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學(xué)士學(xué)位論文 論文題目 Circular support process planning and fixture design 學(xué)生姓名 佳木斯大學(xué) 2015 年 6 月 國內(nèi)圖書分類號(hào)： 學(xué)校代碼： 國際圖書分類號(hào)： 密級(jí)： 工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 圓周支座工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì) 學(xué)生 ： 導(dǎo) 師 ： 申請(qǐng)學(xué)位 ： 工學(xué)學(xué)士 學(xué)科 ： 所 在 單 位 ： 機(jī)械工程學(xué)院 答 辯 日 期 ： 2015年 6月 授予學(xué)位單位 ： 佳木斯大學(xué) Classified Index: U.D.C: Dissertation for the Doctoral Degree in Engineering Circular support process planning and fixture design Bachelor： Supervisor： Academic Degree Applied for： Bachelor of Engineering Speciality： Affiliation： School of Mechanical Engineering Date of Defence： June, 2015 Degree-Conferring-Institution： Jiamusi University 摘 要 I 摘 要 圓周支座零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以 及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。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基準(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)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 Abstract - II - Abstract A machining process and fixture design is the design process, including the design of bearing parts processing process design and the three part special fixture. In 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 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 element, 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, positioning 目 錄 III 目 錄 摘 要 .I ABSTRACT.II 第 1 章 緒論 .1 第 2 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .2 2.1 零件的分析 .2 2.1.1 零件的作用 .2 2.1.2 零件的工藝分析 .3 2.2 圓周支座零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 .3 2.2.1 孔和平面的加工順序 .3 2.2.2 孔系加工方案選擇 .3 2.3 圓周支座零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 .4 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .4 2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 .4 2.4 圓周支座零件加工主要工序安排 .4 2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .6 2.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） .6 第 3 章 銑底面夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) .13 3.1 研究原始質(zhì)料 .13 3.2 定位、夾緊方案的選擇 .14 3.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 .14 3.4 誤差分析與計(jì)算 .15 3. 5 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) .16 3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) .18 3.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 .19 第 4 章 鉆 13 孔夾具設(shè)計(jì) .20 4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 .20 4.2 夾具的導(dǎo)向 .20 4.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 .21 4.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 .23 4.5 鉆模板 .23 目 錄 IV 4.6 定位誤差的分析 .23 4.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 .24 4.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) .25 4.9 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 .26 第 5 章 鉆 6-M4 螺紋底孔夾具設(shè)計(jì) .27 5.1 夾具的設(shè)計(jì) .27 5.1.1 定位分析 .27 5.1.2 定位原理 .27 5.1.3 定位元件的分析 .28 5.1.4 夾緊元件的選擇 .28 5.1.5 定位誤差的分析 .29 5.1.6 切削力及夾緊力的計(jì)算 .30 5.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 .31 結(jié) 論 .33 參考文獻(xiàn) .34 致 謝 .35 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 第 1 章 緒 論 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械 裝備的行業(yè)。機(jī)械產(chǎn)品不僅可以直接供人們使用，也為其他行業(yè)提供設(shè)備，生產(chǎn)的社 會(huì)，有各種各樣的機(jī)器或機(jī)械行業(yè)產(chǎn)品。我們的生活離不開業(yè)，制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā) 展的重要產(chǎn)業(yè)，是一個(gè)國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)和強(qiáng)大的一個(gè)意義上的機(jī)械制造水 平是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 支持部分的處理進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，機(jī)械制圖、工程力學(xué)、機(jī)械、材料等） 的基礎(chǔ)下，一個(gè)全面的評(píng)價(jià)，正確的一部分，在處理和技術(shù)路線的位置，在確定的尺 寸是一個(gè)特殊的制度設(shè)計(jì)，使尺寸。零件的質(zhì)量。該設(shè)計(jì)還必須自己學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，設(shè) 計(jì)和實(shí)踐，涉及的知識(shí)面廣。因此，不僅要對(duì)基本概念和理論，也需要實(shí)踐，只有通 過理論結(jié)合與實(shí)踐，可以很好的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。 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。 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 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 題目給出的零件是圓周支座零件。圓周支座零件的主要作用是支架軸，保證軸之 間的中心距及平行度，并保證正確安裝。因此圓周支座零件的加工質(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、使用性能和壽命。 , 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 2.1.2 零件的工藝分析 由圓周支座零件圖可知。它的外表面上設(shè)置有四個(gè)平面需要加工的孔系。在前、 后表面處理，包括一系列的分成三組加工表面。他們具有一定的相對(duì)位置。這種分析 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 ，mRa3.6 （2）以 13 孔（2 處） 、17 孔為主要加工表面的加工面。 （3）以 4-7 孔為主要加工孔。 2.2 圓周支座零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措 施 從以上分析明白。這個(gè)圓支點(diǎn)零部件的主要加工表面平面和孔系。一般來說，保證平 面的加工精度保證更容易洞系的加工精度。因此，圓周支點(diǎn)零部件來說，加工中的主 要問題是保證孔尺寸精度及位置精度處理好，孔和平面之間的相互關(guān)系。 為生產(chǎn)量很大。如何滿足生產(chǎn)性的要求加工中的主要考慮因素。 2.2.1 孔和平面的加工順序 圓周支點(diǎn)零件類應(yīng)遵循首先零部件的加工方面后孔的原則：總之先加工品的基準(zhǔn) 圓周支點(diǎn)平面，基準(zhǔn)平面定位加工其他的平面。并且洞系加工。圓周支點(diǎn)零部件加工 自然應(yīng)服從這個(gè)原則。那是平面的面積大，用平面位置確保定位信賴夾緊堅(jiān)固，所以 容易孔的加工精度保證。其次，先加工平面前方切掉鑄件表面的凹凸。孔的加工精度， 為了提高創(chuàng)造條件，容易刀和調(diào)整對(duì)有利刀具保護(hù)。 圓周支點(diǎn)零部件的加工流程應(yīng)遵循粗加工的原則，離開，孔的加工和平面明確區(qū) 分粗加工完成的階段穴系加工精度保證。 2.2.2 孔系加工方案選擇 圓周軸承孔系零部件的加工程序，應(yīng)該選擇孔加工精度要求，可以滿足系的加工 方法及設(shè)備。外加工精度加工效率兩方面考慮以外也適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。滿足的精度 要求和生產(chǎn)性的條件下，應(yīng)該選擇價(jià)格最底的機(jī)床。 圓周根據(jù)支點(diǎn)零件圖那樣的圓周支點(diǎn)零部件的精度要求和生產(chǎn)性要求，目前選拔 組合機(jī)械鏜鏜，適合用成型。 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 （1）用鏜模法鏜孔 大量生產(chǎn)中，圓周軸承孔加工零件系一般集團(tuán)鏜床上采用鏜成形加工。保齡球型 夾具上工作孔系的加工設(shè)計(jì)制造。鏜床桿通過保齡球配置引導(dǎo)的保齡球時(shí)，保齡球模 具精度直接密鑰孔系的精度保證了。 保齡球型采用提高技術(shù)系統(tǒng)剛性和抗振動(dòng)性。所以，什么刀的同時(shí)加工。生產(chǎn)效 率高，所以。保齡球型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，成本高，而且保齡球型制造組裝誤差， 啪型機(jī)床上安裝誤差，鏜桿和保齡球套磨損等原因。模具加工孔系所能獲得的加工精 度也一定會(huì)受到限制。 （2）用坐標(biāo)法鏜孔 現(xiàn)代的生產(chǎn)，不僅要求，產(chǎn)品的生產(chǎn)性高，并且要求實(shí)現(xiàn)大批、多品種、轉(zhuǎn)型需 要的時(shí)間短等的要求。挖掘而成型鏜型生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不太能適應(yīng)這種要 求，坐標(biāo)法打眼是這種要求能適應(yīng)。另外，錄用的保齡球成形鏜時(shí)，保齡球模板的加 工也采用坐標(biāo)法打眼。 打眼坐標(biāo)法，圓周軸承孔系零部件尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差， 然后選擇坐標(biāo)系作品精密運(yùn)動(dòng)機(jī)床打眼。 2.3 圓周支座零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 （1）保證各重要孔的加工余量均一， （2）保證放入圓周支點(diǎn)零部件的零件和箱子的墻壁上有一定的間隙。 上述的要求，滿足應(yīng)該選擇主要支撐孔作為主要標(biāo)準(zhǔn)。即，圓周支點(diǎn)零部件輸入 軸和輸出軸的支持孔粗作為標(biāo)準(zhǔn)。也就是前后端面的距離頂平面最近的孔，作為主要 標(biāo)準(zhǔn)工件的 4 個(gè)限制的自由度，還有別的主要支撐孔定位限制第五自由度。作為基準(zhǔn) 孔因?yàn)榇旨庸ぞ鶞?zhǔn)面。因此，后再精加工基準(zhǔn)定位主要支撐孔孔加工的時(shí)候，一定 是均勻的余量。箱子孔的位置和墻壁的位置是同型芯鑄造。所以，孔的剩余量均勻也 間接保證的孔和箱子墻的相對(duì)位置。 2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 保證圓周支點(diǎn)零件和孔孔孔，平面，平面圖像和平面之間的位置。精基準(zhǔn)的選擇 是保證圓周支點(diǎn)零件加工過程中基本上整體統(tǒng)一基準(zhǔn)定位。從周圍支架零件圖分析， 那頂平面和各主要支撐孔平行而且占有的面積大，精標(biāo)準(zhǔn)使用適合。但是在平面位置 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 限制盡量工作的三個(gè)自由度，只要使用典型的一面的 2 孔的位置，可以滿足的方法是， 全體的加工中基本上采用統(tǒng)一基準(zhǔn)定位的要求。前后的端方面，那是圓周支點(diǎn)零件裝 配基準(zhǔn)，這和圓周支點(diǎn)零部件的主要支撐孔系垂直。如果能用精加工基準(zhǔn)孔系，定位、 夾緊或線夾結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不采用。 2.4 圓周支座零件加工主要工序安排 關(guān)于大量生產(chǎn)的零件，一般是先加工統(tǒng)一基準(zhǔn)。圓周支點(diǎn)零件加工的第一個(gè)工程 加工的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。具體的計(jì)劃首先是孔位置很粗，精密加工的山頂平面。第 2 的工序 加工定位用的兩個(gè)工藝孔。平面加工完成后到高級(jí)圓周支點(diǎn)零件加工完成為止，個(gè)別 的工程外，定位基準(zhǔn)使用。所以，頂方面的螺絲孔加工兩工藝孔的加工工序中同時(shí)出 現(xiàn)。 后工序的安排必須遵守精分和首先面后孔的原則。首先粗加工平面，粗加工孔系。 螺絲下孔是多頭鉆床搭配出來，切削力較大，粗加工階段完成。圓周支點(diǎn)罷了零部件、 精密加工需要的是支撐孔前后端面。根據(jù)上述原則也先加工平面再加工孔系，實(shí)際生 產(chǎn)這樣安排不容易保證孔和互相垂直剖面。因此，實(shí)際上采用的工程程序先完成孔系， 還有支持孔用膨脹軸定位加工元件端面，這樣容易保證圖紙規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要 求。各螺絲孔的攻絲，切削力小，可以安排粗，完成的階段分散進(jìn)行。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%1.1%蘇打及c908 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 。mg20 根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將圓周支座零件加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 10 鑄造 鑄造毛坯 20 時(shí)效 時(shí)效處理 30 銑 銑底面 40 銑 銑 4-7 孔端面 50 銑削 銑 36 凸臺(tái)、20 凸臺(tái)一側(cè)端面 60 銑削 銑 36 凸臺(tái)、20 凸臺(tái)另外一側(cè)端面 70 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸 13 孔（2 處） 、17 孔 80 鉆孔 鉆 4X7 孔 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 90 鉆孔 鉆 2X4 孔 100 鉆孔攻絲 鉆 6-M4 螺紋底孔，然后進(jìn)行攻絲 110 去毛刺 鉗工去毛刺 120 終檢 按圖樣要求檢驗(yàn) 130 入庫 入庫 工藝路線二： 10 鑄造 鑄造毛坯 20 時(shí)效 時(shí)效處理 30 銑 銑底面 40 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸 13 孔（2 處） 、17 孔 50 銑 銑 4-7 孔端面 60 銑削 銑 36 凸臺(tái)、20 凸臺(tái)一側(cè)端面 70 銑削 銑 36 凸臺(tái)、20 凸臺(tái)另外一側(cè)端面 80 鉆孔 鉆 4X7 孔 90 鉆孔 鉆 2X4 孔 100 鉆孔攻絲 鉆 6-M4 螺紋底孔，然后進(jìn)行攻絲 110 去毛刺 鉗工去毛刺 120 終檢 按圖樣要求檢驗(yàn) 130 入庫 入庫 以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(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)仍有問題， 以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一： 工藝路線一： 10 鑄造 鑄造毛坯 20 時(shí)效 時(shí)效處理 30 銑 銑底面 40 銑 銑 4-7 孔端面 50 銑削 銑 36 凸臺(tái)、20 凸臺(tái)一側(cè)端面 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 60 銑削 銑 36 凸臺(tái)、20 凸臺(tái)另外一側(cè)端面 70 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸 13 孔（2 處） 、17 孔 80 鉆孔 鉆 4X7 孔 90 鉆孔 鉆 2X4 孔 100 鉆孔攻絲 鉆 6-M4 螺紋底孔，然后進(jìn)行攻絲 110 去毛刺 鉗工去毛刺 120 終檢 按圖樣要求檢驗(yàn) 130 入庫 入庫 2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “圓周支座零件”零件材料采用 HT200 制造。材料為 HT200，硬度 HB 為 170 241，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 ，m4.372 現(xiàn)取 。表 3.2.27 粗銑平面時(shí)厚度偏差取 。m0.3 m28.0 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 。5.1 （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： 粗銑：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 ，現(xiàn)取 。m5.3720.3 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 。m5.2 精銑：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè) ，其加工余量取為 。.0 2.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 工序 30：銑底面 機(jī)床：銑床 X52K 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) 10mdw4014Z （1）粗銑圓周支座零件底面 銑削深度 ：pam2 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.73，取f Zmaf/25.0 銑削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81，取V sV/4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/1940.3610rdV inr 實(shí)際銑削速度 ： smn/.20 進(jìn)給量 ：fVZaff 67.10/1425. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ：m in/2.sVf ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81,a a4 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml31 刀具切入長度 ：1D2)(5.02 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt min5.02.743121mjfl （2）精銑圓周支座零件底面 銑削深度 ：pam 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.73，取f Zaf/15.0 銑削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81，取V smV/6 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/28401.360rdV in3r 實(shí)際銑削速度 ： sn/.0 進(jìn)給量 ：fVmZaff 5.106/3145. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m in/3.sVf 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml341 刀具切入長度 ：精銑時(shí)1Dl01 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt min18.63024121mjfl 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間in7.8.501jjjtt 工序 40：銑 4-7 孔端面 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： ， ，齒數(shù) ，15YT32Dm5Z 此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ： =3mmpa2.m 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)fa 0.15/famZ 3表 2.481，取銑削速度 2.8/Vms 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 根據(jù)參考文獻(xiàn)3表f f/8. 2.481，取銑削速度 .47/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.601.9/min31Vnrd 按照參考文獻(xiàn)3表 3.174，取 475 實(shí)際銑削速度 ：v 3.1402.9/06dns 進(jìn)給量 ： fV.854760.12/ffaZms 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m./475infV 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.481,取a ma60 切削工時(shí) 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 14l8l 刀具切入長度 ：1 210.5()(3lDa2061)2m 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt12420.36in7.5jmlf 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt1268.19mi.jlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 105injjtt 工序 50：銑 36 凸臺(tái)、20 凸臺(tái)一側(cè)端面 機(jī)床：X52K 銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) 10mdw6314Z （1）粗銑 銑削深度 ：pam3 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.73，取f Zmaf/25.0 銑削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81，取V sV/4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/19634.010rdV inr 實(shí)際銑削速度 ： smn/.20 進(jìn)給量 ：fVZaff 67.10/1425. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ：m in/2.sVf ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81,a a4 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml341 刀具切入長度 ：1 aD42)(5.02 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt min5.02.743121mjfl （2）精銑 銑削深度 ：pam 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.73，取f Zaf/15.0 銑削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81，取V smV/6 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/28401.360rdV in3r 實(shí)際銑削速度 ： sn/.0 進(jìn)給量 ：fVmZaff 5.106/3145. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m in/3.sVf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll 刀具切入長度 ：精銑時(shí)1Dl401 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt min18.63024121mjfl 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間in7.8.501jjjtt 工序 60：銑 36 凸臺(tái)、20 凸臺(tái)另外一側(cè)端面 機(jī)床：X52K 銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) 10mdw6314Z （1）粗銑 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 銑削深度 ：pam3 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.73，取f Zmaf/25.0 銑削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81，取V sV/4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/19634.010rdV inr 實(shí)際銑削速度 ： smn/.20 進(jìn)給量 ：fVZaff 67.10/1425. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ：m in/2.sVf ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81,a a4 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml31 刀具切入長度 ：1D2)(5.02 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：1jt min5.02.743121mjfl （2）精銑 銑削深度 ：pam 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.73，取f Zaf/15.0 銑削速度 ：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81，取V smV/6 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取n in/28401.360rdV in3r 實(shí)際銑削速度 ： sn/.0 進(jìn)給量 ：fVmZaff 5.106/3145. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m in/3.sVf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll 刀具切入長度 ：精銑時(shí)1Dl401 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt min18.63024121mjfl 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間in7.8.501jjjtt 工序 70：鉆擴(kuò)鉸 13 孔（2 處） 、17 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。 鉆孔 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.438，取 。f rmf/3.0 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.441，取 。V48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，100.486539./in317vnrd 按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取 0m 所以實(shí)際切削速度 ：v.14763.5/ds 切削工時(shí) 被切削層長度 ：l42m 刀具切入長度 ：1 17()105.9622rDlctgkctgm 刀具切出長度 ： 取2l4l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt60.5in.3jLfn 工序 80：鉆 4X7 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 工藝手冊(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 0.200.35 。rm 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 則取 rmf30. 確定切削速度，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 2 卷表 10.4-9 切削速度計(jì)算公式為 （3- in0kfaTdcvvyxpmzv 20） 查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8myxzcvvvv min 則 = =1.65.0125.0 2.337in 所以 = =72n4.6ir 選取 mi120r 所以實(shí)際切削速度為 =2.64.3vin 確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） =t s20.8 工序 90：鉆 2X4 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 ：pa2m 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.438，取 。f rmf/3.0 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.441，取 。V48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，100.486539./in31vnrd 按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取 0m 所以實(shí)際切削速度 ：v.146.5/dns 切削工時(shí) 被切削層長度 ：l42m 刀具切入長度 ：1 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 117(2)05.962rDlctgkctgm 刀具切出長度 ： 取l4l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt260.5in.3jLfn 工序 110：鉆 6-M4 螺紋底孔，然后進(jìn)行攻絲 選擇鉆床：Z525 鉆床 1、刀具的選擇：選擇高速鋼麻花鉆，其直徑 。06dm 依據(jù) ，根據(jù)表 2.1 及表 2.2，可選擇鉆頭的幾何形狀為：標(biāo)準(zhǔn)， 切 削 用 量 簡 明 手 冊(cè) ， ， ， ， 。30(24)18127012(5)a(45) 2、選擇切削用量 1）依據(jù) ，根據(jù)表 2.7，可得鋼的強(qiáng)度 ，鉆頭的直 切 削 用 量 簡 明 手 冊(cè) 80bMPa 徑 時(shí)， 。5odm0.14.8/fmr 因?yàn)?，所以不需要乘孔深修正系數(shù)。/3l 2）依據(jù) ，根據(jù)表 2.8，根據(jù)鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量：當(dāng) 切 削 用 量 簡 明 手 冊(cè) ， ，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給力 。60bMPa05d0.38/fmr 3）依據(jù) ，根據(jù)表 2.9，按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：當(dāng) 切 削 用 量 簡 明 手 冊(cè) ， ，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為 8330N(查4b01.2m ，表 2.35)時(shí)，進(jìn)給量為 。 切 削 用 量 簡 明 手 冊(cè) 0.96/fr 從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為 。根據(jù) Z525 鉆床說明書，選擇 。0.14.8/fr .17/fm 查 ，根據(jù)表 2.19，當(dāng) ， 時(shí)，查得軸 切 削 用 量 簡 明 手 冊(cè) 0.r0.2d 向力 。7fFN 軸向力的修正系數(shù)為： 故 。0.8,1.3,0.9,MFPFWFkk170.830.91864f N 查 ZK546 鉆床的使用說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的最大軸向力為 ，max830F 由于 ，所以 可用。maxf.7/fmr 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 （2）決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 查 ，根據(jù)表 2.12，當(dāng) 時(shí)，可取得鉆頭的后刀面最大 切 削 用 量 簡 明 手 冊(cè) 02dm 磨損量取為 0.4mm（0.40.6） ，刀具的壽命 T=15min。 （3）決定切削速度 查 ，根據(jù)表 2.30，可查得 ， ， ， 切 削 用 量 簡 明 手 冊(cè) 1.0tvk.Tv1.6Mvk ， ， 。則 。0.8svk1.0krv.kv1.6892vk v zcxymCdTapf = 0.40.2.7859281/min1 查 ，根據(jù)表 2.31，可查得 ， ， ， 切 削 用 量 簡 明 手 冊(cè) 1.0Tvk.lv1.0cvk ，故： .0tvk.0.7/intvk r/min 0117/in825nrd 查 ，根據(jù) ZK546 鉆頭的使用說明書，可以考慮選擇 切 削 用 量 簡 明 手 冊(cè) ，但因?yàn)樗x轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)較高，會(huì)使刀具壽命下降，所以可將進(jìn)給量960/micnr 降一級(jí)，即取 ，也可以選擇較低一級(jí)的轉(zhuǎn)數(shù) ，仍用f0.13/rf 680/mincnr ，比較這兩種選擇方案：.17 1）第一方案 , ./fm960/icnr 960.1324.8mcn 2）第二方案 , .7/fr/incr 8.5.6c 因?yàn)榈谝环桨?的乘積較大，基本工時(shí)較少，故第一方案好。這時(shí)nf , 。0.13/fmr960/icr （4）檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率 查 ，根據(jù)表 2.20，當(dāng) ， 時(shí)， 切 削 用 量 簡 明 手 冊(cè) 0.17/fmr01.dm 。扭矩的修正系數(shù)為可查得 ，所以9.18tMN 8,.Mwk 。根據(jù) Z525 鉆床的使用說明書，當(dāng) 時(shí)，0.7.03c Nm 96/incnr 。 2.4m 由于 ，故選擇之切削用量可用，即Cm 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 f=0.17mm/r, , 。960/mincnr17/incv 第 3 章 銑 底 面 夾 具 設(shè) 計(jì) 設(shè) 計(jì) 3.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來加工銑底面夾具設(shè)計(jì)，加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還 應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng) 考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 一、機(jī)床夾具定位元件 工件定位方式不同，夾具定位元件的結(jié)構(gòu)形式也不同，這里只介紹幾種常用的基本 定位元件。實(shí)際生產(chǎn)中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合。 （一）工件以平面定位常用定位元件 1支承釘 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式如圖6-1所示。平頭支承釘（圖 a）用于支承精基準(zhǔn)面；球頭 支承釘（圖 b）用于支承粗基準(zhǔn)面；網(wǎng)紋頂面支承釘（圖 c）能產(chǎn)生較大的摩擦力，但 網(wǎng)槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基準(zhǔn)定位且要求產(chǎn)生較大摩擦力的側(cè)面定位 場(chǎng)合。一個(gè)支承釘相當(dāng)于一個(gè)支承點(diǎn)，限制一個(gè)自由度；在一個(gè)平面內(nèi)，兩個(gè)支承釘 限制二個(gè)自由度；不在同一直線上的三個(gè)支承釘限制三個(gè)自由度。 圖6-1 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式 2支承板 常用的支承板結(jié)構(gòu)形式如圖6-2所示。平面型支承板（圖 a）結(jié)構(gòu)簡單，但沉頭螺釘 處清理切屑比較困難，適于作側(cè)面和頂面定位；帶斜槽型支承板（圖 b） ，在帶有螺釘 孔的斜槽中允許容納少許切屑，適于作底面定位。當(dāng)工件定位平面較大時(shí)，常用幾塊 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 支承板組合成一個(gè)平面。一個(gè)支承板相當(dāng)于兩個(gè)支承點(diǎn)，限制兩個(gè)自由度；兩個(gè)（或 多個(gè)）支承板組合，相當(dāng)于一個(gè)平面，可以限制三個(gè)自由度。 圖6-2 常用支承板的結(jié)構(gòu)形式 3可調(diào)支承 常用可調(diào)支承結(jié)構(gòu)形式如圖6-3所示?？烧{(diào)支承多用于支承工件的粗基準(zhǔn)面，支承高 度可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整到位后用螺母鎖緊。一個(gè)可調(diào)支承限制一個(gè)自由度。 圖6-3 常用可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)形式 (二) 工件以孔定位常用定位元件 1定位銷 圖6-6是幾種常用固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)工件的孔徑尺寸較小時(shí)，可選用圖 a 所示的結(jié)構(gòu)；當(dāng)孔徑尺寸較大時(shí)，選用圖 b 所示的結(jié)構(gòu)；當(dāng)工件同時(shí)以圓孔和端面組 合定位時(shí)，則應(yīng)選用圖 c所示的帶有支承端面的結(jié)構(gòu)。用定位銷定位時(shí)，短圓柱銷限 制二個(gè)自由度；長圓柱銷可以限制四個(gè)自由度；短圓錐銷（圖 d）限制三個(gè)自由度。 圖6-6 固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式 3.2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對(duì)加工前，平面進(jìn)行了粗、精銑加工，底面進(jìn)行了鉆、擴(kuò)加工。 因此，定位、夾緊方案有： 為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面一銷再加上一手動(dòng)調(diào)節(jié)的螺絲定 位的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即底平面。 3.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 015001頂 刃 0n側(cè) 刃 6015 30rK2.5Lm2Z.8/famzmap.2 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 由參考文獻(xiàn)55 表 129 可得銑削切削力的計(jì)算公式： 0.8.10.35pzFafDBzn 有： .9.8.1.10.1254836.2()N 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬 間狀態(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： FKW 安全系數(shù) K可按下式計(jì)算： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5121 可知其公式參數(shù)：6 123456.0,.,.0,31KK 由此可得： .310.56 所以 根據(jù)工件受力切削力、8245()KWFN 夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(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： FK 安全系數(shù) K可按下式計(jì)算有： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5表 可得： 6 12.01.3.0156C 1252.3PK .2f 所以有： 19308()KCWFN 76.P 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 1359.0()KfWFN 該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則； 參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力 F夾與切削力之間 的關(guān)系 F夾KF 軸向力：F 夾KF （N） 扭距： Nm93.103.24.05.14.3108.90 MYFXKfdC 3.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以一底面一側(cè)面，兩支撐釘和一個(gè)調(diào)節(jié)螺絲定位，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。 gwj 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：j MjjWDAZWj 由參考文獻(xiàn)5可得： 銷的定位誤差 ：11minDWd 1 21min2min.DdDdJarctgL 其中： ，10.52D20D ，dm.3d ， inin4m 0.63DW .2J 夾緊誤差 ： cos)(minaxyj 其中接觸變形位移值： 1 ()(9.62nHBZyRaZkNcl 查5表 12 15 有 。 104,0.6,.42,0.7RazHBKCn 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 cos0.28jym 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mjm05. 夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取AD1. 誤差總和： 0.853jw 3. 5 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。 通過定向鍵與銑床工作臺(tái) T 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的 送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的 螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù) GB220780 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：o 圖 5.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù) T 形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表 5.4： 表 5.4 定向鍵 夾具體槽形尺寸 B 2B 公 稱尺 寸 允 差 d 允 差 4 L H h D 1 公稱 尺寸 允 差 D 2h 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 1 8 0.012 0 .035 2 5 1 2 4 1 2 4 .5 18 +0 .019 5 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖 5.3 所示： 標(biāo) 記四 周 倒 圓 圖 5.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表 5.5： 表 5.5 塞尺 公稱尺寸 H 允差 d C 3 0.006 0.25 上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) （1）應(yīng)該守護(hù)的精度和安定性 具體的表面被夾在重要的方面，安裝位置等接觸，安裝的表面的刀塊夾緊安裝特 定的，充分的精度之間的位置精度穩(wěn)定夾在具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造、時(shí)效處理等， 退火處理方式。 （2）、充分的強(qiáng)度和剛度 保證的過程中，夾緊力、切削力等的外力變形和振動(dòng)是不被允許的，足夠的厚度， 剛性夾具應(yīng)該適當(dāng)加固。 （3）的結(jié)構(gòu)和使用方法比較好 夾大工作的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)之間的相互位置的精度和所有的表面的要求很高， 所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，處理的工作、夾具，維修方便。已經(jīng)滿足了功能性要 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 求（剛度和強(qiáng)度）做為前提，需要的體積重量削減，結(jié)構(gòu)簡單。 鐵碎塊（4）擁有 加工過程中，該鐵屑繼續(xù)夾積累的，如果不及時(shí)清除切削熱的積累破壞夾具定位 精度定位零件鐵屑投可能繞組、破壞的定位精度也事故。因此，在這過程中的廢鐵不 多，適當(dāng)增加定位裝置和夾具表面之間的距離的增加的廢鐵空間：切削過程中產(chǎn)生的 以上，普通應(yīng)該具體夾。 （5）安裝牢固，可靠 夾具上安裝安裝夾在所有表面和相應(yīng)的接觸面和葉。文件夾安裝重力的中心，夾 具盡可能低應(yīng)該支持，面積，安裝精度高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底通常是 中空的，識(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后描繪出夾具設(shè)計(jì)。安裝圖夾具。 加工夾具中，必須要忍受的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，夾具的形狀，根據(jù) 夾具的配置和夾具和連接、夾具必須有充分的強(qiáng)度和剛度。加工過程中的切屑形成的 部分夾具、積累太多會(huì)影響工作的定位和夾緊信賴的，所以夾具設(shè)計(jì)構(gòu)造，必須考慮 應(yīng)該鐵屑。另外，夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作，安裝等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考 慮。加工過程中的切屑形成的部分切割?yuàn)A具、積累太多會(huì)影響工作的定位和夾緊信賴 的，所以夾具設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)排出鐵屑要想。 3.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋機(jī)構(gòu)）。 這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、 夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 第 4 章 鉆 13 孔 夾 具 設(shè) 計(jì) 4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 夾具上夾板，定位及夾具兩個(gè)過程相連。定位問題前研究過，其目的是解決工作 的定位的方法和必要的定位精度保證。 決定位就在許多情況下，加工都做不到的。更加治具設(shè)置相應(yīng)的離合器壓板零件， 完成對(duì)夾工件進(jìn)入的任務(wù)全部治具。 離合器的基本任務(wù)保持在工作中獲得的位置固定位置的，所以切削力、重力，慣 性力等的外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和振動(dòng)，加工質(zhì)量和生產(chǎn)的確保安全。有時(shí)工作的 定位是離合器實(shí)現(xiàn)的過程中，正確締付也不正確的工作扶正。 一般夾緊裝置動(dòng)源即發(fā)生原始酌力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)傳達(dá)這樣的原始作用的力之 變?yōu)閵A緊力，并且執(zhí)行任務(wù)的部分夾緊。他是中間交給力機(jī)關(guān)和鉗元件。 考慮到機(jī)床的性能，生產(chǎn)樂途以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)鉗。 螺旋夾緊機(jī)關(guān)斜契夾緊的另一種形式，利用直接鉗元件螺旋桿，或其他零件和機(jī) 構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)夾緊work。最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的螺旋為契機(jī)，其實(shí)相當(dāng)?shù)闹由系?，所以他的作用的原理和斜?的契機(jī)是一樣的。也可以用于斜面移動(dòng)時(shí)造成的壓力夾緊work。這里是通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋 卷，汽缸的斜機(jī)是高度的變化來夾具。 典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特征： （1）結(jié)構(gòu)簡單， （2）擴(kuò)力量大， （3）是瑣碎的性能好， 行程（4）不受限制， （5）夾緊動(dòng)作遲緩。 離合器可分力源裝置，中間傳動(dòng)裝置和離合器，那套治具中，中間傳動(dòng)裝置和鉗 元件合二為一。力源機(jī)動(dòng)夾緊螺栓緊固通過移動(dòng)壓板。夾緊和心靈的作用達(dá)到。 工作通過定位銷定位限制Z軸旋轉(zhuǎn)，通過移動(dòng)夾具夾緊螺栓，實(shí)現(xiàn)工作物的夾具。 然后移動(dòng)蹺蹺板的定心裝置和工作外圓弧面相相合的移動(dòng)夾具，通過正確的圓弧定位， 實(shí)現(xiàn)居中。這一套簡單移動(dòng)壓板制作，容易手動(dòng)調(diào)整。通過實(shí)現(xiàn)蹺蹺板的螺栓庫姆前 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 后移動(dòng)的目的達(dá)成固結(jié)。固結(jié)的同時(shí)，工作的心使之實(shí)現(xiàn)，定位基準(zhǔn)的對(duì)稱中心所定 的位置。 這次的治具設(shè)計(jì)中，位置一根軸位置定位水平方向的插頭。垂直方向，2個(gè)同心半 環(huán)來定位。 “加工品的夾具身體同心圓環(huán)加后，定位銷治好餡兒的鉆頭模板和零部件先 加工的孔的定位，拿出蹺蹺板固結(jié)，之后定位銷。 4.2 夾具的導(dǎo)向 在鉆床上加工孔時(shí)，大都采用導(dǎo)向元件或?qū)蜓b置，用以引導(dǎo)刀具進(jìn)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， 從而保證零件上孔的精度，在鉆床上加工的過程中，導(dǎo)向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，導(dǎo)向裝置如同定位元件一樣，對(duì)于保證 工件的加工精度有這十分重要的作用。 導(dǎo)向元件包括刀桿的導(dǎo)向部分和導(dǎo)向套。 在這套鉆床夾具上用的導(dǎo)向套是鉆套。 鉆套按其結(jié)構(gòu)可分為固定鉆套，可換鉆套，快換鉆套及特殊鉆套。 因此套鉆夾具加工量不大，磨損較小，孔距離精度要求較高，則選用固定鉆套。 如圖4.2。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。 圖4.2 鉆套 鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材料選擇 20Mn2。淬火HRC110。相同的，為了防止定位銷與模板之間的磨損，在模板定位孔之間 套上兩個(gè)固定襯套。選取的標(biāo)準(zhǔn)件代號(hào)為12*18 GB2263-19134。材料仍選取T10A， 淬 火HRC110。公差采用H7/p6的配合。 4.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：鉆頭 13。 則軸向力：見工藝師手冊(cè)表 28.4 F=C d f k 3.1F0zFy 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FFF k =( 07.1)92()103.nHB F=420 1.0.835723(N 轉(zhuǎn)矩 T=C d f kT0ZTy 式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TT T=0.206 2.0.813517.34()NM 功率 P =mKWdV26.090 在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=K K K K1234 式中 K 基本安全系數(shù)，1.5; K 加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;2 K 刀具鈍化系數(shù) , 1.1;3 K 斷續(xù)切削系數(shù), 1.14 則 F =KF=1.5/ )(42391.1. N 鉆削時(shí) T=17.34 N M 切向方向所受力: F =1L T2670534. 取 .f F =4416f )(.41N F Ff1 所以,時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬 間狀態(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： 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 FKW 安全系數(shù) K可按下式計(jì)算有： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5表 可得： 6 12.01.3.0156C 1252.3PK .2f 所以有： 19308()KCWFN 76.P 5()Kf 該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則； 參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力 F夾與切削力之間 的關(guān)系 F夾KF 軸向力：F 夾KF （N） 扭距： Nm93.103.24.05.14.3108.90 MYFXKfdC 在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù) 2K 由資料機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)查表 可得：7 切削力公式： 式（2.17）PffDF75.02.14 式中 20mr/3. 查表 得： 8195.0)1(6.HBKp 即： 69.0NFf 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)16機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 得：12 WfK 安全系數(shù) K可按下式計(jì)算，由式（2.5）有： 6543210 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)16機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表60K 可得： 12 25.01.32.10.2 所以 )(465698NFWfK 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定 選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 4.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 鉆套的類型和特點(diǎn): 1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆 套外圓一般采用 H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔 徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。 2、可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆 模板之間加一個(gè)襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以 F7/m6或 F7/k6配合裝入 襯套中。 3、快換鉆套：當(dāng)對(duì)孔進(jìn)行鉆鉸等加工時(shí)，由于刀徑不斷增大，需要不同的導(dǎo)套 引導(dǎo)刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。 4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標(biāo)準(zhǔn)鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。 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(shí)，鉆頭切屑刃不位于 鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔，如圖4.3。 圖4.3 切屑間隙 C=(0.31.2)d。 在本次夾具鉆模設(shè)計(jì)中考慮了多方面的因素，確定了設(shè)計(jì)方案后，選擇了C=8。因 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。 4.5 鉆模板 在導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)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(qiáng)度，以防變形而影響鉆孔精度。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?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動(dòng)鉆模板等。 在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時(shí)需從夾具體上裝上或卸 下，鉆模板在夾具體上采用定位銷一面雙孔定位，螺栓緊固，鉆模精度較高。 4 4.6 定位誤差的分析 制造誤差 ZZ （1）中心線對(duì)定位件中心線位置精度 . 取 .m05.3.2m04.2 （2）內(nèi)外圓同軸度誤差（查表 P297） .故，8.3 .mDW 142.06.05.8.04.125. 222225422 則 . 0314.0 知此方案可行。 4.7 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)如下圖所 示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。 為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套，以來滿足達(dá)到孔的加工的要求。 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 表 d D D1 H t 基本 極限 偏差 F7 基本 極限 偏差 D6 01 3 +0.010 +0.004 6 11.8 4 7 1.82.6 5 8 6 9 - 2.63 +0.016 +0.006 33.3 6 +0.016 +0.008 9 3.34 7 10 45 8 11 8 12 16 56 +0.022 +0.010 10 +0.019 +0.010 11 68 12 15 10 16 20 810 +0.028 +0.011 15 18 1012 18 +0.023 +0.012 22 12 20 25 1215 22 26 0.008 1518 +0.034 +0.016 26 30 16 28 36 1822 30 +0.028 +0.015 34 2226 35 39 20 36 HT 150 2630 +0.041 +0.020 42 46 3035 48 +0.033 +0.017 52 25 HT15 0 56 3542 55 59 4248 110 66 0.012 4850 +0.050 +0.025 70 +0.039 +0.020 74 30 56 67 0.040 佳木斯大學(xué)工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 4.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 對(duì)夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求 （1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性 在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足 夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時(shí)效處理，退火等處 理方式。 （2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的，夾具應(yīng)有 足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。 （3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò) 夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高， 所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求 （剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。 （4）應(yīng)便于鐵屑去除 在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時(shí)清除，切削熱的積累會(huì)破 壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會(huì)破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。 因此，在這個(gè)