回轉(zhuǎn)式鉆床夾具設(shè)計(jì).doc

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1、 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 本課題的設(shè)計(jì)任務(wù)是加工零件上三個(gè)徑向Φ12的孔，三個(gè)孔的中心線角度均為20。由于該零件屬于大批量生產(chǎn)，鉆孔精度要求較高，所以設(shè)計(jì)一個(gè)專用的鉆床夾具，保證零件的加工質(zhì)量。 本論文涉及鉆床夾具的設(shè)計(jì)與建模。首先分析加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計(jì)方案；在滿足加工精度的條件下，合理的進(jìn)行安裝、定位、夾緊；在完成夾具草圖后，進(jìn)一步考慮零件間的連接關(guān)系和螺釘、螺母、定位銷等的固定方式，設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)各零部件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；根據(jù)各零件的使用要求，選擇相應(yīng)的材料。并采用Pro/E和CAD軟件完成鉆床夾具的建模與圖紙繪制。

2、 關(guān)鍵詞：鉆床夾具；建模；裝配； CAD Abstract This topic design task is three radialΦ 12 hole processing parts, three hole center line angle was 20. Because the part is produced in large quantities, higher drilling accuracy requirements, so the design of a special drilling jig, spare parts processing quality

3、assurance. Modeling and design of this thesis involves drilling fixture. First of all parts of the processing technology, using the basic principle and method of fixture design, fixture design scheme to satisfy the machining accuracy; in the condition, reasonable installation, positioning, clamping

4、 fixture; in sketch, further consider the fixed parts of the connection between the relations and screw, nut, pin etc. rational design of the structure, to achieve relative motion between each part; according to the requirements of the use of each part, select the appropriate material. Using Pro/E a

5、nd CAD software modeling and drawing drilling fixture drawing. Keywords: drilling jig; modeling; assembly; CAD 目錄 摘 要 1 Abstract 1 緒 論 2 0.1 機(jī)床夾具的發(fā)展概括 2 0.2 機(jī)床夾具的發(fā)展方向 2 0.3 夾具的特點(diǎn) 3 0.4 夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 4 0.5 本論文的研究目的、意義 4 第1章 鉆床夾具的總體設(shè)計(jì) 5 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 5 1.2 夾具的設(shè)計(jì)步驟 6 1.3 鉆床夾具的設(shè)計(jì) 7 第2章 夾具的

6、工作原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 2.1 對(duì)定位元件的基本要求 8 2.2 定位方案與定位元件 8 2.3 夾緊 8 2.4 鉆削切削力 9 2.5 實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算 11 2.5 夾具的使用方法 14 第3章 鉆床夾具體及夾具零件的設(shè)計(jì) 15 3.1 夾具體的要求 15 3.2 夾具體毛坯的類型 15 3.3 鉆模板以及鉆套的設(shè)計(jì) 16 第4章 夾具誤差的計(jì)算 21 4.1 角度尺寸公差 21 4.2 定位誤差 21 4.3 工件在夾具上加工的精度分析 22 4.4 夾具誤差的計(jì)算 23 第5章 零件材料及三維建模 25 5.1 標(biāo)準(zhǔn)件 25 5.2 夾具

7、體 26 5.3 可換鉆套 27 5.4 手柄 29 結(jié)束語(yǔ) 30 致謝 31 參考文獻(xiàn) 32 緒 論 0.1 機(jī)床夾具的發(fā)展概括 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀：機(jī)床夾具是在機(jī)械制造過程中，用來固定加工對(duì)象，使之占有正確的空間位置，用來加工或檢測(cè)并保證加工要求的機(jī)床附加裝置，簡(jiǎn)稱為夾具。 夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)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(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)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，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳

8、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(shí)際磨損量?jī)H為10％～20％左右，為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我們?cè)诙潭處啄陜?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(fèi)，為了減少這種情況，我們可以采用數(shù)控機(jī)床的柔性化制造技術(shù)。 近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3）能

9、適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具； 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； 5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 0.2 機(jī)床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向：主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化、柔性化和模塊化等五個(gè)方面。 （1）標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148～T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 （2）精密化 隨著

10、機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。 （3）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾

11、具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。 （4）柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。 （5）模塊化 模塊化的設(shè)計(jì)省時(shí)、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具

12、的系統(tǒng)中，為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)和用戶使用檔案庫(kù)，可進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行夾具的三維實(shí)體組裝。模擬仿真刀具的切削過程，為用戶提供正確、合理的配套方案，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。 0.3 夾具的特點(diǎn) 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(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 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(shí)間，以提高生產(chǎn)效率。 3）工藝性好 專用夾

13、具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，合理，便于加工，裝配，檢驗(yàn)和維修。專用夾具的生產(chǎn)屬于小批量生產(chǎn)。 4）使用性好 專用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)單，省力，安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑機(jī)構(gòu)。 5）經(jīng)濟(jì)型好 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。 0.4 夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 確定各表面加工方案，在選擇各表面孔的加工方法時(shí)，需綜合考慮以下因素： （1）要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

14、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(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)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(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。 0.5 本論文的研究目的、意義 多年來，機(jī)械制造過程中把設(shè)計(jì)藍(lán)圖比喻成工程師的語(yǔ)言，對(duì)于機(jī)床專用夾具而言，也總是利用眾多視圖的不同投影來描繪，采用標(biāo)注各種線條和符號(hào)繪圖，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且一旦理解有誤或形體表現(xiàn)，將會(huì)影響產(chǎn)品的制造和質(zhì)量。 采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，零件的造型如同車間中加工零件的過程一樣，設(shè)計(jì)完成以后，零件就“加工

15、”出來了，這樣不需要很強(qiáng)的空間想象力就可以設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的真實(shí)三維模型，經(jīng)過虛擬裝配，可清楚地檢驗(yàn)出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性.空間布置是否干涉等問題。造型結(jié)束后，將設(shè)計(jì)模型投影到二維圖紙空間，就可自動(dòng)生成工程圖紙的三視圖.軸側(cè)圖.剖視圖等，大大方便了設(shè)計(jì)過程，形象直觀易于接受，從而達(dá)到更快地設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品。 本課題在探討機(jī)床專用夾具的基本知識(shí)和基本理論的同時(shí)，研究如何利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)專用夾具以及如何對(duì)專用夾具進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)，形成專用夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 第1章 鉆床夾具的總體設(shè)計(jì) 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)鉆床夾具，零件的基本形狀如下圖所示，零件為扇形需要

16、加工的主要是徑向三個(gè)Φ12的孔，三個(gè)孔的中心線角度均為20。為了使鉆孔的位置精確，必須對(duì)零件進(jìn)行固定定位，提高加工精度，使之滿足使用要求。專用夾具設(shè)計(jì)，方便加工及裝卸，節(jié)省時(shí)間，提高工作效率。 圖2-1 加工零件圖 如圖被加工零件的材料為10#鋼扇形的半徑為69mm，孔深為27mm，孔直徑為12mm，三個(gè)孔均勻的徑向分布，并且零件需要大量的生產(chǎn)所以設(shè)計(jì)一個(gè)臥軸回轉(zhuǎn)式鉆床夾具，通過開口墊圈和螺母的配合使用提高生產(chǎn)效率，采用分度盤和定位銷提高零件的加工精度。 1.2 夾具的設(shè)計(jì)步驟 1.2.1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)書與收集設(shè)計(jì)材料 夾具設(shè)計(jì)的第一步是在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提

17、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)書收集有關(guān)材料，如機(jī)床的技術(shù)參數(shù)，夾具零部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)和裝訂標(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)樣圖，并了解該廠的工裝制造水平，以供參考。 1.2.2 擬定夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖 A）確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置。 B）確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。 C）確定對(duì)刀或?qū)蚍桨?，設(shè)計(jì)對(duì)刀或?qū)蜓b置。 D）確定夾具與機(jī)床的連

18、接方式，設(shè)計(jì)連接元件及安裝基面。 E）確定和設(shè)計(jì)其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)型式，如分度裝置、定位裝置及吊裝元件等。 F）確定夾具體的結(jié)構(gòu)型式及夾具在機(jī)床上的安裝方式。 G）繪制夾具草圖，并標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求。 1.2.3 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)效益較好的方案。 1.2.4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)他們的意見對(duì)夾具方案作進(jìn)一步修改。 1.2.5 繪制夾具裝配總圖 夾具的總裝配圖應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制。繪圖比例

19、盡量采用1:1. 主視圖按夾具面對(duì)操作者的反向繪制。總圖應(yīng)把夾具的工作原理、各種裝置的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系表達(dá)清楚。 1.2.6 夾具總圖的繪制次序如下： 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 E)完整的夾具裝配總圖可參閱夾具圖冊(cè)。 1.2.7 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

20、差及技術(shù)要求。 1.3 鉆床夾具的設(shè)計(jì) 1-分度對(duì)定銷 2-定位套 3-開口墊圈 4-螺母 5-定位銷軸 6-工件 7-鉆套 8-分度盤 9-手柄 10-襯套 11-捏手 12-夾具體 13-擋銷 圖2-1夾具的裝配圖 如圖2-1夾具的總裝配圖，12夾具體和鉆模板的材料均為灰鑄鐵（HT200）。開口墊圈視為了實(shí)現(xiàn)工件的快速拆裝提高生產(chǎn)效率，本夾具為鉆床專用夾具生產(chǎn)的工件需要大批量生產(chǎn)所以鉆套選用的是可換鉆套，分度對(duì)定銷是為了保證工件上三個(gè)孔的角度的精度，軸右端為圓螺母和圓螺母用止動(dòng)墊圈兩者配合使用可以保證軸左右的移動(dòng)量不會(huì)過大，減省了裝配工件的時(shí)間，提高了工件的生產(chǎn)效率。擋銷1

21、3可以保證工件和分度盤不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)及可以轉(zhuǎn)過相同的角度。 第2章 夾具的工作原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 對(duì)定位元件的基本要求 2.1.1 足夠的精度 由于工件的定位是通過定位副的接觸（或配合）實(shí)現(xiàn)的，定位元件上限位基面的精度直接影響工件的定位精度，因此，限位基面應(yīng)有足夠的精度，以適應(yīng)加工的要求。 2.1.2 足夠的強(qiáng)度和剛度 定位元件不僅限制工件的自由度，還有支撐元件、承受夾緊力和切削力的作用，因此，因有足夠的強(qiáng)度和剛度，以免使用中變形或損毀。 2.1.3 耐磨性好 工件的裝卸會(huì)磨損定位元件的限位基面，導(dǎo)致定位精度下降。定位精度下降到一定程度時(shí)，定位元件必須更換，否則，夾具不

22、能繼續(xù)使用。為了延長(zhǎng)定位元件的更換周期，提高夾具的使用壽命，定位元件應(yīng)有較好的耐磨性。 2.1.4 工藝性好 定位元件的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、合理，便于加工、裝配和更換。 2.2 定位方案與定位元件 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，能滿足加工要求的為正確，不能滿足加工要求的為不正確。一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，各個(gè)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(gè)工件的位置變動(dòng)量必須控制在加工誤差所允許的范圍之內(nèi)。 該設(shè)計(jì)為了滿足鉆孔的需要，在定位過程中需要保證零件的中心軸線與夾具的軸線的同

23、軸度，并且需要保證工件的端面和分度盤面的平行度。Φ12的中心線和軸的中線的垂直度，所以工件的定位采用短心軸和小平面定位。 2.3 夾緊 對(duì)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(dāng)，一批工件的夾緊力要穩(wěn)定不變。既要保證工件在整個(gè)加工過程中的位置穩(wěn)定不變，振動(dòng)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(jì)越復(fù)雜、效率越高的夾緊裝置。 工藝性好，使用性好。其結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單，便于制造和維修。夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力。 在夾緊工件的過

24、程中，夾緊作用的效果會(huì)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(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則： （1） 工件不移動(dòng)原則 夾緊過程中，應(yīng)不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。 （2） 工件不變形原則 夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證夾緊可靠，又應(yīng)使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。 （3） 工件不振動(dòng)原則 對(duì)剛性較差的工件，或者進(jìn)行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應(yīng)提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動(dòng)。 （4） 安全可靠原則 夾緊傳力機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的夾緊行程，手動(dòng)夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。 （5）

25、 經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則 夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，便于制造、維修，工藝性能好；操作方便、省力，使用性能好。 夾緊機(jī)構(gòu)---傳遞夾緊力，它是直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。要使動(dòng)力裝置所產(chǎn)生的力或人力正確地作用到工件上，需有適當(dāng)?shù)膫鬟f機(jī)構(gòu)。在工件夾緊過程中起力的傳遞作用的機(jī)構(gòu)，稱為夾緊機(jī)構(gòu)。 夾緊機(jī)構(gòu)在傳遞力的過程中，能根據(jù)需要改變力的大小、方向和作用點(diǎn)。手動(dòng)夾具的夾緊機(jī)構(gòu)還應(yīng)具有良好的自鎖性能，以保證人力的作用停止后，仍能可靠地夾緊工件。 2.4 鉆削切削力 需要鉆孔零件的材料為10號(hào)鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，鋼材的平均含碳量

26、為0.1%。 10號(hào)鋼力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度 ；屈服強(qiáng)度 ；伸長(zhǎng)率 δ≥25%；斷面收縮率 ψ ≥5%；硬度：未熱處理≤156HB。 鉆削切削力的計(jì)算公式如表2-1： 表2-1 鉆削切削力的計(jì)算公式 工件材料 加工 方法 刀具材料 切削扭矩 計(jì)算公式 切削力 計(jì)算公式 結(jié)構(gòu)鋼和鑄鋼=736MPa 鉆 高速鋼 擴(kuò)鉆 耐熱鋼（HB141） 鉆 灰鑄鐵（HB190） 硬質(zhì)合金 擴(kuò)鉆 高速鋼 可鍛鑄鐵（HB120） 鉆 硬質(zhì)合金 銅合金 高速鋼

27、 鉆削時(shí)的進(jìn)給量 f：0.15~0.32mm/轉(zhuǎn)，取f=0.2mm/轉(zhuǎn) 由表3-3可知，切削扭矩的計(jì)算公式 （式2-1） 為修正參數(shù)，它的計(jì)算公式 因?yàn)?0號(hào)鋼的抗拉強(qiáng)度 ，取 （2-2） 孔，帶入式2-1得： （2-3） 孔，帶入式2-1得： （2-4） 由表2-3可知，

28、切削力的計(jì)算計(jì)算公式如下，其中f=0.2mm/轉(zhuǎn) （2-5） 計(jì)算孔的切削力，帶入式2-5得： （2-6） 計(jì)算孔的切削力，帶入式2-5得： （2-7） 2.5 實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大型工件還應(yīng)考慮工件重力，運(yùn)動(dòng)的工件還應(yīng)考慮慣性力等）的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論

29、夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： （式2-8） 式中 —實(shí)際所需夾緊力（N）； —在一定條件下，由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力（N）； —安全系數(shù)。 安全系數(shù)K可按下試計(jì)算： （式2-9） 式中，為各種因素的安全系數(shù)，如表2-2。 表2-2 安全系數(shù)的數(shù)值 符號(hào) 考慮的因素 系數(shù)值 考慮工件材料及加工余量均勻性的安全系數(shù) 1.2~1.5

30、 加工性質(zhì) 粗加工 1.2 精加工 1.0 刀具鈍化程度（詳見表3） 0~1.9 切削特點(diǎn) 連續(xù)切削 1.0 斷續(xù)切削 1.2 夾緊力的穩(wěn)定性 手動(dòng)夾緊 1.3 機(jī)動(dòng)夾緊 1.0 手動(dòng)夾緊的手柄位置 操作方便 1.0 操作不方便 1.2 僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)，工件與支撐面接觸的情況 接觸點(diǎn)穩(wěn)定 1.0 接觸點(diǎn)不穩(wěn)定 1.5 若安全系數(shù)K的計(jì)算結(jié)果小于2.3時(shí)，取K=2.5。 鉆孔時(shí)，根據(jù)表2-1、表2-2，帶入式2-9，計(jì)算相應(yīng)的安全系數(shù)得：

31、 （式2-10） 表2-3 安全系數(shù) 加工方法 切削力分力情況 K 鉆削 鑄鐵 鋼 1.15 1.15 粗?jǐn)U（毛坯） 1.0 1.0 1.3 1.3 精擴(kuò) 1.2 1.2 1.2 1.2 粗車或粗鏜 1.0 1.0 1.2 1.4 1.25 1.6 精車或精鏜 1.05 1.0 1.4 1.05 1.3 1.0 圓周銑削 （粗、精） 1.2~1.4 1.6~1.8(含碳量小于0.3%) 1.2~1.4(含碳量大于0.3%) 端面銑削

32、（粗、精） 1.2~1.4 1.6~1.8(含碳量小于0.3%) 1.2~1.4(含碳量大于0.3%) 磨削 1.15~1.2 拉削 F 1.5 2.5 夾具的使用方法 加工扇形工件上三個(gè)徑向孔，擰緊螺母，通過開口墊圈將工件加緊。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，可將分度盤松開，用捏手將分度對(duì)定銷從定位套中拔出，將分度盤連同工件一起轉(zhuǎn)過20，再將分度對(duì)定銷插入定位套4′或4″中，即實(shí)現(xiàn)了分度。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄7將分度盤鎖緊即可加工。 第3章 鉆床夾具體及夾具零件的設(shè)計(jì) 3.1 夾具體的要求 1）有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、

33、安裝對(duì)刀或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面（與機(jī)床相連接的表面）等，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取? 為使夾具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。 2)有足夠的強(qiáng)度和剛度 加工過程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不產(chǎn)生變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。因此夾具體需要有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體常設(shè)置加強(qiáng)筋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體。 3)結(jié)構(gòu)工藝性好 夾具體應(yīng)便于制造、裝配和檢驗(yàn)。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應(yīng)鑄出凸臺(tái)，以減少加工面積。夾具體毛面與工件之間應(yīng)留有足夠的間隙，一般為4

34、~15mm。夾具體結(jié)構(gòu)型式應(yīng)便于工件的裝卸，分為開式結(jié)構(gòu)、半開式結(jié)構(gòu)、框架式結(jié)構(gòu)等。 4)排屑方便 切屑多時(shí)，夾具體上應(yīng)考慮排屑結(jié)構(gòu)?？梢栽趭A具體開排屑槽、在夾具體下部設(shè)置排屑斜面。 5)在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，重心越高則支承面應(yīng)越大；夾具底面四邊應(yīng)凸出，使夾具體的安裝基面與機(jī)床的工作臺(tái)面接觸良好。接觸邊或支腳的寬度應(yīng)大于機(jī)床工作臺(tái)梯形槽的寬度，應(yīng)一次加工出來，并保證一定的平面精度；當(dāng)夾具在機(jī)床主軸上安裝時(shí)，夾具安裝基面與主軸相應(yīng)表面應(yīng)有較高的配合精度，并保證夾

35、具體安裝穩(wěn)定可靠。 3.2 夾具體毛坯的類型 1） 鑄造夾具體 鑄造夾具體的優(yōu)點(diǎn)是工藝性好，可鑄出各種復(fù)雜形狀，具有較好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性，但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，需進(jìn)行時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。常用材料為灰鑄鐵（如HT200），要求強(qiáng)度高時(shí)用鑄鋼（如ZG270-500），要求重量輕時(shí)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(jiǎn)單、尺寸不大、

36、要求強(qiáng)度和剛度大的場(chǎng)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。 在該畢業(yè)設(shè)計(jì)中采用鑄造夾具體，蓋板、中間板、底板的材料均采用灰鑄鐵（HT200）。HT200指的是最低抗拉強(qiáng)度為200MPa的灰鑄鐵，是較高強(qiáng)度鑄鐵，基體為珠光體，強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性、減振性均較好，鑄造性能也較好，使用前需要進(jìn)行人工時(shí)效處理，主要用來鑄造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸、汽缸套、車床床身等承受壓力及振動(dòng)部件。 工作條件: 1.承受較大應(yīng)力的零件（彎曲應(yīng)力

37、<29.40MPa）； 2. 摩擦面間的單位面積壓力>0.49MPa（大于10t在磨損下工作的大型鑄件壓力>1.47MPa）； 3.要求一定的氣密性或耐弱腐蝕性介質(zhì)。 3.3 鉆模板以及鉆套的設(shè)計(jì) 1、鉆模板 鉆模板結(jié)構(gòu)形式的選擇：在設(shè)計(jì)鉆模板的結(jié)構(gòu)時(shí)，主要要根據(jù)工件的外形大小、加工部位、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)規(guī)模以及機(jī)床類型等條件而定。要求所設(shè)計(jì)的鉆模板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、制造容易。 鉆模板用于安裝鉆套，并確保鉆套在鉆模板上的正確位置。常見的鉆模板有固定式、鉸鏈?zhǔn)?、可卸式、懸掛式等四種結(jié)構(gòu)形式 （1）固定式鉆模板 固定式鉆模板與夾具是固定連接的可以與夾具體做成一體，也可以用螺釘

38、將它與夾具體相連接。采用這種鉆模板鉆孔，位置精確度較高。 （2）鉸鏈?zhǔn)姐@模板 鉸鏈?zhǔn)姐@模板與夾具體通過鉸鏈連接。翻轉(zhuǎn)：裝卸工件時(shí)，將鉆模板往上翻；加工時(shí)將鉆模板往下翻，并用菱形銷定位。夾緊：采用鉸鏈?zhǔn)姐@模板，工件可以在夾具上方裝入，裝卸工件方便；但翻轉(zhuǎn)鉆模板費(fèi)工費(fèi)時(shí)，效率較低，且鉆模板位置精度受鉸鏈間隙影響，鉆孔位置精度不高；它主要用于生產(chǎn)規(guī)模不大、鉆孔精度要求不高的場(chǎng)合。 （3）懸掛式鉆模板 懸掛式鉆模板是與機(jī)床主軸箱連接的，懸掛式鉆模板通常用在多軸傳動(dòng)頭加工平行孔系時(shí)采用，生產(chǎn)效率高，適于在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。 2、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

39、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系統(tǒng)的剛度。 根據(jù)使用特點(diǎn)，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4-1）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(shí)，為使鉆套具有足夠的引導(dǎo)長(zhǎng)度，應(yīng)采用有肩鉆套。 圖4-1 固定鉆套 （2）可換鉆套 可換鉆套（如圖4-2）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(dāng)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(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)及退刀時(shí)脫出。

40、 圖4-2 可換鉆套 （3） 快換鉆套 在工件的一次裝夾中，若順序進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔或攻絲等多個(gè)加工工步，需要不同孔徑的鉆套來引導(dǎo)刀具，此時(shí)應(yīng)使用快換鉆套（如圖4-3）。更換鉆套時(shí)，只需逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)鉆套使削邊平面轉(zhuǎn)至螺釘位置，即可向上快速取出鉆套。 削邊的方向應(yīng)考慮刀具的旋向，以免鉆套自動(dòng)脫出。 圖4-3 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(biāo)準(zhǔn)鉆套時(shí)，需自行設(shè)計(jì)的鉆套稱為特殊鉆套。圖4-4加長(zhǎng)鉆套為常見的特殊鉆套，在加工凹面上的孔時(shí)使用，為減少刀具與鉆套的摩擦，可將鉆套引導(dǎo)高度H以上的孔徑放大，鉆套的高度H增大，則導(dǎo)向性能好，刀具剛度提高

41、，加工精度高，但鉆套與刀具的磨損加劇，一般取H=1～2.5d。 圖4-4 加長(zhǎng)鉆套 3、 鉆模板和鉆套的具體設(shè)計(jì) 該夾具用于零件的大批量生產(chǎn)，在鉆孔的過程中，鉆套經(jīng)常發(fā)生磨損，如果設(shè)計(jì)成固定鉆套，在使用一段時(shí)間后，磨損的鉆套會(huì)影響零件的加工精度。當(dāng)單一鉆孔、大批量生產(chǎn)時(shí)，為便于更換磨損的鉆套，選用可換鉆套。在保證鉆模板有足夠剛度的前提下，要盡量減輕其重量。在生產(chǎn)中，鉆模板的厚度往往按鉆套的高度來確定，一般在10~30mm之間。如果鉆套較長(zhǎng)，可將鉆模板局部加厚。 此處，鉆模板的厚度設(shè)計(jì)為20mm，滿足加工要求。鉆套和襯套之間采用Φ18 F7/m6配合，襯套和鉆模板之間采用Φ24 H

42、7/n6配合，當(dāng)鉆套磨損后，可卸下鉆套用的螺釘，更換新的鉆套。 排屑空間h指鉆套底部與工件表面之間的空間。增大h值，排屑方便，但刀具的剛度和孔的加工精度都會(huì)降低。鉆削易排屑的鋼件時(shí)，常取h=(0.3~0.7)d；鉆削較難排屑的鋼件時(shí)，常取h=（0.7~1.5）d。鉆模板與夾具的連接固定：鉆模板支撐鉆套，對(duì)鉆套進(jìn)行固定。因?yàn)槁葆敼潭ㄓ锌障稌?huì)產(chǎn)生誤差，影響加工精度，所以將螺釘用在連接固定上，再加上圓錐銷進(jìn)行固定，使鉆模板與夾具體緊密結(jié)合，避免加工時(shí)螺釘松動(dòng)產(chǎn)生誤差，影響加工。 第4章 夾具誤差的計(jì)算 4.1 角度尺寸公差 規(guī)定了未注出公差的角度尺寸的極限偏差數(shù)值；適用于金屬切削加工的

43、尺寸，也適用于一般的沖壓加工的尺寸，非金屬材料和其他工藝方法加工的尺寸可參照采用。 一般公差分精密、中等、粗糙、最粗共4個(gè)公差等級(jí)，按未注公差的線性尺寸和角度尺寸分別給出了各公差等級(jí)的極限偏差數(shù)值。 表4-1 角度尺寸的極限偏差數(shù)值 公差等級(jí) 長(zhǎng)度分段mm ~10 >10~50 >50~120 >120~400 >400 精密f 中等m 粗糙c 最粗v 4.2 定位誤差 一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，由于工件及定位元件存在加工誤差，使各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，加工后加工尺寸不一致，

44、形成定位誤差，用表示。 造成定位誤差的原因有兩個(gè)：一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差；二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。 由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合以及定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合是造成定位誤差的原因，因此，定位誤差是基準(zhǔn)不重合誤差與基準(zhǔn)位移誤差的合成。計(jì)算時(shí)，和計(jì)算出和，然后將兩者合成而得。 合成時(shí)，若工序基準(zhǔn)不在定位基面上（工序基準(zhǔn)與定位基面為兩個(gè)獨(dú)立的表面），即與無相關(guān)公共變量，則=+。 若工序基準(zhǔn)在定位基面上，即與有相關(guān)公共變量，則=。 在定位基面尺寸變動(dòng)方向一定（由大到小，由小到大）的條件下，（或定位基準(zhǔn)）與（或工序基準(zhǔn)）的變動(dòng)方向相同，取

45、“+”號(hào)；變動(dòng)方向相反，取“-”號(hào)。 4.3 工件在夾具上加工的精度分析 1. 影響加工精度的因素 圖4-1 工件在夾具上加工時(shí)影響加工精度的主要因素 如圖4-1所示，用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度有關(guān)的因素，有定位誤差、對(duì)刀誤差、夾具在機(jī)床上的安裝誤差和夾具誤差。在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差。上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對(duì)工件的位置不精確，從而形成總的加工誤差。 4.4 夾具誤差的計(jì)算 4.4.1 定位誤差 機(jī)床夾具的主要功能：在機(jī)床上加工工件時(shí)，先將工件裝好，然后用夾具夾緊工件。將工件

46、裝好，就是在機(jī)床上確定工件相對(duì)于刀具的正確位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對(duì)工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。機(jī)床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作。工件裝夾情況的好壞，將直接影響工件的加工精度，因此，準(zhǔn)確定位就是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，現(xiàn)在需計(jì)算定位誤差。 定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)均為分度盤端面 4.4.2 對(duì)刀誤差 因刀具相對(duì)于對(duì)刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱為對(duì)刀誤差。鉆頭與鉆套間的間隙，會(huì)引起鉆頭的位移或傾斜，造成加工誤差。 圖4-2 鉆模對(duì)刀誤差 鉆模對(duì)刀誤差的計(jì)算如圖5-3所示，刀

47、具與鉆套的最大配合間隙的存在會(huì)引起刀具的偏斜，將導(dǎo)致加工孔的偏移量 (4-1) 式中 B—工件厚度； H—鉆套高度； h—排屑空間的高度。 工件厚度大時(shí)，按計(jì)算對(duì)刀誤差：； 工件薄時(shí)，按計(jì)算對(duì)刀誤差：。 本工件的加工厚度為27mm，所以應(yīng)按來計(jì)算，計(jì)算得ΔT=1.73mm 4.4.3 夾具安裝誤差 因夾具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。 本夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0. 4.4.4 夾具誤差

48、 因夾具上定位元件、對(duì)刀或?qū)蛟?、分度裝置及安裝基準(zhǔn)之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；定位元件相對(duì)于對(duì)刀或?qū)蛟ò瑢?dǎo)向元件之間）的尺寸或位置誤差；導(dǎo)向元件相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時(shí)，還存在分度誤差。以上幾項(xiàng)共同組成夾具誤差。 4.4.5 加工方法誤差 因機(jī)床精度、刀具精度、刀具與機(jī)床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項(xiàng)誤差影響因素多，又不便于計(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的1/3.計(jì)算時(shí)可設(shè) 4.4.6 保證加工精度的條件

49、 工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是 即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸。 為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)，需留出一定的精度儲(chǔ)備量。因此將上式改寫為 或 當(dāng)時(shí)，夾具能滿足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長(zhǎng)短和夾具總圖上各項(xiàng)公差值確定得是否合理。 第5章 零件材料及三維建模 5.1 標(biāo)準(zhǔn)件 圖5-1 本設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)件，如螺釘、螺母、螺栓等零件，常用于元件間的連

50、接、定位、固定，要求有一定的工藝性能和良好的塑性，在使用過程中可能要承受力的作用，所以需要有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。 根據(jù)對(duì)金屬材料的認(rèn)識(shí)和了解，35號(hào)鋼滿足使用要求。 35號(hào)鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，有良好的塑性和適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，工藝性能較好，焊接性能也可以，大多在正火狀態(tài)和調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用（正火：指將鋼材或鋼件加熱到鋼的上臨界點(diǎn)溫度以上，30～50℃保持適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理的工藝；正火的目的：提高低碳鋼的 力學(xué)性能，改善切削加工性，細(xì)化晶粒，消除組織缺陷。調(diào)質(zhì)：指將鋼材或鋼件進(jìn)行淬火及高溫回火的復(fù)合熱處理工藝）。 35號(hào)鋼廣泛用于制造各種鍛件、熱壓件、冷拉和頂鍛鋼材，機(jī)械制造中的零件，如曲

51、軸、轉(zhuǎn)軸、杠桿、連桿、套筒、輪圈、墊圈以及螺釘、螺母等。 35號(hào)鋼的力學(xué)性能如下： 抗拉強(qiáng)度： 屈服強(qiáng)度： 伸長(zhǎng)率： 斷面收縮率： 未熱處理硬度： 5.2 夾具體 圖5-2 夾具體的毛坯類型有：鑄造夾具體、焊接夾具體、鍛造夾具體、型材夾具體四種。 本設(shè)計(jì)中對(duì)零件鉆孔，需要夾具體有良好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗震性，所以選用鑄造夾具體，常見的材料為灰鑄鐵，如HT200。. HT200指的是最低抗拉強(qiáng)度為200MPa的灰鑄鐵，是具有較高強(qiáng)度鑄鐵，基體為珠光體，強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性也良好；鑄造性能較好，需要進(jìn)行人工時(shí)效處理（時(shí)效處理：消除零件在長(zhǎng)期使用中尺寸

52、、形狀發(fā)生變化，常在低溫回火后，精加工前，把工件重新加熱到100-150℃，保持5-20小時(shí)。對(duì)在低溫或動(dòng)載荷條件下的鋼材構(gòu)件進(jìn)行時(shí)效處理，以消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要）。 灰鑄鐵的工作條件： 1.能承受較大應(yīng)力的零件（彎曲應(yīng)力<29.40MPa）。 2.摩擦面間的單位面積壓力>0.49MPa（大于10t在磨損下工作的大型鑄件壓力>1.47MPa）。 3.要求一定的耐弱腐蝕性介質(zhì)。 灰鑄鐵的運(yùn)用場(chǎng)合：一般運(yùn)用于蓋、油盤、手輪、手把、支架、座板、重錘等形狀簡(jiǎn)單、不甚重要的零件。這些鑄件通常不經(jīng)試驗(yàn)即被采用，一般不須加工，或者只須經(jīng)過簡(jiǎn)單的機(jī)械加工。 5.3 可換鉆套

53、 圖5-3 在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中，為便于更換磨損的鉆套，選用可換鉆套（圖5-3）。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(dāng)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(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)及退刀時(shí)脫出。 鉆套使用頻率較高，耐磨性要求較高；在鉆孔的過程中，有振動(dòng)，要求材料具有一定的抗性振能，選用T10A。 T10A是一種碳素工具鋼，適于制造切削條件差、耐磨性要求較高，且不受忽然和劇烈振動(dòng)的零件和刀具。力學(xué)性能：退火硬度 ≤197HB，淬火硬度≥62HRC。 T10A典型應(yīng)用舉例： 1）用于制作一般沖模，批量＜10萬件時(shí)，被沖材料為軟態(tài)低

54、碳鋼板，料厚小于1mm。 2）用于制造冷拔、拉伸凹模，在工作中磨損超差后，可先經(jīng)過高溫回火，然后重新常規(guī)淬火，可自行縮孔復(fù)厚。 3）用于制造剪切厚度為11mm中厚鋼板的長(zhǎng)剪刃，施行薄殼淬火后，抗疲勞強(qiáng)度高，崩刃傾向低，適用壽命比9CrWMn鋼高7倍。 4）用于沖制軟質(zhì)硅鋼片上的小孔。 5）可用于制造料厚小于3mm的沖裁模的凸模、凹模、鑲塊，做凸模時(shí)硬度時(shí)硬度選用58—62HRC；做凹模時(shí)硬度選用60—64HRC；制造一般彎曲模的凸模、凹模、鑲塊，硬度選用56—60HRC；制作一般拉延模的凸模、凹模、鑲塊，要求做凸模時(shí)硬度選用58—62HRC，做凹模是硬度選用60—64HRC；用于制造鋁

55、件冷擠壓模中的凹模時(shí)硬度選62—64HRC。 6）用于各種中小批量生產(chǎn)的冷沖模，以及需要在薄殼硬化狀態(tài)下適用的整體式冷鐓模、沖剪工具等。 7）用于冷作沖頭（凸模），輕載荷、下尺寸，硬度58—60HRC；用于六角螺母冷鐓模，硬度48—52HRC。 8）采用該鋼可用于制作拉絲模和簡(jiǎn)單的沖裁模。 5.4 手柄 圖5-4 在本設(shè)計(jì)中，手柄的作用：在加工前旋轉(zhuǎn)手柄，使軸和壓板相對(duì)運(yùn)動(dòng)，壓板夾緊分度盤，實(shí)現(xiàn)夾緊，在這里對(duì)手柄的形狀、性能沒有特殊要求， 手柄一班采用20號(hào)鋼。 鋼中可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。低碳鋼--含碳量一般小于0.25%；中碳鋼--含碳量一般在0.25～0.6

56、0%之間；高碳鋼--含碳量一般大于0.60%。 20號(hào)鋼屬于優(yōu)質(zhì)低碳碳素鋼，強(qiáng)度低，韌性、塑性和焊接性均好；抗拉強(qiáng)度為253-500MPa，伸長(zhǎng)率≥24%。 用途：適用于制造汽車、拖拉機(jī)及一般機(jī)械制造業(yè)中建造不太重要的中小型滲碳碳氮共滲等零件，如汽車上的手剎蹄片、杠桿軸、變速箱速叉、傳動(dòng)被動(dòng)齒輪及拖拉機(jī)上凸輪軸、懸掛均衡器軸、均衡器內(nèi)外襯套等；在熱軋或正火狀態(tài)下用于制造受力不大，而要求韌性高的各種機(jī)械零件；在重、中型機(jī)械制造業(yè)中，如鍛制或壓制的拉桿、鉤環(huán)、杠桿、套筒、夾具等。在汽輪機(jī)和鍋爐制造業(yè)中多用于壓力≤6N/平方，溫度≤450℃的非腐化介質(zhì)中工作的管子、法蘭、聯(lián)箱及各種緊固件；在鐵

57、路、機(jī)車車輛上用于制造十字頭、活塞等鑄件。 結(jié)束語(yǔ) 該畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)鉆床夾具進(jìn)行了一定的研究，在設(shè)計(jì)過程中定位方案和夾緊裝置是兩個(gè)重點(diǎn)也是兩個(gè)難點(diǎn)。該論文的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)鉆床夾具，在零件上鉆三個(gè)徑向孔，為了使鉆孔的位置精確，必須對(duì)零件進(jìn)行安裝、定位、夾緊。 在鉆頭鉆孔的過程中，切削力和切削扭矩可能會(huì)是零件發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，影響加工精度，因此需要用夾緊裝置將零件夾緊。常用的夾緊裝置有：偏心夾緊機(jī)構(gòu)、斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、彈性?shī)A頭、彈性薄壁夾盤、壓板夾緊機(jī)構(gòu)等等。在鉆孔過程中，振動(dòng)可能會(huì)是偏心夾緊機(jī)構(gòu)出現(xiàn)松動(dòng)的情況，所以根據(jù)題目所需采用壓板夾緊機(jī)構(gòu)。 在設(shè)計(jì)過程中采用了大量的標(biāo)準(zhǔn)件，這

58、樣可以降低夾具的生產(chǎn)成本，使該鉆床夾具更經(jīng)濟(jì)；由于使用專用的夾具，大批量生產(chǎn)單一的零件，即保證了零件的加工精度又提高了零件的生產(chǎn)效率；達(dá)到了經(jīng)濟(jì)、高效的目的。 致謝 經(jīng)過了一個(gè)多月的學(xué)習(xí)和努力，我終于完成了《回轉(zhuǎn)式鉆床夾具》的論文。記得在剛選到這個(gè)課題時(shí)，由于夾具設(shè)計(jì)以及相關(guān)知識(shí)不是很了解，我都有些茫然不知所措，不知從何入手，于是我給自己提出了一系列問題：如何做畢業(yè)設(shè)計(jì)、做畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求、我要設(shè)計(jì)一個(gè)怎樣的夾具、要達(dá)到什么樣的效果、實(shí)現(xiàn)什么樣的功能、與那些專業(yè)知識(shí)有關(guān)聯(lián)等。后來，在老師的引導(dǎo)下，我清楚要做好畢業(yè)設(shè)計(jì)，必須了解相關(guān)的專

59、業(yè)知識(shí)，去圖書館查閱相關(guān)資料、上網(wǎng)去了解鉆床夾具的最新動(dòng)向。 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我學(xué)到的不僅僅是畢業(yè)設(shè)計(jì)本身，還有很多畢業(yè)設(shè)計(jì)之外的東西，一種態(tài)度，既是對(duì)學(xué)術(shù)的態(tài)度，也是對(duì)人生的態(tài)度，盡自己所能，認(rèn)真做好手邊的事情。 在這里我要特別感謝我的指導(dǎo)老師—王老師。他總是鼓勵(lì)我，在論文的寫作和措辭等方面他也總會(huì)以“專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”嚴(yán)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(rùn)色，王老師始終認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予我深刻而細(xì)致地指導(dǎo)，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。正是王老師的無私幫助與熱忱鼓勵(lì)，我的畢業(yè)論文才能夠得以順利完成，謝謝王老師。 在此祝愿全天下所有老師身體健康，全家幸福！

60、 參考文獻(xiàn) （1）《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 上海科學(xué)技術(shù)出版社，1998。 （2）《夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》楊黎明主編， 國(guó)防工業(yè)出版社， 1996。 （3）《現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》朱耀祥 蒲林祥 主編，機(jī)械工業(yè)出版社， 1991。 （4）《機(jī)械制造工藝學(xué)》 機(jī)械工業(yè)出版社， 1991。 （5）《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社， 1991。 （6）《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》肖繼德、陳寧平主編， 機(jī)械工業(yè)出版社，2000。 （7）《畫法

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