《發(fā)動機飛輪殼前端面鉆模夾具設(shè)計acn》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《發(fā)動機飛輪殼前端面鉆模夾具設(shè)計acn（35頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 發(fā)動機飛輪殼前端面鉆模夾具設(shè)計acn ———————————————————————————————— 作者： ———————————————————————————————— 日期： 2 個人收集整理 勿做商業(yè)用途 前言

2、 機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置,并把工件可靠地夾緊。　 機床夾具被廣泛應(yīng)用于機械制造業(yè)中。大量專用機床夾具的采用為大批大量生產(chǎn)提供了必要的條件。機床夾具是組成工藝系統(tǒng)的一個環(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. 　　先進高效的機床夾具不僅能減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)率，甚至能使生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動化。隨著汽車、內(nèi)燃機、摩托車、軸承等行業(yè)的規(guī)?；l(fā)展，對機床夾具的設(shè)計與制造不斷提出新的課題.深入研究機床夾具設(shè)計的理論和改進機床夾具的結(jié)構(gòu)，無疑

3、具有巨大的經(jīng)濟意義. 　　機床夾具設(shè)計一般包括結(jié)構(gòu)設(shè)計和精度設(shè)計兩個方面。而人們通常習(xí)慣側(cè)重于結(jié)構(gòu)設(shè)計而忽視精度設(shè)計。關(guān)于機床夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計，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)于機床夾具的精度設(shè)計，隨著零件加工精度的提高，也日益受到人們的重視. 　　人們逐漸認識到,機床夾具設(shè)計工作應(yīng)圍繞精度設(shè)計這個中心來進行。沒有合理的精度設(shè)計不僅會給夾具制造帶來困難，甚至?xí)怪圃斐龅膴A具不能保證工件的加工精度。因此，迫切需要全面的研究機床夾具的設(shè)計、制造、使用諸方面的定量關(guān)系；研究工件精度和夾具設(shè)

4、計精度之間的合理聯(lián)系。機床夾具設(shè)計是用途極廣的一門專業(yè)學(xué)科,熟悉它的內(nèi)容和方法，對從事機械制造方面的工程技術(shù)人員來說是十分必要的。文檔為個人收集整理，來源于網(wǎng)絡(luò)本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請勿用作商業(yè)用途 畢業(yè)設(shè)計是我們在學(xué)習(xí)階段的最后一個重要環(huán)節(jié),要求我們能綜合運用大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識和理論知識,結(jié)合實際，獨立解決本專業(yè)一般問題，樹立為生產(chǎn)服務(wù)，扎實肯干，一絲不茍的工作作風(fēng)，為將來在機械方面工作打下良好的基礎(chǔ)。 薦于夾具的重要性，同時也為了培養(yǎng)我們綜合設(shè)計地能力，進一步培養(yǎng)我們科學(xué)的思維方式和正確的設(shè)計思維，提高我們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的實際能力，我們選用了邵陽汽車發(fā)動機廠產(chǎn)品4110發(fā)

5、動機飛輪殼作為畢業(yè)課題,對其加工過程的工藝，每一道工序的工裝夾具進行設(shè)計。 一般來說,夾具設(shè)計必須滿足下列要求： 1。 保證工件加工的各項技術(shù)要求 要求正確確定定位方案、夾緊方案,正確確定刀具的導(dǎo)向方式，合理制定夾具的技術(shù)要求,必要時要進行誤差分析與計算； 2。具有較高的生產(chǎn)效率和較低的制造成本 為提高生產(chǎn)效率，應(yīng)盡量采用多件夾緊、聯(lián)動夾緊等高效夾具,但結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，造價要低廉; 3。盡量選用標準化零部件 盡量選用標準夾具元件和標準件，這樣可以縮短夾具的設(shè)計制造周期,提高夾具設(shè)計質(zhì)量和降低夾具制造成本； 4.夾具操作方便安全、省力 為便于操作，操作手柄一般應(yīng)放在右邊或前面；

6、為便于夾緊工件，操縱夾緊件的手柄或扳手在操作范圍內(nèi)應(yīng)有足夠的活動空間；為減輕工人的勞動強度,在條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用氣動、液壓等機械化夾緊裝置； 5。夾具應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性 所設(shè)計的夾具應(yīng)便于制造、檢驗、裝配、調(diào)整和維修。 經(jīng)過設(shè)計和討論，終于圓滿地完成了設(shè)計任務(wù)。本次設(shè)計就是圍繞以上五點要求，按照一般步驟來設(shè)計的，力求結(jié)構(gòu)合理，計算準確，經(jīng)濟可靠。但是由于本人實踐經(jīng)驗的欠缺和知識的局限性，設(shè)計過程中難免出現(xiàn)一些錯誤，該夾具的實際工作情況及可用性還有待于實踐的檢驗，敬請各位領(lǐng)導(dǎo)，老師,同學(xué)提出寶貴意見和見解，本人在此表示由衷的感謝！ 1 機床夾具的概述

7、 機床夾具是機械加工工藝系統(tǒng)的一個重要組成部分.為保證工件某工序的加工要求,必須使工件在機床上相對刀具的切削或成形運動處于準確的相對位置。當(dāng)用夾具裝夾加工一批工件時，是通過夾具來實現(xiàn)這一要求的。而要實現(xiàn)這一要求，又必須滿足三個條件：①一批工件在夾具中占有正確的加工位置；②夾具裝夾在機床上的準確位置；③刀具相對夾具的準確位置。這里涉及了三層關(guān)系：零件相對夾具，夾具相對于機床,零件相對于機床。工件的最終精度是由零件相對于機床獲得的.所以“定位”也涉及到三層關(guān)系：工件在夾具上的定位，夾具相對于機床的定位，而工件相對于機床的定位是間接通 過夾具來保證的。 工件定位以后必須通過一定的裝置產(chǎn)生夾緊力把工

8、件固定,使工件保持在準確定位的位置上，否則，在加工過程中因受切削力，慣性力等力的作用而發(fā)生位置變化或引起振動，破壞了原來的準 確定位，無法保證加工要求。這種產(chǎn)生夾緊力的裝置便是夾緊裝置。 1．1 機床夾具的概念： （1）機床夾具按專門化程度分類,可分為： 1）通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標準化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等.這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn),常作為機床附件提供給用戶.其特點是適應(yīng)性廣,生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。 2)專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門

9、設(shè)計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率,但設(shè)計制造周期較長、制造費用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時,夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 3）通用可調(diào)夾具和成組夾具 其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工.用于相似零件的成組加工所用的夾具,稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確,適用范圍更廣一些。 4）組合夾具 組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別

10、適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。 5）隨行夾具 隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用,又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位,進行不同工序的加工。 本次設(shè)計的即為鉆飛輪殼前端面孔而專門設(shè)計的專用夾具。 （2）按使用的機床分類 由于各類機床自身工作特點和結(jié)構(gòu)形式各不相同,對所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求.按所使用的機床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。本次設(shè)計的為鉆床夾具。 （3）按夾緊動力源分類 根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾

11、具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等.考慮到夾緊力與切銷力方向相同，本次采用手動夾緊。 1．2 鉆床夾具的組成 鉆床夾具通常由以下幾部分組成: (1）定位元件 它與工件的定位基準相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置,從而保證加工時工件相對于刀具和機床加工運動間的相對正確位置.如圖1—1中的定位銷2等; （2）夾緊裝置 用于夾緊工件，在切削時使工件在夾具中保持既定位置。圖1-1中的夾緊螺母1； （3）對刀、引導(dǎo)元件或裝置 這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對刀元件，如對刀塊.用于確定刀具位置并導(dǎo)引刀具

12、進行加工的元件,稱為導(dǎo)引元件。如圖1—1中的快換鉆套、固定鉆套4、5等； （4)連接元件 使夾具與機床相連接的元件，保證機床與夾具之間的相互位置關(guān)系。 （5)夾具體 用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件。它與機床有關(guān)部件進行連接、對定，使夾具相對機床具有確定的位置。如圖1—1中的夾具體3。 （6)其它元件及裝置 有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有分度機構(gòu)，銑床夾具還要有定位鍵等. 圖1—1 鉆模外形圖 1．3 鉆模及鉆模板形式的選擇 本次設(shè)計的是一個鉆床夾具，加工用的機床為Z3025搖臂鉆床。鉆床夾具最明顯的特點是設(shè)有引導(dǎo)鉆頭的鉆套，鉆套安裝在鉆模

13、板上,習(xí)慣上將鉆床夾具稱為“鉆?！?主要用于加工孔及螺紋。它主要由鉆套、鉆模板、定位及夾緊裝置夾具體組成。其主要類型有以下幾種. （1）固定式鉆模 在使用中,這類鉆模在機床上的位置固定不動，而且加工精度較高，主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔或搖臂鉆床加工平行孔系。 （2)回轉(zhuǎn)式鉆模 這類鉆模上有分度裝置，因此可以在工件上加工出若干個繞軸線分布的軸向或徑向孔系。 （3）翻轉(zhuǎn)式鉆模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔徑小于f8～f10mm。它可以減少安裝次數(shù)，提高被加工孔的位置精度。其結(jié)構(gòu)較簡單,加工鉆模一般手工進行翻轉(zhuǎn),所以夾具及工件應(yīng)小于10 kg為宜。 （4）覆蓋式鉆模

14、 這種鉆模的鉆模板是可卸的，可以直接利用工件的定位基準定位并裝夾在工件上，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，比其它形式完善的夾具經(jīng)濟,適用于成批生產(chǎn)。 (5）滑柱式鉆模 滑柱式鉆模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。這種鉆模有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、動作迅速、制造周期短的優(yōu)點，生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。 在本次設(shè)計中，根據(jù)工件特點及加工要求，我所選用的是覆蓋式鉆模。常見的鉆模板有固定式、鉸鏈式、可卸式、懸掛式等四種結(jié)構(gòu)形式。可卸式鉆模板具有以下特點： （1)適用于中批量生產(chǎn)中在鉆孔后繼續(xù)進行其它工序或大型工件的局部加工； （2）它由兩個定位套與夾具體上相對應(yīng)的二個定位銷（其中一個通常是菱形的)準確定位，并

15、在結(jié)構(gòu)上采取措施，防止鉆模板裝錯方向； （3）覆蓋式可卸鉆模板定位部分直接安裝在工件的定位部分，或鉆模體的定位件上，然后進行夾緊； （4）鉆模板應(yīng)盡量輕，以不超過8Kg為宜，以減輕操作者的勞動強度,對尺寸大的鉆模板可用鋁合金鑄件。 根據(jù)工件的特點，本次設(shè)計我采用的就是可卸式鉆模板，采用一面兩孔的定位方式。在鉆模板的外形特征上,我設(shè)計了兩種形式的鉆模,最后經(jīng)過比較選擇了第二種形式，因為在加工過程中，每加工一個工件,鉆模板就要取下來一次，選用第二種結(jié)構(gòu)即能滿足各種要求，又結(jié)構(gòu)更簡單，更能減輕工作者的負擔(dān).其比較示意圖如下圖1-2所示： 圖1-2 兩種鉆模板形式

16、 2 工件定位方案的確定 2。1 工件定位要則 (1）選擇合理的定位基準 1）定位基準必須與工藝基準重合,并盡量與設(shè)計基準重合,以減小定位誤差，獲得最大加工允差,降低夾具制造精度。當(dāng)定位基準和工藝基準或設(shè)計基準不重合時,需進行必要的加工尺寸及其允差的換算。 2）應(yīng)選擇工件上最大的平面，最長的圓柱面或圓柱軸線為定位基準,以提高定位精度，并使定位穩(wěn)定、可靠。 3）在選擇定位元件時,要防止出現(xiàn)在超定位現(xiàn)象。 4）在工件各加工工序中，力求采用同一基準，以避免因基準更換而降低工件各表面相互位置的準確度. 5）當(dāng)鑄、鍛件以毛坯面作為第一道工序的基準時，應(yīng)選用比較光整的表面作基準面,避開冒口、

17、澆口或分型面等凸起不平整的部位。 （2）限制工件的自由度 一個自由的物體,它對三個相互垂直的坐標系來說，有六個可活動可能性，其中三種是移動,三種是轉(zhuǎn)動。習(xí)慣上把這種活動的可能性稱為自由度，因此空間任一自由物體共有6個自由度，物體的6個自由度分別為：沿X軸移動，以 表示；沿Y軸移動,以表示；沿Z軸移動，以表示；沿X方向的旋轉(zhuǎn)，以表示；沿Y方向的旋轉(zhuǎn),以表示;沿Z方向的旋轉(zhuǎn)，以表示.若要使物體在某個方向有確定的位置，就必須限制該方向的自由度，所以要使工件在空處于相對固定的位置,就必須對六個自由度加以限制，限制的方法就是用相當(dāng)于六個支承點的定位元件與工件的定位基準面接觸。這種用正確分布的6個支

18、承點來限制工件的6個自由度，使工件在夾具中得到正確位置的規(guī)律，稱為六點定位原理。 （3）對定位元件的要求 1）工件定位基準與定位元件接觸或配合后，能限制住必須由其限制的工件的自由度； 2）由其產(chǎn)生的定位誤差最小； 3）定位表面應(yīng)具有較高的尺寸精度、配合精度、表面光潔度和硬度； 4）定位元件結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，便于裝卸工件; 5）具有足夠的強度和剛度； 6）無產(chǎn)生超定位的可能性； 7)對尺寸大的定位件表面，從結(jié)構(gòu)上采取措施，在不影響定位精度的前提下，盡量減小與工件定位表面的接觸面積； 8）消除定位表面的切屑方便。 （4）定位精度 1）對夾具要做必要的定位誤差分析和計算,定位誤差

19、必須滿足工件的加工精度要求; 2）必須考慮提高夾具在機床上的定位精度； 3)必須確保刀具在夾具上的導(dǎo)向精度； 4）必須確保對刀元件表面到工件被加工面間的尺寸精度； 5）出現(xiàn)超定位時，應(yīng)取消產(chǎn)生超定位的定位元件,或增加超定位元件與定位基準間的間隙，以提高定位精度； 6）工件被加工平面或中心至定位元件的位置精度和尺寸精度,在未注明特殊要求的情況下，一般取工件精度要求的1/5—1/3。 7）鉆模板鉆套孔中心距的公差在工件未注明公差要求的情況下，取工件孔中心距自由公差的1/5—1/3; 8)當(dāng)工件未注明定位面間的位置精度要求時,夾具定位面間的位置精度一般取0。01—100mm； 9）按

20、工件公差選取夾具公差的參考值； 10）按工件的直線尺寸公差確定夾具相應(yīng)尺寸公差的參考值; 11）按工件的角度公差確定夾具相應(yīng)角度公差的參考值。 2．2 工件的定位方式的選擇 2。2.1 完全定位、不完全定位和欠定位現(xiàn)象 加工時，工件的六個自由度被完全限制了的定位稱為完全定位。 但生產(chǎn)中并不是任何工序都需要采用完全定位的.究竟應(yīng)該限制幾個自由度和哪幾個自由度,應(yīng)由工件的加工要求決定。 例如在一個長軸上銑一個兩頭不通的鍵槽,加工要求除了鍵槽本身的寬度、深度和長度外，還需保證槽距軸端的尺寸及槽對外圓軸線的對稱度。此時繞工件軸線轉(zhuǎn)動的自由度就不必限制而只要限制五個自由度即行了.工件的六個

21、自由度沒有被完全限制的現(xiàn)象稱為不完全定位。在平面磨床上磨削平板零件的平面也是不完全定位的一個例子。 在滿足加工要求的前提下，采用不完全定位是允許的.但是根據(jù)加工要求應(yīng)該限制的自由度而沒有限制是不允許的，它必然不能保證加工要求，這種現(xiàn)象稱為欠定位。 2.2.2 過定位現(xiàn)象 工件的某個自由度被重復(fù)限制的現(xiàn)象稱為過定位。一般情況下應(yīng)當(dāng)盡量避免過定位。 但是，在某些條件下,過定位的現(xiàn)象不僅允許,而且是必要的。此時應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┨岣叨ㄎ换鶞手g及定位元件之間的位置精度,以免產(chǎn)生干涉。 如車削細長軸時,工件裝夾在兩頂尖間，已經(jīng)限制了所必須限制的五個自由度(除了繞其軸線旋轉(zhuǎn)的自由度以外），但為

22、了增加工件的剛性，常采用跟刀架,這就重復(fù)限制了除工件軸線方向以外的兩個移動自由度，出現(xiàn)了過定位現(xiàn)象。此時應(yīng)仔細地調(diào)整跟刀架,使它的中心盡量與頂尖的中心一致. 2.2.3 定位方式的選擇 在本次設(shè)計中，飛輪殼的加工工序如下： 粗銑前端面——粗車后端面孔—-精車前端面——鉆鉸定位孔,鉆前端面孔--粗車后端面孔——精車后端面孔——銑周邊平面—-粗鏜馬達孔——精鏜馬達孔——馬達也倒角-—鉆周邊孔——周邊孔攻絲——鉆后端面孔——锪后端面2—φ35-—后端面孔攻絲—-鉆前端面馬達螺孔—-前端面孔攻絲——清理、去尖角、毛刺、打標記-—成檢--清洗——油封、包裝、入庫。 本次的設(shè)計是在定位孔已

23、鉆出的情況下對前端面孔進行鉆削.根據(jù)六點定位原理，本設(shè)計采用在夾具體底座上插入三個定位銷,控制工件的五個自由度（Z方向的旋轉(zhuǎn)除外），實現(xiàn)工件的不完全定位,使工件只能在圓周上有輕微的旋轉(zhuǎn)，然后工件與鉆模板之間,根據(jù)本例加工零件的結(jié)構(gòu)特點，以及考慮到定位基準與設(shè)計基準重合的原則和六點定位原則,選擇一面及兩孔12。7作為定位基準。故該類工件采用“一面兩孔銷”的定位方法.以消除工件在空間中的六個自由度.當(dāng)采用一平面、兩短圓柱銷的定位元件時，此時平面限制Z方向的移動、X和Y方向的旋轉(zhuǎn)三個自由度，第一個定位銷限制X和Y方向的移動兩個自由度，第二個定位銷限制X方向的移動和Z方向的旋轉(zhuǎn),因此X方向的移動屬于過

24、定位。又設(shè)兩圓孔分別為、,孔距為；兩銷直徑分別為d1—Td1，d2—Td2,銷距為。由于兩孔、兩銷的直徑，兩孔中心距都存在制造誤差,故有可能使工件兩孔無法套在兩定位銷上，如圖2.1所示: 圖2-1 產(chǎn)生定位誤差的示意圖 解決的方法有三:(1）減小第二個銷子的直徑；（2) 使第二個銷子可沿X方向移動；（3）第二個銷子采用削角銷及菱形銷.這三種方法解決的原則都是消除X方向移動的過定位，但是，第一種方法中,減小第二個銷子的直徑后應(yīng)有的直徑大小可由圖2-1求得,即銷子的大小應(yīng)在AB范圍內(nèi)，其最大半徑為（或),最大直徑為，由圖得： (2。1）

25、 為便于裝夾，銷子與孔的側(cè)壁應(yīng)有一定的最小間隙,假設(shè)為,它使得銷子直徑減小，同理,第一孔與銷子配合也應(yīng)有一定的最小間隙為,并起到了補償?shù)诙€銷子減小直徑的一部分數(shù)值，使第二個銷子直徑可以加大。因此得： + (2。2） 此種方法由于銷子直徑減小，配合間隙加大，故使工件繞銷子1的轉(zhuǎn)角誤差加大； 第二種方法使整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜; 當(dāng)轉(zhuǎn)角誤差要求較為嚴格時，采用第三種方法很普遍，因為它不需要減小第二個銷子直徑，因此轉(zhuǎn)角誤差較小。 因此,根據(jù)工件的具體形狀，定位基準及定位要求,為補償工件兩定位孔的孔徑和孔距誤差及夾具

26、兩定位銷的直徑和距離誤差，避免工件不套入定位銷,選擇一面兩孔銷定位。即兩定位銷一個為圓柱銷，一個為菱形銷。 選擇這些定位裝置所能消除的自由度如下所示: 一固定面： 消除X,Y,Z方向的旋轉(zhuǎn)三個不定度，即消除，， 圓柱定位銷：消除X,Y方向的移動兩個不定度，即消除， 削邊銷: 消除Z方向的移動一個不定度，即消除 來實現(xiàn)工件在夾具中的準確定位。見圖2—2所示。 圖2—2 一面兩孔的定位方式 2．3 定位件的計算 2．3．1 菱形銷的設(shè)計計算 菱形銷定位簡圖如圖2—3所示: 圖2

27、—3 菱形銷定位簡圖 1）確定兩定位銷中心距尺寸Lx及其公差&Lx Lx=Lg=442.98，±＆Lx=±(1/5~1/3）&Lg=0。2x0。03=0。006 式中：Lg——工件兩定位孔中心距;±＆Lg-—工件兩定位孔中心距公差。 2）確定圓柱銷直徑d1及其公差&d1 d1=D1=12。738 D1—-與圓柱銷相配合的定位孔的最小直徑 ＆d1=0.017 &d1——圓柱銷直徑公差 ＆d1按dc選取; 3）削邊銷的寬度B和b 查表,由D2=12.738可知，b=4，B=D2—2=10.738 D2——與菱形銷相配合的工件定位孔最小直徑; 4）

28、補償距離 (2.3) -—圓柱銷及其相配合的工件定位孔間最小間隙 5)菱形銷圓弧部分與其相配合的工件定位孔間的最小間隙 (2。4) ——與菱形銷相配合的工件定位孔的最小直徑 6）菱形銷最大直徑d2 公差選取 h5,可計算得 。

29、 其他技術(shù)條件按GB2259—80《機床夾具零件及部件技術(shù)條件》. 2。3。2 定位銷的精度選擇及提高定位精度的措施 定位銷的精度等級根據(jù)被加工零件的加工精度，定位銷孔精度及其距

30、離尺寸公差的大小進行選擇，應(yīng)滿足下列等式的要求. 2:工件定位銷孔中心距公差 夾：夾具兩定位銷中心距公差 面：圓柱銷與定位孔間的最小間隙 菱：菱形銷與定位孔間的最小間隙 D:定位銷孔（菱形銷處）的最小直徑 b：菱形銷圓柱部分寬度，由上一節(jié)算出的結(jié)果可知： 2=0。015 夾=0。003 面=0。016 b=4 D=10.738 菱=0.006 為了保證可靠的定位,定位銷與定位孔的有效接觸長度一般為5-12mm，此處取10mm。 2．4 定位誤差的分析和計算 2．4．1 定位誤差的基本概念 所謂定位誤

31、差,是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準的位置誤差。因為對一批工件來說,刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準是不變的，所以定位誤差就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。 為了保證加工精度要求，我們加工時應(yīng)滿足下列關(guān)系式： （2.5） 式中，——各種因素產(chǎn)生誤差的總和； T-—工件被加工尺寸的公差。 在這里，我們只研究有夾具有關(guān)的定位方法所引起的定位誤差對加工精度的影響，因此上式又可寫成：

32、 （2.6) 式中，--定位誤差； W——除定位誤差外，其它因素所引起的誤差總和,可按加工經(jīng)濟精度查表確定。 所以由上式知道：，或者：。 定位誤差的組成及產(chǎn)生原因有以下兩個方面： 1)定位基準與工序基準不一致所引起的定位誤差，稱基準不重合誤差，即工序基準相對定位基準在加工尺寸方向上的最大變動量，以 表示。 2） 定位基準面和定位元件本身的制造誤差所引起的定位誤差，稱基準位置誤差，即定位基準的相對應(yīng)位置在加工尺寸方向上的最大變動量，以 表示。 故有

33、 (2。7) 此工式是在加工尺寸方向上的代數(shù)和。 2．4．2 定位誤差的計算 在本設(shè)計的定位方式中,因為工序基準與定位基準重合,故 ， （1）“1”孔中心線在X，Y方向的最大位移為： （孔與銷的最大間隙） (2.8) 由以上的計算知：，,；故可求得 (2.9） (2）“2”孔中心線在X,Y方向的最大位移分別為： ? （兩孔中心距公差） (2.10） （2.11) 由以上的計算知：，，，代入計算得： (3）兩孔中心連線對兩銷中心連線的最大轉(zhuǎn)角

34、誤差為,則 (2.12） 又因為 可知:,即由定位副制造誤差引起的定位誤差小于該工序尺寸制造公差0。03的1/3,證明上述方案可行. 3 導(dǎo)向裝置的確定 3．1 導(dǎo)向裝置的概述 鉆床的導(dǎo)向裝置主要是鉆套。鉆套的作用是確定鉆頭、鉸刀等刀具的軸線位置，防止刀具在加工過程中發(fā)生偏斜。根據(jù)使用特點，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 固定鉆套直接被壓裝在鉆模板上，其位置精度較高,但磨損后不易更換，固定鉆套的結(jié)構(gòu)有兩種,一種是有肩的，一種是無肩的。鉆模板較薄時,為使鉆套具有足夠的引導(dǎo)長度，應(yīng)采用有肩鉆套

35、。鉆套導(dǎo)向部分高度尺寸H越大刀具的導(dǎo)向性越好,但刀具與鉆套的摩擦越大，一般取H=（1。5—3）D，孔徑小、精度要求較高時，H取較大值。 （2）可換鉆套 在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中，為便于更換鉆套，采用可換鉆套.可換鉆套的結(jié)構(gòu)為：鉆套裝在襯套中，襯套壓裝在鉆模板中；為防止鉆套在鉆模板孔中上下滑動或轉(zhuǎn)動，鉆套用螺釘緊固。 （3）快換鉆套 在工件的一次裝夾中,若順序進行鉆孔、擴孔、鉸孔或攻螺紋等多個工步加工,需使用不同孔徑的鉆套來引導(dǎo)刀具，此時應(yīng)使用快換鉆套.當(dāng)使用快換鉆套，更換鉆套時，只需逆時針轉(zhuǎn)動鉆套使削邊銷平面轉(zhuǎn)至螺釘位置，即可向上快速取出鉆套. 上述三種鉆套的結(jié)構(gòu)和尺寸已標準化，設(shè)計時

36、可參閱有關(guān)國家標準。 （4）專用鉆套 在一些特殊場合,可根據(jù)具體要求自行設(shè)計鉆套。 各鉆套示意圖如下圖3.1所示： 圖3.1 固定鉆套、可換鉆套及快換鉆套示意圖 3．2 定位孔導(dǎo)向裝置的確定 定位孔加工時需對定位孔進行鉆、鉸兩個工步的加工，才能最終達到工序簡圖上規(guī)定的加工要求,故鉆定位孔時選用快換鉆套做為導(dǎo)向元件.查≤機床夾具設(shè)計手冊≥表 由d=12。7 〈25mm，材料選為T10A，熱處理為淬火HRC60-64,快換鉆示意圖如圖3-2所示: 圖3—2 快換鉆示意圖 由定位孔直徑為12。7mm,查表可得H=3

37、2，h=12，D1=34，D2=32，h1=7，m=13，m1=13。5，r=22。5,r1=1.5，r2=1，c=1。5，α=50o，b=2，a =0.5，t=1。2，螺釘M8×5；查≤機床夾具設(shè)計手冊≥表可知，鉆套高度H=3d=3×12.7=38。1，排屑空間h=10，鉆套端部與工件表面間的距離L=0。5d=0。5×12.5=6。25； 3．3 其余孔導(dǎo)向裝置的確定 除定位孔外，其余孔經(jīng)過鉆削加工就可以達到加工要求，故只需選用固定鉆套。固定鉆套又分為兩種,及無肩固定鉆套及帶肩固定鉆套.中、小批量生產(chǎn)用的鉆模應(yīng)采用外徑直接壓入鉆模的鉆套即固定鉆套；在下列情況下宜采用帶肩固定鉆套：利用鉆套

38、端面作基面;鉆模板較薄；要防止細碎切屑進入孔內(nèi)。經(jīng)分析選用無肩固定鉆套。 圖3-3 固定鉆套示意圖 4 夾緊方案的確定 機床對工件進行加工時,除需要定位支承系統(tǒng)獲得對于刀具及其導(dǎo)向的正確相對位置，還需依靠夾具上的夾緊機構(gòu)來消除工件因受切削力和工件自重的作用而產(chǎn)生的位移或振動。本例夾緊裝置中，工件在加工過程中能繼續(xù)保持定位所得到的正確位置。 夾緊機構(gòu)通常由三個部分組成：夾緊動力部分，中間傳動機構(gòu)和夾緊元件.夾緊動力部分用于產(chǎn)生力源,并將作用力傳給中間傳動機構(gòu)，中間傳動機構(gòu)用于改變作用力的大小和方向，并能產(chǎn)生自鎖。夾緊元件則承受由中間傳動機構(gòu)傳遞的夾緊力并與工件直接接觸

39、而執(zhí)行夾緊動作。 4．1 工件達到正確夾緊的原則 （1）在夾緊過程中，不至于因工件重力的影響而破壞正確定位 1）確定定位方案及設(shè)置定位支承時，因盡量使工件重心位于支承范圍內(nèi)，避免因支承反力與工件重力構(gòu)成力偶而破壞正確定位; 2）當(dāng)工件重力與主基準或雙導(dǎo)向基準垂直，而工件的重心位置不在各支承范圍內(nèi)時，應(yīng)使主要夾緊力與主基準或雙導(dǎo)向基準垂直，并處在各支承范圍內(nèi)。同時在夾具的適當(dāng)位置上設(shè)置初定位件； 3）若由于工件或加工等條件的限制，使主夾緊力不能與主基準或雙導(dǎo)向基準垂直，可在夾緊前對工件施加預(yù)夾緊力.該力應(yīng)垂直于主基準或雙導(dǎo)向基準，并處在支承范圍內(nèi)。待夾緊后可將預(yù)夾緊力撤出,并在適當(dāng)位置

40、設(shè)置初定位件。 4)當(dāng)重力與主基準或雙導(dǎo)向基準平行而與止動基準垂直時，則應(yīng)在夾具的適當(dāng)位置上設(shè)置初定位件。 （2）在夾緊過程中,夾緊力不應(yīng)使已經(jīng)獲得正確定位的工件脫離正確位置： 1）制定夾緊方案時，應(yīng)盡可能避免夾緊力與支承反務(wù)構(gòu)成力偶； 2）主夾緊力的方向最好壓向主基準或雙導(dǎo)向基準,其作用點應(yīng)在定位支承范圍內(nèi)； 3）當(dāng)主夾緊力只能壓向?qū)蚧鶞蕰r，則應(yīng)合理選擇夾緊力的作用點或設(shè)置預(yù)夾緊力； 4)若壓緊力處于支承范圍外，則應(yīng)采取結(jié)構(gòu)上的措施，使工件不脫離正確位置； （3)在夾緊過程中，應(yīng)使工件不產(chǎn)生超出表面形狀精度允許范圍的變形： 1）制定夾緊方案時，對于剛性較差的工件，應(yīng)盡可能減

41、少或避免由于夾緊力而產(chǎn)生彎曲變形; 2）夾緊力應(yīng)力求通過或靠近定位基準與定位支承的接觸面； 3）當(dāng)夾緊力無法通過或靠近定位基準與定位支承的接觸面時，應(yīng)在與夾緊力相對應(yīng)的位置設(shè)置輔助支承； 4）當(dāng)夾緊力作用于工件的斜面上時,若其分力能夠在工件上產(chǎn)生彎曲力矩，則應(yīng)避免在斜面上施加夾緊力。 5）當(dāng)單方面夾緊所需要的夾緊力過大，致使彎曲力矩過大而造成工件變形較大時,可采用多向夾緊的方法； 6）夾緊力應(yīng)避免壓向超定位元件; （4）在切削過程中，應(yīng)避免工件產(chǎn)生不能允許的振動: 1)制定夾緊方案時,對于剛性較差的工件，應(yīng)盡可能減少或避免由切削力而產(chǎn)生的振動； 2）夾緊力要盡可能靠近工件被加工

42、表面,以減少工件的懸臂長度; 3）當(dāng)主夾緊力無法靠近工件被加工表面，而工件被加工表面懸臂又較長時，可在切削過程中對工件剛性較差的部位設(shè)置輔助支承，或在輔助支承上還加一個夾緊力。 (5）在切削過程中，切削力不應(yīng)破壞工件的正確位置,并使平衡切削力所需的夾緊力最小： 1）制定夾緊方案時，切削力最好由定位支承反力平衡,盡可能避免用夾緊力及由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡. 2）用定位支承反力平衡最大切削力，此時所需要的夾緊力最??； 3）用夾緊力平衡最大切削力，此時所需夾緊力最大； 4）用夾緊力產(chǎn)生的摩擦力以平衡切削力,此時所需夾緊力最大. 4．2 夾緊機構(gòu)的確定 針對成批生產(chǎn)的工藝特征，本夾具

43、選用螺旋夾緊機構(gòu)夾壓工件。采用螺旋裝置直接夾緊或其它元件組合實現(xiàn)夾緊的機構(gòu)，統(tǒng)稱為螺旋夾緊機構(gòu)。螺旋夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，容易制造。由于螺旋升角小，螺旋夾緊機構(gòu)的自鎖性能好，夾緊力的夾緊行程都較大，在手動夾具上應(yīng)用較多。螺旋夾緊機構(gòu)可以看做是繞在圓柱表面上的斜面,將它展開就相當(dāng)于一人斜楔。在此螺旋夾緊裝置中，采用螺母直接夾緊。裝夾工件時，先將工件放在夾具體上，用三個定位銷控制工件的五個自由度，使工件不能前后左右移動,然后將鉆模板放在工件上，套上開口墊圈，利用一面兩孔定位，然后手動擰緊螺母壓緊工件。 4．3 夾緊力三要素的確定 4．3．1 夾緊力方向的確定 夾緊力的方向與工件的裝夾方式、工件受

44、外力的方向以及工件的剛性等有關(guān),夾緊力方向的確定原則: （1）夾緊力的方向應(yīng)使定位基面與定位元件接觸良好，保證工件定位準確可靠； (2）加緊力的方向應(yīng)與工件剛度最大的方向一致,以減小工件變形; (3）加緊力的方向應(yīng)盡量與工件受到的切削力、重力等的方向一致，以減小加緊力?？梢詮囊韵氯矫婵紤]： （1）當(dāng)工件以幾個表面作為定位基準時,若工件是大型的，則為了保持工件的正確位置,朝每個定位元件都要有夾緊力；若工件尺寸較小,切銷力不大,則往往只要垂直朝向主要定位面有夾緊力,保證主要定位面與定位元件有較大的接觸面積,就可以使工件裝夾穩(wěn)定可靠。 （2)夾緊力的方向應(yīng)方便裝夾和有利于

45、減小夾緊力。下圖4。1為夾緊力Q、重力G和切銷力F三者之間的組合關(guān)系： 工件重力G方向始終指向地面,因此從裝夾工件出發(fā)，以圖a，b 最好，因為主要定位元件表面是水平朝上，使工件裝夾穩(wěn)定可靠;圖c，d,e情況較差，圖f情況最差，一便裝夾；若從減小夾緊力出發(fā)，假定圖中G和F大小相同,則所需要的Q力以圖a最小，圖b次之，圖f最大;由此可見當(dāng)Q，G,F方向相同時，所需夾緊力最小,此時施加夾緊力的目的就是防止工件在加工中振動。此設(shè)計中，主夾緊力的Q，G，F(xiàn)方向就相同。 (3）夾緊力的方向應(yīng)使工件夾緊后的變形小。 圖4-1 六種夾緊方式的比較 4．3．2 夾具力作用點的確定 (1) 加緊力的

46、作用點應(yīng)正對支撐元件或位于支撐元件所形成的支撐面內(nèi)； （2) 夾具力的作用點應(yīng)位于工件剛性較好的部位。 (3） 夾具力的作用點應(yīng)盡量靠近加工表面，以減小切削力對夾緊點的力矩,防止或減小工件的加工振動或彎曲變形。 4．3．3 夾緊力大小的確定 工件的夾緊力過大，會引起工件的變形，達不到加工精度要求,而且使夾緊裝置結(jié)構(gòu)尺寸過大，造成結(jié)構(gòu)不緊湊；夾緊力過小,會造成工件夾緊不牢，加工時易破壞定位，同樣也保證不了加工精度要求,甚至?xí)鸢踩鹿?由此可見，必須對工件施加大小適當(dāng)?shù)膴A緊力。查《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》表3-21可知，當(dāng)工件以一面兩孔定位，而夾緊力又與切削力方向一致時，由于主切削力

47、起著幫助夾緊工件的作用，所以當(dāng)其它切削分力較小時,通常可不必計算,僅需較小的夾緊力來防止工件在加工時產(chǎn)生的振動和轉(zhuǎn)動。而在此夾緊方案中，夾緊力與切削力方向相同, 故不必計算夾緊力的大小。 5 其它裝置的確定 5．1 開口墊圈的選擇 墊圈按其結(jié)構(gòu)形狀可以分為:墊圈、球面墊圈、開口墊圈、懸式墊圈、轉(zhuǎn)動墊圈、加大墊圈、螺紋墊圈和十字墊圈.在本次設(shè)計中根據(jù)加工要求及夾具結(jié)構(gòu)特點，選擇開口墊圈,查《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》，選擇開口墊圈材料為45號鋼，所采用的技術(shù)要求為：銳邊倒鈍;表面發(fā)藍或其它防銹處理；淬火HRC35—40。根據(jù)螺桿直徑為20mm，查《機械制造工藝與機床夾具》表

48、5-8得，b=21，D1=42,C=2,C1=1.5,t=1.2,D=84,H=14,從而可以得出開口墊圈的具體形狀。開口墊圈示意圖如下圖5—1所示: 圖5-1 開口墊圈示意圖 5．2墊塊的設(shè)計 在裝夾工件時,工件若直接放在夾具體底板上，時間過長，會造成底板的磨損，破壞底板的平面度,而使誤差加大?，F(xiàn)在底板上設(shè)計十二個圓形墊塊，用圓柱頭內(nèi)六角螺釘使之與底板配合固定,加工工件時使工件放在墊塊上,如若發(fā)生大的磨損，只需更換墊塊即可。 6 夾具體設(shè)計 夾具體是整個基體和骨架。在夾具體上要安裝組成該夾具所需要的各種元件、機構(gòu)、裝置等；而且還要考慮便于裝卸

49、工件以及在機床上的固定。因此，夾具體的開關(guān)和尺寸，主要取決于夾具上各組成件的分布情況，工件的形狀、尺寸及加工性質(zhì)等。 對夾具體的設(shè)計提出以下基本要求： ( 1 ) 應(yīng)有足夠的強度和剛度,保證加工過程中在夾緊力、切削力等外力作用下,不致產(chǎn)生不允許的變形和振動。 ( 2 ) 力求結(jié)構(gòu)簡單,裝卸工件方便，要防止無法制造和難以裝卸的現(xiàn)在發(fā)生。 ( 3 ) 要有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性，以便于制造、裝配和使用。 ( 4 ) 尺寸要穩(wěn)定，即夾具體經(jīng)制造加工后，應(yīng)防止其日久變形。 ( 5 ) 排除切屑要方便,為了防止加工中切屑聚積在定位元件工件表面上或其它裝置中，而影響工件的正確定位和夾具的正常

50、工作,因此在設(shè)計夾具體時，要考慮切屑的排除問題。 ( 6 ) 在機床上安裝要穩(wěn)定、可靠、安全 根據(jù)以上原則,為了使底座與機床工作臺接觸穩(wěn)定、可靠，采用周邊接觸，實現(xiàn)夾具體與機床的夾緊配合;夾具體采用鑄造，夾具體厚度h=25mm。夾具體的外形尺寸可根據(jù)工件，定位元件，夾緊裝置,對刀，引導(dǎo)元件以及其他輔助機構(gòu)和裝置在總體上的配置確定。根據(jù)本次加工工藝的特點，設(shè)計的夾具體示意圖見圖6-1所示： 圖6-1 夾具體示意圖 夾具體通過T形螺釘與機床定位.底部的孔是為夾具體與螺桿的配合而設(shè)計的。夾具體與螺桿底部以四個內(nèi)六角圓柱頭螺釘定位夾緊,工件通過螺桿安裝在夾具體上，再與鉆模板夾緊定位，從而使

51、各零部件組合為一個整體。 總結(jié) 機床夾具是由定位元件,夾緊裝置,對刀元件,夾具體部分組成，機床夾具設(shè)計也就是針對夾具組成的各個部分進行設(shè)計，其中定位與夾緊量個環(huán)節(jié)是夾具設(shè)計的重點。 本次設(shè)計中，基本上按專用夾具設(shè)計步驟來設(shè)計夾具的。首先對工件零件圖進行仔細研究，分析，明確設(shè)計任務(wù)書中的設(shè)計要求及有關(guān)資料。對工件有了全面透徹的了解，熟悉了它的結(jié)構(gòu)和工藝要求.考慮到在生產(chǎn)實際方便、可靠性、機床型號、生產(chǎn)批量、零件工藝性等各方面的因素,然后確定夾具的結(jié)構(gòu)方案。 主要包括： 1、 工件的定位方案 2、 確定夾緊方案 3、 確定夾緊機構(gòu) 4、 確定夾具體極其總體結(jié)構(gòu)

52、 根據(jù)具體方案的各項工藝性指標，畫出非標準件的零件工作圖,公差配合制定。參照有關(guān)資料經(jīng)驗植，基本上完成了專用夾具的設(shè)計。 在夾具設(shè)計中，本夾具具有以下特點 1、 該夾具采用手動夾緊，可靠方便，省時省力，尺寸小,不需要增壓裝置, 結(jié)構(gòu)簡單； 2、 該夾具采用一面兩銷定位，誤差少，能夠滿足工件的加工要求； 3、 工件要求不太高，夾具各公差配合適當(dāng)放寬，降低了夾具的制造精度, 從而使夾具生產(chǎn)成本不太高，符合夾具設(shè)計要求。 由于本人實踐經(jīng)驗不足，對各門知識運用不是很熟悉,在加上這是第一次接觸這門課程，系統(tǒng)的設(shè)計夾具結(jié)構(gòu)。在設(shè)計中難免出現(xiàn)錯誤和缺點.敬請各位領(lǐng)導(dǎo)，老師，同學(xué)賜教,本人不勝感

53、激。 致謝 通過兩個月多月的辛勤努力，我的畢業(yè)設(shè)計終于如期完成了。在指導(dǎo)老師趙寧老師的耐心幫助和悉心指導(dǎo)下，我學(xué)會了總結(jié)設(shè)計要求,查閱相關(guān)資料,形成整個設(shè)計框架和整體思想,最終圓滿的完成設(shè)計。在整個設(shè)計過程中，由于知識的缺乏，出現(xiàn)了不少理論和實踐上的錯誤，在指導(dǎo)老師的耐心指正下才得以解決。他嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高度的責(zé)任心，給我在生活和工作中以很大的影響，我在此表示衷心的感謝。 參考資料 [1] 鄭本修．機械制造工藝學(xué)．機械工業(yè)出版社 ， 1999 [2] 白成軒．機床夾具設(shè)計新原理．機械工業(yè)出版社，1997 [3

54、] 齊世恩．機械制造工藝．哈工大出版社 1989 [4] 任家?。畽C械制造技術(shù)．機械工業(yè)出版社，2000 [5] 張進生．機械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo)．機械工業(yè)出版社, 1995 [6] 荊長生．機械制造工藝學(xué)．西北工業(yè)大學(xué)出版社，1996 [7] 徐發(fā)仁．機床夾具設(shè)計．重慶大學(xué)出版社，1996 [8] 劉朝儒．機械制圖．高等教育出版社,2001 [9] 龐懷玉．機械制造工程學(xué)．機械工業(yè)出版社，1998 [10]劉守勇．機械制造工藝與機床夾具．機械工業(yè)出版社,1994 ［11］浦林祥．金屬切削機床夾具設(shè)計手冊．機械工業(yè)出版社，1995 35