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摘　　要 畢業(yè)設計是總結(jié)和復習所學專業(yè)知識的重要手段,也是對學習成果的考驗。設計的內(nèi)容主要針對尾座體從材料到成品的整個過程。內(nèi)容有確定毛坯的尺寸和制造方法;制定機械加工工藝過程;鉆、擴腰孔的夾具設計。 　　關鍵詞：尾座體、夾具、加工工藝、零件、鉆孔 　　　　　　　　 I Abstract Graduation practice is the means what sum up and review learns a professional knowledge importance , is also the ordeal to the achievement studying The content designing that this time arrives at entire finished product process mainly specifically for the tail seat body from material. Content has ascertaining the blank dimension and creating method; Work out machine work procedure; Study middle hole grip design intensively , expand. Keywords: The tail seat body , the clamp, process handicraft , the part , drill III 目 　錄 中文摘要 Ⅰ 英文摘要 Ⅱ 前言 1 第１章 零件分析 2 1.1零件的作用 2 1.2毛坯的確定 2 1.２.１毛坯材料及形狀的確定 2 １.２.２鑄件的加工余量及尺寸公差的確定 3 第２章　工藝規(guī)程的設計 4 ?。?1工藝規(guī)程概念 4 　２.2定位基準面的選擇 4 ?。?3粗步制定工藝路線 5 　2.4刀具、量具及設備的選擇 7 　2.5各道工序的加工計算 7 第３章　夾具設計 21 ?。?１夾具的作用, 21 　３.２機床夾具的組成 21 ?。?３選擇夾緊方式 和夾緊元件 21 3.3.1選擇夾緊方式 21 3.3.2元件的選擇 23 ?。?４夾緊力的確定 27 ?。?５誤差分析 28 ?。?６夾具的使用和維護 28 參考文獻 29 感謝 30 附錄 31 附錄1 數(shù)控工藝參數(shù) 31 附錄2 數(shù)控工藝G代碼 32 附錄3 數(shù)控工藝清單 33 畢業(yè)設計（論文）說明書 前　 言 畢業(yè)設計是我們在畢業(yè)之前對所學課程的一次總復習，通過這次畢業(yè)設計， 使我們對所學基礎理論、專業(yè)知識和基礎技能得到鞏固、深化和提高。加強了我 們獲取新知識能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高學習他人經(jīng)驗和借鑒其它學科研究方 法的悟性，提高處理新情況并解決新情況的應變能力。 本次設計的過程大體可分為零件的作用、毛坯確定、工藝規(guī)程的設計、指定工序的夾 具設計和夾具的使用。尾座體的加工主要是面和孔的加工，整體加工精度較高。 由于學生能力的限制，設計中會出現(xiàn)這樣那樣的問題，請老師多多指導。 19 第1章　零件分析 1.1零件的作用 尾座體是車床尾座的組成零件，尾座用于安裝后頂尖以支持工件，或安裝鉆 頭、鉸刀等刀具進行孔加工，尾座體將“尾座頂尖”、“頂尖鎖緊手柄” 和“手 輪手柄” 等組合在一起。尾座體與尾座底板之間可在橫向作相對移動，以調(diào)整 尾座頂針相對于主軸中心位置。 本次設計是制定尾座體的加工工藝，以及腰孔加工的夾具設計。精度要求高 的有頂部孔、底板和導軌，需要磨削加工和刮削加工。零件的材料為HT200，灰鑄 鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削 1.2毛坯的確定 1.2.1毛坯材料及形狀的確定 選擇毛坯時，應考慮下列因素： 1.零件材料的工藝特性（如可鑄性及可塑性）以及零件對材料組織和性能的 要求。例如，鑄鐵和表銅不能鍛造，只能選鑄件；鋼質(zhì)零件的形狀若不復雜，且 機械性能要求不高時，可用棒料；零件形狀復雜、機械性能要求不高時，可用鑄 鋼件；機械性能要求高，宜用鍛件毛坯。鑄鐵質(zhì)零件采用鑄造毛坯。 2.零件的結(jié)構形狀和外形尺寸。例如，對于階梯軸類零件，當各臺階直徑相 差不大時，可用棒料；若相差較大，則宜采用鍛件毛坯，形狀復雜和薄壁的毛坯， 一般不應采用金屬型鑄造；尺寸較大的毛坯，通常不采用模鍛、壓鑄和精鑄，多 采用砂型鑄造、自由鍛造及焊接等方法制坯。 3．生產(chǎn)綱領的大小。它在很大程度上決定了采用某種毛坯制造方法的經(jīng)濟性。 生產(chǎn)綱領大時，應采用業(yè)度高和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法。這時雖然一次投資較 大，但增大的毛坯制造費用可由減少材料消耗及機械加工費用得到補償。 4.現(xiàn)場的生產(chǎn)條件。這里主要考慮現(xiàn)場的毛坯制造的實際工藝水平、設備狀 況能及外協(xié)的可能性和經(jīng)濟性，但同時也要考慮因生產(chǎn)發(fā)展而采用較先進的毛坯 制造方法。 零件材料為HT200，灰鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性 高，不適合磨削。零件表面弧度多，不適合鍛造，所以毛坯選擇鑄件。工件內(nèi)腔 加工不易，并且精度要求不高，所以工件內(nèi)腔選擇直接鑄造。其它的通孔和螺紋 孔需通過加工得到。在需要加工的表面預留加工余量，沒標注粗糙度的面由于精 度要求不高，可以由鑄造直接獲得。鑄造方式為殼模鑄造。 1.2.2鑄件的加工余量及尺寸公差的確定 進行加工余量的分析計算，是為了確定最有利的加工余量，以節(jié)省材料。利 用分析計算法，必須要有可靠的實驗數(shù)據(jù)，否則難以進行。 在這個工件中，毛壞余量可統(tǒng)一使用單邊余量3.5,雙側(cè)加工余量2.5，一次 加工到位，且精度要求不高的取2mm。 工序余量可通過查表確定。其要點有： 1.應考慮前道工序的加工精度和表面質(zhì)量。加工精度和表面質(zhì)量較好，應 取較小的余量；反之，應取較大的信息量。 2.應考慮前道工序的加工方法、設備、安裝以及加工過程中變形所引起的 各表面間相互位置的空間偏差?？臻g偏差大，應取較大的余量。 3．應考慮本工序的定位和夾緊所造成的安裝誤差，尤其是對剛度小的零件。 安裝誤差大、工件變形大，應取較大的余量。 4．應考慮熱處理工序引起的零件變形。 平面加工工序余量查得 表１-１　平面加工工序余量 粗加工后精銑 加 工 長 度 加 工 寬 度 1．0 精銑后磨削 加 工 長 度 加 工 寬 度 0．2-0．3 刮 削 加 工 長 度 加 工 寬 度 0．15 圖１-１　毛壞圖 第2章　工藝規(guī)程的設計 ２.１工藝規(guī)程概念 　將相對合理的工藝過程中的各項內(nèi)容，按規(guī)定的表格形式編寫成工藝文件， 經(jīng)審批后用來指導和產(chǎn)，這些工藝文件就稱為工藝規(guī)程。 　制定工藝規(guī)程的原則： １. 產(chǎn)品質(zhì)量應穩(wěn)定可靠; ２. 技術上先進; ３. 經(jīng)濟上合理; ４. 有良好的勞動條件 附加零件圖一張 圖２-１　零件圖 ２.２定位基準面的選擇 是要能加工出精基準，同時要明確哪一方面是主要的。 １.選擇粗基準的原則是： （1）應選能加工出精基準的毛坯表面作粗基準； （2）當必須保證加工表面與不加工表面的余量的位置和尺寸時，應選不需要加 工的毛坯表面作粗基準； （3）要保證工件上某重要表面的余量時，則應選擇該表面作為定位粗基準； （4）當全部表面都需要加工時，應選余量最小的表面作為粗基準，以保證該表 面有足夠的加工余量。 因此，對于底面的加工，選擇工件的前面或后面作為加工基準面，應該盡 量使底面的切削深度均勻，以提高其精度 １.精基準的選擇應該以保證零件的加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾 方便，夾具結(jié)構簡單，應遵循以下原則： （1） 盡量選擇零件的設計基準作為精基準，可以避免基準不重合引起的定位誤 差，即“基準重合”原則； （2） 盡可能的使工件各各主要表面的加工采用統(tǒng)一的定位基準，即“基準統(tǒng)一” 原則； （3） 當零件主要表面的相互位置精度要求很高時，應采用互為基準，反復加工 的原則； （4） 選擇加工表面本身作為定位基準，這是自為基準； （5） 選擇的定位精基準應該保證工件定位準確，夾緊可靠，夾具結(jié)構簡單，操 （6） 作方便的原則。 即底面加工后，應該以底面作為精基準，因為底面是設計基準，符 合“基準重合”原則。根據(jù)不同的加工表面加工方式不同，定位方式應該 主要以一面兩孔定位，這是箱體零件加工的典型加工定位方式，并根據(jù)加 工要求不一樣也可以選擇用兩面組合定位及其它定位方式。 ２.３粗步制定工藝路線 根據(jù)各加工表面的要求和機床夾具等，初步確定各加工面的加工方法： 兩側(cè)面： 粗銑 M6螺紋孔： 鉆、攻 孔： 鉆、擴、鉸、倒角、研磨 凸臺面： 粗銑 孔： 鉆、锪 底板： 粗銑、精銑、刮削 導軌斜面： 粗銑、精銑、刮削 2*2的槽：銑 然后根據(jù)先面后孔、先粗后精、先主后次的原則寫出工藝路線： 方案一 工序號 工序內(nèi)容 1． 鑄造毛坯 2． 粗銑底面、導軌 3． 粗銑頂部側(cè)面成 4． 銑凸臺斜面成，并倒圓角 5． 鉆孔至 6． 人工時效 7． 精銑底面，留0.1的研磨量 8． 擴孔 9． 鉸孔 10． 鉆、擴孔成 11． 鉆、锪孔成 12． 鉆M6螺紋孔 13． 攻M6螺紋孔 14． 銑2×2槽 15． 研磨孔，并倒角 16． 刮底面及導軌斜面成 17． 去毛刺 18． 檢驗 按照這種方案，工序內(nèi)容繁多，很多工序可以合并為一道工序。得出下面更 好的方案： 方案二 工序號 工序內(nèi)容 1． 鑄造毛坯 2． 人工時效 3． 粗銑底面 4． 粗銑導軌 5． 粗銑頂部側(cè)面成 6． 鉆孔至 7． 精銑底面、導軌留0.1的研磨量 8． 擴、鉸孔留研磨量0.1 9． 銑凸臺斜面成，并倒圓角 10． 鉆、锪孔成 11． 鉆攻M6螺紋孔 12． 銑2×2槽 13． 研磨孔，并倒角 14． 刮底面及導軌斜面成 15． 去毛刺 　 16．檢驗、入庫 2.4 刀具、量具及設備的選擇 工件加工用到了鉆孔、攻螺紋、銑面、磨內(nèi)圓，所以機床會用到鉆床、銑床、磨床，工件的夾緊可選用液壓或氣壓，在這里選用的是氣壓夾緊。 1. 鑄造毛坯 2. 人工時效 3. 粗銑底面:以和加工平面平行的底板另一面作基準，采用臥式銑床X63W，刀具選用圓柱銑刀。 4. 粗銑導軌：以加工后的底板平面為基準，采用立式銑床X52K，由于所需加工的面為75度角斜面，所以刀具選用同樣角度的單角銑刀。 5. 粗銑頂部側(cè)面成：待加工面是兩個相互平行的側(cè)面，所以他們的加工基準可以采用互為基準，機床選用臥式銑床X63W，刀具為圓柱銑刀。 6. 鉆孔至：基準選擇與孔軸線垂直相交的頂部側(cè)面，機床選用立式鉆床Z535,刀具為的麻花鉆。 7. 精銑底面、導軌：精銑底面基準采用自為基準，采用臥式銑床X63W，刀具為圓柱銑刀。精銑導軌基準為底面，采用立式銑床X52K，刀具選用單角銑刀。 8. 擴、鉸孔：擴孔基準采用初步鉆出的孔，機床選用立式鉆床Z535,刀具為擴孔鉆。鉸孔基準為擴孔加工出來的孔，機床選用立式鉆床Z535,刀具為鉸刀。 9. 銑凸臺斜面：基準用用自為基準，機床選用臥式銑床X63W，刀具采用圓柱銑刀，一次加工即可達到要求。 10. 鉆、锪孔成：鉆孔基準為凸臺平面，機床選用立式鉆床Z535,刀具采用麻花鉆。锪孔基準為孔，機床選用立式鉆床Z535,刀具為锪孔鉆。 11. 鉆攻M6螺紋孔：鉆孔基準是與待加工孔垂直相交的平面，機床選用立式鉆床Z535,，刀具為麻花鉆。攻螺紋基準前道工序加工所得的孔，機床選用立式鉆床Z535,刀個為絲錐。 12. 銑2×2槽：基準為加工過的導軌斜面，機床選用X63W，刀具采用盤銑刀。 13. 研磨孔：鉸孔加工所得的孔，機床選用M2110A，刀具平形砂輪。 14. 刮底面及導軌斜面成 15. 去毛刺 　 16． 檢驗、入庫 ２.5各道工序的機床、刀具選擇和加工計算 1． 鑄造毛坯 2． 人工時效 3． 粗銑底板的計算 機床：x63w 刀具：圓柱銑刀 刀具材料：YG6 表２-１ 刀具數(shù)據(jù) 圓柱銑刀 D L d 齒 數(shù) 粗齒 細齒 50 50 22 8 查表得 =0.14-0.24 根據(jù)機床選取 =0.2mm/z V= 　=50,=1,T=s=180(min),=1 　=46,Z=8,=0.2 　==9.04(m/min) 　==57.58(r/min) 由表3.3—74查得主軸轉(zhuǎn)速 　=60(r/min) 　實際加工速度 　V===9.42(r/min) 工作臺進給量 ===96(mm/min) 根據(jù)機床選取 =95(mm/min) 加工工時 ==1(min) 機動工時 =2(min) 4． 粗銑導軌的計算 機床：x52k 刀具：單角銑刀 刀具材料：YG6 刀具數(shù)據(jù)：D=50；=；L=13；d=16；Z=20 查表得 =0.14-0.24 根據(jù)機床選取 =0.2(mm/z) = ==33,=1,T=10.8*s=180(min) =1,=0.2,=10,Z=20 = =9.69(m/min) ==93.5(r.min) 根據(jù)機床選取 =95(r/min) 實際加工速度 V===9.84(m/min) 工作臺進給量 =Z==380(mm/min) 根據(jù)工作臺選取 =375（mm/min） 加工工時 ===0.25(min) 機動工時 =2=0.5(min) 5． 粗銑頂部側(cè)面成 頂部兩側(cè)都需要加工，但由于兩者加工尺寸有精度都一樣，所以只要 求計算一側(cè)的加工即可。 機床：x63w 刀具：圓柱銑刀 刀具材料：YG6 表２-２　刀具數(shù)據(jù) 圓柱銑刀 D L d 齒 數(shù) 粗齒 細齒 50 50 22 8 查表得 =0.14-0.24 根據(jù)機床選取 =0.2(mm/z) V= =2,=0.2,=35,Z=8 =50,=1,T=s=180(min) ==9.24(m/min) ==59(r/min) 由表3.1—74查得主軸轉(zhuǎn)速 =60(r/min) 實際加工速度 V==9.42(m/min) 工作臺進給量 ===96(mm/min) 根據(jù)機床選取 =95(mm/min) 加工工時 ===0.42(min) 機動工時 =2=0.84(min) 6． 鉆孔至 機床：Z535立式鉆床 刀具材料：YG8 查表2.4—38得到 f=0.31-0.37 根據(jù)機床選取 f=0.32(mm/r) =42.3 T=2700(s),=15,=0.9 =5.7(m/min) ===108.7(r/min) 根據(jù)機床選取 =100(r/min) 實際切削速度 V===5.3(m/min) l=80,=ctg+(1-2)=6,=1-4=2 切削工時 ===2.75(min) 機動工時 =2=5.5(min) 7． 精銑底板、導軌 精銑底板計算 機床：x63w 刀具：圓柱銑刀 刀具材料：YG6 表２-３ 刀具數(shù)據(jù) 圓柱銑刀 D L d 齒 數(shù) 粗齒 細齒 50 50 22 8 查表得 =0.14-0.24 根據(jù)機床選取 =0.2mm/z V= =50,=1,T=s=180(min),=0.3 =46,Z=8,=0.2 ==11.04(m/min) ==70.32(r/min) 根據(jù)機床選取 =75(r/min) 實際加工速度 V===11.78(m/min) 工作臺進給量 =Z==120（mm/min） 根據(jù)機床選取 =118(mm/min) 加工工時 ===0.81(min) 機動工時 =2=1.62(min) 精銑導軌計算 機床：x52k 刀具：單角銑刀 刀具材料：YG6 刀具數(shù)據(jù)：D=50；=；L=13；d=16；Z=20 查表得 =0.14-0.24 根據(jù)機床選取 =0.2(mm/z) = ==33,=1,T=10.8*s=180(min) =0。3,=0.2,=10,Z=20 ==11.83(m/min) ==114.17(r/min) 根據(jù)機床選取 =118(r/min) 實際加工速度 V===12.23(m/min) 工作臺進給量 =Z==472(mm/min) 根據(jù)機床選取 =475(mm/min) 加工工時 ===0.2(min) 機動工時 =2=0.4(min) 8． 擴、鉸孔 擴孔計算 機床：Z535立式鉆床 刀具材料：YG8 查表得到擴刀進給量f=1.2-2.0 取f=1.22(mm/r) = =16, T=2700(s)=45(min),f=1.22,=0.74 ==3.24(m/min) ===60.76(r/min) 取=68(r/min) 實際切削速度 V===3.42(m/min) 切削工時 ====1.01(min) 機動工時 =2=2.02(min) 鉸孔計算 機床：Z535立式鉆床 刀具材料：YG8 查表得到擴刀進給量f=1.2-2.0 取f=1.22(mm/r) = =17, T=2700(s)=45(min),f=1.22,=0.74 ==3.24(m/min) ===60.76(r/min) 取=68(r/min) 實際切削速度 V===3.68(m/min) 切削工時 ====1.01(min) 機動工時 =2=2.02(min) 9． 銑凸臺斜面成 機床：x63w 刀具：圓柱銑刀 刀具材料：YG6 刀具數(shù)據(jù) 圓柱銑刀 D L d 齒 數(shù) 粗齒 細齒 50 50 22 8 查表得 =0.14-0.24 根據(jù)機床選取 =0.2(mm/z) V= =2,=0.2,=35,Z=8 =50,=1,T=s=180(min) ==9.24(m/min) ==59(r/min) 由表3.1—74查得主軸轉(zhuǎn)速 =60(r/min) 實際加工速度 V==9.42(m/min) 工作臺進給量 ===96(mm/min) 根據(jù)機床選取 =95(mm/min) 加工工時 ===0.42(min) 機動工時 =2=0.84(min) 10． 鉆、锪φ14φ26成 ⑴鉆φ14孔 機床:Z535立式鉆床 刀具材料:Y6G8 = =14,T=2700(S)=45(min),=1 查表得 F=0.52～0.64 根據(jù)機床選取 f=0.56(mm/r) ==3.95(m/min) ===90(r/min) 根據(jù)機床選取 =100(r/min) 實際切削速度 V===90(r/min) 切削工時 ===0.7(min) 機動工時 =2=1.4(min) ⑵锪φ26孔 機床:z535立式鉆床 刀具材料:YG8 = =26(mm),T=3000(s)=50(min),=6(mm),=1 查表得 f=0.3～0.6(mm/r) 根據(jù)機床選取 f=0.32(mm/r) ==8.82(m/min) ===108(r/min) 根據(jù)機床選取 =100(r/min) 實際切削速度 V===8.16(m/min) 切削工時 = =+(1～2)=6,L=1,=0 =0.22(min) 機動工時 =2=0.44(min) 11. 鉆、攻M6螺紋孔 鉆孔計算 機床：Z535立式鉆床 刀具材料：YG8 查表得f=0.13-0.17mm/r 根據(jù)機床選取 f=0.15(mm/r) = =4mm,T=720(s)=12(min),=1,f=0.15mm/r ==3.05(m/min) ===243(r/min) 根據(jù)機床選取 =275(r/min) 實際切削速度 V==3.45(m/min) 切削工時 ===0.39(min) 機動工時 =2=0.78(min) 攻螺紋計算 機床：Z535鉆床 刀具：絲錐 刀具型式：機動絲錐 刀具材料：高速鋼（） =(m/s) M=0.6,=0.9,=1.2,=6.2,=1,T=1800(s)=30(min) ==1.13(m/min) ===60(r/min) 根據(jù)機床選取 =68（r/min） 實際切削速度 V===1.12(m/min) 切削工時 ===0.24(min) 機動工時 ==0.48(min) 12． 銑2×2槽 機床：X63W 刀具：粗齒鋸片銑刀（GB1120－85） 銑刀數(shù)據(jù)： D：50 L：20 d：13 Z：20 查表得 =0.1～0.25 根據(jù)機床選取 =0.2(mm/z) = =50,=1,T=(s)=100(min),=2,=2 ==12(m/min) ==76.43(r/min) 根據(jù)機床選取 =75(r/min) 實際加工速度 V===11.78(m/min) 工作臺進給量 ===300(mm/min) 根據(jù)機床選取 =300(mm/min) 加工工時 ===0.32(min) 機動工時 =2=0.64(min) 13． 研磨孔，并倒角 機床:內(nèi)圓磨床M2110A 磨料:黑碳化硅 代號:C(TH) 磨削方式:濕研 研磨液:煤油 14． 刮底面及導軌斜面成 15． 去毛刺 16． 檢驗、入庫 第３章　夾具設計 ３.１夾具的作用 在機械制造的切切削加工、檢驗、裝配、焊接和熱處理等工藝過程中，工 件將受到切削力、離心力、慣性力等外力的作用。為了保證在這些外力作用下，工 件仍能在夾具中保持由定位元件確定的加工位置，而不發(fā)生振動或位移，一般在夾 具結(jié)構中都必須設置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。 為了使工件占有正確的位置，以保證零件和產(chǎn)品的加工質(zhì)量，并提高生產(chǎn)率， 從而提高其經(jīng)濟性。把工件迅速固定在正確位置上，完成切削加工、檢驗、裝 配、焊接和熱處理等工作所使用的工藝裝備稱為夾具。 夾具的設計主要是定位和夾緊的全過程。工件在機床上進行加工時，為了 保證加工精度，必須將工件放置在機床上，使其相對于機床刀具和機床切削成形 運動占有正確的位置，這一過程稱為“定位”。在切削過程中，為了使工件不因 受到切削力、慣性力、重力等外力作用而改變其已確定的正確位置，應對其施加 一定的夾緊力，這一過程稱為“夾緊”。 ３.２ 機床夾具的組成 1)定位裝置：使工件在夾具中占據(jù)正確的位置； 2)夾緊裝置：將工件壓緊夾牢，保證元件在加工過程中受外力作用（切削力）， 作用時不離開已占據(jù)的位置； 3)夾具體：是機床夾具的基礎件，通過它將夾具的所有元件連接成整體； 4)其他裝置或元件：除了定位裝置，夾緊裝置和夾具體外，各種夾具還根據(jù) 需要設置一些其他裝置或元件，如：分度裝置，對刀元件。 ３.３選擇夾緊方式和夾緊元件 3.3.1選擇夾緊方式 指定工序為腰部階梯孔的鉆、锪加工夾具設計。這里腰部孔的鉆、锪加工 屬于斜面加工。所以第一步應該把待加工孔的上表面置于水平面，也就是把腰部 圓面所在平面置于水平面。這時工件處于傾斜狀態(tài)。要完成工件的定位， 選擇工件的底面，也就是本道工序中的斜面作為定位基準。由于本道工序中工件 底面傾斜了45度角，所以支撐面也選擇45度角的斜面。為了工件底面與斜面的 相對平行，需要在階梯底面間加入支撐塊，同時為了保證工件在斜面上不會由于 重力作用而下滑，得把支撐塊做成和導軌相配合的形狀。此時已經(jīng)限制了工件在 X軸、Y軸、和Z軸的轉(zhuǎn)動，以及X軸的移動。由于在Y軸的移動與加工方向相同，所 以不需要限制工件的這個自由度。由六點定位可知，最后只需要限制工件在Y軸的移 動即可達到定位目的。最后一個需要限制的自由度，在這里采用在一端加擋板和定位 銷的方式完成最后的定位。 本道工序中工件所受的力主要為重力和鉆削力，兩種力的方向都是垂直向下，不會使工件沿著斜面在水平方向移動，因此夾具不需要完全定位。此時在這兩種力作用下的夾具定位已經(jīng)完成，所以現(xiàn)在只要考慮工件的夾緊。夾緊力的方向主要應該垂直于45度斜面。由工件的形狀可知，可以作為夾緊力受力的的地方有兩個，一個是與工件底面平行的面，另一個是工件另一邊靠近底部的斜面部分。在這兩個地方同時施加壓力就可完成工件的夾緊。 壓緊方式在這里選擇斜楔機構,壓緊元件選用弧形壓塊。由于斜楔機構一般不用手動壓緊，所以選用液壓壓緊方式。夾緊過程中有壓緊和松開兩個過程，傳動軸不往后退就不能達到松開的目的，所以選用雙向作用的液缸。 在這樣的壓緊方式下，上下兩個地方的壓緊會在同一時間內(nèi)產(chǎn)生。但是由于兩個壓緊所接觸的工件表面都是未加工表面，因此每個工件在這兩個地方的高度都會產(chǎn)生微小的變化，壓緊狀態(tài)的位置也就會有變化。在這樣的情況下，并不能保證每個工件都能在兩個地方同時壓緊，也就達不能壓緊的目的。所以兩個地方都用斜楔機構，并且兩個機構同用一個液壓動力源的方式并不能很好的解決壓緊問題。 這時首先想到的是用雙軸氣缸從中間往兩邊給兩個斜楔機構傳遞動力。出于松開以及工件大小的考慮，這個方法也并不好。如果還采用兩斜楔機構，一個液壓的方式達到壓緊的目的。要解決的問題就是當其中一個地方壓緊，而另一個地方并沒有壓緊時，液壓系統(tǒng)能繼續(xù)把動力傳給沒有壓緊的地方。第一個想法是把其中一個斜楔機構的傳動軸從中間分開，用內(nèi)螺紋套筒把分開處連接起來，其中一端做成反螺紋。這樣就可以調(diào)節(jié)連接處的距離來達到壓緊目的。缺點是這種方式的調(diào)節(jié)不方便，而且每個工件的加工都得調(diào)節(jié)，這樣的情況并沒有達到設計夾具的目的。根據(jù)這樣的情形，要解決的問題就是兩處壓緊的自動調(diào)節(jié)。如果采用伸縮連接的方式，也就是在其中一個斜楔機構中加入彈簧，用彈簧補充一部分壓力來達到壓緊的目的。用這種方式對彈簧的性能要求會很高，而且彈簧在機構中的連接以及壓緊后的松開不好解決。這樣的方式也不可取。 用一個動力源給兩個地方傳遞動力，還可以采用的有鉸鏈機構。如果在兩個斜楔機構與液缸之間加入一個鉸鏈機構。利用鉸鏈機構的平衡原理就可以達到兩個地方自動調(diào)節(jié)同時壓緊的目的。這樣做會讓夾具的夾緊系統(tǒng)太過于復雜化。因此最后采用的夾緊方式是把其中一個斜楔機構直接換為鉸鏈機構。用類似于天平平衡原理的方式給兩個機構傳遞動力來達到夾緊的目的。 到這里工件的定位與夾緊已經(jīng)完成，下面的工作是保證加工過程中刀具與夾具的相對位置。本道工序為孔的鉆、锪加工，所以只要做一個鉆套即可滿足要求。用螺栓把斜面固定于工作臺上就可以保證夾具與機床的位置。下面的工作就是選出最后方案中所用到的各個零件，有標準件的盡量采用標準件。 3.3.2元件的選擇 3.3.2.1夾具體的選擇 由于本道工序中需要加工的是45度斜面，為了保證待加工孔的軸線與刀具軸線重合，得把工件傾斜45度。所以在作為起主要定位與夾具作用的夾具體得有個45度的斜面與工件相配合。基于這一點，首先考慮的是有45度斜面的楔形體。出于節(jié)約材料的原則，在楔形體的的基礎上去掉中間不必要的材料。由于在加工過程中要用到鉆模板，以及從上往下壓的壓緊元件。所以在上面的基礎上在支出兩柱子就可以得到本道工序中所需要的夾具體大體樣子。 圖3－1 夾具體在體樣子 3.3.2.2支承板的選擇 支承板的作用是保證工件底板與夾具體45度斜面平行。在這里影響工件底板與斜面平行的主要是工件的導軌。導軌與底板垂直高度為10mm，所以只要在底板與斜面間加入兩塊厚度10mm以上的板子就可以達到目的。以盡量選用標準件的原則，這里的板子同樣可以根據(jù)資料書《機床夾具設計手冊》中的支承件中選出合適的支承板。在這里，工件的導軌與工件底板之間有一個銳角的夾角，所在其中一塊支承板可以改變形狀來配合那個角度，讓定位更準確。也就是在標準支承板的基礎上改出能與導軌與底板之間的夾角能相互配合的形狀。兩塊支承板的截面形狀如下圖： 圖3－2 支承板截面形狀 3.3.2.3壓緊元件的選擇 壓緊元件與工件的接觸方式可以是線接觸，也可以是面的接觸。在《機床夾具設計手冊》這本資料書中，可以找出的壓緊元件有平面壓塊和弧形壓塊。本道工序中需要壓緊的地方有上下兩個，并且兩處地方都與水平面有一定的夾角，如果采用平面壓緊的方式，不能保證總能讓壓緊元件與工件的接觸總是面與面的接觸。因此這里我選用弧形壓塊。再根據(jù)工件的形狀和尺寸，以及弧形壓塊所在經(jīng)過的路線，為了避害免產(chǎn)生碰撞，根據(jù)手冊中的標準弧形尺寸表選出滿足要求的弧形壓塊尺寸。 圖3－3 弧形壓塊 再由弧形壓塊的尺寸以及相配件的要求，得出弧形壓塊相配件與弧形壓塊接觸部分的樣式： 圖3－4 弧形壓塊相配件相配部分樣式 3.3.2.4鉆套的選擇 在這里需要加工的孔有兩個，這樣的情況不能選用固定鉆套。可換鉆套同樣是用與一個孔的加工，所以在這里理想的選擇是采用快換鉆套。再根據(jù)鉆套選出相配的套筒。。由于這里所要加工的兩孔為同軸層孔，所以鉆模板上的孔徑根據(jù)待加工孔中的大孔鉆套和套筒來確定。所選鉆套代號 GB 2264－80 圖3－5 鉆套 相配襯套代號：GB 2263－80 鉆套螺釘：GB/T5782-2000 3.3.2.5液缸的選擇 這里的對液缸的要求是要能往復運動，有雙向行程的液缸有地腳式液缸和法蘭式液缸。在這里對液缸采用的是底板固定的方式，由這點可選用地腳式液缸。在這里液缸的行程不宜過大，選用30mm的行程即可。缸徑45mm。根據(jù)查表數(shù)據(jù)得到液缸樣子 圖3－5 液缸形狀 3.3.2.6鉸鏈支座的選擇 在兩處壓緊的地方壓緊方式都相同，同樣選用了鉸鏈支座，在這兩處選用同種規(guī)格的鉸鏈支 。GB2247－80 由《機床夾具設計手冊》查得所需鉸鏈支座數(shù)據(jù)，并給出相應的鉸鏈支座圖形： 圖3－6 鉸鏈支座 3.3.4.7其余連接件的選擇 1.支承板用開槽螺釘：GB/T5782-2000 M6 技術條件： 材料： 鋼 不銹鋼 機械性能等級：4.8、5.8 A2－70、A2－50 螺紋公差： 6g 公差產(chǎn)品等級：A 表面處理： 不經(jīng)處理；鍍鋅鈍化 不經(jīng)處理 無螺紋部分桿徑≈中徑或＝螺紋大徑 2.連接底板與夾具體用開槽螺栓：GB/T 5782-2000 M10 技朮條件與1相同 3.連接擋板與底板的螺栓：GB/T 5782-2000 材料：8.8級 4．鉆模板與夾具體連接用螺栓：GB/T 5782-200 M10 技術條件： 材料： 鋼 螺紋： 公差： 8g 標準： GB196、GB197 機械性能: 等級： d<=39：4.6、4.8；d>39：按協(xié)議 標準： GB3098.1 公差： 產(chǎn)品等級： 除第3章規(guī)定外，其余按C級 標準： GB3103.1 表面處理： 不經(jīng)處理；鍍鋅鈍化 GB5267 驗收及包裝： GB90 5．鉸鏈用圓柱銷：GB/T 119－2000 Ф10 材料：Q235 6.定位銷：GB 2203－80 材料：T8 ３.４夾緊力的確定 計算夾緊力里，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件受切削力、 夾緊力（大型工件還應該考慮工件重力，運動的工件還應考慮慣性力等）的作用 情況，找出在加工過程中對夾緊最不得的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論 夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。 　 鉆φ14孔的切削力 Ｄ＝１４,s=0.57, =6646N 擴鉆φ２６孔 Ｄ＝２６,s=0.３２, ＝４５５３Ｎ ３.５誤差分析 工件在夾緊過程中，由于彈性變形、位移、或偏轉(zhuǎn)，以及工件定位基準面與定位元件支承面之間的接觸變形，而將造成工序基準的位移。若對一批工件面言，由于夾緊造成的工序基準位移均相同，則一般可通過調(diào)整對刀尺寸和夾具在機床上的安裝位置來削除它對加工精度的影響。當由于夾緊所造成的工序基準位移不穩(wěn)定時，其工序基準的最大位移值與最小位移值之差，在工序尺寸方向上的投影即為夾緊誤差?！? 定位誤差是由于工件在夾具中的定位不準確引起的加工誤差。引起定們誤差的原因一是由于定位基準與工序基準不重合，叫基準不重合誤差;另一個是由于定位基準在夾定位不一致，叫定位基準位移誤差。定位誤差是二者的綜合。 在我設計的夾具中，所要加工的層孔沒有誤差要求，所以加工過程中只需要不出現(xiàn)明顯的誤差即可滿足要求。 ３.６夾具的作用和維護 １） 將斜楔與傳動軸連好,并安放在正確位置; ２） 連接弧形壓塊與它的配件 ３） 安放支承塊 ４） 上邊壓緊處安裝順序，鉸鏈支座、弧形壓塊配件、鉆模板 ５） 連接鉸鏈，安放液缸; ６） 液缸與傳動軸相連; ７） 安裝擋板，調(diào)節(jié)定位銷; ８） 安放其余裝置;： ９） 鉆套不得有位置偏移; １０） 斜楔壓緊狀態(tài)下受力點與它的進入側(cè)面水平距離始終保持在30mm以上 １１） 鉸鏈系統(tǒng)的支桿長度要足夠保持角度 １２） 使用過程中要注意排屑 。 29 參考文獻 [1]洛陽工業(yè)學院，東北重型機械學院，第一洗車制造廠職工大學編.《機床夾具設計手冊》第二版[M]。上海：上?？茖W技術學院出版，1988; [２]吳宗澤，羅圣國主編。《機械設計課程設計手冊》[M].北京：高等教育出版社，2003; 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2.000 下刀增量 = 1.000 暫停時間 = 1.000 鉆孔位置定義方式：輸入點位置 加工時間 = 0.37 分鐘 附錄2 數(shù)控工藝G代碼 N10G90G54G00Z40.000 N12S500M03 N14M05 N16S500M03 N18M05 N20M30 附錄3 數(shù)控工藝清單 工藝清單 日期 2007.5.20 零件 零件名稱 零件編號 零件圖圖號 毛坯種類 材料 加工件數(shù) 尾座體 無 無 鑄件 無 1 工序 序號 工序名稱 機床型號 刀具號 刀具參數(shù) 工時 總工時 1 1-鉆孔 fanuc 1 刀具直徑=10.00 刀角半徑=120.00 刀刃長度=50.000 1分鐘 1分鐘 2 2-锪孔 0 刀具直徑=14.00 刀角半徑=120.00 刀刃長度=70.000 0分鐘 工藝數(shù)據(jù)與人員 加工參數(shù)文件 G代碼文件 設計 工藝制定 審核 無 無 無 33