杠桿小孔鉆模夾具設(shè)計(jì)

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摘要機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段。本課題研究機(jī)械零件加工工藝規(guī)程。首先通過對(duì)零件圖的分析，了解工件的結(jié)構(gòu)形式，明確了具體的技術(shù)要求，從而對(duì)工件各組成表面選擇合適的加工方法。再擬訂較為合理的工藝規(guī)程，充分體現(xiàn)質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，在整個(gè)機(jī)械加工過程中，夾具除了夾緊、固定被加工零件外，還要求保證加工零件的位置精度、提高加工生產(chǎn)率。本課題在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，深入生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，制定出合理的設(shè)計(jì)方案，在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:產(chǎn)品設(shè)計(jì)，加工工藝，夾具 I目錄摘要 ............................................................I目錄 ..........................................................III1 緒論 ..........................................................11.1 課題背景 ..................................................11.2 夾具的發(fā)展史 ..............................................11.3 小結(jié) ......................................................22 零件的分析 ....................................................32.1 零件的作用 ...............................................32.2 零件的工藝分析 ...........................................32.3 零件的技術(shù)要求 ...........................................43 工藝規(guī)程的分析 ................................................53.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型的確定 .................................53.2 確定毛坯制造形式 .........................................53.3 毛坯尺寸與機(jī)械加工工藝尺寸確定 ...........................63.4 基準(zhǔn)面的選擇 .............................................73.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ........................................73.4.2 精基準(zhǔn)的選擇 ........................................83.5 機(jī)床與工藝裝備的選用 ......................................83.5.1 機(jī)床的選擇 ..........................................83.5.2 工藝裝備的選擇 ......................................83.6 工藝方案的制定 ...........................................93.7 切削用量與工時(shí)的計(jì)算 .....................................104 夾具設(shè)計(jì) .....................................................244.1 概論 ....................................................244.1.1 機(jī)床夾具的基本概念 .................................244.1.2 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求 .............................244.1.3 專用夾具設(shè)計(jì)步驟 ...................................254.2 鉆夾具設(shè)計(jì) ..............................................264.2.1 工件預(yù)加工內(nèi)容 ....................................264.2.2 定位方案 ..........................................264.2.3 夾緊方案 ..........................................264.2.4 導(dǎo)向?qū)Φ逗投ㄎ绘I元件設(shè)計(jì) ..........................284.2.5 切削力和夾緊力計(jì)算 ................................28II4.2.6 誤差分析計(jì)算 ......................................29結(jié)論語 .........................................................30參考文獻(xiàn) .......................................................31致謝 ...........................................................3201 緒論1.1 課題背景隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。“工欲善其事，必先利其器。 ”工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自 20 世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。1.3 小結(jié)一項(xiàng)優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計(jì)的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計(jì)，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的 50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，對(duì)夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度，絲毫也不壓于對(duì)機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)過程中對(duì)夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。12 零件的分析2.1 零件的作用此零件與其它機(jī)械零部件相配，構(gòu)成一個(gè)結(jié)合體，然后裝于機(jī)器上，與其它零件配合工件，成為一個(gè)重要組成部分，此零件是機(jī)械中的一個(gè)關(guān)鍵零件。由于此零件承件伴隨其它零件工作，又是機(jī)械中的支承件，因此它對(duì)于機(jī)器加工零件的同軸度、軸向壓力、機(jī)件的磨損、及周圍機(jī)件安裝的準(zhǔn)確性和零件的回轉(zhuǎn)平穩(wěn)度都有不可忽視的影響。2.2 零件的工藝分析由零件圖 1-1 可得：連桿是鑄造件，從整體形狀來看類似長方體。根據(jù)要求主要是加工孔和底平面。具體特點(diǎn)和技術(shù)要求如下：① 精加工孔要求達(dá)到的精度等級(jí)為 。粗糙度為 ，且8~7ITumRa6.1?以底平面為基準(zhǔn)，要求平行度公差為 ，主要滿足加工孔的位置精度。0.② 其他各個(gè)孔的加工都要以底平面為定位基準(zhǔn)。所以，底平面的形位公差2要達(dá)到設(shè)計(jì)要求。③粗糙度為 ； 為錐孔，且粗糙度為 。50?Rzm2??umRa6.1?④ 其余未注要求的加工表面為不去除材料加工。2.3 零件的技術(shù)要求從機(jī)械的各個(gè)需要加工的表面來分析：后平面與機(jī)體相連，其長度尺寸精度不高，而表面質(zhì)量較高；孔和面，因需要裝配進(jìn)行連接，還要用于夾具定位，其加工精度可定為 IT9 級(jí)；端面位置精度要求不高；孔面需要定位，表面質(zhì)量要求比較高；其他有些面，其表面質(zhì)量要求高；各加工面之間的尺寸精度要求不高。從以上分析可知，該零件在批量生產(chǎn)條件下，不需要采用專用的機(jī)床進(jìn)行加工，用普通機(jī)床配專用夾具即可保證其加工精度和表面質(zhì)量要求。因此，該零件的加工不存在技術(shù)難題。為提高孔或者面的表面質(zhì)量，在孔和面加工工序中采用對(duì)其進(jìn)行精加工。33 工藝規(guī)程的分析3.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型的確定生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動(dòng)化的程度，以及所選用的工藝方法和工藝裝備。零件生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算。N=Qn（1+a%） （1+b%） [4] N——零件的年產(chǎn)量Q——產(chǎn)品年產(chǎn)量n——每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的件數(shù)——備品百分率?——廢品百分率?根據(jù)教材中生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型及產(chǎn)品大小和復(fù)雜程度的關(guān)系，確定其生產(chǎn)類型。某產(chǎn)品上的一個(gè)零件。該產(chǎn)品年產(chǎn)量為 8000 臺(tái)。設(shè)其備品率為 1%，機(jī)械加工廢品率為 0.3%，每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為 1 件，現(xiàn)制定該此零件零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。N=Qn（1+a%） （1+b%）=8000x1x（1+1%） （1+0.3%）=8104.24 件/年此零件零件的年產(chǎn)量為 8105 件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于輕型機(jī)械，根據(jù)生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系查閱參考文獻(xiàn) ，確定其生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。3.2 確定毛坯制造形式根據(jù)零件的材料可確定毛坯材料為 HT200，其生產(chǎn)類型為批生產(chǎn)，毛坯采4用鍛造。該材料具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性及減振性，適用于承受較大壓力，是要求耐磨的零件。形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。3.3 毛坯尺寸與機(jī)械加工工藝尺寸確定 1：余量與工序尺寸根據(jù)精度要求，確定工序尺寸，余量分別為余量分別為 3.5mm,1mm,0.5mm，查 可得如下具體工序尺寸如表。]2[針對(duì)銑工序的零件的工 序尺寸:30工序間工 序名 稱工序間余量/mm 經(jīng)濟(jì)精度/um表面粗糙度/u工序尺寸/mm上偏差 下偏差精銑 0.5 H7 Ra1.6 30 0 -0.025半精銑 1 H9 Ra3.2 30.5 0 -0.077粗銑 3.5 H11 Ra3.2 31.5 0 -0.147毛坯 CT9 Ra25 35 +0.42 -0.425表 工 序 尺 寸 表2：余量與工序尺寸根據(jù)精度要求，確定工序尺寸，余量分別為余量分別為 3.5mm,1mm,0.5mm，查 可得如下具體工序尺寸如表。]2[針對(duì)銑工序的零件的工 序尺寸:15工序間工 序名 稱工序間余量/mm 經(jīng)濟(jì)精度/um表面粗糙度/u工序尺寸/mm上偏差 下偏差精銑 0.5 H7 Ra1.6 15 0 -0.025半精銑 1 H9 Ra3.2 15.5 0 -0.077粗銑 3.5 H11 Ra3.2 16.5 0 -0.147毛坯 CT9 Ra25 20 +0.42 -0.42表 工 序 尺 寸 表3.4 基準(zhǔn)面的選擇3.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇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、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)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工6床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就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。有澆口、冒口、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。3.4.2 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行尺寸換算。3.5 機(jī)床與工藝裝備的選用機(jī)床與工藝裝備是零件加工的物質(zhì)基礎(chǔ)，是加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要保證。機(jī)床與工藝裝備包括機(jī)械加工過程中所需要的機(jī)床、夾具、量具、刀具等。機(jī)床和工藝裝備的選擇是制定工藝規(guī)程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)零件加工的經(jīng)濟(jì)性也有重要影響。3.5.1 機(jī)床的選擇在工件的加工方法確定后，加工工件所需的機(jī)床就已基本確定，由于同一類型的機(jī)床中有多種規(guī)格，其性能也并不完全相同，所以加工范圍和質(zhì)量各不相同，只有合理地選擇機(jī)床，才能加工出合理理想的產(chǎn)品。在對(duì)機(jī)床進(jìn)行選擇時(shí)，除對(duì)機(jī)床的基本性能有充分了解，還要考慮以下幾點(diǎn)：（1）機(jī)床的技術(shù)規(guī)格要與被加工的工件尺寸相適應(yīng)；（2）機(jī)床的精度要與被加工的工件要求精度相匹配。機(jī)床的精度過低，不能加工出設(shè)計(jì)的質(zhì)量；機(jī)床的精度過高，又不經(jīng)濟(jì)。對(duì)于由于機(jī)床的局限，理論上達(dá)不到應(yīng)有加工精度的，可通過工藝改進(jìn)的辦法達(dá)到目的。7（3）機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與被加工工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相匹配；（4）機(jī)床的選用應(yīng)與自身的經(jīng)濟(jì)實(shí)力相匹配。既要考慮機(jī)床的先進(jìn)性和生產(chǎn)的發(fā)展需要，又要實(shí)事求是，減少投資。要立足于國內(nèi)，就近取材。（5）機(jī)床的使用應(yīng)與現(xiàn)有的生產(chǎn)條件相匹配。應(yīng)充分利用現(xiàn)有機(jī)床，如果需要改造機(jī)床或設(shè)計(jì)專用機(jī)床，則應(yīng)提出與加工參數(shù)和生產(chǎn)率有關(guān)的技術(shù)資料，確保零件加工質(zhì)量的技術(shù)要求等。3.5.2 工藝裝備的選擇（1）夾具的選擇單件小批量生產(chǎn)應(yīng)盡量選用通用夾具和機(jī)床自帶的卡盤、虎鉗和轉(zhuǎn)臺(tái)。大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用高生產(chǎn)率的專用夾具，在推行計(jì)算機(jī)輔助制造、成組技術(shù)等新工業(yè)或?yàn)樘岣呱a(chǎn)率時(shí)，應(yīng)采用成組夾具、組合夾具。夾具的精度應(yīng)與工件的加工精度相適應(yīng)。（2）刀具的選擇刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、加工精度、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。一般情況下，選用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)可選用高生產(chǎn)率的復(fù)合刀具和其他一些專用刀具。（3）量具的選擇量具的選擇主要取決于生產(chǎn)類型和所檢驗(yàn)的精度。在單件小批生產(chǎn)中應(yīng)盡量選用通用量具；在大批大量生產(chǎn)中應(yīng)選用各種規(guī)格和高生產(chǎn)率的專用檢具。（4）輔具的選擇工藝裝備中也要注意輔具的選擇，如吊裝用的吊車、運(yùn)輸用的叉車和運(yùn)輸小車、各種機(jī)床附件、刀架、平臺(tái)和刀庫等，以便于生產(chǎn)的組織管理，提高工作效率。3.6 工藝方案的制定方案 18工序 1 鑄造出毛坯 95x50x42 工序 2 毛坯退火處理 工序 3 粗，精銑底平面 工序 4 鉆，擴(kuò)，鉸小頭孔 工序 5 粗，精銑頂平面 工序 6 鉆，擴(kuò)，鉸大頭孔 工序 7 鉗工去毛刺 工序 8 入庫 方案 2工序 1 鑄造出毛坯 95x50x42工序 2 毛坯退火處理工序 3 粗，精銑底平面工序 4 粗，精銑頂平面工序 5 鉆，擴(kuò)，鉸大頭孔工序 6 鉆，擴(kuò)，鉸小頭孔工序 7 鉗工去毛刺工序 8 入庫工藝方案的比較分析上述兩方案的特點(diǎn)在于：方案二是先加工孔，然后以此孔為基準(zhǔn)加工其它各處以孔作為定位基準(zhǔn)加工時(shí)位置精度較易保證，而方案一是以面為基準(zhǔn)加工其它面。可以看出以先加工孔，并且定位裝夾等都比較方便。因此選擇方案 23.7 切削用量與工時(shí)的計(jì)算3.7.1 工序 3:粗，精銑底平面工步 1 的切削用量:9確定加工初始條件，即已知條件:◆本工序的工序內(nèi)容：粗銑底平面◆加工零件材料，HT200◆加工設(shè)備，立式銑床,X52k（1）選取加工刀具性能參數(shù)根據(jù)本工序的實(shí)際加工情況，選擇硬質(zhì)合金銑刀，銑刀直徑 d=12mm、銑刀粗齒結(jié)構(gòu)齒數(shù) Z=4 齒。銑刀幾何形狀：由于 σ b≤800MPa，故選擇 kr =60°，k re=30°，k r ‘=5°，α o=8°（假定 α omax＞0.88mm） ，α o’=10°，γ o=-5°。（2）決定切削深度 ap根據(jù)本工序的加工余量的情況，可安排在 1 次走刀內(nèi)銑削完，銑削深度ap=3.5mm，及滿足加工精度要求同時(shí)縮短工時(shí)。（3）決定進(jìn)給量 fz 采用不對(duì)稱端銑刀以提高進(jìn)給量。查閱《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》銑刀進(jìn)給量表格，當(dāng)銑刀直徑為 12mm，進(jìn)給量可選取范圍為 0.27 mm/z，本設(shè)計(jì)取 fz=0.27mm/z。（4）選擇銑刀磨鈍標(biāo)誰及刀其壽命 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.8mm；由于鐵刀直徑 do=12mm，故刀具壽命 T=180rnin。（5）確定切削速度 決定切削速度 υ c 和每分鐘進(jìn)給量 υ f:切削速度 υ c 可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。當(dāng) do=12mm, z=4，α p≤5mm 時(shí)，根據(jù)立式銑床,X52k 說明書，選擇 nc =200r/min, 因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為υ c =（πd on）/1000= （ 3.14×12×200）/1000m/min=7.536m/min（6）計(jì)算切削力并校驗(yàn)機(jī)床功率校驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)表,當(dāng) σ b==560~1000MPa, do =12mm，z=4,近似為Pco = 4.1kW10根據(jù)立式銑床,X52k 說明書，機(jī)床主軸允許的功率為PcM =7.5 ×0.75 kW =5.63 kW故 Pcc＜P cM 因此所選擇的切削用量可以采用，即α θ =3.5mm， n=200r/min，υ c =7.536mm/min， fZ=0.27mm/z。（7）計(jì)算基本工時(shí)：式中 L=l+y+△，根據(jù)表銑 削時(shí)的入切量及超切量 y+△=2.5mm 則 L=128.52mm，故tm =128.52/(200×0.27)min=2.38min(8)小結(jié)總結(jié)上述 1~7 步計(jì)算所得的主要切削用量參數(shù)入下表所示：工序: 3 設(shè)備: 立式銑床,X52k 走刀次數(shù): 1 切削深度: 3.5 進(jìn)給量: 0.27切削速度: 7.536 主軸轉(zhuǎn)速: 200工步 2 的切削用量:確定加工初始條件，即已知條件:◆本工序的工序內(nèi)容：精銑底平面◆加工零件材料，HT200◆加工設(shè)備，立式銑床,X52k（1）選取加工刀具性能參數(shù)根據(jù)本工序的實(shí)際加工情況，選擇硬質(zhì)合金銑刀，銑刀直徑 d=8mm、銑刀粗齒結(jié)構(gòu)齒數(shù) Z=4 齒。銑刀幾何形狀：由于 σ b≤800MPa，故選擇 kr =60°，k re=30°，k r ‘=5°，α o=8°（假定 α omax＞ 0.88mm） ，α o’=10°，γ o=-5°。（2）決定切削深度 ap根據(jù)本工序的加工余量的情況，可安排在 1 次走刀內(nèi)銑削完，銑削深度 ap=0.5mm，及滿足加工精度要求同時(shí)縮短工時(shí)。（3）決定進(jìn)給量 fz 采用不對(duì)稱端銑刀以提高進(jìn)給量。查閱《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》銑刀進(jìn)給量表格，當(dāng)銑刀直徑為 8mm，進(jìn)給量可選取范圍為 0.1 mm/z，本設(shè)計(jì)取fz=0.1mm/z。（4）選擇銑刀磨鈍標(biāo)誰及刀其壽命 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.8mm；由于鐵刀直徑 do=8mm，故刀具壽命 T=180rnin。（5）確定切削速度 決定切削速度 υ c 和每分鐘進(jìn)給量 υ f:切削速度 υ c 可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中11查出。當(dāng) do=8mm, z=4，α p≤5mm 時(shí)，根據(jù)立式銑床,X52k 說明書，選擇 nc =350r/min, 因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為υ c =（πd on）/1000=（3.14×8×350）/1000m/min= 8.792m/min（6）計(jì)算切削力并校驗(yàn)機(jī)床功率校驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)表,當(dāng) σ b==560~1000MPa, do =8mm，z=4,近似為Pco = 4.1kW根據(jù)立式銑床,X52k 說明書，機(jī)床主軸允許的功率為PcM =7.5 ×0.75 kW =5.63 kW故 Pcc＜P cM 因此所選擇的切削用量可以采用，即α θ =0.5mm， n=350r/min，υ c =8.792mm/min，f Z=0.1mm/z。（7）計(jì)算基本工時(shí)：式中 L=l+y+△，根據(jù)表銑削時(shí)的入切量及超切量 y+△=2.5mm 則L=63.7mm，故tm =63.7/(350×0.1)min=1.82min(8)小結(jié)總結(jié)上述 1~7 步計(jì)算所得的主要切削用量參數(shù)入下表所示：工序: 3 設(shè)備: 立式銑床,X52k 走刀次數(shù): 1 切削深度: 0.5 進(jìn)給量: 0.1切削速度: 8.792 主軸轉(zhuǎn)速: 3503.7.2 工序 4:粗，精銑頂平面工步 1 的切削用量:確定加工初始條件，即已知條件:◆本工序的工序內(nèi)容：粗銑頂平面◆加工零件材料，HT200◆加工設(shè)備，立式銑床,X52k（1）選取加工刀具性能參數(shù)根據(jù)本工序的實(shí)際加工情況，選擇硬質(zhì)合金銑刀，銑刀直徑 d=12mm、銑刀粗齒結(jié)構(gòu)齒數(shù) Z=4 齒。銑刀幾何形狀：由于 σ b≤800MPa，故選擇 kr =60°，k re=30°，k r ‘=5°，α o=8°（假定 α omax＞0.88mm） ，α o’=10°，γ o=-5°。12（2）決定切削深度 ap根據(jù)本工序的加工余量的情況，可安排在 1 次走刀內(nèi)銑削完，銑削深度ap=3.5mm，及滿足加工精度要求同時(shí)縮短工時(shí)。（3）決定進(jìn)給量 fz 采用不對(duì)稱端銑刀以提高進(jìn)給量。查閱《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》銑刀進(jìn)給量表格，當(dāng)銑刀直徑為 12mm，進(jìn)給量可選取范圍為 0.21 mm/z，本設(shè)計(jì)取 fz=0.21mm/z。（4）選擇銑刀磨鈍標(biāo)誰及刀其壽命 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.8mm；由于鐵刀直徑 do=12mm，故刀具壽命 T=180rnin。（5）確定切削速度 決定切削速度 υ c 和每分鐘進(jìn)給量 υ f:切削速度 υ c 可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。當(dāng) do=12mm, z=4，α p≤5mm 時(shí)，根據(jù)立式銑床,X52k 說明書，選擇 nc =180r/min, 因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為υ c =（πd on）/1000= （ 3.14×12×180）/1000m/min=6.7824m/min（6）計(jì)算切削力并校驗(yàn)機(jī)床功率校驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)表,當(dāng) σ b==560~1000MPa, do =12mm，z=4,近似為Pco = 4.1kW根據(jù)立式銑床,X52k 說明書，機(jī)床主軸允許的功率為PcM =7.5 ×0.75 kW =5.63 kW故 Pcc＜P cM 因此所選擇的切削用量可以采用，即α θ =3.5mm， n=180r/min，υ c =6.7824mm/min， fZ=0.21mm/z。（7）計(jì)算基本工時(shí)：式中 L=l+y+△，根據(jù)表銑削時(shí)的入切量及超切量 y+△=2.5mm 則L=39.312mm，故tm =39.312/(180×0.21)min=1.04min13(8)小結(jié)總結(jié)上述 1~7 步計(jì)算所得的主要切削用量參數(shù)入下表所示：工序: 4 設(shè)備: 立式銑床,X52k 走刀次數(shù): 1 切削深度: 3.5 進(jìn)給量: 0.21切削速度: 6.7824 主軸轉(zhuǎn)速: 180工步 2 的切削用量:確定加工初始條件，即已知條件:◆本工序的工序內(nèi)容：精銑頂平面◆加工零件材料，HT200◆加工設(shè)備，立式銑床,X52k（1）選取加工刀具性能參數(shù)根據(jù)本工序的實(shí)際加工情況，選擇硬質(zhì)合金銑刀，銑刀直徑 d=8mm、銑刀粗齒結(jié)構(gòu)齒數(shù) Z=4 齒。銑刀幾何形狀：由于 σ b≤800MPa，故選擇 kr =60°，k re=30°，k r ‘=5°，α o=8°（假定 α omax＞0.88mm） ，α o’=10°，γ o=-5°。（2）決定切削深度 ap根據(jù)本工序的加工余量的情況，可安排在 1 次走刀內(nèi)銑削完，銑削深度ap=0.5mm，及滿足加工精度要求同時(shí)縮短工時(shí)。（3）決定進(jìn)給量 fz 采用不對(duì)稱端銑刀以提高進(jìn)給量。查閱《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》銑刀進(jìn)給量表格，當(dāng)銑刀直徑為 8mm，進(jìn)給量可選取范圍為 0.18 mm/z，本設(shè)計(jì)取 fz=0.18mm/z。（4）選擇銑刀磨鈍標(biāo)誰及刀其壽命 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.8mm；由于鐵刀直徑 do=8mm，故刀具壽命 T=180rnin。（5）確定切削速度 決定切削速度 υ c 和每分鐘進(jìn)給量 υ f:切削速度 υ c 可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。當(dāng) do=8mm, z=4，α p≤5mm 時(shí)，14根據(jù)立式銑床,X52k 說明書，選擇 nc =350r/min, 因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為υ c =（πd on）/1000= （ 3.14×8×350）/1000m/min=8.792m/min（6）計(jì)算切削力并校驗(yàn)機(jī)床功率校驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)表,當(dāng) σ b==560~1000MPa, do =8mm，z=4,近似為Pco = 4.1kW根據(jù)立式銑床,X52k 說明書，機(jī)床主軸允許的功率為PcM =7.5 ×0.75 kW =5.63 kW故 Pcc＜P cM 因此所選擇的切削用量可以采用，即α θ =0.5mm， n=350r/min，υ c =8.792mm/min， fZ=0.18mm/z。（7）計(jì)算基本工時(shí)：式中 L=l+y+△，根據(jù)表銑削時(shí)的入切量及超切量 y+△=2.5mm 則L=35.28mm，故tm =35.28/(350×0.18)min=0.56min(8)小結(jié)總結(jié)上述 1~7 步計(jì)算所得的主要切削用量參數(shù)入下表所示：工序: 4 設(shè)備: 立式銑床,X52k 走刀次數(shù): 1 切削深度: 0.5 進(jìn)給量: 0.18切削速度: 8.792 主軸轉(zhuǎn)速: 3503.7.3 工序 5:鉆，擴(kuò)，鉸大頭孔工步 1 的切削用量:確定加工初始條件，即已知條件:◆本工序的工序內(nèi)容：鉆大頭孔◆加工零件材料，HT200◆加工設(shè)備，鉆床,Z52515（1）選取加工刀具性能參數(shù)直柄麻花鉆（GB1436-85） ，材料 HSS，其直徑為 d0=30mm。幾何形狀為（表 2.1 及表 2.2）：雙錐修磨橫刃，β=30°，2Φ=118°，2Φ 1=70°， bE=3.5mm，α o=12°，ψ=65°，b=2mm ，l=4mm 。（2）決定切削深度 ap根據(jù)本工序的加工余量的情況，可安排在 1 次鉆削完成，鉆削深度ap=5mm，及滿足加工精度要求同時(shí)縮短工時(shí)。（3）決定進(jìn)給量 fz 根據(jù)鉆頭大小查閱 Φ30 的麻花鉆《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》的進(jìn)給量表格，進(jìn)給量可選取范圍為 0.49 mm/s，根據(jù)鉆床,Z525 本設(shè)計(jì)選取 f=0.49mm/s。按加工要求決定進(jìn)給量：加工要求為 H12～H 13 精度，強(qiáng)度 σ b＜800MPa按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量：當(dāng) σ b=640MPa，d o=30mm，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量 f=1.11mm/r.按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：當(dāng) σ b≤640MPa ，d o≤20.5mm，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為 8330N（鉆床,Z525 允許的軸向力為 8830N）從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為選擇 f=0.49mm/r。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度也可根據(jù)初步確定的進(jìn)給量查出軸向力再進(jìn)行比較來校驗(yàn)。鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng) f=0.49mm/r,，軸向力 Ff=6090N。軸向力的修正系數(shù)均為 1.0，故 Ff=6090N。根據(jù)鉆床,Z525 說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=8830N,Ff≤F max，故 f=0.49mm/r 可用。決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 當(dāng) d=30mm 時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm,壽命 Τ=45min.（4）確定切削速度 切削速度 υ 0 可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。16當(dāng)用麻花鉆加工 σ b=630～700MPaHT200 時(shí) 切削速度的修正系數(shù)為 ktv=0.65，k αrv =0.92，！k=0.8，k Τv =1.0，k kv=1.0 故根據(jù)鉆床,Z525 說明書，選擇no=300r/min這時(shí)實(shí)際切削速度 υ c 為Υ c=（πDn c）/1000=（π×30×300）/1000m/min=28.26m/min（5）計(jì)算基本工時(shí)：tm=L/nf式中 L=l+y+△，根據(jù)表鉆削時(shí)的入切量及超切量 y+△=4.3mm 則L=380.73mm，故tm =380.73/(300×0.49)min=2.59min(6)小結(jié)總結(jié)上述 1~5 步計(jì)算所得的主要切削用量參數(shù)入下表所示：工序: 5 設(shè)備: 鉆床,Z525 走刀次數(shù): 1 切削深度: 5 進(jìn)給量: 0.49切削速度: 28.26 主軸轉(zhuǎn)速: 300工步 2 的切削用量:（1）確定加工初始條件，即已知條件:◆本工序的工序內(nèi)容：擴(kuò)大頭孔◆加工零件材料，HT200◆加工設(shè)備，鉆床,Z525（2）選取加工刀具性能參數(shù)根據(jù)實(shí)際加工情況，選擇擴(kuò)孔刀，刀具壽命 T=100min。（3）決定切削深度 ap根據(jù)本工序的加工余量的情況，可安排在 1 次擴(kuò)孔完成，擴(kuò)孔深度ap=2mm，及滿足加工精度要求同時(shí)縮短工時(shí)。（4）決定進(jìn)給量 fz 17根據(jù) Φ30 的鉆頭查閱《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》的進(jìn)給量表格，Φ30 的擴(kuò)鉆進(jìn)給量可選取范圍為 0.37 mm/s，本設(shè)計(jì)選取 f=0.37mm/s。（5）確定切削速度 擴(kuò)孔削速度由下式計(jì)算：根據(jù)鉆床,Z525 說明書，選擇no=180r/min這時(shí)實(shí)際切削速度 υ c 為υ c=（πDn c）/1000=（π×30×180）/1000m/min=16.956m/min（6）計(jì)算基本工時(shí)：tm=L/nf式中 L=l+y+△，根據(jù)表擴(kuò)削時(shí)的入切量及超切量 y+△=3.3mm 則L=112.554mm，故tm =112.554/(180×0.37)min=1.69min(7)小結(jié)總結(jié)上述 1~6 步計(jì)算所得的主要切削用量參數(shù)入下表所示：工序: 5 設(shè)備: 鉆床,Z525 走刀次數(shù): 1 切削深度: 2 進(jìn)給量: 0.37切削速度: 16.956 主軸轉(zhuǎn)速: 180工步 3 的切削用量:（1）確定加工初始條件，即已知條件:◆本工序的工序內(nèi)容：鉸大頭孔◆加工零件材料，HT200◆加工設(shè)備，鉆床,Z525（2）選取加工刀具性能參數(shù)根據(jù)實(shí)際加工情況，選擇刀具為鉸刀，鉸刀直徑 d=30mm，刀具壽命T=60min。（3）決定切削深度 ap根據(jù)本工序的加工余量的情況，可安排在 1 次鉆削完成，鉆削深度18ap=0.5mm，及滿足加工精度要求同時(shí)縮短工時(shí)。（4）決定進(jìn)給量 fz 根據(jù) Φ30 的鉸刀查閱《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》進(jìn)給量表格，進(jìn)給量可選取范圍為 0.11 mm/s，本設(shè)計(jì)選取 f=0.11 mm/s。（5）確定切削速度 鉆削速度由下式計(jì)算：根據(jù)鉆床,Z525 說明書，選擇no=350r/min這時(shí)實(shí)際切削速度 υ c 為υ c=（πDn c）/1000=（π×30×350）/1000m/min=32.97m/min（6）計(jì)算基本工時(shí)：tm=L/nf式中 L=l+y+△，根據(jù)表鉸削時(shí)的入切量及超切量 y+△=4.3mm 則L=80.08mm，故tm =80.08/(350×0.11)min=2.08min(7)小結(jié)總結(jié)上述 1~6 步計(jì)算所得的主要切削用量參數(shù)入下表所示：工序: 5 設(shè)備: 鉆床,Z525 走刀次數(shù): 1 切削深度: 0.5 進(jìn)給量: 0.11切削速度: 32.97 主軸轉(zhuǎn)速: 3503.7.4 工序 6:鉆，擴(kuò)，鉸小頭孔工步 1 的切削用量:確定加工初始條件，即已知條件:◆本工序的工序內(nèi)容：鉆小頭孔◆加工零件材料，HT200◆加工設(shè)備，鉆床,Z525（1）選取加工刀具性能參數(shù)19直柄麻花鉆（GB1436-85） ，材料 HSS，其直徑為 d0=10mm。幾何形狀為（表 2.1 及表 2.2）：雙錐修磨橫刃，β=30°，2Φ=118°，2Φ 1=70°， bE=3.5mm，α o=12°，ψ=65°，b=2mm ，l=4mm 。（2）決定切削深度 ap根據(jù)本工序的加工余量的情況，可安排在 1 次鉆削完成，鉆削深度ap=5mm，及滿足加工精度要求同時(shí)縮短工時(shí)。（3）決定進(jìn)給量 fz 根據(jù)鉆頭大小查閱 Φ10 的麻花鉆《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》的進(jìn)給量表格，進(jìn)給量可選取范圍為 0.55 mm/s，根據(jù)鉆床,Z525 本設(shè)計(jì)選取 f=0.55mm/s。按加工要求決定進(jìn)給量：加工要求為 H12～H 13 精度，強(qiáng)度 σ b＜800MPa按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量：當(dāng) σ b=640MPa，d o=10mm，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量 f=1.11mm/r.按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：當(dāng) σ b≤640MPa ，d o≤20.5mm，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為 8330N（鉆床,Z525 允許的軸向力為 8830N）從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為選擇 f=0.55mm/r。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度也可根據(jù)初步確定的進(jìn)給量查出軸向力再進(jìn)行比較來校驗(yàn)。鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng) f=0.55mm/r,，軸向力 Ff=6090N。軸向力的修正系數(shù)均為 1.0，故 Ff=6090N。根據(jù)鉆床,Z525 說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=8830N,Ff≤F max，故 f=0.55mm/r 可用。決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 當(dāng) d=10mm 時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm,壽命 Τ=45min.（4）確定切削速度 切削速度 υ 0 可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。當(dāng)用麻花鉆加工 σ b=630～700MPaHT200 時(shí) 20切削速度的修正系數(shù)為 ktv=0.65，k αrv =0.92，！k=0.8，k Τv =1.0，k kv=1.0 故根據(jù)鉆床,Z525 說明書，選擇no=250r/min這時(shí)實(shí)際切削速度 υ c 為Υ c=（πDn c）/1000=（π×10×250）/1000m/min=7.85m/min（5）計(jì)算基本工時(shí)：tm=L/nf式中 L=l+y+△，根據(jù)表鉆削時(shí)的入切量及超切量 y+△=4.3mm 則L=371.25mm，故tm =371.25/(250×0.55)min=2.7min(6)小結(jié)總結(jié)上述 1~5 步計(jì)算所得的主要切削用量參數(shù)入下表所示：工序: 6 設(shè)備: 鉆床,Z525 走刀次數(shù): 1 切削深度: 5 進(jìn)給量: 0.55切削速度: 7.85 主軸轉(zhuǎn)速: 250工步 2 的切削用量:（1）確定加工初始條件，即已知條件:◆本工序的工序內(nèi)容：擴(kuò)小頭孔◆加工零件材料，HT200◆加工設(shè)備，鉆床,Z525（2）選取加工刀具性能參數(shù)根據(jù)實(shí)際加工情況，選擇擴(kuò)孔刀，刀具壽命 T=100min。（3）決定切削深度 ap根據(jù)本工序的加工余量的情況，可安排在 1 次擴(kuò)孔完成，擴(kuò)孔深度ap=2mm，及滿足加工精度要求同時(shí)縮短工時(shí)。（4）決定進(jìn)給量 fz 根據(jù) Φ10 的鉆頭查閱《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》的進(jìn)給量表格，Φ10 的擴(kuò)鉆21進(jìn)給量可選取范圍為 0.36 mm/s，本設(shè)計(jì)選取 f=0.36mm/s。（5）確定切削速度 擴(kuò)孔削速度由下式計(jì)算：根據(jù)鉆床,Z525 說明書，選擇no=120r/min這時(shí)實(shí)際切削速度 υ c 為υ c=（πDn c）/1000=（π×10×120）/1000m/min=3.768m/min（6）計(jì)算基本工時(shí)：tm=L/nf式中 L=l+y+△，根據(jù)表擴(kuò)削時(shí)的入切量及超切量 y+△=3.3mm 則L=146.016mm，故tm =146.016/(120×0.36)min=3.38min(7)小結(jié)總結(jié)上述 1~6 步計(jì)算所得的主要切削用量參數(shù)入下表所示：工序: 6 設(shè)備: 鉆床,Z525 走刀次數(shù): 1 切削深度: 2 進(jìn)給量: 0.36切削速度: 3.768 主軸轉(zhuǎn)速: 120工步 3 的切削用量:（1）確定加工初始條件，即已知條件:◆本工序的工序內(nèi)容：鉸小頭孔◆加工零件材料，HT200◆加工設(shè)備，鉆床,Z525（2）選取加工刀具性能參數(shù)根據(jù)實(shí)際加工情況，選擇刀具為鉸刀，鉸刀直徑 d=10mm，刀具壽命T=60min。（3）決定切削深度 ap根據(jù)本工序的加工余量的情況，可安排在 1 次鉆削完成，鉆削深度ap=0.5mm，及滿足加工精度要求同時(shí)縮短工時(shí)。22（4）決定進(jìn)給量 fz 根據(jù) Φ10 的鉸刀查閱《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》進(jìn)給量表格，進(jìn)給量可選取范圍為 0.18 mm/s，本設(shè)計(jì)選取 f=0.18 mm/s。（5）確定切削速度 鉆削速度由下式計(jì)算：根據(jù)鉆床,Z525 說明書，選擇no=300r/min這時(shí)實(shí)際切削速度 υ c 為υ c=（πDn c）/1000=（π×10×300）/1000m/min=9.42m/min（6）計(jì)算基本工時(shí)：tm=L/nf式中 L=l+y+△，根據(jù)表鉸削時(shí)的入切量及超切量 y+△=4.3mm 則L=81mm，故tm =81/(300×0.18)min=1.5min(7)小結(jié)總結(jié)上述 1~6 步計(jì)算所得的主要切削用量參數(shù)入下表所示：工序: 6 設(shè)備: 鉆床,Z525 走刀次數(shù): 1 切削深度: 0.5 進(jìn)給量: 0.18切削速度: 9.42 主軸轉(zhuǎn)速: 30023244 夾具設(shè)計(jì)4.1 概論4.1.1 機(jī)床夾具的基本概念在機(jī)床上加工工件時(shí)，為使工件在該工序所加工表面能達(dá)到規(guī)定的尺寸與形位公差要求，在開動(dòng)機(jī)床進(jìn)行加工之前，必須首先使工件在機(jī)床上占有正確的加工位置，這一過程稱為定位。工件在定位之后還不一定能承受外力的作用。為了使工件在加工過程中，不致因外力（切削力、慣性力、重力等）的作用而破壞其正確位置，還必須對(duì)工件施加夾緊力，這一過程稱為夾緊。工件的裝夾，就是在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊。其目的是使工件在加工過程中始終保持其正確的加工位置，以保證達(dá)到加工要求。機(jī)床上用來裝夾工件的工藝裝備，稱為機(jī)床夾具，簡稱夾具。4.1.2 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求1.保證工件的加工精度專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，標(biāo)注合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。2.提高生產(chǎn)效率應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計(jì)不同復(fù)雜程度的高效夾具，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。3.工藝性好專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)。當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時(shí)，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整或修配結(jié)構(gòu)，如設(shè)置適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙，采用可修磨的墊片等。4.使用性好25專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。5.經(jīng)濟(jì)性好除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外。還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。4.1.3 專用夾具設(shè)計(jì)步驟（1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)與收集設(shè)計(jì)資料夾具設(shè)計(jì)的第一步是在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)任務(wù)書，對(duì)工件進(jìn)行工藝分析。其內(nèi)容主要是了解工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料；確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準(zhǔn)和夾緊表面及所用的機(jī)床、刀具、量具等。其次是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)收集有關(guān)資料，如機(jī)床的技術(shù)參數(shù)，夾具零部件的國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)和廠訂標(biāo)準(zhǔn)，各類夾具圖冊(cè)、夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)等，還可收集一些同類夾具的設(shè)計(jì)圖樣，并了解該廠的工裝制造水平，以供參考。（2）擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置。確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。確定對(duì)刀或?qū)蚍桨?，設(shè)計(jì)對(duì)刀或?qū)蜓b置。確定夾具與機(jī)床的連接方式，設(shè)計(jì)連接元件及安裝基面。確定和設(shè)計(jì)其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)形式。如裝置、預(yù)定位裝置及吊裝元件等。確定夾具體的結(jié)構(gòu)形式及夾具在機(jī)床上的安裝方式。繪制夾具草圖，并標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求。（3）進(jìn)行必要的分析計(jì)算工件的加工精度較高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工件加工精度分析。有動(dòng)力裝置的夾具，需計(jì)算夾緊力。當(dāng)有幾種夾具方案時(shí)，可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，選用經(jīng)濟(jì)效益較高的方案。26（4）審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì)夾具草圖畫出后，應(yīng)征求有關(guān)人員的意見，并送有關(guān)部門審查，然后根據(jù)根據(jù)他們的意見對(duì)夾具方案作進(jìn)一步修改。（5）繪制夾具裝配總圖夾具的總裝配圖應(yīng)按國家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。繪圖比例盡量采用 1∶1。主視圖按夾具面對(duì)操作者的方向繪制?？倛D應(yīng)把夾具的工作原理、個(gè)種裝置的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系表達(dá)清楚。夾具裝配圖繪制方法如下：A. 用雙點(diǎn)劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個(gè)視圖的合適位置上。在總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面夾具上的線條。B. 依次繪出定位裝置、夾緊裝置、對(duì)刀或?qū)蜓b置、其它裝置、夾具體及連接元件和安裝基面。C. 標(biāo)注必要的尺寸、公差和技術(shù)要求。D. 編制夾具明細(xì)表及標(biāo)題欄。（6）繪制夾具零件圖夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件均要畫零件圖，并按夾具總圖的要求，確定零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。4.2 鉆夾具設(shè)計(jì)4.2.1 工件預(yù)加工內(nèi)容1.該工件其他部位都已經(jīng)加工完畢，工件所待加工的部位為鉆孔 ；零件的形狀、尺寸及其位置如零件圖 2-1 所示。2.零件生產(chǎn)批量屬批量生產(chǎn)。4.7.1 定位基準(zhǔn)選擇在研究和分析工件的定位問題時(shí)，定位基準(zhǔn)的選擇是一個(gè)關(guān)鍵問題，定位基準(zhǔn)就是在加工中用作定位的基準(zhǔn)。一般來說，工件的定位基準(zhǔn)一旦被選定，則工件的定位方案也基本上被確定。定位方案是否合理，直接關(guān)系到工件的加27工精度能否保證。定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)注意基準(zhǔn)重合原則，盡量以精基準(zhǔn)定位和考慮孔壁均勻等特殊要求，以使定位誤差控制在允許范圍內(nèi)。由于零件簡單，可以用零件的側(cè)面和底面和內(nèi)孔定位。4.7.2 定位約束分析在機(jī)械加工中，通過用一定規(guī)律分布的六個(gè)支承點(diǎn)來限制工件的六個(gè)自由度，使工件在機(jī)床或夾具中的位置完全確定，稱為工件的“六點(diǎn)定位原理” 。在實(shí)際生產(chǎn)中，并不要求在任何情況下都要限制工件的六個(gè)自由度，一般要根據(jù)工件的加工要求來確定工件必須限制的自由度數(shù)。工件定位只要相應(yīng)的限制那些對(duì)加工精度有影響的自由度即可。主要定位元件X 平移自由度Y 平移自由度Z 平移自由度X 轉(zhuǎn)動(dòng)自由度Y 轉(zhuǎn)動(dòng)自由度Z 轉(zhuǎn)動(dòng)自由度自由度總計(jì)v 塊 ● 1心軸 ● ● ● ● ● 4夾具體基面 ● 1分析總結(jié) 約束狀態(tài) 完全約束(ok) 自由度總計(jì) 6表：自由度約束分析4.7.3 定位誤差分析該夾具以平面定位 V 形塊定心，V 形塊定心元件中心線與平面規(guī)定的尺寸公差為直徑 20 的圓。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。 gwj????與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：j?MjjWDAZWj ???? ??由參考文獻(xiàn)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得：平面定位 V 形塊定心的定位誤差 ： 0???WD28⑵、夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj????其中接觸變形位移值：lNcHBkRnZaZy 04.)62.19((???yj 03.cos??⑶、磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj??m05.⑷、夾具相對(duì)刀具位置誤差： 取AD1.誤差總和： mwj052.???從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.2.3 夾緊方案夾緊裝置由三部分組成：（1）動(dòng)力裝置動(dòng)力裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。通常是指機(jī)動(dòng)夾緊時(shí)所用的氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等動(dòng)力裝置。（2）夾緊元件夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過它和工件受壓面的直接接觸來完成夾緊動(dòng)作。（3）中間傳力機(jī)構(gòu)中間傳力機(jī)構(gòu)是介于動(dòng)力源和和夾緊裝置之間的傳力機(jī)構(gòu)，它將原動(dòng)力以一定的大小和方向傳遞給夾緊元件。夾緊裝置的基本要求（1）夾緊時(shí)不破壞工件在夾具中占有的正確位置；（2）夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中的定位穩(wěn)定性，又要防止因夾緊力過大而損傷工件表面及產(chǎn)生夾緊變形；（3）夾緊機(jī)構(gòu)操作安全、省力，夾緊迅速。（4）夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、工作效率應(yīng)與工件的年生產(chǎn)類型相適應(yīng)。結(jié)構(gòu)29應(yīng)該盡量簡單，便于制造與維修。（5）具有良好的自鎖性能確定夾緊力確定夾緊力即要確定夾緊力的作用點(diǎn)、方向和大小等三個(gè)要素。1 夾緊力作用點(diǎn)夾緊力作用點(diǎn)是指夾緊時(shí)，夾緊元件與工件表面的接觸位置。它對(duì)工件夾緊的穩(wěn)定性和變形有很大的影響。（1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)該落在支撐元件上或幾個(gè)支撐元件所形成的支撐平面內(nèi)，以保證定位確定的工件位置不被破壞。（2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這對(duì)剛性較差的零件尤為重要。（3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近加工面，這樣可以增加夾緊力的可靠性，防止和減少工件的振動(dòng)。2 夾緊力方向夾緊力的方向與工件定位基準(zhǔn)所處的位置，以及工件所受外力的作用方向有關(guān)。（1）夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于工件的主要定位基準(zhǔn)，以保證加工精度。（2）夾緊力的作用方向應(yīng)有利于減少所需的夾緊力的大小。3 夾緊力的大小夾緊力的大小，對(duì)工件裝夾的可靠性，工件和夾具的變形，夾緊裝置的復(fù)雜程度等都有很大的影響。計(jì)算夾緊力，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)以簡化計(jì)算。然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力后處于靜力平衡條件，計(jì)算出理論夾緊力 F ，再乘以安0J全系數(shù) K，作為實(shí)際所需的夾緊力 F ，即 F =k F ?？紤]到切削力的變化和工jj0J藝系統(tǒng)的變形等因素，一般取 K=2.5～3。本夾具采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，其夾緊力的計(jì)算公式為：30F =J)tan(21????ldLMC式中 ——考慮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)軸摩檫損失時(shí)的傳動(dòng)效率；?——螺紋升角；?d ——螺紋中徑；2—— 螺紋摩檫角。?經(jīng)計(jì)算 F =5396NJ4.2.4 導(dǎo)向?qū)Φ逗投ㄎ绘I元件設(shè)計(jì)鉆套的選擇在機(jī)床夾具設(shè)計(jì)過程中，特別是鉆床夾具設(shè)計(jì)中，常要設(shè)置刀具的導(dǎo)向元件——鉆套。鉆套按其結(jié)構(gòu)型式可分為四類：固定鉆套，可換鉆套，快換鉆套及特殊鉆套。在實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)被加工件的具體結(jié)構(gòu)和被加工孔系的精度要求，選擇不同的結(jié)構(gòu)型式的鉆套并確定相應(yīng)的參數(shù)值。鉆套又稱鉆套筒，鉆套的作用主要是用來確定鉆頭、擴(kuò)孔鉆、餃刀等定尺寸刀具的軸線位置。當(dāng)加工一組平行的孔系，一面這些孔間的距離又有一定的要求時(shí)，則利用分布位置按加工要求的鉆套來保正上述孔心距離的精度，簡便可靠。當(dāng)工件批量很小，或孔間距離很小或孔徑很小，或鉆模板上地位受限而無法采用鉆套時(shí)一也允許在鉆模板上直接加工出導(dǎo)引刀具的導(dǎo)向孔。本設(shè)計(jì)采用的是固定鉆套 B 型，鉆套結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖 固定鉆套結(jié)構(gòu)314.2.5 切削力和夾緊力計(jì)算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆加工。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由參考文獻(xiàn)[9]得：鉆削力 6.08.2HBDfF?鉆削力矩 6.0.91T????231875323minaxmax ????HB15.0?rf?0.80.6267.FN??1.9..2314Tm???根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]可查得夾緊力計(jì)算公式：式（3.1）0' '12()ZQLWrtgt???式中： —單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N） ；0—原始作用力（N） ；—作用力臂（mm） ；L—螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑（ mm） ；'r—螺桿端部與工件間的摩擦角（°） ；1?—螺紋中徑之半（mm） ；Zr—螺紋升角（°） ；?—螺旋副的當(dāng)量摩擦角（°） 。'2?由式（3.1）根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表