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拖拉機(jī)前驅(qū)半軸殼夾具設(shè)計(jì) 機(jī)制052班 朱敏芳 學(xué)校代碼：10410 序 號(hào)：20050469 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目： 拖拉機(jī)半軸殼端面鉆孔夾具設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 工 學(xué) 院 姓 名： 朱 敏 芳 學(xué) 號(hào)： 20050469 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 05級(jí)2班 指導(dǎo)教師： 曾一凡（老師） 二OO九年 五 月 - 23 - 摘 要 v 機(jī)床夾具是組成工藝系統(tǒng)的一個(gè)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(jī)床夾具能穩(wěn)定地保證產(chǎn)品質(zhì)量，而不必過高的要求工人的技術(shù)等級(jí)。因而機(jī)床夾具設(shè)計(jì)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)與制造當(dāng)中． v 機(jī)床夾具包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和精度設(shè)計(jì)兩個(gè)方面，二者相輔相成，有好的結(jié)構(gòu)定位才能保證夾具的合理性，而保證了高的精度才能保證加工的零件符合生產(chǎn)要求。 v 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)要充分考慮加工的可行性.通用行.經(jīng)濟(jì)性和高效性． Tractor forerunner half axle sleeve end surface drill hole jig design The engine bed jig is composes the craft system a link, is affects the processing quality the important attribute, in the ordinary circumstances, uses the engine bed jig to be able to guarantee the product quality stably, but does not need the high request worker's technical rank.Thus the engine bed jig design is widely applied middle the machine design and the manufacture. The engine bed jig designs two aspects including the structural design and the precision, the two complement one another, has the good structure localization to be able to guarantee the jig the rationality, but had guaranteed the high precision can guarantee the processing the components conform to the production requirement. The engine bed jig design must consider the processing fully the feasibility. General line. Efficiency and highly effective. 目 錄 第一部分 前言 3 第二部分 課題任務(wù)說明 4 第三部分 工件的端面孔加工工藝性分析 6 第四部分 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 7 4.1 確定定位方案,設(shè)計(jì)定位機(jī)構(gòu) 7 4.2確定夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) 10 4.2.1 鉆削力的計(jì)算 10 4.2.2 夾緊力的計(jì)算 10 4.2.3 夾緊方案選擇和設(shè)計(jì) 10 4.2.4 各定位元件、夾緊件的設(shè)計(jì) 12 4.2.5 加工設(shè)備、刀具的選擇 18 第五部分 確定夾具的尺寸、公差和技術(shù)要求 19 第六部分 誤差分析 19 第七部分 編后語 21 第八部分 參考文獻(xiàn) 22 第一部分 前言 機(jī)床夾具被廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)當(dāng)中。大量專用機(jī)床夾具的采用為大批量生產(chǎn)提供了必要的條件。機(jī)床夾具是組成工藝系統(tǒng)的一個(gè)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(jī)床夾具能穩(wěn)定地保證產(chǎn)品質(zhì)量，而不必過高的要求工人的技術(shù)等級(jí)。先進(jìn)高效的機(jī)床夾具不僅能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，甚至能使生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。機(jī)床夾具包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和精度設(shè)計(jì)兩個(gè)方面，二者相輔相成，有好的結(jié)構(gòu)定位才能保證夾具的合理性，而保證了高的精度才能保證加工的零件符合生產(chǎn)要求。 關(guān)于機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要參考大量的書籍，從不同的編者那里學(xué)到各種不同的方案，通過知識(shí)的累積才能得到不同的設(shè)計(jì)方案，然后從中選擇最適合的設(shè)計(jì)方案，從而使夾具的制造更加的合理化。 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)也要充分的考慮到加工的可行性，這些都是在實(shí)踐中所得到的，夾具的最終目的不是可觀性良好，而是要制造出來能夠輔助其他零件的加工，并且要考慮到制造出夾具的經(jīng)濟(jì)性。 由于初次承擔(dān)這樣一個(gè)設(shè)計(jì)，之前在實(shí)踐當(dāng)中又沒有什么經(jīng)驗(yàn)可言，因此在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中難免會(huì)走彎路，大費(fèi)周章。然而這期間多虧曾一凡老師的悉心指點(diǎn)，在指導(dǎo)我做設(shè)計(jì)時(shí)廢寢忘食，不厭其煩，我也曾數(shù)次到實(shí)習(xí)工廠去觀摩請(qǐng)教，工廠的工人師傅們也很熱心的指點(diǎn)，在此謹(jǐn)對(duì)他們表示誠摯的感謝?。? 限于經(jīng)驗(yàn)水平，在做這樣的一份設(shè)計(jì)時(shí)難免會(huì)有一些錯(cuò)誤和疏漏。俗話說：吃一塹，長一智。貴在錯(cuò)誤要能夠及時(shí)的得到改正，因此，敬請(qǐng)各位領(lǐng)導(dǎo)老師能夠?qū)τ谖业牟蛔愣嗵岢鼋ㄗh和批評(píng)，錯(cuò)誤之處我也將大力改正。 朱 敏 芳 2009 -5- 10 第二部分 課題任務(wù)說明 ——拖拉機(jī)半軸殼端面孔加工夾具設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)說明 拖拉機(jī)后橋半軸殼零件的示意圖如下: 工件選用的材料是QT400-15為球墨鑄鐵，組織有鐵素體、鐵素體加珠光體和珠光體3種。球墨鑄鐵突出特點(diǎn)是屈強(qiáng)比約為0.7—0.8。主要用于汽車、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械等方面?？纱娌糠痔间撝圃焓芰?fù)雜，強(qiáng)度、韌性和耐磨性要求高的零件。 工件是一個(gè)鑄造成型的軸套類零件，并且左右兩個(gè)法蘭面的大小不一樣，工件的殼體部分大小也不一致，成一定的錐度。兩個(gè)內(nèi)圓經(jīng)鑄造后有個(gè)鍵槽，但整個(gè)內(nèi)孔是不加工的，可以作為粗基準(zhǔn)定位。殼體外圍有許多的肋板起加強(qiáng)筋的作用，由于筋板的長度較高，這給工件的定位和夾緊帶來了極大的不便.工件的兩個(gè)端面上各長出了一個(gè)階梯圓，小端面上的階梯圓外圓直徑Φ85mm，大端面上的階梯圓外圓直徑Φ118mm。小端面的直徑為Φ145mm，大端面的直徑為Φ168mm。工件對(duì)于端面有平面度和垂直度的要求，即平面度0.06mm和相對(duì)于階梯外圓的中心線垂直度0.08mm。兩階梯外圓的同軸度要求保證在0.1mm的范圍內(nèi)。 在工件的大端面附近有一突出的懸伸梁，懸梁的中心到大端面的距離為16.5mm。垂直于懸梁中心面(懸梁的中心線與階梯外圓的中心線所構(gòu)成的面)的側(cè)面上有一組孔并排，四個(gè)孔之間有位置度的要求，四個(gè)孔的中心線都不偏離理想位置為Φ0.5mm圓柱范圍，四個(gè)孔還要攻螺紋。懸梁的頂端需要銑一個(gè)斜面，斜面與懸梁中心面的垂直面形成100的角度。 工件的兩個(gè)端面上還要加工兩組孔，大端面上Φ144mm的圓周上均勻分布了一組數(shù)量為8的孔，8個(gè)孔關(guān)于懸梁的中心面對(duì)稱，且其中的4個(gè)孔與懸梁的中心面成22.50的角。小端面上Φ125mm的圓周上有一組個(gè)數(shù)為6的孔均勻分布，6個(gè)孔的其中兩相對(duì)的孔在懸梁的中心面內(nèi)。兩組孔的孔徑大小無精度要求，但有位置度的要求，即以階梯外圓的中心線為基準(zhǔn)，孔的中心線的位置度要保證在偏離理想位置Φ0.5mm的圓柱范圍內(nèi)。鑄件要經(jīng)熱處理，硬度為HB160—210。并要求鑄件的法蘭平面光滑平整，這樣8-Φ18和6-Φ18刮深0.5就可以不加工。 那么整個(gè)工件的加工工藝路線大致為： 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 1 粗車端面、外圓 粗車左端面、外圓 車床 2 粗車端面、外圓 粗車右端面、外圓 車床 3 精車端面外圓 精車左右端面、外圓 車床 4 銑端面 銑4個(gè)Φ28mmm的端面，銑Φ36mm的端面，銑10度傾角的端面 銑床 5 鉆孔 鉆左端面6個(gè)Φ10.5mm的均布通孔 鉆床 6 鉆孔 鉆右端面8個(gè)Φ10.5mm的均布通孔 鉆床 7 鉆孔 鉆4個(gè)Φ11深24的孔 鉆床 8 攻絲 在Φ11的孔中攻M12-6H深20的螺紋 鉗工臺(tái) 關(guān)于工件的所有加工任務(wù)在上面已經(jīng)作了大致的概述，本次設(shè)計(jì)的任務(wù)就是要做出夾具來保證這個(gè)工件的加工。由于所有的設(shè)計(jì)任務(wù)并非一個(gè)人承擔(dān)，我在此處所分配到的任務(wù)就是要做出工件大小兩個(gè)端面的孔的加工工序的鉆孔夾具設(shè)計(jì)，并負(fù)責(zé)刮深孔的工序夾具設(shè)計(jì).。 第三部分 工件的端面孔加工工藝性分析 根據(jù)圖紙的要求，大小兩個(gè)端面的孔的加工的工序基準(zhǔn)為工件兩個(gè)階梯外圓的中心線，以及兩個(gè)端面，因此本工序要排在工件的兩個(gè)端面和階梯外圓的加工之后.在對(duì)工件的兩個(gè)端面和階梯外圓加工之后，工件可以獲得的精度要求有: 小階梯外圓的直徑為Φ85f8mm，大階梯外圓的直徑為Φ118g6mm。兩階梯外圓的中心線同軸度保證在偏離理想位置Φ0.1mm的圓柱范圍內(nèi)。兩端面的平面度保證在偏離理想位置0.06mm的范圍內(nèi)，且垂直度保證在以階梯外圓中心線為基準(zhǔn)偏離理想位置0.08mm的范圍內(nèi)。由于兩個(gè)端面和階梯外圓的加工工序采用心軸定位、一次裝夾之后車削完成，那么圖紙上所要求的平面度、垂直度、同軸度等要求很容易得到保證。那么對(duì)于圖樣上所要求的孔的位置度的基準(zhǔn)就有了，工件的其它部分是否加工過都對(duì)于本工序無直接的影響。 端面上的孔都要求孔徑為Φ10.5mm，而無其它的精度要求，因此其大小可以由刀具來保證。兩組孔的位置度則由所設(shè)計(jì)的夾具來保證。在前面的車削加工工序中已經(jīng)保證了兩個(gè)端面和階梯外圓的精度，那么孔在Φ125mm和Φ144mm的圓周上的位置和孔的中心線的垂直則已經(jīng)有了基準(zhǔn)，外加一個(gè)懸梁的中心線，那么孔的位置就好保證了。兩組孔的位置度要求如下： 1. 加工小端面孔時(shí)，6個(gè)孔在Φ125mm的圓周上均勻分布，孔的中心線相對(duì)于基準(zhǔn)D和H偏離理想尺寸Φ0.5mm的圓柱范圍內(nèi)，其中兩個(gè)相對(duì)的孔的中心線在懸梁的中心面內(nèi)。 2. 加工大端面孔時(shí)，8個(gè)孔在Φ144mm的圓周上均勻分布，孔的中心線相對(duì)于基準(zhǔn)D和H偏離理想尺寸Φ0.5mm的圓柱范圍內(nèi)，其中與懸梁中心面相鄰的孔與懸梁中心面的夾角為22.50。 第四部分 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 4.1 確定定位方案,設(shè)計(jì)定位機(jī)構(gòu) 工件在加工時(shí)根據(jù)要求要限制一定的自由度以保證加工精度，夾具完全定位，并力求遵循基準(zhǔn)重合原則，可以減少定位誤差的影響。完全定位一個(gè)工件需要限制6個(gè)自由度，其中包括3個(gè)移動(dòng)自由度和3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。有些工序可以要求不滿6個(gè)自由度進(jìn)行定位，諸如在鉆孔夾具設(shè)計(jì)中沿刀具方向的自由度可以不限制。 本工序所要求的基準(zhǔn)在前面的車削加工中已經(jīng)很好的得到了保證,在鉆床上加工該工件,那么首要就是工件要將其中的一個(gè)端面放置在一個(gè)基準(zhǔn)面上,這樣就使得工件的一個(gè)移動(dòng)自由度、兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度得到了限制。那么所要求加工的孔的垂直方向的位置就保證了。那么還有其它3個(gè)自由度，其中包括一個(gè)繞z軸的旋轉(zhuǎn)、繞y的移動(dòng)和繞x的移動(dòng)。 由于工件的兩個(gè)端面上的兩組孔在兩個(gè)圓周上均布，那么加工時(shí)就可以有兩種方式來加工，一是刀具位置固定不動(dòng)，只上下移動(dòng)，工件繞一個(gè)基準(zhǔn)中心旋轉(zhuǎn)進(jìn)行加工；二是工件位置固定不動(dòng)，使用搖臂鉆床進(jìn)行加工，需要對(duì)刀；刀具位置只上下移動(dòng)，工件和夾具一起移動(dòng)，并使用對(duì)刀裝置進(jìn)行加工。那么在這里就考慮了兩種方案進(jìn)行分析比較： 方案一 選用一標(biāo)準(zhǔn)工作臺(tái)，標(biāo)準(zhǔn)工作臺(tái)上有分度裝置。將工件的一端面放置在基準(zhǔn)面上，限制工件的3個(gè)自由度（兩個(gè)旋轉(zhuǎn)和一個(gè)移動(dòng)）；采用一彈簧活動(dòng)錐銷限制工件的兩個(gè)自由度（兩個(gè)移動(dòng)）；使用v塊與工件的懸梁定位，來確定第一個(gè)孔的位置。加工完第一個(gè)孔之后則旋轉(zhuǎn)工件接著加工以后的孔。示意圖如下： 方案二 分別針對(duì)大小兩個(gè)端面的尺寸加工兩塊蓋板式鉆模。工件的其中一個(gè)端面放置在基準(zhǔn)平面上，由此限制了工件的3個(gè)自由度（2個(gè)旋轉(zhuǎn)和1個(gè)移動(dòng)自由度），另外一個(gè)端面上放上相匹配的可卸式鉆模板，鉆模板的中心有一個(gè)與被加工端面上階梯圓相互配合的圓，與圓同心的Φ125mm或Φ144mm的圓周上有一組6個(gè)或8個(gè)均布的孔。鉆模板與工件的加工表面貼牢，鉆模板的內(nèi)圓限制工件的2個(gè)自由度（2個(gè)移動(dòng)），通過鉆套來對(duì)刀后進(jìn)行加工。其示意圖如下： 方案比較： 方案一通過分析這種定位方案可知道，這種方案在加工時(shí)的效率更高，第一個(gè)孔加工完之后可以依靠分度裝置來找準(zhǔn)其它孔的位置。但是這中方案的旋轉(zhuǎn)中心是工件的內(nèi)孔，而工件階梯圓的內(nèi)孔又是不被加工的部位，因而這里采用的基準(zhǔn)是粗基準(zhǔn)，造成基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)不重合。 方案二這種方案很好的遵循了基準(zhǔn)重合原則，工件的定位誤差較小。但是這種方案當(dāng)中需要加工兩塊鉆模板，工件在加工時(shí)要求加工完一個(gè)端面以后，將工件反轉(zhuǎn)過來加工另外一個(gè)端面時(shí)鉆模板要換，搬上搬下比較費(fèi)力，而且經(jīng)常拆卸鉆模板，造成加工的效率不高。 結(jié)合工件的生產(chǎn)，工件如果屬于大批量生產(chǎn)的話，考慮到以生產(chǎn)效率為主，先對(duì)工件的階梯內(nèi)圓進(jìn)行加工，然后采用方案一以提高生產(chǎn)。如果工件中小批量生產(chǎn)的話，采用方案二，就可以很好的保證工件的加工了。 因?yàn)楣ぜ橹行∨可a(chǎn)，所以定位方案選擇方案二。 4.2確定夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) 4.2.1 鉆削力的計(jì)算 由已知工件的材料為球墨鑄鐵，刀具材料為高速鋼可得到計(jì)算公式： 鉆削力 ——其中CFf =420, d=10.5 mm ，zFf=1, yFf=0.8, f=0.2 mm，KFf=1 那么 Ff=1217.16 N 鉆削力矩 ——其中CM c =0.206 ,d =10.5 mm，zMC=2, f=0.2mm yMC =0.8, KFf=1 那么 M=6.27 N·m 可見 刀具鉆削產(chǎn)生的鉆削力和鉆削力矩都不是很大。 4.2.2 夾緊力的計(jì)算 查閱工具書,m16的螺母所能達(dá)到的夾緊力是4020 N,由于工件端面所加工的孔所在的圓周比兩個(gè)端面直徑要小，即鉆削力作用在工件的支撐端面范圍內(nèi),沿垂直方向是沒有力矩作用的. 依靠端面和鉆模板與工件端面之間的摩擦力要保證工件旋轉(zhuǎn)的限制,而由摩擦力產(chǎn)生的力矩是 M=μFnL=4020*0.18*0.0625=45 N*m,可見夾緊是沒有問題. 4.2.3 夾緊方案選擇和設(shè)計(jì) 工件在夾具中的裝夾是由定位和夾緊這兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的，定位的目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位，在大多數(shù)的場合下還是無法進(jìn)行加工的，因而還需要在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件實(shí)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。 對(duì)于夾緊方案的選擇，若生產(chǎn)批量較小時(shí)采用螺釘夾緊比較合適，不管是從經(jīng)濟(jì)上還是操作上來比較；若生產(chǎn)批量較大時(shí)，則采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)或氣動(dòng)、液動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)較為合適。本設(shè)計(jì)中前面的定位方案已經(jīng)選擇了中小批量生產(chǎn)，因此這里也選擇和前者相符合的，采用螺釘夾緊。另外，因?yàn)楣ぜ腕w積大而笨重，又是小孔加工，采用蓋板式最為適宜。 夾緊力作用點(diǎn)的選擇： （1）、 夾緊力的作用點(diǎn)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(diǎn)，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(diǎn)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。 由于工件的高度達(dá)到了300多毫米，工件的夾緊最好采用中間夾緊，這樣就可以使得夾緊力的作用點(diǎn)能更好的保持工件的穩(wěn)定，切削力矩能更好的限制。那么，這里所設(shè)計(jì)的夾緊方案如示意圖： 由于工件的加工表面要放置鉆模板，那么壓板只能壓在鉆模板表面，通過螺母對(duì)壓板的壓緊，進(jìn)而對(duì)工件進(jìn)行壓緊。由于防止工件繞z軸的旋轉(zhuǎn)只能靠壓板與加工表面和基準(zhǔn)面與另外一個(gè)端面的摩擦力來限制，只要保證工件與鉆模板在夾緊的情況下沒有相對(duì)的移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)就可以了。工件鉆削產(chǎn)生的鉆削力矩為M=6.27 N·m，由此可見采用螺母壓緊壓板就可以保證旋轉(zhuǎn)方向的夾緊了。而豎直方向的鉆削力本身就處在支承面的范圍以內(nèi)，那么由工件的支撐端面就可以承受鉆削力的作用了。 夾緊件:夾緊件包括夾緊桿、螺母、墊圈、壓板和夾具體底座等。具體的思路是：在夾具體底座的一端加工一個(gè)槽與v型塊配合，將夾緊桿垂直安裝在夾具體的中心位置，夾緊桿上并排銑兩個(gè)槽，通過導(dǎo)向鍵與大、小鉆模板的中心鍵槽配合。螺母施加的預(yù)緊力壓緊壓板。刀具加工產(chǎn)生的力矩主要由鉆模板和夾具體與工件兩個(gè)端面的摩擦力來克服。 4.2.4 各定位元件、夾緊件的設(shè)計(jì) （1）夾具體底座： 材料 HT250 夾具體底座的上表面為一個(gè)基準(zhǔn)面，基準(zhǔn)面上加工了一個(gè)Φ125mm深8mm的階梯內(nèi)圓，其作用是為了錯(cuò)開工件的端面上的階梯圓，使工件的端面能放置在基準(zhǔn)面上。夾具體底座中心還有一個(gè)Φ24mm的通孔是為了安裝夾緊桿的。底部的加強(qiáng)筋可以防止底座由于剛性不足導(dǎo)致變形。夾具替的一側(cè)還有一個(gè)階梯，階梯上銑一個(gè)槽，可以和v型塊配合導(dǎo)向。 夾緊桿： 材料 45 夾緊桿的一頭通過螺母固定在夾具體上，并且保證鍵槽的導(dǎo)向，然后焊接使其牢固。另一頭的鍵槽內(nèi)也焊接一個(gè)導(dǎo)向鍵，使其與小鉆模板配合。如下： V型塊： 材料45，調(diào)質(zhì)HRC50--60 V型塊在這里的作用就是起定好鉆套與懸梁的中心面的位置關(guān)系，V塊可以用于粗基準(zhǔn)也可以用于精基準(zhǔn)，采取v塊是最好的定心元件。由于懸梁是未被加工過的粗基準(zhǔn)，因此v塊的位置不能固定，而應(yīng)該是活動(dòng)的，所以采用活動(dòng)式v塊定位。V塊的兩個(gè)側(cè)面與夾具體上所開的槽配合導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)而又不傾斜。V塊通過螺栓安裝彈簧來固定。 那么 v塊的尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下： 小端面鉆模 總體思路是：將加工了中心孔的鉆模板套在工件的小端面上的階梯圓上，由此可以限定2個(gè)自由度（2個(gè)移動(dòng)）；工件放置在底座的基準(zhǔn)面上，可以限制3個(gè)自由度（2個(gè)旋轉(zhuǎn)和一個(gè)移動(dòng)）；鉆模板的中心圓上加工了一個(gè)鍵槽與夾緊桿的上的導(dǎo)向鍵相配合，可以限制旋轉(zhuǎn)自由度。V型塊安裝在底座上，而且v型塊所定的中心線與導(dǎo)向鍵導(dǎo)向垂直。 材料35 熱處理 淬硬 52-54HRC 鉆模板中心的孔與工件的Φ85f8的外圓配合，配合的精度為H8/f8 。距離鉆模板中心Φ125的圓周上嵌入6個(gè)鉆套，鉆套與鉆模板的配合精度為H7/n6。鉆模板的中心還有一個(gè)Φ24的孔是與夾緊桿配合的，配合的精度為H8/h7，而且Φ24的孔還開了一個(gè)鍵槽B8×25mm，主要是起導(dǎo)向作用。鍵槽導(dǎo)向沿著懸梁的中心面。 大端面鉆模 大端面鉆模板所包括的元件有鉆模板、v型塊、鉆套、螺栓、螺母、彈簧等。其思路是，在鉆模板的中心加工一個(gè)孔與大端面上的階梯外圓相配合，在距離孔的中心Φ144mm的圓周上有一組個(gè)數(shù)為8的均勻分布的孔，孔與鉆套相配合。在鉆模板的一端長出一部分把柄，把柄上加工一個(gè)與v塊相配合的槽。V塊在方孔中上下移動(dòng)實(shí)現(xiàn)定位作用，以保證懸梁的中心面與鉆套的位置關(guān)系。 材料35 淬硬 52—54HRC 鉆模板中心加工一個(gè)與工件大端面階梯外圓相配合的孔，配合精度為h7/g6。距離中心孔Φ144mm的圓周上有一組個(gè)數(shù)為8的均勻分布的孔，孔與鉆套采取過盈配合，配合的精度為h7/n6。鉆模板長出一部分把柄，把柄上加工了一個(gè)與v塊相配合的槽，配合精度為H8/g7。 那么鉆模板的尺寸結(jié)構(gòu)就如下所示： 螺栓： 選用GB/T5781-1986 M8×1 L=80mm 2個(gè) 螺母： 選用GB/T6173-2000 M8×1 2個(gè) 選用GB/T6173-2000 M24×2 1個(gè) 選用GB/T6173-2000 M16×1.5 1個(gè) 彈簧： 選用GB/T1358-1993 M10×3 L=15mm 2個(gè) 墊圈： 選用GB/T97.1-2002 M8 6個(gè) 選用GB/ T96.2-2002 M16 1個(gè) 選用GB/T96.2-2002 M24 1個(gè) 鉆套： 材料35 淬硬 52—54HRC 鉆套是刀具的導(dǎo)向件，在加工時(shí)依靠鉆套來保證所加工孔的位置。鉆套分為好多種，如：固定鉆套、快換鉆套、特殊鉆套等等，一般根據(jù)加工的要求選擇鉆套的類型，其中固定鉆套與鉆模板采取過盈配合，它能保證的加工精度最高，而快換鉆套和特殊鉆套的精度次之。由于加工時(shí)刀具可能頻繁的碰到鉆套，因此鉆套的使用精度也會(huì)逐漸下降。選擇如上的材料做鉆套的話，其使用壽命可以達(dá)到加工上萬件工件才報(bào)廢，因此在這里可以選擇固定鉆套?？梢赃x擇A型固定鉆套，其尺寸結(jié)構(gòu)如下： 其中鉆套的高度H=（1.5—2）d 。 壓板： 材料45 熱處理HRC35-40 壓板安裝在夾緊桿的上端，通過螺母壓緊。壓板兩端的夾緊部分錯(cuò)開孔的加工位置，壓板的兩頭小中間大就是為了不干涉孔的加工位置。其尺寸如下： 導(dǎo)向平鍵： 材料45 選用GB/T1097-2003 A型 4.2.5 加工設(shè)備、刀具的選擇 加工設(shè)備，由于工件和夾具體較大總高度達(dá)420mm，所以可以采用搖臂鉆床。 刀具，加工的孔都是Φ10.5。選用Φ10.5的直柄麻花鉆，GB/T1436—1985。 第五部分 確定夾具的尺寸、公差和技術(shù)要求 有關(guān)夾具各定位的元件和夾緊件的尺寸結(jié)構(gòu)已經(jīng)在上面做了說明，那么在夾具上還需要標(biāo)注的尺寸，公差及技術(shù)要求： 1、 夾具的最大輪廓尺寸：250mm×250mm×423mm 2、 夾緊桿和底座的配合公差H7/g6，夾緊桿和小鉆模板的配合公差也是H7/g6。 3、 定向鍵與夾緊桿的配合公差為H7/n6，與鉆模板或底座的配合為H9/g8。 4、 鉆套與鉆模板的配合公差H7/n6。 5、 V型塊與鉆模板或底座槽的配合精度為H8/g7。 夾具總圖上還應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件有： 1、 鉆套Φ10.5f8的中心與基準(zhǔn)A的垂直度為0.02mm。 2、 6-Φ10.5mm和8-Φ10.5mm相對(duì)于基準(zhǔn)B的位置度為Φ0.015mm。 3、 V型塊與鉆模板或底座槽的對(duì)稱度為0.05mm。 由于鉆模板和底座上不容易加工出和v型塊相配合的方孔，那么只好銑出一個(gè)槽出來與v型塊配合。裝配時(shí)要注意的是不要對(duì)v型塊沿懸梁的中心線方向施加過大的力，彈簧的安裝要有一定的預(yù)緊，否則不能起到定位的作用。 第六部分 誤差分析 工件裝夾定位方案已經(jīng)如上所確定，鉆削力在上面已經(jīng)計(jì)算出來，分析出來的夾緊是合理的。 與本工序設(shè)計(jì)中采用的工件的加工表面需要符合以下的精度要求： 1、 外圓Φ85mm和Φ118mm的同軸度為Φ0.1。 2、 端面Φ145mm和Φ168mm的平面度為0.06mm，相對(duì)與基準(zhǔn)D和H的垂直度為0.08mm。 3、 6-Φ10.5mm和8-Φ10.5mm相對(duì)于基準(zhǔn)D和H的位置度為Φ0.5mm。 那么，夾具中與零件工序圖各項(xiàng)要求相對(duì)應(yīng)的標(biāo)注公差 即控制精度所需測量的尺寸及公差，具體定制如下： 1、 小端面鉆模板的中心Φ85+0.0540mm與鉆套所在的圓周Φ125mm的同軸度取為0.03mm，鉆套與鉆模板底面的垂直度取0.02mm。Φ24mm的孔相對(duì)于Φ85的中心線同軸度取0.03mm，槽的對(duì)稱度取0.05mm。 2、 大端面鉆模板的中心Φ1180-0.04mm與Φ144mm的圓周同軸度取0.03mm。鉆套中心與鉆模板底面的垂直度取0.02mm，Φ24mm的孔相對(duì)于Φ118的中心線同軸度取0.03mm，鉆模板底面的平面度取0.02mm。 3、 夾具體底座的中心Φ24+0.0210mm所開的槽對(duì)稱度0.015mm，夾具體底座階梯上銑的槽45+0.025-0.025的對(duì)稱度取0.015mm。夾具體底座基準(zhǔn)面的平面度為0.02mm。 4、 鉆套直徑取Φ10.5n6。 誤差分析： 誤差的產(chǎn)生有兩部分組成，其一是機(jī)床本身的精度造成的，稱為系統(tǒng)誤差，系統(tǒng)誤差也是不可避免的。另外就是定位誤差，是由所設(shè)計(jì)的夾具 所能保證的精度。 大、小兩個(gè)端面孔系的誤差有周向誤差和徑向誤差。 對(duì)于孔系的周向誤差： 1、同一端面上孔周向精度由鉆模板保證。 對(duì)于小端面：均布6個(gè)Φ10.5的孔。那么小端面鉆模板同樣要均布6個(gè)Φ18的孔，相鄰兩孔的夾角60o±0.5o。鉆套與鉆模板配合公差H7/n6。另外鉆模板與夾緊桿的配合公差H9/g8。 對(duì)于大端面：均布8個(gè)Φ10.5的孔。那么大端面鉆模板同樣要均布8個(gè)Φ18的孔，相鄰兩孔的夾角45o±0.5o。鉆套與鉆模板配合公差H7/n6。另外鉆模板與夾緊桿的配合公差H9/g8。V型塊的定位。 因?yàn)榇?、小端面的孔系在周向的公差是未注公差。這里就不計(jì)算。 2、大、小端面孔系周向位置精度。 小端面上第一個(gè)孔的中心線與懸臂的中心線垂直。大端面的第一個(gè)孔中心線與懸臂中心線的夾角22.5o。它們的公差也是未注的，所以只要保證上述加工方法就好。 對(duì)于孔系的徑向誤差： δ定位=δ不重合+δ位置 小端面鉆模的誤差： 由于夾緊桿和底座焊接成一體的，所以需要累加分析的誤差有底座和v型塊之間的誤差δ=0.007，鉆模板Φ85H8與工件Φ85f8之間的誤差（δ=TD/2=0.054mm）和Φ125mm的圓周和Φ85mm的同軸度誤差（δ=0.015），即總的誤差δ=0.007mm+0.054mm+0.015mm=0.076mm，可見是滿足要求的。 大端面鉆模的誤差：其來源于v塊的定位和鉆模Φ118mm和工件外圓的定位，還有鉆套所在的圓周和Φ118mm同軸度誤差。所以總的誤差δ=0.08mm+0.054mm+0.015mm =0.077mm?？梢娨彩欠弦蟮?。 第七部分 編后語 經(jīng)過一個(gè)月的準(zhǔn)備工作，在5月6號(hào)開始對(duì)本稿進(jìn)行整理工作。這其中我查閱了很多的參考書，也不時(shí)的向老師們請(qǐng)教問題。有時(shí)遇到加工的問題還經(jīng)常跑到校辦工廠去觀摩和實(shí)踐。這其中使我悟出了一些道理：事不目見耳聞，而臆斷其有無，不可！我設(shè)計(jì)過好幾種方案，但有好多的方案都是主觀的意愿，在實(shí)際中很難加工出來。例如我在設(shè)計(jì)中選擇v型塊與鉆模板導(dǎo)向采用方孔配合，而實(shí)際加工方孔時(shí)沖裁可以達(dá)到要求，但是材料不能太厚，銑削也是可以加工出來，但是必需圓弧過度等。這些都是靠實(shí)踐和觀察所得的經(jīng)驗(yàn)，主觀的意愿有時(shí)確是有違背設(shè)計(jì)原則。經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，使我在綜合能力上有了一個(gè)飛躍。 可以說這次的設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的學(xué)習(xí)過程，將實(shí)踐和理論的綜合學(xué)習(xí)過程。實(shí)踐是學(xué)習(xí)，而且是更重要的學(xué)習(xí)。那么在不斷的實(shí)踐與糾正錯(cuò)誤當(dāng)中能得到提升，就是很好的鍛煉。在設(shè)計(jì)之中，不斷的查閱資料、工藝分析和方案設(shè)計(jì)，還有計(jì)算機(jī)輔助軟件的使用對(duì)我的夾具設(shè)計(jì)有很大的幫助。 我所有的這些成績都離不開曾一凡老師們的悉心指導(dǎo)，沒有他們的幫助我很難完成不了這次的設(shè)計(jì)任務(wù) 。在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，曾一凡老師利用很多自己的休息時(shí)間來幫助我們分析和解決問題，還有其他的老師也非常細(xì)心的給我指點(diǎn)錯(cuò)誤和幫我分析問題，在此深表感謝！ 第八部分 參考文獻(xiàn) 1、 王啟平 主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.1996年2月第二版 2、 白成軒 編著.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)新原理.機(jī)械工業(yè)出版社.1997年7月第一版 3、 電子版.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 4、 林文煥、陳本通編著.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).國防工業(yè)出版社.1987年8月第一版 5、 方昆凡 主編.公差與配合技術(shù)手冊(cè).北京出版社.1999年5月 6、 東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、第一汽車制造廠職工大學(xué)編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 7、 上海是金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)編.金屬切削手冊(cè).上?？茖W(xué)技術(shù)出版社。