鋼套-缸套的鉆Φ5孔夾具設計及加工工藝規(guī)程裝備含非標8張CAD圖-獨家.zip

鋼套-缸套的鉆Φ5孔夾具設計及加工工藝規(guī)程裝備含非標8張CAD圖-獨家.zip,鋼套,夾具,設計,加工,工藝,規(guī)程,裝備,非標,CAD,獨家 摘要 本設計主要針對缸套加工工藝及鉆Ф5內(nèi)孔專用夾具進行了研究。工藝分析的主要內(nèi)容有：零件的結(jié)構(gòu)分析、加工要求分析，加工工藝路線的制定，工序卡及工藝卡的編寫，零件圖及毛坯圖的繪制等。 通過與指導老師協(xié)商設計Φ5內(nèi)孔鉆床專用夾具。通過對零件圖的分析，該孔的加工精度要求以及作用非常重要。夾具設計內(nèi)容有定位方案及裝置的設計；夾緊方案及裝置的設計；夾具體的設計；鉆削力的計算以及夾緊力的校核與驗算等等。最后，完成了夾具裝配圖和夾具體等所有非標零件圖的繪制。 關鍵詞：缸套、工藝分析、專用夾具、Φ5內(nèi)孔、鉆床  Abstract This design is mainly aimed at cylinder liner processing technology and drill hole 5 special fixture for inner hole. The main contents of process analysis include: the structural analysis of parts, the analysis of processing requirements, the formulation of processing routes, the preparation of process cards and process cards, the drawing of part drawings and blank drawings. Negotiate with the instructor to design the special drilling jig for 5 hole. Through the analysis of the part drawing, the machining accuracy requirement and function of the hole are very important. Fixture design includes positioning scheme and device design; clamping scheme and device design; fixture body design; drilling force calculation and clamping force check and calculation and so on. Finally, the drawing of all non-standard parts of fixture assembly and fixture is completed. Key words: cylinder liner, process analysis, special fixture, 5 hole, drilling machine II 目 錄 摘要 I Abstract II 第一章 引言 1 1.1 機械加工工藝規(guī)程概述 1 1.2 機械加工藝規(guī)程的作用 1 1.3 工藝規(guī)程制訂的原則 1 第二章 零件的分析 3 2.1 零件的作用分析 3 2.2 零件的表面組成分析 3 2.3 零件的加工要求分析 3 第三章 零件的工藝規(guī)程設計 4 3.1 確定零件的材料及生產(chǎn)類型 4 3.2 確定零件的加工基準 4 3.3 確定零件的制造形式 4 3.4 制定零件的工藝路線 5 3.5 確定零件的加工機床、夾具、刀具及量具 5 3.6 確定零件的加工余量 6 3.7 確定零件的切削用量及基本工時 7 第四章 鉆Ф5內(nèi)孔專用夾具設計 17 4.1 夾具概述 17 4.2 定位裝置概述 18 4.3 夾緊裝置概述 18 4.4 確定零件的定位方案及定位元件 18 4.4.1 確定零件的定位方案 18 4.4.2 確定零件的定位元件 19 4.5 確定零件的夾緊方案及夾緊元件 19 4.5.1 確定零件的夾緊方案 19 4.5.2 確定零件的夾緊元件 19 4.6 確定夾具體 20 4.7 導向方案的選擇 21 4.7.1 鉆模的選擇 21 4.7.2 鉆套的選擇 21 4.8 計算鉆削力和夾緊力 24 4.8.1 計算鉆削力 24 4.8.2 計算夾緊力 24 4.9 計算定位誤差 25 結(jié)論 26 致謝 27 參考文獻 28 III 第一章 引言 1.1 機械加工工藝規(guī)程概述 機械加工工藝規(guī)程需要根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品加工流程跟加工辦法等等的其中的一個工藝文件，在生產(chǎn)條件都實現(xiàn)的情況下，工藝流程要合理，操作辦法也要合理，根據(jù)設定好的加工形式，這樣就可以將工藝文件寫出來，審批通過了之后就可以對生產(chǎn)進行生產(chǎn)。機械生產(chǎn)的流程按照下面這些內(nèi)容來進行，生產(chǎn)工件流程，每個工序的詳細內(nèi)容，還有使用的機器，還有檢驗工件的羨慕，檢驗辦法等等。 1.2 機械加工藝規(guī)程的作用 1、指導生產(chǎn)的重要技術文件 工藝流程按照工藝學原理還有工藝試驗，定下來的時候是通過生產(chǎn)驗證來進行的，不僅是科技的結(jié)晶，也是生產(chǎn)經(jīng)驗的結(jié)晶。那么，它的技術就可以得到確保，產(chǎn)品也可以合格，它可以為企業(yè)指導生產(chǎn)。因為這種情況，生產(chǎn)的時候，要對工藝流程完全遵守，不然的話會導致產(chǎn)品質(zhì)量變得更差，生產(chǎn)率也降低了很多，不然的話就會有不合格的產(chǎn)品出現(xiàn)。 2、生產(chǎn)組織和生產(chǎn)準備工作的依據(jù) 制定生產(chǎn)計劃，投入之前，原材料跟毛坯的供應，還有設計工藝裝備，生產(chǎn)，還有購買，調(diào)整機器的載荷，編排工作計劃，組織工人，制定工時還有對成本進行核算等等，這些都是工藝規(guī)程的最基礎的根據(jù)。 3、新建和擴建工廠的技術依據(jù) 新建設廠方和擴大廠方的時候，不僅要機床，還要別的機器，機器的數(shù)量還有機器的規(guī)格，這些數(shù)據(jù)的基礎都是工藝規(guī)程，確定的時候是按照生產(chǎn)類型來進行。不僅要考慮這些，還要注意先進的工藝規(guī)程對它也起了不小的作用，對相同類型的產(chǎn)品生產(chǎn)的時候，對工藝規(guī)程進行指導。 1.3 工藝規(guī)程制訂的原則 設定工藝流程的時候，要注意質(zhì)量更高，產(chǎn)量更高，成本更低，也就是說加工產(chǎn)品的質(zhì)量要符合要求，這樣一來產(chǎn)品的利潤就更高。在對工藝流程進行制定的時候，要對下面幾點進行考慮： 1、技術上的先進性 對工藝流程進行制定的時候，要對現(xiàn)在我們國家，還有國際上這個行業(yè)的現(xiàn)狀，還有發(fā)展方向進行了解，實驗一下工藝，要用先進的工藝，用先進的機器進行來對產(chǎn)品進行生產(chǎn)。 2、經(jīng)濟上的合理性 生產(chǎn)條件設定好，加工零件的時候制定的預備方案有好多種。這個時候就要對這些方案進行對比，不僅要對成本進行核算，還要對效率進行對比，這樣選擇比較合理的方案才可以。 3、良好的勞動條件及避免環(huán)境污染 對工藝流程進行制定，要對工人操作時候的條件進行改善，所以說，制定工藝辦法的時候要盡可能使用自動化裝置，這樣一來工人的勞動強度要降低很多。并且，這些制定的流程要滿足國家規(guī)定，不能污染環(huán)境。 28 第二章 零件的分析 2.1 零件的作用分析 本次設計的零件缸套，該零件是屬于套筒類，通常在機器中起到支撐或者導向作用。缸套的應用范圍比較廣，比如支撐回轉(zhuǎn)軸上的各種形式的定位套和軸承，模具的導套，夾具上導向套和鉆套，液壓系統(tǒng)中液壓缸等。由于在不同的功能，不同的應用，套筒的結(jié)構(gòu)尺寸也存在較大的差異，但它們的共同點都是：零件壁的厚度較薄易變形，具體見下面的缸套零件圖2.1 圖2.1 缸套零件圖 2.2 零件的表面組成分析 1、Ф30外圓所在的圓柱表面及左右兩端面； 2、Ф20H7內(nèi)孔所在的內(nèi)孔表面及左右兩端面； 3、Ф5內(nèi)孔所在的內(nèi)孔表面及左右兩端面； 2.3 零件的加工要求分析 1、Ф5內(nèi)孔所在的內(nèi)孔表面，其表面粗糙度公差為Ra12.5um； 2、Ф5內(nèi)孔所在軸線相對于“Ф20H7內(nèi)孔所在軸線”的對稱度公差為0.2； 3、Ф20H7內(nèi)孔所在軸線相對于Ф30外圓所在右端面的垂直度公差為0.02； 第三章 零件的工藝規(guī)程設計 3.1 確定零件的材料及生產(chǎn)類型 通過對零件圖的解讀，能夠知道工件的材料是45鋼，該材料的鍛造性和鑄造性能比較好，性價比也比較高，缸套屬于輕型機械零件，生產(chǎn)類型確定批量生產(chǎn)。 3.2 確定零件的加工基準 基準包括點、線、面，能夠確定加工工件的位置。選擇合理的定位基準是工藝規(guī)程設計中一個重要的內(nèi)容，為了確定工件在機床上或夾具中正確位置。定位基準必須選擇正確，否則會直接影響到加工工藝路線。定位基準選擇包括粗基準選擇和精基準選擇。 1、粗基準選擇 粗基準作用是能夠保證未加工面和加工面之間的位置精度。應該選用與加工面互相位置精度較高、加工余量小的表面。避免重復使用粗基準。 根據(jù)缸套的結(jié)構(gòu)特點和粗基準的選擇原則，選用Ф30外圓為加工零件的粗基準 2、精基準選擇 缸套零件屬于套筒類零件，精度要求較高，根據(jù)套筒類零件的結(jié)構(gòu)特點和精基準的選擇原則，可以采用互為基準的方法加工零件。根據(jù)以上要求，選擇缸套Ф20H7內(nèi)孔作為精基準面。 3.3 確定零件的制造形式 本次設計的零件—缸套，其材料的45鋼，通過對其外形分析，采用鍛造的形式獲得。鍛造的外形和零件基本一樣，加工余量2.5mm。圖3.1缸套毛坯圖。 圖3.1 缸套毛坯圖 3.4 制定零件的工藝路線 工序1、鍛造； 工序2、熱處理； 工序3、粗車Ф30右端面及外圓； 工序4、粗車Ф30左端面及Ф20H7內(nèi)孔； 工序5、半精車Ф30右端面及外圓； 工序6、半精車Ф30左端面及Ф20H7內(nèi)孔； 工序7、精車Ф30右端面及外圓； 工序8、精車Ф30左端面及Ф20H7內(nèi)孔； 工序9、鉆削Ф5內(nèi)孔； 工序10、倒角； 工序11、清洗； 工序12、終檢； 工序13、入庫。 3.5 確定零件的加工機床、夾具、刀具及量具 1、車削 （1）機床：CA6140臥式車床； （2）夾具：三爪卡盤； （3）刀具：端面車刀、內(nèi)孔車刀、外圓車刀； （4）量具：游標卡尺。 2、鉆削 （1）機床：Z525立式鉆床； （2）夾具：專用夾具； （3）刀具：麻花鉆； （4）量具：游標卡尺。 3.6 確定零件的加工余量 工序1、鍛造； 工序2、熱處理； 工序3、粗車Ф30右端面及外圓； 工步1：粗車Ф30右端面； 依據(jù)機械加工設計手冊及切削手冊，決定取其加工余量為1.5mm。 工步2：粗車Ф30外圓； 依據(jù)機械加工設計手冊及切削手冊，決定取其加工余量為1.5mm（單邊）。 工序4、粗車Ф30左端面及Ф20H7內(nèi)孔； 工步1：粗車Ф30左端面； 依據(jù)機械加工設計手冊及切削手冊，決定取其加工余量為1.5mm。 工步2：粗車Ф20H7內(nèi)孔； 依據(jù)機械加工設計手冊及切削手冊，決定取其加工余量為1.5mm（單邊）。 工序5、半精車Ф30右端面及外圓； 工步1：半精車Ф30右端面； 依據(jù)機械加工設計手冊及切削手冊，決定取其加工余量為0.75mm。 工步2：半精車Ф30外圓； 依據(jù)機械加工設計手冊及切削手冊，決定取其加工余量為0.75mm（單邊）。 工序6、半精車Ф30左端面及Ф20H7內(nèi)孔； 工步1：半精車Ф30左端面； 依據(jù)機械加工設計手冊及切削手冊，決定取其加工余量為0.75mm。 工步2：半精車Ф20H7內(nèi)孔； 依據(jù)機械加工設計手冊及切削手冊，決定取其加工余量為0.75mm（單邊）。 工序7、精車Ф30右端面及外圓； 工步1：精車Ф30右端面； 依據(jù)機械加工設計手冊及切削手冊，決定取其加工余量為0.25mm。 工步2：精車Ф30外圓； 依據(jù)機械加工設計手冊及切削手冊，決定取其加工余量為0.25mm（單邊）。 工序8、精車Ф30左端面及Ф20H7內(nèi)孔； 工步1：精車Ф30左端面； 依據(jù)機械加工設計手冊及切削手冊，決定取其加工余量為0.25mm。 工步2：精車Ф20H7內(nèi)孔； 依據(jù)機械加工設計手冊及切削手冊，決定取其加工余量為0.25mm（單邊）。 工序9、鉆削Ф5內(nèi)孔； 依據(jù)機械加工設計手冊及切削手冊，決定取其加工余量為2.5mm（單邊）。 工序10、倒角； 工序11、清洗； 工序12、終檢； 工序13、入庫。 3.7 確定零件的切削用量及基本工時 工序1、鍛造； 工序2、熱處理； 工序3、粗車Ф30右端面及外圓； 工步1：粗車Ф30右端面； 1、加工設備：臥式車床，型號CA6140；該車床是依然是現(xiàn)在企業(yè)加工車間中，最為常見和常用的機床，該機床能夠?qū)α慵耐鈭A、端面、內(nèi)孔、螺紋孔等進行加工。粗加工的時候其加工精度能夠保證在80-10um；半精加工的時候其加工精度能夠保證在10-2.5um；精加工的時候其加工精度能夠保證在5-1.25um；因此，該工步的加工精度能夠得到保證。 2、加工刀具：端面車刀； 3、測量工具：游標卡尺； 4、背吃刀量1.5mm； 5、進給量。 6、切削速度=30m/min。 7、主軸轉(zhuǎn)速及實際切削速度 ，通過對CA6140臥式車床主軸轉(zhuǎn)速圖的查詢，決定選取其主軸轉(zhuǎn)速為n=330r/min； 通過上面對機床主軸轉(zhuǎn)速的選擇，設備在加工過程中，實際的切削速度為 8、基本時間 式中：l=10，則 9、輔助時間 式中：，則 工步2：粗車Ф30外圓； 1、加工設備：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：外圓車刀； 3、測量工具：游標卡尺； 4、背吃刀量1.5mm； 5、進給量。 6、切削速度=30m/min。 7、主軸轉(zhuǎn)速及實際切削速度 ，通過對CA6140臥式車床主軸轉(zhuǎn)速圖的查詢，決定選取其主軸轉(zhuǎn)速為n=330r/min； 通過上面對機床主軸轉(zhuǎn)速的選擇，設備在加工過程中，實際的切削速度為 8、基本時間 式中：l=33.5，則 9、輔助時間 式中：，則 工序4、粗車Ф30左端面及Ф20H7內(nèi)孔； 工步1：粗車Ф30左端面； 1、加工設備：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：端面車刀； 3、測量工具：游標卡尺； 4、背吃刀量1.5mm； 5、進給量。 6、切削速度=30m/min。 7、主軸轉(zhuǎn)速及實際切削速度 ，通過對CA6140臥式車床主軸轉(zhuǎn)速圖的查詢，決定選取其主軸轉(zhuǎn)速為n=330r/min； 通過上面對機床主軸轉(zhuǎn)速的選擇，設備在加工過程中，實際的切削速度為 8、基本時間 式中：l=7，則 9、輔助時間 式中：，則 工步2：粗車Ф20H7內(nèi)孔； 1、加工設備：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：內(nèi)孔車刀； 3、測量工具：游標卡尺； 4、背吃刀量1.5mm； 5、進給量。 6、切削速度=30m/min。 7、主軸轉(zhuǎn)速及實際切削速度 ，通過對CA6140臥式車床主軸轉(zhuǎn)速圖的查詢，決定選取其主軸轉(zhuǎn)速為n=450r/min； 通過上面對機床主軸轉(zhuǎn)速的選擇，設備在加工過程中，實際的切削速度為 8、基本時間 式中：l=32，則 9、輔助時間 式中：，則 工序5、半精車Ф30右端面及外圓； 工步1：半精車Ф30右端面； 1、加工設備：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：端面車刀； 3、測量工具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.75mm； 5、進給量。 6、切削速度=40m/min。 7、主軸轉(zhuǎn)速及實際切削速度 ，通過對CA6140臥式車床主軸轉(zhuǎn)速圖的查詢，決定選取其主軸轉(zhuǎn)速為n=450r/min； 通過上面對機床主軸轉(zhuǎn)速的選擇，設備在加工過程中，實際的切削速度為 8、基本時間 式中：l=7，則 9、輔助時間 式中：，則 工步2：半精車Ф30外圓； 1、加工設備：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：外圓車刀； 3、測量工具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.75mm； 5、進給量。 6、切削速度=40m/min。 7、主軸轉(zhuǎn)速及實際切削速度 ，通過對CA6140臥式車床主軸轉(zhuǎn)速圖的查詢，決定選取其主軸轉(zhuǎn)速為n=450r/min； 通過上面對機床主軸轉(zhuǎn)速的選擇，設備在加工過程中，實際的切削速度為 8、基本時間 式中：l=31.25，則 9、輔助時間 式中：，則 工序6、半精車Ф30左端面及Ф20H7內(nèi)孔； 工步1：半精車Ф30左端面； 1、加工設備：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：端面車刀； 3、測量工具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.75mm； 5、進給量。 6、切削速度=40m/min。 7、主軸轉(zhuǎn)速及實際切削速度 ，通過對CA6140臥式車床主軸轉(zhuǎn)速圖的查詢，決定選取其主軸轉(zhuǎn)速為n=450r/min； 通過上面對機床主軸轉(zhuǎn)速的選擇，設備在加工過程中，實際的切削速度為 8、基本時間 式中：l=6.25，則 9、輔助時間 式中：，則 工步2：半精車Ф20H7內(nèi)孔； 1、加工設備：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：內(nèi)孔車刀； 3、測量工具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.75mm； 5、進給量。 6、切削速度=40m/min。 7、主軸轉(zhuǎn)速及實際切削速度 ，通過對CA6140臥式車床主軸轉(zhuǎn)速圖的查詢，決定選取其主軸轉(zhuǎn)速為n=620r/min； 通過上面對機床主軸轉(zhuǎn)速的選擇，設備在加工過程中，實際的切削速度為 8、基本時間 式中：l=30.5，則 9、輔助時間 式中：，則 工序7、精車Ф30右端面及外圓； 工步1：精車Ф30右端面； 1、加工設備：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：端面車刀； 3、測量工具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.25mm； 5、進給量。 6、切削速度=50m/min。 7、主軸轉(zhuǎn)速及實際切削速度 ，通過對CA6140臥式車床主軸轉(zhuǎn)速圖的查詢，決定選取其主軸轉(zhuǎn)速為n=550r/min； 通過上面對機床主軸轉(zhuǎn)速的選擇，設備在加工過程中，實際的切削速度為 8、基本時間 式中：l=5.5，則 9、輔助時間 式中：，則 工步2：精車Ф30外圓； 1、加工設備：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：外圓車刀； 3、測量工具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.25mm； 5、進給量。 6、切削速度=50m/min。 7、主軸轉(zhuǎn)速及實際切削速度 ，通過對CA6140臥式車床主軸轉(zhuǎn)速圖的查詢，決定選取其主軸轉(zhuǎn)速為n=550r/min； 通過上面對機床主軸轉(zhuǎn)速的選擇，設備在加工過程中，實際的切削速度為 8、基本時間 式中：l=30.25，則 9、輔助時間 式中：，則 工序8、精車Ф30左端面及Ф20H7內(nèi)孔； 工步1：精車Ф30左端面； 1、加工設備：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：端面車刀； 3、測量工具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.25mm； 5、進給量。 6、切削速度=50m/min。 7、主軸轉(zhuǎn)速及實際切削速度 ，通過對CA6140臥式車床主軸轉(zhuǎn)速圖的查詢，決定選取其主軸轉(zhuǎn)速為n=550r/min； 通過上面對機床主軸轉(zhuǎn)速的選擇，設備在加工過程中，實際的切削速度為 8、基本時間 式中：l=5，則 9、輔助時間 式中：，則 工步2：精車Ф20H7內(nèi)孔； 1、加工設備：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：內(nèi)孔車刀； 3、測量工具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.25mm； 5、進給量。 6、切削速度=50m/min。 7、主軸轉(zhuǎn)速及實際切削速度 ，通過對CA6140臥式車床主軸轉(zhuǎn)速圖的查詢，決定選取其主軸轉(zhuǎn)速為n=800r/min； 通過上面對機床主軸轉(zhuǎn)速的選擇，設備在加工過程中，實際的切削速度為 8、基本時間 式中：l=30，則 9、輔助時間 式中：，則 工序9、鉆削Ф5內(nèi)孔； 1、加工設備：立式鉆床，型號Z525；鉆床的型號有Z525、Z3040、Z3050等等，本次選擇最為常見，性價比比較高的Z525立式鉆床。該鉆床能夠完成圓柱孔、螺紋孔、錐銷孔的鉆削、擴孔、鉸孔鉆螺紋孔等等加工。鉆孔加工的時候其加工精度能夠保證在20-5um；擴孔加工的時候其加工精度能夠保證在10-2.5um；鉸孔加工的時候其加工精度能夠保證在5-1.25um；因此，該工步的加工精度能夠得到保證。 2、加工刀具：麻花鉆； 3、測量工具：游標卡尺； 4、背吃刀量2.5mm； 5、進給量。 6、切削速度=8m/min。 7、主軸轉(zhuǎn)速及實際切削速度 ，通過對Z525立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速圖的查詢，決定選取其主軸轉(zhuǎn)速為n=525r/min； 通過上面對機床主軸轉(zhuǎn)速的選擇，設備在加工過程中，實際的切削速度為 8、基本時間 式中：l=30，則 9、輔助時間 式中：，則 工序10、倒角； 工序11、清洗； 工序12、終檢； 工序13、入庫。 第四章 鉆Ф5內(nèi)孔專用夾具設計 夾具是機床的重要組成部分，是根據(jù)機床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設計的。它是用于實現(xiàn)被加工零件的準確定位、夾壓、刀具的導向以及裝卸工件時的限位等作用。 4.1 夾具概述 自上個世紀末以來，現(xiàn)代制造技術和機械制造工藝自動化都有了迅速的發(fā)展。所以工具包括夾具、刀具、量具和輔具等，在不斷的發(fā)展革新中，其功能性越來越重要。機床夾具對加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本都有著直接的影響，因此，無論在傳統(tǒng)制造業(yè)或是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是一個重要的工藝工具。 夾具的作用是：確保工件加工精度。有合理的定位方案、夾緊方案、正確的刀具導向方案，有足夠強度、剛度，確保滿足工件的加工精度要求；提高加工效率；減輕勞動強度；擴大機床的工藝性能。 根據(jù)現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展特點，可以分為以下幾個方面： 1、功能柔性化 夾具依靠自身結(jié)構(gòu)的靈活性進行組裝、調(diào)整，適用于不同形狀及尺寸的工件，又能適用于不同生產(chǎn)類型的機床加工。 2、精密化 隨著機械產(chǎn)品加工精度日益提高，為了適應其高精度的加工需要，高精度機床大量出現(xiàn)，夾具精度也相應提高。 3、結(jié)構(gòu)標準化、模塊化 夾具標準化是生產(chǎn)專業(yè)化、柔性化基礎，是促進夾具發(fā)展一項重要的技術措施。 4、高效、自動化 為實習機械加工的自動化過程，必須配備相對應的機床夾具。高效的夾具除了可以適應高效的加工夾緊需求外，還滿足工件安裝自動化的準確性和靈活性的要求。 夾具設計一般步驟：首先要明確設計的任務，包括工件的技術要求和工件圖樣，再去熟悉其工藝文件，然后才進行夾具的設計。確定好夾具類型，比如車床夾具有圓盤式、角鐵式，必須根據(jù)工件的形狀特點和加工要求確定合適的夾具類型。確定夾具類型后，工件必須在夾具上正確定位。內(nèi)孔定位可以選用心軸、定位銷，外圓柱面的定位則可以選擇V形塊、定位套。最后是需要夾緊工件，這部分需要用到夾緊裝置。夾緊裝置除了保證工件不會移動外，而且不能破壞工件的定位和工件表面的精度和粗糙度。 4.2 定位裝置概述 工件定位的實質(zhì)是在夾具中確定某個位置。任何一個工件在空間坐標有六個自由度，沿三個坐標軸的轉(zhuǎn)動和移動。工件在空間六個自由度，合理布置六個支承點限制工件位置，即為六點定位原理。 夾具設計，根據(jù)工件的加工要求和定位基準面，以此來選擇定位方法和定位元件。被加工工件定位基面包括平面、圓柱面、圓錐面、成形面或是其中幾種的組合。定位元件的選擇，包括定位元件的形狀、結(jié)構(gòu)和尺寸，同時還有其布置形式。 1、工件以平面定位主要的形式是支承等位。固定支承（支承釘和支承板）、可調(diào)支承、自衛(wèi)支承、輔助支承。可調(diào)支承可在一個范圍內(nèi)調(diào)整，自位支承只限制一個自由度，而輔助支承不起定位作用 2、定位銷，心軸都是工件以內(nèi)孔定位的定位元件。圓柱銷的長短限制的自由度不同。 3、V形塊可以用于外圓表面的支承定位，其最大的特點能夠保證對中性能好，常用于工件對稱度要求較高的場合。以外圓定位的定位元件還有定位套、半圓孔等。 綜合各種定位元件的特點，選擇定位V形塊作為夾具的定位元件。 4.3 夾緊裝置概述 工件經(jīng)過正確定位之后，由夾緊裝置將工件夾緊。夾緊元件、動力裝置、中間機構(gòu)都是夾具裝置的構(gòu)成。夾緊裝置是可以把工件牢固壓緊的機構(gòu)，它與定位元件密不可分，為了保證加工過程中工件不會因為其他的力的作用而產(chǎn)生移動或振動。 夾緊力的作用方向應該垂直工件的主要定位基準，保證加工精度；同時應有利于減少所需要的夾緊力的大小。設計夾緊裝置，必須保證夾緊過程中不會改變工件的位置。夾緊力要適當，不能使工件產(chǎn)生變形或損失。夾緊裝置結(jié)構(gòu)要簡單、可靠，并且有足夠強度，適應工件的生產(chǎn)批量。 4.4 確定零件的定位方案及定位元件 4.4.1 確定零件的定位方案 （1）利用Ф30外圓所在的左端面和夾具體凸臺左端面進行定位，限制零件3個方向自由度。 （2）利用Ф20H7內(nèi)孔和工件定位銷進行定位，限制零件2個方向自由度。 通過對零件的分析，鉆削的Ф5內(nèi)孔只要在Ф30外圓上就可以。因此，完成了零件的定位。鉆模板的定位方案都是采用“一面兩銷” 4.4.2 確定零件的定位元件 1、確定缸套的定位元件 其定位元件有：夾具體、工件定位銷。 2、確定鉆模板的定位元件 其定位元件有：圓柱銷和菱形銷。夾具裝配圖見下圖4.1： 圖4.1 夾具裝配圖 4.5 確定零件的夾緊方案及夾緊元件 4.5.1 確定零件的夾緊方案 1、利用工件定位銷、六角螺母、大夾緊盤對零件進行夾緊。 2、鉆模板的夾緊方案：采用對角線安裝的2個內(nèi)六角螺栓，上下方向夾緊。 4.5.2 確定零件的夾緊元件 1、確定缸套的夾緊元件：工件定位銷、六角螺母、大夾緊盤。 2、確定鉆模板的夾緊元件：其夾緊元件有：2個內(nèi)六角螺栓。 4.6 確定夾具體 夾具體：夾具進行定位、引導、夾緊裝置這些都安裝在夾具體上邊，這就是一個整體，還能很好的在機床上安裝起來。把夾具上面的這些零部件和元件都連接成一個大的零件，這就是夾具體。它的大小，外形都跟這些零部件的設置有關，還跟夾具體跟機床的連接有關系，并且在對產(chǎn)品進行生產(chǎn)的時候，會有夾緊力，切削力作用在夾具上，并且會有沖擊力和振動產(chǎn)生，所以夾具體的強度，還有剛度一定要足夠的大。進行切削的時候，在夾具體上面還會有些切屑，這些切屑越來越多，那么對產(chǎn)品的定位和夾緊都會有不好的影響，所以在對夾具體進行設計的時候，要對它的構(gòu)造進行設計，要方便切屑排出去。還有，在對夾具體進行設計的時候，還要考慮它的工藝，經(jīng)濟，還有使用時候的便利性。 夾具體是連接夾具上定位元件、夾緊元件的重要組成部分。在對其進行設計的時候需要考慮到加工的零件安裝和拆卸都比較方便，還需要考慮夾具體的制造方式，在查看了4種夾具體權(quán)衡利弊的基礎上，本次夾具體其制造形式選擇鑄造。 在滿足使用性能的基礎上，選擇夾具體的采用是灰鑄鐵HT200。為了保障零件的各項使用性能，需要對夾具體進行相應的時效處理。其外形結(jié)構(gòu)見下圖4.2： 圖4.2 夾具體零件圖 4.7 導向方案的選擇 4.7.1 鉆模的選擇 在完成了缸套零件的定位、夾緊方案還有元件的確定和選擇之后，還需要對鉆頭設計一個引導裝置—鉆模，用以正確的鉆削加工，這樣就能夠很好的保證零件的加工精度要求。通過資料的查看，鉆模一共有下面4種類型，具體分析見下方： 1、固定式鉆模 這個類型的鉆模，其特點是機床和加工零件的位置固定，一般用在搖臂鉆床上面，進行單個孔或者不均勻分布的孔。 2、回轉(zhuǎn)式鉆模 這個類型的鉆套一般情況下都是帶有回轉(zhuǎn)分度裝置。確保在零件定位和夾緊元件不松開的情況下，對均勻分布的孔進行鉆削加工。也可以用于孔距相互平行等情況孔的鉆削加工。 3、翻轉(zhuǎn)式鉆模 該類型的鉆模在上下2個方向?qū)椎募庸?，也適用于不便于零件安裝和拆卸的情況下，需要對鉆模進行翻轉(zhuǎn)后安裝或拆卸零件。 4、蓋板式鉆模 該類型的鉆模使用在鉆的孔比較小，加工的零件比較大。 通過上面對4種鉆模的分析，決定選擇固定式鉆模，完成對Ф5內(nèi)孔的加工。 4.7.2 鉆套的選擇 在完成上面鉆模設計的基礎上，還需要對鉆套進行選擇。鉆套的作用是確定零件上加工孔的位置和刀具位置在允許的范圍內(nèi)。通過鉆床夾具設計資料的查看，能夠知道鉆套有下面4種類型： 1、固定鉆套 這種類型的鉆套（如圖4.3）可以與鉆模板直接接觸，制造成本比較低，加工的精度要求比較高，但產(chǎn)出損耗之后對其進行更換比較麻煩。一般的在鉆模板厚度不厚的情況下，為了確保引導長度足夠，可以利用有肩鉆套。 圖4.3 固定鉆套 2、可換鉆套 這種類型鉆套（如圖4.4）在零件進行大批量或者單間生產(chǎn)的時候，運用的比較多。為了方便對損耗之后鉆套進行更換，襯套和鉆套其配合公差是F7/m6或F7/k6，鉆模板和襯套其配合公差是H7/n6。一旦發(fā)現(xiàn)鉆套需要更換時，松開螺釘，取出需更換的鉆套，裝上新的鉆套就可以。 圖4.4 可換鉆套 3、快換鉆套 一般的在對零件上孔進行加工的時候，需要完成鉆底孔、擴孔加工、鉸孔加工以及絲錐鉆加工螺紋孔等等，那就需要直徑不一樣大小的鉆套來對鉆頭進行引導。在這樣的情況下，可以采用（如圖4.5）快換鉆套。在對其進行更換時，只需要松開螺釘，就能夠快速取出鉆套。 圖4.5 快換鉆套 4、特殊鉆套 這一類型的鉆套是根據(jù)零件的特征進行自行設計的專用鉆套，加長鉆套圖4.6就是特殊鉆套中比較常見的。在對零件的凹面進行鉆削加工的時候使用，另外，為了確保鉆套和刀具之間的摩擦盡可能的減少?？梢栽龃筱@套的高度，這樣能夠提高刀具的導向性能，還能夠確保刀具剛度。 圖4.6 加長鉆套 本次設計的零件是缸套，在完成Ф5內(nèi)孔的鉆削加工，實現(xiàn)表面粗糙度為12.5um加工要求。決定采用快換鉆套。 4.8 計算鉆削力和夾緊力 4.8.1 計算鉆削力 本次加工需完成Ф5內(nèi)孔鉆削加工 鉆削力計算公式： P—鉆削力； D─鉆頭直徑，Φ5mm； S—進給量，0.1mm； HB─布氏硬度，取200HBS。 4.8.2 計算夾緊力 夾緊力計算公式。 —基本安全系數(shù)，取1.5； —加工性質(zhì)系數(shù)，取1.1； —刀具鈍化系數(shù)，取1.1； —繼續(xù)切削系數(shù)，取1.1； —夾緊力穩(wěn)定系數(shù)，取1.3； —手動夾緊位置系數(shù)，取1.0。 所以=2.6 實際夾緊力：。 —夾具定位面摩擦系數(shù)，； —夾緊面摩擦系數(shù)，。 所以 取螺栓預緊力。 選材料為45#鋼的M6螺栓。 則，小于45#許用拉應力。 故可以用材料為45#鋼的M6螺栓 4.9 計算定位誤差 零件的主要定位元件為Ф20工件定位銷及夾具體 1、Ф20工件定位銷的尺寸與公差 通過對《機床夾具設計手冊》的查閱，能夠確定Ф20工件定位銷的尺寸要求及形位公差要求，Ф20工件定位銷能夠保證零件的徑向誤差。 2、夾具體的尺寸與公差 根據(jù)結(jié)構(gòu)特點和相關資料，確定夾具體的結(jié)構(gòu)和尺寸，具體見夾具體零件圖，通過對夾具體接觸部分尺寸的要求，保證零件的軸向誤差。 通過對零件圖的分析，其加工精度為12.5um，因此上述定位誤差在范圍內(nèi)。 結(jié)論 此次設計是我們大學生活的一個重要組成部分。從最初的選題，開題到計算，繪圖直到完成設計。其間，查找資料，與同學交流，反復修改圖紙，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。 通過這次實踐，我了解了夾具的用途及工作原理，熟悉了夾具的設計步驟，鍛煉了實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設計的能力。此次設計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎知識一次實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。 該次設計收獲很多，比如學會了查找相關資料相關標準，分析數(shù)據(jù),提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。同時，仍有很多課題需要后輩去努力完善。 但是這次設計也暴露出自己專業(yè)基礎知識的很多不足之處。比如缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解等等。這次實踐是對自己之前所學知識的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，雖然此次設計就要結(jié)束，但是自己的求學之路還很長，以后更應該在學習和工作中，努力使自己成為一個對社會有所貢獻的人。 致謝 走的最快的總是時間，來不及感嘆，此次設計已近尾聲，這段時間的努力與付出，隨著本次夾具設計的完成，將要劃下完美的句號。 本次設計在指導老師的悉心指導和嚴格要求下業(yè)已完成，從課題選擇到具體的寫作過程，說明書初稿與定稿無不凝聚著指導老師的心血和汗水，在我設計期間，指導老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導和一些富于創(chuàng)造性的建議，指導老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度使我深受感動，沒有這樣的幫助和關懷和熏陶，我不會這么順利的完成畢業(yè)設計。在此向指導老師表示深深的感謝和崇高的敬意！ 參考文獻 [1] 秦國華、張衛(wèi)紅主編.機床夾具的現(xiàn)代設計方法[M].北京：航空工業(yè)出版社,2006. 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