畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書作 者： 學(xué) 號： 系 部： 專 業(yè)： 題 目： 鏟車連接盤加工工藝及鉆 3 個直徑為 6 的夾具設(shè)計 指導(dǎo)者：評閱者：2年 月 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 中 文 摘 要本文主要是鏟車連接盤零件的機械加工工藝及工裝設(shè)計，在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(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)計中注意改進。關(guān)鍵詞 鏟車連接盤零件；工藝；切削用量；夾具；工裝設(shè)計畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 外 文 摘 要Title： Forklift truck processing technology of connecting plates and lathe Jig design Abstract：This paper is mainly designed to fit the machining technology and engineering sleeve parts, in the process design should first understand the analysis of parts, parts of the process to design a blank structure, and choose the good reference processing parts, design a part of the process route; then the parts each step step size calculation the key is to determine the craft equipment and the cutting of various process parameters; then designing special fixture, the fixture selection for the various components of the design, such as positioning elements and clamping elements, guide element, clamp and machine connected components and other components; calculate fixture positioning errors when positioning, and analysis of rationality deficiencies of fixture structure, improve and design in later.Keywords: sleeve parts; process; cutting; fixture; fixture design目 錄目 錄 .IV第 1 章 序 言 .1第 2 章 零件的分析 .22.1 零件的形狀 .22.2 零件的工藝分析 .2第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計 .43.1 確定毛坯的制造形式 43.2 定位基準(zhǔn)的選擇零件表面加工方法的選擇 43.3 制定工藝路線 43.3.1 工藝路線方案一 .53.3.2 工藝路線方案二 .53.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 63.4.1 機床選用 .63.4.2 選擇刀具 .73.4.3 選擇量具 .7第 4 章 確定切削用量及基本時間 .8第 5 章 鉆 3-φ6mm 沉頭孔夾具設(shè)計 .155.1 問題提出 .155.2 夾具的設(shè)計 .155.2.1 切削力及夾緊力的計算 155.2.2 鉆孔與工件之間的切屑間隙 .185.2.3 鉆模板 .195.2.4 定位誤差的分析 195.2.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 .205.2.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) .21總 結(jié) .23致 謝 .24參考文獻 .25第 1 章 序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(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，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。鏟車連接盤零件加工工藝及夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等的基礎(chǔ)下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。2第 2 章 零件的分析2.1 零件的形狀題目給的零件是鏟車連接盤零件，主要作用是起連接作用。它主要用于軸與軸之間的連接，以傳遞動力和轉(zhuǎn)矩。零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。圖 2.1 零件圖2.2 零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為 Q235，軸類零件是機器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、內(nèi)孔和相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。45 鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達 45～52HRC。 鏟車連接盤零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度 值為 3.2aR。2.車外圓及端面，表面粗糙度 值 3.2 。3.鏜內(nèi)孔，表面粗糙度 值 3.2m?aRm?。4.半精車側(cè)面，及表面粗糙度 值 3.2 。5.兩側(cè)面粗糙度 aR值m?aRm?6.3 、12.5 ，法蘭面粗糙度 值 6.3 。鏟車連接盤共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：(1)．右端的加工表面： 這一組加工表面包括：右端面，?96mm 外圓，倒角鉆孔。這一部份只有端面有 6.3 的粗糙度要求。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。(2).左端面的加工表面：這一組加工表面包括：左端面；?96mm 的外圓，粗糙度為 1.6；Φ96 的外圓并帶有倒角其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，Φ40 的孔、Φ80 的孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計本鏟車連接盤假設(shè)年產(chǎn)量為 10 萬臺，每臺車床需要該零件 1 個，備品率為19%，廢品率為 0.25%，每日工作班次為 2 班。該零件材料為 Q235，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鍛造。依據(jù)設(shè)計要求 Q=96000 件 /年，n=1 件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率 α 和 廢品率β 分別取 19%和 0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N=2XQn(1+α) （1+β)=238595 件/ 年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 Q235，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鍛造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鍛造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。3.2 定位基準(zhǔn)的選擇零件表面加工方法的選擇為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。具體而言，即選 ?40mm 的孔及其一端面作為精基準(zhǔn)。由于待加工的兩零件全部表面都需加工，而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先進行加工，對主動端而言，應(yīng)選面積較大的外圓及其端面為粗基準(zhǔn)；對從動端而言，應(yīng)選面積較大 ?96mm 的外圓及其端面為粗基準(zhǔn)。待加工的零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面，材料為 Q235 鋼。以公差等級和表面粗糙度要求，參考相關(guān)資料，其加工方法選擇如下。（1）?96mm 的外圓面 為未注公差尺寸，根據(jù) GB 1800—79 規(guī)定其公差等級按 IT14,表面粗糙度為 Ra25um，粗車即可（表 5-14） 。（2）3- ?6mm 的孔 為未注尺寸公差，根據(jù) GB 1800—79 規(guī)定其公差等級按 IT14,表面粗糙度為 Ra6.3um，需進行鉆（表 5-15） 。（3）?40mm 的內(nèi)孔，公差等級為 IT8,表面粗糙度為 Ra1.6um，需進行粗膛→半精鏜→精鏜→加工（表 5-15） 。（4）端面 本零件的端面為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度的都要求不高，表面粗糙度為 Ra25um,粗車即可。3.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，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)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，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。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。3.3.1 工藝路線方案一工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容10 型材 型材開料出毛坯20熱處理毛坯熱處理，時效處理30 車 粗車、半精車外圓 ?96mm 及右端面40 車 粗車 ?96mm 左端面，保證全長 48mm 50 車 車 14X?82mm 退刀槽60 鉆 鉆 ?40、?80mm 內(nèi)孔對應(yīng)的中心孔70 鏜 粗鏜、半精鏜 ?40、?80mm 內(nèi)孔80 鉆 鉆孔 3-?6mm 孔90去毛刺去毛刺100 終檢 終檢入庫3.3.2 工藝路線方案二工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容10 型材 型材開料出毛坯20熱處理毛坯熱處理，時效處理30 車 粗車、半精車外圓 ?96mm 及右端面40 車 粗車 ?96mm 左端面，保證全長 48mm 850 鉆 鉆 ?40、?80mm 內(nèi)孔對應(yīng)的中心孔60 鏜 粗鏜、半精鏜 ?40、?80mm 內(nèi)孔70 車 車 14X?82mm 退刀槽80 鉆 鉆孔 3-?6mm 孔 90去毛刺去毛刺100 終檢 終檢入庫最終工藝路線方案：工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容10 型材 型材開料出毛坯20熱處理毛坯熱處理，時效處理30 車 粗車、半精車外圓 ?96mm 及右端面40 車 粗車 ?96mm 左端面，保證全長 48mm 50 車 車 14X?82mm 退刀槽60 鉆 鉆 ?40、?80mm 內(nèi)孔對應(yīng)的中心孔70 鏜 粗鏜、半精鏜 ?40、?80mm 內(nèi)孔80 鉆 鉆孔 3-?6mm 孔90去毛刺去毛刺100 終檢 終檢入庫3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機床選用①.工序粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的 CA6140 臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊 》表4.2-7。②.工序是鉆孔，選用 Z525 立式鉆床。工序都為 CA6140 臥式車床。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回轉(zhuǎn)○ 2體，故宜在車床上鏜孔。由于要求的精度較高，表面粗糙度較小，需選用較精密的機床才能滿足要求，因此選用 CA6140 臥式車床（表 5-55） 。3.4.2 選擇刀具①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用 YG6類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通低碳鋼、冷硬低碳鋼、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》 （主編 孟少農(nóng)） ，第二卷表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有參數(shù)。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。第 4 章 確定切削用量及基本時間切削用量包括背吃刀量 a 、進給量 f 和切削速度 v。確定順序是先確定pa 、f、再確定 v。p4.1 工序 30 切削用量的及基本時間的確定4.1.1 切削用量 粗車、半精車外圓 ?96mm 及右端面所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于 CA6140 機床的中心高為 200 （表 1.35） ，故選刀桿尺寸 =mHB?，刀片厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，m2516?5.4前角 = ，后角 = ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，0V0?6vK09'vK01s?0刀尖圓弧半徑 = 。sr8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 3mm，可在一次走刀內(nèi)完成，故 =3mmpa②.確定進給量 f根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pam4?10進給量 =0.5～1.0fr按 CA6140 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊 》可知：=0.7fr確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表 1—35，CA6140 機床進給機構(gòu)允許進給力 =3535 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時，徑向進給力： =950 。045RFN切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故f roFfKsFf?krFfK實際進給力為：=950 =1111.5 （4-2）fF17.?由于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，m5.1車刀壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度6YG200～219 的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpam4?fr75.0Vmin63切削速度的修正系數(shù)為=1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表 1.28） ，故：tvKmvsvKTvKv= tV=63 （4-3）'0?0.184.920.1?min4?= = =120 （4-4）nDc?'11278ir根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250inr這時實際切削速度 為：cV= = （4-5）c10Dn?01257?min?⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?=CPKW7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：krcPcr0=1.7 =1.2 （4-6 ）C3.0?根據(jù)表 1.35，當(dāng) = 時，機床主軸允許功率為nmi125r= ， ，故所選切削用量可在 CA6140 機床上進行，最后決定的切EPKW9.5C?EP12削用量為：=3 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin504.1.2 基本時間確定粗車外圓的基本時間。參考文獻[1]表 2-24，車外圓基本時間為○ 1TifnllifLj 321??式中， =40mm, ～3), 90°， =2mm， =4mm, =0, l(ta1rpkl rk?1l2l3lf=0.65mm/r,n=0.77r/s, ?is967.05241???jT4.2 工序 40 粗車 ?96mm 左端面，保證全長 48mm 切削用量的及基本時間的確定采用與工序 30 確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時間如下：本工序為粗車另一端面，粗車、半精車外圓 ?55mm，倒角。車端面、外圓可采用與工序Ⅰ相同的可轉(zhuǎn)位車刀。見表 4-1表 4-1 工序的切削用量及基本時間工步 /mmpaf/mm·r 1?v/m·s 1?n/r·s1?/siT粗車端面 2 0.52 0.38 1.5 113粗車外圓?55mm2.3 0.52 0.38 1.5 68倒角 手動 0.38 1.5本工序 50 車 14X?82mm 退刀槽確定切削用量。選刀具為 YT35 硬質(zhì)合金、主偏角 °、直徑為 12mm45?rT的圓形鏜刀。其耐用度 T=60min。= =0.25mm○ 1 pa25.0f=0.15mm/r○ 2v= ×1.4=235.77mm/min○ 39.01506922. ??=1837.3r/min4π71?n參考文獻[1]表 5-56，根據(jù) C6140 車床的轉(zhuǎn)速表，選擇 n=1400r/min=23.3r/s,則實際切削速度 v=4.98m/s。4.4.2 基本時間5.4.2.1 確定的基本時間：=16s3.215.04???jT工序 60 鉆 ?40、?80mm 內(nèi)孔對應(yīng)的中心孔4.3 工序 70 粗鏜、半精鏜 ?40、?80mm 內(nèi)孔切削用量及基本時間的確定4.3.1 切削用量已知條件與粗加工工序相同。切削用量。所選刀具為 YT15 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。車刀形狀所選刀具為YT15 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同，查參考文獻[6]表 1-3，車刀幾何形狀為 ， ′=00128,9rk???????， r5,0,.5serm????ⅰ. 確定背吃刀量= =0.75mmpa21ⅱ. 確定進給量根據(jù)參考文獻[7]表 1.6 及參考文獻[2] 表 4.2-9 中 C620-1 機床進給量，選擇14。由于是半精加工，切削力較小，故不須校核機床進給機構(gòu)強度。0.3/fmr?ⅲ. 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度查參考文獻[7]表 1.9，選擇車刀后刀面最大磨損量為 0.4mm，耐用度T=35min。查參考文獻[6]表 1.10，當(dāng)用 YT15 硬質(zhì)合金車刀加工 σb960MPs 的合金鋼，， ，切削速度 =97m/min。1.4pam?0.38/fr?切削速度的修正系數(shù)查參考文獻[7]表 1.28 得： ，其余的0.81,.5rKvTvk?修正系數(shù)均為 1，故：V=97×0.81×1.15=90.4m/min=155r/min5.64.390πd0??vn查參考文獻[6]表 4.2-8 選擇 CA6140 機床的轉(zhuǎn)速為：n=185r/min=3.08r/s則實際切削速度 v=1.56m/s半精加工，機床功率也可不校驗。最后確定的切削用量為：=0.75mm, f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。pa確定半精車主動端端面的切削用量。采用車外圓相同的刀具加工，切削用○ 2量為：,f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。map7.0?4.3.2 切削用量確定基本時間： =52s○ 1 08.36241???jT4.6 工序 80 切削用量及基本時間的確定鉆孔 3-?6mm 孔，本工序采用計算法。表 4-2 高速鋼麻花鉆的類型和用途標(biāo)準(zhǔn)號 類型 直徑范圍（mm） 用途GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5在各種機床上，用鉆模或不用鉆模鉆孔GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～96.0在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔選用 Z525 立式鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機》表2.4-37 鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度可得，表 10.2-5 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角 =35 ，鋒交 2 =118 ，后角 a =10 ,橫刃斜角?0?0f0=50 ，L=197mm, l =116mm。?01表 4-3 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自 GB6137-85） mm直柄麻花鉆直徑范圍l l111.80～13.20 151 101表 4-4 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù) GB6137-85） （o）d (mm) β 2ф αf ψ8.6～18.0035 118 12 40～60表 4-5 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度（1）后刀面最大磨損限度 mm鉆頭直徑 d0（mm）刀具材料 加工材料≤20高速鋼 低碳鋼 0.5～0.8（2）單刃加工刀具耐用度 T min16刀具直徑d0（mm）刀具類型 加工材料 刀具材料11～20鉆頭（鉆孔及擴孔）低碳鋼、銅合金及合金高速鋼 60鉆頭后刀面最大磨損限度為 0.5～0.8mm 刀具耐用度 T = 60 min①.確定進給量查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表 10.4 高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為 f=0.25～0.65 ,根據(jù)表 4.13 中可知，進給量取 f=0.60 。zm* rm②.確定切削速度查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-17 高速鋼鉆頭在Q235（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12 ，參in考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-10 鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù) K =1.0，R =0.85。mvtvV=12 =10.32 （4-85.0?min17）則 = =131 （4-nir18）查表 4.2-12 可知， 取 n = 150* mir則實際切削速度 = = =11.8v實 n③.確定切削時間查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表 10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T = ifnllw1?（4-19 ）其中 l = l =5 l =2～3f2mdRKcot?wm1m則： t= =9.13 s253.1?10dn?014.3?6.0573?第 5 章 鉆 3-φ6mm 沉頭孔夾具設(shè)計為了提高生產(chǎn)率，保證質(zhì)量。本夾具將用在 z525 鉆床。刀具是高速鋼鉆頭。5.1 問題提出本夾具主要用來加工箱體鉆 3-φ6mm 沉頭孔夾具,這 3 個孔互成 120 度，均勻分布在圓周方向，設(shè)計夾具時，要求保證垂直度要求。5.2 夾具的設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。定位方式如下圖，夾緊方式為螺旋夾緊機構(gòu)。圖 5.1 螺旋夾緊機構(gòu)5.2.1 切削力及夾緊力的計算刀具：鉆頭 φ6 孔。則軸向力：見《工藝師手冊》表 28.4F=C d f k ……………………………………3.1F0zFy式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FFk =(07.1)92()103.?nHBF=420 865()N?轉(zhuǎn)矩18T=C d f kT0ZTy式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TTT=0.206 2.0.873517.34()NM???功率 P =m069502VKWd?在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)K=K K K K1234式中 K —基本安全系數(shù)，1.5;K —加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;2K —刀具鈍化系數(shù), 1.1;3K —斷續(xù)切削系數(shù), 1.14則 F =KF=1.5/ )(42391.1. N??鉆削時 T=17.34 N M?切向方向所受力: F =1LT2670534.???取 .fF =4416f )(.41NF Ff1所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： FKW??安全系數(shù) K 可按下式計算有：： 6543210式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻 [5]表 可得： 6~ 12?1.20.1.301.56CK????5223Pf所以有： 19308()KCWFN??76.P5()Kf?該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力 F 夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系 F 夾＝KF軸向力：F 夾＝KF （N）扭距：Nm93.103.24.05.14.3108.90 ????? ??MYFXKfdC在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù) 2K由資料《機床夾具設(shè)計手冊》查表 可得：7切削力公式： 式（5.1）PffDF75.02.14?式中 7mr/3.查表 得： 821?95.0)1(6.HBKp即： 69.0NFf?實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表 得：12?WfK?安全系數(shù) K 可按下式計算，由式（2.5）有：： 6543210?式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻 [16]《機床夾具設(shè)0~計手冊》表 可得： ?25.01.32.1.21????K所以 )(4656980NFWf?20由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構(gòu)。該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)原動力計算公式 001KLWl???即： 478.23.932.75()K Nl?? ??由上述計算易得： K??由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。5.2.2 鉆孔與工件之間的切屑間隙鉆套的類型和特點:1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用 H7/n6 配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。2、可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以 F7/m6 或 F7/k6配合裝入襯套中。3、快換鉆套：當(dāng)對孔進行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的導(dǎo)套引導(dǎo)刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標(biāo)準(zhǔn)鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙C，使開始鉆孔時，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔，如圖4.3。圖4.3 切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。在本次夾具鉆模設(shè)計中考慮了多方面的因素，確定了設(shè)計方案后，選擇了C=8。因為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。5.2.3 鉆模板在導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等。在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下，鉆螺栓緊固，鉆模精度較高。 [4]5.2.4 定位誤差的分析3) 夾具安裝誤差 A?因夾具在機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。圖 5-2 中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差， =0.A?4) 夾具誤差 J因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟⒎侄妊b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于安裝J基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差 ；定位元件相對于對刀或?qū)蛟ò瑢?dǎo)向元件之1J?間）的尺寸或位置誤差 ；導(dǎo)向元件相對于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差 ；若2 3J?有分度裝置時，還存在分度誤差 。以上幾項共同組成夾具誤差 。F J5) 加工方法誤差 G?因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、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。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差 的 1/3.計算時可設(shè)K?3G??067.2.K?22。13.04.3??KG?2. 保證加工精度的條件工件在夾具中加工時，總加工誤差 為上述各項誤差之和。由于上述誤差?均為獨立隨機變量，應(yīng)用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是 KGJATD???????222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廢，在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量 。因此將上式改寫為CJK?????或 0?C當(dāng) 時，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0?CJ CJ命的長短和夾具總圖上各項公差值 確定得是否合理。J?知此方案可行。5.2.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。表d D D1 H t基本 極限偏差 F7基本 極限偏差 D6＞0～1 3 +0.07+0.0046＞1～1.8 4 7＞1.8～2.6 5 86 9 --＞2.6～3+0.016+0.006＞3～3.36+0.016+0.008 9＞3.3～4 7 7＞4～5 8 118 12 16＞5～6+0.022+0.077+0.019+0.0711＞6～8 12 15 7 16 20＞8～7+0.028+0.011 15 7＞7～12 7+0.023+0.0122212 20 25＞12～15 22 260.008＞15～7+0.034+0.01626 3016 28 36＞7～22 30+0.028+0.01534＞22～26 35 39 20 36 HT200＞26～30+0.041+0.02042 46＞30～35 48+0.033+0.0175225 HT200 56＞35～42 55 59＞42～48 17 660.012＞48～50+0.050+0.02570+0.039+0.0207430 56 670.040鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。5.2.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)對夾具體的設(shè)計的基本要求（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。（2）應(yīng)具有足夠的強度和剛度24保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。（4）應(yīng)便于鐵屑去除在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。（5）安裝應(yīng)牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。