K015-輸出軸加工工藝及鉆擴(kuò)鉸10-Φ20孔夾具設(shè)計(jì)【版本7】
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設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
題目：輸出軸工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
摘 要
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。
輸出軸加工工藝規(guī)程及鉆孔的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
ABSTRCT
This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.
Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error
目錄
ABSTRCT 3
序 言 1
一 零件的分析 2
1.1零件的作用 2
1.2零件的工藝分析 2
二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1確定毛坯的制造形式 3
2.2基面的選擇 3
2.3制定工藝路線 4
2.4機(jī)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(shí) 7
三 鉆孔夾具設(shè)計(jì) 13
3.1鉆床的概述 13
3.2問(wèn)題的提出 14
3.3定位基準(zhǔn)的選擇 14
3.4定位方案的設(shè)計(jì) 14
3.5夾緊方案的設(shè)計(jì) 16
3.6切削力和夾緊力的計(jì)算 18
3.7鉆模板的選擇 19
3.8鉆套的設(shè)計(jì) 24
3.8定位誤差分析 29
3.9夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 30
總 結(jié) 31
致 謝 32
參 考 文 獻(xiàn) 33
34
序 言
機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開(kāi)制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
輸出軸的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。
本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。
一 零件的分析
1.1零件的作用
輸出軸的作用：定位，支撐，傳動(dòng)動(dòng)力及扭矩的作用。
1.2零件的工藝分析
輸出軸有2個(gè)加工面他們相互之間沒(méi)有任何位置度要求。
1：以右端面和外圓為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是車左端面及外圓。
2：以左端面及外圓為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是其他端面及孔的加工。
二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯的制造形式
45剛的可鍛性好，因此可用鍛造的方法 因?yàn)槭浅膳a(chǎn)，采用模鍛的方法生產(chǎn)鍛件毛坯，既可以提高生產(chǎn)率，又可以提高精度而且加工余量小等優(yōu)點(diǎn)。
2.2基面的選擇
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。
基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取右端面和外圓作為定位基準(zhǔn)，。
精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：
（1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。
（2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。
（3）“自為基準(zhǔn)”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)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。
（4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。
（5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。
以已經(jīng)加工好的左端面和外圓為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計(jì)算，在此不再重復(fù)。
2.3制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來(lái)。
制定以下兩種工藝方案：
方案一
1
鍛造
鍛造
2
處理
淬火處理
3
粗車
粗車Φ176的右端面
車Φ176的外圓
4
粗車
調(diào)頭，車Φ55的左端面，保證總長(zhǎng)244mm
車Φ55的外圓
車Φ60的外圓
車Φ65的外圓
車Φ75的外圓
車Φ116的外圓，斜度30°
5
精車
精車Φ176的右端面
6
粗車
車Φ104的內(nèi)孔
車Φ80的內(nèi)孔
車Φ50的內(nèi)孔
7
精車
精車Φ80的內(nèi)孔
8
鉆
鉆擴(kuò)鉸10-Φ20的孔，EQS
9
鉆
鉆2-Φ8的斜孔，傾斜45°
10
銑
粗精銑鍵槽
11
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
12
入庫(kù)
入庫(kù)
方案二
1
鍛造
鍛造
2
處理
淬火處理
3
粗車
粗車Φ176的右端面
車Φ176的外圓
4
粗車
調(diào)頭，車Φ55的左端面，保證總長(zhǎng)244mm
車Φ55的外圓
車Φ60的外圓
車Φ65的外圓
車Φ75的外圓
車Φ116的外圓，斜度30°
5
鉆
鉆擴(kuò)鉸10-Φ20的孔，EQS
6
鉆
鉆2-Φ8的斜孔，傾斜45°
7
銑
粗精銑鍵槽
8
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
9
入庫(kù)
入庫(kù)
工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一對(duì)右端面和外圓采用粗車和精車加工，對(duì)左端面采用粗車和精車加工，工序安排緊湊合理，可以更好的保證加工精度要求和位置度要求。而方案二只采用粗車一個(gè)工序，不能保證加工精度要求，綜合考慮我們選擇方案一。
具體的加工路線如下
1
鍛造
鍛造
2
處理
淬火處理
3
粗車
粗車Φ176的右端面
車Φ176的外圓
4
粗車
調(diào)頭，車Φ55的左端面，保證總長(zhǎng)244mm
車Φ55的外圓
車Φ60的外圓
車Φ65的外圓
車Φ75的外圓
車Φ116的外圓，斜度30°
5
精車
精車Φ176的右端面
6
粗車
車Φ104的內(nèi)孔
車Φ80的內(nèi)孔
車Φ50的內(nèi)孔
7
精車
精車Φ80的內(nèi)孔
8
鉆
鉆擴(kuò)鉸10-Φ20的孔，EQS
9
鉆
鉆2-Φ8的斜孔，傾斜45°
10
銑
粗精銑鍵槽
11
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
12
入庫(kù)
入庫(kù)
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鍛造毛坯。
1、 不加工表面毛坯尺寸
不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鍛造可直接獲得。
2、 輸出軸的端面
由于輸出軸端面要與其他接觸面接觸，查相關(guān)資料知余量留4mm比較合適。
3、輸出軸的孔
毛坯為空心，鍛造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數(shù)文獻(xiàn)，確定工藝尺寸余量為4mm
加工表面
基本尺寸
加工余量等級(jí)
加工余量數(shù)值
φ176
176mm
H
4 (mm)
φ140
140mm
H
4
φ80+0.042/+0.012
80 mm
G
4
φ50
50 mm
H
4
φ75+0.023/+0.003
75 mm
G
4
φ65+0.023/+0.003
65 mm
G
4
φ60+0.065/+0.045
60 mm
G
4
φ55+0.023/+0.003
55 mm
G
4
16+0/-0.043
16 mm
G
4
10-φ20-0.019/-0.042
20 mm
G
4
2-φ8
8 mm
H
4
2-B6/5
——
H
—
2.5 確定切削用量及基本工時(shí)
工序：車右端面和外圓
1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.8mm/r
3) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28,即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以
1.440.81.040.810.97=89m/min
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 753r/min
與753r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為750r/min。現(xiàn)選取=750r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5) 切削工時(shí)，
t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =0mm;
t=i=x2=0.966(min)
工序：車左端面和外圓
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.5mm
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r
3) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以
1.440.81.040.810.97=92m/min
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 545r/min
與545r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為575r/min。現(xiàn)選取=600r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
5)切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =0mm;
t=i==0.4833(min)
工序：精車右端面和外圓
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.3mm
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r
3) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以
1.440.81.040.810.97=96m/min
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 585r/min
與585r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
5)切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =0mm;
t=i==0.4833(min)
工序：銑鍵槽
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅淮渭庸ね瓿?
2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50
當(dāng)＝750r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
3） 計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序：鉆，擴(kuò)，絞10-Φ20孔
工步一鉆孔至φ18
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工Φ11孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則
根據(jù)Z525機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取
切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：擴(kuò)孔
利用鉆頭將孔擴(kuò)大至，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，選取
則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說(shuō)明書(shū)取，實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步3：鉸孔
根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-25，，，得
查參考文獻(xiàn)Ⅴ表4.2-2，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取，，實(shí)際切削速度。
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
三 鉆孔夾具設(shè)計(jì)
在增強(qiáng)勞動(dòng)的生產(chǎn)率的大前提下保證加工質(zhì)量從而達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，也可以減少勞動(dòng)強(qiáng)度的增加，這就需要設(shè)計(jì)出專用的鉆孔夾具。
根據(jù)指導(dǎo)老師的推薦，我選擇鉆擴(kuò)鉸10-Φ20孔的鉆床夾具。
3.1鉆床的概述
鉆床是用途廣泛的孔加工機(jī)床.其主要加工方法是用鉆頭在實(shí)心材料上鉆孔,主要用來(lái)加工外形復(fù)雜,沒(méi)有對(duì)稱回轉(zhuǎn)軸線的孔、 一般直徑不大,精度不太高的子L,如連桿、蓋板、箱體，機(jī)架等零件上的單孔和孔系.也可以通過(guò)鉆孔，擴(kuò)孔，鉸孔的工藝手段加工精度要求較高的孔，利用夾具還可加工要求一定相互位置精度的孔系，另外鉆床還可進(jìn)行攻螺紋，锪孔和锪端面等工作，鉆床在加工時(shí)，工件一般不動(dòng),刀具則面作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng). 一面作軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng).鉆床的加工方法及其所需運(yùn)動(dòng)如圖8-1所示
鉆床的主要類型有臺(tái)式鉆床丶立式鉆床丶搖臂鉆床丶銑鉆床和中心孔鉆床等。鉆床的主參數(shù)一般為最大鉆孔直徑。
鉆床夾具,一般習(xí)慣上稱為鉆模。?它是在鉆床上進(jìn)行孔的鉆、擴(kuò)?鉸、锪、攻螺紋的機(jī)床夾具.使用鉆模加工時(shí),是借助于鉆套確定刀具的位置和引導(dǎo)刀具的進(jìn)給方向.?被加工孔的尺寸精度主要是由刀具本身的精度來(lái)保證。?而孔的坐標(biāo)位置精度,則由鉆套在夾具上的位置精度來(lái)確定,并能防止刀具在加工過(guò)程中發(fā)生傾斜。因此，在結(jié)構(gòu)上都設(shè)置安裝鉆套的鉆模板，有固定式，分度式、?蓋板式、翻轉(zhuǎn)式和滑柱式等主要類型。
3.2問(wèn)題的提出
本夾具主要用于鉆擴(kuò)鉸10-Φ20孔，精度要求不高，和其他面沒(méi)有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。
3.3定位基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。
1. 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)
在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。
2. 工藝基準(zhǔn)
零件在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。
（1）裝配基準(zhǔn)
裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。
（2）測(cè)量基準(zhǔn)
測(cè)量時(shí)用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。
（3）工序基準(zhǔn)
在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。
（4）定位基準(zhǔn)
工件定位時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。
本道工序加工10-Φ20孔，精度不高，因此我們采用已加工好的外圓及端面定位，因?yàn)榭讖阶陨磔^小，切削力較小，因此不在采用其他的輔助定位，鉸鏈壓板的壓緊力即可以滿足要求。
3.4定位方案的設(shè)計(jì)
定位方式和定位元件的選擇包括選擇定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等，他們主要取決于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用等因素”。
1. 工件及平面定位
（1） “主要支承” 主要支撐也就是在零件加工中起定位的作用，也能限制自由度
1） “固定支承
2） “可調(diào)支承”
3） “自位支承”
（2） 輔助支承 主要用來(lái)提高零件安裝的穩(wěn)定性
1）“螺旋式輔助支承”
2）“自位式輔助支承”
3）“推引式輔助支承”
4）“液壓鎖緊的輔助支承”
2. 工件以圓柱空定位
（1）圓柱銷
（2）圓錐銷
（3）圓柱心軸
3、 工件以外圓柱面定位
（1）在V形塊中定位
（2）在圓孔中定位
（3）在半圓孔和圓錐孔中定位
根據(jù)上述表述，我們是在外圓和端面定位，采用V型塊和支撐釘作為定位元件，V型塊和支撐釘如圖：
3.5夾緊方案的設(shè)計(jì)
在機(jī)械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個(gè)工作過(guò)程。工件定位以后需要通過(guò)一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過(guò)程中，不會(huì)由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動(dòng)，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。
1. 斜楔夾緊結(jié)構(gòu)
2. 螺旋夾緊結(jié)構(gòu)
（1）單個(gè)螺旋夾緊結(jié)構(gòu)
（2）螺旋壓板夾緊結(jié)構(gòu)
（3）偏心夾緊機(jī)構(gòu)
當(dāng)加工尺寸的工序基準(zhǔn)是中心要素（軸線、中心平面等）撕，為使基準(zhǔn)重合以減少定位誤差，可以采用定位夾緊機(jī)構(gòu)，所以，定心夾緊機(jī)構(gòu)主要用于要求準(zhǔn)確定心或?qū)χ械膱?chǎng)合。定心夾緊機(jī)構(gòu)可分為以下幾種：
（1）螺旋式定心夾緊機(jī)構(gòu)
（2）杠桿式定心夾緊機(jī)構(gòu)
（3）楔式定心夾緊機(jī)構(gòu)
（4）彈簧筒夾式定心夾緊機(jī)構(gòu)
（5）膜片卡盤定心夾緊機(jī)構(gòu)
（6）波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu)
（7）液性塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)
根據(jù)本次夾具定位方式，采用的V型塊和支撐釘定位，使用雙頭螺柱，活接螺栓，鉸鏈壓板，螺母夾緊工件，因此采用單個(gè)螺旋夾緊結(jié)構(gòu)夾緊工件。
雙頭螺柱
活接螺栓
鉸鏈壓板
螺母
3.6切削力和夾緊力的計(jì)算
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊(cè)》得：
鉆削力 式（5-2）
鉆削力矩 式（5-3）
式中：
代入公式（5-2）和（5-3）得
本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無(wú)太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。
3.7鉆模板的選擇
鉆床夾具簡(jiǎn)稱鉆模，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。其主要類型有以下幾種。
（1）固定式鉆模 在使用中，這類鉆模在機(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。
固定鉆模的結(jié)構(gòu)如下
（2）回轉(zhuǎn)式鉆模 這類鉆模上有分度裝置，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。
回轉(zhuǎn)鉆模也就是帶分度機(jī)構(gòu)的鉆模，經(jīng)典的機(jī)構(gòu)如下
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。翻轉(zhuǎn)鉆模板的經(jīng)典結(jié)構(gòu)如下
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)，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜超過(guò)10 kg。
蓋板鉆模板的借構(gòu)如下
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。
滑柱鉆模板的結(jié)構(gòu)如下
鉸鏈?zhǔn)姐@模 鉸鏈鉆模板是用鉸鏈把鉆模板和夾具體連接起來(lái)，如圖，使模板可以繞鉸銷旋轉(zhuǎn)提高工件安裝的敞開(kāi)性，以利于工件在本工位上孔的多工序加工如鉆孔，攻絲，锪平面。
鉸鏈鉆模板的經(jīng)典借構(gòu)如下
綜上所述我們選擇固定鉆模板比較合適，
因?yàn)槲覀儾捎脗?cè)面和底面定位，使用固定鉆模板就可以滿足要求，因此我們采用固定鉆模板。
詳情請(qǐng)見(jiàn)下圖
固定鉆模板靠2個(gè)圓柱銷定位在夾具體上，2個(gè)內(nèi)六角螺釘壓緊在夾具體上，實(shí)現(xiàn)對(duì)固定鉆模板的定位。
3.8鉆套的設(shè)計(jì)
鉆床的導(dǎo)向部分就是鉆套
鉆套根據(jù)加工的孔的情況不同，又分為以下幾種鉆套
固定鉆套(JB/T 8045.1-1999)
可換鉆套(JB/T 8045.2-1999)
快換鉆套(JB/T 8045.3-1999)
特殊鉆套
特殊鉆套又分為好幾個(gè)類型根據(jù)孔的距離不同，因?yàn)槲覀兗庸さ目撞粔蛱厥猓虼颂厥忏@套就不在介紹。
鉆套的尺寸公差及材料
在選用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的鉆套時(shí),鉆套導(dǎo)引孔的尺寸與公差帶須由設(shè)計(jì)者決定
可按下述原則來(lái)確定導(dǎo)引孔的尺寸與公差帶
其余結(jié)構(gòu)尺寸
①鉆套導(dǎo)引孔直徑的基本尺寸
②因?yàn)橛摄@套導(dǎo)引的刀具,應(yīng)等于所導(dǎo)引刀具的最大極限尺寸都已標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化,都是鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀等定尺寸的刀具,所以鉆套導(dǎo)引孔與刀具的配合.
③鉆套導(dǎo)引孔與刀具之間,應(yīng)按基軸制來(lái)選定，應(yīng)保證有一定的配合間隙,?以防止兩者發(fā)生卡住或咬死，一般根據(jù)所導(dǎo)引的刀具和加工精度要求來(lái)選取導(dǎo)引孔的公差選用97,精鉸時(shí)選用96，鉆孔和擴(kuò)大時(shí)選用F7
④當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀鉸H7或H9孔時(shí),則可不必按刀具最大尺寸來(lái)計(jì)算。直接按孔的基本尺寸,分別選用F7或E7, 作為導(dǎo)引孔的基本尺寸與公差。
⑤由于標(biāo)準(zhǔn)鉆頭的最大尺寸都是所加工孔的基本尺寸，基本尺寸取公差帶為F7即可，故鉆頭的導(dǎo)引孔就只須按孔的
⑥如果鉆套導(dǎo)引的不是刀具的切削部分,而是刀具的導(dǎo)柱部分°這時(shí)也可按基孔制的相應(yīng)配合選取為: H7/f74H7/96，H6/95
下面一一介紹下上面3種的標(biāo)準(zhǔn)的鉆套及其使用地方
固定鉆套(JB/T 8045.1-1999)
固定鉆套分為帶肩鉆套和不帶肩的
具體結(jié)構(gòu)如下圖
固定鉆套的特點(diǎn)如下
鉆套直接壓入鉆模板或夾具體上，其外圓與鉆模板采用H7/n6或H7/r6配合。磨損后不易更換。適用于中、小批生產(chǎn)的鉆模上或用來(lái)加工孔距甚小以及孔距精度要求較高的孔。為了防止切屑進(jìn)入鉆套孔內(nèi)，鉆套的上、下端應(yīng)稍突出鉆模板為宜，一般不能低于鉆模板。
因?yàn)槲覀兪桥可a(chǎn)，因此在此場(chǎng)合固定鉆套不使用
可換鉆套(JB/T 8045.2-1999)
可換鉆套的結(jié)構(gòu)如下圖
可換鉆套的使用特點(diǎn)如下
鉆套1裝在襯套2中，而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板3中。鉆套由螺釘4固定。以防止它轉(zhuǎn)動(dòng)。鉆套與襯套間采用F7/m6或F7/k6配合，以便于鉆套磨損后迅速更換。 適于大批量生產(chǎn)
快換鉆套(JB/T 8045.3-1999)
快換鉆套的結(jié)構(gòu)如下圖
當(dāng)要取出鉆套時(shí)，只要將鉆套朝逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)使螺釘頭部剛好對(duì)準(zhǔn)鉆套上的削邊平面，即可取出鉆套。適用于同一個(gè)孔需經(jīng)多種工步加工的工序
綜上所述我們采用快換鉆套，選擇直徑為20mm的快換鉆套.
快換鉆套如下圖：
3.8定位誤差分析
工件采用V形塊定位，對(duì)稱度分析：
基準(zhǔn)不重合誤差為：jb=0.02mm，基準(zhǔn)位移誤差為：△db=0；
則：△dw=△jb+△db=0.02mm。
對(duì)尺寸500+0.5分析：
基準(zhǔn)不重合誤差△B=（1/2）δd=（1/2）×0.062=0.031mm；
基準(zhǔn)位移誤差△Y=0.707δd=0.707×0.062=0.044mm；
因?yàn)樵O(shè)計(jì)基準(zhǔn)不在定位基面上，所以△D=△B+△Y=0.031+0.044=0.075mm。
由于T=0.5mm，T/3=0.17mm，即△D≤T/3，故該夾具能夠滿足加工要求。
3.9夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
使用V型塊和支撐釘定位，鉸鏈壓板的壓緊力即可指定可靠的卡緊力。同時(shí)我們采用快換鉆套，當(dāng)導(dǎo)向的鉆套磨損后，我們松開(kāi)螺釘可以快速地?fù)Q下鉆套。保證導(dǎo)向的精度，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn)。
總 結(jié)
這次設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知識(shí)系統(tǒng)的組織起來(lái)，進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機(jī)床概論、公差與配合、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。同時(shí)也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實(shí)踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，來(lái)完成本次設(shè)計(jì)。
這次設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計(jì)算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用設(shè)計(jì)與工藝等方面的知識(shí)； 以及自己獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；再次體會(huì)到理論與實(shí)踐相結(jié)合時(shí)，理論與實(shí)踐也存在差異。
回顧起此次設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實(shí)踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說(shuō)學(xué)到了很多很多的的東西，同時(shí)鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實(shí)用，在生產(chǎn)過(guò)程中得到應(yīng)用。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了許多問(wèn)題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓自己把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新復(fù)習(xí)了一遍。
這次設(shè)計(jì)雖然順利完成了，也解決了許多問(wèn)題，也碰到了許多問(wèn)題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時(shí)，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識(shí)，在此我表示深深的感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！
致 謝
這次設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問(wèn)題，不過(guò)我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見(jiàn)，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。
這次設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻(xiàn)
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