鉸鏈?zhǔn)姐@模板鉆床夾具設(shè)計(jì)含CAD圖,鉸鏈,模板,鉆床,夾具,設(shè)計(jì),CAD 設(shè)計(jì)（XX）任務(wù)書 Ⅰ、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 鉸鏈?zhǔn)姐@模板鉆床夾具設(shè)計(jì) Ⅱ、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容（從專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用、論文框架的設(shè)計(jì)、文 獻(xiàn)資料的收集和應(yīng)用、觀點(diǎn)創(chuàng)新等方面詳細(xì)說(shuō)明）： 機(jī)床夾具作為機(jī)械加工制造領(lǐng)域中的重要部件，在機(jī)械加工制造中具有不可或缺的重要地位。設(shè)計(jì)鉆床夾具學(xué)習(xí)了解夾具設(shè)計(jì)的基本原理和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。在滿足加工要求的前提下選擇最為合理的夾具類型，然后對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具的定位誤差、夾緊力、鉆削力等進(jìn)行計(jì)算和分析。選擇合理的定位原件和定位方式，加緊裝置和分度裝置，繪制 AutoCAD 夾具裝配圖和相關(guān)零件圖，完成夾具設(shè)計(jì)。 1. 收集資料，包括生產(chǎn)綱領(lǐng)，零件工序圖，加工工序要求，收集夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)； 2. 根據(jù)六點(diǎn)定位原理，確定工件的定位方式，選擇定位元件； 3. 工件定位誤差分析； 4. 合理選擇銑削加工余量，計(jì)算刀具切削力以及夾緊工件所需的夾緊力； 5. 確定工件的夾緊方式，選擇合適的夾緊機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)夾緊裝置； 6. 主要定位元件的強(qiáng)度校核 7. 設(shè)計(jì)的夾具裝配圖、零件圖符合使用和制造工藝要求。 其他要求：說(shuō)明書 1 萬(wàn)字以上（35 頁(yè)）、5000 字英文文獻(xiàn)翻譯、300 字中英文摘要。課題折合 0 號(hào)圖 2 張圖紙；除至少有 1 張 A1 手工繪圖外，其余圖紙皆為CAD 繪圖；設(shè)計(jì)說(shuō)明書需打印輸出，并遵守相應(yīng)規(guī)范，參考文獻(xiàn)中除設(shè)計(jì)手冊(cè)和工具書外，至少含有 5 篇以上中文論文文獻(xiàn)和 3 篇以上外文文獻(xiàn)。 Ⅲ、進(jìn)度安排： 2014 年 10 月 20 日～2013 年 11 月 9 日（3 周）：選擇題目，收集材料，聯(lián)系落實(shí)畢業(yè)實(shí)習(xí)單位，填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書； 2014 年 11 月 10 日～2013 年 12 月 7 日（4 周）：布置任務(wù)，明確目標(biāo)、制定計(jì) III 劃，確定初步畢業(yè)設(shè)計(jì)方案； 2014 年 12 月 8 日～2015 年 1 月 4 日（4 周）：深化初步方案，結(jié)合畢業(yè)實(shí)習(xí)加深對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)方案的認(rèn)識(shí)； 2015 年 1 月 5 日～2015 年 1 月 16 日（2 周）：學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步完善； 2015 年 1 月 17 日～2015 年 3 月 1 日（6 周）：繼續(xù)前期工作； 2015 年 3 月 2 日～2015 年 5 月 17 日（11 周）：學(xué)生全部返校，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖，編制畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)工作任務(wù)（2015 年 3 月 30 日～ 2015 年 4 月 5 日接受學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)期中檢查）； 2015 年 5 月 18 日～2015 年 5 月 31 日（2 周）：畢業(yè)成果預(yù)提交、修改、評(píng)閱、答辯。 Ⅳ、主要參考資料： [1] 馮辛安，關(guān)慧貞.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) [M]. 3 版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009. [2] 黃健求.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. [3] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì) [M]. 北京：高等教育出版社，2006. [4] 王躍進(jìn).機(jī)械原理 [M]. 北京：北京大學(xué)出版社，2009. [5] 曾志新，呂明.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) [M]. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社， 2001. [6] 吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 第 3 版. 北京：高等教育出版社，2006. [7] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [S]. 第五版. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010. [8] 劉鴻文.材料力學(xué) [M]. 第 5 版. 北京：高等教育出版社，2010. [9] 李志尊.UG NX 4.0 基礎(chǔ)應(yīng)用與范例解析 [M]. 第 2 版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007. 指導(dǎo)教師：（簽名： ）， 年 月 日 學(xué)生姓名：（簽名： ），專業(yè)年級(jí)： 系負(fù)責(zé)人審核意見(jiàn)（從選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、是否結(jié)合科研或工程實(shí)際、綜合 訓(xùn)練程度、內(nèi)容難度及工作量等方面加以審核）： 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽字： ， 年 月 日 鉸鏈?zhǔn)姐@模板鉆床夾具設(shè)計(jì) 摘 要 機(jī)床夾具作為機(jī)械加工制造領(lǐng)域中的重要部件，在機(jī)械加工制造中具有不可或缺的重要地位。 0 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)鉸鏈?zhǔn)姐@模版鉆床夾具，用于加工汽車變速箱上蓋孔、锪沉孔、鉆螺紋底孔 锪平面等?？讖酱笮》謩e為φ10+ 0.24mm 和φ12mm 和φ8.4mm 并且锪平面需要保證尺寸 32.5±0.1mm。由于此類零件屬于加工精度要求高，需要大批量生產(chǎn)，所以設(shè)計(jì)的夾具必須保證孔的加工精度。另一方面，由于夾具的利用效率較高，成本低，在加工的過(guò)程中使用夾緊裝置，可以縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 設(shè)計(jì)鉆床夾具，首先要認(rèn)真分析被加工零件的尺寸參數(shù)和加工要求。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，在滿足加工要求的前提下，選擇了最為合理的夾具類型。在完成了方案的選擇之后，又對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具的定位誤差，夾緊力，鉆削力等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算和分析，選擇合理的定位元件和定位方式，夾緊裝置以及分度方式，繪制 AutoCAD 夾具裝配圖和相關(guān)零件圖，完成夾具設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：鉆床夾具；鉆模板；定位；夾緊；CAD IV ABSTRACT Fixture as an important part in the field of mechanical processing and manufacturing, has indispensable important status in mechanical processing and manufacturing. The graduation design task is to design hinge drill template drill jig, used in automobile gearbox cover the hole, economic sink hole, drill tap spot-facing and so on.The aperture size of phi respectively φ10+00.24 mm and φ12 mm andφ 8.4 mm phi phi and spot-facing need to make sure that size 32.5 ±0.1 mm.Because such parts are high machining accuracy requirements, the need to mass production, so the design of fixture must ensure that hole machining accuracy.On the other hand, because jig efficiency is higher, the cost is low, in the process of machining using the clamping device, can shorten the down time, improve production efficiency. Meter drill jig, the first to careful analysis the dimensional parameters of the processed parts and processing requirements.In the process of design, by using the basic principle and design of fixture design criterion, on the premise of meet the requirements of processing, chose the most reasonable type of fixture.Upon completion of the scheme, and for the design of the fixture positioning error, clamping force, cutting force and other related parameters for the calculation and analysis, choose the reasonable localization components and the way of positioning, clamping device and the way of dividing, map fixture assembly AutoCAD drawing and related parts, fixture design. Key words: Drilling jig Drill template Locate Clamping CAD 目錄 摘 要 I ABSTRACT IV 第 1 章 緒 論 1 1.1 機(jī)床夾具的作用 1 1.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 1 1.3 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求 1 1.4 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 2 1.5 機(jī)床夾具的組成 3 第 2 章 鉆床夾具的總體設(shè)計(jì) 3 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 10 2.2 夾具的設(shè)計(jì)步驟 6 第 3 章 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 3.1 對(duì)定位元件的基本要求 8 3.1.1 定位方案的選擇 8 3.1.2 定位誤差 8 3.2 夾緊 9 3.2.1 夾緊目的 9 3.2.2 夾緊裝置的組成 9 3.2.3 夾緊裝置的基本要求 9 3.2.4 典型夾緊機(jī)構(gòu) 10 3.3 夾具體 10 3.3.1 目的 10 3.3.2 夾具體毛坯的類型 11 3.4 鉆削切削力計(jì)算 11 3.4.1 鉆削切削力 11 3.4.2 實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算 13 第 4 章 鉆床夾具體及夾具零件的設(shè)計(jì) 16 4.1 夾具體的要求 17 4.2 夾具體毛坯的類型 18 4.3 鉆模板以及鉆套的設(shè)計(jì) 18 第 5 章 夾具誤差的計(jì)算 23 5.1 角度尺寸公差 23 5.2 定位誤差 23 5.3 工件在夾具上加工的精度分析 24 5.4 夾具誤差的計(jì)算 24 總結(jié) 29 致謝 30 參考文獻(xiàn) 32 河海大學(xué)文天學(xué)院本1科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1.1 機(jī)床夾具的作用  第 1 章 緒 論 1 機(jī)械夾具是機(jī)械制造業(yè)中的重要工藝設(shè)備，用來(lái)保證機(jī)械加工質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。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)多用。機(jī)床夾具在機(jī)械加工中發(fā)揮著重要的作用，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。 1.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)場(chǎng)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。 ⑴ 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)。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。 ⑵ 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，相應(yīng)的也提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型眾多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度已達(dá)到± 0.1；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度更為精準(zhǔn)為 5μm。 ⑶ 高效化 高效化的夾具主要是用來(lái)減少工件加工過(guò)程中的基本用時(shí)和輔助用時(shí)，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化機(jī)床夾具夾具有自動(dòng)化機(jī)床夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。 ⑷柔性化 它是指機(jī)床夾具在通過(guò)調(diào)整、組合等方式，可以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的尺寸等。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。當(dāng)前為了適應(yīng)現(xiàn)代化機(jī)械工業(yè)品種多、批量繁雜生產(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)，大力設(shè)計(jì)制作可調(diào)夾具，是當(dāng)前機(jī)械夾具發(fā)展的方向。 1.3 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求 夾具設(shè)計(jì)一般在加工過(guò)程中按照一定的特定需求，我們?cè)谠O(shè)計(jì)夾具的同時(shí)約定要想清楚我們?cè)O(shè)計(jì)的夾具有沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的可能性,設(shè)計(jì)夾具,我們可以因?yàn)槟? 河海大學(xué)文天學(xué)院本2科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 種設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)、安全，我們可以修改方案。設(shè)計(jì)夾具的品質(zhì)程度應(yīng)能保證工件的加工質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)效率高、成本低、易于加工、操作安全、易于維護(hù)等措施。 一個(gè)好的夾具必須滿足以下基本要求: （1） 保證工件加工精度,確保加工精度的關(guān)鍵,首先是選擇正確的定位基準(zhǔn)、定位方法和定位裝置,如果需要定位誤差分析,我們不能只注意到鉆模板等一些地方的精度誤差，也要考慮到夾具時(shí)一個(gè)系統(tǒng)化的整體的影響精度的可能是別的組件，所以我們?cè)O(shè)計(jì)夾具一定要滿足工件的加工精度要求。 （2） 復(fù)雜性,提高生產(chǎn)率和生產(chǎn)特殊的夾具程序應(yīng)該適應(yīng),試著用各種各樣的快速和高效夾緊機(jī)制,確保操作簡(jiǎn)便,縮短輔助時(shí)間,提高生產(chǎn)效率。 （3） 性能好的夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、合理,易于制造、組裝、調(diào)整、檢查和維護(hù)。特殊夾具制造是單件生產(chǎn),當(dāng)最后的調(diào)整，應(yīng)當(dāng)確保夾具擁有修理、調(diào)整和修理夾具的結(jié)構(gòu)和設(shè)置。 （4） 我們?cè)O(shè)計(jì)的夾具應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)便、安全、經(jīng)濟(jì)。安全第一但是在客觀條件允許的前提下應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)性,應(yīng)該盡可能的使用氣動(dòng)、液壓等機(jī)械化夾緊方式降低操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。特殊的夾具應(yīng)該很排屑。如果有必要,應(yīng)當(dāng)設(shè)置排屑機(jī)構(gòu), 以防止廢屑帶來(lái)大量的熱量的積累造成的變形。 （5） 經(jīng)濟(jì)性 好的夾具應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)組件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易制造,降低制造成本的夾具。因此,在設(shè)計(jì)夾具時(shí)需要對(duì)夾具方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析。 1.4 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 我們?cè)诖_定需要加工件的加工工藝方案時(shí)，需要考慮全面一點(diǎn)尤其是以下幾個(gè)方面尤其需要注意： （1） 要考慮到工廠車間的實(shí)際加工情況，同時(shí)也要逐步的改進(jìn)現(xiàn)有的加工方法還有機(jī)器，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。要考慮每個(gè)待加工件需要加工地方的的精度和質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇合適經(jīng)濟(jì)的加工方法。 （2） 要考慮被加工材料的物理性質(zhì)。不同的材料就有不同的加工方法和加工工藝，所以我們?cè)诩庸すぜr(shí)要考慮到工件的材料以及受力等等。所以我們也就是要仔細(xì)的分析工件的物理性質(zhì)然后來(lái)確定加工方法，以及使用什么設(shè)備和加工方法。 （3） 根據(jù)生產(chǎn)類型來(lái)選擇，在大批量生產(chǎn)中可使用專用的高效率的設(shè)備； 2 河海大學(xué)文天學(xué)院本3科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 在單件小批量生產(chǎn)中則使用常用設(shè)備和一般加工方法。 （4） 要考慮到各表面的精度還有質(zhì)量要求，根據(jù)各加工件的技術(shù)要求，選擇加工方法還有到底是分幾次加工。 （5） 除此之外，還要考慮一些其他因素，例如加工表面有無(wú)物理性質(zhì)的特殊要求等等。 1.5 機(jī)床夾具的組成 通常夾具的組成部分如下： （1） 定位裝置； （2） 夾緊裝置； （3） 其他元件及裝置； （4） 夾具體。 3 河海大學(xué)文天學(xué)院本4科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 鉆床夾具的總體設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 本畢業(yè)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)搖臂式鉆床夾具，用于加工汽車變速箱上蓋上的孔， 在零件的端面上有兩個(gè)孔。為了保證鉆孔的加工精度，必須對(duì)工件進(jìn)行固定定位， 為了提高加工的精度，用來(lái)滿足加工和工件的使用要求，夾具的設(shè)計(jì)要求是便于工件加工，便于裝卸，節(jié)省時(shí)間，提高加工效率，加工零件的草圖如圖所示。 圖 2.1.1 加工工件 4 河海大學(xué)文天學(xué)院本5科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 2.1.2 加工平面 如圖所示，被加工零件的材料是 HT200，在零件的端面上鉆孔，孔的直徑為10mm，锪F12 mm 沉孔深 2.5mm 鉆 M10mm 螺紋底孔直徑為 8.4mm 锪平面保證尺寸 35 ± 0.1mm 。 5 河海大學(xué)文天學(xué)院本6科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 2.1.3 夾具裝配草圖 被加工的零件安裝到夾具上左端平面進(jìn)行定位。在加工端面上的孔時(shí)，有可能會(huì)發(fā)生零件的移動(dòng)，所以用定位銷定位設(shè)計(jì)采用固定式鉆模鉆床夾具，在加工的過(guò)程中采用固定快換鉆套進(jìn)行鉆孔，用以滿足設(shè)計(jì)和加工。 2.2 夾具的設(shè)計(jì)步驟 1） 明確設(shè)計(jì)任務(wù)書與收集設(shè)計(jì)材料 夾具設(shè)計(jì)第一步是在生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求下，學(xué)習(xí)研究被加工零件的零件圖、工藝規(guī)程書和設(shè)計(jì)要求任務(wù)書，對(duì)工件進(jìn)行工藝分析。主要工作內(nèi)容是了解工件所用材料和特性；確定工件加工表面、要求、余量、定位的基準(zhǔn)和夾緊表面以及所用到的機(jī)械機(jī)床、切削刀具、量具等。 第二是根據(jù)任務(wù)書收集查閱書籍材料，悉知機(jī)床的技術(shù)參數(shù)，零部件的標(biāo)準(zhǔn)、裝配標(biāo)準(zhǔn)和裝訂標(biāo)準(zhǔn)等，收集一些同類夾具的設(shè)計(jì)樣圖。 2） 擬定夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖 A）分析確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)制定出定位裝置。B）分析確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)選擇夾緊裝置。 6 河海大學(xué)文天學(xué)院本7科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） C） 分析確定對(duì)刀和導(dǎo)向方案，設(shè)計(jì)確定對(duì)刀和導(dǎo)向裝置。 D） 分析確定夾具與機(jī)床的連接方式，設(shè)計(jì)連接元件及安裝基面。 E） 分析確定和設(shè)計(jì)其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)型式，如分度裝置、定位裝置等。 F）分析確定夾具體的結(jié)構(gòu)型式及夾具在機(jī)床上的安裝方式。G）繪制夾具草圖，并應(yīng)標(biāo)注出尺寸、公差和技術(shù)要求等。 3） 進(jìn)行必要的分析計(jì)算 工件的機(jī)械加工精度要求較高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工件的加工精度分析。含動(dòng)力裝置的夾具，需要計(jì)算夾緊力。當(dāng)有較多種夾具方案時(shí)，應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，選用經(jīng)濟(jì)效益更好的設(shè)計(jì)方案。 4） 審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì) 夾具草圖畫出后，應(yīng)問(wèn)詢有關(guān)人員的意見(jiàn)，讓有關(guān)部門審查，最后根據(jù)他們的意見(jiàn)建議對(duì)夾具方案作進(jìn)一步修改完善。 5） 繪制夾具裝配總圖 夾具的總裝配圖按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制。比例盡量采用 1:1. 主視圖按夾具面對(duì)操作者的反向繪制?？倛D應(yīng)把夾具的工作原理、各種裝置的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系等表達(dá)出來(lái)。 夾具總圖的繪制次序應(yīng)如下： A） 用雙點(diǎn)劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個(gè)視圖的準(zhǔn)確合適的位置上。在總圖中，工件看作透明體，不應(yīng)遮擋后面夾具的線條。 B） 繪出定位裝置、夾緊裝置、對(duì)刀或?qū)蜓b置、其它裝置、夾具體及連接元件和安裝基面等。 C） 標(biāo)注出必要的尺寸、公差和技術(shù)要求。D）編制出夾具明細(xì)表及標(biāo)題欄 完整準(zhǔn)確的夾具裝配總圖可參閱夾具圖冊(cè)。6）繪制夾具零件圖 夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件需要畫出零件圖。并按總圖的要求，確定零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。 7 河海大學(xué)文天學(xué)院本8科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 章 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 對(duì)定位元件的基本要求 1) 足夠的精度 工件的定位通過(guò)定位副的接觸（或配合）實(shí)現(xiàn)，定位元件上限位基面的精度直接影響工件的定位，因此，限位基面需足夠的精度，來(lái)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，還起到支撐元件、承受夾緊力和切削力的作用，因此，需足夠的強(qiáng)度和剛度，以免使用時(shí)變形或損毀。 3) 耐磨性好 為了延長(zhǎng)定位元件的使用周期，提高夾具使用壽命，定位元件應(yīng)有較好的耐磨性。 4) 工藝性好 結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、合理，便于加工、裝配和更換。 3.1.1 定位方案的選擇 工件用夾具定位的任務(wù)：使同一加工工序中的一批工件都能在夾具中有正確的位置，工件位置的正確與否，用加工要求來(lái)衡量，滿足加工要求的為正確，不滿足加工要求的不正確。一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，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)。 3.1.2 定位誤差 定位誤差實(shí)質(zhì)上就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的位置最大變動(dòng)量。 定位誤差的原因主要有兩個(gè)方面：① 由定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不同引起的定位誤差，稱基準(zhǔn)不重合誤差，以Db 表示。 ② 由定位副制造誤差及其配合間隙引起的定位誤差，以D j 表示。 合成時(shí)，若Δb 和Δj 同一誤差造成的，這是Δb 和Δj 關(guān)聯(lián)，此時(shí)如果它們的方向相同，合成時(shí)取“+”，方向相反，合成時(shí)取“-”，當(dāng)兩者不關(guān)聯(lián)時(shí)，直接兩者相加。 8 Dd = Db ± Dt （3-1） 機(jī)床夾具的主要功能：在機(jī)床上加工工件，將工件定位裝好用夾具夾緊工件。一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，由于工件及定位元件有加工誤差，各個(gè)工件 河海大學(xué)文天學(xué)院本9科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 所占據(jù)的位置不完全一致，造成加工后加工尺寸不完全一致，形成定位誤差，用Δd 表示。 將工件裝好，就是在機(jī)床上確定工件相對(duì)刀具的正確位置，這為定位。將工件夾緊是對(duì)工件施加作用力，使之在定好的位置上將工件夾緊，此過(guò)程稱為夾緊。從定位到夾緊的過(guò)程，稱為裝夾。機(jī)床夾具的功能就是完成工件的裝夾工作。工件裝夾的好壞，直接影響工件加工精度，因此，準(zhǔn)確定位是很重要的環(huán)節(jié)，必須計(jì)算定位誤差。 3.2 夾緊 3.2.1 夾緊目的 夾緊的目的是保持工件在定位中獲得的正確位置上，即使在外力（夾緊力、切削力、離心力等外力）作用下也不發(fā)生移動(dòng)和振動(dòng)。 3.2.2 夾緊裝置的組成 夾緊裝置分為手動(dòng)夾緊和機(jī)動(dòng)夾緊兩大類型。根據(jù)加緊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功用，夾緊裝置一般有三部分組成： ⑴ 動(dòng)力源裝置 用于生產(chǎn)夾緊力，是機(jī)動(dòng)夾緊的必備裝置，如氣壓裝置、液壓裝置、電動(dòng)裝置、磁力裝置等。 ⑵ 傳力機(jī)構(gòu) 它是介于動(dòng)力源和夾緊元件之間的機(jī)構(gòu)。由它將動(dòng)力源產(chǎn)生的夾緊力傳給夾緊部件，然后由夾緊元件最后完成工件的夾緊。中間傳力機(jī)構(gòu)可以在傳遞夾緊力的過(guò)程中可以改變夾緊力的方向和大小，并可以有自鎖性能。 ⑶ 是實(shí)現(xiàn)夾緊的最終執(zhí)行元件。由它和工件直接接觸完成夾緊工件。 3.2.3 夾緊裝置的基本要求 夾緊裝置是夾具的重要組成部分?？茖W(xué)合理地設(shè)計(jì)和選擇夾緊裝置，可以保證工件的加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。對(duì)夾緊裝置提出以下要求： ⑴ 工件在夾緊過(guò)程中，不能破壞工件在定位時(shí)所獲得的正確位置。 ⑵ 夾緊力的大小應(yīng)可靠、適當(dāng)。 ⑶ 夾緊動(dòng)作要準(zhǔn)確迅速，以便提高生產(chǎn)效率。 ⑷ 加工操作時(shí)方便、省力、安全，以改善工人的勞動(dòng)條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 ⑸ 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造。 9 河海大學(xué)文天學(xué)院本1科0 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3.2.4 典型夾緊機(jī)構(gòu) 斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 斜楔夾緊主要用于增大夾緊力或改變夾緊力方向。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是從斜楔夾緊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化而來(lái)的，類似于將斜楔斜面繞在圓柱體上，轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋可夾緊工件。 偏心夾緊機(jī)構(gòu) 偏心夾緊機(jī)構(gòu)利用偏心輪回轉(zhuǎn)時(shí)其半徑逐漸增大而產(chǎn)生夾緊力來(lái)夾緊工件，偏心夾緊機(jī)構(gòu)常與壓板聯(lián)合使用。 3.3 夾具體 3.3.1 目的 夾具體在夾具中的作用是連接夾緊機(jī)構(gòu)，還有固定工件等裝置讓整個(gè)機(jī)構(gòu)成為一個(gè)整體。然后夾具再與機(jī)床上有關(guān)部件連接，定位，讓夾具在機(jī)床上位置相對(duì)固定。 夾具體的要求 1） 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 保證在加工過(guò)程中，夾具體在夾緊力和切削力等外力的作用下，不致產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng) 2） 結(jié)構(gòu)一般簡(jiǎn)單，具有較良好的工藝性 保證強(qiáng)度和剛度的條件時(shí)，力求做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，質(zhì)量輕，特別是對(duì)于移動(dòng)和反轉(zhuǎn)夾具。 質(zhì)量不應(yīng)太大（一般不超過(guò) 10kg,便于操作。） 3）尺寸要穩(wěn)定 對(duì)于鑄造夾具體，進(jìn)行時(shí)效熱處理操作；對(duì)于焊接夾具體，進(jìn)行退火處理， 以消除內(nèi)應(yīng)力，保證夾具體加工尺寸的穩(wěn)定。 4） 便于排屑 為防止加工中切屑聚集在定位元件工作表面或其他裝置中，而影響工件的正確定位和夾具的正確工作。在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，要考慮切屑的排除問(wèn)題 5） 在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，重心越高則支承面應(yīng)越大；夾具底面四邊應(yīng)凸出，使夾具體的安裝基面與機(jī)床的工作臺(tái)面接觸良好。接觸邊或支腳的寬度應(yīng)大于機(jī)床工作臺(tái)梯形槽的寬度，應(yīng)一次加工 10 河海大學(xué)文天學(xué)院本11科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 出來(lái)，并保證一定的平面精度；當(dāng)夾具在機(jī)床主軸上安裝時(shí)，夾具安裝基面與主軸相應(yīng)表面應(yīng)有較高的配合精度，并保證夾具體安裝穩(wěn)定可靠。 但總之我們?cè)O(shè)計(jì)夾具應(yīng)當(dāng)保證我們的夾具有相應(yīng)的精度，足夠安全，，有著足夠的使用壽命，并且穩(wěn)定可靠，這才是一個(gè)成功的夾具。 3.3.2 夾具體毛坯的類型 1）鑄造夾具體 鑄造夾具體的優(yōu)點(diǎn)是工藝性好，可鑄出各種復(fù)雜形狀，具有較好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性，但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，需進(jìn)行時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。常用材料為灰鑄鐵（如 HT200），要求強(qiáng)度高時(shí)用鑄鋼（如 ZG270-500），要求重量輕時(shí)鑄鋁 （如 ZL104）。目前鑄造夾具體應(yīng)用較多。2）焊接夾具體 焊接夾具體，它由鋼板、型材焊接而成，這種夾具體制造方便、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕（壁厚比鑄造夾具體?。５附訆A具體的熱應(yīng)力較大，易變形， 需經(jīng)退火處理，以保證夾具體尺寸的穩(wěn)定性。 3） 鍛造夾具體 鍛造夾具體，它適用于形狀簡(jiǎn)單、尺寸不大、要求強(qiáng)度和剛度大的場(chǎng)合。鍛造后也需經(jīng)退火處理。此類夾具體應(yīng)用較少。 4） 型材夾具體 小型夾具體可以直接用板料、棒料、管料等型材加工裝配而成。這類夾具體取材方便、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕，如各種心軸類夾具的夾具體及鋼套鉆模夾具體。 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)中夾具體采用鑄造夾具體，鉆模板、圓弧板、底板的材料均采用灰鑄鐵（HT200）。HT200 指的是最低抗拉強(qiáng)度為 200MPa 的灰鑄鐵，是較高強(qiáng)度鑄鐵，基體為珠光體，強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性、減振性均較好，鑄造性能也較好，使用前需要進(jìn)行人工時(shí)效處理，主要用來(lái)鑄造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸、汽缸套、車床床身等承受壓力及振動(dòng)部件。灰鑄鐵可以完美的實(shí)現(xiàn)我的夾具所需要的一切條件。 3.4 鉆削切削力計(jì)算 3.4.1 鉆削切削力 11 河海大學(xué)文天學(xué)院本1科2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 需要鉆孔零件的材料為 HT200。 指 的 是 最 低 抗 拉 強(qiáng) 度 為 200MPa 的 灰 鑄 鐵 。 1.承受較大應(yīng)力的零件（彎曲應(yīng)力<29.40MPa） 2.摩擦面間的單位面積壓 力>0.49MPa（大于 10t 在磨損下工作的大型鑄件壓力>1.47MPa） 3.要求一 定的氣密性或耐弱腐蝕性介質(zhì)。 鉆削切削力的計(jì)算公式如表 3-3： 表 3-3 鉆削切削力的計(jì)算公式 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 sb =736MPa 鉆 高速鋼 M = 0.34D2 f 0.8 K p Ff = 667DF K 0.7 P 擴(kuò)鉆 M = 0.88Da0.9 f 0.8 K p p F = 371a1.3 f 0.7 K f P p 耐熱鋼 （HB141） 鉆 M = 0.40D2 f 0.7 K p Ff = 1402Df K 0.7 P 灰鑄鐵 （HB190） M = 0.21D2 f 0.8 K p Ff = 419Df K 0.8 P 硬質(zhì)合金 M = 0.12D2 f 0.8 K p F = 412D1.2 f 0.75 K f P 擴(kuò)鉆 高速鋼 M = 0.83D2a0.75 f 0.8 K p P F = 231a1.2 f 0.4 K f p P 可鍛鑄鐵 （HB120） 鉆 M = 0.21D2 f 0.8 K P F = 425Df 0.8 K f P 硬質(zhì)合金 M = 0.098D2.2 f 0.8 K P F = 319D1.2 f 0.75 K f P 銅合金 高速鋼 M = 0.12D2 f 0.8 K p Ff = 309Df K 0.8 P 12 鉆削時(shí)的進(jìn)給量  f：0.15~0.32mm/轉(zhuǎn)，取 f=0.2mm/轉(zhuǎn) 由表 3-3 可知，切削扭矩的計(jì)算公式 p M = 0.34D2 f 0.8 K  （3-1） KP 為修正參數(shù)，它的計(jì)算公式 因?yàn)?HT200 的抗拉強(qiáng)度 sb 3 200MPa ，取sb = 736MPa 河海大學(xué)文天學(xué)院本1科3 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 P ? K = ? sb ?0.75 ÷ è 736 ? ? 736  ?0.75 = ? è 736 = 104.5 ′106 ÷ ? （3-2） f12 孔，帶入式 3-1 得： M = 0.34 ′ (12 ′10-3 )2 ′ 0.20.8 ′104.5 = 1.84 ′10-1.5 N × m  （3-3） f10 孔，帶入式 3-1 得： M = 0.34 ′ (10 ′10-3 )2 ′ 0.20.8 ′104.5 = 3.3′10-1.5 N × m  （3-4） 由表 3-3 可知，切削力的計(jì)算計(jì)算公式如下，其中 f=0.2mm/轉(zhuǎn) P f F = 667DF 0.7 K （3-5） 計(jì)算孔的切削力，帶入式 3-3 得： f F = 667 ′12 ′10-3 ′ (0.2 ′10-3 )0.7 ′104.5 f12 ? 60N （3-6） 計(jì)算f12 孔的切削力，帶入式 3-3 得： f F = 667 ′12 ′10-3 ′ (0.2 ′10-3 )0.7 ′104.5 ? 80N  （3-7） 3.4.2 實(shí)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(guò)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： WK = WK （3-8） 河海大學(xué)文天學(xué)院本1科4 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 式中 WK —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)。 14 安全系數(shù) K 可按下試計(jì)算：  K = K0 K1K2 K3 K4 K5 K6  （3-9） 式中， K0 ~ K6 為各種因素的安全系數(shù)，如表 3-1。 表 3-1 安全系數(shù) K0 ~ K6 的數(shù)值 符號(hào) 考慮的因素 系數(shù)值 K0 考慮工件材料及加工余量均勻性的安全系數(shù) 1.2~1.5 K1 加工性質(zhì) 粗加工 1.2 K2 精加工 1.0 K3 刀具鈍化程度（詳見(jiàn)表 3） 1.0~1.9 K4 切削特點(diǎn) 連續(xù)切削 1.0 斷續(xù)切削 1.2 K5 夾緊力的穩(wěn)定性 手動(dòng)夾緊 1.3 機(jī)動(dòng)夾緊 1.0 K6 手動(dòng)夾緊的手柄位置 操作方便 1.0 操作不方便 1.2 K7 僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)，工件與 支撐面接觸的情況 接觸點(diǎn)穩(wěn)定 1.0 接觸點(diǎn)不穩(wěn)定 1.5 若安全系數(shù) K 的計(jì)算結(jié)果小于 2.3 時(shí)，取 K=2.5。 鉆孔時(shí)，根據(jù)表 3-1、表 3-2，帶入式 3-6，計(jì)算相應(yīng)的安全系數(shù)得： 河海大學(xué)文天學(xué)院本1科5 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） K = K0 K1K2 K3 K4 K5 K6 15 = 1.3′1.0 ′1.5′1.0 ′1.3′1.0 （3-10） ? 2.5 表 3-2 安全系數(shù) K2 加工方法 切削力分力情況 K 鉆削 MK 鑄鐵 鋼 FC 1.15 1.15 粗?jǐn)U（毛坯） MK 1.0 1.0 FC 1.3 1.3 精擴(kuò) MK 1.2 1.2 FC 1.2 1.2 粗車或粗鏜 FC 1.0 1.0 FP 1.2 1.4 Ff 1.25 1.6 精車或精鏜 FC 1.05 1.0 FP 1.4 1.05 Ff 1.3 1.0 圓周銑削 （粗、精） FC 1.2~1.4 1.6~1.8(含碳量小于 0.3%) 1.2~1.4(含碳量大于 0.3%) 端面銑削 （粗、精） FC 1.2~1.4 1.6~1.8(含碳量小于 0.3%) 1.2~1.4(含碳量大于 0.3%) 河海大學(xué)文天學(xué)院本1科6 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 磨削 FC 1.15~1.2 拉削 F 1.5 16 河海大學(xué)文天學(xué)院本1科7 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 章 鉆床夾具體及夾具零件的設(shè)計(jì) 4.1 夾具體的要求 1） 有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面（與機(jī)床相連接的表面）等，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹龋?它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取? 為使夾具體尺寸穩(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） 有足夠的強(qiáng)度和剛度 加工過(guò)程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不產(chǎn)生變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。因此夾具體需要有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體常設(shè)置加強(qiáng)筋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體。 3） 結(jié)構(gòu)工藝性好 夾具體應(yīng)便于制造、裝配和檢驗(yàn)。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應(yīng)鑄出凸臺(tái)，以減少加工面積。夾具體毛面與工件之間應(yīng)留有足夠的間隙，一般為4~15mm。夾具體結(jié)構(gòu)型式應(yīng)便于工件的裝卸，分為開(kāi)式結(jié)構(gòu)、半開(kāi)式結(jié)構(gòu)、框架式結(jié)構(gòu)等。 4） 排屑方便 切屑多時(shí)，夾具體上應(yīng)考慮排屑結(jié)構(gòu)?？梢栽趭A具體開(kāi)排屑槽、在夾具體下部設(shè)置排屑斜面。 5） 在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，重心越高則支承面應(yīng)越大；夾具底面四邊應(yīng)凸出，使夾具體的安裝基面與機(jī)床的工作臺(tái)面接觸良好。接觸邊或支腳的寬度應(yīng)大于機(jī)床工作臺(tái)梯形槽的寬度，應(yīng)一次加工出來(lái)，并保證一定的平面精度；當(dāng)夾具在機(jī)床主軸上安裝時(shí)，夾具安裝基面與主軸相應(yīng)表面應(yīng)有較高的配合精度，并保證夾具體安裝穩(wěn)定可靠。 17 河海大學(xué)文天學(xué)院本1科8 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4.2 夾具體毛坯的類型 5） 鑄造夾具體 鑄造夾具體的優(yōu)點(diǎn)是工藝性好，可鑄出各種復(fù)雜形狀，具有較好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性，但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，需進(jìn)行時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。常用材料為灰鑄鐵（如 HT200），要求強(qiáng)度高時(shí)用鑄鋼（如 ZG270-500），要求重量輕時(shí)鑄鋁 （如 ZL104）。目前鑄造夾具體的應(yīng)用較多。6）焊接夾具體 焊接夾具體，它由鋼板、型材焊接而成，這種夾具體制造方便、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕（壁厚比鑄造夾具體?。５附訆A具體的熱應(yīng)力較大，易變形， 需經(jīng)退火處理，以保證夾具體尺寸的穩(wěn)定性。 7） 鍛造夾具體 鍛造夾具體，它適用于形狀簡(jiǎn)單、尺寸不大、要求強(qiáng)度和剛度大的場(chǎng)合。鍛造后也需經(jīng)退火處理。此類夾具體應(yīng)用較少。 8） 型材夾具體 小型的夾具體可以直接用板料、棒料、管料等型材加工裝配而成。這類夾具體取材方便、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕，如各種心軸類夾具的夾具體及鋼套鉆模夾具體。 在該畢業(yè)設(shè)計(jì)中采用鑄造夾具體，蓋板、中間板、底板的材料均采用灰鑄鐵 （HT200）。HT200 指的是最低抗拉強(qiáng)度為 200MPa 的灰鑄鐵，是較高強(qiáng)度鑄鐵， 基體為珠光體，強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性、減振性均較好，鑄造性能也較好，使用前需要進(jìn)行人工時(shí)效處理，主要用來(lái)鑄造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸、汽缸套、車床床身等承受壓力及振動(dòng)部件。 工作條件: 1. 承受較大應(yīng)力的零件（彎曲應(yīng)力<29.40MPa）； 2. 摩擦面間的單位面積壓力>0.49MPa（大于 10t 在磨損下工作的大型鑄件壓力>1.47MPa）； 3. 要求一定的氣密性或耐弱腐蝕性介質(zhì)。 4.3 鉆模板以及鉆套的設(shè)計(jì) 1、鉆模板 18 河海大學(xué)文天學(xué)院本1科9 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 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(jiàn)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(guò)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，且鉆模板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。 2、鉆套 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(guò)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 4-1）直接被壓在鉆模板上，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。 19 河海大學(xué)文天學(xué)院本2科0 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 4-1 固定鉆套 （2） 可換鉆套 可換鉆套（如圖 4-2）用于零件單一、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/m6 或 F7/k6 配合，襯套和鉆模板之間采用 H7/n6 配合。當(dāng)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。 20 河海大學(xué)文天學(xué)院本2科1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 4-2 可換鉆套 （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(lái)引導(dǎo)刀具，此時(shí)應(yīng)使用快換鉆套（如圖 4-3）。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。 圖 4-3 快換鉆套 （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 4-4 加長(zhǎng)鉆套為常見(jiàn)的特殊鉆套，在加工凹面上的孔時(shí)使用，為減少刀具與鉆套的摩擦，可將鉆套引導(dǎo)高度 H 以上的孔徑放大，鉆套的高度 H 增大，則導(dǎo)向性能好，刀具剛度提高，加工精度高，但 21 河海大學(xué)文天學(xué)院本2科2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鉆套與刀具的磨損加劇，一般取 H=1～2.5d。 22 河海大學(xué)文天學(xué)院本2科3 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 章 夾具誤差的計(jì)算 5.1 角度尺寸公差 規(guī)定了未注出公差的角度尺寸的極限偏差數(shù)值；適用于金屬切削加工的尺寸，也適用于一般的沖壓加工的尺寸，非金屬材料和其他工藝方法加工的尺寸可參照采用。 一般公差分精密、中等、粗糙、最粗共 4 個(gè)公差等級(jí)，按未注公差的線性尺寸和角度尺寸分別給出了各公差等級(jí)的極限偏差數(shù)值。 表 5-1 角度尺寸的極限偏差數(shù)值 公差等級(jí) 長(zhǎng)度分段 mm ~10 >10~50 >50~120 >120~400 >400 精密 f ±10 ± 30' ± 20' ±10' ± 5' 中等 m 粗糙 c ±1030' ±10 ± 30' ±15' ±10' 最粗 v ± 30 ± 20 ±10 ± 30' ± 20' 5.2 定位誤差 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DD 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DB ；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DY 。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。計(jì)算 時(shí)，和計(jì)算出DB 和DY ，然后將兩者合成而得DD 。 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DB 與DY 無(wú)相關(guān)公共變量，則DD = DB + DY 。 若工序基準(zhǔn)在定位基面上，即DB 與DY 有相關(guān)公共變量，則DD = DB ± DY 。 23 河海大學(xué)文天學(xué)院本2科4 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 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， DY （或定位基準(zhǔn)）與DB （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)。 5.3 工件在夾具上加工的精度分析 1. 影響加工精度的因素 用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度有關(guān)的因素，有定位誤差DD 、對(duì)刀誤差DT 、夾具在機(jī)床上的安裝誤差D A 和夾具誤差D J 。 在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差DG 。上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對(duì)工件的位置不精確，從而形成總的加工誤差?D 。 5.4 夾具誤差的計(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(guò)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(guò)程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過(guò)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。 f12 孔的鉆模板長(zhǎng)度為 40mm，公差等級(jí)按中等 m 設(shè)計(jì)，根據(jù)表 5-1（角度 尺寸的極限偏差數(shù)值）中得，鉆f12 孔的定位誤差為鉆孔時(shí)的角度公差為± 30' 。 24 D D = ±30' = ±0.50 = ±0.5′ 1 57.3  ? ±0.0087 2) 對(duì)刀誤差DT 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。 河海大學(xué)文天學(xué)院本2科5 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖 5-3 鉆模對(duì)刀誤差 鉆模對(duì)刀誤差DT 的計(jì)算如圖 5-3 所示，刀具與鉆套的最大配合間隙 X max 的 存在會(huì)引起刀具的偏斜，將導(dǎo)致加工孔的偏移量 X 2 B + h + H 25 X = ?2 X 2 H  max 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 X 2 計(jì)算對(duì)刀誤差： DT = X 2 ； 工件薄時(shí)，按 X max 計(jì)算對(duì)刀誤差： DT = X max 。 鉆f10和f12 孔時(shí)，工件為薄壁件，所以DT = X max 。鉆f10 孔 鉆套導(dǎo)向尺寸為f10（G9）+0.008 ，鉆頭尺寸為f10（j9）+0.003 。 +0.004 -0.002 DT = X max = 0.009 - (-0.002) = 0.011 鉆f12 孔 河海大學(xué)文天學(xué)院本2科6 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鉆套導(dǎo)向尺寸為f12（G10）+0.014 ，鉆頭尺寸為f12（js8）+0.0045 。 +0.005 -0.0045 DT = X max = 0.014 - (-0.0045) = 0.0185 3) 夾具安裝誤差D 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。圖 5-2 中夾具的安裝基面為平面，因而沒(méi)有安裝誤差， D A =0. 4) 夾具誤差D J 因夾具上定位元件、對(duì)刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準(zhǔn)之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差D J 主要包括定位元件相對(duì)于安 裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差D J 1 ；定位元件相對(duì)于對(duì)刀或?qū)蛟ò瑢?dǎo)向元件之間）的尺寸或位置誤差D J 2 ；導(dǎo)向元件相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差D J 3 ； 若有分度裝置時(shí)，還存在分度誤差DF 。以上幾項(xiàng)共同組成夾具誤差D J 。 圖 5-2 中，鉆端面f10 的孔時(shí)，保證位置精度f(wàn)0.01。按 IT3 級(jí)，影響尺寸28 ± 0.004 的夾具誤差的定位面到導(dǎo)向孔軸線的尺寸誤差fJ 2 =0.008，及導(dǎo)向孔對(duì)安裝基面 B 的垂直度f(wàn)J3 =0.004. 鉆f12 的孔時(shí)，保證垂直度f(wàn)0.02 。按 IT4 級(jí)，影響尺寸31.9 ± 0.005 的夾具誤差的定位面到導(dǎo)向孔軸線的尺寸誤差fJ 2 =0.010，及導(dǎo)向孔對(duì)安裝基面B 的垂直度f(wàn)J3 =0.005. 5) 加工方法誤差DG 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dK 的 1/3.計(jì)算時(shí)可設(shè) D = dK G 3 鉆f10 孔 26 河海大學(xué)文天學(xué)院本2科7 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） D = dK G 3 = 0.02 = 0.0067 3 27 鉆f10 孔 D = dK G 3 = 0.04 = 0.013 。3 2. 保證加工精度的條件 工件在加工時(shí)，總加工誤差?D 為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立的隨機(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 ?D = ￡ dK 即工件的總加工誤差?D 應(yīng)不大于工件的加工尺寸dK 。 為保證夾具的使用壽命，防止夾具因磨損而過(guò)早報(bào)廢，因此在分析計(jì)算工件的加工精度時(shí)，需要留出一定的精度儲(chǔ)備量 JC 。因此將上式改寫為 ?D = dK - JC 或 JC = dK - ?D 3 0 當(dāng) JC 3 0 時(shí)，夾具能滿足工件的加工要求。 JC 值的大小還表示了夾具使用壽命的長(zhǎng)短和夾具總圖上各項(xiàng)公差值dJ 確定得是否合理。 3. 鉆孔的加工精度計(jì)算 在圖 5-2 所示鉆模上鉆機(jī)殼的f10和f12 孔時(shí)，加工精度的計(jì)算列于表 5-2 中。 表 5-2 用鉆模鉆f12和f10 孔的加工精度計(jì)算 誤差名稱誤 差計(jì)算 加工要求 位置度f(wàn)0.01 mm 垂直度f(wàn)0.02 mm DD 0 0.0087 mm DT 0.011 mm 0.0185 mm 河海大學(xué)文天學(xué)院本2科8 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） D A 0 0 D J 0.008+0.004 （mm） 0.010+0.005 (mm) DG 0.0067 mm 0.013 mm ?D 0.0157 mm 0.0267 mm JC 0.0043 mm 0.0133 mm 由表 5-2 可知，該鉆模滿足加工工件的各項(xiàng)精度要求，且有一定的精度儲(chǔ)備。 28 河海大學(xué)文天學(xué)院本2科9 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總結(jié) 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(guò)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，在零件的端面上鉆兩個(gè)孔，另外在側(cè)壁上锪孔。為了使鉆孔的位置精確，必須對(duì)零件進(jìn)行定位、安裝、夾緊。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中采用大量的標(biāo)準(zhǔn)件，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，既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。 通過(guò)本次論文的設(shè)計(jì)，我的繪圖能力和解決問(wèn)題的能力得到了很大提高，掌握了零件設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。同時(shí)，我還學(xué)會(huì)了許多 Word 的操作知識(shí)，重新學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)自己的 AutoCAD 制圖。 29 河海大學(xué)文天學(xué)院本3科0 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 致謝 經(jīng)過(guò)了將近 6 個(gè)月的學(xué)習(xí)和努力，在張興權(quán)老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下， 我終于基本完成了《鉆床夾具設(shè)計(jì)》的畢業(yè)論文。從論文課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)，每一步對(duì)我來(lái)說(shuō)無(wú)疑都是巨大的挑戰(zhàn)，但是也成就了我在大學(xué)期間最重要的學(xué)習(xí)。記得在剛看到這個(gè)課題時(shí)，由于夾具設(shè)計(jì)以及相關(guān)知識(shí)都不是很了解，我有些不知所措，不知道該從何入手。之后，在張老師的悉心指導(dǎo)下，我清楚要做好畢業(yè)設(shè)計(jì)，必須了解相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，去圖書館查閱相關(guān)資料、上網(wǎng)去了解有關(guān)鉆床夾具各種資料。 在具體設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我遇到了很多問(wèn)題，例如：加工零件時(shí)，我應(yīng)該如何定位，才能滿足要求，又能使加工方便、快捷、高效。于是我不斷地給自己提出新的想法，然后去論證這種想法的使用性，在這個(gè)循環(huán)往復(fù)的過(guò)程中，我學(xué)到了很多東西，同時(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)也在一天天的完成中。雖然我的設(shè)計(jì)作品不是很成熟， 參考了很多資料仍然還有很多不足之處，但我心里有一種莫大的幸福感，因?yàn)槲覍?shí)實(shí)在在地走過(guò)了一個(gè)完整的設(shè)計(jì)所應(yīng)該走的每一個(gè)過(guò)程，并且享受了每一個(gè)過(guò)程，更重要的是這個(gè)設(shè)計(jì)中我加入了自己鮮活的思想。 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我學(xué)到的不僅僅是畢業(yè)設(shè)計(jì)本身，還有很多畢業(yè)設(shè)計(jì)之外的東西，一種態(tài)度，既是對(duì)學(xué)術(shù)的態(tài)度，也是對(duì)人生的態(tài)度，盡自己所能，認(rèn)真做好手邊的事情。有些東西，最開(kāi)始接觸的時(shí)候，我們會(huì)覺(jué)得很陌生、很難，不知從何入手，這時(shí)，我們需要靜下心來(lái)，仔細(xì)分析，將問(wèn)題一點(diǎn)一點(diǎn)的解決，這是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，也是一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程，期間會(huì)覺(jué)得茫然、困惑、不知所措，但是當(dāng)我們堅(jiān)持到最后，完成它的那一刻，我們會(huì)覺(jué)得很有成就感，那是一種對(duì)自己能力的肯定，對(duì)自己的認(rèn)可。 四年間，每次走進(jìn)教研室都會(huì)讓我感受到一種親切熱情的氛圍。無(wú)論是學(xué)習(xí)、工作生活上的問(wèn)題，恩師們都會(huì)悉心給以指導(dǎo)解答，讓我獲益匪淺。也就是在這里，開(kāi)始了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)點(diǎn)。從某種意義上可以說(shuō)，今日的畢業(yè)論文其實(shí)從大一時(shí)已經(jīng)開(kāi)始了。機(jī)械系的老師們，為我四年的學(xué)習(xí)、成長(zhǎng)創(chuàng)造了一個(gè)良好的環(huán)境， 不斷的充實(shí)自我。在此，我真誠(chéng)的向你們道一聲：“謝謝！”。 在這里我要特別感謝我的指導(dǎo)老師—張興權(quán)老師。他為人隨和熱情，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心。在閑聊中他總是能像知心朋友一樣鼓勵(lì)我，在論文的寫作和措辭等方面 30 河海大學(xué)文天學(xué)院本3科1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 他也總會(huì)以“專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”嚴(yán)格要求我，從選題、定題開(kāi)始，一直到最后論文的反復(fù)修改、潤(rùn)色，張老師始終認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予我深刻而細(xì)致地指導(dǎo)，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。正是張老師的無(wú)私幫助與熱忱鼓勵(lì)，我的畢業(yè)論文才能夠得以順利完成，謝謝張老師。 在此祝愿全天下所有老師身體健康，全家幸福！ 31 河海大學(xué)文天學(xué)院本3科2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（