《畢業(yè)設(shè)計(jì)論文4110發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼周邊孔鉆削夾具設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)論文4110發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼周邊孔鉆削夾具設(shè)計(jì)（32頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 邵 陽(yáng) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 課 題 名 稱(chēng)4110發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼周邊孔鉆削夾具設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 學(xué) 號(hào) 6 院(系)、專(zhuān)業(yè)機(jī)械與能源工程系機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指 導(dǎo) 教 師 職 稱(chēng) 副 教 授 2006年 6月 內(nèi) 容 提 要 本設(shè)計(jì)的是4110發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼周邊孔的鉆模設(shè)計(jì)。殼體周邊上的孔是按一定的角度和距離分布的，為了使工件在一個(gè)位置上加工后連同定位元件相對(duì)于

2、刀具轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度在另一個(gè)位置上繼續(xù)進(jìn)行加工，將鉆模設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)式。工件采用“一面兩孔”的定位方式在回轉(zhuǎn)分度鉆盤(pán)上定位，用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊。由于鉆孔時(shí)切削條件差，常會(huì)影響孔的加工精度和生產(chǎn)效率的提高。因尤其是孔和孔系的位置精度，用畫(huà)線(xiàn)找正的辦法，難以達(dá)到較高的精度和生產(chǎn)效率。此本鉆模借助于其上的鉆套引導(dǎo)刀具，可以準(zhǔn)確地確定刀具與工件之間的相對(duì)位置?？紤]到本鉆模所服務(wù)的加工中的孔直徑，安裝鉆套的鉆模板固定在分度盤(pán)上，提高定位剛性和加工精度。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中還將對(duì)鉆模的定位，分度和調(diào)刀誤差進(jìn)行分析，目的既希望本次設(shè)計(jì)合乎實(shí)際的生產(chǎn)需要，能在實(shí)際生產(chǎn)中使用。

3、 Summary This design is the 4110 engine fly wheel housing peripheral hole jig design. The shell peripheral on the hole away from the distribution according to certain angle, In order to cause the components to process after a position together with locates the part to be opposite in c

4、utting tool rotation certain angle continues in another position to carry on the processing, designs the jig the rotation type. Components use “at the same time two” the locate mode drills on the plate in the rotation indexing to locate, clamps the organization clamp with the screw. Because time dri

5、ll hole cuts the condition to be bad, often can affect the hole the processing precision and the production efficiency enhancement. In particular hole and the hole departments position precision, the means which adjusts with the linedraw, achieves the high precision and the production efficiency wit

6、h difficulty. This jig with the aid of drills the set of guidance cutting tool in above, may determine between the cutting tool and the work piece relative position accurately. Considered this jig serves in the processing hole diameter, the installment drills the set to drill the template to fix on

7、the graduated disc, enhances the localization rigidity and the processing precision. In the design process will be the positioning of drilling modules, sub-degree and transfer knife error analysis, the purpose of this meeting is to design a realistic production needs to be in actual production use

8、. 目 錄 前 言 …………………………………………………………………………………… 1 1 緒論 ………………………………………………………………………………… 2 1.1 研究的目的和意義 ………………………………………………………………2 1.2 機(jī)床夾具的概述 …………………………………………………………………2 1.3 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 …………………………………………………………………4 1.4 研究方法及內(nèi)容 …………………………………………………………………5 2 總體方案的研究 …………………………………………………………

9、…………7 2.1 零件的分析 ………………………………………………………………………7 2.2 定位方案的確定 …………………………………………………………………7 2.3 總體結(jié)構(gòu)及工作原理 ……………………………………………………………9 3 關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………… 10 3.1 對(duì)刀裝置的選擇和設(shè)計(jì) …………………………………………………………10 3.2 定位元件及裝置的設(shè)計(jì) …………………………………………………………11 3.3 夾緊力的確定和夾緊裝置的設(shè)計(jì) ………………………………………………13

10、 3.4 夾具體的設(shè)計(jì) …………………………………………………………………15 3.5 分度心軸的設(shè)計(jì) …………………………………………………………………18 4 誤差計(jì)算…………………………………………………………………………… 21 4.1 一面兩孔時(shí)的定位誤差 …………………………………………………………21 4.2 調(diào)刀誤差 ………………………………………………………………………21 4.3 分度誤差的計(jì)算 …………………………………………………………………23 總 結(jié)…………………………………………………………………………………… 25 參考文獻(xiàn)……

11、……………………………………………………………………………26 致 謝 ……………………………………………………………………………………27 附錄一 圖表 附錄二 外文原文和翻譯 前 言 人們?cè)谔岬綑C(jī)械制造往往對(duì)于對(duì)機(jī)床夾具的關(guān)注程度都不太高，其實(shí)所謂的機(jī)械制造應(yīng)該規(guī)范一些的說(shuō)成工藝系統(tǒng)。這個(gè)工藝系統(tǒng)是由機(jī)床、輔具、刀具、工件和夾具等組成的一個(gè)封閉的系統(tǒng)。機(jī)床夾具是組成工藝系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是影響加工質(zhì)量的重要因素。工件和刀具是分別安裝在夾具和機(jī)床上的，要受到夾具和機(jī)床的約束。因此，工件的機(jī)械加工精度主要取決于工件和刀具在切削過(guò)程中的相互位置。 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)一般

12、包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和精度設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。而人們通常習(xí)慣側(cè)重于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而忽視精度設(shè)計(jì)。關(guān)于機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅有大量的資料可供參考，而且還不斷從其它學(xué)科吸收新的成果而向前發(fā)展。諸如液性塑料夾具；各種彈性膜片式夾具；真空夾緊夾具；感應(yīng)分度夾具等等。關(guān)于機(jī)床夾具的精度設(shè)計(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，市場(chǎng)需求的變化多端及商品競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，使機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期愈來(lái)愈短，多品種、小批量生產(chǎn)的比例和對(duì)零件加工精度要求的提高，也日益受到人們的重視。促使現(xiàn)代機(jī)床夾具朝著精密化、高效化、柔性化等方面發(fā)展，同時(shí)擴(kuò)大了專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)夾具的廠(chǎng)商隊(duì)伍。 由此可以證明在機(jī)械制造中，機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)是應(yīng)該引起我們高度重視的。 在

13、本次設(shè)計(jì)之前，本人進(jìn)行過(guò)傳統(tǒng)系統(tǒng)和工藝方面的設(shè)計(jì)，惟獨(dú)在對(duì)夾具的理解方面是比較匱乏的。因此，本次設(shè)計(jì)在完成一定的實(shí)際工程問(wèn)題的同時(shí)，將使本人對(duì)機(jī)械專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解和掌握更加的系統(tǒng)、全面和平衡，為今后從事機(jī)械行業(yè)做好更堅(jiān)實(shí)的鋪墊。 本次設(shè)計(jì)的是4110發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼周邊孔鉆模設(shè)計(jì)，是在老師認(rèn)真、耐心而又嚴(yán)格的指導(dǎo)下進(jìn)行的。但是因水平受限以及沒(méi)有在生產(chǎn)第一線(xiàn)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，影響了本次設(shè)計(jì)的水平，存在不合理之處，望個(gè)位老師多多批評(píng)指正。本論文是在劉玉梅老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的，劉老師那嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，和賦有愛(ài)心的指導(dǎo)讓我受益非淺。在此對(duì)劉老師表示忠心的感謝！ 設(shè)計(jì)者 胡 國(guó) 誼

14、2006年6月于邵陽(yáng) 1 緒論 1.1 研究的目的和意義 “紙上學(xué)來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行?！睘榱烁到y(tǒng)地訓(xùn)練我們的綜合設(shè)計(jì)能力，進(jìn)一步培養(yǎng)和提高我們科學(xué)的思維方式和正確的設(shè)計(jì)思想以及發(fā)現(xiàn)，分析，解決解決實(shí)際問(wèn)題的能力，在老師的指導(dǎo)下解決一定的工程問(wèn)題，完成本科教育中非常重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。我們畢業(yè)設(shè)計(jì)小組選用了邵陽(yáng)神風(fēng)動(dòng)力公司的4110發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼做為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，對(duì)其加工工藝規(guī)程，每道工序的工裝夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。 所謂“實(shí)踐出真知”。本次設(shè)計(jì)是要求解決實(shí)際的非虛擬的實(shí)際性的機(jī)械工程問(wèn)題，前提要求是我們掌握相當(dāng)?shù)膶?zhuān)業(yè)知識(shí)，而通過(guò)本次設(shè)計(jì)提高自己綜合運(yùn)用所掌握知識(shí)，查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料的

15、能力，熟悉相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步熟練操作繪圖軟件并繪制工程圖。鍛煉我們獨(dú)立解決一定的實(shí)際工程問(wèn)題的能力，使我們的設(shè)計(jì)更具實(shí)用性。本次設(shè)計(jì)還能讓我們更多的接觸社會(huì)，了解社會(huì)的發(fā)展態(tài)勢(shì)和國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀，為將來(lái)走上工作崗位作一個(gè)鋪墊，增加自己的就業(yè)信心，明確今后的發(fā)展方向。就狹義的方面來(lái)講我課題的工程實(shí)際目的就是要將夾具的作用服務(wù)于實(shí)際生產(chǎn)上。 1.2 機(jī)床夾具的概述 1.2.1 夾具的定義 在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行切削加工，首先需要將工件夾緊。為了能加工出合乎精度要求的工件，僅將工件進(jìn)行夾緊，以進(jìn)行切削加工是不夠的。還需要使工件在機(jī)床上占有正確的位置。這種使工件占有正確的加工位置，并使

16、之夾緊的過(guò)程，稱(chēng)為工件的安裝。用于安裝工件的裝置稱(chēng)為機(jī)床夾具。有時(shí)候習(xí)慣上還將一些用于擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍的裝置，如靠模，仿型裝置也稱(chēng)為夾具。 1.2.2 夾具的歷史背景及發(fā)展趨勢(shì) 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，使加工過(guò)程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到，夾具與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對(duì)夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備。

17、 在夾具的發(fā)展過(guò)程中，為適應(yīng)不同批量的生產(chǎn)，專(zhuān)用夾具和通用夾具都得到了很好的發(fā)展。專(zhuān)用夾具主要應(yīng)用于要求定位精度高，保證加工質(zhì)量，又便于采用各種快速夾緊機(jī)構(gòu)，提高生產(chǎn)效率的固定的較大批量的生產(chǎn)，但生產(chǎn)成本較高。當(dāng)生產(chǎn)效率要求不高時(shí)，使用專(zhuān)用夾具顯然是不劃算的，這為通用夾具提供了用武之地。通用夾具可以適用于不同工件的生產(chǎn)，降低生產(chǎn)費(fèi)用，但是生產(chǎn)效率則較低。 隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，介乎于大批量和單件小批量之間的多品種中小批量生產(chǎn)日益增多，單有專(zhuān)用夾具和通用夾具已不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。于是出現(xiàn)了介于通用夾具和專(zhuān)用夾具之間的一系列新的夾具形式。多見(jiàn)的形式為由通用件臨時(shí)組成專(zhuān)用夾具的專(zhuān)門(mén)化拼裝夾具和用于有限

18、通用目標(biāo)的專(zhuān)用可調(diào)夾具。除此之外還發(fā)展了自動(dòng)化生產(chǎn)用夾具。 因此，夾具可進(jìn)行如下的分類(lèi)： (1) 通用夾具 適用范圍較大，無(wú)須需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用于裝假不同的工件。這類(lèi)夾具已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在機(jī)床上一般都裝配有，如車(chē)床上的三爪卡盤(pán)或四爪卡盤(pán)、頂尖和雞心夾頭；銑上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。通用夾具主要應(yīng)用于單件小批量的生產(chǎn)。 (2) 專(zhuān)門(mén)化拼裝夾具 這類(lèi)夾具是有預(yù)先制好的標(biāo)準(zhǔn)元件和組件拼裝而成，是針對(duì)一定的工件和一定的工序的專(zhuān)用夾具。只要有足夠的種類(lèi)和數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)件，就可以拼裝出各種各樣夾具。它具有專(zhuān)用夾具的優(yōu)點(diǎn)和很大的通用性。用完可以拆卸并保存入庫(kù)，不會(huì)存在專(zhuān)用夾具的“報(bào)

19、廢”問(wèn)題。因此這類(lèi)夾具很適合于新產(chǎn)品試制和多品種小批量生產(chǎn)。對(duì)于沒(méi)有夾具不能加工的單件生產(chǎn)，以及批量較大、但輪番周期較長(zhǎng)的生產(chǎn)，用這類(lèi)夾具是比較經(jīng)濟(jì)的。因?yàn)樗哂锌s短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少專(zhuān)用夾具品種、數(shù)量和存放面積等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是初期投資較大。 (3) 專(zhuān)用可調(diào)整夾具 此類(lèi)夾具是用于裝夾和加工多品種、中小批量生產(chǎn)中的一組工件?？梢葬槍?duì)具體工件形狀更換專(zhuān)用元件；或者是調(diào)節(jié)某些夾具元件的位置。這類(lèi)夾具是在專(zhuān)用夾具基礎(chǔ)上少量更換或調(diào)解夾具元件，因此能達(dá)到有限目標(biāo)的通用化，極大提高了專(zhuān)用夾具在多品種、中小批量生產(chǎn)中使用的經(jīng)濟(jì)性。 (4) 專(zhuān)用夾具 專(zhuān)用夾具是針對(duì)某一工件的一定工序而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，不需要

20、考慮通用性的問(wèn)題，可以把夾具設(shè)計(jì)得結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，并采用各種省力機(jī)構(gòu)或動(dòng)力裝置。因此使用專(zhuān)用夾具可以保證較高的加工效率和生產(chǎn)效率，是根據(jù)工件的加工要求自行設(shè)計(jì)與制造的，其設(shè)計(jì)和制造周期較長(zhǎng)，制造費(fèi)用也較高，適用于固定的較大批量的生產(chǎn)。 (5) 自動(dòng)化生產(chǎn)用夾具 自動(dòng)化生產(chǎn)用夾具主要是自動(dòng)線(xiàn)夾具，分固定式夾具和隨行夾具兩類(lèi)。固定式夾具和專(zhuān)用夾具類(lèi)似；而隨行夾具除了一般夾具所擔(dān)負(fù)的裝夾工件的任務(wù)外，還擔(dān)負(fù)著沿自動(dòng)線(xiàn)輸送工件的任務(wù)，即跟隨被加工工件沿著自動(dòng)線(xiàn)從一個(gè)工位移動(dòng)到下一個(gè)工位的任務(wù)。 1.2.3 夾具的作用 (1) 保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量 (2) 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低加工

21、成本 (3) 擴(kuò)大機(jī)床工作范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”。 (4) 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。 (5) 在流水線(xiàn)生產(chǎn)中，便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍。 1.2.4 夾具的組成 (1) 定位元件或定位裝置 (2) 夾緊元件或夾緊裝置 (3) 對(duì)刀、引導(dǎo)元件 (4) 連接元件 (5) 夾具體 (6) 其他元件或裝置 1.3 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中，小批多品種生產(chǎn)的工件品種以占工件種類(lèi)總速的85%左右?，F(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)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣與大量采用傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具。在一個(gè)具有中等生

22、產(chǎn)能力工廠(chǎng)中，約擁有1300~1500套專(zhuān)用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就有要更新80%左右的專(zhuān)用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為15%左右。在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床（NC），加工中心（MC）,組成技術(shù)（GT）,柔性制造系統(tǒng)（FMS）,等新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：(1)能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投資，以縮短生產(chǎn)成本。(2)能裝夾一組具有相似性特征的工件。(3)適應(yīng)于精密加工的高精度機(jī)床夾具。(4)適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。(

23、5)采用以液壓泵站等為動(dòng)力源的高效加緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。(6)提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.4 研究方法及內(nèi)容 發(fā)動(dòng)機(jī)是工程機(jī)械產(chǎn)品和車(chē)輛成本構(gòu)成的核心，也是工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)鏈條中與整車(chē)制造并列的重要環(huán)節(jié)。作為其中一個(gè)重要部分的發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼，自然要求保證相當(dāng)?shù)木群图庸べ|(zhì)量，才能很好的配合發(fā)動(dòng)機(jī)的其它部分組裝成合格的產(chǎn)品。 本課題是要完成4110發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼鉆周邊孔的鉆模設(shè)計(jì)。因?yàn)樵擄w輪殼是固定的大批量生產(chǎn)，要保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率，因此選擇為生產(chǎn)設(shè)計(jì)專(zhuān)用鉆床夾具，即專(zhuān)用鉆模。殼體周邊上的孔是按一定的角度和距離分布的，為了使工件在一個(gè)位置上加工后連同定位元件相對(duì)于刀具轉(zhuǎn)動(dòng)一定

24、的角度在另一個(gè)位置上繼續(xù)進(jìn)行加工，將鉆模設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)式。 由于鉆孔時(shí)切削條件差，常會(huì)影響孔的加工精度和生產(chǎn)效率的提高。尤其是孔和孔系的位置精度，用畫(huà)線(xiàn)找正的辦法，難以達(dá)到較高的精度和生產(chǎn)效率。因此本鉆模借助于其上的鉆套引導(dǎo)刀具，可以準(zhǔn)確地確定刀具與工件之間的相對(duì)位置。 機(jī)床夾具是設(shè)計(jì)工藝準(zhǔn)備工作的重要組成部分。夾具設(shè)計(jì)的質(zhì)量，對(duì)生產(chǎn)率、加工成本以及安全生產(chǎn)等有直接的影響。為此，在對(duì)本鉆模進(jìn)行設(shè)計(jì)，將遵從以下的基本原則和要求: (1)夾具要滿(mǎn)足零件設(shè)計(jì)圖紙及加工工序?qū)庸ぞ鹊囊? (2)在滿(mǎn)足加工精度、效率等要求前提下，力求夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以提高夾具制造工藝性。 (3)盡量降低夾具的制造

25、成本，在不降低性能的前提下，可采用廉價(jià)的代用材料。 (4)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件，使夾具元件規(guī)格化、典型化，并使整個(gè)夾具組合化，以縮短夾具的制造周期，降低成本。 (5)夾具的操作要方便，安全。 2 零件的分析和夾具總體方案的確定 2.1 零件的分析 本課題所設(shè)計(jì)的鉆模要服務(wù)于4110發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼鉆周邊孔的工序。工序中將分多工步鉆各個(gè)周邊平面上螺紋孔，鉆通孔和锪孔加工。其中鉆一組4-M6、一個(gè)M18及兩組4-M12螺紋孔所選用的刀具為高速鋼麻花鉆，锪孔選用帶導(dǎo)柱錐柄平底锪鉆，鉆Ф18通孔選用硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆。于Z33-1搖臂鉆床上加工。對(duì)于兩組4-M12和4-M6的螺紋孔，孔的中線(xiàn)線(xiàn)必

26、須位于直徑公差值為0.4且理論尺寸所確定矩形分布。 2.2 定位方案的確定 2.2.1 自由度分析 夾具用于4110發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼鉆周邊孔的工序。殼體周邊上的孔或孔系是按一定的角度和距離分布的，為了使工件在一個(gè)位置上加工后連同定位元件相對(duì)于刀具轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度在另一個(gè)位置上繼續(xù)進(jìn)行加工，將鉆模設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)式。因此工件裝夾在回轉(zhuǎn)分度盤(pán)上，通過(guò)分度轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)換各工步。為保證各組內(nèi)的孔及各組孔之間的尺寸和位置精度達(dá)到要求，必須保證工件的可靠定位和裝夾，各工步加工時(shí)不使工件挪位或是移動(dòng)，從而保證下一工步中工件的正確對(duì)定和刀具的正確找位，均不能使工件有沿各個(gè)軸的移動(dòng)或是轉(zhuǎn)動(dòng)，因此本工序中工件的六個(gè)自由度

27、都要進(jìn)行限制。 (1) 定位方案的選擇 從分析圖紙可知，本工序中各工步的各組孔分布在各自的平面內(nèi)，或是在飛輪殼的徑向上，因此，各組孔應(yīng)與所在的周邊平面垂直或是保持分布在徑向上。各自周邊平面內(nèi)的各個(gè)孔之間還應(yīng)該保持平行。因?yàn)橹苓吷系母髌矫媸桥c兩端面垂直的，自然的各個(gè)平面上的孔和徑向的孔都應(yīng)該與平行。相對(duì)于本工序，兩個(gè)端面都是已加工表面，因此，兩面都有可能作為本工序的第一定位基準(zhǔn)。通過(guò)第一定位端面的類(lèi)消除饒X、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)以及沿Y軸軸向移動(dòng)的自由度。 若以后端面作為第一定位基準(zhǔn)，定位支承分布范圍比較大，可以獲得較大的支撐面積，定位將更加穩(wěn)定而且并不影響4-M6組螺紋孔的位置尺寸基準(zhǔn)。但是因?yàn)閮山M

28、4-M12和M18螺紋孔及Ф18通空的位置尺寸基準(zhǔn)不在該平面上，若將鉆模板安裝在分度盤(pán)上，鉆模板的安裝基準(zhǔn)和各孔的尺寸基準(zhǔn)不一致，將不符合基準(zhǔn)重合的原則。另外，工件的兩個(gè)工藝孔并不在該面上，將無(wú)法把定位銷(xiāo)安裝在分度盤(pán)上?？梢钥紤]把鉆模板和兩定位銷(xiāo)裝配成一個(gè)定位和對(duì)刀整體，但會(huì)導(dǎo)致不符合定位基準(zhǔn)重合原則，提高了鉆模的復(fù)雜程度，降低了鉆模操作的方便性，提高了對(duì)操作工人的技術(shù)要求。而且端面放在夾具體的支承板上，有后端面外輪廓與支承板接觸，中間部分懸空，從夾緊方面考慮，零件前端面壁厚為12mm，因中間部分懸空且與支承板接觸的有效面積僅有飛輪殼外輪廓，夾緊和加工過(guò)程中，會(huì)受到夾緊力和較大的切削力，工件易

29、產(chǎn)生變形，對(duì)鉆削加工過(guò)程不利。 若以前端面作為第一定位基準(zhǔn)，通過(guò)以上分析就知道，將更符合基準(zhǔn)統(tǒng)一和大端面定位的原則。工件的兩個(gè)工藝孔在該端面上，不需要另外找第二和第三定位基準(zhǔn)，免去了要增加設(shè)計(jì)其他輔助定位裝置的需要。而且可通過(guò)兩工藝孔和飛輪殼圓心的位置尺寸關(guān)系確定分度盤(pán)的分度圓心和兩定位銷(xiāo)之間的位置關(guān)系，使定位體系的更加的緊湊。提高了定位和分度精度，使產(chǎn)品加工在更高精度的定位精度和裝夾基礎(chǔ)之上進(jìn)行。簡(jiǎn)化了夾具結(jié)構(gòu)，減少了夾具的設(shè)計(jì)工作量，縮短了設(shè)計(jì)周期，更符合高水準(zhǔn)，經(jīng)濟(jì)，高效的設(shè)計(jì)原則。且前端面緊靠在支承板上，有效接觸面積大，且?jiàn)A緊時(shí)，工件與支承板能有效接觸，即使受到夾緊力和較大的切削力，

30、工件也不易變形，從承受切削力的角度看，此方案2較可靠。 通過(guò)以上分析，可以確定將以前端面作為第一定位基準(zhǔn)。 第二和第三定位基準(zhǔn)選用與兩定位銷(xiāo)配合的工藝孔中心線(xiàn)。為了保證工件的順利找正和定位，防止出現(xiàn)過(guò)定位現(xiàn)象，兩定位銷(xiāo)一個(gè)設(shè)計(jì)為短園銷(xiāo)，另一個(gè)設(shè)計(jì)為削邊銷(xiāo)。其中與短圓柱配合的孔中心線(xiàn)作為第二定位基準(zhǔn)，通過(guò)第二定位基準(zhǔn)的定位消除沿X和Z軸移動(dòng)的自由度，與削邊銷(xiāo)配合定位的孔中心線(xiàn)作為第三定位基準(zhǔn)，通過(guò)第三定位基準(zhǔn)的定位來(lái)消除饒Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。 (2) 對(duì)定方案的確定 由于鉆孔時(shí)切削條件差，常會(huì)影響孔的加工精度和生產(chǎn)效率的提高。尤其是孔和孔系的位置精度，用畫(huà)線(xiàn)找正的辦法，難以達(dá)到較高的精度和

31、生產(chǎn)效率。因此，鉆床夾具通常采用鉆套對(duì)刀和引導(dǎo)刀具，可增加加工時(shí)刀具的剛性和防止偏斜，以保證能迅速、準(zhǔn)確的確定刀具與夾具的相對(duì)位置。本夾具上加工的的產(chǎn)品產(chǎn)量大，工序中分多工步加工不同工位上的孔。為實(shí)現(xiàn)刀具的準(zhǔn)確與快速對(duì)定，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，本夾具上用鉆模作為對(duì)刀元件 (3) 夾緊方案的選擇及夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本夾具上加工的產(chǎn)品大批量生產(chǎn)，為使工件在加工時(shí)不因?yàn)榍邢髁?、慣性力及重力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的移動(dòng)，以至破壞工件在定位時(shí)所得到的即定位置，影響加工質(zhì)量，損壞機(jī)床、刀具，甚至于發(fā)生事故。在工件加工前都要將工件進(jìn)行夾緊，因此夾緊裝置也是本夾具設(shè)計(jì)的重要組成部分，并滿(mǎn)足以下要求： ①

32、 在夾緊過(guò)程中應(yīng)該能保持工作的即定位置或是更好地是工件得到定位。 ② 夾緊應(yīng)可靠和適當(dāng)，夾緊力要穩(wěn)定。 ③ 夾緊機(jī)構(gòu)操作應(yīng)安全、方便、省力。 ④ 夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要便于制造、調(diào)整、使用和維修，盡可能使用標(biāo)準(zhǔn)零部件。 工件夾緊時(shí)，夾緊力的方向應(yīng)作用在定位支撐上，夾緊力遵從方向朝向主要限位面和作用點(diǎn)應(yīng)考慮工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)落在定位元件的支承范圍內(nèi)的原則。在本工序的鉆削加工中鉆頭將對(duì)工件施加垂直向下的軸向切削力及切削扭矩。此外，垂直方向上還有工件自身的重力。因此，確定夾緊力在工件內(nèi)部，以保證前端面與支承板可靠接觸，使工件對(duì)各定位支承都有一定的壓力。 本夾具中采用帶肩螺母壓緊壓板進(jìn)行夾緊，螺桿通過(guò)

33、螺紋配合和帶肩螺母安裝在分度轉(zhuǎn)盤(pán)上。 2.3 總體結(jié)構(gòu)及工作原理 本工序中加工孔所用的機(jī)床為立式搖臂鉆床，工件裝夾在分度轉(zhuǎn)盤(pán)上，所以鉆模也將設(shè)計(jì)成立式回轉(zhuǎn)分度式。分度盤(pán)通過(guò)回轉(zhuǎn)心軸和安裝在夾具體上軸承配合，易于實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)找位。當(dāng)工件找到相應(yīng)的工位以后，裝配于夾具體上的分度對(duì)定裝置的對(duì)定銷(xiāo)將插入到與之對(duì)應(yīng)的裝配在分度盤(pán)上定位引導(dǎo)套內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)定。 3 夾具零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 對(duì)刀裝置的選擇和設(shè)計(jì) 3.1.1 鉆套的選擇和設(shè)計(jì) 鉆套尺寸和公差要求如下： (1)鉆套內(nèi)孔基本尺寸應(yīng)等于所引導(dǎo)的刀具最大極限偏差尺寸。 (2)由于鉆頭都是標(biāo)準(zhǔn)定尺

34、寸刀具，故鉆套內(nèi)徑按基軸制選用。 (3)鉆套孔與刀具應(yīng)有一定的間隙，因此應(yīng)合理制定引導(dǎo)孔的公差帶。 (4)鉆套高度對(duì)刀具在鉆套中的正確位置影響很大,高度越大則刀具與鉆套中心間可能產(chǎn)生的偏差就越小,精度就越高.但是鉆套的高度與所加工的孔直徑之比越大,則帶入鉆套的切屑易于使刀具和導(dǎo)套受到磨損.根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)鉆套的高度選用1.5至2倍待加工孔徑為宜,也可擴(kuò)大到2.5倍或是更高。 根據(jù)以上提到的要求，查文獻(xiàn)[1]表16.2-13，確定鉆螺紋孔所用的鉆頭直徑。對(duì)于M181.5的螺紋孔，所選用的鉆頭直徑極其偏差為；鉆M12螺紋孔所選用的鉆頭直徑極其公差為 ；鉆M6螺紋孔選用的鉆頭直徑及公差為；而鉆φ1

35、8通孔選用的鉆頭直徑及其公差為；锪φ32孔選用的锪鉆直徑極其公差為。 因?yàn)樵诒竟ば蛑笑?2孔和M18孔是通軸孔，考慮到操作的便捷，選用固定鉆套作為锪φ32孔的對(duì)刀元件，型號(hào)為A32.17445。而鉆M18螺紋孔的引導(dǎo)元件采用快換鉆套，在這里用φ32孔所用的固定鉆套作為快換鉆套的襯套，由于尺寸特殊快換鉆套無(wú)法選用標(biāo)準(zhǔn)元件，故要另行設(shè)計(jì)。 因?yàn)楫a(chǎn)品為常年大批量生產(chǎn),除了锪φ32孔和鉆M18螺紋孔因特殊原因而不用可換鉆套外,本工序中其它孔的鉆削加工均采用可換鉆套作為刀具引導(dǎo)元件。 查文獻(xiàn)[5]表5.2-13,鉆M6螺紋孔所選用的鉆套類(lèi)型為4.91012；鉆M12螺紋孔選用10.11828型號(hào)的

36、可換鉆套；鉆Ф18通孔選用182636型號(hào)的可換鉆套。 鉆套用襯套的選擇是根據(jù)可換鉆套的規(guī)格選用的，查文獻(xiàn)[5]表5.2—15，鉆M6螺紋孔組選用A1012型鉆套襯套；鉆M12螺紋孔組選用 A2628型鉆套襯套；鉆Ф18孔選用A3536型鉆套襯套。鉆套與襯套的配合為 本夾具中所選用的鉆模板為固定式鉆模板，鉆模板通過(guò)圓柱銷(xiāo)釘在夾具體上進(jìn)行定位，并用內(nèi)六角圓柱頭螺釘緊故。鉆套通過(guò)與襯套的配合固定在鉆模板上，襯套外徑與鉆模板的配合為。 鉆套下端與工件表面要有一定的距離，使的大部分的切削容易從四周排出，而不至于被刀具同時(shí)帶入導(dǎo)套中，使刀具被卡死或者是切削刃在導(dǎo)套中被磨損。本鉆模用與加工的工件的材

37、料為鑄鐵，在工件形狀允許的情況下應(yīng)取0.3~0.7倍所加工孔徑。因?yàn)殂@套是裝配在鉆模板上面的，要考慮鉆套下端到加工表面的距離實(shí)際就是考慮鉆模板到加工表面的距離。 锪φ32孔所用鉆模板到加工表面的距離為15mm；鉆M12螺紋孔的鉆模板到加工表面的距離為5mm；鉆φ18通孔鉆模板到加工面的垂直距離為10mm。因?yàn)槭艿焦ぜ蛇叺醵南拗?，鉆M6螺紋孔時(shí)鉆模板到加工表面的距離為10mm。 3.2 定位元件及裝置的設(shè)計(jì) 端面定位用的定位元件為支撐板，因?yàn)橹伟迨峭ㄟ^(guò)內(nèi)六角圓柱頭螺釘安裝在立式回轉(zhuǎn)鉆模的分度盤(pán)上的，不用擔(dān)心有積屑的問(wèn)題。查文獻(xiàn)[4]表3-21可以選用A型支撐板。本夾具中選用四塊A3

38、012020和一塊A3018020支撐板. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘?shù)男吞?hào)為M1025。 兩個(gè)工藝孔的定位通過(guò)兩個(gè)定位銷(xiāo)來(lái)完成，若采用兩個(gè)圓柱定位銷(xiāo)（各限制兩個(gè)自由度）作定位元件，則產(chǎn)生過(guò)定位。為避免過(guò)定位，使工件在極端情況下能裝到定位銷(xiāo) ，可把碰到工件孔壁的部分削去，這樣，在連心線(xiàn)方向上，仍有減小第二銷(xiāo)的作用，但在垂直于連心線(xiàn)的方向上，定位銷(xiāo)的直徑并未關(guān)減小，故工件的轉(zhuǎn)角誤差沒(méi)有增大，有利于保證加工精度。削邊削限制一個(gè)自由度。為保證削邊銷(xiāo)的強(qiáng)度，一般多采用菱形結(jié)構(gòu)，故又稱(chēng)菱形銷(xiāo)。在安裝菱形銷(xiāo)時(shí)，應(yīng)注意使其削邊方向垂直于連心線(xiàn)上。但要注意短圓柱銷(xiāo)作為第二定位基準(zhǔn)，菱形銷(xiāo)作為第三定位基準(zhǔn)。 若選用與

39、夾具體直接配合的固定式定位銷(xiāo)，結(jié)構(gòu)雖簡(jiǎn)單，但因?yàn)楣ぜb卸頻繁，定位銷(xiāo)容易磨損，采用下圖所示齒條式手動(dòng)伸縮式定位銷(xiāo)，能保護(hù)安全銷(xiāo)的定位表面，同時(shí)便于更換。操作時(shí)，先將飛輪殼平放在支撐板上，再通過(guò)兩個(gè)手柄轉(zhuǎn)動(dòng)手柄軸（齒輪軸），使嚙合的圓柱定位銷(xiāo)和菱形定位銷(xiāo)，插入兩個(gè)定位孔中，實(shí)現(xiàn)定位。查文獻(xiàn){8}表3-2-13定位銷(xiāo)襯套外徑與夾具體的配合采用H7/n6，而內(nèi)徑與定位銷(xiāo)的配合H7/g6。手動(dòng)伸縮式定位銷(xiāo)如圖3.1。 圖3.1 手動(dòng)伸縮式定位銷(xiāo) 1—定位銷(xiāo)；2—定位銷(xiāo)襯套；3—定位螺釘；4—手柄；5—銷(xiāo) 圓柱銷(xiāo)直徑的基本尺寸取工件工藝孔下限尺寸，公差取g6或f7

40、，要求定位精度高時(shí)取g6。本定位銷(xiāo)取g6的公差。兩定位孔的尺寸為，銷(xiāo)子與孔的配合按H7/g6，所以圓柱定位銷(xiāo)的的直徑及其公差為 菱形銷(xiāo)寬度查b及B可按表3.1進(jìn)行查取。 表3.1 菱形銷(xiāo)寬度查 銷(xiāo)子直徑d2(mm) 4～6 6～10 10～18 18～30 30～50 50 b(mm) 2 3 5 8 12 14 B(mm) －1 －2 －4 －6 －10 －12 查表得b=5， =/= d2 —=12.738—0.188=12.55。公差取g6，所以可以確定菱形銷(xiāo)圓弧直徑及其公差為d2，。 兩定位銷(xiāo)中心距的基本尺寸取工件兩孔中心距的基

41、本尺寸，而銷(xiāo)子中心距偏差取工件中心孔中心距偏差的1/5~1/3，本夾具上取1/5工件中心孔中心距偏差。所以所以?xún)射N(xiāo)中心距及公差為L(zhǎng)= ——兩工藝孔中心距基本尺寸的公差 ——兩銷(xiāo)中心距基本尺寸的公差 ——裝卸工件所需要菱形銷(xiāo)和工藝的間隙 為實(shí)現(xiàn)工件在定位時(shí)能夠快速靈活地使兩工藝孔找正兩定位銷(xiāo)，利用工件中本工序前兩個(gè)C向面已經(jīng)過(guò)加工的有利條件，在該方向上兩邊各設(shè)計(jì)一塊擋塊作為輔助找準(zhǔn)裝置，兩擋塊在輔助找準(zhǔn)時(shí)與工件的配合公差為H7。 3.3 夾緊力的確定和夾緊裝置的設(shè)計(jì) 工件的夾緊力過(guò)大，會(huì)引起工件的變形，達(dá)不到加工精度要求，而且使夾緊裝置結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大，造成結(jié)構(gòu)不緊湊；夾緊力過(guò)

42、小，會(huì)造成工件夾緊不牢，加工時(shí)易破壞定位，同樣也保證不了加工精度要求，甚至?xí)鸢踩鹿省Ｓ纱丝梢?jiàn)，必須對(duì)工件施加大小適當(dāng)?shù)膴A緊力。在本夾具上進(jìn)行鉆孔加工時(shí)，工件受到垂直向下的軸向切削力以及饒縱向軸的轉(zhuǎn)矩。另外在垂直方向上還受工件自身重力的作用。 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將工件和夾具看成一個(gè)剛性系統(tǒng)以簡(jiǎn)化計(jì)算（但有寫(xiě)些情況下，按剛性系統(tǒng)計(jì)算，會(huì)有較大誤差）。然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運(yùn)動(dòng)工件還應(yīng)該考慮慣性力等）后處于靜力平衡條件，計(jì)算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)K作為實(shí)際所需夾緊力。查文獻(xiàn)[9]表3.3-15安全系數(shù)K按下式計(jì)算：

43、 （3.1） ———安全系數(shù)； ———基本安全系數(shù)，通常取=1.5； ———加工狀態(tài)系數(shù)，考慮工件材料性質(zhì)及余量不均等因素。為粗加工取=1.2，精加工取=1，這里取=1.2； ———刀具鈍化系數(shù)，考慮刀具磨損后切削力增大，取=1.1； ———切削特點(diǎn)系數(shù)，連續(xù)切削時(shí)=1.0，斷續(xù)切削時(shí)=1.2，這里取=1.2； ———考慮夾緊動(dòng)力穩(wěn)定性系數(shù)，手動(dòng)夾緊時(shí)=1.3，動(dòng)力夾緊時(shí)=1.0，本計(jì)算中取=1.3； ———考慮手動(dòng)夾緊時(shí)手柄位置系數(shù)，操作方便時(shí)=1.0，操作不方便時(shí)=1.5，本夾具中夾緊操作方便=1.0； ———當(dāng)有力矩企圖

44、使工件回轉(zhuǎn)時(shí)，考慮支承面接觸情況系數(shù)，若接觸點(diǎn)穩(wěn)定=1.0，若接觸點(diǎn)不穩(wěn)定=1.5，本夾具中接觸點(diǎn)穩(wěn)定=1.0； 根據(jù)以上參數(shù)計(jì)算： =1.51.21.11.21.31.01.0=3.08 本工序中锪φ32孔和鉆φ18通孔所用的刀具材料為硬質(zhì)合金鋼，鉆螺紋孔多用刀具材料均為高速鋼。查文獻(xiàn)[2]表3-54刀具材料為硬質(zhì)合金鋼的鉆頭鉆削所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和軸向力計(jì)算公式分別為： ； 刀具材料為高速鋼的鉆頭鉆削所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和軸向力計(jì)算公式分別為： (3.2) (3.3)式中：

45、 D———鉆頭直徑； M———切削轉(zhuǎn)矩； ———軸向切削力； ———休正系數(shù)； S———每轉(zhuǎn)進(jìn)給量； 通過(guò)以上公式的顯示夾緊力的參考僅用鉆M18螺紋孔及锪φ32孔所產(chǎn)生的扭矩和軸向切削力作為依據(jù)即可。而本夾具中加工的工件材料為灰鑄鐵。查文獻(xiàn)[4]表2.4-38鉆M18螺紋孔的進(jìn)給量為0.65mm/r，锪φ32孔的進(jìn)給量為0.5mm/r。 锪φ32所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和軸向切削力分別為： ==12660.9Nmm ==1244.84N 鉆M18螺紋孔所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和軸向切削力分別為： ==4121.68 Nmm ==533.51N 通過(guò)計(jì)算可以看到無(wú)論是最大轉(zhuǎn)矩還是最大軸向切

46、削力，都是發(fā)生在锪φ32時(shí)。故到此我們可以確定夾緊力的確定只要滿(mǎn)足锪φ32孔的加工要求即可。本工件加工時(shí)除了受切削力的作用外還受到自身重力的作用，因此最終確定夾緊力時(shí)還要考慮重力因素（G=25Kg10N/Kg=250N）。 工件軸向總受力為=+G=1244.84+250=1494.84N。 緊工件所的夾緊力為： =6944.51N 上式中為工件表面與支撐件間的摩擦因數(shù)，因?yàn)楣ぜ榧庸み^(guò)的表面，=0.2；為工件表面與夾緊元件間的摩擦因數(shù),因?yàn)楣ぜc夾緊元件的接觸面為毛坯表面 ，取=5。 查文獻(xiàn)[3]表2.38，一個(gè)M20的帶肩螺母和螺桿配合夾緊所能承受的許用夾緊力為16080N；一個(gè)M

47、16的帶肩螺母和螺桿配合夾緊所能承受的許用夾緊力為12064N，均大于W。夾緊機(jī)構(gòu)通常由三個(gè)部分組成：夾緊動(dòng)力部分，中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾緊元件。本夾具夾緊動(dòng)力部分為帶肩螺母,用于產(chǎn)生力源并將作用力傳給中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為螺桿用于改變作用力的大小和方向，并能產(chǎn)生自鎖。夾緊元件壓板則承受由中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞的夾緊力并與工件直接接觸而執(zhí)行夾緊動(dòng)作。為保證夾緊穩(wěn)定,本夾具設(shè)計(jì)了三塊壓板用于組成夾緊機(jī)構(gòu).對(duì)于跨度較長(zhǎng)的壓板(長(zhǎng)為200mm),為了保證夾緊剛度,其寬度較其他兩塊壓板大為50mm,并與M20的帶肩螺母和螺桿配合組成獨(dú)立的夾緊機(jī)構(gòu).而另兩塊壓板則設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為160mm寬度為45mm,M16的帶

48、肩螺母和螺桿做為其動(dòng)力源和中間機(jī)構(gòu).為了保證夾緊機(jī)構(gòu)的靈活操作,而不用卸下壓板就可以實(shí)現(xiàn)工件的裝卸,在壓板中間設(shè)計(jì)了一條通槽可使壓板在螺桿行做較大范圍的徑向移動(dòng). 3.4 夾具體的設(shè)計(jì) 3.4.1 夾具設(shè)計(jì)的基本要求 夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，它既要把夾具的各個(gè)元件、機(jī)構(gòu)、裝置連接成一個(gè)整體，而且還需考慮工件裝卸方便以及夾具與機(jī)床的連接方式。因此，夾具體的形狀與尺寸，主要取決于夾具各組成件的分布位置，工件的外行輪廓尺寸以及加工的條件等。在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下一些基本要求： (1) 應(yīng)有足夠的剛度與強(qiáng)度 加工工件時(shí)，為了防止在切削力、夾緊力等外力的作用下，夾具產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，

49、夾具體應(yīng)具有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。今年來(lái)許多工廠(chǎng)采用框形薄壁結(jié)構(gòu)的夾具體，不僅減輕了重量，而且可以進(jìn)一步提高其剛度與強(qiáng)度。 (2) 力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕 夾具體的外形一般尺寸較大，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，應(yīng)特別注意其他結(jié)構(gòu)工藝性。同時(shí)，在滿(mǎn)足剛度及強(qiáng)度的條件下，盡可能減輕重量、縮小體積，特別是對(duì)于手動(dòng)翻轉(zhuǎn)式夾具，要求重量一般不超過(guò)10㎏，以便于操作。 (3) 應(yīng)便于排除切屑 加工過(guò)程中為了防止切屑聚積，影響工件的正確定位和夾具的正常操作，因此在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)應(yīng)考慮切屑排除問(wèn)題。若加工中產(chǎn)生的切屑不多，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離，

50、以增加容屑空間；對(duì)加工中產(chǎn)生切屑量較大時(shí)，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑溝，以利于將切屑自動(dòng)排至夾具體外。 (4) 在機(jī)床上安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠 對(duì)于固定在機(jī)床上的夾具應(yīng)使其中心盡量低；對(duì)于不固定在機(jī)床上的夾具，則其中心和切削力作用點(diǎn)，應(yīng)落在夾具體的支承范圍以?xún)?nèi)，中心越高夾具支承面積應(yīng)越大。為了使夾具安裝穩(wěn)定可靠，夾具體底面中部通常應(yīng)挖空。對(duì)于翻轉(zhuǎn)或移動(dòng)式夾具體，應(yīng)在夾具體上設(shè)置手柄或手扶部位，以便操作。對(duì)于大型夾具，在夾具體上應(yīng)設(shè)置吊環(huán)螺栓或起重孔，以方便吊運(yùn)。 (5) 應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性與經(jīng)濟(jì)性 夾具體上有三個(gè)重要表面，直接影響到夾具的裝配精度，即夾具體底面、安裝定位元件和引導(dǎo)裝置的表面以

51、及夾具安裝時(shí)的校正基面。在加工這些表面時(shí)，通常是以?shī)A具體底面作為定位基準(zhǔn)，因此在考慮夾具體結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)便于達(dá)到這些表面的加工要求。在夾具體上供安裝各種元件的表面，一般應(yīng)鑄出3~5mm的凸臺(tái)，以便于減少加工面積 3.4.2 夾具體毛坯的選擇 在選擇夾具體毛坯制造方法時(shí)，通常是根據(jù)夾具體的具體要求和工廠(chǎng)的具體條件來(lái)決定的，實(shí)際生產(chǎn)中常用的夾具體毛坯按制造方法分有以下幾種： (1) 鑄造夾具體 鑄造夾具體是最常用的一種制造方法，其優(yōu)點(diǎn)是可以制造出各種復(fù)雜的外形，且抗壓強(qiáng)度、剛度和耐振性都較好，。但鑄造生產(chǎn)周期長(zhǎng)，且需經(jīng)時(shí)效處理，故成本較高。 (2) 焊接夾具體 焊接結(jié)構(gòu)與鑄造結(jié)構(gòu)相比，優(yōu)

52、點(diǎn)在于制造容易，生產(chǎn)周期短，成本低（一般比鑄造夾具體低30~50%），由于采用鋼板、型材的焊接而成，故重量較輕。缺點(diǎn)是焊接后需經(jīng)退火處理，且難以獲得復(fù)雜的外形。 如果精度要求高，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工時(shí)振動(dòng)較大，宜選用鑄造結(jié)構(gòu)；否則，應(yīng)充分采用焊接結(jié)構(gòu)。 (3) 裝配式夾具體 為了克服鑄件制造周期長(zhǎng)，單間生產(chǎn)成本高的缺點(diǎn)，發(fā)展了選用標(biāo)準(zhǔn)毛坯件和標(biāo)準(zhǔn)零件部件組裝成所需要的夾具體結(jié)構(gòu)，即選用板材、圓棒、角鐵、糟鋼等標(biāo)準(zhǔn)型材，按尺寸系列截取成所需要的坯料，再利用螺釘、銷(xiāo)釘、底座筋板等標(biāo)準(zhǔn)零部件驚醒組合。這種制造方法不僅可以大為縮短夾具體的制造周期，而且可以組織專(zhuān)門(mén)工廠(chǎng)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，有利于降低成本

53、、提高效益，這是很有發(fā)展前途的一種制造方法。但目前尚未對(duì)夾具體的結(jié)構(gòu)、尺寸實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，這種方法有待今后逐步推廣應(yīng)用。 3.4.3 夾具體的外形尺寸 夾具制造屬于單件生產(chǎn)性質(zhì)，在做夾具設(shè)計(jì)時(shí)，一般無(wú)須復(fù)雜的計(jì)算，通常是參照類(lèi)似結(jié)構(gòu)，采用類(lèi)比法估算確定。實(shí)際上，在繪制夾具總圖時(shí)，根據(jù)夾具的各組成元件，裝置與機(jī)構(gòu)所在的位置，夾具體的外形尺寸已大體確定。以下數(shù)據(jù)可供確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)參考： (1) 鑄件結(jié)構(gòu)夾具體，壁厚一般取8～30㎜，過(guò)厚處應(yīng)挖空。 (2)用板材、型材焊接的夾具體，一般壁厚以6～10㎜為宜，若剛性不足可增設(shè)加強(qiáng)筋。 (3)為了工件順利裝卸，與夾具體不發(fā)生干涉，夾

54、具體非工作表面應(yīng)留有一定的間隙。 當(dāng)夾具體和工件都是毛面時(shí)，可取8~10mm；當(dāng)夾具體與工件都是光面時(shí)，可取4~10mm。 3.4.4 本夾具體的設(shè)計(jì)思路 本夾具上所加工的工件為中型重量為25Kg零件,工件有相當(dāng)?shù)闹亓?工件首先要在分度盤(pán)上進(jìn)行定位，而分度盤(pán)的直徑為625mm，厚度為30mm,重量為67Kg，再加上其他零件的重量和切削力。因此，作為整個(gè)夾具體的支座的夾具體，所受的力總計(jì)有近2000牛以上。為了能夠很好的支撐住整個(gè)夾具機(jī)構(gòu)，保證機(jī)構(gòu)的剛度，家具體首先要保證有很好的穩(wěn)定性和剛性。要保證夾具體的穩(wěn)定,夾具體的底座要達(dá)到一定的寬度，參照機(jī)床聯(lián)系尺寸，夾具體底座厚度為30mm，縱

55、向尺寸為540mm，橫向尺寸為746mm。高度為746mm,與分度心軸配合的孔中心高度為420mm, 孔的壁為30mm,在孔的下方設(shè)計(jì)有垂直相交的四處加強(qiáng)筋骨加強(qiáng)來(lái)加強(qiáng)夾具體的剛性。另外在夾具體的底座設(shè)計(jì)四處合乎機(jī)床聯(lián)系尺寸的內(nèi)凹沿,便于用螺栓將夾具體固定在機(jī)床工作臺(tái)上。夾具體的制造方法為鑄造。 3.5 分度心軸的設(shè)計(jì) 3.5.1 分度心軸的設(shè)計(jì) 夾具中所應(yīng)用的分度心軸為壓入配合光滑心軸,軸與工件有過(guò)贏配合,定心精度高。但其配合的最大過(guò)盈量不應(yīng)大于的最大過(guò)贏利量.前面提到在加工工件時(shí),工件所受軸向切削力為1244.84N,再加上工件、分度盤(pán)和其他零件的的重力，心軸將受到較大的彎矩。分

56、度盤(pán)和夾具體的距離為20mm，心軸應(yīng)力敏感位置為前軸承的徑向?qū)ΨQ(chēng)面的位置上，粗略估算，此處距離轉(zhuǎn)盤(pán)重心有40mm的距離。因此，心軸所受彎矩大致為M=F*L=250040=100000N*mm。由文獻(xiàn)[11]附表7和式2-45，查到兩個(gè)公式：和。 本心軸所選用的材料為45鋼，=65，所以有==30.5mm。 因?yàn)楣ぜ诩庸み^(guò)程中可能會(huì)受到一些額外的沖擊，考慮到要保證夾具可以長(zhǎng)期使用，確定d=80mm，此直徑與6016深溝球軸承配合定位心軸。 圖3.2 分度心軸 與分度盤(pán)配合的軸頭分為導(dǎo)向部分和配合定位部分。導(dǎo)向部分的直徑尺寸對(duì)應(yīng)圖形中的即=d=80m

57、m。 由公式=（0.03~~0.07）的公式確定其他軸段的直徑，，，，，，，，，。=76mm，=87mm，87mm，=145mm，=75，=65，=70。其中直徑與60146016深溝球軸承定位。，，，，，，，，，的長(zhǎng)度，，，，，，，，分別為：=18，=5，=155，=18，=3，=8，=15，=15，=3。 段與分度盤(pán)配合定位作為工作部分，其尺寸為=++=80+0.037+0.025=870.62，公差取h5故= ———工件定位孔的最大直徑 ———工件定位孔的最大直徑 ———配合的最小過(guò)盈量 ———IT6的標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值 為其導(dǎo)向部分的直徑，取e8的公差，==

58、 4 誤差的分析與計(jì)算 4.1 一面兩孔時(shí)的定位誤差 工件以一面兩孔定位時(shí)，其基準(zhǔn)不重合誤差應(yīng)分為兩項(xiàng)來(lái)計(jì)算： 4.1.1 縱向誤差 指的是工件工件在兩孔連心線(xiàn)方向上工序基準(zhǔn)的極限位置誤差。雙孔定位時(shí)，夾具上銷(xiāo)的幾何中心應(yīng)為元件基準(zhǔn)，工件上與圓柱銷(xiāo)配合定位的孔的幾何中心為其工序基準(zhǔn)，由于配合間隙的存在，二者不相重合，故屬基準(zhǔn)不重合。此外，此孔與銷(xiāo)間的配合間隙小于與銷(xiāo)邊銷(xiāo)的銷(xiāo)邊量，又因?yàn)楣ぜ且粋€(gè)整體件，工件在兩孔連心線(xiàn)方向上的基準(zhǔn)極限位置誤差，只能受到圓柱銷(xiāo)與工藝孔配合間隙的影響。故縱向誤差為

59、=δg+δx+△=0.26+0.012+0.044=0.082（1/5—1/3）δLgx (4.1) 式中： ——縱向定位誤差 Δg——工件定位孔的直徑公差 △——工件裝卸是所要求的圓銷(xiāo)與工藝孔的配合間隙 δLgx——兩工藝孔的位置尺寸公差，為0.5 4.1.2 轉(zhuǎn)角誤差 雙孔定位時(shí)除了縱向誤差外，工件上兩孔中心連線(xiàn)還可以饒X軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故使工序基準(zhǔn)（兩孔連心線(xiàn)）與元件基準(zhǔn)（兩銷(xiāo)中心連線(xiàn)）不相重合，將致使工件發(fā)生轉(zhuǎn)角誤△α=2=2=（1/5—1/3）δα 故，定位誤差滿(mǎn)足要求 4.2 調(diào)刀誤差

60、 夾具在機(jī)床上安裝后，需要調(diào)整夾具相對(duì)于刀具的相對(duì)位置，以便于保證工件的加工技術(shù)要求。但是，由于制造夾具是，對(duì)刀塊或?qū)蜓b置對(duì)定位元件的位置不準(zhǔn)確，導(dǎo)致加工表面位置尺寸變化，有此產(chǎn)生的加工尺寸誤差，稱(chēng)為調(diào)刀誤差。 本夾具上用鉆套作為刀具引導(dǎo)元件，各影響因素均為隨機(jī)性的獨(dú)立變量，不可能同時(shí)均為最大值。因此，調(diào)刀誤差應(yīng)該按概率法疊加，即調(diào)刀誤差的計(jì)算公式如下： = (4.2) 其中: = ——刀具與引導(dǎo)套的最大間隙 ——襯套與引導(dǎo)套的最大間隙 ——由引起的鉆頭末端的單邊偏斜量 ——引導(dǎo)套內(nèi)外圓柱面徑向跳動(dòng) ——襯套內(nèi)外柱面徑向跳動(dòng) H—

61、—引導(dǎo)套長(zhǎng)度 B——工件加工孔長(zhǎng)度 S——引導(dǎo)套與工件表面間的距離 锪φ32孔的刀具直徑及其偏差為，固定鉆套引導(dǎo)直徑及其公差為，=0.050。因?yàn)闆](méi)有用襯套=0，=0，H=45，S=20，B=3，=0.012。 代入得：===0.0505；因此調(diào)刀誤差為： ===0.101（1/5—1/3）， 式中=0.5 鉆M18螺紋孔用的快換鉆套內(nèi)徑為，外徑為，=0.012，鉆頭尺寸及偏差為，所以=0.034+0.027=0.061，=0.050-0.001=0.049，B=11，S=20，=0.012，H=45。代入得：===0.053，因此調(diào)刀誤差為： ===0.118（1/5—1/3

62、）；式中=0.5。 鉆M6螺紋孔所選用的可換鉆套內(nèi)徑尺寸為，外徑尺寸為，所用襯套內(nèi)徑尺寸為，鉆頭直徑尺寸為，=0.008，=0.008。=0.018+0.022=0.04，=0.028-0.001=0.027，B=7，H=12，S=10。代入運(yùn)算得===0.07； ===0.143（1/5—1/3），式中=0.5。 鉆M12螺紋孔的鉆套尺寸規(guī)格如下：鉆頭尺寸直徑，可換鉆套內(nèi)徑尺寸為，外徑為，=0.008，襯套內(nèi)徑尺寸為，=0.008。=0.027+0.034=0.061，=0.034-0.001=0.033，B=27，H=28，S=5，===0.061，===0.127（1/5—1/3）

63、，式中=0.5。 鉆φ18通孔的刀具直徑為，可換鉆套內(nèi)徑尺寸為，外徑為=0.012，襯套內(nèi)徑尺寸為，=0.012。=0.027+0.034=0.061 =0.041-0.008=0.033，B=7，H=36，S=10。===0.059，===0.113（1/5—1/3）；式中=0.5。 4.3 分度誤差的計(jì)算 由于存在對(duì)定銷(xiāo)與分度盤(pán)襯套孔以及與固定部分襯套孔的配合間隙，分度盤(pán)襯套的內(nèi)外圓的同軸度誤差，分度盤(pán)兩相臨孔距離偏差等因素，故在一次分度的兩個(gè)極端下會(huì)造成位置誤差，此誤差稱(chēng)為位置誤差。其計(jì)算公式為：

64、 (4.3) 式中：——轉(zhuǎn)角誤差 ——一次分度造成的分度誤差 ——對(duì)定銷(xiāo)與分度盤(pán)襯套孔的最大間隙 ——對(duì)定銷(xiāo)與固定部分襯套孔的最大間隙配合 e——分度盤(pán)襯套內(nèi)外圓同軸度誤差 ——兩相臨孔距離公差之一般 對(duì)定銷(xiāo)的對(duì)定部分直徑尺寸公差為，分度盤(pán)襯套孔和固定部分襯套孔的內(nèi)徑均為，所以==0.017+0.018=0.035，所選用的襯套中e=0.008，=0.15。 ==0.158 ==，式中=。 通過(guò)以上的分析計(jì)算可是，誤差均在允許的范圍之內(nèi)。 設(shè)計(jì)合格！ 總 結(jié) 這一次的設(shè)計(jì)除了專(zhuān)業(yè)知識(shí)的收

65、獲外，對(duì)于即將參加工作的我們來(lái)說(shuō)，我想心態(tài)上的收獲同樣重要。 以前做過(guò)機(jī)械系統(tǒng)和加工工藝的設(shè)計(jì)，惟獨(dú)對(duì)夾具這一塊沒(méi)有做過(guò)相關(guān)訓(xùn)練。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，更深刻地了解了夾具方面的知識(shí)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)給我提供了一個(gè)學(xué)習(xí)夾具設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)的機(jī)會(huì)，通過(guò)在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)舊知識(shí)的溫習(xí)以及對(duì)新知識(shí)的吸收，使自己對(duì)機(jī)械專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握更加的全面和系統(tǒng)。此外，因?yàn)檫@一次的設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)，比以前的設(shè)計(jì)更接近于實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題，在設(shè)計(jì)中強(qiáng)化了我們的專(zhuān)業(yè)態(tài)度，對(duì)今后從事機(jī)械行業(yè)受益非淺。 我本次設(shè)計(jì)的夾具為鉆4110飛輪殼周邊孔的鉆模設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的過(guò)程從最初的學(xué)習(xí)夾具設(shè)計(jì)，到零件的工藝分析，在到定位、夾緊、對(duì)定、方案的確定和工作原理的

66、確定，零件的設(shè)計(jì)再到校核，最后確定夾具設(shè)計(jì)合理。設(shè)計(jì)過(guò)程中遵循夾具設(shè)計(jì)的原則和步驟，查閱了大量相關(guān)的資料，并有老師的細(xì)心指導(dǎo)，因此本設(shè)計(jì)是可以應(yīng)用于實(shí)際工程問(wèn)題的。 這是第一次接觸夾具設(shè)計(jì)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)所學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)運(yùn)用能力仍然欠缺，設(shè)計(jì)中有不合理的地方，敬請(qǐng)各位領(lǐng)導(dǎo)，老師，同學(xué)賜教，將不勝感激。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 薄林祥主編.《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.12 [2] 唐金松主編.《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版舍，2002.6 [3] 《機(jī)械加工工藝裝備設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫(xiě)組編.《機(jī)械加工工藝裝備設(shè)計(jì)手冊(cè)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.1 [4] 李洪主編.《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》.北京：北京出版社出版，1990.12 [5] 王光斗、王春福主編.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》. 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1990.2 [6] 鄒青主編. 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)課程》北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.8 [7] 李慶壽主