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畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 題目名稱： 盤套徑向孔帶分度裝置鉆床夾具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 分院/專 業(yè)： 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告 1．本課題的背景及意義 夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 盤套徑向孔帶分度裝置鉆床夾具設(shè)計(jì)時(shí)使用分度裝置加工3個(gè)徑向孔。若單件生產(chǎn)通常采用畫線找正法加工，但這種方法的主要缺點(diǎn)，畫線找正對(duì)操作者的技術(shù)要求較高、效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、質(zhì)量難保證。而當(dāng)前生產(chǎn)力水平下，批量生產(chǎn)零件為提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量，設(shè)計(jì)專用夾具。因此根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)了盤套徑向孔帶分度裝置鉆床夾具。 2．本課題的基本內(nèi)容及關(guān)鍵問題 基本內(nèi)容： 1、徑向孔尺寸及要求：三個(gè)徑向孔中心線角度為20°、深16mm、直徑Φ8。 2、工件的定位采用短心軸和小平面定位，以保證分度盤面與工件端面的平行度、零件的夾具軸線與中心軸線的同軸度、孔Φ8的中心線與軸的中線的垂直度。 3、工件用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊。 4、分度裝置主要由分度盤、對(duì)定銷等組成。 關(guān)鍵問題：徑向孔；分度裝置；定位裝置、夾緊裝置 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告 3．本課題調(diào)研情況綜述 盤套徑向孔帶分度裝置鉆床夾具是用于加工工件三個(gè)徑向孔的專用夾具。 夾具總體結(jié)構(gòu)主要由夾具體、定位元件、夾緊裝置、分度裝置等零件組成。 為提高工作效率，采用一面兩銷進(jìn)行定位，主要是分度盤、定位銷和菱形銷，可以將工件進(jìn)行完全定位。另外本設(shè)計(jì)手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊。對(duì)工件進(jìn)行壓緊，松開螺母工件就可以直接取下來。因?yàn)楣ぜ且庸と齻€(gè)孔，所以為了加工方便，設(shè)計(jì)可以旋轉(zhuǎn)40°的分度盤，這樣就可以不用拆卸夾具只要旋轉(zhuǎn)分度盤20°就可以完成零件的加工。 4．本課題的方案論證 1、明確夾具設(shè)計(jì)要求 2、被加工零件工藝性分析 3、夾具總體方案設(shè)計(jì)，要考慮工件自由度的限制 4、夾具精度分析計(jì)算,定位誤差分析 5、根據(jù)夾緊力設(shè)計(jì)手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 6、設(shè)計(jì)各部分結(jié)構(gòu)，繪制成套設(shè)計(jì)圖樣。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 3 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 摘要 本課題是為加工扇形盤套零件的三個(gè)徑向孔設(shè)計(jì)帶分度裝置的鉆床夾具。扇形盤套采用完全定位方式，帶臺(tái)階的定位心軸限制五個(gè)自由度，分度裝置實(shí)現(xiàn)徑向分度的同時(shí)限制一個(gè)回轉(zhuǎn)自由度。設(shè)計(jì)帶快換墊圈的螺旋夾緊裝置，更換工件方便快捷、夾緊可靠。分度裝置包括帶分度功能的分度盤和帶停留、復(fù)位功能及定位功能的對(duì)定銷。設(shè)計(jì)和選用較高精度的鉆套和鉆模板，保證鉆孔質(zhì)量。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的夾具體，為其它夾具零件提供可靠的安裝平臺(tái)。整套夾具結(jié)構(gòu)經(jīng)湊、精度較高、操作方便、生產(chǎn)率高，能滿足扇形盤套零件的三個(gè)徑向孔的鉆削加工。 關(guān)鍵詞：螺旋夾緊；分度裝置；鉆模板 Abstract This topic is for the processing of fan-shaped plate kit three radial hole drill jig design with dividing device . Fan-shaped plate adopt completely positioning way, with the steps of locating mandrel limit five degrees of freedom , the dividing device to realize the radial index at the same time limit a rotation degrees of freedom . Design clamping device of the spiral gasket quick change , change of fast and convenient, reliable clamping workpiece . With dividing function dividing apparatus including dial with stop and reset function and orientation function and to fix the quotas for marketing . Design and select the high precision drill and drill template , ensure the quality of drilling . Design firm structure of concrete, provide a reliable platform for the installation for other fixture parts.Fixture structure of a complete set of the pool, high precision , convenient operation, high productivity, can satisfy the fan-shaped plate set of three parts of the radial hole drilling processing . Key words: screw clamp ; Dividing device ; Drill template 目 錄 第1章 緒論 4 1.1 機(jī)床夾具簡(jiǎn)述 4 1.2 鉆床夾具介紹 5 第2章 夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容與任務(wù)要求 6 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 6 2.2 夾具的設(shè)計(jì)內(nèi)容 6 第3章 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工作原理 8 3.1 夾具總體方案設(shè)計(jì) 8 3.2 定位方案設(shè)計(jì) 9 3.3 夾緊方案設(shè)計(jì) 9 3.4 分度裝置設(shè)計(jì) 15 第4章 夾具精度分析 16 4.1 定位誤差 16 4.2 對(duì)刀誤差 16 4.3 夾具誤差 17 4.4加工精度分析 17 第5章 主要零件設(shè)計(jì) 19 5.1 夾具體的設(shè)計(jì) 19 5.2 鉆模板設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)鉆套選用 20 5.3 定位心軸的設(shè)計(jì) 21 5.4 分度盤設(shè)計(jì) 21 第6章 結(jié)論 23 致謝 24 參考文獻(xiàn) 25 附件 26 第1章 緒論 1.1 機(jī)床夾具簡(jiǎn)述 隨著現(xiàn)代各項(xiàng)技術(shù)的日新月異，機(jī)床在加工精密設(shè)備中作用已經(jīng)無法被任何工具所替代，而夾具是機(jī)床的附屬部分，是決定加工精度的決定性因素，因此，夾具也逐漸成為單獨(dú)的一門學(xué)科，在社會(huì)進(jìn)步的過程中發(fā)揮重要的作用。18世紀(jì)后期，夾具被首次應(yīng)用于機(jī)床上加工工件。 現(xiàn)代制造企業(yè)的主導(dǎo)是品種齊全，中小批量，品質(zhì)優(yōu)良，成本低的生產(chǎn)，而在現(xiàn)如今，無論是數(shù)控機(jī)床，還是加工中心更甚者柔性制造系統(tǒng)中都使用了先進(jìn)的夾具設(shè)備，他們也因此在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的社會(huì)中取得了一席之地，在提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力上起到了巨大的推動(dòng)作用，試想這些企業(yè)如果不能與時(shí)俱進(jìn)，提高創(chuàng)新意識(shí)在夾具的改良中前進(jìn)，那么這些企業(yè)也必定會(huì)在市場(chǎng)的潮流中被淘汰。 現(xiàn)代夾具已經(jīng)廣泛的應(yīng)用了數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造系統(tǒng)等新技術(shù)，已從一種輔助性工具逐步發(fā)展成為種類繁多的廣泛應(yīng)用的機(jī)床工藝裝備技術(shù)，并正朝著精密、復(fù)合、智能、高效、環(huán)保的方向迅速發(fā)展，而夾具作為機(jī)床不可缺少的重要組成部分，因此，必須對(duì)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)提出新的設(shè)計(jì)要求： 1）生產(chǎn)周期短，降低成本，適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 2）標(biāo)準(zhǔn)化 3）高效自動(dòng)化 4）柔性化，低成本設(shè)計(jì) 5）精密化 6）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 7）模塊化 夾具的種類繁多，通常情況下，常見夾具分為通用夾具、成組夾具、專用夾具、組合夾具、可調(diào)夾具等幾種類別。本課題主要設(shè)計(jì)的是鉆床專用夾具。在機(jī)械制造加工過程中，夾具是必不可少的部分，是保證工件加工精度、滿足生產(chǎn)要求和提高產(chǎn)能的關(guān)鍵性因素，因此夾具設(shè)計(jì)必須滿足工藝性、使用性、經(jīng)濟(jì)性三方面的要求。 因此，夾具設(shè)計(jì)需綜合考慮以下因素： 1）被加工工件各表面的精度與質(zhì)量要求，并根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇合適的加工方法以及加工次數(shù)。 2）被加工工件的生產(chǎn)類型，設(shè)計(jì)夾具或選擇夾具。 3）被加工工件材料的性質(zhì)。 4）工廠車間的實(shí)際生產(chǎn)能力，在這基礎(chǔ)上考慮改進(jìn)加工方法及設(shè)備，提高生產(chǎn)工藝水平和生產(chǎn)效率。 5）工件被加工表面的特殊性要求。 6）國(guó)家相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，類型相同的零件設(shè)計(jì)資料。 綜合相關(guān)因素、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)需求等要求，設(shè)計(jì)符合利益最大化的夾具，以滿足車間需求，完成生產(chǎn)指標(biāo)。 1.2 鉆床夾具介紹 鉆床夾具又稱鉆模，一般有鉆模板及鉆套、定位裝置、夾緊裝置、夾具體等部分組成，主要有固定式、翻轉(zhuǎn)式、蓋板式、滑柱式、回轉(zhuǎn)式等形式比較常見。 （1）固定式鉆模：通常這類鉆模通過螺釘固定在鉆床工作臺(tái)，有較高的加工精度，在立式鉆床加工系統(tǒng)上和搖臂鉆床加工系統(tǒng)中應(yīng)用較多 （2）翻轉(zhuǎn)式鉆模：鉆模板可以翻轉(zhuǎn)，方便更換工件，但這種鉆模連同被加工工件的總重量不能太大，為翻轉(zhuǎn)方便，通常用來加工小型工件。 （3）蓋板式鉆模：這類夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有夾具體，它的定位及夾緊裝置直接安裝在鉆模板上，而鉆模板直接在工件上進(jìn)行裝夾，通常用于加工大型工件上的小孔。 （4）滑柱式鉆模：這種夾具在生活應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方面，制作周期短，是一種通用可調(diào)夾具并且?guī)в猩凳姐@模板。 （5）回轉(zhuǎn)式鉆模：通過查閱相關(guān)資料，這類鉆模應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)多種，通常有如下結(jié)構(gòu)：一個(gè)鉆套，帶有分度裝置；多個(gè)鉆套；標(biāo)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)臺(tái)；多工位結(jié)構(gòu)等。 本課題主要研究方向是鉆床專用夾具的研究，通過對(duì)被加工工件的研究與可行性分析，在現(xiàn)有知識(shí)與生產(chǎn)能力相結(jié)合的情況下，，慎重考慮工件工藝性、經(jīng)濟(jì)性、精密性的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)專用夾具。 第2章 夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容與任務(wù)要求 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 本課題的加工零件圖如圖2-1所示，生產(chǎn)盤套類零件扇形板的材料為HT200，需加工的是三個(gè)中心線角度為20°、深16mm、直徑Φ8的徑向孔，生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)。 圖2-1 盤套零件結(jié)構(gòu)圖 查找關(guān)于盤套工件的資料分析其零件圖、查看工藝規(guī)程及任務(wù)書，進(jìn)行工藝性分析。工件材料為鑄件，分析并研究同一工序的加工表面、加工余量、加工要求、定位基準(zhǔn)及夾緊表面，收集的有關(guān)扇形板工件的材料，夾具零部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)床的技術(shù)參數(shù)及各類夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)、夾具圖冊(cè)等資料，進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)；工件是批量生產(chǎn)。 因此，本設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)與臥式鉆床配套使用且?guī)Х侄妊b置的專用鉆床夾具。為了使鉆孔的精確，必須對(duì)零件固定定位，使被加工工件在加工時(shí)，位置保持不變，提高加工精度，使其滿足使用要求，而在滿足加工精度的前提下，所夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能的方便加工以及裝卸，提高工件生產(chǎn)效率，達(dá)到生產(chǎn)指標(biāo)。 2.2 夾具的設(shè)計(jì)內(nèi)容 1）夾具總體方案設(shè)計(jì)； 2）定位方案的設(shè)計(jì)，符合六點(diǎn)定位規(guī)則； 3）夾緊裝置的設(shè)計(jì)，應(yīng)夾緊迅速可靠，通過鉆削力與夾緊力的計(jì)算，檢測(cè)是否符合要求； 4）分度裝置的設(shè)計(jì)，選用回轉(zhuǎn)式分度機(jī)構(gòu)； 5）夾具主要零件的設(shè)計(jì)，如夾具體、鉆模板、定位軸、分度盤等。 6）夾具材料的分析與選擇 7）夾具的裝配； 8）夾具成套圖樣設(shè)計(jì)； 9）夾具誤差分析。 第3章 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工作原理 3.1 夾具總體方案設(shè)計(jì) 3.1.1夾具設(shè)計(jì) 1）本課題所設(shè)計(jì)的夾具主要由夾具體、分度裝置、定位元件、夾緊裝置、鉆模板及鉆套等零部件組成（圖3.1）。 2）定位元件設(shè)計(jì)一個(gè)帶臺(tái)階面的定位軸與其他元件配合，完成定位。 3）夾緊裝置是由螺母、心軸、開口墊圈組成的手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 4）分度裝置的組成機(jī)構(gòu)有轉(zhuǎn)動(dòng)和固定部分、分度對(duì)定機(jī)構(gòu)、抬起鎖緊機(jī)構(gòu)及潤(rùn)滑部分，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分度效果明顯，提高被加工工件的生產(chǎn)效率。 5）被加工零件是批量生產(chǎn)，需要較高的位置精度，所以鉆模板采用固定式結(jié)構(gòu)，保證加工工件的位置精度，鉆套選用可換鉆套，方便磨損后更換。 6）夾具體材料HT200，是夾具的支撐部分，需要保證有一定的強(qiáng)度與剛度。 3.3.2夾具裝配圖設(shè)計(jì) 按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來繪制夾具裝配圖。繪圖比例為1:1。總裝配圖清晰明確地表達(dá)夾具各零件之間的相互位置關(guān)系和有關(guān)裝配精度要求。 夾具總裝配圖的繪圖步驟如下： 1)工件的輪廓線、夾緊表面、加工表面和定位基面用細(xì)實(shí)線繪制在三視圖中的合適位置。在裝配圖中，為使夾具結(jié)構(gòu)在圖紙上表述清晰，一般情況下將工件視為透明。 2)繪制定位裝置和對(duì)刀導(dǎo)向裝置。 3)繪制夾緊裝置和其它裝置。 4)繪制夾具體及連接元件和安裝基面 5)標(biāo)注必要尺寸、公差及技術(shù)要求。編制明細(xì)表。 1-夾具體 2-襯套 3-螺釘M6*10 4-心軸 5-螺母 6-墊圈B10*35 7-鉆模板 8-鉆套 9-壓緊螺釘M6*4 10-銷 11-螺釘M16*25 12-心軸套 13-墊圈 14-螺母M16*15 15-夾緊擋圈 16-手柄 17-擋銷 18-分度盤 19-墊圈 20-導(dǎo)套 21-捏手 22-彈簧 23-后蓋 23-對(duì)定銷 24-螺釘M4*10 圖3-1夾具裝配示意圖 3.2 定位方案設(shè)計(jì) 以工件右面（扇形面）為第一定位基準(zhǔn)，限制三個(gè)自由度；下部Φ22孔為第二定位基準(zhǔn)，限制兩個(gè)自由度；扇形一側(cè)為第三定位基準(zhǔn)，限制一個(gè)自由度。符合六點(diǎn)定位規(guī)則。 設(shè)計(jì)一個(gè)帶臺(tái)階面和短圓柱的定位心軸，臺(tái)階面與工件右面接觸實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)定位，短圓柱與工件下部Φ22孔配合實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)定位，分度盤上的擋銷與工件扇形一側(cè)接觸實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)定位，這樣就實(shí)現(xiàn)了工件的完全定位。 3.3 夾緊方案設(shè)計(jì) 3.3.1夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、設(shè)計(jì)夾緊裝置的五點(diǎn)原則： 工件不移動(dòng)原則 工件不變形原則 工件不振動(dòng)原則 安全可靠原則 經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則 2、夾緊結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)開口墊圈，擰緊螺母，實(shí)現(xiàn)工件的夾緊，松開螺母，取下墊圈，快速更換工件，提高生產(chǎn)效率。 圖3-2夾緊裝置 手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件，該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、加緊可靠。擰緊左側(cè)的螺母，可以使工件緊靠分度裝置，擰緊右側(cè)螺母，夾緊工件；當(dāng)孔加工完成，松開螺母，取下開口墊圈，可實(shí)現(xiàn)工件的快速更換。 3.3.2鉆削切削力與夾緊力的計(jì)算 1、零件分析 （1）鉆孔零件的材料為HT200，鑄鋼，平均含碳量為3.1-3.4%。 （2）HT200力學(xué)性能：屈服強(qiáng)度σs=300MPa；抗拉強(qiáng)度σb≥200MPa；伸長(zhǎng)率 δ≥10%；斷面收縮率 ψ ≥1%；硬度171-241HB。 計(jì)算鉆削切削力公式如下表3-1： 表3-1 鉆削切削力計(jì)算公式 鉆削時(shí)刀具進(jìn)給量 f：0.15~0.32mm/轉(zhuǎn)，取f=0.21mm/r 由表3-1可知，切削扭矩的計(jì)算公式 （式） 為修正參數(shù)，它的計(jì)算公式 因?yàn)镠T200的抗拉強(qiáng)度 ，取 孔，帶入式得： 由表3-1(P11)可知，其中f=0.2mm/轉(zhuǎn)： 切削力 計(jì)算孔的切削力，帶入式2-5得： 2、實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算 夾具和工件在計(jì)算夾緊力時(shí)被看作是一個(gè)統(tǒng)一的整體，根據(jù)工件受力情況，計(jì)算出實(shí)際夾緊力的最大值，并按照靜力平衡原理，計(jì)算理論夾緊力。 即，理論夾緊力*安全系數(shù)=實(shí)際夾緊力： 式 安全系數(shù) 式 式中，為各種因素的安全系數(shù)， 鉆孔時(shí)，根據(jù)表3-1(P14)、表3-2(P14)，帶入式，計(jì)算安全系數(shù) 式 即 ：理論夾緊力=2.5X80=200N 表3-2 安全系數(shù)的數(shù)值 表3-3 安全系數(shù) 加工方法 切削力分力狀況 K 鉆削 HT200 45鋼 1.14 1.14 粗?jǐn)U（毛坯） 1.0 1.0 1.4 1.4 精擴(kuò) 1.2 1.2 1.2 1.2 粗車或粗鏜 1.0 1.0 1.2 1.4 1.25 1.6 精車或精鏜 1.05 1.0 1.4 1.05 1.3 1.0 圓周銑削 （粗、精） 1.2~1.4 1.6~1.8(含碳量﹤0.3%) 1.2~1.4(含碳量﹥0.3%) 端面銑削 （粗、精） 1.2~1.4 1.6~1.8(含碳量﹤0.3%) 1.2~1.4(含碳量﹥0.3%) 磨削 1.15~1.2 拉削 F 1.5 而壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力 其中： L=32mm Q=80N 螺旋夾緊力：W0 =2431.45(N) 因?yàn)? 所以，設(shè)計(jì)的手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)符合加工要求 3.4 分度裝置設(shè)計(jì) 1.分度裝置的組成 回轉(zhuǎn)分度裝置由轉(zhuǎn)動(dòng)部分、固定部分、分度對(duì)定機(jī)構(gòu)及控制機(jī)構(gòu)、抬起鎖緊結(jié)構(gòu)等組成。 其中，固定部分有導(dǎo)套、彈簧等零件。轉(zhuǎn)動(dòng)部分有分度盤、襯套、心軸套、墊圈、夾緊擋圈、手柄等零件。對(duì)定機(jī)構(gòu)有對(duì)定軸、捏手及短銷等零件。 2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 加工完第一個(gè)孔后，操作者拔出捏手將對(duì)定銷抽離分度盤，將捏手旋轉(zhuǎn)90度，使對(duì)定銷上的短軸擱在導(dǎo)套右端，可將對(duì)定銷暫時(shí)停留在分度盤外。此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，帶動(dòng)夾緊擋圈、圓螺母、墊圈、心軸套、分度盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)。待分度盤轉(zhuǎn)動(dòng)20度并將下一個(gè)對(duì)定孔對(duì)準(zhǔn)對(duì)定銷時(shí)，再將捏手轉(zhuǎn)回90度并放開，由于對(duì)定機(jī)構(gòu)中復(fù)位彈簧的作用是對(duì)定銷再次彈出從而插入第二個(gè)對(duì)定孔，實(shí)現(xiàn)分度。分度時(shí)，工件始終處于被夾緊狀態(tài)。 （1）分度盤。分度盤內(nèi)孔與定位心軸臺(tái)階后的Φ22軸頸精確配合，用螺釘將兩者緊固在一起。 （2）襯套是為了減少在分度時(shí)対定銷與分度盤之間摩擦而增大加工誤差而設(shè)計(jì)保護(hù)元件。 （3）對(duì)定銷是在分度時(shí)進(jìn)行限位。 （4）工件通過夾緊機(jī)構(gòu)與分度盤固定在一起，為保證加工精度，固定部分必須與轉(zhuǎn)動(dòng)部分精密配合。 第4章 夾具精度分析 4.1 定位誤差 工件在夾具上安裝定位時(shí)，工件與定位元件之間存在誤差，而同一批零件在夾具上定位加工時(shí)，因?yàn)榘惭b誤差，同一批工件在夾具上的位置不可能完全相同，在加工后的工件的尺寸不可能一致，因而形成定位誤差ΔD 定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，定位基準(zhǔn)和限位基準(zhǔn)不重合，時(shí)造成定位誤差的主要原因，用ΔB表示基準(zhǔn)不重合誤差，ΔY表示基準(zhǔn)位移誤差。 則定位誤差ΔD=ΔB+ΔY 工件的定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)均為分度盤端面 因?yàn)?ΔB=0 ； ΔY=0 所以 ΔD=0 4.2 對(duì)刀誤差 因?yàn)榈毒吆蛯?dǎo)向裝置之間的位置原因而造成的加工誤差，我們稱為對(duì)刀誤差ΔT。其他原因也可能引起對(duì)刀誤差，例如鉆頭與鉆套之間的間隙，使鉆頭傾斜。 圖5-1 鉆模對(duì)刀誤差 根據(jù)圖5-1所示鉆模對(duì)刀誤差可知，刀具與鉆套配合的最大間隙Xmax會(huì)造成刀具偏移，進(jìn)而影響孔加工時(shí)的偏移量X2。 計(jì)算偏移量 計(jì)算對(duì)刀誤差ΔT a、工件厚度大ΔT=X2 b、工件厚度小ΔT=Xmax 被加工工件的加工厚度B=16mm， 所以，ΔT=X2=1.13mm 4.3 夾具誤差 1)在生產(chǎn)生活中由于夾具安裝機(jī)床上位置不精確而造成的加工誤差，通常被我們稱為安裝誤差。 而本課題設(shè)計(jì)的夾具的安裝基面是平面，因而不存在安裝誤差，即ΔA=0。 2)形成夾具誤差ΔJ的原因是夾具各組成部分之間配合時(shí)由于位置精確的原因而造成的加工誤差。夾具誤差主要有定位元件與安裝基準(zhǔn)之間的誤差ΔJ、定位元件與對(duì)刀導(dǎo)向元件之間的誤差ΔJ2、導(dǎo)向元件與安裝基準(zhǔn)之間的的ΔJ3、分度誤差ΔF等組成。 3)加工方法誤差，這類誤差影響因素較多，如機(jī)床精度、刀具精度、受力變形和受熱變形等，不容易根據(jù)計(jì)算得出，因此，通常留出工件公差的1/3作為加工誤差值ΔG。 4.4加工精度分析 影響加工精度的因素 在工藝加工系統(tǒng)中使用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，影響工件加工精度的因素如圖5.2所示，有定位誤差ΔD、對(duì)刀誤差ΔT、安裝誤差ΔA和夾具誤差ΔJ。加工方法誤差ΔG。而這些誤差最終均會(huì)影響工藝系統(tǒng)中刀具相對(duì)工件的位置，形成總加工誤差∑Δ。 圖5-2 工件在夾具上加工時(shí)影響加工精度的主要因素 工件在鉆床夾具中加工時(shí)，各項(xiàng)誤差均是獨(dú)立隨機(jī)變量，則 ∑Δ=0.0062mm 而 ≤ 夾具在生產(chǎn)中會(huì)因?yàn)槟p報(bào)廢，因此在分析工件計(jì)算加工精度時(shí)，需留出一定的精度余量。 Jc=（0.01-0.0067）=0.0033mm。??? 因?yàn)椤? Jc=0.0033mm<0.01mm， 故設(shè)計(jì)的鉆床專用夾具能滿足加工要求。 第5章 主要零件設(shè)計(jì) 5.1 夾具體的設(shè)計(jì) 5.1.1夾具體結(jié)構(gòu) 夾具體是夾具的支撐部件，需要有一定的壁厚，并設(shè)計(jì)加強(qiáng)脊，以保證夾具體在工件加工過程中不產(chǎn)生振動(dòng)和變形。因此采用鑄造夾具體，其材料是灰鑄鐵（HT200：最低抗拉強(qiáng)度為200MPa，它的基體為珠光體，為消除工件內(nèi)應(yīng)力，需人工時(shí)效處理）。 圖4-1 夾具體簡(jiǎn)圖 5.1.2夾具體精度設(shè)計(jì) 1) 如圖4.1所示夾具底面四邊應(yīng)凸出，接觸邊>機(jī)床工作臺(tái)梯形槽的寬度，夾具體的底面與鉆床鉆臺(tái)相接觸配合,確保夾具體與鉆床鉆臺(tái)的位置精度和定位精度。 2）Φ16的孔同軸度要求是為保證夾具體與襯套配合后，分度裝置調(diào)節(jié)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活度，表面粗糙度要求1.6，夾具體也是分度裝置的載體。 3) 夾具體上表面的兩螺紋孔與兩個(gè)銷孔是用來實(shí)現(xiàn)夾具體與鉆模板的固定，設(shè)計(jì)選用M8的標(biāo)準(zhǔn)螺紋與B5的標(biāo)準(zhǔn)銷。 4）夾具體下部設(shè)計(jì)的凹槽可減少其端面加工成本及精度，也減輕了整個(gè)夾具的重量。 5）夾具體與工件之間留有4~10mm的間隙，以便排屑。 6）夾具體左下端設(shè)計(jì)2mm凹槽，方面分度盤的轉(zhuǎn)動(dòng)。 7）Φ25的孔是與心軸心軸套配合，配合精度H7/k6，表面粗糙度1.6。 5.2 鉆模板設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)鉆套選用 5.2.1鉆模板 根據(jù)工件在加工過程中鉆模板保持不動(dòng)、為保證鉆孔的位置精度，而選用固定式鉆模板如圖4.2。在實(shí)際生產(chǎn)中，鉆模板的厚度一般在10~30mm之間。本設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)鉆模板的厚度為12mm，滿足加工要求。 圖4-2 鉆模板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 鉆模板材質(zhì)選用45鋼，采用調(diào)質(zhì)處理，可以保證一定的強(qiáng)度和剛度。 5.2.2鉆套（T10A） 在鉆孔的過程中，鉆套經(jīng)常磨損，為方便更換，保證零件加工精度，該夾具設(shè)計(jì)選用了GB/T2264-91可換鉆套A8×3×22來實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆頭的導(dǎo)向與位置限定。 圖4-3 鉆套簡(jiǎn)圖 5.2.3鉆模板和鉆套具體設(shè)計(jì) 鉆模板和鉆套（1）配合精度Φ12 H7/n6，鉆套（1）和鉆套（2）配合精度Φ15 F7/k6，當(dāng)鉆套因?yàn)槟p而不能滿足加工精度時(shí)，可快速更換新鉆套，保證生產(chǎn)的持續(xù)。 通過一對(duì)螺釘和一對(duì)圓柱銷對(duì)鉆模板與夾具進(jìn)行緊密固定，而鉆模板在支撐鉆套的同時(shí)進(jìn)行固定。因?yàn)槁葆斣诠潭ㄣ@模板與夾具時(shí)存在間隙，會(huì)在加工過程中因?yàn)榧庸ふ駝?dòng)而產(chǎn)生誤差，所以在螺釘固定后，再用銷進(jìn)行交叉固定，使鉆模板與夾具體緊密固定。 5.3 定位心軸的設(shè)計(jì) 定位心軸是夾緊裝置與分度裝置的重要連接固定裝置，為滿足鉆孔的需求，階梯軸軸跳動(dòng)小于0.025mm，表面粗糙度Ra在1.6- 3.2μm之間，工件上與其相接觸的表面有具有相同表面粗糙度要求。為保證定位元件有足夠的強(qiáng)度、剛度以及耐磨性，我們選用45號(hào)剛進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。 （1）正火，消除毛坯的鍛造應(yīng)力，降低硬度，改善切削加工性能，油冷； （2）調(diào)質(zhì)，使主軸具有良好的綜合力學(xué)性能； （3）淬火后高溫回火，回火冷卻后其硬度可達(dá)217～255 HBS，必要時(shí)進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力處理。 定位心軸安裝在心軸套內(nèi)，分度盤安裝在定位心軸上，定位心軸的軸向位置是由右邊的兩個(gè)圓螺母確定和鎖緊的，內(nèi)側(cè)的圓螺母決定了分度盤與夾具體的間隙，外側(cè)的圓螺母起鎖緊作用。 圖4-4 定位軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 5.4 分度盤設(shè)計(jì) 本課題設(shè)計(jì)的分度盤與工件是緊密固定的，所以分度盤對(duì)定孔的精度決定被加工工件的精度，因此，分度盤的公差小于徑向孔的公差。 分度盤的材料選用45號(hào)剛，保證一定的剛度與硬度 圖4-5 分度盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 第6章 結(jié)論 在實(shí)際生產(chǎn)中，我們的主要目的是在零件上鉆三個(gè)徑向孔，為滿足生產(chǎn)需求，本課題主要研究方向是鉆床夾具的設(shè)計(jì)，而在設(shè)計(jì)過程中，重點(diǎn)主要在定位裝置、夾緊裝置和分度裝置的設(shè)計(jì)上。為使徑向孔的位置精確，必須對(duì)零件進(jìn)行安裝、定位與夾緊。 1.在鉆床上加工孔，定位心軸的臺(tái)階面與工件右面接觸實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)定位，短圓柱與工件下部Φ22孔配合實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)定位，分度盤上的擋銷與工件扇形一側(cè)接觸實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)定位，實(shí)現(xiàn)完全定位。 2.夾緊裝置使用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單，夾緊可靠，通過開口墊圈實(shí)現(xiàn)工件快速更換，提高生產(chǎn)效率。 3.分度裝置主要通過彈簧式抬起鎖緊機(jī)構(gòu)與分度盤的配合實(shí)現(xiàn)分度限位，分度時(shí)，工件始終處于被夾緊狀態(tài)。 4.固定式鉆模板的設(shè)計(jì)已及標(biāo)準(zhǔn)可換鉆套的選用，有效的提高被加工工件精度，鉆模板的固定，減少安裝時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 5.夾具體材料選用HT200，起支撐作用，需保證一定的強(qiáng)度與剛度。 6.夾具的總體誤差要在允許最大加工誤差范圍內(nèi)，也就是所加工的徑向孔的公差范圍內(nèi)。 致謝 從20XX年10 十月份我們畢業(yè)設(shè)計(jì)開始之初，對(duì)所要設(shè)計(jì)的夾具的不熟悉，不懂，甚至不理解。到今天，畢業(yè)設(shè)計(jì)已完成并最終定稿，在這個(gè)過程中，我們學(xué)到很多以前在課題上丟失的知識(shí)，讓我們的大學(xué)生活不是一無所獲，專業(yè)知識(shí)技能都有顯著的收獲。 經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的研究與學(xué)習(xí)，大學(xué)生活最后一個(gè)任務(wù)就要完成了，有一絲欣喜，也有幾分不舍?；叵肴晟钸^的地方，總會(huì)有些失望、有些收獲、有些開心的事……有些難以忘掉的事。在操場(chǎng)我們揮灑激情與汗水，在宿舍我們開懷大笑，在食堂我們拼搏奮戰(zhàn)，在教室我們蒙頭大笑……這段旅途是我們?nèi)松袝?huì)永遠(yuǎn)都會(huì)珍藏的記憶。 然而，這也是另一份生活的開始，在這三年中，非常感謝所有傳道授業(yè)解惑的老師們，謝謝你們的幫助，你們辛苦了。在大學(xué)生活最后的這段時(shí)間里，特別要謝謝XXX老師，從畢業(yè)設(shè)計(jì)選課題之初到最終完成，老師給我巨大的幫助，讓我由衷的感激與佩服，甚至，在某種程度上，殷老師是教師中楷模，為人師表，無可挑剔。在X老師身上，我學(xué)到的不僅是畢業(yè)設(shè)計(jì)所涉及的內(nèi)容，也有一種態(tài)度，既是對(duì)學(xué)術(shù)的態(tài)度，也是人生之態(tài)度。 最后，希望大學(xué)生活中我認(rèn)識(shí)的和認(rèn)識(shí)我的人，有一個(gè)好的未來，也祝愿X老師幸?？鞓?，闔家歡樂。 參考文獻(xiàn) 1.陳慶春. 夾具設(shè)計(jì). 上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 1984. 2.吳明亮. 畫法幾何. 北京市:化學(xué)工業(yè)出版社, 1996. 3.趙耀祥, 鄭順. 現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn). 北京:電子工業(yè)出版社, 1991. 4.蒲林祥. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京市: 清華大學(xué)出版社, 2011. 5.詹友剛. 機(jī)械制造技術(shù). 南京:機(jī)械工程出版社, 2010. 6.馬友亮. 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