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目錄 中文摘要·····························································Ⅰ 英文摘要·····························································Ⅱ 第一章 緒論··························································4 第二章 工藝設計························································5 2.1 零件分析···························································5 2.1.1 零件的作用·······················································5 2.1.2 零件的工藝分析···················································5 2.2 毛坯的選擇與設計加工余量的確定·····································5 2.2.1確定毛坯制造形式···············································5 2.2.2 基準的選擇·····················································6 2.3 工藝規(guī)程的設計·····················································6 2.3.1制定工藝路線···················································6 2.3.2工藝方案的比較和分析···········································10 第三章 工序設計························································12 3.1 工序尺寸與毛坯尺寸的確定··········································12 3.2 確定切削用量及時間定額·············································13 3.2.1 工序Ⅲ：銑端面φ70mm···········································13 3.2.2 工序Ⅶ:鏜2-φ48H8孔···········································15 3.2.3 工序Ⅺ:鉆6-M8-7H孔············································15 第四章 夾具設計························································18 4.1夾具的設計·······················································18 4.1.1 夾緊方案及夾緊元件選擇·······································18 4.1.2 導向裝置及導向元件選擇·······································19 4.2切削力與夾緊力的計算··············································19 4.2.1 切削力的計算··················································19 4.2.2 夾緊力的計算··················································20 4.2.3 氣壓系統(tǒng)主要參數(shù)的計算········································18 4.2.3.1 活塞式氣缸·················································18 4.2.3.2 氣缸的密封·················································22 4.3 夾具零件·························································22 4.3.1 固定式定位銷··················································22 4.3.2 螺栓··························································24 4.3.3 螺母··························································24 4.3.4 墊圈··························································25 4.3.5 鏜套··························································26 4.3.6 標準型彈簧墊圈················································26 4.4 定位誤差的分析····················································27 4.5 夾具設計與操作的簡要說明··········································29 4.5.1 夾具的組成····················································29 4.5.2 夾具的操作····················································30 第五章 設計總結······················································31 參考文獻······························································32 致謝··································································33 35 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 第一章 緒論 畢業(yè)設計是我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及專業(yè)課之后進行的.這是我們對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 對我個人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次鍛煉，從中提高自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加工作，進入正式的工作場合打下一個良好的基礎。 由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。 泵體工藝規(guī)程及鉆6－M8螺孔夾具設計是在學完了機械制造基礎，進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。它一方面要求學生通過設計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行工藝及結構設計的基本能力。另一方面能讓我們熟練運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。 最后我們通過設計夾具的訓練，鍛煉了自己能按被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經(jīng)濟合理而且能保證加工質量的夾具的能力。同時能掌握與設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠熟練運用各種工具書。 第二章 工藝設計 2.1零件分析 2.1.1零件的作用 泵依靠旋轉葉輪對液體的作用把原動機的機械能傳遞給液體。由于泵的作用液體從葉輪進口流向出口的過程中，其速度能和壓力能都得到增加，被葉輪排出的液體經(jīng)過壓出室，大部分速度能轉換成壓力能，然后沿排出管路輸送出去，這時，葉輪進口處因液體的排出而形成真空或低壓，吸水池中的液體在液面壓力（大氣壓）的作用下，被壓入葉輪的進口，于是，旋轉著的葉輪就連續(xù)不斷地吸入和排出液體。 2.1.2 零件的工藝分析。 泵體結構較為復雜，加工面多、技術要求高、機械加工的勞動量大。因此箱體結構工藝性對保證加工質量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本有重要意義。 泵體幾個加工表面它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下： （1） φ32H11孔和φ有0.04的同軸公差要求。 （2） φ48H8孔和表面1都對于φ48H8孔內(nèi)壁有0.04的垂直度公差要求。 （3） φ16H8孔與φ45H8內(nèi)壁有60：0.004的平行度公差要求。 2.2毛坯的選擇與設計及加工余量的確定 2.2.1確定毛坯制造形式 泵體零件材料為HT200?？紤]到零件形狀復雜、有腔形、制造精度、機械性能、壽命及批量（年產(chǎn)1萬件），可選擇金屬型鑄造以提高毛坯精度、減少加工余量。 查閱《機械加工工藝設計實用手冊》,P498表6-68。金屬型鑄造，鑄造精度CT在6-9之間。金屬型鑄造的工藝方法與特點是以金屬型摸腔上覆以涂層作為型腔，有時輔以砂芯作為內(nèi)腔的鑄造方法。鑄造冷卻速度快，鑄件內(nèi)部組織嚴密，機械性能較高，單位生產(chǎn)面積產(chǎn)量高。適于成批與大量生產(chǎn)，一般不宜于單件或少量生產(chǎn)。常用于泵體的鑄件生產(chǎn)。所以，在我的設計中，毛坯使用金屬型鑄造。 查閱《機械加工工藝設計實用手冊》，P516表6-90。金屬型鑄造成批生產(chǎn)灰鑄鐵的鑄造尺寸公差等級要求為CT7-9，取CT8。鑄件公差按HB6130-86。 查閱《機械加工工藝設計實用手冊》，P510表6-79。取鑄造斜度為3。 查閱《機械加工工藝設計實用手冊》，P512表6-85（HB6130-86）。鑄件基本尺寸在100-160之間，公差等級為CT8，則鑄件尺寸公差值取1.8。 未注明鑄件圓角半徑R3。 2.2.2 基準的選擇 正確選擇定位基準是設計工藝過程的一項重要內(nèi)容，也是保證零件加工精度的關鍵。 定位基準分為精基準、粗基準、輔助基準。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面為定位基準（粗基準），在后續(xù)加工工序中，用已加工表面作為定位基準（精基準）。在制定工藝規(guī)程時，應先考慮選擇怎樣的精基準以保證達到精度要求并把各加工加工出來，另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位做一輔助基準，用以定位。選擇基準時，應遵守精確、簡便的原則。 粗基準的選擇。對于箱體類零件應先加工面后加工孔再以面為基準加工孔。根據(jù)有關粗基準的選擇原則（當零件有不加相對位置精度較高的不加工表面做為粗基準。）先以前面1作為粗基準加工其它工表面時，應以這些不加工表面作為粗基準；若零件有幾個不加工表面時，則應以與加工表面要求面，因為其它面與前面1都有同軸度和垂直度的要求,所以先選擇其作為粗標準。 精基準的選擇。應遵循“基準重合及統(tǒng)一”原則，選擇面積較大的平面或孔及其組合。因此應選擇表面②④⑤作為精基準，有利于夾緊及定位。 2.3工藝規(guī)程的設計 2.3.1 制定工藝路線 零件機械加工工藝過程是工藝規(guī)程的中心問題，其內(nèi)容包括定位基準、確定夾緊方法、選擇各加工表面的加工方法、安排加工順序及組織整個加工工藝過程中各個工序的內(nèi)容、確定各個工序所采用機床設備和工藝裝備等。 設計時應同時考慮幾個方案，經(jīng)過分析比較，選擇出比較合理的方案。 根據(jù)泵體零件為大批生廠，所以采用通用機床，配以專用的夾具、刀具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率，減少機床數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。經(jīng)零件工藝分析，零件毛坯為金屬模，機械造型，并經(jīng)人工時效處理消除鑄件內(nèi)應力，改善工件的可切削性。 示意簡圖如下： 圖1-1 現(xiàn)確定工藝路線如下： 方案一： 工序Ⅰ 以表面①為基準銑表面④。 刀具：端銑刀，機床：X52K 工序Ⅱ 以表面②為基準銑表面①。 刀具：端銑刀，機床：X52K 工序Ⅲ 以表面②為基準銑表面③。 刀具：端銑刀，機床：X52K 工序Ⅳ 以表面③為基準銑表面④。 刀具：端銑刀，機床：X52K 工序Ⅴ 以表面②④為基準銑表面⑤。 刀具：端銑刀，機床：X52K 工序Ⅵ 以表面②④⑤為基準鉆φ32 H11孔、φ22孔。 刀具：麻花鉆，機床：Z3040×16 工序Ⅶ 以表面①②⑤為基準鏜2-φ48H8孔。 刀具：鏜刀，機床：T61Ⅰ 工序Ⅷ 以表面②④⑤為基準鉆，锪擴4-φ10孔，鉆G3/8螺紋孔。 刀具:麻花鉆、锪鉆，機床：Z3040×16 工序Ⅸ 以表面①②⑤為基準鉆φ16-H8孔，留余量。 刀具：麻花鉆，機床：Z3040×16 工序Ⅹ 以表面②④⑤為基準鉆φ12孔，留余量。鉸φ12孔，攻螺紋G3/8孔。 刀具：麻花鉆、鉸刀、絲錐，機床：Z3040×16 工序Ⅺ 以表面②④⑤為基準鉆6×M8-7H孔。刀具：麻花鉆，機床：Z3040×16 工序Ⅻ 以表面②④⑤為基準與泵蓋配鉆2×φ6T14孔、鉸2×φ6T14孔。 刀具：麻花鉆，機床：Z3040×16 工序ⅩⅢ 以表面②④⑤為基準鏜φ32H11孔、φ22孔。 刀具：鏜刀，機床：T61Ⅰ 工序ⅩⅣ 以表面②④⑤為基準鉸2-φ48H8孔。 刀具：鉸刀，機床：Z3040×16 工序ⅩⅤ 以表面②④⑤為基準精銑表面①。 刀具：銑刀，機床：X52K 工序ⅩⅥ 檢查 方案二： 工序Ⅰ 以表面①為基準銑表面④。 刀具：端銑刀，機床：X51 工序Ⅱ 以表面②為基準銑表面①。 刀具：端銑刀，機床：X51 工序Ⅲ 以表面②為基準銑表面③。 刀具：端銑刀，機床：X51 工序Ⅳ 以表面③為基準銑表面④。 刀具：端銑刀，機床：X51 工序Ⅴ 以表面②④為基準銑表面⑤。 刀具：端銑刀，機床：X51 工序Ⅵ 以表面②④⑤為基準銑表面①。 刀具：端銑刀，機床：X51 工序Ⅶ 以表面①②⑤為基準鏜2-φ48H8孔。 刀具：鏜刀，機床：坐標鏜床TGX4132B 工序Ⅷ 以表面①②⑤為基準鉆φ16H8孔，留余量。 刀具：麻花鉆，機床：Z540A 工序Ⅸ 以表面②④⑤為基準鉆φ32H11孔，φ22孔。 刀具：麻花鉆，機床：Z540A 工序Ⅹ 以表面②④⑤為基準鉆，锪擴4-φ10孔，鉆G3/8螺紋孔。 刀具：麻花鉆、锪鉆，機床：Z540A 工序Ⅺ 以表面②④⑤為基準鉆φ12孔，留余量，鉸φ12孔，攻螺紋G3/8。 刀具：麻花鉆、鉸刀、絲錐，機床：Z540A 工序Ⅻ 以表面②④⑤為基準鉆6×M8-7H孔。 刀具：麻花鉆，機床：Z540A 工序ⅩⅢ 以表面②④⑤為基準與泵蓋配鉆2×φ6T14孔，鉸2×φ6T14。 刀具：麻花鉆，鉸刀,機床：Z540A 工序ⅩⅣ 以表面②④⑤為基準鏜φ32H11孔, φ22孔。 刀具：鏜刀，機床：坐標鏜床TGX4132B 工序ⅩⅤ 以表面②④⑤為基準鉸2-φ48H8孔內(nèi)壁，φ16H8孔。 刀具：鉸刀，機床：Z540A 工序ⅩⅥ 檢查。 以上所有刀具、機床選擇均查找于《機械制造工藝與夾具設計指導》。 2.3.2 工藝方案的比較與分析 分析兩套方案，不難看出，第一套方案先加工表面后加工孔，而且加工孔的順序明確、清晰；而第二套方案中第五部就銑了表面①，而表面①所要求的粗糙度為3.2，屬于精度比較高的面，所以導致在接下來的工序中，難免會因為裝夾、掛擦導致其精度降低，且在第二套方案中，鉆孔步驟混亂，容易造成重復性裝夾，浪費時間。但在第一套方案當中，工序Ⅶ和工序Ⅸ可排列在一起，從而減少換用機床時間，降低時間成本。 改進的工藝如下： 工序Ⅰ 銑表面④，選用表面①為粗基準。選用X51銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。 工序Ⅱ 銑表面①，以表面④為基準。選用X51銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。 工序Ⅲ 銑表面②，以表面③為基準。選用X51銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。 工序Ⅳ 銑表面③，以表面②為基準。選用X51銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。 工序Ⅴ 銑表面⑤，以表面②④為基準。選用X51銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。 工序Ⅵ 鉆φ32H11孔, φ22孔，以表面②④⑤為基準。選用Z535鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆鉆削，深度游標卡尺進行測量。 工序Ⅶ 鏜2-φ48H8孔，以表面①②⑤為基準。選用T616鏜床，專用夾具，并且使用硬質合金鏜刀，游標卡尺進行測量。 工序Ⅷ 鉆φ16H8孔，以表面①②⑤為基準，需留余量。選用Z535鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆鉆削，深度游標卡尺進行測量。 工序Ⅸ 鉆4-φ10孔，锪φ20孔，鉆G3/8螺紋底孔，以表面②④⑤為基準。選用Z535鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆、錐柄锪孔鉆、中心鉆，深度游標卡尺進行測量。 工序Ⅹ 鉆φ12孔，以表面②④⑤為基準，需留余量，鉸φ12孔，攻螺紋G3/8。選用Z535鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆、直柄機用鉸刀、公制細牙機用絲錐，深度游標卡尺進行測量。 工序Ⅺ 鉆6×M8-7H底孔，以表面②④⑤為基準。選用Z535鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆，游標卡尺進行測量。 工序Ⅻ 與泵蓋配鉆2×φ6T14孔，鉸2×φ6T14孔，以表面②④⑤為基準。選用Z535鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆、直柄機用鉸刀，游標卡尺進行測量。 工序ⅩⅢ 鏜φ32H11孔, φ22孔，以表面②④⑤為基準。選用T616鏜床，專用夾具，并且使用硬質合金鏜刀，游標卡尺進行測量。 工序ⅩⅣ 鉸2-φ48H8孔內(nèi)壁，φ16H8孔，以表面②④⑤為基準。選用Z535鉆床，專用夾具，并且使用套式機用鉸刀，錐柄機用鉸刀，游標卡尺進行測量。 工序ⅩⅤ 銑表面①，以表面②④⑤為基準。選用X51銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。 工序ⅩⅥ 檢查。 第三章 工序設計 3.1工序尺寸與毛坯尺寸的確定 泵體零件材料HT200，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用金屬型鑄造毛坯。根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》表6-90，P516，選擇鑄造精度CT9；再由表6-79，P510,查得鑄造斜度3°；未注明圓角半徑R3。 鑄件加工余量由《機械加工余量與公差手冊》，表3－1，P78中選擇等級F；鑄件機械加工余量由表3-3，P80，單面為3.5mm，孔和雙面為3mm；鑄件尺寸公差查表3-6，P84。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量（mm） 精度等級 工序尺寸（mm） 粗糙度 （um） 工序余量（mm） 最小 最大 銑端面① 鑄件 3.5 CT8 粗銑 0.75 IT11 6.3 0.56 1.55 銑端面 鑄件 3.5 CT8 粗銑 0.75 IT11 6.3 0.72 1.55 精銑 0.09 IT7 6.3 0.56 1.55 銑斷面 鑄件 3.5 CT8 銑削 0.75 IT11 6.3 0.56 1.65 銑端面 鑄件 3.5 CT8 銑削 0.75 IT11 6.3 0.53 1.65 銑端面⑤ 鑄件 3.5 CT8 鏜削 0.56 IT11 6.3 0.49 1.3 鉆、鏜φ32H11孔 鑄件 CT8 鉆孔 30 IT12 12 2.64 3.1 鏜孔 2.8 IT11 6.3 5.9 9.81 鉆、鉸φ22孔 鑄件 CT8 鉆 15 IT12 12 鉸 2 IT7 3.2 0.129 0.28 鉆、鏜φ2-48H8孔 鑄件 CT8 鉆 IT12 12 鏜 3 IT7 3.2 2.975 3.25 鉆、擴4-φ10孔 鑄件 CT8 鉆 8 IT12 12 擴 2 IT11 3.2 1.91 2.15 鉆、鉸φ12孔 鑄件 CT8 鉆 10 IT12 12 鉸 2 IT11 3.2 1.89 2.15 鉆、攻G3/8螺紋孔 鑄件 CT8 攻 4 IT11 3.2 1.89 2.15 鉆6-M8-7H孔 鑄件 CT8 鉆 8 IT12 12 鉆、鉸2×φ6T14孔 鑄件 CT8 鉆 4 IT12 12 鉸 2 IT11 3.2 1.25 2.12 3.2 確定切削用量及時間定額 3.2.1 工序Ⅲ:銑端面φ70mm 加工要求：銑面φ77mm，表面粗糙度3.2um。 機 床：X51立式銑床 刀 具：硬質合金端面銑刀YG6,D=100,B=63，d=32，Z=4, =90o 計算銑削用量： 1） 銑削深度=4mm 2） 每齒進給量 =0.3mm/z,表3-28，P108《機械制造工藝手冊》 3） 切削速度 查表3-30《機械制造工藝手冊》，取V=1.5m/s即90m/min。根據(jù)刀具采用套式面銑刀， 表5-43，P270《機械制造工藝手冊》。=100，Z=4。 則 根據(jù)X51立式銑床說明P226附表4-16-1取=300r/min則實際切削速度 當=300r/min時， 工作臺每分鐘進給量查附表4-16-2，P226取=400mm/min 4) 切削工時的計算： 由表7-7，P305《機械制造工藝手冊》 ， ＝ 則： 查《機械制造工藝設計手冊》表7-30～7-32，得到工件在銑床上所需輔助時間： T＝0.48+0.20+0.55+1.22＝2.45min 所以總計時間： 3.2.2 工序Ⅶ：鏜2-φ48H8 工件材料：HT200、金屬型鑄造 加工要求：鏜2-φ48H8孔，其內(nèi)壁粗糙度為3.2 機 床：T616鏜床 刀 具：刀具材料為硬質合金、YG8、刀桿尺寸為16mm×25mm，長度為300mm 查表3-22，P101，《機械制造工藝設計手冊》，加工鑄鐵，f=0.1-0.2mm/r.根據(jù)T616臥式鏜床主軸進給量。取f=0.145mm/r。 根據(jù)有關手冊，取V＝100m/min, 則： 根據(jù)T616機床規(guī)格，查表4-7-1，P213, 《機械制造工藝設計手冊》,選取 鏜削工時：由P299，表7-1，《機械制造工藝手冊》查出 加工一個φ48H8孔所需時間： 加工兩個φ48H8孔所需時間： 查《機械制造工藝設計手冊》，表7-33～7-34得到鏜床上輔助時間min 則，總時間 3.2.3 工序Ⅺ：鉆6-M8-7H孔 工件材料：HT200、金屬型鑄造 加工要求：鉆6-M8-7H孔，深度20mm 機 床：Z535鉆床 刀 具：刀具材料為硬質合金鋼、d=8mm,L=117,l=75， 查表3-39，P119， 《機械制造工藝設計手冊》，加工鑄鐵，當起硬度=200HB，鉆頭直徑d=8時，f=0.22-0.28mm/r.根據(jù)Z535鉆床主軸進給量。取f=0.25mm/r。 查表3-41得，當進給量＝0.2～0.5mm/r，灰鑄鐵硬度＝200時，其鉆頭切削速度v=69m/min。 則 按照Z535機床規(guī)格，。 鉆削工時：按照表7-5，P302, 《機械制造工藝設計手冊》，查得公式為： 則鉆一個M8-7H孔所用工時： 鉆6個M8-7H所需工時； 查《機械制造工藝設計手冊》表7-33～7-34得到在鉆床上的輔助時間 min 則總加工時間 min 第四章 夾具設計 4.1 夾具的設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)與指導老師協(xié)商，由本人設計第I道工序。 設計鉆6-M8-7H工序的專用夾具，夾具用于Z535鉆床。查閱表4-5～4-5-2,P209～P210，《機械制造工藝設計手冊》，得立式鉆床尺寸，以便在設計專用夾具的過程中考慮夾具與鉆床是否能夠配合。刀具材料為硬質合金鋼，參見P1010～P1030《機械加工工藝設計實用手冊》，表12-25～12-34。 4.1.1 夾緊方案及夾緊元件選擇 工件用U型壓板壓于夾具上，夾具通過氣壓產(chǎn)生兩個向下的壓力將工件夾緊，這樣，在加工孔的時候，夾緊力與切削力方向一致，可減小夾緊力。并且由于夾緊力指向定位面，所以定位更加的可靠。 根據(jù)工件具體的造型，在《機床夾具設計手冊》，P376，選擇U型壓板。 結構簡圖如下： 圖4-1 4.1.2 導向裝置的選擇： 選擇鉆套結構類型和主要尺寸，對于M8-7H孔，選擇長型固定鉆套，按照GB2262-80選擇，其具體尺寸按照孔的加工大小自行選擇。 4.2 切削力與夾緊力的計算 4.2.1切削力的計算 銑削力的計算：見表1-2-7鉆削切削力的計算公式，《機床夾具設計手冊》P35，可得硬質合金刀鉆削切削力計算公式： D——鉆頭直徑（mm）， D＝8mm； s——每轉進給量（mm）， s=0.25mm ——修正指數(shù)，按表1-2-8取， ＝＝1.03 切削力： N 4.2.2夾緊力的計算 計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件手切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對加緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后保證夾緊可靠，在乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： = 式中 ----實際所需夾緊力（N）； W ----在一定條件下，有靜力平衡計算出的理論夾緊力（N）； K ----安全系數(shù)。 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見表1-2-1，《機床夾具設計手冊》，P35。（考慮工件材料及加工余量均勻性得基本安全系數(shù)）取1.5，（加工性質）取1.2（粗加工），（刀具鈍化程度）取1.0，（切削特點）取1.0（連續(xù)切削），（夾緊力的穩(wěn)定性）取1.0（機動夾緊），（手動夾緊時的手柄位置）取1.0（操作方便），（僅有力矩使工件回轉時工件與支承面接觸的情況）取1.0（接觸點確定）。 所以 從夾具與工件接觸和鉆頭工作條件來看，工件僅收到鉆頭帶來的圓周方向的切削力，所以，只需要在圓周方向的摩擦力，即可以保證工件的穩(wěn)定。夾緊力即是工件和壓塊之間的壓力，方向垂直工件向下。由于，所以 (k為工件和壓塊表面間的摩擦系數(shù))。 4.2.3氣壓系統(tǒng)主要參數(shù)的計算 4.2.3.1 活塞式汽缸 1 氣缸內(nèi)徑與輸出軸向力計算根據(jù)表1-5-28，P157， <<機床夾具設計手冊>>。 p——氣缸工作壓力（，表壓）； ——氣缸的機械效率，D≥0.1m時，＝0.8～0.9； d——活塞桿直徑（m）； R——彈簧壓力（N），R=C(L+S); L——彈簧預壓縮量（cm）； S——活塞行程（cm）； C——彈簧剛度（N/cm）， ； G——彈簧材料的抗剪模量（）； ——彈簧鋼絲直徑（cm） ——彈簧平均直徑（cm）； ——彈簧外圓直徑（cm） n——彈簧有效圈數(shù)。 單向作用氣缸簡圖： 圖4-2 且通過表1-5-28可得: R=C（L+S） C=2.5 L=1.5cm s=5.2cm 則 R=20.5 設各鉸鏈的效率為0.98 氣缸效率 0.88 通過夾緊力預算推力為P'= 根據(jù)<<機床夾具設計手冊>>，表選用p=0.5Mpa P=3574 帶入上面的公式 2 計算D值時，活塞桿直徑d上為預定 則 d=（）D 則 d=24mm 。 彈簧的確定：查〈〈機械設計手冊〉〉，表25-10（GB2089-80） 彈簧材料直徑為6mm，中徑50mm 節(jié)距=16.5mm，一圈彈簧工作極限負荷下的變形量 f`=9.4，最大，自由高度，H=52~260，有效圈數(shù)n=2.5~14.5，單圈彈簧質量 0.0314kg 參數(shù) 活塞桿直徑 活塞桿長度 內(nèi) 容 確定 d=（）D 按結構需要 驗 算 時 ，即d 選用桿的材料為45鋼 d=0.0061 合理 選L=2 則合理 表中：P——活塞桿承受的軸向壓力 ——活塞桿材料的許用應力 E——活塞桿材料的彈性模量 A——活塞桿的橫截面積； m——與氣缸安裝方式有關的安裝系數(shù)，見表 1-5-31； n——安全系數(shù)，一般取n=2~4,有沖擊時取n=6~10; ——承受壓力時，活塞桿的最大安全長度。值可用公式算得，幾可從表1-5-32查出 3 氣缸筒壁厚的確定與驗算 由于設計為專用氣缸設計，其壁厚可按表1-5-33選取，D=190 t=14 (鑄鐵HT15~33) 必要時按下式進行強度計算： 得出t在合理范圍內(nèi)，可以采用。 式中： t——氣缸筒壁厚（mm）; p——最高工作壓力（Pa）; D——氣缸筒直徑（mm）; ——氣缸筒材料的許用應力,見表1-5-34。 4 缸進排氣口螺孔直徑的確定 氣缸進排氣口螺孔的大小與空氣消耗量（缸徑、活塞桿直徑、活塞的平均速度等）及供氣壓力均有關系，故難于精確計算，可由表1-5-27按缸徑D查得。 5 連接螺栓直徑的確定與驗算 現(xiàn)根據(jù)螺栓材料與載荷，按表1-5-35初定螺栓直徑d，再按下式計算： 又 ，取n=7，所以M8的螺栓需要7個。 式中　?。痢獨飧椎挠行Ы孛婷娣e（）; p——氣缸的工作壓力（Ｐa）; 　　　——螺栓材料的抗拉強度（Ｐa）; x——許用應力與抗拉強度之比，取x=; n——螺栓數(shù)目； 4.2.3.2 氣缸的密封 氣缸中需要密封的有以下各對零件之間：氣缸筒與氣缸蓋，活塞與活塞桿，氣缸筒與活塞.活塞桿與氣缸蓋。常用的密封形式見根據(jù)<<機床夾具設計手冊>>，表１-５-２２。 在動密封中，Ｙ型密封圈和Ｏ型密封圈應用最為廣泛。因為Ｙ型密封圈的滑動接觸面長度適中，摩擦阻力不大，密封性能好；采用Ｏ形密封圈時。結構簡單，摩擦阻力最小。由于接觸面積小回降低密封性能，必要時適當增加密封圈數(shù)量以提高密封圈性能，所以選擇Ｏ型 4.3 夾具零件 4.3.1 固定式定位銷.( GB2203-80) （1）材料：D 按GB1298-77 《碳素工具鋼技術條件》；D≥18mm20按GB699-65《優(yōu)質碳素結構鋼鋼號和一般技術條件》。 （2）熱處理：T8 HRC 55~60； 滲碳深度0.8~1.2mm， HRC 55~60 。 （3）其他技術條件按GB2259-80《機床夾具零件及部件條件》。 圖4-3 4.3.2.螺栓(GB 5782-86摘錄) 選用螺栓分別為M8，M12，查《機械設計課程設計手冊》，均為A級，技術條件如下：力學性能等級為6~~10級，螺紋公差6g，表面處理為氧化。相關尺寸如圖所示。 其中M8的圖型為簡畫法。 圖4-4 4.3.3螺母.(GB6170-86 M12 A級) 螺紋規(guī)格D=M12,性能等級為04,不經(jīng)表面處理.公差等級為6H.尺寸如圖所示. 圖4-5 4.3.4 墊圈:(GB97.1-85摘錄) 查《機械設計課程設計手冊》，表3-21:選平墊圈A級性能等級為140HV級，不經(jīng)表面處理的小墊圈。 圖4-6 4.3.5 鏜套. (GB2262-80) （1） 材料：20按GB699-65《優(yōu)質碳素結構鋼鋼號和一般技術條件》；HT20-40按GB976-67《灰鑄鐵牌號及機械性能》。 （2） 熱處理：20滲碳深度0.8～1.2mm HRC55～60；HT20-40粗加工后進行時效處理。 （3） d的公差帶為H6時，當D<85mm，＝0.005mm；D≥85mm, =0.01mm, D的公差帶為H7時，＝0.010mm。 （4） 油槽銳角磨后倒鈍。 （5） 其他技術條件按GB2259-80《機床夾具零件及部件技術條件》 . 圖4-7 4.3.5標準型彈簧墊圈（GB-859-87） 材料65Mn 表面氧化的標準彈簧墊圈 圖4-8 4.4 定位誤差的分析 機械加工過程中，產(chǎn)生加工誤差的因素很多。在這些因素中，有一項因素與機床家具有關。使用夾具時，加工表面的位置誤差與夾具在機床上的對定及工件在夾具中的定位密切相關。為了滿足工序加工要求，必須使工序中各項加工誤差之總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。參閱《機床夾具設計手冊》，P24表1-1-12。 （1-1） 式中：----與機床夾具有關的加工誤差； ----與工序中除夾具外其他因素有關的誤差； ----工序公差。 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： （1-2） 式中：----夾具相對于機床成型運動的位置誤差； ----夾具相對于刀具位置的誤差； ----工件在夾具中的定位誤差； ----工件在夾具中被夾緊時產(chǎn)生的夾緊誤差； ----夾具磨損所造成的加工誤差。 由式（1-1）可知，使夾具夾緊工件時，應盡量減小與夾具有關的加工誤差，在保證工序加工要求的情況下，留給加工過程中其他誤差的因素的比例大一些，以便較容易的控制加工誤差。 由（1-2）式可知，正確地計算出工件在夾具中的定位誤差和減小其他各項誤差，是設計夾具時必須認真考慮的重要問題之一。 由于工件定位所造成的加工表面相對其工序基準的位置誤差稱為定位誤差,以表示在加工時，夾具相對于刀具及切削成形運動的位置，經(jīng)調(diào)定后不再變動，因此可以任務加工表面的位置時固定的。在這種情況下，加工表面對其工序基準的位置誤差，必然是工序基準的位置變動所引起的。所以，定位誤差也就是工件定位時工序基準（一批工件的）沿加工要求方向上的位置的最大變動量，即工序基準位置的最大變動量在加工尺寸方向上的投影。 從零件上分析，零件是通過兩孔一平面定位。其結構簡圖如下： 圖4-9 選擇的兩個孔的配合分別是和 ＝0.021+0＝0.021 ＝0.015 ＝0.001-0.021＝-0.02 由公式 表1-1-12，P25,《機械夾具設計手冊》。 推出 4.5 夾具設計與操作的簡要說明 4.5.1 夾具的組成 （1） 定位裝置 定位裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置，即通過它使加工時相對于刀具及切削成形運動出于正確的位置，如我設計中所采用的圓銷、開口銷等。 （2）夾緊裝置 其作用是為了將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時所占據(jù)的位置在加工過程當中不因受到重力、慣性力及切削力等外力作用下產(chǎn)生位置偏移，同時可以減小震動。如我設計中采用的U型壓塊、杠桿、氣缸等元件。 （3）其他元件及裝置 （4）夾具體 夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機構、裝置連接成一個整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設計夾具體時應滿足以下基本要求： ①、具有足夠的強度和剛度。 ②、結構簡單、輕便，在保證強度和剛度前提下結構盡可能簡單緊湊，體積小、質量輕和便于工件裝卸。 ③、安裝穩(wěn)定牢靠。 ④、結構的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗。 ⑤、尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。 ⑥、清理方便。 4.5.2 夾具的操作 夾具在工作時，氣缸向左工作，推動活塞將動力傳輸?shù)姐q鏈組織，通過鉸鏈連接將壓塊尾端向上推，從而達到夾緊的目的。 壓塊工作示意圖如下： 圖4-10 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 第五章 設 計 總 結 在整整一個學期的畢業(yè)之后，回顧這段時間的日子，可以說即辛苦又充實。忙碌的日子雖然有點累，但是這期間的收獲卻是我自己才能體會到的。當你在經(jīng)歷了一個難點之后的豁然開朗，這種成就感也是讓我繼續(xù)下去的動力之一。 在拿到設計題目的時候，面對一無所知的東西，感到手足無措，再到后來翻閱大量資料，慢慢有了點起色，直到最后的完成，這一個過程對我而言也是一種鍛煉。如何在面對難題的時候迎難而上，如何換個角度去思考問題，如何將復雜的東西變得簡單，等等這些，都讓我在這三個月的時間當中獲得了很多。 畢業(yè)設計給我們提供了一個平臺，讓我們可以更加貼近以后的工作。它不僅是對我們之前學習的知識有一個總結和歸納，并且也是對我們以后工作提供了一個鍛煉的機會。 此次畢業(yè)設計涉及到的知識面很廣，涉及到了《材料力學》、《機械工程材料》、《機械制造技術基礎》、《機械制造裝備設計》、《公差配合與技術測量》、《機械設計》、《工程材料與熱處理》等課程的相關知識，同時還聯(lián)系到了生產(chǎn)實習中的一些經(jīng)驗，應用到的知識廣、全面。 通過這次畢業(yè)設計讓我學到了很多，總結如下： 1、培養(yǎng)了我查閱各種資料、文獻的能力，提高了我的獨立思考能力和分析能力。 2、使我對以前所學的知識進行了一次鞏固與復習。特別是在識圖、手工繪圖、計算機繪圖、運算等方面使我有了更深的理解。 3、讓我對各種機械常用零件的標準、尺寸要求有了一個深入的認識和掌握，這對我在以后的工作學習當中將有很大幫助。 提高了我的獨立思考能力和分析能力。 5、鍛煉了我分析工藝路線和工序的能力。 6、提高了我的適應能力，對我在即將從事的工作中有決定性的作用。 參 考 文 獻 [1] 機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術出版社，1980年 [2] 張進生主編。機械制造工藝與夾具設計指導。北京：機械工業(yè)出版社，1995.9 [3] 張捷主編。機械制造技術基礎。成都：西南交通大學出版社，2006.2 [4] 馬賢智主編。機械加工余量與公差手冊。中國標準出版社，1993年 [5] 李益民主編。機械制造工藝設計簡明手冊。機械工業(yè)出版社，1994.7 [6] 劉力主編。機械制圖。高等教育出版社，2001 [7] 章宏甲, 黃誼主編。液壓傳動。機械工業(yè)出版社2000.9 [8] 張耀宸主編。機械加工工藝設計實用手冊。航空工業(yè)出版社，1993年 [9] 徐發(fā)仁主編。機床夾具設計。重慶：重慶大學出版社,1993.10 [10] 沈學勤主編。公差配合與技術測量。北京:高等教育出版社，1998 [11] 李云主編。機械制造工藝及設備設計指導手冊。北京：機械工業(yè)出版社，1997.8 [12] 吳宗澤，羅圣國主編。機械設計課程設計手冊。北京：高等教育出版社，1999 [13] 機械零件設計手冊，東北大學機械零件設計手冊編寫組編，冶金工業(yè)出版社出版 [14] 機床夾具設計手冊第二版，東北重型機械學院，洛陽工學院，第一汽車制造廠職工大學編 致 謝 在本次畢業(yè)設計完成的過程中得到了機械制造教研室的各位老師的指導與幫助，還有許多同班同學的幫助。尤其是我的指導老師劉珠老師在設計過程中的細心講解和耐心輔導，在此表示忠心的感謝和最深的敬意。