外圓鉆6等分孔的夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 摘要 在機(jī)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(duì)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(jī)械加工 、 裝配 、 檢驗(yàn)還是在焊接 、 熱處理等冷 、 熱工藝中，以及運(yùn)輸工作中都大量采用夾具。但在機(jī)械加工中應(yīng)用最為廣泛的是金屬切削機(jī)床上使用 的夾具，我們稱其為機(jī)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(fù)雜或精密零件加工技術(shù)，以減輕繁重的體力勞動(dòng)等諸方面起著巨大的作用。因此，機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)迅速發(fā)展的重要工藝措施之一。為 此，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，選擇了機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。本文主要圍繞機(jī)床鉆孔夾具設(shè)計(jì)為中心。首先通過 查找資料 讓我們對(duì)夾具設(shè)計(jì)有了初步的了解 。 然后，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，對(duì)夾具設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和選擇。選定方案后，通過查閱相關(guān)夾具設(shè)計(jì)書籍和相關(guān)圖例完成夾具的總體設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 ：裝夾；定位；誤差；夾具 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 目錄 摘要 1 第 1章 緒論 3 3 4 4 5 5 第 2章 課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 6 6 6 第 3章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 7 器設(shè)備及簡(jiǎn)介 7 8 8 8 10 10 11 12 13 15 15 15 16 19 19 20 22 結(jié)論 23 參考文獻(xiàn) 24 致謝 25 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 第 1 章 緒論 具的概述 機(jī)械制造過程中 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(cè)的裝置 稱為夾具。 從廣義上說，在 工藝過程中 的 任何工序 ，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。 例如焊接夾具 、檢驗(yàn)夾具、裝配夾具、 機(jī)床夾具 等 。 其中機(jī)床夾具最為常見，常簡(jiǎn)稱為夾具 。 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。 夾具的作用主要有： 1)保證加工精 度 采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高而且穩(wěn)定。 2)提高生產(chǎn)率、降低成 本 用夾具裝夾工件，無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時(shí)；用夾具裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夾具裝夾工件，并采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，這些因素均有利于提 高勞動(dòng)生產(chǎn)率。另外，采用夾具后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率下降，可以安排技術(shù)等級(jí)較低的工人，明顯地降低了生產(chǎn)成本。 3)擴(kuò)大機(jī)床的工藝范 圍 使用專用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工；通過專用夾具還可將車床改為拉床使用，以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用 。 4)減輕工人的勞動(dòng) 強(qiáng)度 用夾具裝夾工件方便、快速，當(dāng)采用氣動(dòng)、液壓等夾緊裝置時(shí)，可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 。 具的分類 （ 1）專門化 分類 1） 通用 夾具 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動(dòng)卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床附件提供給用戶。其特點(diǎn)是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn) 中。 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 2） 專用 夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)、 制造費(fèi)用 也較高。當(dāng) 產(chǎn)品變更 時(shí)，夾具將由于無法再使用而報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn) 中。 3） 通用可調(diào)夾具和成組 夾具 其特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對(duì)象不很明確，適用范圍更廣一些 。 4） 組合 夾具 組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點(diǎn)是靈活多變，萬能性強(qiáng)，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn) 。 5）隨行 夾具 隨行夾具是一種在自動(dòng)線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為 一體沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位，進(jìn)行不同工序的加工 。 （ 2）按使用 分類 由于各類機(jī)床自身工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對(duì)所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求。按所使用的機(jī)床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、 磨床夾具 、齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等 。 （ 3）按夾緊 分類 根據(jù)夾具所采用的夾緊動(dòng)力源不同，可分為：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具等 。 具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 具的現(xiàn)狀 國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，小批多品種生產(chǎn)的工 件品種已占工件種類總數(shù)的 85%左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生 產(chǎn)的企業(yè)中，每隔 34 年就要更新 5080%左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為 1020%左右。數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、 柔性制造系統(tǒng)（ 新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求 : 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本 ； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件 ； 3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具 ； 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具 ； 5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 ； 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度 。 具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面 。 （ 1）標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)： 214891 以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾 具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本 。 （ 2）精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá) ；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為 5m 。 （ 3）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間 和輔助時(shí)間 ，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高 5倍左 右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/而使切削速度大幅度提高，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率 。 （ 4）柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾 具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向 。 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 第 2 章 課題設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 確工件的生產(chǎn)要求 工件的年生產(chǎn)量 是確定機(jī)床夾具總體方案的重要依據(jù)之一。如工件的年產(chǎn)量很大， 可采用多工件加工、機(jī)動(dòng)夾緊或自動(dòng)化程度較高的設(shè)計(jì)方案，采用此方案時(shí)，機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較高；如工件的年生產(chǎn)量不大，可采用單件加工，手動(dòng)夾緊的設(shè)計(jì)方案，以減小機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu) 復(fù)雜程度及夾具的制作成本。經(jīng)分析本次設(shè)計(jì)采用手動(dòng)加緊的設(shè)計(jì)方案。 分理解工件的零件圖 零件圖標(biāo)出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，他決定了工件在機(jī)床夾具中的放置方法，是設(shè)計(jì)機(jī)床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù) 。 本次設(shè)計(jì)的工件是 80 部有通孔 30 ，要求在工件外圓上加工 6 等分的通孔 5 。 工件零件圖如下圖 2 圖 2件零件圖 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 第 3 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 計(jì)方案論證 （ 1）首先對(duì)工件的加工要進(jìn)行分析，已知工件為 圓柱形，在圓形的表面上鉆6- 5 的通孔 ， 根據(jù)工件的形狀和加工要求，我認(rèn)為采用立式鉆床比較合理 。 （ 2）然后，根據(jù)六點(diǎn)定位原理，選用定位心軸、螺帽和底座配合來限制工件的六個(gè)自由度。 （ 3）最后，對(duì)整個(gè)方案分析得出，定位約合六點(diǎn)定位原理，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾具設(shè)計(jì)可行。這樣就可使工件穩(wěn)固的夾緊在機(jī)床上，能更加方便，準(zhǔn)確的進(jìn)行鉆孔加工。 器設(shè)備 及簡(jiǎn)介 （ 1） 鉆模板 1個(gè) 材料： 45鋼 （ 2） 定位心軸 1個(gè) 材料： 45鋼 （ 3） 底座 1個(gè) 材料： 45鋼 （ 4） 分度盤 1個(gè) 材料： 45鋼 （ 5） 鉆套 1個(gè) 材料： 6） 定位鍵 1個(gè) 材料： 7）螺帽 2個(gè) 材料：碳鋼 （ 8） 25 標(biāo)準(zhǔn) 墊片 2個(gè) 材料：碳鋼 （ 9）螺帽 2個(gè) 材料：碳鋼 （ 10） 13 標(biāo)準(zhǔn) 墊片 2個(gè) 材料：碳鋼 （ 11）定位銷 1個(gè) 材料： 度盤簡(jiǎn)介： 分度盤是將工件夾持在卡盤上或兩頂尖間，并使其旋轉(zhuǎn)、分度和定位的機(jī)床附件。按其傳動(dòng)、分度形式可分為蝸桿副分度盤、度盤分度盤、孔盤分度盤、槽盤分度盤、端齒 盤分度盤和其它分度盤 (包括電感分度盤和光柵分度盤 )。按其功能可分為萬能分度盤、半萬能分度盤、等分分度盤。按其結(jié)構(gòu)形式又有立臥分度盤、可傾分度盤、懸梁分度盤。分度盤作為通用型機(jī)床附件其結(jié)構(gòu)主要由夾持部分、分度定位部分、傳動(dòng)部分組成。分度盤主要 用于銑床 ，也常用于鉆床和平面磨床 ，還可放置在平臺(tái)上供鉗工劃線用。紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 頭和光學(xué)分度頭兩類 。本次設(shè)計(jì)采用通用分度頭，即采用具有 6個(gè)空的等分盤。 鉆套簡(jiǎn)介：鉆套是引導(dǎo)鉆頭鉆孔的軸套，主要作用是 引導(dǎo)鉆頭對(duì)中 ； 保證產(chǎn)品的精度 ； 提高生產(chǎn)率 ； 降低工人要求 。鉆套有固定鉆套 和可換鉆套，要求耐磨，硬度高。本次設(shè)計(jì)采用固定鉆套。 定位鍵簡(jiǎn)介： 定位鍵又名定位塊、定位器、定位元件 等， 是用于各個(gè)治具零件與基板 位鍵與夾具體的配合多采用 H7/ 定位銷簡(jiǎn)介： 由于在使用中，需要反復(fù)裝夾工件，所以要求定位銷軸應(yīng)具有較好的耐磨性，因此，應(yīng)選用較好的材料 選用 20號(hào)鋼表滲碳淬火。定位銷分為固定式定位銷、可換式定位銷、錐面定位銷、削邊定位銷、 標(biāo)準(zhǔn)菱形定位銷 。本次設(shè)計(jì)選用可換式定位銷。 件的定位設(shè)計(jì) 定位元件的基本要求 1）足夠 的精度 由于工件的定位是通過定位副的接觸（或配合）實(shí)現(xiàn)的，定位元件上限位基面的精度直接影響工件的定位精度，因此，限位基面應(yīng)有足夠的精度，以適應(yīng)加工的要求。 2）足夠的強(qiáng)度和剛度 定位元件不僅限制工件的自由度，還有支撐元件、承受夾緊力和切削力的作用，因此，因有足夠的強(qiáng)度和剛度，以免使用中變形或損毀。 3）耐磨性好 工件的裝卸會(huì)磨損定位元件的限位基面，導(dǎo)致定位精度下降。定位精度下降到一定程度時(shí)，定位元件必須更換，否則，夾具不能繼續(xù)使用。為了延長(zhǎng)定位元件的更換周期，提高夾具的使用壽命，定位元件應(yīng)有較好的耐磨性。 4）工藝性好 定位元件的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、合理，便于加工、裝配和更換。 位方案與定位元件 工件在夾具中定位的任務(wù)是：紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 確的位置，工件位置的正確與否，用加工要求來衡量，能滿足加工要求的為正確，不能滿足加工要求的為不正確。一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，各個(gè)工件在夾具中占據(jù)的位置不可能完全一致，也不必要求它們完全一致，但各個(gè)工件的位置變動(dòng)量必須控制在加工誤差所允許的范圍之內(nèi)。 在 機(jī)床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標(biāo)準(zhǔn)定位元件增加了夾具 零件的互換性，方便機(jī)床夾具的維修和維護(hù)。 此次，根據(jù)工件的要求，所選擇定位心軸限制工件的自由度。 定位心軸如下圖 3圖 3在工件外圓上鉆 孔時(shí)， 6 個(gè) 5 孔的精度是通過分度盤和定位銷配合來保證的。工作時(shí)，定位銷和分度盤固定好，鉆一個(gè)孔后，擰下螺帽，拔出定位銷，分度盤旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)孔（分度盤通過定位鍵與定位軸連接，分度盤轉(zhuǎn)時(shí)，定位軸也會(huì)跟著轉(zhuǎn)，定位軸的另一端的工件也會(huì)跟著轉(zhuǎn)動(dòng)），擰上螺母，插上定位銷，開始鉆下一個(gè)孔。定位銷的零件圖如下圖 3度盤的零件圖如下圖 3紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 圖 3圖 3件的 夾緊 設(shè)計(jì) 緊裝置的基本要求和設(shè)計(jì)原則 對(duì)夾緊裝置的基本要求： 1） 夾緊過程中，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 2） 夾緊力的大小適當(dāng)，一批工件的夾緊力要穩(wěn)定不變。既要保證工件在整個(gè)加工過程中的位置穩(wěn)定不變，振動(dòng)小，又要是工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形。夾緊力穩(wěn)定可減小夾緊誤差。 在夾緊工件的過程中，夾緊作用的效果會(huì)直接影響工件的加工精度、表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。因 此， 設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則 : 1） 工件不移動(dòng)原則 夾緊過程中，應(yīng)不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。 2） 工件不變形原則 夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證夾緊可靠，又應(yīng)使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。 3）工件不振動(dòng)原則 對(duì)剛性較差的工件，或者進(jìn)行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應(yīng)提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動(dòng)。 4）安全可靠原則 夾緊傳力機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的夾緊行程，手動(dòng)夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。 5）經(jīng)濟(jì)實(shí) 用原則 夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，便于制造、維修，工藝性能好；操作方便、省力，使用性能好。 響夾緊的因素 夾緊工件時(shí)要考慮夾緊力 ,即考慮夾緊力的方向、作用點(diǎn)、大小。 1）夾緊力的方向：夾緊力的要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能是工件有脫離定位表面的趨勢(shì)，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。 2）夾緊力的作用點(diǎn)：夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)該選擇在定位元件支撐點(diǎn)的作用范圍內(nèi)，以及工件剛度高的位置。確保工件的定位準(zhǔn)確、不變形。 3）夾緊力的 大?。簥A緊力的大小一般按靜力平衡條件計(jì)算，計(jì)算出夾緊力為理論夾緊力。為保證工件裝夾安全可靠，實(shí)際夾緊力應(yīng)等于理論夾緊力乘以系數(shù) K，一般 K=種典型夾緊機(jī)構(gòu)的計(jì)算方法可參閱機(jī)床夾具手冊(cè)。 選擇夾緊機(jī)構(gòu)：在確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)的同時(shí)，要確定相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)。確定夾緊機(jī)構(gòu)要注意以下幾方面的問題： 1） 安全性夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和加緊力，以防止意外傷及夾具操作人員。 2） 手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的操作力不應(yīng)過大，以減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 3） 夾緊機(jī)構(gòu)的行程不宜過長(zhǎng)，以提高夾具的工作效率。 4） 手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)操作靈活、方便 。 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 削切削力的計(jì)算 需要鉆孔零件的材料為 10號(hào)鋼， 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，鋼材的平均含碳量為 10 號(hào)鋼 力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度 ； 屈服強(qiáng)度 ； 伸長(zhǎng)率 25 %； 斷面收縮率 5 %； 硬度 ： 未熱處理 156 鉆削切削力的計(jì)算公式如表 3 工件 材料 加工 方法 刀具 材料 切削扭矩 計(jì)算 公式 切削力 計(jì)算公式 結(jié)構(gòu)鋼和鑄鋼 b=736 高速鋼 0鉆 p371耐熱鋼 （ 鉆 0鑄鐵 （ 0質(zhì)合金 0鉆 高速鋼 7 5p2 231可鍛鑄鐵（ 鉆 0 質(zhì)合金 合金 高速鋼 0 3鉆削時(shí)的進(jìn)給量 f： ，取 f= 由表 3知，切削扭矩的計(jì)算公式 0（式 3 修正參數(shù)，它的計(jì)算公式： 因?yàn)?10 號(hào)鋼的 抗拉強(qiáng)度 ，取 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 67 3 67 3 6 式 3 5 孔 的切削扭矩 ，帶入式 3 （式 3 由表 3知，切削 力的計(jì)算計(jì)算公式如下，其中 f= 式 3 5 孔的切削力，帶入式 3： NF 7 （式 3 際所需夾緊力的計(jì)算 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大型工件還應(yīng)考慮工件重力，運(yùn)動(dòng)的工件還應(yīng)考慮慣性力等）的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)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： （式 3 式中 實(shí)際所需夾緊力（ N）； W 在一定條件下，由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力（ N）； K 安全系數(shù)。 安全系數(shù) 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 6543210 （式 3 式中，60 下 表 3 符號(hào) 考慮的因素 系數(shù)值 0K 加工性質(zhì) 粗加工 K 精加工 K 切削特點(diǎn) 連續(xù)切削 續(xù)切削 手動(dòng)夾緊 動(dòng)夾緊 操作方便 作不方便 件與支撐面接觸的情況 接觸點(diǎn)穩(wěn)定 觸點(diǎn)不穩(wěn)定 安全系數(shù) K= 表 3安全系數(shù)60 鉆孔時(shí)， 根據(jù)表 3 3入式 3算相應(yīng)的安全系數(shù)得： 2 . 3 本次設(shè)計(jì)才用螺帽和定位心軸配合夾緊，因?yàn)樵跀Q緊螺帽時(shí)無法正確把握擰緊力的大小所以在擰緊時(shí) 采用經(jīng)過準(zhǔn)確標(biāo)定過的扭矩扳手進(jìn)行擰緊。例如手動(dòng)型的扭矩扳手在擰緊螺栓的過程中，如果達(dá)到預(yù)定的扭矩值就會(huì)發(fā)出聲音，提醒工人停止動(dòng)作 。 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 模的設(shè)計(jì) 模的簡(jiǎn)介 鉆模： 引導(dǎo)刀具在工件上鉆孔或鉸孔用的 機(jī)床夾具 。 鉆模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是除有工件的定位、夾緊裝置外，還有根據(jù)被加工孔的位置分布而設(shè)置的鉆套和鉆模板，用以確定刀具的位置，并防止刀具在加工過程中傾斜，從而保證被加工孔的位置精度。 常用的鉆模有固定式、回轉(zhuǎn)式、翻轉(zhuǎn)式和蓋板式 4種。 1） 固定式鉆模 :鉆模與工件在機(jī)床上的位置保持不變，用來加工單個(gè)孔或在搖臂鉆床上鉆削若干平行孔。 2） 回轉(zhuǎn)式鉆模 :帶有回轉(zhuǎn)分度裝置，在不松開工件的情況下可加工分布在同一圓周上的多個(gè)軸向平行孔、垂直和斜交于工件軸線的多個(gè)徑向孔或幾個(gè)表面上的孔。 3） 翻轉(zhuǎn)式鉆模：夾具體在幾個(gè)方向上有支承面，加工時(shí)用手將其翻轉(zhuǎn)到各所需的方向進(jìn)行鉆孔，適用于小工件。 4） 蓋板式鉆模：只有鉆模板而無夾具體。使用時(shí)把鉆模板直接安裝在工件的定位基準(zhǔn)面上，適用于在較大的工件上鉆小孔。 模板的設(shè)計(jì) 鉆模板結(jié)構(gòu)形式的選擇：在設(shè)計(jì)鉆模板的結(jié)構(gòu)時(shí)，主要要根據(jù)工件的外形大小、加工部位、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)規(guī)模以及機(jī)床類型等條件而定。要求所設(shè)計(jì)的鉆模板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、制造容易。 鉆模板用于安裝鉆套，并確保鉆套在鉆模板上的正確位置。常見的鉆模板有固定式、鉸鏈?zhǔn)?、可卸式、懸掛式等四種 結(jié)構(gòu)形式 1）固定式鉆模板 固定式鉆模板與夾具是固定連接的可以與夾具體做成一體，也可以用螺釘將它與夾具體相連接。采用這種鉆模板鉆孔，位置精確度較高。 2）鉸鏈?zhǔn)姐@模板 鉸鏈?zhǔn)姐@模板與夾具體通過鉸鏈連接。翻轉(zhuǎn)：裝卸工件時(shí)，將鉆模板往上翻；加工時(shí)將鉆模板往下翻，并用菱形銷定位。夾緊：采用鉸鏈?zhǔn)姐@模板，工件可以在夾具上方裝入，裝卸工件方便；但翻轉(zhuǎn)鉆模板費(fèi)工費(fèi)時(shí)，效率較低，紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 位置精度受鉸鏈間隙影響，鉆孔位置精度不高；它主要用于生產(chǎn)規(guī)模不大、鉆孔精度要求不高的場(chǎng)合。 3）懸掛式鉆模板 懸掛式鉆 模板是與機(jī)床主軸箱連接的，懸掛式鉆模板通常用在多軸傳動(dòng)頭加工平行孔系時(shí)采用，生產(chǎn)效率高，適于在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。 本次設(shè)計(jì)采用固定式鉆模板用螺釘與底座相連。 套的設(shè)計(jì) 鉆套是鉆模上特有的元件，它的作用是確定鉆頭，鉸刀等刀具的軸線位置，防止刀具在加工過程中發(fā)生偏斜，保證被加工孔的位置精度和提高工藝系統(tǒng)的剛度。 根據(jù)使用特點(diǎn)，鉆套可分為固定式，可換式，快換式等多種結(jié)構(gòu)形式。 1）固定鉆套 固定鉆套（如圖 3接被壓在鉆模板上，其位置精度要求較高，但磨損后不易更換，鉆模板較薄時(shí)，為使鉆套具有足 夠的引導(dǎo)長(zhǎng)度，應(yīng)采用有肩鉆套。 2）可換鉆套 可換鉆套（如圖 3于零件單一、大批量生產(chǎn)中，方便更換磨損的鉆套。鉆套和襯套之間采用 F7/7/合，襯套和鉆模板之間采用H7/鉆套磨損后，可卸下螺釘，更換新的鉆套。螺釘能防止鉆套加工時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)及退刀時(shí)脫出。 3）快換鉆套 在工件的一次裝夾中，若順序進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔或攻絲等多個(gè)加工工步，需要不同孔徑的鉆套來引導(dǎo)刀具，此時(shí)應(yīng)使用快換鉆套（如圖 3更換鉆套時(shí)，只需逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)鉆套使削邊平面轉(zhuǎn)至螺釘位置，即可向上快速取出鉆套。削 邊的方向應(yīng)考慮刀具的旋向，以免鉆套自動(dòng)脫出。 4）特殊鉆套 因工件的形狀或被加工孔的位置需要而不能使用標(biāo)準(zhǔn)鉆套時(shí)，需自行設(shè)計(jì)的鉆套稱為特殊鉆套。圖 3加工凹面上的孔時(shí)使用，為減少刀具與鉆套的摩擦，可將鉆套引導(dǎo)高度 套的高度 導(dǎo)向性能好，刀具剛度提高，加工精度高，但鉆套與刀具的磨損加劇，一般取 H=1 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 圖 3定鉆套 圖 3紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 圖 3換鉆套 圖 3本次設(shè)計(jì)采用固定鉆套 ，其零件圖如下圖 3示 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 圖 3具的精度分析 位誤差 一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，由于工件及定位元件存在加工誤差，使各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，加工后加工尺寸不一致，形成定位誤差，用 D 表示。 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)與限位基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差 Y 。 由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合以及定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合是造成定位誤差的原因，因此，定位誤差是基準(zhǔn)不重合誤差與基準(zhǔn)位移誤差的合成。紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 時(shí) ，和計(jì)算出 B 和 Y ，然后將兩者合成而得 D 。 合成時(shí)，若工序基準(zhǔn)不在定位基面上（工序基準(zhǔn)與定位基面為兩個(gè)獨(dú)立的表面），即 B 與 Y 無相關(guān)公共變量，則 D = B + Y 。 若工序基準(zhǔn)在定位基面上，即 B 與 Y 有相關(guān)公共變量，則 D = B Y 。 在定位基面尺寸變動(dòng)方向一定（由大到小，由小到大）的條件下， Y （或定位基準(zhǔn)）與 B （或工序基準(zhǔn) ）的變動(dòng)方向相同，取“ +”號(hào)；變動(dòng)方向相反，取“ -”號(hào)。 具誤差的計(jì)算 1） 定位誤差 機(jī)床夾具的主要功能：在機(jī)床上加工工件時(shí)，先將工件裝好，然后用夾具夾緊工件。將工件裝好，就是在機(jī)床上確定工件相對(duì)于刀具的正確位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對(duì)工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。機(jī)床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作。工件裝夾情況的好壞，將直接影響工件的加工精度，因此，準(zhǔn)確定位就是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，現(xiàn)在需計(jì)算定位誤差。 在設(shè)計(jì)時(shí)，鉆套與鉆模板有垂直度要求和同軸度要求，而鉆模板對(duì)底座有平行度要求，鉆套的軸線與共建的軸線相同，所以，定位誤差為 0D 2）對(duì)刀誤差 T 因刀具相對(duì)于對(duì)刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱為對(duì)刀誤差。鉆頭與鉆套間的間隙，會(huì)引起鉆頭的位移或傾斜，造成加工誤差。 刀具與鉆套的最大配合間隙導(dǎo)致加工孔的偏移量 2X ： m a 式中 B 工件厚度； H 鉆套高度； h 排屑空間的高度。 工件厚度大時(shí)，按 2X 計(jì)算對(duì)刀誤差： 2 ； 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 21 工件薄時(shí)，按。 鉆孔時(shí)，工件厚度為 20鉆套導(dǎo)向尺寸為 ，鉆頭尺寸為 鉆套高度為 5泄空間的高度為 所以，對(duì)刀誤差為： Tm a =）夾具安裝誤差 A 因夾具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。 因?yàn)閵A具的安裝基面為平面，因而沒有安裝 誤差， A =0 4）加工方法誤差G因機(jī)床精度、刀具精度、刀具與機(jī)床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項(xiàng)誤差影響因素多，又不便于計(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差 K 的 1/3鉆 5 孔 工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差 為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是 2222即工件的總加工誤差 應(yīng)不大于工件的加工尺寸 K 。 所以 以該夾具滿足工件的要求。 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 22 制夾具裝配圖 夾具的裝配圖如下圖 3示 圖 3具裝配圖 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 23 結(jié)論 該畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)鉆床夾具進(jìn)行了一定的研究，在設(shè)計(jì)過程中定位方案和夾緊裝置是兩個(gè)重點(diǎn)也是兩個(gè)難點(diǎn)。該論文的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)鉆床夾具，在工件表面鉆 6等分孔，為了使鉆孔的位置精確，必須對(duì)零件進(jìn)行安裝、定位、夾緊 。 本次設(shè)計(jì)采用了定位心軸，大大減少了夾具的零件數(shù)目并且在 設(shè)計(jì)過程中采用了大量的標(biāo)準(zhǔn)件，這樣可以降低夾具的生產(chǎn)成本，使該鉆床夾具更經(jīng)濟(jì)；由于使用專用的夾具，大批量生產(chǎn)單一的零件，即保證了零件的加工精度又提高了零件的生產(chǎn)效率；達(dá)到了經(jīng)濟(jì)、高效的目的。 紙全 套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 24 參考文獻(xiàn) 1 候洪生主編，董國(guó)耀主審 北京：科學(xué)出版社， 2001 2 肖繼德，陳寧平主編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 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