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課程設(shè)計(jì)(論文)說明書
題 目：托架蓋（轉(zhuǎn)向蝸桿箱）加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
系 別：
專 業(yè)：
學(xué)生姓名：
學(xué) 號：
指導(dǎo)教師：
職 稱：
摘 要
本文是對托架蓋（轉(zhuǎn)向蝸桿箱）零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過程。此外還對托架蓋（轉(zhuǎn)向蝸桿箱）零件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具.
機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。
關(guān)鍵詞：加工工藝；加工方法；工藝文件；夾具
I
目 錄
摘 要 II
序言 4
1前言 4
2 零件的分析 6
2.1 零件的作用 6
2.2 零件的工藝分析 6
3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7
3.1 加工工藝過程 7
3.2確定各表面加工方案 7
3.3 確定定位基準(zhǔn) 7
3.3.1粗基準(zhǔn)的選擇 7
3.3.2精基準(zhǔn)選擇的原則 8
3.4 制定工藝路線 8
3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 10
3.6 確立切削用量及基本工時 11
4、鉆2-?17mm孔專用夾具設(shè)計(jì) 16
4.1問題的指出 16
4.2定位基準(zhǔn)的選擇 16
4.3夾具方案的設(shè)計(jì) 16
4.4.切削力和夾緊力計(jì)算 17
4.5夾緊力的計(jì)算 18
五.定位誤差分析 19
六、零、部件的設(shè)計(jì)與選用 20
6.1 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 20
七、確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 22
八、本章小結(jié) 23
九、總結(jié) 24
十、參考文獻(xiàn) 24
21
序言
1前言
機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是畢業(yè)前對專業(yè)知識的綜合運(yùn)用訓(xùn)練。制造技術(shù)已經(jīng)是生產(chǎn)、國際經(jīng)濟(jì)競爭、產(chǎn)品革新的一種重要手段，所有國家都在尋求、獲得、開發(fā)和利用它。它正被看作是現(xiàn)代國家經(jīng)濟(jì)上獲得成功的關(guān)鍵因素。
機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝來體現(xiàn)。而機(jī)床夾具是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機(jī)床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義。
從1949年以來，我國機(jī)械工業(yè)有了很大的發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)中產(chǎn)品門類比較齊全、具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)部門之一，其機(jī)械加工和夾具也有很大的發(fā)展，但是與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我們這方面的水平還存在著階段性的差距，主要表現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和水平不夠高，加工工藝過程不合理，夾具應(yīng)用也比較少，使其加工工人勞動強(qiáng)度大，加工出來的產(chǎn)品也不理想。
現(xiàn)在，各工業(yè)化國家都把制造技術(shù)視為當(dāng)代科技發(fā)展為活躍的領(lǐng)域和國際間科技競爭的主戰(zhàn)場，制定了一系列振興計(jì)劃、建立世界級制造技術(shù)中心，紛紛把先進(jìn)制造技術(shù)列為國家關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。
機(jī)械加工工藝及夾具隨著制造技術(shù)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。機(jī)械加工工藝以各個工廠的具體情況不同，其加工的規(guī)程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其隨著情況的不同具有更加合理的工藝過程。也使產(chǎn)品的質(zhì)量大大提高。制定加工工藝雖可按情況合理制定，但也要滿足其基本要求：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本。并在充分利用本工廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國內(nèi)、外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。還應(yīng)保證操作者良好的勞動條件。但我國現(xiàn)階段還是主要依賴工藝人員的經(jīng)驗(yàn)來編制工藝，多半不規(guī)定工步和切削用量，工時定額也憑經(jīng)驗(yàn)來確定，十分粗略，缺乏科學(xué)依據(jù)，難以進(jìn)行合理的經(jīng)濟(jì)核算。
機(jī)床夾具最早出現(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。
國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(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)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)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(shí)際磨損量僅為10～20％左右。特別是近年來，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，對機(jī)床夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產(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力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動強(qiáng)度和提高勞動生產(chǎn)率；
6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
2 零件的分析
2.1 零件的作用
托架蓋（轉(zhuǎn)向蝸桿箱）是一個很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有小頭孔端要求加工，對精度要求也很高。
題目所給的零件是托架蓋（轉(zhuǎn)向蝸桿箱）。它位于轉(zhuǎn)向蝸桿箱中，主要起轉(zhuǎn)向，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。
2.2 零件的工藝分析
一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。
共有4處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：
1. 以C面、E面為中心的加工表面
這一組加工表面包括：C面、E面端面。
2. 以?13mm孔左端面為中心的加工表面
這一組加工表面包括：?13mm孔左端面。
3. 以2-?17mm孔為中心的加工表面。
這一組加工表面包括：2-?17mm孔。
3. 以?13mm孔為中心的加工表面。
這一組加工表面包括：?13mm孔。
3. 以?65mm孔為中心的加工表面。
這一組加工表面包括：?65mm孔。
由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。
上面主要是對托架蓋（轉(zhuǎn)向蝸桿箱）零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為模鍛和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計(jì)提供了必要的準(zhǔn)備。
3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 加工工藝過程
該托架蓋（轉(zhuǎn)向蝸桿箱）零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。
3.2確定各表面加工方案
影響加工方法的因素
⑷ 要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。
⑶ 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。
⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。
⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質(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。
⑵ 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。
3.3 確定定位基準(zhǔn)
3.3.1粗基準(zhǔn)的選擇
從托架蓋（轉(zhuǎn)向蝸桿箱）零件圖分析可知，主要是選擇加工托架蓋（轉(zhuǎn)向蝸桿箱）底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證托架蓋（轉(zhuǎn)向蝸桿箱）在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。
3.3.2精基準(zhǔn)選擇的原則
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證托架蓋（轉(zhuǎn)向蝸桿箱）在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從托架蓋（轉(zhuǎn)向蝸桿箱）零件圖分析可知，它的底平面與小頭孔，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因?yàn)槭欠羌庸け砻?，所以也可以用大頭孔為加工基準(zhǔn)。
3.4 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(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)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)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(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
（1）. 工藝路線方案一
10 鍛造 鍛造毛坯
20 時效 時效處理
30 銑 粗、精銑C面、E面
40 銑 粗銑?13mm孔左端面
50 鉆孔 鉆2-?17mm孔
60 鉆孔 鉆?13mm孔
70 鏜 粗鏜、精鏜?65mm孔
80 清洗 清洗
90 終檢 終檢
（2）. 工藝路線方案二
10 鍛造 鍛造毛坯
20 時效 時效處理
30 銑 粗、精銑C面、E面
40 鉆孔 鉆2-?17mm孔
50 鉆孔 鉆?13mm孔
60 銑 粗銑?13mm孔左端面
70 鏜 粗鏜、精鏜?65mm孔
80 清洗 清洗
90 終檢 終檢
上面的工序加工不太合理，因?yàn)橛山?jīng)驗(yàn)告訴我們大多數(shù)都應(yīng)該先銑平面再加工孔，那樣會更能容易滿足零件的加工要求，效率不高，但同時鉆兩個孔，對設(shè)備有一定要求。且看另一個方案。
上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，但是在全部工序中間的工序七把兩件銑斷，對以后的各工序的加工定位夾緊不方便，從而導(dǎo)致效率較低。再看另一方案。
10 鍛造 鍛造毛坯
20 時效 時效處理
30 銑 粗、精銑C面、E面
40 銑 粗銑?13mm孔左端面
50 鉆孔 鉆2-?17mm孔
60 鉆孔 鉆?13mm孔
70 鏜 粗鏜、精鏜?65mm孔
80 清洗 清洗
90 終檢 終檢
此方案仍有先鉆孔再銑平面的不足，所以這個方案仍不是最好的工藝路線綜合考慮以上各方案的各不足因素，得到以下我的工藝路線。
雖然工序仍然是十三步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線方案二快了一倍（實(shí)際銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整）。
3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
托架蓋（轉(zhuǎn)向蝸桿箱）零件材料為1號可鍛鑄鐵JS-2，硬度190～210HB，毛坯重量1.45kg，生產(chǎn)類型為中批量，鑄造毛坯。
據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
(1) 粗、精銑C面、E面
考慮其加工表面粗糙度要求為，可以先粗銑，再精銑，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.3-5，取2Z=3已能滿足要求
(2) 粗銑?13mm孔左端面
考慮其加工表面粗糙度要求為，可以先粗銑，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.3-5，取2Z=2已能滿足要求
(3) 加工2-?17mm孔孔其表面粗糙度要求較高為，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，兩步，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：
鉆孔：?17 2Z=17
(4) 加工?13mm孔其表面粗糙度要求較高為，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，兩步，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：
鉆孔：?13 2Z=13
(5) 加工?65mm孔
其表面粗糙度要求較高為，其加工方式可以分為粗鏜， 精鏜二步，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：
粗鏜：?64.8mm 2Z=2.6
精鏜：?65mm 2Z=0.4
（6）. 其他尺寸直接鑄造得到
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。
3.6 確立切削用量及基本工時
工序30 粗、精銑C面、E面。
（1）. 加工條件
工件材料：1號可鍛鑄鐵JS-2,σb =0.12GPa HB=200~241,鑄造。
機(jī)床：X52K立式銑床。
刀具： W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝0°后角αo＝15°，副后角αo’=10°，刀齒斜角λs=－15°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1.5mm。
（2）. 切削用量
1）銑削深度
因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.3mm，一次走刀即可完成所需長度。
2）每齒進(jìn)給量
機(jī)床功率為10kw。查《切削手冊》f=0.08~0.15mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.15 mm/z。
3）查后刀面最大磨損及壽命
查《機(jī)械切削用量手冊》表8，壽命T=180min
4）計(jì)算切削速度 按《2》表14，
V=1.84
n=7.32
=6.44
5）計(jì)算基本工時
tm＝L/ Vf=(90+36)/6.44=6.99min。
工序40 粗銑?13mm孔左端面。
銑床：X6132
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知(通過圖紙測量尺寸）
刀具切入長度：
取
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間：
工序50 鉆2-?17mm孔
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～38，取。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～41，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時間：
工序60 鉆?13mm孔
機(jī)床：鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭
切削深度：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得：進(jìn)給量,切削速度。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取。
實(shí)際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取。
加工基本時間：
工序70 粗鏜、精鏜?65mm孔
⑴ 粗鏜?65mm孔
單邊余量Z=2.6mm,一次鏜去全部余量，毛坯孔徑。
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量。
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～45，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～41，取
實(shí)際切削速度：
工作臺每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動時間：
⑵ 精鏜孔
粗加工后單邊余量Z=0.4mm，一次鏜去全部余量， ，精鏜后孔徑
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～45，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.14—41，取
實(shí)際切削速度：
工作臺每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動時間：
所以該工序總機(jī)動工時
4、鉆2-?17mm孔專用夾具設(shè)計(jì)
4.1問題的指出
由于生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，故需設(shè)計(jì)專用夾具。
由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動強(qiáng)度。
本次設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)是針對鉆2-?17mm孔，它將用于Z525鉆床。
4.2定位基準(zhǔn)的選擇
該工序要求中心線與端面（有位置要求，因此可以得出該孔在兩個側(cè)面的正中心上，并且還要求其孔為通孔，由于端面經(jīng)過精銑，精度比較高，因而工序基準(zhǔn)為端面，為了便于加工，選取適當(dāng)?shù)亩ㄎ换鶞?zhǔn)，保證其加工要求。夾具設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿足這些要求，在保證較高的生產(chǎn)效率的前提下，還應(yīng)考慮夾具體制造工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。加工過程中夾具的操作應(yīng)方便，定位夾緊穩(wěn)定可靠，并且夾具體應(yīng)具有較好的剛性。
據(jù)《夾具手冊》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強(qiáng)度，提高加工精度。圓臺外圓及兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的端面作為定位精基準(zhǔn)，來設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以已加工好的端面作為定位夾具。
4.3夾具方案的設(shè)計(jì)
如圖所示，為了加工通孔，必須使其完全定位。因此初步的設(shè)計(jì)方案如下,
方案：
首先必須明確其加工時應(yīng)如圖所示，這樣水平放置，便于鉆床加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定V型塊和滑動V型塊定位，這樣既簡單又方便。如上圖所示，一底面限制的自由度有3個，一個固定V型塊限制兩個自由度，一個滑動V型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計(jì)的定位方案，總共限制了工件的全部6個自由度，屬于完全定位。
在該定位方案中，一個支撐面頂住，限制了z軸的移動，z軸的旋轉(zhuǎn)，y軸的旋轉(zhuǎn)三個移動自由度。一個固定V型塊限制了y軸的移動，x軸的移動，一個滑動V型塊限制了z軸的旋轉(zhuǎn)，這樣6個自由度全部被限制
根據(jù)上面敘述選擇方案。
4.4.切削力和夾緊力計(jì)算
（1）刀具：刀具用高速鋼刀具鉆頭
機(jī)床： Z525機(jī)床
切削力公式：
式中
查表得：
其中：,
即：
實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表得：
有：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[5]表 可得：
所以
4.5夾緊力的計(jì)算
選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料鋁合金鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺釘疲勞極限：
極限應(yīng)力幅：
許用應(yīng)力幅：
螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=2.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，
使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力
五.定位誤差分析
（1）定位元件尺寸及公差確定。
夾具的主要定位元件為一平面和V型塊間隙配合。
（2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin
該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為80。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)定的尺寸公差。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴ 兩V型塊的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
得：
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
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。
六、零、部件的設(shè)計(jì)與選用
6.1 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)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。
.尺寸表
d
D
D1
H
t
基本尺寸
極限偏差F7
基本尺寸
極限偏差D6
＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
13
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.013
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
鋁合金
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
鋁合金
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
62
66
＞48～50
70
74
0.040
鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
七、確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)
夾具體：夾具的定位、引導(dǎo)、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能正確的安裝在機(jī)床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體的最大最復(fù)雜的基礎(chǔ)件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機(jī)床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動，因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設(shè)計(jì)夾具體時，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外，夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝拆的便捷性等，在設(shè)計(jì)時也應(yīng)加以考慮。
夾具體設(shè)計(jì)的基本要求
（1）應(yīng)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、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取?
為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。
（2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度
為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。
（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性
夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。
（4）應(yīng)便于排除切屑
在機(jī)械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。
（5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)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)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺上安裝時，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。
工件裝夾方案確定以后，根據(jù)定位元件及夾緊機(jī)構(gòu)所需要的空間范圍及機(jī)床工作臺的尺寸，確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。
八、本章小結(jié)
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)殂娪嗔啃?，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
九、總結(jié)
本次課程設(shè)計(jì)是在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，是一次對我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識的掌握情況的重要考察和檢驗(yàn)，更是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際，分析并解決問題能力的重要內(nèi)容和階段。使我更好的掌握了CAD和PROE制圖軟件。
這次課程設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)圖主要用CAD制圖軟件完成。自我感覺尚有很多不足和錯誤，首先，在設(shè)計(jì)夾具裝配件時過于匆忙，裝配時放在了左手邊，不符合工人正常勞作習(xí)慣；其次是課程設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備工作沒做好，在圖書館很多資料和文獻(xiàn)都沒能借到（早已借空了），在借閱同學(xué)的相關(guān)資料時沒有時間認(rèn)真琢磨和分析相關(guān)信息和數(shù)據(jù)；最后就是課程設(shè)計(jì)說明書的編寫過于匆忙，時間很緊，很多文字和標(biāo)準(zhǔn)，公式，數(shù)據(jù)，計(jì)算上的錯誤沒有時間一一改正（確實(shí)，在打這篇文稿，發(fā)現(xiàn)了很多錯誤和缺憾）。
課程設(shè)計(jì)，是一個系統(tǒng)性、知識點(diǎn)廣泛的學(xué)習(xí)過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和結(jié)合，使自己把學(xué)過的知識聯(lián)系起來，運(yùn)用到各個方面上去。同時，廣泛地運(yùn)用設(shè)計(jì)手冊及各種參考資料，學(xué)會了在實(shí)際中運(yùn)用工具書，和獨(dú)立完成每一步查找工作；整個零件的加工過程是和其他同學(xué)分工完成的，集中體現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)精神，合作分工能很好的提高辦事效率！在這次設(shè)計(jì)中培養(yǎng)了我獨(dú)立分工合作的能力！為以后出身社會的工作打下基礎(chǔ)！
十、參考文獻(xiàn)
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