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畢業(yè)設(shè)計（論文）
課 題：
缸體加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計
專 題：
專 業(yè)：
機(jī)械制造及自動化
學(xué) 生 姓 名：
班 級：
學(xué) 號：
指 導(dǎo) 教 師：
完 成 時 間：
摘 要
本設(shè)計專用夾具的設(shè)計缸體零件加工過程的基礎(chǔ)上。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情況下，確保比保證精密加工孔很容易。因此，設(shè)計遵循的原則是先加工面后加工孔表面。孔加工平面分明顯的階段性保證粗加工和加工精度加工孔。通過底面作一個良好的基礎(chǔ)過程的基礎(chǔ)。主要的流程安排是支持在定位孔過程第一個，然后進(jìn)行平面和孔定位技術(shù)支持上加工孔。在隨后的步驟中，除了被定位在平面和孔的加工工藝及其他孔單獨(dú)過程。整個過程是一個組合的選擇工具。專用夾具夾具的選擇，有自鎖機(jī)構(gòu)，因此，對于大批量，更高的生產(chǎn)力，滿足設(shè)計要求。
關(guān)鍵詞：缸體類零件；工藝；夾具；
ABSTRACT
Foundation design of cylinder parts processing process the design of special fixture. The main processing parts processing plane and holes. In general, ensure easy to guarantee precision machining holes than. Therefore, the design principle is first machined surface after machining hole surface. Periodic hole machining plane is obvious that rough machining and machining precision machining hole. A good foundation on the bottom surface of the process. The main process is supported in the positioning hole process first, and then the processing hole plane and the hole positioning technology support. In a subsequent step, in addition to processing technology are positioned in the plane and the other hole hole and separate process. The whole process is a combination of the selection tool. Special fixture fixture selection, a self-locking mechanism, therefore, for large quantities, higher productivity, meet the design requirements.
Key words: cylinder parts; technology; fixture;
III
目 錄
摘 要 II
ABSTRACT III
第一章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 1
1.1 零件的分析 1
1.1.1 零件的作用 1
1.1.2 零件的工藝分析 1
1.2加工的問題和設(shè)計所采取措施 2
1.2.1 孔和平面的加工順序 2
1.2.2 孔系加工方案選擇 2
1.3 缸體加工定位基準(zhǔn)的選擇 3
1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 3
1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 3
1.4 缸體加工主要工序安排 3
1.5 機(jī)械加工余量、工序及毛坯的確定 5
1.6確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間） 6
1.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 14
第二章 銑凸臺面夾具設(shè)計 18
2.1 研究原始質(zhì)料 18
2.2 定位、夾緊方案的選擇 18
2.3切削力及夾緊力的計算 18
2.4 誤差分析與計算 19
2.5 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 20
2.6 夾具體的設(shè)計 22
2.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 22
第三章 鉆6-M6孔夾具設(shè)計 23
3.1 研究原始質(zhì)料 23
3.2定位分析和定位元件選擇 23
3.3切削力及夾緊裝置設(shè)計 24
3.4 誤差分析與計算 27
3.5 導(dǎo)向裝置設(shè)計（鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用） 28
3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 29
總 結(jié) 31
參考文獻(xiàn) 33
致 謝 1
V
33
第一章 加工工藝規(guī)程設(shè)計
1.1 零件的分析
1.1.1 零件的作用
題目給出的零件是缸體。缸體零件的加工質(zhì)量，零件的加工質(zhì)量，并確保組件正確安裝。因此，缸體的加工質(zhì)量影響裝配運(yùn)動精度，影響性能和壽命。
1.1.2 零件的工藝分析
由缸體零件圖可知。缸體是一個殼體零件，別安裝在五個平面的外表面加工的需要。支持前和后孔。此外，表面還需加工一系列孔?？煞秩M加工表面。分析如下：
由缸體零件圖可知?，F(xiàn)分析如下：
主要加工表面有以下5個主要加工表面;
1.端面 通過粗銑精銑達(dá)到1.6精度要求
2.內(nèi)圓 粗鏜、半粗鏜、精鏜達(dá)到6.3的精度要求
3.內(nèi)表面 先粗銑后精銑的3.2的精度要求
4.底面 通過粗銑直接使底面精度達(dá)到12.5
5. 凸臺端面 在凸臺端面使其達(dá)到12.5的精度要求
1.2加工的問題和設(shè)計所采取措施
由以上分析可知。缸體零件加工表面是平面和孔系。平面加工要比保證孔精度比較容易一些。因此，在這個過程中的主要問題是確保和孔的位置精度，應(yīng)對孔與平面間的關(guān)系。由于是大生產(chǎn)量生產(chǎn)。要考慮因素如何滿足提高加工過程中的效率問題。
1.2.1 孔和平面的加工順序
缸體類加工按照先面后孔，按照粗、精加工互相原則。處理應(yīng)遵循先加工面后來加工孔，第一個基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)的表面處理。然后，整個系統(tǒng)的過程。地基處理的管道應(yīng)遵循這一原則。平平面定位可保證定位牢固可靠，保證各個孔的加工粗糙度和精度。其次，首先先加工面可以去除鑄件不均勻表面，進(jìn)而孔加工提供前提，也有利于保護(hù)刀具。
1.2.2 孔系加工方案選擇
通過缸體的加工方案，應(yīng)選擇符合加工方法，加工精度和加工設(shè)備。主要考慮加工精度和效率，此外還有考慮經(jīng)濟(jì)因素。了滿足精度和生產(chǎn)率的要求，應(yīng)選擇在的最終價格。
根據(jù)基缸體部要求顯示和生產(chǎn)力的要求，目前應(yīng)用在鏜床夾具鏜床組合適于。
（1）鏜套加工
在大批量生產(chǎn)中，加工管底座通孔通常是在組合鏜床的鏜模。加工孔鏜夾具在設(shè)計和制造要求。當(dāng)鏜桿的鏜套引導(dǎo)鏜，鏜模的精度直接保證孔的精度。
鏜模提高系統(tǒng)抗振動、剛度。同時加工幾個工件的過程。生產(chǎn)效率很高。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高制造困難，鏜模制造和裝配在夾具誤差鏜桿鏜襯套磨損等原因。加工精度可通過鉆孔獲得也受到一定的限制。
（2）用坐標(biāo)鏜方法
在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且可以實現(xiàn)大的品種和數(shù)量，和產(chǎn)品的升級換代，所需時間短。普通的鏜模加工，生產(chǎn)成本高，周期長，難滿足要求，和坐標(biāo)鏜可以滿足這一要求。鏜加工模板還需要利用坐標(biāo)鏜床。
隨著坐標(biāo)鏜削的方法，需要缸體孔的和在直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成的和公差的公差，然后用在笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)的運(yùn)動精度鏜。
1.3 缸體加工定位基準(zhǔn)的選擇
1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足下列要求：
（1）保證每個重要支持均勻的加工余量；
（2）保證零件和管壁有一定的差距。
了滿足要求，主要支持應(yīng)作主要參考孔。作粗基準(zhǔn)輸入軸和輸出軸。因此，主軸承孔的精定位，孔的加工余量必須統(tǒng)一。因與孔的位置，墻是相同的核心的位置。
1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇
從孔與孔的位置，孔與平面，平面與平面的位置。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能確保在整個過程的統(tǒng)一的管道基本上可以使用參考位置。從管底座零件圖的分析，支撐孔平行并覆蓋大面積的平面與主軸，適合用作精基準(zhǔn)。但與平面定位只能三自由度的限制，如果使用一二孔定位方法對典型的全過程，基本能夠滿足定位要求的參考。最后，雖然是裝配基準(zhǔn)，但因它是對垂直主軸承孔的基礎(chǔ)。
1.4 缸體加工主要工序安排
用于零件的批量生產(chǎn)，總是首先產(chǎn)生均勻的基準(zhǔn)?；艿奶幚淼牡谝徊绞翘幚硪粋€統(tǒng)一的基礎(chǔ)。具體安排第一孔定位粗后，加工頂平面。第二步是定位兩個工藝孔。由于頂面處理后到管道基礎(chǔ)處理已經(jīng)完成，除了個人的過程，作定位基準(zhǔn)。因此，孔底面也應(yīng)在兩個工藝孔加工工藝處理。
工序安排應(yīng)該是盡可能地先加工表面然后再加工孔。首先粗加工面，然后粗加工孔。螺紋孔鉆床的鉆頭，切削力大，也應(yīng)在粗加工階段完成。對于工件，需要精加工是支持前孔與平面結(jié)束后。根據(jù)以上原則應(yīng)該先完成加工平面加工孔，但在本裝置實際生產(chǎn)不易保證孔和端面互相垂直的。因此，工藝方案實際上是用于精加工軸承孔，從而支持?jǐn)U孔芯棒定位端處理，所以容易保證的端部的圖紙上的全跳動公差。螺紋孔攻絲時，切削力小，可以分散在后期階段。
加工完成后，還要檢驗入庫等操作，衛(wèi)生打掃干凈。
根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將缸體加工工藝路線確定如下：
工藝路線一：
10、鑄造
20、人工時效
30、粗銑底面
40、鉆底面孔 4x ?9 擴(kuò)孔至?15深9 2x ?4圓錐孔 配作
50、鉆頂面通孔2x ?6 擴(kuò)孔至2x ?9.6 孔口倒角1X45 °
60、锪頂面孔2x ?24深2
70、攻螺紋孔2XM12
80、粗銑----半精銑中心孔?35端面
90、粗鏜---半精鏜---精鏜 中心孔?35端面孔?35H7
100、銑?8凸臺端面
110、鉆中心孔?35端面孔6X ? 4.8 深14 工螺紋孔6xM6深16
120、去毛刺
130、檢驗
140、入庫
工藝路線二：
10、鑄造
20、人工時效
30、粗銑底面
40、粗銑----半精銑中心孔?35端面
50、粗鏜---半精鏜---精鏜 中心孔?35端面孔?35H7
60、銑?8凸臺端面
70、鉆底面孔 4x ?9 擴(kuò)孔至?15深9 2x ?4圓錐孔 配作
80、鉆頂面通孔2x ?6 擴(kuò)孔至2x ?9.6 孔口倒角1X45 °
90、锪頂面孔2x ?24深2
100、攻螺紋孔2XM12
110、鉆中心孔?35端面孔6X ? 4.8 深14 工螺紋孔6xM6深16
120、去毛刺
130、檢驗
140、入庫
根據(jù)加工要求和提高效率時間等因素綜合選擇方案一：
10、鑄造
20、人工時效
30、粗銑底面
40、鉆底面孔 4x ?9 擴(kuò)孔至?15深9 2x ?4圓錐孔 配作
50、鉆頂面通孔2x ?6 擴(kuò)孔至2x ?9.6 孔口倒角1X45 °
60、锪頂面孔2x ?24深2
70、攻螺紋孔2XM12
80、粗銑----半精銑中心孔?35端面
90、粗鏜---半精鏜---精鏜 中心孔?35端面孔?35H7
100、銑?8凸臺端面
110、鉆中心孔?35端面孔6X ? 4.8 深14 工螺紋孔6xM6深16
120、去毛刺
130、檢驗
140、入庫
1.5 機(jī)械加工余量、工序及毛坯的確定
“缸體”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料采用HT200制造。材料是HT200，硬度HB170到240，大批量生產(chǎn)，鑄造毛坯。
（1）底面的加工余量。
根據(jù)要求，面加工分粗、精銑加工余量如下：
粗銑：參照《工藝手冊第1卷》。其余量值規(guī)定，現(xiàn)取。
精銑：參照《手冊》，余量值。
（3）螺孔毛坯實心，不沖孔
（4）端面加工余量。
端面分粗銑、精銑加工。各余量如下：
粗銑：參照《工藝手冊》，其余量規(guī)定，取。
（5）螺孔加工余量
毛坯實心，不沖孔。
1.6確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間）
工序1 無切削加工，無需計算
工序2 無切削加工，無需計算
工序3：銑削底面
機(jī)床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。
單邊余量：Z=3 mm
所以銑削深度：
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：取：取銑削速度
每齒進(jìn)給量：取取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照文獻(xiàn)取
實際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：取
切削工時
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)1
機(jī)動時間：
機(jī)動時間：
所以該工序總機(jī)動時間
工序40、鉆底面孔 4x ?9 擴(kuò)孔至?15深9 2x ?4圓錐孔 配作
（1）鉆孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊》，取
切削速度：參照《工藝手冊》，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
走刀次數(shù)1
機(jī)動時間：
（2）锪平?15孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊》
切削速度：參照《工藝手冊》取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
走刀次數(shù)1
機(jī)動時間：
工序50、鉆頂面通孔2x ?6 擴(kuò)孔至2x ?9.6 孔口倒角1X45 °
（1）鉆孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊》，取
切削速度：參照《工藝手冊》，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
走刀次數(shù)1
機(jī)動時間：
（1）鉆孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊》，取
切削速度：參照《工藝手冊》，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
走刀次數(shù)1
機(jī)動時間：
工序60 锪頂面孔2x ?24深2
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊》，
切削速度：參照《工藝手冊》，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
走刀次數(shù)1
機(jī)動時間：
工序80：粗銑----半精銑中心孔?35端面
機(jī)床：銑床X52k
刀具：面銑刀（硬質(zhì)合金材料） 齒數(shù)[10]
（1）粗銑
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊》，取
銑削速度：參照《工藝手冊》，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《工藝手冊》,
被切削層：由毛坯可知
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)1
機(jī)動時間：
（2）精銑
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊》，取
銑削速度：參照《工藝手冊》，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
被切削層：由毛坯可知
刀具切入：精銑時
刀具切出：取
走刀次數(shù)1
機(jī)動時間：
本工序機(jī)動時間
工序90 ：粗鏜---半精鏜---精鏜 中心孔?35端面孔?35H7
機(jī)床：臥式鏜床T68
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
⑴ 粗鏜?35孔
進(jìn)給量：刀桿伸出取。因此確定進(jìn)給量。
切削速度，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進(jìn)給量：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動時間：
⑵ 精鏜?35孔
粗加工后單邊余量
進(jìn)給量：刀桿伸出取，切削深度。因此確定進(jìn)給量
切削速度：取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進(jìn)給量：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動時間：
所以該工序總機(jī)動工時
工序9：銑削銑?8凸臺端面端面
機(jī)床：臥式鏜床T68
刀具：鏜刀（硬質(zhì)合金），鏜刀材料： 銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊》，取
銑削速度：參照《工藝手冊》，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《工藝手冊》,
被切削層：由毛坯可知
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)1
機(jī)動時間：
工序13：鉆中心孔?35端面孔6X ? 4.8 深14 工螺紋孔6xM6深16
機(jī)床：組合鉆床X525
刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀
（1）鉆底面切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊》，取
切削速度：參照《工藝手冊》，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出：
走刀次數(shù)1
機(jī)動時間：
螺孔攻絲
機(jī)床：組合攻絲機(jī)
刀具：釩鋼機(jī)動絲錐
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照《工藝手冊》，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實際切削速度：
由工序4可知：
走刀次數(shù)1
機(jī)動時間：
1.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排
設(shè)年產(chǎn)量是10萬件。一年有250個工作日。一個日產(chǎn)量420。一天工作時間的計算8個小時，每部分的生產(chǎn)時間不應(yīng)超過1.14min。機(jī)械加工單（在上述生產(chǎn)類型）時間定額：大規(guī)模生產(chǎn)）
大規(guī)模生產(chǎn)：
參照《工藝手冊》（生產(chǎn)類型：中批以上）時間計算公式：
（大量生產(chǎn)時）
因此大批量單件時間計算：
其中： —單件時間定額 —基本時間（機(jī)動時間）
—輔助時間。
—布置場所地、休息時間占操作時間的百分比值
工序1：粗、精銑底面
機(jī)動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。在加工過程中裝卸短暫，所以取裝時間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時間定額：
工序2：鉆底面孔
機(jī)動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。裝卸短暫所以取裝時間。則
：根據(jù)《工藝手冊》單間時間定額：
因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序3：粗銑凸臺
機(jī)動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。加工過程中裝卸短暫，所以取裝時間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時間定額：
因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序4：鉆側(cè)面孔
機(jī)動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。由于生產(chǎn)線上裝時間很短，所以取裝時間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時間定額：
因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序5：粗銑端面
機(jī)動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時間定額：
一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序6：銑前后端面
機(jī)動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。所以取裝時間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時間定額：
因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序9：粗鏜支承孔
機(jī)動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》取工步輔助時間。所以取裝時間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時間定額：
即能滿足生產(chǎn)要求
工序11：精鏜支承孔
機(jī)動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》取工步輔助時間。裝卸短所以取裝時間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時間定額：
即能滿足生產(chǎn)要求
工序12：端面螺紋孔攻絲
機(jī)動時間：
輔助時間：參照鉆孔輔助時間，取裝卸輔助時間，工步輔助時間。則
：參照鉆孔值，取
單間時間定額：
因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序14：精銑端面
機(jī)動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。
由于在加工過程中裝卸短暫，取裝卸時間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時間定額：
即能滿足生產(chǎn)要求
工序15：精銑側(cè)面
機(jī)動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。所以取裝時間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時間定額：
即能滿足生產(chǎn)要求
工序17：底面螺紋孔攻絲
機(jī)動時間：
輔助時間：取裝卸輔助時間，工步輔助時間。則
：參照鉆孔值，取
單間時間定額：
因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
第二章 銑凸臺面夾具設(shè)計
2.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來加工銑凸臺面，首先要先找到定位基準(zhǔn)，加工時除了要滿足粗糙度要求外，為了保證技術(shù)要求。
2.2 定位、夾緊方案的選擇
由零件圖可知：在對凸臺面加工前，底平面進(jìn)行銑加工。底孔已經(jīng)鉆削加工。因此，選平面為定位精基準(zhǔn)（設(shè)計基準(zhǔn)）來滿足公差要求。
2.3切削力及夾緊力的計算
刀具：面銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具參數(shù)：
《設(shè)計手冊》查可得：
可得銑削力的公式：
有：
根據(jù)切削力，夾緊力的影響因素，在夾緊不利狀態(tài)過程，該夾緊力的計算應(yīng)該根據(jù)機(jī)械平衡原理來設(shè)計。最后，為了確?？煽繆A緊，數(shù)值乘以安全系數(shù)實際所需夾緊力。即：
安全系數(shù)K可按下式計算：
式中：因素的安全系數(shù)，
由此可得：
所以
采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，螺栓壓緊工件。
手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
螺旋夾緊力按以下有：
式中參數(shù)可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如2.1.
由表得：公式
即：
由上述計算得：
通過計算所需夾緊力不是很大，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
2.4 誤差分析與計算
該夾具以一個平面和和2個定位銷定位，保證孔軸公差軸孔面平行度公差。，要求保證孔軸線間的公差。
需要的工序公差過程誤差總和等于或小于所需的過程。
由[5]和[6]可得：
1 定位誤差：
當(dāng)短圓柱銷以任意邊接觸時
當(dāng)短圓柱銷以固定邊接觸時
式中定位孔與定位銷間的最小間隙
通過分析可得：
因此：當(dāng)短圓柱銷以任意邊接觸時
2 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷、夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上，所夾具能達(dá)到零件加工要求。
2.5 定向鍵與對刀裝置設(shè)計
定向鍵方向安裝在三維表面縱向底面，一般都有兩個。布局盡可能遠(yuǎn)的距離。用方向鍵和銑床工作臺T D面，工作面定位元件夾具工作臺的進(jìn)給方向的確切位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時，螺栓夾緊夾具可以降低負(fù)荷，加強(qiáng)加工夾具牢固。根據(jù)gb2207 80方向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖5.1 夾具體D面形與螺釘
根據(jù)T形D面的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)如表5.4：
表5.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體D面形
公稱
允差d
允差
公稱
允差D
18
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖5.3 平塞尺
塞尺參數(shù)如表5.5：
表5.5 塞尺
公稱H
允差d
C
3
～0.006
0.25
2.6 夾具體的設(shè)計
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，時效處理，退火等處理方式。保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。
2.7 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
如前所述，工件一個平面二銷定位，提高生產(chǎn)效率，在分析和方案比較仔細(xì)，手動夾緊（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這種夾持機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)，夾緊可靠，通用性強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于機(jī)床。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，以及零件變化，影響定位，夾緊可靠。防止這種現(xiàn)象，根據(jù)情況調(diào)整定位銷。
第三章 鉆6-M6孔夾具設(shè)計
3.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來鉆6-M6孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，
因為加工精度不高，故在加工中，主要目的是降低生產(chǎn)成本，減輕勞動強(qiáng)度從而來提高效率。
3.2定位分析和定位元件選擇
零件圖顯示：在前面的孔的加工，在粗，精銑，鉆，表面擴(kuò)孔，擴(kuò)孔。因此，定位，夾緊方案：
方案一：底面周圍和軸端定位，定位的V型塊.
方案二：表面，底表面的采用，銷軸位于擋銷和定位工藝孔的大孔端，夾緊方式與芯軸上的緊固螺母。
方案三：選擇一二銷定位方法，采用短圓柱銷孔的過程，和一個止動銷位于大孔端的夾持方法，操作簡單，通用性強(qiáng)的移動壓板夾緊。
與上述三個方案的比較分析：定位方案的定位和夾緊方式，擴(kuò)大設(shè)計，安裝，和工件是不容易的。心軸夾緊，定位方案二是不正確的，也是不處理，以及定位和夾緊的應(yīng)該分開，因為夾持損傷位置。
要合理選擇定位基準(zhǔn)，不然會影響加工過程的質(zhì)量，進(jìn)而最終工件質(zhì)量。選擇不合適的基準(zhǔn)，故會增加加工過程或不合理工藝路線，導(dǎo)致夾具設(shè)計困難，最終達(dá)不到零件加工精度（特別位置精度）。
所以應(yīng)根據(jù)零件要求，保證加工要求，合理選擇定位基準(zhǔn)。這一部分不需很高的技術(shù)要求，平行性和對稱性不高，所以應(yīng)如何降低強(qiáng)度，提高工作效率，提高加工，減少定位誤差，選擇利于定位精度夾具設(shè)計，包括加工工藝，設(shè)計好定位夾具。
3.3切削力及夾緊裝置設(shè)計
選用：鉆床Z525，刀具高速鋼刀具。
由文獻(xiàn)可得：
切削力公式：
式中
查表得：
其中：
即：
實際所需夾緊力
有：
安全系數(shù)K可按下式計算有：
式中：因素安全系數(shù)
所以
通過計算實際夾緊力不大，夾具結(jié)構(gòu)簡單操作方便，采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
取，，
根據(jù)切削力，夾緊力的影響因素，在夾緊不利狀態(tài)過程，該夾緊力的計算應(yīng)該根據(jù)機(jī)械平衡原理來設(shè)計。最后，為了確保可靠夾緊，數(shù)值乘以安全系數(shù)實際所需夾緊力。
初步確定氣缸參數(shù)
表5-1 按負(fù)載選擇工作壓力[1]
負(fù)載/ KN
<5
5~10
10~20
20~30
30~50
>50
工作壓力/MPa
< 0.8~1
1.5~2
3.5~3
3~4
4~5
≥5
表5-2 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力[1]
機(jī)械類型
機(jī) 床
農(nóng)業(yè)機(jī)械
小型工程機(jī)械建筑機(jī)械
液壓鑿巖機(jī)
液壓機(jī)
大中型挖掘機(jī)
重型機(jī)械
起重運(yùn)輸機(jī)械
磨床
組合
機(jī)床
龍門
刨床
拉床
工作壓力/MPa
0.8~2
3~5
2~8
8~10
10~18
20~32
由于鉆削力為4239N，往往要取大一些，在這取負(fù)載約為10000N，初選氣缸的設(shè)計壓力P1=3MPa，為了滿足工作這里的氣缸課選用單桿式的，并在快進(jìn)時差動連接，則氣缸無桿腔與有桿腔的等效面積A1與A2應(yīng)滿足A1=2A2（即氣缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d應(yīng)滿足：d=0.707D。為防止切削后工件突然前沖，氣缸需保持一定的背壓，暫取背壓為0.5MPa，并取氣缸機(jī)械效率。則氣缸上的平衡方程
故氣缸無桿腔的有效面積：
氣缸直徑
氣缸內(nèi)徑：
按GB/T2348-1980，取標(biāo)準(zhǔn)值D=80mm；因A1=2A，故活塞桿直徑d=0.707D=56mm（標(biāo)準(zhǔn)直徑）
則氣缸有效面積為：
3.缸體壁厚的校核
查機(jī)械設(shè)計手冊，取壁厚為10mm。則
根據(jù)時； （4-2）
可算出缸體壁厚為：
<10mm
則氣缸的外徑
式中 ————許用應(yīng)力；（Q235鋼的抗拉強(qiáng)度為375-500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取5，即缸體的強(qiáng)度適中），P-缸筒試驗壓力。
3.缸筒結(jié)構(gòu)設(shè)計
缸筒兩端分別與缸蓋和缸底鏈接，構(gòu)成密封的壓力腔，因而它的結(jié)構(gòu)形式往往和缸蓋及缸底密切相關(guān)[6]。因此，在設(shè)計缸筒結(jié)構(gòu)時，應(yīng)根據(jù)實際情況，選用結(jié)構(gòu)便于裝配、拆卸和維修的鏈接形式，缸筒內(nèi)外徑應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整。
活塞桿是氣缸傳遞力的主要零件，它主要承受拉力、壓力、彎曲力及振動沖擊等多種作用，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。其材料取Q235鋼。
1.活塞桿直徑的計算[1]
由=2 可知活塞桿直徑：
按GB/T2348—1993將所計算的d值圓整到標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封裝置。圓整后得：
d=56mm
按最低工進(jìn)速度驗算氣缸尺寸，查產(chǎn)品樣本，調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量，因工進(jìn)速度v=0.4m/min為最小速度，則由式
（4-3）
本例=78.5>1.25，滿足最低速度的要求。
3.活塞桿強(qiáng)度計算：
<56mm （4-4）
式中 ————許用應(yīng)力；（Q235鋼的抗拉強(qiáng)度為375-500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取5，即活塞桿的強(qiáng)度適中）
3．活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計
活塞桿的外端頭部與負(fù)載的拖動電機(jī)機(jī)構(gòu)相連接，為了避免活塞桿在工作生產(chǎn)中偏心負(fù)載力，適應(yīng)氣缸的安裝要求，提高其作用效率，應(yīng)根據(jù)負(fù)載的具體情況，選擇適當(dāng)?shù)幕钊麠U端部結(jié)構(gòu)。
4.活塞桿的密封與防塵
活塞桿的密封形式有Y形密封圈、U形夾織物密封圈、O形密封圈、V形密封圈等[6]。采用薄鋼片組合防塵圈時，防塵圈與活塞桿的配合可按H9/f9選取。薄鋼片厚度為0.5mm。為方便設(shè)計和維護(hù)，本方案選擇O型密封圈。
由上述計算易得：
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用氣缸夾緊機(jī)構(gòu)。
3.4 誤差分析與計算
必須要滿足誤差的總和應(yīng)該小于或等于該工序公差。
與夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)可得：
⑴ 兩定位銷定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上、所設(shè)計的夾具滿足零件加工精度要求。
3.5 導(dǎo)向裝置設(shè)計（鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用）
為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達(dá)到孔的加工的要求。
表
d
D
D1
H
t
基本
極限
偏差F7
基本
極限
偏差D6
＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～3.6
5
8
＞3.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
13
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.013
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
HT200
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
HT200
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
62
66
＞48～50
70
74
0.040
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。
3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對夾具體的設(shè)計的基本要求
（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
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，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。
（5）安裝應(yīng)牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn)，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。
總 結(jié)
本課題是缸體的加工工藝及夾具設(shè)計，主要是確定的工藝設(shè)計的工藝路線，確定加工和切削參數(shù)，基本工時，本設(shè)計的零件工藝路線是正確合理的，定位和夾緊的夾緊機(jī)構(gòu)可實現(xiàn)定位和夾緊的目的，可以保證工件的加工精度。在很多問題的設(shè)計過程中，假設(shè)出現(xiàn)不合理工藝路線，甚無法保證夾具設(shè)計的準(zhǔn)確性。在夾具設(shè)計中，由于定位基準(zhǔn)的選擇不合理，出現(xiàn)了定位或不定位零件加工精度無法保證。在夾緊機(jī)構(gòu)由于尺寸的選擇，如不合理，但沒有達(dá)到夾緊的目的，也可能是由于位置的夾緊力和工件表面的作用所產(chǎn)生的營業(yè)額不合理。然而，在老師的細(xì)心指導(dǎo)的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設(shè)計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進(jìn)一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術(shù)工作。然而，在老師的細(xì)心指導(dǎo)的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設(shè)計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進(jìn)一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術(shù)工作。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我深深地感受到，做任何事都必須有耐心，細(xì)心。有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但一想到老師教得比平時多，病人，認(rèn)為他們的社會責(zé)任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，讓人觸目驚心的事故，我不能不提醒自己，要形成一個高度負(fù)責(zé)的好習(xí)慣，一絲不茍。發(fā)現(xiàn)自己的知識真的很差，他們的能力，用學(xué)到的知識是不夠的，幾年來學(xué)習(xí)很多課程，今天才知道自己和不使用。想到這里，我真的有點(diǎn)不耐煩。主要是確定的工藝設(shè)計的工藝路線，確定加工和切削參數(shù)，基本工時，本設(shè)計的零件工藝路線是正確合理的，定位和夾緊的夾緊機(jī)構(gòu)可實現(xiàn)定位和夾緊的目的，可以保證工件的加工精度。在很多問題的設(shè)計過程中，假設(shè)出現(xiàn)不合理工藝路線，甚無法保證夾具設(shè)計的準(zhǔn)確性。在夾具設(shè)計中，由于定位基準(zhǔn)的選擇不合理，出現(xiàn)了定位或不定位零件加工精度無法保證。在夾緊機(jī)構(gòu)由于尺寸的選擇，如不合理，但沒有達(dá)到夾緊的目的，也可能是由于位置的夾緊力和工件表面的作用所產(chǎn)生的營業(yè)額不合理。然而，在老師的細(xì)心指導(dǎo)的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設(shè)計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進(jìn)一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術(shù)工作。然而，在老師的細(xì)心指導(dǎo)的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設(shè)計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進(jìn)一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術(shù)工作。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我深深地感受到，做任何事都必須有耐心，細(xì)心。有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但一想到老師教得比平時多，病人，認(rèn)為他們的社會責(zé)任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，讓人觸目驚心的事故，我不能不提醒自己，要形成一個高度負(fù)責(zé)的好習(xí)慣，一絲不茍。發(fā)現(xiàn)自己的知識真的很差，他們的能力，用學(xué)到的知識是不夠的，幾年來學(xué)習(xí)很多課程，今天才知道自己和不使用。想到這里，我真的有點(diǎn)不耐煩。
參考文獻(xiàn)
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[2] 《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》 王光斗 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002.
[3] 《機(jī)械設(shè)計》 王寧俠 時其昌 西安電子科技大學(xué)出版社2008.
[4] 《機(jī)械制造基礎(chǔ)》周桂蓮 付平 西安電子科技大學(xué)出版社2009.
[5] 《機(jī)械加工余量與公差手冊》 馮賢智 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社1994.
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[8] 《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 李益民主編 機(jī)械工業(yè)出版社出版 1983.
[9] 《切削用量簡明手冊》 艾興、肖詩剛主編 機(jī)械工業(yè)出版社出版 1994.
[10] 《夾具工程師手冊》 劉文劍 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社 2002.
[11] k.Lee,Principles of CAD/CAM/CAE Systems,Addison Wesley,1999.
[12] 胡紅舟等, 《Mechanical Eegineering CAD/CAM》, 北京：機(jī)械工業(yè)出版社
致 謝
本課題是在XX老師指導(dǎo)下完成，非常感謝XX老師的耐心指導(dǎo)幫助。畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)知識，相關(guān)的專業(yè)知識的綜合運(yùn)用，是知識在實踐中的應(yīng)用。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我的專業(yè)知識得到鞏固和提高在原來的基礎(chǔ)上，就離不開老師和同學(xué)的幫助。設(shè)計的分析是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析過程中，老師給了我很大的鼓勵，在設(shè)計和分析使我覺得更多的設(shè)計思路，提高的學(xué)習(xí)能力，和討論的問題的分析，有一個更清楚的了解，使我受益不淺。
因為臨近畢業(yè)的時間，許多本來應(yīng)該了解到的地方都沒有時間去仔細(xì)調(diào)查的來源，如控制，協(xié)調(diào)電網(wǎng)的理解，選擇求解器，它使我明白大學(xué)只是一個大致的方向，和距離太遠(yuǎn)，離實際應(yīng)用。但我認(rèn)為，方向是最重要的，因為方向，將用最少的精力去做事情，這項工作后，我的生命。因為在實際生產(chǎn)生活中，從事的工作是千差萬別的，只有找到自己最喜歡的，最有前途的工作，個人有更高的熱情，但也最有可能在自己的崗位上做出一定的貢獻(xiàn)。
說實話，畢業(yè)設(shè)計真是有點(diǎn)累了。然而，明確其自身的設(shè)計結(jié)果，畢業(yè)設(shè)計仔細(xì)回味的旅程，一個罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡。雖然這是我剛學(xué)的第一個走，一點(diǎn)在我的生命中的成功，但它讓我覺得更成熟了。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我深深地感受到，做任何事都必須有耐心，細(xì)心。有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但一想到老師教得比平時多，病人，認(rèn)為他們的社會責(zé)任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，讓人觸目驚心的事故，我不能不提醒自己，要形成一個高度負(fù)責(zé)的好習(xí)慣，一絲不茍。發(fā)現(xiàn)自己的知識真的很差，他們的能力，用學(xué)到的知識是不夠的，幾年來學(xué)習(xí)很多課程，今天才知道自己和不使用。想到這里，我真的有點(diǎn)不耐煩。
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