齒輪油泵蓋的鉆Ф16圓孔夾具設(shè)計及加工工藝規(guī)程裝備

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1、齒輪油泵蓋工藝與加工16的圓孔夾具設(shè)計 摘要 論述齒輪油泵蓋的工藝編制及工裝設(shè)計，研究零件機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計問題，介紹工藝規(guī)程的組成、制定路線等。說明零件的機械加工工藝結(jié)構(gòu)性，結(jié)合生產(chǎn)主要從零件分析、毛坯的選擇、工藝路線的擬定、工序內(nèi)容的確定等幾個方面詳細的講述了齒輪油泵蓋零件工藝過程設(shè)計以及工藝編制中應(yīng)注意的問題，以及如何才能達到最理想的表面質(zhì)量和經(jīng)濟效益。 針對設(shè)計給定的題目，設(shè)計鉆削Ф16圓柱孔的專用鉆床夾具。夾具設(shè)計包括：設(shè)計出對零件進行定位，夾緊，還有引導的各個元件。在這里尤其要注意的是，夾具在定位零部件的時候，會產(chǎn)生誤差，這個誤差要在的合理控制范圍以內(nèi)，要充分了解夾具的優(yōu)

2、缺點，以便改進。 關(guān)鍵詞：齒輪油泵蓋、工藝、鉆削、Ф16、夾具 ABSTRACT This paper discusses the process design and tooling design of the gear pump cover, studies the design problem of the machining process of the parts, introduces the composition of the technical procedure and sets out the route. The details of the mech

3、anical processing technology of the parts are described in detail. The design of the parts of the gear oil pump cover is described in detail in the aspects of the analysis of the parts, the selection of the roughings, the formulation of the process route and the determination of the process contents

4、. The question, and how to achieve the best surface quality and economic benefits. For the design of a given topic, the design of drilling Ф16 cylindrical hole of the special drilling fixture. Fixture design includes: design of the parts for positioning, clamping, and guide the various components.

5、In particular here to note that the fixture in the positioning of parts, it will produce errors, the error within the reasonable control range, to fully understand the advantages and disadvantages of fixtures in order to improve. Key words：Gear pump cover, process, drilling, Ф16, fixture 目 錄

6、 摘要 I ABSTRACT II 序言 1 一 零件分析 2 1.1 零件的作用 2 1.2 零件的工藝分析 2 1.2.1 零件的組成表面 2 1.2.2零件的技術(shù)要求 3 二 工藝路線設(shè)計 4 2.1 確定毛坯的制造形式 4 2.2 基面的選擇 5 2.3 制定工藝路線 5 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 2.5 確定切削用量及基本工時 8 三 夾具設(shè)計 17 3.1 夾具設(shè)計概述 17 3.2 方案設(shè)計 19 3.2.1 定位方案的設(shè)計 19 3.2.2 定位元件的確定 19 3.2.3 夾緊方案的確定

7、19 3.2.4 夾緊元件的確定 20 3.2.5 夾具體的設(shè)計 20 3.3 定位基準的選擇 21 3.4 切削力及夾緊力計算 22 3.4.1 切削力的計算 22 3.4.2 夾緊力的計算 22 3.5 定位誤差分析 23 3.6 導向裝置設(shè)計 23 3.7 夾具設(shè)計及操作簡要說明 26 四 總結(jié) 27 五 參考文獻 28 II 序言 機械工業(yè)是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消耗品的產(chǎn)業(yè)，國民經(jīng)濟各部門生產(chǎn)技術(shù)的進步和經(jīng)濟效益的高低在很大程度上取決于它所采用裝備的性能和質(zhì)量。所以機械工業(yè)的技術(shù)水平和規(guī)模是衡量一個國家科技水平和經(jīng)濟實力的

8、重要標志。 經(jīng)過建國40多年的發(fā)展，機械工業(yè)已成為我國工業(yè)中產(chǎn)品門類比較齊全，具有相當規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。改革開放以來，機械工業(yè)引進了大量的國外先進技術(shù)，目前這些技術(shù)已大批量投入生產(chǎn)，加上國內(nèi)自行研究開發(fā)的結(jié)果，使機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)正向著合理化方向發(fā)展，對市場的適應(yīng)能力也明顯增強。 通過對引進技術(shù)的消化吸收，又計劃的推進了企業(yè)的技術(shù)改造，引導企業(yè)走依靠科技進步的道路，使制造技術(shù)機械產(chǎn)品的性能及企業(yè)的經(jīng)濟效益都發(fā)生了顯著的變化，我國機械工業(yè)綜合技術(shù)水平有了較大幅度的提高，一批先進的生產(chǎn)技術(shù)在生產(chǎn)中得到應(yīng)用和普及，約有近10%的企業(yè)進入了高技術(shù)企業(yè)的行列，60%以上的企業(yè)建立了專門的

9、技術(shù)開發(fā)機構(gòu)，此外科技體制改革不斷深化，絕大多數(shù)研究院、所已進入經(jīng)濟建設(shè)主戰(zhàn)場，正發(fā)揮越來越大的作用。 按照傳統(tǒng)的專業(yè)劃分，機械制造工藝學的研究范疇是零件的機械加工和裝配的工藝過程。很長時間以來，機械加工工藝最廣泛采用的方法是切削加工和磨削加工，即按照一定的順序，采用硬度比工件高的切削刀具實現(xiàn)機械加工。改革開放以來，機械工業(yè)充分利用國內(nèi)外的技術(shù)資源，進行技術(shù)改造，依靠科技進步，已經(jīng)取得了長足的發(fā)展。但與世界先進水平相比，我國的機械制造業(yè)的產(chǎn)品在功能、質(zhì)量等方面還有較大的差距，產(chǎn)品構(gòu)成落后，精度保持性差、科研開發(fā)能力較薄弱、人員技術(shù)素質(zhì)還跟不上現(xiàn)代機械制造業(yè)飛速發(fā)展的需要。因此，我國機械制造業(yè)

10、必須不斷增強技術(shù)力量，培養(yǎng)高水平的人才和提高現(xiàn)有人員的素質(zhì)，學習和引進國外先進科學技術(shù)，使我國的機械制造工業(yè)早日趕上世界先進水平。 29 一 零件分析 1.1 零件的作用 齒輪泵是依靠泵缸與嚙合齒輪間所形成的工作容積變化和移動來輸送液體或使之增壓的回轉(zhuǎn)泵。由兩個齒輪、泵體與前后蓋組成兩個封閉空間，當齒輪轉(zhuǎn)動時，齒輪脫開側(cè)的空間的體積從小變大，形成真空，將液體吸入，齒輪嚙合側(cè)的空間的體積從大變小，而將液體擠入管路中去。吸入腔與排出腔是靠兩個齒輪的嚙合線來隔開的。齒輪泵的排出口的壓力完全取決于泵出處阻力的大小。齒輪油泵由獨立的電機驅(qū)動，有效地阻斷上游的壓力脈動及流量波動。而齒輪

11、泵前蓋，是齒輪泵的一個零件，它對于齒輪泵來說必不可少的作用，直接影響齒輪泵的完整性和實用性。。具體結(jié)構(gòu)詳見下圖1.1所示： 圖1.1 齒輪油泵蓋零件圖 1.2 零件的工藝分析 1.2.1 零件的組成表面 1、尺寸21所在的上下端面，A-A視圖中尺寸6所在上表面； 2、Ф16圓柱孔所在表面，尺寸R10所在圓弧面； 3、4-Ф14所在外圓柱面及上端面，4-Ф7圓柱孔所在表面； 4、俯視圖R29所在圓弧面；SR15和SR10所在球面；尺寸32所在的后端面；尺寸58所在的前后端面； 5、B-B視圖中，M10X1x25所在的螺紋面；3處Ф5圓柱孔所在表面及端面. 1.2.2零件的

12、技術(shù)要求 1、尺寸21所在下端面，其表面粗糙度公差為6.3um； 2、4-Ф14上端面，其表面粗糙度公差為12.5um； 3、尺寸15所在后端面，其表面粗糙度公差為6.3um； 4、4-Ф7內(nèi)孔，其表面粗糙度公差為12.5um； 5、Ф16圓柱孔，其表面粗糙度公差為3.2um； 6、尺寸29所在兩處Ф5內(nèi)孔，其表面粗糙度公差為12.5um； 7、尺寸11所在Ф5內(nèi)孔，其表面粗糙度公差為12.5um; 8、未標注圓角為R1.5-R3.0。 二 工藝路線設(shè)計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響

13、。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型由著完全不同的工藝特征。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品年產(chǎn)量。 零件生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計算： 通過計算，根據(jù)年生產(chǎn)綱領(lǐng)、查表確定零件齒輪油泵蓋的生產(chǎn)類型是批量生產(chǎn)。 齒輪油泵蓋與各元件配合表面的尺寸精度和配合精度通常都較高，為了節(jié)省材料和減少加工的勞動量，毛坯常采用鑄件。在選擇齒輪油泵蓋的毛坯結(jié)構(gòu)時，應(yīng)以結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟性、標準化的可能性以及工廠具體條件為依據(jù)綜合考慮。 由于鑄鐵具有良好

14、的鑄造性、吸振性、切削加工性及一定的力學性能，并且價格低廉，生產(chǎn)設(shè)備簡單，所以在機械零件材料中占有很大的比重，廣泛地用來制作各種機架、底座。箱體等形狀復(fù)雜的零件。又由于灰鑄鐵具有良好的鑄造性、耐磨性、抗振性和切削加工性，所以選擇灰鑄鐵作為鑄造的材料。零件材料為HT200，選擇砂型鑄件。具體的毛坯圖詳見下圖2.1： 圖2.1 齒輪油泵蓋毛坯圖 2.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要設(shè)計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。 1、粗基面的選擇 對一般的軸類零件來說

15、，以外圓作為基準是合理的，按照有關(guān)零件的粗基準的選擇原則：當零件有不加工表面時，應(yīng)選擇這些不加工的表面作為粗基準，當零件有很多個不加工表面的時候， 則應(yīng)當選擇與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準 從零件的分析得知，選擇尺寸21所在的上端面作為粗基面。 2、精基面的選擇 精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準， 稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設(shè)計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。 從零件的分析得知，選擇尺寸21所在的下端面作為精基面。 2.3 制定工藝路線 制定工藝路線的

16、出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等級等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 經(jīng)過相應(yīng)的分析，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 工序1：鑄造； 工序2：熱處理：調(diào)質(zhì)處理； 工序3：銑削尺寸21下端面； 工序1：粗銑尺寸21下端面 工序2：半精銑尺寸21下端面 工序4：銑削4-Ф14上端面； 工序5：銑削尺寸15后端面； 工序1：粗銑尺寸15后端面 工序2：半精銑尺寸15后端面 工序6：鉆4-Ф7內(nèi)孔； 工

17、序1：鉆4-Ф7內(nèi)孔底孔 工序2：鉆4-Ф7內(nèi)孔 工序7：鉆Ф16圓柱孔； 工序1：鉆Ф16圓柱孔 工序2：擴Ф16圓柱孔 工序3：鉸Ф16圓柱孔 工序8：鉆尺寸29所在兩處Ф5內(nèi)孔； 工序9：鉆尺寸11所在Ф5內(nèi)孔； 工序10：鉆Ф9-32內(nèi)孔； 工序11：攻M10x1螺紋； 工序12：倒角； 工序13：清洗； 工序14：終檢； 工序15：入庫。 以上工藝過程詳見“機械加工工藝卡片”。 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 工序1：鑄造； 通過對零件的分析，除了孔采用實心鑄造的方式獲得，其他的加工表面、端面其加工余量均為3mm。 工序2：熱處理

18、：調(diào)質(zhì)處理； 工序3：銑削尺寸21下端面； 工序1：粗銑尺寸21下端面 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其加工余量為2.5mm。 工序2：半精銑尺寸21下端面 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其加工余量為0.5mm。 工序4：銑削4-Ф14上端面； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其加工余量為3mm。 工序5：銑削尺寸15后端面； 工序1：粗銑尺寸15后端面 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其加工余量為2.5mm。 工序2：半精銑尺寸15后端面 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其加工余量為0.5mm。 工序6：鉆4-Ф7內(nèi)孔； 工序1：鉆4-Ф7內(nèi)孔底孔 依據(jù)切削

19、加工手冊及相關(guān)資料，決定其加工余量為2.5mm。 工序2：鉆4-Ф7內(nèi)孔 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其加工余量為1mm。 工序7：鉆Ф16圓柱孔； 工序1：鉆Ф16圓柱孔 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其加工余量為2.5mm。 工序2：擴Ф16圓柱孔 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其加工余量為5.4mm。 工序3：鉸Ф16圓柱孔 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其加工余量為0.1mm。 工序8：鉆尺寸29所在兩處Ф5內(nèi)孔； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其加工余量為2.5mm。 工序9：鉆尺寸11所在Ф5內(nèi)孔； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其加工余量為

20、2.5mm。 工序10：鉆Ф9-32內(nèi)孔； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其加工余量為2mm。 工序11：攻M10x1螺紋； 依據(jù)切削加工手冊及相關(guān)資料，決定其加工余量為0.5mm。 工序12：倒角； 工序13：清洗； 工序14：終檢； 工序15：入庫。 2.5 確定切削用量及基本工時 工序1：鑄造； 工序2：熱處理：調(diào)質(zhì)處理； 工序3：銑削尺寸21下端面； 工序1：粗銑尺寸21下端面 1、切削深度2.5mm； 2、通過查詢相關(guān)手冊，取fz=0.15mm/r。 3、明確切削的速度 按照我們所學的知道工件材料為HT200，查詢手冊，取=80m/min。 算

21、一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=300r/min， 得 4、基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=97，則 5、輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序2：半精銑尺寸21下端面 1、切削深度0.5mm； 2、通過查詢相關(guān)手冊，取fz=0.25mm/r。 3、明確切削的速度 按照我們所學的知道工件材料為HT200，查詢手冊，取=95m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 4、基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=97，則 5、輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則

22、 工序4：銑削4-Ф14上端面； 1、切削深度3mm； 2、通過查詢相關(guān)手冊，取fz=0.15mm/r。 3、明確切削的速度 按照我們所學的知道工件材料為HT200，查詢手冊，取=80m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=300r/min， 得 4、基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=14，則 5、輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序5：銑削尺寸15后端面； 工序1：粗銑尺寸15后端面 1、切削深度2.5mm； 2、通過查詢相關(guān)手冊，取fz=0.15mm/r。 3、明確切削的速度 按照我們所學的知道工件材料為H

23、T200，查詢手冊，取=80m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=300r/min， 得 4、基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=21，則 5、輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序2：半精銑尺寸15后端面 1、切削深度0.5mm； 2、通過查詢相關(guān)手冊，取fz=0.25mm/r。 3、明確切削的速度 按照我們所學的知道工件材料為HT200，查詢手冊，取=95m/min。 算一下主軸轉(zhuǎn)動速度，查詢資料知n=375r/min， 得 4、基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=21，則 5、輔助時間

24、根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序6：鉆4-Ф7內(nèi)孔； 工序1：鉆4-Ф7內(nèi)孔底孔 1、采用的麻花鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 2、根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南取 3、切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，??； 實際切削速度為：8.2m/min. 4、基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=11，則 5、輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序2：鉆4-Ф7內(nèi)孔 1、采用的麻花鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 2、根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南取 3、切削速度的

25、確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，??； 實際切削速度為：9.3m/min. 4、基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=10，則 5、輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序7：鉆Ф16圓柱孔； 工序1：鉆Ф16圓柱孔 1、采用的麻花鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 2、根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南取 3、切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，取； 實際切削速度為：8.2m/min. 4、基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=10，則 5、輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔

26、助時間為： 式中：，則 工序2：擴Ф16圓柱孔 1、采用的擴孔鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 2、根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南取 3、切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，??； 實際切削速度為：16.4m/min. 4、基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=11，則 5、輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序3：鉸Ф16圓柱孔 1、采用的鉸孔鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 2、根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南取 3、切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，取

27、； 實際切削速度為：16.6m/min. 4、基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=11，則 5、輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序8：鉆尺寸29所在兩處Ф5內(nèi)孔； 1、采用的麻花鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 2、根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南取 3、切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，??； 實際切削速度為：8.2m/min. 4、基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=14，則 5、輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序9：鉆尺寸11所在Ф5內(nèi)孔

28、； 1、采用的麻花鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 2、根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南取 3、切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，取； 實際切削速度為：8.2m/min. 4、基本時間 根據(jù)切削資料，其基本時間為： 式中：l=42，則 5、輔助時間 根據(jù)切削資料，其輔助時間為： 式中：，則 工序10：鉆Ф9-32內(nèi)孔； （1）采用的麻花鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，取； 實際切削速度為：9.4m/min.

29、 （4）基本時間 通過查詢，可以知道這道工序時間計算公式： （5）輔助時間 通過查詢，可以知道這道工序時間計算公式： 根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速n=331r/min 切削深度L=32mm，。 查詢資料，得=6mm，。 工序11：攻M10x1螺紋； （1）采用的絲錐鉆的材質(zhì)是硬質(zhì)合金鉆頭，它的具體的數(shù)值在下面： 。 （2）根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南取 （3）切削速度的確定 取。 主軸的轉(zhuǎn)動速度，查主軸轉(zhuǎn)速表，取； 實際切削速度為：10.4m/min. （4）基本時間 通過查詢，可以知道這道工序時間計算公式： （5）輔助時間 通過查詢，可以知道這道工序時間計算公式： 根據(jù)

30、主軸轉(zhuǎn)速n=331r/min 切削深度L=15mm，。 查詢資料，得=6mm，。 工序12：倒角； 工序13：清洗； 工序14：終檢； 工序15：入庫。 三 夾具設(shè)計 3.1 夾具設(shè)計概述 機床夾具的現(xiàn)狀：機床夾具是在機械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的空間位置，用來加工或檢測并保證加工要求的機床附加裝置，簡稱為夾具。 夾具最早出現(xiàn)在18世紀后期。隨著科學技術(shù)的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代

31、，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50%～80%左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10%～20%左右，為了適應(yīng)科學技術(shù)的快速發(fā)展，我們在短短幾年內(nèi)需更新大量的專用夾具，這樣即提高了加工的成本，也造成了材料的浪費，為了減少這種情況，我們可以采用數(shù)控機床的柔性化制造技術(shù)。 1、夾具的特點 （1）保證工件的加工精度 專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，合適的尺寸，公差和技術(shù)要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 （2）提高

32、生產(chǎn)效率 專業(yè)夾具的復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小選用不同復(fù)雜程度的高效夾緊裝置，以縮短輔助時間，以提高生產(chǎn)效率。 （3）工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)簡單，合理，便于加工，裝配，檢驗和維修。專用夾具的生產(chǎn)屬于小批量生產(chǎn)。 （4）使用性好 專用夾具操作應(yīng)簡單，省力，安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時可設(shè)置排屑機構(gòu)。 （5）經(jīng)濟型好 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單，標準化程度高，成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進行必要的經(jīng)濟分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益。 2、夾具的設(shè)計要點 確定各表面加工方案，在選擇各表面孔的加工方法時，需綜合考慮以下因素： （1）要

33、考慮各表面的精度和質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。 （2）根據(jù)生產(chǎn)類型來選擇，在大批量生產(chǎn)中可使用專用的高效率的設(shè)備；在單件小批量生產(chǎn)中則使用常用設(shè)備和一般加工方法。 （3）要考慮被加工材料的性質(zhì)。 （4）要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進現(xiàn)有的加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 （5）此外，還要考慮一些其他因素，如加工表面的物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。 3、確定定位方案與定位元件的原則 工件在夾具中定位的任務(wù)是：使同一工序中的一批工件都能在夾具中占據(jù)正確的位置，工件位置的正確與否，用加工要求來衡量，能滿足加工要求的

34、為正確，不能滿足加工要求的為不正確。一批工件逐個在夾具上定位時，各個工件在夾具中占據(jù)的位置不可能完全一致，也不必要求它們完全一致，但各個工件的位置變動量必須控制在加工誤差所允許的范圍之內(nèi)。 4、夾緊裝置設(shè)計的基本要求及遵循原則 對夾緊裝置的基本要求： （1）夾緊過程中，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。 （2）夾緊力的大小適當，一批工件的夾緊力要穩(wěn)定不變。既要保證工件在整個加工過程中的位置穩(wěn)定不變，振動小，又要是工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形。夾緊力穩(wěn)定可減小夾緊誤差。 （3）夾緊裝置的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。工件生產(chǎn)批量越大，允許設(shè)計越復(fù)雜、效率越高的夾緊裝置。 工藝性好，使用

35、性好。其結(jié)構(gòu)力求簡單，便于制造和維修。夾緊裝置的操作應(yīng)當方便、安全、省力。 在夾緊工件的過程中，夾緊作用的效果會直接影響工件的加工精度、表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。因此，設(shè)計夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則：工件不移動原則；工件不變形原則；工件不振動原則；安全可靠原則；經(jīng)濟實用原則； 3.2 方案設(shè)計 3.2.1 定位方案的設(shè)計 1、齒輪油泵蓋定位方案的確定 選用的夾具主要被用在Z525立式鉆床，因為A-A剖視圖中尺寸21所在下端面、4-Ф14圓臺上端面和4-Ф7圓柱孔都被加工過。 （1）選擇4-Ф14圓臺上端面和定位塊上端面相接觸，限制三個方向的自由度。 （2）選擇4-Ф7圓柱孔其中2個孔

36、（對角線位置），分別插入一個圓柱銷和一個菱形銷，實現(xiàn)零件的完全定位。本次對工件采用“一面兩銷”的定位方案。 2、定位塊、鉆模座定位方案的確定 采用“一面兩銷”的定位方案進行。具體構(gòu)造見圖3.1定位裝置。 圖3.1 定位裝置 3.2.2 定位元件的確定 1、齒輪油泵蓋定位元件的確定 定位元件有：定位塊、圓柱銷、菱形銷。 2、定位塊、鉆模座定位元件的確定 其定位元件有：圓柱銷、菱形銷。 3.2.3 夾緊方案的確定 1、齒輪油泵蓋夾緊方案的確定 考慮到本次設(shè)計的夾具其零件并不是十分的復(fù)雜，并且為本夾具是進行鉆孔。選擇4-Ф7圓柱孔剩余的2個孔（對角線位置），利用2個內(nèi)六角螺

37、栓對工件進行上下方向的夾緊。 2、定位塊、鉆模座夾緊方案的確定 在對角線位置上，利用2個內(nèi)六角螺栓對其進行夾緊。 3.2.4 夾緊元件的確定 1、齒輪油泵蓋夾緊元件的確定 夾緊元件有：定位塊、內(nèi)六角螺栓。 2、夾具上其他元件夾緊元件的確定 （1）定位塊夾緊元件的確定：2個內(nèi)六角螺栓。 （2）鉆模座夾緊元件的確定：2個內(nèi)六角螺栓。 （3）鉆套夾緊元件的選擇：采用的是平頭螺釘。 3.2.5 夾具體的設(shè)計 通過資料的查閱，能夠知道夾具體毛坯有如下類型： 1、鑄造夾具體 鑄造夾具體的優(yōu)點是工藝性好，可鑄出各種復(fù)雜形狀，具有較好的抗壓強度、剛度和抗振性，但生產(chǎn)周期長，需進行時效

38、處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。常用材料為灰鑄鐵（如HT200），要求強度高時用鑄鋼（如ZG270-500），要求重量輕時鑄鋁（如ZL104）。目前鑄造夾具體應(yīng)用較多。 2、焊接夾具體 焊接夾具體，它由鋼板、型材焊接而成，這種夾具體制造方便、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕（壁厚比鑄造夾具體?。５附訆A具體的熱應(yīng)力較大，易變形，需經(jīng)退火處理，以保證夾具體尺寸的穩(wěn)定性。 3、鍛造夾具體 鍛造夾具體，它適用于形狀簡單、尺寸不大、要求強度和剛度大的場合。鍛造后也需經(jīng)退火處理。此類夾具體應(yīng)用較少。 4、型材夾具體 小型夾具體可以直接用板料、棒料、管料等型材加工裝配而成。這類夾具體取材方便、生產(chǎn)周期短、成本

39、低、重量輕，如各種心軸類夾具的夾具體及鋼套鉆模夾具體。 在本次設(shè)計中采用鑄造夾具體，材料采用灰鑄鐵（HT200）。HT200指的是最低抗拉強度為200MPa的灰鑄鐵，是較高強度鑄鐵，基體為珠光體，強度、耐磨性、耐熱性、減振性均較好，鑄造性能也較好。具體結(jié)構(gòu)見下圖3.2夾具體圖。 圖3.2 夾具體圖 3.3 定位基準的選擇 定位基準的選擇在工藝規(guī)程制定中直接影響到工序數(shù)目，各表面加工順序，夾具結(jié)構(gòu)及零件的精度。 定位基準分為粗基準和精基準，用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準成為粗基準，使用經(jīng)過加工表面作為定位基準稱為精基準。在制定工藝規(guī)程時，先進行精基準的選擇，保證各加工表面按圖

40、紙加工出來，再考慮用什么樣的粗基準來加工精基準。 1、粗基準的選擇原則 為保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準。應(yīng)盡量選光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準，以便定位準確，夾緊可靠。 2、精基準的選擇原則 “基準重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，避免基準不重合引起的定位誤差。 “基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。 “自為基準“原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先

41、行工序保證。 “互為基準“原則 當兩個表面相互位置精度及尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復(fù)加工。 根據(jù)上述定位基準的選擇原則，分析本零件，根據(jù)零件圖，本零件是一個形狀不復(fù)雜的零件。 粗基準的選擇：本零件將選擇尺寸21所在的上端面作為粗基準； 精基準的選擇：本零件將選擇尺寸21所在的下端面作為精基準。 3.4 切削力及夾緊力計算 3.4.1 切削力的計算 1、刀具：Φ16麻花鉆 2、鉆孔切削力 根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計指南，得鉆削力計算方法： 其中P代表鉆削的力度、t代表鉆削的深度,11mm、S代表每輪的轉(zhuǎn)了以后的進給量, 0.1mm、D─麻花鉆直徑,

42、 Φ16mm、HB─布氏硬度，140HBS， 所以 鉆孔的扭矩： 3.4.2 夾緊力的計算 在計算夾緊力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，由《機床夾具設(shè)計手冊》可知。 其中：為基本安全系數(shù)，取1.5；為加工性質(zhì)系數(shù)，取1.1； 為刀具鈍化系數(shù)，取1.1；為繼續(xù)切削系數(shù)，取1.1； 為夾緊力穩(wěn)定系數(shù)，取1.3；為手動夾緊手柄位置系數(shù)，取1.0。 所以=2.6 實際夾緊力應(yīng)為：。 其中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，，（見《機床夾具設(shè)計手冊》） 所以 取螺栓預(yù)緊力。 根據(jù)《現(xiàn)代制造工藝設(shè)計方法》表2.2-1，選取M16的粗牙螺紋螺栓，材料為45#鋼。 則，遠小于45#

43、鋼的許用拉應(yīng)力，故可用M16螺紋連接來夾緊工件。 3.5 定位誤差分析 論文里面的夾具，定位的的這個面就是基準面，這個基準跟誤差ΔJB=0是沒有重合起來的，按照生產(chǎn)的方法，這個面的粗糙度是12.5，基準位在進行位置移動的時候，產(chǎn)生的誤差的大小就是ΔJw=0.025。 總定位誤差Δdw=ΔJB+ΔJw=0.025＜=0.1（尺寸自由公差），所以說，設(shè)計的這個夾具精確度是達到需要了。 3.6 導向裝置設(shè)計 本次選擇的導向裝置，除了鉆模座以外，還需要選擇鉆套。鉆套是鉆模上特有的元件，它的作用是確定鉆頭，鉸刀等刀具的軸線位置，防止刀具在加工過程中發(fā)生偏斜，保證被加工孔的位置精度和提高工藝

44、系統(tǒng)的剛度。 根據(jù)使用特點，鉆套可分為固定式，可換式，快換式等多種結(jié)構(gòu)形式。 1、固定鉆套 固定鉆套（如圖3.3）直接被壓在鉆模板上，其位置精度要求較高，但磨損后不易更換，鉆模板較薄時，為使鉆套具有足夠的引導長度，應(yīng)采用有肩鉆套。 圖3.3 固定鉆套 2、可換鉆套 可換鉆套（如圖3.4）用于零件單一、大批量生產(chǎn)中，方便更換磨損的鉆套。鉆套和襯套之間采用F7/m6或F7/k6配合，襯套和鉆模板之間采用H7/n6配合。當鉆套磨損后，可卸下螺釘，更換新的鉆套。螺釘能防止鉆套加工時轉(zhuǎn)動及退刀時脫出。 圖3.4 可換鉆套 3、快換鉆套 在工件的一次裝夾中，若順序進行鉆孔、擴

45、孔、鉸孔或攻絲等多個加工工步，需要不同孔徑的鉆套來引導刀具，此時應(yīng)使用快換鉆套（如圖3.5）。更換鉆套時，只需逆時針轉(zhuǎn)動鉆套使削邊平面轉(zhuǎn)至螺釘位置，即可向上快速取出鉆套。 圖3.5 快換鉆套 4、特殊鉆套 因工件的形狀或被加工孔的位置需要而不能使用標準鉆套時，需自行設(shè)計的鉆套稱為特殊鉆套。圖3.6加長鉆套為常見的特殊鉆套，在加工凹面上的孔時使用，為減少刀具與鉆套的摩擦，可將鉆套引導高度H以上的孔徑放大，鉆套的高度H增大，則導向性能好，刀具剛度提高，加工精度高，但鉆套與刀具的磨損加劇，一般取H=1～2.5d。 圖3.6 加長鉆套 本次設(shè)計的要求是要對被零件上Ф16圓柱孔進行

46、鉆孔加工，最后才能實現(xiàn)圖上所要求的加工要求，所以要選快換鉆套來用作刀具的導向元件。 3.7 夾具設(shè)計及操作簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率，但同時要考慮到實際情況，我們,采用手動夾緊。本道工序的鉆床夾具就選擇手動夾緊方式。選擇4-Ф7圓柱孔剩余的2個孔（對角線位置），利用2個內(nèi)六角螺栓對工件進行上下方向的夾緊。 操作簡要說明：將零件4-Ф14上端面方向向上，放置在定位塊上，在4-Ф7圓柱孔的2個孔（對角線位置）內(nèi)插入圓柱銷和菱形銷，選擇4-Ф7圓柱孔剩余的2個孔（對角線位置），利用2個內(nèi)六角螺栓擰緊螺母，將零件夾緊。零件最終得到裝夾。 四 總結(jié) 該畢業(yè)

47、設(shè)計對鉆床夾具進行了一定的研究，在設(shè)計過程中定位方案和夾緊裝置是兩個重點也是兩個難點。該論文的主要任務(wù)是設(shè)計一個鉆床夾具，本次設(shè)計的任務(wù)是加工Ф16-11的圓柱孔，為了使鉆孔的位置精確，必須對零件進行安裝、定位、夾緊。 本次設(shè)計的主要任務(wù)有對零件加工工藝分析，繪制零件圖和毛坯圖。填寫加工工藝過程卡、加工工藝卡片以及機械加工工序卡。對零件進行專用夾具的設(shè)計，確定定位方案、定位元件、夾緊方案、夾緊元件等。最后，通過AUTOCAD完成夾具裝配圖的繪制及零部件的繪制等。 在設(shè)計過程中采用了大量的標準件，這樣可以降低夾具的生產(chǎn)成本，使該鉆床夾具更經(jīng)濟；由于使用專用的夾具，大批量生產(chǎn)單一的零件，即保證

48、了零件的加工精度又提高了零件的生產(chǎn)效率；達到了經(jīng)濟、高效的目的。 畢業(yè)設(shè)計完成之際，我要特別感謝我的指導老師。他為人隨和熱情，治學嚴謹細心。在閑聊中他總是能像知心朋友一樣鼓勵我，在論文的寫作和措辭等方面他也總會以“專業(yè)標準”嚴格要求我，從選題、定題開始，一直到最后論文的反復(fù)修改、潤色，指導老師始終認真負責地給予我深刻而細致地指導，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。正是指導老師的無私幫助與熱忱鼓勵，我的畢業(yè)論文才能夠得以順利完成，謝謝。在此祝愿全天下所有老師身體健康，全家幸福！ 五 參考文獻 [1] 候洪生主編，董國耀主審.機械工程圖學.北京：科學出版社，2001 [2]

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