制的自由度有3個(gè)，一個(gè)固定v型塊限制兩個(gè)自由度，一個(gè)滑動(dòng)v 型塊限制限制一個(gè)自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計(jì)的定位方案，總共限 制了工件的全部6個(gè)自由度，屬于完全定位

32、。在該定位方案中，一個(gè)支撐面頂住，限制了 z軸的移動(dòng)，z軸的旋轉(zhuǎn)，y軸的旋轉(zhuǎn) 三個(gè)移動(dòng)自由度。一個(gè)同定v型塊限制了 y軸的移動(dòng)，x軸的移動(dòng)，一個(gè)滑動(dòng)v型塊 限制了z軸的旋轉(zhuǎn)，這樣6個(gè)自由度全部被限制根據(jù)上面敘述選擇方案。3.4.切削力和夾緊力計(jì)算(1) 刀具：刀具用高速鋼刀具鉆頭 機(jī)床： z525機(jī)床切削力公式：-=667£>,2/07式中 d - 8mm f = 0.22mm/ r查表卜 2-8 得：kp = ()075其中：= 0.6, kp = 0.0048即：955.08( tv)實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)5表1-2-12得:有：/, =0.7,/2 0.6安全系數(shù)k可

33、按下式計(jì)算有:k = kw4k5k6式中：么為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)5表1-2-1可得: at = 1.2x1.0x1.0x1.0x1.3x1.0x1.0 = 1.56所以 wk = kff =955.08x1.56 = 1489.92(/7)3.5夾緊力的計(jì)算選用夾緊螺釘夾緊機(jī)由+f2)=kf'其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取/1=/2=0.25f= p. +gg為工件自重f':.n = 3551.47v夾緊螺釘：公稱直徑d=20mm,材料45鋼性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí)螺釘疲勞極限：ery ,，8 令4s0mpa-i=0.32(7# =極限應(yīng)力幅：haimekmku'

34、 = 51 j6mpa許用應(yīng)力幅：<7j = y = 17.3mptz 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺掉4許用切應(yīng)力力r=|s=2.5 4 取s=4s得 r=120mpaf = 2.8<r滿足耍求1拗么15,制經(jīng)校核：滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力3.6定位誤差分析(1) 定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一平面和v型塊間隙配合。(2) 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時(shí)，孔心 在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)在臥 式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位

35、銷保持同定接觸。此時(shí)可求出孔 心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位 基準(zhǔn)為孔心。：1:序尺寸方向與閥定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤 差為： td=dmax-dmin該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為80。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(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，.，一般可用下式表示: = a1v.z +adm +a/>wz + j.j +aj>w由參考文獻(xiàn)5可得：（1）兩定位銷的定位誤差：min其中:人 vv = arctgnun2lsd = :0.052/72/72, sd2 = q

36、mm sdx = 0.01 mm , sd2 = 0.023mmalmin =o/72m, a2mh = 0.034胃 且：l=100mm，得：a,).w = 0.063mmay vv = 0.0032mm夾緊誤差：=（hmin）cos漢 其中接觸變形位移值：a.v =(zz+ + a)(1cz62/min查5表 1 215 有 =0.004,尺洲=-0.0016, c, = 0.412,/? = 0.7 oa/ej. = av cos6z = 0.0028mm磨損造成的加工誤差：a>w通常不超過(guò)0.005mm 夾具相對(duì)刀具位置誤差：ad.a取0.01mm 誤差總和：a. + a（. =

37、 0.085mm<0.3mmjw從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。3.7零、部件的設(shè)計(jì)與選用鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)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)如下閣所 示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。dvb9.尺寸表ddd1ht基木尺寸極限偏差f7基木尺寸極限偏差d6>01+0.016+0.0063+0.010+0.004669-0.008>1 1.84+0.016+0.0087>1.82.658>2.6-36981216>3 3.3+0.022+0.010>3.3-47+0.019+0.01010>4

38、5811>113112560060>68+0.028+0.01312+0.023+0.01215>8101518122025>1012+0.034+0.0161822>121522+0.028+0.01526162836>151826300.012>1822+0.041+0.0203034203645>222635+0.033+0.01739>26304246254556>3035+0.050+0.0254852>354255+0.039+0.02059305667>42486266>7740.0448050|鉆模板

39、選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。3.8確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)夾具體：夾具的定位、引導(dǎo)、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能正確 的安裝在機(jī)床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個(gè)整體的最大最復(fù)雜 的基礎(chǔ)件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機(jī)床的連接, 而且在零件的加工過(guò)程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng), 因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度。切削加工過(guò)程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會(huì)落 在夾具體上，切屑積聚過(guò)多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，必 須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外，夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝拆的便捷 性等，在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)加以考慮。夾具體設(shè)計(jì)的基本要求(1) 應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性?shī)A具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻?以及夾具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢?精度。為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體 要進(jìn)行退火處理。(2) 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度為了保證在加工過(guò)程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形 和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。(3) 應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性?shī)A具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高