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前蓋的加工工藝及其8M13鉆孔夾具設(shè)計(jì)
摘 要
這次設(shè)計(jì)的主要是前蓋的加工工藝及其8M13鉆孔夾具的設(shè)計(jì)，其中主要包括對(duì)專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)計(jì)算，加工車(chē)床刀具以及工件材料的選擇和對(duì)其剛度，耐久度的計(jì)算，加工余量計(jì)算。并完成前蓋的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和零件的加工工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞 前蓋；設(shè)計(jì)計(jì)算；工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
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ABSTRACT
The design is the main front cover of the processing technology and its 8 M11.4 drilling fixture design，One of the main fixture for the design, processing lathe tool and the workpiece material and the choice of its stiffness, the Naijiu Du, Jiagongyuliang calculation. And built before the completion of the design and processing of order processing components for the design of the fixture.
Keywords Front cover；Calculation；Design of a point of order
目 錄
摘 要………………………………………………………………………………..
第一章 緒論………………………………………………………………………
1.1 零件圖的分析………………………………………………………….
1.2 零件的作用…………………………………………………………………
1.3 零件的工藝分析……………………………………………………………
第二章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)…………………………………………………………..
2.1 零件毛坯的制造形式………………………………………………………..
2.2 基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………………………..
2.3 制訂工藝路線………………………………………………………………..
2.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定……………………………..
2.5 確定切屑用量及基本工時(shí)…………………………………………………..
第三章 夾具的設(shè)計(jì)………………………………………………………………
3.1 定位誤差的計(jì)算………………………………………………………….
3.2 夾緊方案的確定………………………………………………………...
3.4 夾具體的分析………………………………………………………….
3.5 夾緊力的計(jì)算………………………………………………………….
第四章 設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………………………………………………
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………
致謝…………………………………………………………………………………
附錄……………………………………………………………………………………
緒 論
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其夾具設(shè)計(jì)是我們?nèi)跁?huì)貫通三年所學(xué)的知識(shí)，將理論與實(shí)踐
相結(jié)合，對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用訓(xùn)練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良的
基礎(chǔ)。
機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)
的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效
益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段都過(guò)
機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保
證的重要依據(jù)。在編制工藝時(shí)須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。
而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)
度、降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于
機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變。它們的研究對(duì)
機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專(zhuān)用夾具。但本次設(shè)
計(jì)不是很復(fù)雜，所以采用通用夾具就可以了。
四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
第一章 零件的分析
1. 零件圖的分析：
XK5032A螺母座是數(shù)控銑床上的一個(gè)零件，雖然看起來(lái)比較簡(jiǎn)單，但是具有一定的代表性，對(duì)該零件的機(jī)械加工規(guī)程的編制及其指定夾具設(shè)計(jì)，能夠綜合我們大學(xué)3年所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)我專(zhuān)業(yè)知識(shí)。下面按照加工分類(lèi)分別對(duì)其在工藝安排上和所用刀具方面的一些特點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明：
（1） 平面加工
該螺母座的加工平面比較多，一共有3組平面，其中，前后面和底面是該零件的基準(zhǔn)平面表面粗糙度值為6.3。根據(jù)加工規(guī)程原則應(yīng)該先加工。他們的加工質(zhì)量直接影響到后面各加工的質(zhì)量。
（2） 孔加工
該零件的孔加工有2組，一是端面8-Φ13mm，他們的位置均勻分布，所以加工時(shí)采用的鉆模一定要標(biāo)準(zhǔn)，而且安裝的誤差要盡可能的小。
2. 零件的作用
題目所給定的零件是XK5032A螺母座前蓋的加工工藝及其8M11.4鉆孔夾具設(shè)計(jì)，它位于工作臺(tái)前端。主要作用是支撐刀架，連接車(chē)體和刀具，使螺母座與刀具之間固定的作用。
3. 零件的工藝分析
螺母座上面的各個(gè)孔之間有一定的位置要求。分析如下：
a) 端面Φ130的加工表面。這一組孔加工表面都是均勻分布在Φ110的
圓端面上他們之間相隔22.5°
b) 其內(nèi)部是由多個(gè)環(huán)形槽組成，它們的加工相對(duì)于其它位置的孔或者
槽加工要難點(diǎn)，但可以使用專(zhuān)用刀具對(duì)其進(jìn)行加工。
在螺母座的側(cè)面有一Φ11.4的螺孔，它有著固定螺母座與刀架的作用。
根據(jù)以上的分析可知，對(duì)于螺母座的加工和鉆孔，可以先加工端面，然后借助于專(zhuān)用夾具加工另一個(gè)面的孔，并滿足他們之間的位置精度要求。
第二章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
2.1 零件毛坯的制造形式
零件的材料是45鋼，要考慮機(jī)床在運(yùn)行中要經(jīng)常進(jìn)給，切削工件以及快速進(jìn)退，零件在工作過(guò)程中經(jīng)常承受變載荷及沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證工件的可靠性。由于零件的的生產(chǎn)量為大批量生產(chǎn)，而其零件的尺寸有點(diǎn)打，所以采用機(jī)床加工。對(duì)提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量都是有利的。
2.2基準(zhǔn)地選擇
2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使加工表面與不加工表面間的尺寸、位置符合圖紙的要求。
粗基準(zhǔn)的選擇原則：
（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該不加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置精度。如果工件上有好幾個(gè)不需要加工的表面，則應(yīng)選其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱(chēng)、少裝夾等。
（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。這樣能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。
（3）應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
（4）應(yīng)盡可能的選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有冒口、澆口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。
（5）粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的，多次使用難以保證表面間的位置精度。
設(shè)計(jì)零件的多數(shù)表面需要加工，根據(jù)上面粗基準(zhǔn)的選擇原則來(lái)確定粗基準(zhǔn)的話，很難確定一個(gè)固定的面或者孔作為粗基準(zhǔn)，所以在加工和安排工藝的時(shí)候需要綜合考慮。
2.2.2精基準(zhǔn)的選擇
（1）基準(zhǔn)重合原則。即盡可能的選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。
（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。應(yīng)盡可能的選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各加工表面間的精度，以免基準(zhǔn)互換所帶來(lái)的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。
（3）互為基準(zhǔn)原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)加工面可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。
（4）自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或者光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)，
此外，還應(yīng)選擇工件上精度高、尺寸較大的表面作為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、間距設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等。
根據(jù)本次設(shè)計(jì)零件圖分析可知，它的后面與中心Φ70mm垂直而且占有的面積較大，而且與底面有位置精度要求，。因此選擇中心Φ70的圓面作為加工精基準(zhǔn)。
2.3 制定工藝路線
2.3.1路線方案一：
工序1：車(chē)零件內(nèi)部的環(huán)形槽，槽寬分別為8，7.5，7.5
工序2：粗銑側(cè)面零件軸向長(zhǎng)度為別為130，93。
工序3：粗銑端面零件徑向長(zhǎng)度為110.5
工序4：車(chē)兩端面的表面的Φ70深度為10的圓形孔。
工序5：鉆端面8-Φ13孔。
工序6：銑位于側(cè)面兩端的鍵槽7.5.
工序7：鉆孔。
工序8：在距端面Φ93的23的兩側(cè)面處倒角1.5*45°
工序9：在距端面Φ130的側(cè)面鉆Φ11.4的的螺孔。
工序10：攻螺紋NPT1/4”-19.
工序11：沖箭頭Φ3.
工序12：終檢。
2.3.1路線方案二：
工序1：粗銑側(cè)面零件軸向長(zhǎng)度為別為130，93。
工序2：鉆端面8-Φ13孔。
工序3：銑位于側(cè)面兩端的鍵槽7.5.
工序4：鉆孔。
工序5：車(chē)零件內(nèi)部的環(huán)形槽，槽寬分別為8，7.5
工序6：粗銑端面零件徑向長(zhǎng)度為110.5
工序7：車(chē)兩端面的表面的Φ70深度為10的圓形孔。
工序8：在距端面Φ93的23的兩側(cè)面處倒角1.5*45°
工序9：在距端面Φ130的側(cè)面鉆Φ11.4的的螺孔。
工序10：攻螺紋NPT1/4”-19.
工序11：沖箭頭Φ3.
工序12：終檢。
上述兩種加工方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工以底面A為基準(zhǔn)的一組平面。方案二是先加工底面A，再以A為基準(zhǔn)加工其他面。兩種方案都遵循了工藝規(guī)程的安排原則，但是要靠慮提高生產(chǎn)效率的問(wèn)題。工藝安排上要盡可能實(shí)現(xiàn)一次裝夾能完成多個(gè)工序。方案一是先加工內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)再加工外部結(jié)構(gòu)，以?xún)?nèi)孔結(jié)構(gòu)為基面。而方案二，則與此相反，先是加工外表面再以外表面為基準(zhǔn)加工內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，兩者相比較可以看出，先加工外表面再以外表面定位加工內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這時(shí)位置精度較高保證，并且定位和裝夾相對(duì)方便，但方案一中，裝夾方便，精度較。但兩者工序過(guò)多繁瑣，因而決定將兩道工序合并，取優(yōu)去劣，具體工藝過(guò)程如下：
2.3.1路線方案：
由于生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，故采用萬(wàn)能機(jī)床配合專(zhuān)用加工夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率，除此外還應(yīng)該考慮降低生產(chǎn)成本。
工序1：車(chē)零件內(nèi)部的環(huán)形槽，槽寬分別為8，7.5，7.5
工序2：粗銑端面零件徑向長(zhǎng)度為110.5
工序3：車(chē)兩端面的表面的Φ70深度為10的圓形孔。
工序4：鉆端面8-Φ13孔。
工序5：銑位于側(cè)面兩端的鍵槽7.5.
工序6：鉆孔。
工序7：粗銑側(cè)面零件軸向長(zhǎng)度為別為130，93。
工序8：在距端面Φ93的23的兩側(cè)面處倒角1.5*45°
工序9：在距端面Φ130的側(cè)面鉆Φ11.4的的螺孔。
工序10：攻螺紋NPT1/4”-19.
工序11：沖箭頭Φ3.
工序12：終檢。
2.4 加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
XK5032A零件的材料為45鋼，正火處理120-170HB，生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，使用磨具合成毛坯。
根據(jù)上述的加工工藝和原始材料分析分別確定各加工面，孔，槽的加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
（1） 端面Φ130, Φ93,考慮其加工長(zhǎng)度為110.5，為簡(jiǎn)化加工毛坯的外形，現(xiàn)直接取外斷面的直徑為Φ135，Φ98。表面粗糙度要求為6.3，只要求粗加工，此時(shí)直徑余量2Z=3mm已能滿足加工要求。
（2） 端面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差。查《機(jī)械制造工藝分析簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-14，工件的復(fù)雜形狀數(shù)為S1,工件的材質(zhì)系數(shù)取M1工件的輪廓尺寸<180-315mm，故長(zhǎng)度方向的偏差為-0.7-+1.5。
長(zhǎng)度方向的余量查《機(jī)械制造工藝分析簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-2.5，其余量值規(guī)定為2.0-2.5.現(xiàn)取2.5。
（3） 由于工件為空心，要沖孔。孔精度要求介于IT7-IT8之間，參照《機(jī)械制造工藝分析簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.3-9及表2.3-12確定工序尺寸及余量為：
鉆孔：Φ70 2Z=2.0
鉆孔：Φ13 2Z=0.2
鉆孔：Φ80 2Z=2.5
縱向：f=0.028~6.33mm/r
2.5 確定切屑用量及其基本工時(shí)
工序一: 車(chē)屑端面，外圓。
本工序采用計(jì)算法確定切削用量。
其中 車(chē)削端面
(1) 加工條件
工件材料45鋼，模鍛.
加工要求：粗車(chē)外圓，粗車(chē)半精車(chē)端面，表面粗糙度Ra=6.3.
機(jī)床：CA6140臥式車(chē)床.
刀具：刀片材料為YT15.刀桿尺寸為16mm*25mm,kr=90°,r0=15°,
α0=12°rR=3.6mm.
(2) 確定進(jìn)給量f:
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》4.2-8，刀桿尺寸為16mm*25mm,
ap<=3mm,以及加工直徑為398mm時(shí).
橫向：f=0.014~8.10mm/r
按CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《切削書(shū)冊(cè)》表1.30）取f=0.5mm/r.
(3) 計(jì)算切削速度：按《切削手冊(cè)》表1.27.切削速度計(jì)算公式為（壽命選
T=60min）
Vc= （mm/min）
式中Cv=242,Xv=0.15,Yv=0.35,m=0.7.修正系數(shù)Rv見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28即
Kmv=1.44,Ksv=0.8,Kkv=1.04,Kbv=0.97
所以
Vc=
=108.6(mm/min)
(4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)見(jiàn)（《工藝手冊(cè)》表4.28）與532r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為
480~600r/min,現(xiàn)選600r/min.如選480r/min速度損失較大，所以實(shí)際切削速度
V=122m/min.
（1） 計(jì)算切削工時(shí)：按《工藝手冊(cè)》表6.2-1
取 L=（64-40）/2=12.5mm
L1=2mm,L2=0,L3=0.
Tm=(L1+L2+L3+Ls)*i/(nwf)=(12.5+2)*2/(600*0.5)=0.96min
粗車(chē)φ130mm外圓，同時(shí)應(yīng)該效驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度：
切削深度：?jiǎn)芜呌嗔縕=2.5mm，可一次切除。
進(jìn)給量：《切削手冊(cè)》表1.27
=
=114.2(m/min)
確定主軸轉(zhuǎn)速;
按機(jī)床選取n=600r/min。所以實(shí)際切削速度
效驗(yàn)機(jī)床功率：主軸切削力Fc按《切削手冊(cè)》表1.29所示公式計(jì)算
式中：
所以
切削時(shí)消耗的功率Pc為
由《切削手冊(cè)》表1.30中CA6140機(jī)床說(shuō)明書(shū)可知，CA6140主電動(dòng)機(jī)功率
為7.8KW，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為600r/min時(shí)，主軸傳遞的最大功率為5.5KW，所以機(jī)
床功率足夠，可以正常加工。
切削工時(shí)：
式中，所以
車(chē)外圓：（《切削手冊(cè)》表1.6Ra=6.3，刀夾圓弧半徑r=1.0mm），切削速度：
式中：
則
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)取n=770r/min,則此時(shí)
V=145m/min
切削工時(shí)
式中：，所以
工序三：粗銑，精銑孔端面φ70，φ80；
齒 （參考《切削手冊(cè)》表3.3）
切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.45m/s，即27m/min。
采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，，齒數(shù)Z=20.
則
現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表4.2-39），
取，故實(shí)際切削速度為
當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，剛好有，故直接選用該值。
切削工時(shí)：
工序四：鉆端面8-Φ13孔
該倒角是內(nèi)孔倒角，選用臥式車(chē)床CA6140。由于最后的切削寬度很大，
故按成形車(chē)削制訂進(jìn)給量。根據(jù)手冊(cè)及機(jī)床取
（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.8）
當(dāng)采用高速鋼車(chē)刀時(shí)，根據(jù)一般資料，確定切削速度。
則
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)取，則此時(shí)切削速度為
切削工時(shí) ，則
工序五：銑位于側(cè)面兩端的鍵槽7.5。
工具都采用高速鋼車(chē)刀，安裝在Z525，查表2.13，精度可達(dá)IT11~13，R a6.3~50。
Z525：主軸轉(zhuǎn)速：50~2500 r/min
進(jìn)給量 ：0.05~1.6mm/r
最大轉(zhuǎn)矩力：196.2N*m
最大進(jìn)給力: 7848N
電機(jī)功率： 2.2KW
（1） 槽深4.5，寬7.5。
（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表2.7）
（見(jiàn)《切削手冊(cè)》表2.13及表2.14）
所以切削速度
工序六：鉆孔
（《切削手冊(cè)》表2.7）
（《切削手冊(cè)》表2.13及表2.14）
所以，當(dāng)鉆的 孔時(shí)：
切削工時(shí)（8個(gè)孔）：則
當(dāng)攻時(shí)：
切削工時(shí)（8個(gè)孔）：則
當(dāng)攻螺紋8-M13mm時(shí)：
所以
按 機(jī)床選取 ，則。
機(jī)動(dòng)工時(shí)：
已知，攻M20孔，則
工序7：粗銑側(cè)面零件軸向長(zhǎng)度為別為130，93。
（參考《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3—37切削速度：參考相關(guān)手冊(cè)，確定v=0.45m/s 即27m/min采用高速三面銑刀，dw=225，齒數(shù)Z=20則
先采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4.2～39）取,故實(shí)際切削速度為
當(dāng)=37.5r/min時(shí)，工作進(jìn)給量
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)正好有=60mm/min，故直接選用該值。
切削時(shí)間
=
=2.55（min）
工序8：在距端面Φ130的側(cè)面鉆Φ11.4的的螺孔。
1、鉆130mm
F=0.41mm/min(見(jiàn)《切削簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.7)
V=12.25 mm/min(見(jiàn)《切削簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.1及表2.14)
按機(jī)床選取=850r/min（按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1～36）所以實(shí)際切削速度
切削工時(shí)：
2、鉆130mm
F=0.41mm/min(見(jiàn)《切削簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.7)
V=12.25 mm/min(見(jiàn)《切削簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.1及表2.14)
按機(jī)床選取=850r/min（按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1～36）所以實(shí)際切削速度
切削工時(shí)：
第三章 夾具的設(shè)計(jì)
3.1 定位誤差分析計(jì)算
定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而引起的某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對(duì)夾具設(shè)計(jì)中的某一定位方案，只有其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置公差的1/3，或滿足，即可認(rèn)為該定位方案符合加工精度的要求。對(duì)于我設(shè)計(jì)的夾具來(lái)說(shuō)：該夾具以?xún)蓚€(gè)平面定位，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。
分析鏜孔中心線與A面的平行度誤差：由于采用的是底面定位，底面既是工序基準(zhǔn)，也是定位基準(zhǔn)，故基準(zhǔn)不重合誤差為零，底面與支承板之間始終保持接觸，故基準(zhǔn)位移誤差也為零，由于使用了鏜模，需要保持A面與待加工孔中線的距離350.07 mm和平面度0.07，以及孔之間的位置度630.05mm都由鏜模制造時(shí)候的位置精度確定，而鏜模制造時(shí)所允許的公差只是零件公差的1/5～1/3，由此可知本夾具的定位誤差是非常小的，夾具定位方案可行。
3.2 定夾緊方案及元件確
為了改善勞動(dòng)條件和提高生產(chǎn)率，目前在大批量生產(chǎn)中均采用機(jī)動(dòng)夾緊。機(jī)動(dòng)夾緊的力源來(lái)自氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)動(dòng)、電磁、真空等動(dòng)力夾緊裝置。今采用自制V型塊連接液壓夾緊裝置進(jìn)行夾緊。（參照鏜床夾具總裝圖）。
3.3 對(duì)刀方案
由于使用鏜模與鉆套，鏜套的作用是確定工件上被加工孔的位置，引導(dǎo)刀具并防止其在加工中發(fā)生偏斜，所以說(shuō)刀具通過(guò)固定好后的鏜套就可以自動(dòng)找正對(duì)刀（參照鏜床夾具總裝圖）。
3.4 夾具體分析
為保證夾具在工作臺(tái)上安裝穩(wěn)定,應(yīng)按照夾具體的高度比不大于1.25的原則確定其寬度,而且把底座做成四周邊框接觸機(jī)床工作臺(tái)，這樣既能加強(qiáng)夾具體的剛度，又能減輕夾具體的質(zhì)量。另外為增強(qiáng)剛性，底座應(yīng)采用十字形筋條，底座上還應(yīng)設(shè)置找正基面，以便于夾具的制造和裝配。（參照鏜床夾具總裝圖）。
3.5 夾緊力的計(jì)算
第三章 夾具的設(shè)計(jì)
1.1 3.1機(jī)床夾具的作用
廣義而言，凡是在接寫(xiě)制造過(guò)程中為保證質(zhì)量和使工序加速，方便或安全的附加裝備，均可稱(chēng)為夾具。他一般包括機(jī)床夾具，沖壓夾具，熱處理夾具，焊接夾具，裝配夾具等等。
機(jī)床夾具主要用于機(jī)床切削加工，起機(jī)床與工件，刀具之間的橋梁作用，是工藝系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB4863-85）給出的定義：“機(jī)床夾具是用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置”。
1. 保證加工精度
采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床，刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度而且穩(wěn)定。
2. 提高生產(chǎn)效率，降低成本
用夾具裝夾工件，無(wú)需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少輔助工時(shí)；用于裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可以使用多件，為工位裝夾裝夾工件，并采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，這些因素均有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。另外采用夾具后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率下降，可以安排技術(shù)等級(jí)較低的工人，明顯地降低了生產(chǎn)成本。
3. 擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍
使用專(zhuān)用夾具可以改變機(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。例如，在車(chē)床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對(duì) 箱體孔隙進(jìn)行鏜削加工；通過(guò)專(zhuān)用夾具還可將車(chē)床改為拉床使用，以充分乏味通用機(jī)床的作用。
4. 減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度
用夾具裝夾工件方便，快速，當(dāng)采用氣動(dòng)，液壓等夾緊裝置時(shí)，可 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
5. 縮短新產(chǎn)品試制周期
由于組合夾具，可調(diào)整夾具等多用途夾具元，足見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，從而在新產(chǎn)品試制中可以大大發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，充分利用組裝，更換少數(shù)元，組件和調(diào)整方法，來(lái)滿足大部分工序的要求，使專(zhuān)用夾具的數(shù)量減少；從而減縮了夾具設(shè)計(jì)和制造的工作量，使試制的周期縮短，費(fèi)用減少。
1.2 3.2夾具的組成
雖然機(jī)床夾具的種類(lèi)繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類(lèi)夾具中，作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個(gè)組成部分，這些組成部分既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。
1. 定位支承元件
定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元
之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。
2．夾緊裝置
夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過(guò)程中工件的正確位置不變。
3．連接定向元件
這種元件用于將夾具與機(jī)床連接并確定夾具對(duì)機(jī)床主軸、工作臺(tái)或?qū)к壍南嗷ノ恢谩?
4．對(duì)刀元件或?qū)蛟?
這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱(chēng)為對(duì)刀元件。用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱(chēng)為導(dǎo)向元件.
5．其它裝置或元件
根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件。
6．夾具體
夾具體是夾具的基體骨架，用來(lái)配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。
上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。
1.3 3.3鉆床夾具的主要類(lèi)型
鉆床夾具簡(jiǎn)稱(chēng)鉆模，主要用于加工孔及螺紋。它主要由鉆套、鉆模板、定位及夾緊裝置夾具體組成。其主要類(lèi)型有以下幾種。
（1）固定式鉆模 在使用中，這類(lèi)鉆模在機(jī)床上的位置固定不動(dòng)，而且加工精度較高，主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔或搖臂鉆床加工平行孔系。
（2）回轉(zhuǎn)式鉆模 這類(lèi)鉆模上有分度裝置，因此可以在工件上加工出若干個(gè)繞軸線分布的軸向或徑向孔系。
（3）翻轉(zhuǎn)式鉆模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔徑小于f8~f10mm。它可以減少安裝次數(shù)，提高被加工孔的位置精度。其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，加工鉆模一般手工進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，所以?shī)A具及工件應(yīng)小于10 kg為宜。
（4）蓋板式鉆模 這種鉆模無(wú)夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便，易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費(fèi)時(shí)，故此鉆模的量一般不宜超過(guò)10 kg。
（5）滑柱式鉆模 滑柱式鉆模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。這種鉆模有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、動(dòng)作迅速、制造周期短的優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。
1.4 3.4.鉆模的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1.4.1 3.4.1．鉆套
鉆套安裝在鉆模板或夾具體上，用來(lái)確定工件上加工孔的位置，引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工，提高加工過(guò)程中工藝系統(tǒng)的剛性并防振。鉆套可分為標(biāo)準(zhǔn)鉆套和特殊鉆套兩大類(lèi)。
（1）固定鉆套
（2）可換鉆套
（3）快換鉆套
（4）特殊鉆套
1.4.2 3.4.2．鉆模板
鉆模板用于安裝鉆套，確保鉆套在鉆模上的正確位置，鉆模板多裝在夾具體或支架上，
常見(jiàn)的鉆模板有：
（1）固定式鉆模板
（2）鉸鏈?zhǔn)姐@模板
（3）可卸（分離）式鉆模板
（4）懸掛式鉆模板
1.5 3.5常用定位元件及選用
工件在夾具中要想獲得正確定位，首先應(yīng)正確選擇定位基準(zhǔn)，其次是選擇合適的定位元件。工件定位時(shí)，工件定位基準(zhǔn)和夾具的定位元件接觸形成定位副，以實(shí)現(xiàn)工件的六點(diǎn)定位。
1．對(duì)定位元件的基本要求
1）限位基面應(yīng)有足夠的精度。定位元件具有足夠的精度，才能保證工件的定位精度。
2）限位基面應(yīng)有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經(jīng)常與工件接觸和磨擦，容易磨損，為此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夾具的使用壽命和定位精度。
3）支承元件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。定位元件在加工過(guò)程中，受工件重力、夾緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，避免使用中變形和損壞。
4）定位元件應(yīng)有較好的工藝性。定位元件應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，便于制造、裝配和更換。
5）定位元件應(yīng)便于清除切屑。定位元件的結(jié)構(gòu)和工作表面形狀應(yīng)有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內(nèi)影響加工和定位精度。
1.6 3.6定位的選擇
圖3.1
1—圓柱銷(xiāo)； 2—短心軸； 3—支承板
根據(jù)零件圖，選用這種一面一孔的定位方式，夾具的定位元件如上圖組成。1圓柱銷(xiāo)限制一個(gè)自由度（Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)）2短心軸限制了零件的兩個(gè)自由度（X，Y方向的移動(dòng)），3支承板限制了零件的3個(gè)自由度（X，Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，Z軸的移動(dòng)）
1.7 3.7定位誤差分析
六點(diǎn)定位原則解決了消除工件自由度的問(wèn)題，即解決了工件在夾具中位置“定與不定”的問(wèn)題。但是，由于一批工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，即出現(xiàn)工件位置定得“準(zhǔn)與不準(zhǔn)”的問(wèn)題。如果工件在夾具中所占據(jù)的位置不準(zhǔn)確，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。這種只與工件定位有關(guān)的誤差稱(chēng)為定位誤差，用ΔD表示。
在工件的加工過(guò)程中，產(chǎn)生誤差的因素很多，定位誤差僅是加工誤差的一部分，為了保證加工精度，一般限定定位誤差不超過(guò)工件加工公差T的1/5~1/3，即
ΔD≤(1/5～1/3)T （式3.1）
式中 ΔD──定位誤差，單位為mm；
T ──工件的加工誤差，單位為mm。
1.7.1 3.7.1定位誤差產(chǎn)生的原因
工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件的位置不一致的原因主要是基準(zhǔn)不重合，而基準(zhǔn)不重合又分為兩種情況：一是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差；二是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差。
1．基準(zhǔn)位移誤差ΔY
由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動(dòng)量，稱(chēng)為基準(zhǔn)位移誤差，用ΔY表示。不同的定位方式，基準(zhǔn)位移誤差的計(jì)算方式也不同。
如果工件內(nèi)孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致，作無(wú)間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實(shí)際上，如圖所示，心軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差。于是工件套在心軸上必然會(huì)有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導(dǎo)致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準(zhǔn)變動(dòng)誤差，其變動(dòng)量即為最大配合間隙?？砂聪率接?jì)算：
ΔY = amax - amin = 1/2 (Dmax - dmin) = 1/2（δD +δd） （式3.2）
式中 ΔY──基準(zhǔn)位移誤差單位為mm；
Dmax──孔的最大直徑單位為mm；
dmin──軸的最小直徑單位為mm。
δD ──工件孔的最大直徑公差，單位為mm；
δd──圓柱心軸和圓柱定位銷(xiāo)的直徑公差，單位為mm。
基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的。減小定位配合間隙，即可減小基準(zhǔn)位移誤差ΔY值，以提高定位精度。
2．基準(zhǔn)不重合誤差ΔB
加工尺寸的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線，但定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔中心線。這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合所導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量，稱(chēng)為基準(zhǔn)不重合誤差，用ΔB表示。此時(shí)除定位基準(zhǔn)位移誤差外，還有基準(zhǔn)不重合誤差。基準(zhǔn)位移誤差應(yīng)為ΔY = 1/2（δD +δd0），基準(zhǔn)不重合誤差則為
ΔB = 1/2δd （式3.3）
式中 ΔB──基準(zhǔn)不重合誤差單位為mm；
δd──工件的最大外圓面積直徑公差，單位為mm。
因此，尺寸h的定位誤差為
ΔD = ΔY + ΔB = 1/2（δD +δd0）+ 1/2δd
計(jì)算基準(zhǔn)不重合誤差時(shí)，應(yīng)注意判別定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)。當(dāng)基準(zhǔn)不重合誤差由多個(gè)尺寸影響時(shí)，應(yīng)將其在工序尺寸方向上合成。
基準(zhǔn)不重合誤差的一般計(jì)算式為
ΔB = Σδi cosβ
式中 δi──定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)間的尺寸鏈組成環(huán)的公差，單位為mm；
β──δi的方向與加工尺寸方向間的夾角，單位為（°）。
1.7.2 3.7.2定位誤差的計(jì)算
定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件是短心軸，加工時(shí)它于零件圓弧面配合，與零件的尺寸公差相同：即
當(dāng)零件安裝在夾具中時(shí)，心軸處的最大間隙為：
（式3.4）
零件的4個(gè)孔均允偏差為及公差T=0.5mm
所以 （式3.5）
即最大間隙能滿足零件的精度要求。
1.7.3 3.7.3夾緊力的計(jì)算
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得，鉆孔麻花鉆的刀具材料為高速剛時(shí)。夾緊力F為：
（式3.6）
取
所以
此次設(shè)計(jì)選用螺紋夾緊機(jī)構(gòu)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)夾具手冊(cè)》第二卷 表1-2-25可知：
當(dāng)選螺栓直徑為20mm，螺距為2.5mm時(shí)，只需要用力臂為240mm的扳手用100N的力就可以使螺紋產(chǎn)生7950N的夾緊力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于切削力。所以本夾具安全可靠。
1.7.4 3.7.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
3.6.1定位分析
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此著眼于快速夾緊裝置。因?yàn)檫@是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要途徑。本夾具以底面定位及內(nèi)孔定位。底面以?xún)蓧KB型支承板定位限制工件2個(gè)自由度，內(nèi)孔用一心軸限制工件4個(gè)自由度，從而達(dá)到了完全定位的目的。
3.6.2夾具的具體說(shuō)明及操作
首先將心軸和夾具體裝配起來(lái)，然后將工件放在心軸上以心軸定位內(nèi)孔限制工件四個(gè)自由度，夾具體限制工件兩個(gè)自由度，從而達(dá)到了完全定位的木的。然后將鉆模板放在工件上用開(kāi)口墊圈和螺母把工件夾緊，即可用搖臂鉆床對(duì)工件進(jìn)行鉆削加工。當(dāng)加工完畢后，只需要擰送螺母娶出開(kāi)口墊圈，就可以取出工件，完成對(duì)工件的加工。這種夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，并且實(shí)用，所以完全符合本次設(shè)計(jì)的要求。
第四章 結(jié) 論
1）目標(biāo)完成情況：
經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)想的成功，由于條件的限制沒(méi)能加工出成
品，但對(duì)于我自己來(lái)說(shuō)已經(jīng)學(xué)到了不少東西。
2）存在不足：
一 是對(duì)車(chē)床，鉆床的不熟悉，
二 是在公差與配合方面的知識(shí)所學(xué)較少。
3）程序設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題及解決方法：
主要困難：
學(xué)院圖書(shū)館相關(guān)資料有限，設(shè)計(jì)此項(xiàng)目任務(wù)重工作量大物力條件有限以及經(jīng)
濟(jì)上的原因造成難以落實(shí)原材料加工出成品。
解決方法：
在互連網(wǎng)上收集相關(guān)資料與有關(guān)公司聯(lián)系落實(shí)加工
4）總結(jié)和體會(huì)：
這次課程設(shè)計(jì)給我們提供了一個(gè)應(yīng)用自己所學(xué)知識(shí)的機(jī)會(huì)，從到圖書(shū)館查找
資料到對(duì)夾具精度分析與計(jì)算和運(yùn)用CAD畫(huà)出夾具零件圖到最后夾具總圖的成
型。都對(duì)我所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了檢驗(yàn)?？梢哉f(shuō)，本次課程設(shè)計(jì)有苦也有甜。
設(shè)計(jì)思路是最重要的，只要你的設(shè)計(jì)思路是成功的，那你的設(shè)計(jì)已經(jīng)成功了一
半。因此我們應(yīng)該在設(shè)計(jì)前做好充分的準(zhǔn)備，像查找詳細(xì)的資料，為我們?cè)O(shè)計(jì)的
成功打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。制作過(guò)程是一個(gè)考驗(yàn)人耐心的過(guò)程，不能有絲毫的急躁，
馬虎，要心平氣合的一
步一步來(lái)。
總體來(lái)說(shuō)，通過(guò)這次設(shè)計(jì)我受益匪淺。在摸索該如何畫(huà)出夾具零件圖時(shí)的過(guò)
程中，也特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維，增加了實(shí)際操作能力。在讓我體會(huì)到
了搞設(shè)計(jì)艱辛的同時(shí)，更讓我體會(huì)到成功的喜悅和快樂(lè)。
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致 謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)作為我們大學(xué)生活之中的最后一次考驗(yàn)，也是對(duì)我們大學(xué)中所學(xué)知識(shí)的一個(gè)總結(jié)，一個(gè)全面性的運(yùn)用，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的設(shè)計(jì)，終于完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這里特別感謝帶我畢業(yè)設(shè)計(jì)的張良棟老師，在他的精心指導(dǎo)下，我才能順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，也要感謝對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)給予支持的各位同學(xué)。更要感謝的是大學(xué)幾年來(lái)教育我的各位老師，在你們精心的培育下，使我才能完成大學(xué)學(xué)業(yè)。3年的大學(xué)生活即將結(jié)束，也許我將暫時(shí)不會(huì)在校園能如此靜心深入地學(xué)習(xí)知識(shí)，接受博大厚重文化的熏陶。在此，我對(duì)你們表示深深的感謝。
? 我仔細(xì)檢查凝結(jié)學(xué)習(xí)的結(jié)晶，完成了這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)。完成后，我沒(méi)有絲毫的沾沾自喜，反倒是更多的忐忑不安，當(dāng)我自以為懂得越多的時(shí)候，越來(lái)越多的知識(shí)是我所不明白的。我發(fā)現(xiàn)由于我自身才疏學(xué)淺，專(zhuān)業(yè)深度不夠，盡管指導(dǎo)老師費(fèi)盡心思地指點(diǎn)我，可是完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)仍有很多不足之處。懇請(qǐng)各位老師多加指點(diǎn)，讓我大學(xué)期間的最后一次作業(yè)能給我?guī)?lái)更多的收獲。
附錄
零件圖:
夾具零件圖: