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緒論
隨著科技不斷的發(fā)展，使機(jī)械工業(yè)得到了很大的提高，特別是近年來機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域正向著高精度、高質(zhì)量、高效率、低成本方向發(fā)展。隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，其他各工業(yè)部門都想著高深度邁進(jìn)，機(jī)械工業(yè)的發(fā)展日趨重要。
機(jī)械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)是機(jī)械工業(yè)賴以生存和發(fā)展的重要保證。機(jī)械制造工藝是制造機(jī)械產(chǎn)品的技巧、方法和程序。機(jī)械制造中，需要的加工順序、裝配工序及檢驗工序等，使用著大量的夾具，可以提勞動效率，提高加工精度，減少廢品，可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改善操作的勞動條件。因此，夾具是機(jī)械制造的一項重要工藝裝備。
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備,它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程中的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中,機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備,它直接影響著工件的加工精度勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。
1 夾具設(shè)計中的特點
2 夾具的設(shè)計周期較短，一般不進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計算。
3專用夾具的設(shè)計對產(chǎn)品零件有很強(qiáng)的針對性。
4確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率是夾具設(shè)計工作的主要任 務(wù)，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。
5夾緊裝置的設(shè)計對整個夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計一個好的夾具可以減少廢品率。
目錄
第1章 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計..........................................................1
1.工件分析...............................................................................1
2.工件的結(jié)構(gòu)和特點................................................................1
3.機(jī)床夾具的作用...................................................................1
4.機(jī)床夾具的分類..................................................................1
5.專用機(jī)床夾具的組成............................................................2
6.工件的定位............................................................................3
7.夾緊方案設(shè)計........................................................................4
8.夾具整體設(shè)計........................................................................4
第2章 夾具的精度檢驗.........................................................7
1.定位尺寸計算.......................................................................7
2.夾具加工誤差分析...............................................................7
第3章 夾具安裝.....................................................................9
1.安裝順序...............................................................................9
2.注意事項和保養(yǎng)維護(hù)
總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
第 一章 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計
1.零件工藝分析
軸套零件加工主要有熱處理，車削，鉆，鉗夾工，此次我們要用到鉆削加工。
2.工件的結(jié)構(gòu)和特點
零件材料：HT200。切削加工性良好，無特殊加工問題，故加工中不需要采用特殊工藝措施。刀具選擇范圍較大，高速鋼或YT類硬質(zhì)合金均能勝任。刀具幾何參數(shù)可根據(jù)不同刀具類型通過相關(guān)表格查取。
3.機(jī)床夾具的作用
（1）保證加工精度 用機(jī)床夾具裝夾工件，能準(zhǔn)確確定工件與刀具、機(jī)床之間的相對位置關(guān)系，可以保證加工精度。
（2）提高生產(chǎn)效率 機(jī)床夾具能快速地將工件定位和夾緊，可以減少輔助時間，提高生
產(chǎn)效率。
（3）減輕勞動強(qiáng)度 機(jī)床夾具采用機(jī)械、氣動、液動夾緊裝置，可以減輕工人的勞動強(qiáng)度。
（4）擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 利用機(jī)床夾具，能擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍，例如，在車床或鉆床上使用鏜模可以代替鏜床鏜孔，使車床、鉆床具有鏜床的功能。
4.機(jī)床夾具的分類
?
按夾具的應(yīng)用范圍分類
（1）通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，且有較大適用范圍的夾具，例如，車床用的三爪卡盤和四爪卡盤，銑床用的平口鉗及分度頭等。
（2）專用機(jī)床夾具 專用機(jī)床夾具是針對某一工件的某道工序?qū)ｉT設(shè)計制造的夾具。專用機(jī)床夾具適于在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、產(chǎn)量較大的場合應(yīng)用。
（3）組合夾具 組合夾具是用一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件組裝而成的夾具。組合夾具結(jié)構(gòu)靈活多變，設(shè)計和組裝周期短，夾具零部件能長期重復(fù)使用，適于在多品種單件小批生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制等場合應(yīng)用。
（4）成組夾具 成組夾具是在采用成組加工時，為每個零件組設(shè)計制造的夾具，當(dāng)改換加工同組內(nèi)另一種零件時，只需調(diào)整或更換夾具上的個別元件，即可進(jìn)行加工。成組夾具適于在多品種、中小批生產(chǎn)中應(yīng)用。
（5）隨行夾具 它是一種在自動線上使用的移動式夾具，在工件進(jìn)入自動線加工之前，先將工件裝在夾具中，然后夾具連同被加工工件一起沿著自動線依次從一個工位移到下一個工位，直到工件在退出自動線加工時，才將工件從夾具中卸下。隨行夾具是一種始終隨工件一起沿著自動線移動的夾具。?
按使用機(jī)床類型分類?
機(jī)床類型不同，夾具結(jié)構(gòu)各異，由此可將夾具分為車床夾具、鉆床夾具、銑床夾具、鏜床夾具、磨床夾具和組合機(jī)床夾具等類型。
按夾具動力源分類
按夾具所用夾緊動力源，可將夾具分為手動夾緊夾具、氣動夾緊夾具、液壓夾緊夾具、氣液聯(lián)動夾緊夾具、電磁夾具、真空夾具等。
5.專用機(jī)床夾具的組成
?
夾具一般由下列元件或裝置組成:
（1）定位元件 定位元件是用來確定工件正確位置的元件。被加工工件的定位基面與夾具定位元件直接接觸或相配合。
（2）夾緊裝置 夾緊裝置是使工件在外力作用下仍能保持其正確定位位置的裝置。
（3）對刀元件、導(dǎo)向元件 對刀元件、導(dǎo)向元件是指夾具中用于確定（或引導(dǎo)）刀具相對于夾具定位元件具有正確位置關(guān)系的元件，例如鉆套、鏜套、對刀塊等。
（4）連接元件 夾具連接元件是指用于確定夾具在機(jī)床上具有正確位置并與之連接的元件，例如安裝在銑床夾具底面上的定位鍵等。
鉆模的結(jié)構(gòu)特點是除有工件的定位、夾緊裝置外，還有根據(jù)被加工孔 的位置分布而設(shè)置的鉆套和鉆模板，用以確定刀具的位置，并防止刀具在加工過程中傾斜，從而保證被加工孔的位置精度。常用的鉆模有固定式、回轉(zhuǎn)式、翻轉(zhuǎn)式和蓋板式 4種。①固定式鉆模:鉆模與工件在機(jī)床上的位置保持不變，用來加工單個孔或在搖臂鉆床上鉆削若干平行孔。②回轉(zhuǎn)式鉆模:帶有回轉(zhuǎn)分度裝置，在不松開工件的情況下可加工分布在同一圓周上的多個軸向平行孔、垂直和斜交于工件軸線的多個徑向孔或幾個表面上的孔。③翻轉(zhuǎn)式鉆模：夾具體在幾個方向上有支承面，加工時用手將其翻轉(zhuǎn)到各所需的方向進(jìn)行鉆孔，適用于小工件。④蓋板式鉆模：只有鉆模板而無夾具體。使用時把鉆模板直接安裝在工件的定位基準(zhǔn)面上，適用于在較大的工件上鉆小孔。此外，還有移動式、滑柱式等鉆模。
6.工件的定位。
(1)定位方案設(shè)計 工件上除了2個待加工孔直徑分別為Φ10，Φ6 的孔， 其他加工表面都已加工好，為定位方案設(shè)計提供了條件。因為要保證 待加工孔Φ10,Φ6保持同心，所以要消除工件的x，要保證孔Φ10,Φ6的中心在端面小孔的中心距之間，所以要消除工件x，y方向的旋轉(zhuǎn)，要保證2個待加工孔Φ10,Φ6的后壁厚度為13，要消除工件前后方向的自由度，2個帶加工孔個同心，可由鉆模板上裝鉆套來保證。
工件上的代加工孔為通孔，沿Z方向上的不定度理論上不要消除，但實際上以工件的端面定位時，必須要消除該方向上的不定度，按完全定位夾具，并力求遵守基準(zhǔn)重合原則。
(2)定位方式有以下方案。 根據(jù)設(shè)計思想，則此鉆床夾具采用固定式鉆 床夾具，草圖如下所示：
如圖 已加工面C和Φ30，Φ5.8定位，Φ30的孔的位置以芯軸定位，Φ5.8的孔以定位銷定位，零件通過芯軸上的螺栓板夾緊，需加的孔Φ10,Φ6以鉆模版上的鉆?？锥ㄎ?。
7.夾緊方案設(shè)計。
由于芯軸和螺栓板的作用下，使工件沿z方向被壓緊在支撐板上，由芯軸承受鉆削時的切削扭矩，為了提高效率和使結(jié)構(gòu)簡單，芯軸上由螺栓板固定，鉆頭向下的沖擊力由加強(qiáng)肋支撐。X方向的旋轉(zhuǎn)自由度由下方5.8中的固定銷固定。
8.夾具整體設(shè)計
采用框架式結(jié)構(gòu)，剛性好，采用固定時鉆模版，并設(shè)置加強(qiáng)筋以提高剛度，在設(shè)計時要保證芯軸和零件中心保持同心，5.8上的定位銷軸線與芯軸軸線，鉆孔套軸線同一平面，鉆套孔軸線以底面垂直。以保證加工精度。
（1）參數(shù)計算
鉆攻10和6孔夾具切削力計算
定機(jī)床型號并修正切削用量 初選取機(jī)床為Z525B,機(jī)床功率2.2Kw，查閱《機(jī)械加工工藝手冊》Z525B鉆床的性能參數(shù)，并根據(jù)機(jī)床實際參數(shù)修正切削速度與主軸轉(zhuǎn)速。
理論選取的進(jìn)給量為f=0.23mm/s,與Z525B鉆床匹配進(jìn)給量為,f=0.32mm/s。
上述計算得主軸轉(zhuǎn)速理論計算值為n=467.21r/min,與Z525B鉆床匹配的主軸轉(zhuǎn)速n=475 r/min。那么切削速度vc=vπ/1000=11.94m/min。
計算切削力并校驗機(jī)床功率
A切削時產(chǎn)生的鉆孔切削力計算:
公式中計算所需的參數(shù)，查閱《機(jī)械加工工藝手冊》鉆削時切削速度計算公式表格中選?。篊F=612、d=8mm、ZF=0.9、T=60、f=0.32mm/s、yF=0.64、kF=0.33,帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計算得：
B.切削時產(chǎn)生的切削扭矩值計算：
式中計算所需的參數(shù)，查閱《機(jī)械加工工藝手冊》鉆削時切削速度計算公式表格中選?。篊M=0.33、d=8mm、ZM=1.82、f=0.32mm/s、yM=0.64、kM=0.88帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計算得：
（2） 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計與計算
在設(shè)計夾具時，選擇工件的夾緊方法一般與選擇定位方法同時考慮，有時工件的定位也是在夾緊過程中實現(xiàn)的。在設(shè)計夾緊裝置時，必須滿足下列基本要求：
在夾緊過程中應(yīng)能保證工件在定位時以獲得的正確位置。
夾緊應(yīng)適當(dāng)和可靠。夾緊機(jī)構(gòu)一般要有自鎖作用，保證在加工過程中工件不會產(chǎn)生松動或振動。在夾壓工件時，不許工件產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷。
夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)操作方便、安全省力，以便減輕勞動強(qiáng)度，縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。
夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度和自動化程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)具有良好的工藝性。結(jié)構(gòu)力求簡單、緊湊和剛性好。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化夾具裝置和標(biāo)準(zhǔn)化元件，以便縮短夾具的設(shè)計和制造周期。
在設(shè)計夾具裝置時，首先要確定的就是夾緊力的三要素，然后就進(jìn)一步選擇適當(dāng)?shù)膫鲃臃绞?，并具體設(shè)計合理的夾緊機(jī)構(gòu)。
(3) 夾緊力方向的確定
在實際生產(chǎn)中，盡管工件的安裝方式各式各樣，但對夾緊力作用方向的選擇必須考慮下面幾點：
夾緊力的作用方向應(yīng)不破壞工件定位的準(zhǔn)確性和可靠性。要做到這條要求，夾緊力的方向應(yīng)朝向主要定位基準(zhǔn)，把工件壓向定位元件的主要定位面上。
夾緊力方向應(yīng)使工件變形盡可能小。由于工件在不同方向上剛度是不等的，不同的受力表面也因其接觸面積大小而變形各異。
夾緊力方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能小。在保證夾緊可靠的情況下，減少夾緊力可以減輕工人的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，同時可以使機(jī)構(gòu)輕便、緊湊以及減少工件變形
夾緊力作用點的選擇
合理選擇夾緊力作用點必須注意一下幾點：
夾緊力應(yīng)落在支承元件上或幾個支承元件所形成的支承面內(nèi)。
夾緊力作用點應(yīng)落在工件剛度較好的部位上。
夾緊力作用點應(yīng)盡可能靠近被加工表面以減小切削力對工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩。
(4) 夾緊力大小的確定
夾緊力大小要適當(dāng)，過大了會使工件變形，過小了則在加工時工件會松動造成報廢甚至發(fā)生事故。采用手動夾緊時，可憑人力來控制夾緊力的大小，一般不需要算出所需夾緊力的確切數(shù)值，只是必要時進(jìn)行概略的估算。計算夾緊力，夾緊工件所需的夾緊力
如前所述，本工序只需計算防止工件轉(zhuǎn)動所需的夾緊力W，根據(jù)工件力矩平衡條件可得：
式中
G------工件自重；
D------工件定位基準(zhǔn)直徑；
M------切削力矩；
，------夾緊面和夾具定位面上的摩擦系數(shù)。
將N值帶入上世的實際夾緊力為：
第二章 夾具的精度檢驗
1.定位尺寸計算
2.夾具加工誤差分析
所設(shè)計夾具需保證的加工要求有：尺寸 10的孔；孔 φ10軸線對 φ6軸線為同軸等二項，精度分別驗算如下：
（1）尺寸 為10的孔的精度校核
A、定位誤差ΔD，基準(zhǔn)重合，得知ΔD=0
B、鉆套與中間襯套間的最大配合間隙ΔT1= 0.039mm；
C、麻花鉆與鉆套內(nèi)孔的間隙 X 2= 0.04mm；
D、鉆套中間襯套內(nèi)外表面軸度公差；
鉆套內(nèi)孔直徑的影響 ，新鉆頭的制造本來就有0.04mm的誤差，新鉆頭 鉆的孔又比老鉆頭的孔大，經(jīng)過多次試驗，同樣設(shè)備，不同鉆頭產(chǎn)生的誤差超過0.15mm，而同一鉆頭由不同師傅磨出并鉆也會相差0.05mm、鉆孔的進(jìn)給量和是澆水量也影響鉆孔的直徑。因為單件的鉆套上圓磨的經(jīng)濟(jì)太高，一般不采取。因此當(dāng)內(nèi)孔過小時，必須返工，內(nèi)孔過大時裝配后又是廢品。因此為了制造幾個合格的鉆套又得去磨出一套量具，浪費了勞動力。
孔位置的偏差，孔位置度的偏差主要是設(shè)備和初鉆孔造成。車床的尾座頂尖的允許位置偏差0.05mm，而鉆頭夾具的裝夾偏差為0.03，那么以先用中心鉆鉆出后用鉆頭擴(kuò)孔，可仍然隨機(jī)誤差為0.08mm。如果是直接用鉆頭鉆孔誤差就超過0.08mm了。那么鉆套的內(nèi)孔和外圓的同心度誤差就會超過0.08mm。
內(nèi)孔的質(zhì)量，磨床磨出的表面光潔度為0.8，車床精車可以達(dá)到1.6，而鉆頭鉆出來的較高光潔度為6.3，鉆出的孔表面比較粗糙，而粗糙表面對鉆頭的導(dǎo)向切削磨損較大，鉆頭磨損一定程度后，鉆頭變小而報廢。反之，鉆頭對鉆套內(nèi)孔的切削磨損也很大，當(dāng)鉆套光潔度磨到一定程度后，就會發(fā)現(xiàn)其內(nèi)孔已經(jīng)變大而報廢，因此使用壽命自然就會短了。光潔度差的同時也存在排泄難問題，同樣，由于鐵屑排放困難，又刮花了鉆套的內(nèi)孔，形成惡性循環(huán)。
熱處理的變形。鉆套的熱處理主要是整體淬火，常規(guī)淬火方式有：開爐加熱淬火、熔爐加熱淬火，另外還有比較簡單的氧焊燒熱淬火方式，而單件熱處理一般采取的是氧焊熱處理。標(biāo)準(zhǔn)的熱處理是對零件加熱到一定溫度后，保溫一段時間后淬火，在保溫的這段時間里，開爐由于是熱空氣為介質(zhì)，會出現(xiàn)的問題是表面溫度比內(nèi)部溫度高，而熔爐是以溶液為介質(zhì)，熱傳遞快，整體時間容易控制，制造質(zhì)量較高，但價格也比開爐高。相比，氧焊淬火的缺點是：a、沒有保溫一段時間，b、零件各部位溫度不等c、淬火前的最高溫度不準(zhǔn)確d、淬火時候不準(zhǔn)確，e、開式（在沒有任何保護(hù)裝置前提下加熱）變形量大。經(jīng)過測試，氧焊方式淬火的鉆套45#材料的熱處理，變形量都超過0.03mm，而軸承鋼的淬火的鉆套最小變形量是0.05mm
第三章 夾具安裝
1. 安裝順序
鉆模的主要組成部分：夾具體、定位裝置、加緊裝置、鉆模板、鉆套組成 .
夾具依次按夾具體—定位裝置—夾緊裝置—鉆套安裝完成
2、使用注意事項和保養(yǎng)維護(hù)
（1）、在工件夾緊時不要用力過大，以免損壞螺桿
（2）、及時清理鉆屑，保證安裝平面的清潔
（3）、安放工件時要注意不要砸到基準(zhǔn)平面，而影響加工精度
保養(yǎng)及維護(hù)：
要定期潤滑螺桿兩端處，滑塊及調(diào)節(jié)螺栓 、螺釘；并對對中塊與 螺桿的配合處進(jìn)行適量潤滑；及時更換鉆套。
總結(jié)
為期數(shù)月的夾具畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認(rèn)識。
這次畢業(yè)設(shè)計給我們提供了一個應(yīng)用自己所學(xué)知識的機(jī)會，從圖到最后夾具總圖的成型。都對我所學(xué)的知識進(jìn)行了檢驗?？梢哉f，本次畢業(yè)設(shè)計有苦也有甜。
設(shè)計思路是最重要的，只要你的設(shè)計思路是成功的，那你的設(shè)計已經(jīng)成功了一半。因此我們應(yīng)該在設(shè)計前做好充分的準(zhǔn)備，像查找詳細(xì)的資料，為我們設(shè)計的成功打下堅實的基礎(chǔ)。
制作過程是一個考驗人耐心的過程，不能有絲毫的急躁，馬虎，要心平氣合的一步一步來。
總體來說，通過這次設(shè)計我受益匪淺。在摸索該如何畫出夾具零件圖時的過程中，也特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè)計思維，增加了實際操作能力。在讓我體會到了搞設(shè)計艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。
本次畢業(yè)設(shè)計主要為專用夾具設(shè)計。我們運用了基準(zhǔn)選擇、機(jī)床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。
通過此次設(shè)計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。
總的來說，這次設(shè)計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學(xué)們批評指正！
最后，我要衷心地感謝老師。
參考文獻(xiàn)
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