2642 方向機側(cè)蓋鉆孔夾具設(shè)計
2642 方向機側(cè)蓋鉆孔夾具設(shè)計,方向,機側(cè)蓋,鉆孔,夾具,設(shè)計
UNIVERSITY本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）題目： 方向機側(cè)蓋鉆孔夾具設(shè)計 學(xué) 院： 工學(xué)院 姓 名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 年 級： 2008 級 指導(dǎo)教師： 職 稱： 二○一二 年 五 月I摘要此次設(shè)計是對方向機側(cè)蓋零件的鉆孔專用夾具設(shè)計，加工零件為鑄件，具有體積小，零件復(fù)雜的特點。針對加工孔的工序選擇“一孔一銷”的定位方式，并以操作簡單的手動螺旋夾緊方式夾緊，其機構(gòu)設(shè)計簡單，方便且能滿足要求。設(shè)計中選擇的鉆模板是蓋板式鉆模，這種鉆模無夾具體，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，適合于工件上的小孔加工。夾具結(jié)構(gòu)簡單輕便，易清除切屑。該套夾具的定位元件主要有長定位襯套和定位插銷，限制工件的五個自由度，完成對工件的定位。夾緊機構(gòu)采用的是手動螺旋夾緊機構(gòu)。其具有下列特點：結(jié)構(gòu)簡單、擴力比大、自鎖性能好、行程不受限制、夾緊動作慢等。本套夾具的夾緊裝置為兩塊可移動壓板。通過螺栓夾緊移動壓板，達到夾緊作用。關(guān)鍵詞：方向機側(cè)蓋；夾具設(shè)計；定位；夾緊IIAbstractThis design is on the side cover steering drilling special fixture design parts,the processing components are a casting, with a small size, the characteristics of complex parts. Hole machining process for selecting "a hole and a selling" positioning of the way and simplicity of operator manual screw clamp way clampts organization design is simple, the convenience also can satisfy the request.The choice in the design of the drill template is a cover board type drill mode, this drill die without clip concrete, its orientation components and clamping device installed in drill template directly. Drilling templates in the jacket clip, suitable for the processing of small holes. Fixture simple structure compact, easy cleaning out scraps. This set of fixture positioning elements are mainly of locating long and positioning pin, limit the five degrees of freedom and the completion of the positioning of the workpiece. Clamping institutions use is manual spiral clamping institutions. It has the following characteristics: simple structure, expansion force than the big, good performance, lock schedule doesn't restricted, clamping slow, etc. This set of clamping fixture device is two pieces of mobile linking piece. Through the bolt clamping mobile linking piece, achieve clamping role.Key words: steering box side cover; fixture design; orientation; clamping目錄摘要 ................................................................IAbstract...........................................................II1 設(shè)計任務(wù) ..........................................................11.1 設(shè)計題目 ....................................................11.2 工件的加工工藝分析 ..........................................21.3 鉆床夾具的組成 ..............................................21.4 鉆床夾具特點的分析 ..........................................22 工件的定位方案分析 ................................................42.1 工件的定位原理 ..............................................42.2 具體定位方案分析 ............................................42.3 定位元件的選擇 ..............................................52.4 定位誤差分析 ................................................52.4.1 位置度誤差分析 .........................................62.4.2 偏轉(zhuǎn)角度誤差分析 .......................................62.4.3 豎軸心線的偏移誤差分析 .................................73 工件夾緊方案的分析 ................................................73.1 工件的夾緊原理 ..............................................73.2 夾緊裝置的確定 ..............................................73.2.1 夾緊裝置的組成和基本要求 ...............................73.2.2 具體的夾緊裝置 .........................................83.3 夾緊力的確定 ................................................93.3.1 夾緊力的方向的確定 .....................................93.3.2 夾緊力的作用點的選擇 ...................................93.3.3 夾緊力大小的估算 ......................................103.3.4 移動壓板的確定 ........................................124 引導(dǎo)裝置的確定 ...................................................134.1 引導(dǎo)裝置的作用 .............................................134.2 具體的引導(dǎo)裝置 .............................................144.3 鉆套與工件之間的距離計算 ...................................145 鉆模板的確定 .....................................................156 底座的確定 .......................................................167 夾具操作過程及選取機床、刀具 .....................................17參考文獻 ...........................................................19總結(jié)與致謝 .........................................................2011 設(shè)計任務(wù)1.1 設(shè)計題目設(shè)計題目：方向機側(cè)蓋鉆孔夾具設(shè)計。設(shè)計任務(wù)：零件簡圖如下，本工序鉆削加工方向機側(cè)蓋四個孔 Φ12.5mm，設(shè)計鉆孔專用夾具。圖 1 零件簡圖21.2 工件的加工工藝分析加工工件為方向機側(cè)蓋，工件材料為球墨鑄鐵，牌號為 QT450-10。本工序主要鉆削加工四個 Φ12.5 mm 的孔,鉆削深度為 11mm。四個孔的加工位置要24.0?求：孔心位置度偏差為 0.2mm，孔的橫軸心連線向上偏轉(zhuǎn) 5 度，孔的豎軸心連線向右偏移 5mm。具體的尺寸分布見工件零件圖，如圖 1.1.3 鉆床夾具的組成雖然機床的夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，得出一般所共有的以下幾個組成部分，這些組成部分既相互獨立又相互聯(lián)系。定位支承元件。定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并○ 1支承工件，是夾具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。夾緊元件。夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工○ 2件的正確位置不變。連接定向元件。這種元件將夾具與機床連接并確定夾具對機床主軸、工○ 3作臺或?qū)к壍南嗷ノ恢?。如定位鍵。對刀元件或?qū)蛟?。這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間○ 4的正確位置。用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進行加工的元件稱為導(dǎo)向元件。其他裝置或元件?！?5夾具體。夾具體是夾具的基本骨架，用來配置、安裝各夾具元件，使之○ 6組成一整體。上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。1.4 鉆床夾具特點的分析鉆床夾具的特征是：帶有鉆套和安放鉆套的鉆模板，故習(xí)慣上稱之為“鉆?！?。鉆床夾具的類型較多，根據(jù)被加工孔的分布情況，可分為以下五類。（1）固定式鉆模 這種鉆模在使用時，是固定在鉆床工作臺的。用于在立軸式鉆床上加工較大的單孔或在搖臂鉆床上加工平行孔系。如果要在立式鉆床上使用固定式鉆模加工平行空系，則需要在機床主軸上安裝鉆模時，一般先將裝在主軸上的定尺刀具伸入鉆套中，以確定鉆模的位置，然后將其緊固。這種加工方式的鉆孔精度比較高。（2）回轉(zhuǎn)式鉆模 回轉(zhuǎn)式鉆模主要用于加工同一圓周面上的平行孔系，或分布在圓周上的徑向孔。有立軸、臥軸和斜軸回轉(zhuǎn)等三種基本形式。由于回轉(zhuǎn)臺已標準化，并作為機床附件由專門廠生產(chǎn)供應(yīng)，固回轉(zhuǎn)式鉆模的設(shè)計，大多數(shù)情況是設(shè)計專用的工作夾具和標準回轉(zhuǎn)臺聯(lián)合使用。3（3）翻轉(zhuǎn)式鉆模 這類鉆模沒有鉆軸和分度裝置，在使用過程中需要用手進行翻轉(zhuǎn)。主要適用于加工小型工件分布幾個方向的孔。使用翻轉(zhuǎn)式鉆?？蓽p少減少工件裝夾次數(shù)，提高工件上各孔之間的位置精度。（4）蓋板式鉆模 這種鉆模無夾具體，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，適合于工件上的小孔加工。夾具結(jié)構(gòu)簡單輕便，易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費時，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜超過 10 kg。（5）滑柱式鉆模 這種鉆模是一種帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具，在生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛?；姐@模的結(jié)構(gòu)已經(jīng)標準化了和規(guī)格化了，具有不同的系列。使用時，根據(jù)工件的形狀、尺寸和加工要求等具體情況，專門設(shè)計制造相應(yīng)的定位、夾緊裝置和鉆套等，裝在夾具體的平臺或鉆模板上的適當位置，就可用于加工。此次我設(shè)計的夾具工件是側(cè)蓋.如圖為其中一部分（B 向視圖），經(jīng)分析比較和根據(jù)工件的加工工藝分析，在此選取蓋板式鉆模。圖 2 B 向視圖42 工件的定位方案分析2.1 工件的定位原理工件定位的實質(zhì)，就是要使工件在夾具中占有某個確定的位置。這一確定的位置可以通過定位支承限制相應(yīng)的自由度來獲得。工件在夾具中定位的任務(wù)，就是通過定位元件限制工件的不定度，以滿足工序的加工精度要求。目前一般習(xí)慣上把工件定位范疇內(nèi)的位置不確定性稱為自由度，因此工件定位就是限制工件的自由度。工件在夾具中的定位問題，可以采用類似于確定剛體在空間直角坐標系中的位置方法加以分析。工件在夾具中所占空間位置不確定的最高程度，即工件在空間最多只能有六個自由度。根據(jù)工件各工序的加工精度要求和選擇定位元件的情況，工件在夾具中的定位通常有如下幾種情況：完全定位、部分定位、欠定位、重復(fù)定位、復(fù)定位等。工件在夾具中定位，若六個自由度都被限制時，稱為完全定位。若六個自由度沒有被完全限制時，稱為部分定位。若實際定位支承點或?qū)嶋H限制的自由度個數(shù)少于工序加工要求應(yīng)予限制的自由度個數(shù)，則工件定位不足，稱為欠定位。若幾個定位支承點重復(fù)限制同一個或幾個自由度時，稱為重復(fù)定位。2.2 具體定位方案分析該套夾具主要用于鉆孔加工。由零件加工要求分析知，需要限制工件的五個自由度。即：X 軸方向的移動自由度、轉(zhuǎn)動自由度，Y 軸方向的移動自由度、轉(zhuǎn)動自由度以及 Z 軸的轉(zhuǎn)動自由度（Z 軸的移動自由度無須限制）。首先分析該工件的定位基準。要限制工件的五個自由度，擬定該工件的定位基準面為工件的圓柱端側(cè)面和底面。結(jié)合工件的具體形狀特征，該夾具采用“一銷一孔”的定位.首先將工件的圓柱端插入底座的長定位套孔 Φ46 中（該長定位套與底座實行過盈配合）。此長定位套限制了工件的四個自由度，即 X軸和 Y 軸方向的移動、轉(zhuǎn)動自由度。此時工件仍可繞 Z 軸轉(zhuǎn)動，工件旋轉(zhuǎn)到合適位置，再插入定位插銷（定位插銷限制了 Z 軸方向的轉(zhuǎn)動），即可實現(xiàn)定位。為了實現(xiàn)工件的預(yù)定位及提高工件定位穩(wěn)定性，同時設(shè)置一個輔助支承釘。在該套夾具未夾緊工件之前，由于工件重心超出主要支承所形成的穩(wěn)定區(qū)域，工件重心所在一端便會下垂而使工件上的定位基準面脫離定位元件。設(shè)置支釘先5實現(xiàn)預(yù)定位，然后在夾緊力作用下再實現(xiàn)與主要定位元件全部接觸的準確定位。定位簡圖如下：1-工件；2-長定位襯套；3-底座；4-菱形定位插銷；5-鉆模板；6-定位襯套；7-輔助支承圖 3 定位簡圖2.3 定位元件的選擇此套夾具采用的是“一孔一銷”的定位方式，因此確定該套夾具的定位元件主要有長定位襯套和菱形定位插銷。查《機床夾具設(shè)計手冊》，選取1.長定位套（定位襯套）:B46H7×30 GB2201-80 熱處理:20 滲碳深度0.8～1.2mm HRC55 ～60 按 GB699-65《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)條件》2.菱形定位插銷：B13f7×40 GB2205-80;20 滲碳深度:0.8～1.2mm HRC55～60 。熱處理:按 GB699-65《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)條件》。3.支承：M10×25 GB2227-80 熱處理 45: 全部 HRC40～50;材料: 45 按GB699-65《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)條件》;4.短定位套:B13H7×16 GB2201-80 材料: T8 按 GB1298-77《碳素工具鋼技術(shù)條件》; 熱處理:T8 HRC55～60。2.4 定位誤差分析定位誤差是指由于定位不準而造成的某一工序在工序尺寸（通常指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。在加工時，夾具相對刀具及切削成形運動的位置，經(jīng)調(diào)定后不再變動，因此可以認為加工表面的位6置是固定的。在這種情況下，加工表面對其工序基準的位置誤差，必然是工序基準的位置變動所引起的。所以，定位誤差也就是工件定位時工序基準（一批工件的）沿加工要求方向上的位置的最大變動量，即工序基準位置的最大變動量在加工尺寸方向上的投影。對某一定位方案，經(jīng)過計算其可能產(chǎn)生的定位誤差，只要小于工件有關(guān)尺寸或位置公差的 ，一般即認為此定位方案能滿足該工序的加工精度要求。31~5定位誤差的來源主要有兩方面： 由于工件的定位表面或夾具上的定位元件制○ 1作不準確引起的定位誤差，稱為基準位置誤差，常用 表示。 由于工件的JW?○ 2工序基準與定位基準不重合而引起的定位誤差，稱為基準不重合誤差，常用表示。JB?前文已經(jīng)對工件的主要定位參數(shù)進行了分析，此工件的定位即是盡量達到參數(shù)要求。因此，具體的定位誤差比較復(fù)雜，應(yīng)該逐項進行分析。此定位中，定位基準和工件的工序基準重合，即基準不重合誤差 為 0。因此，只需分析JB?基準位置誤差。計算項目有三個，如下：2.4.1 位置度誤差分析 max2ax1dD???——位置度誤差D?——工件圓柱側(cè)面直徑公差max1d——長定位襯套內(nèi)孔直徑公差2代入數(shù)值得： = [（+0.025）-0］+[0-（-0.039）］=0.064mm2.4.2 偏轉(zhuǎn)角度誤差分析 ???角 度 )2(tanmaxax1LD??可知： rct2角 度——偏轉(zhuǎn)角度誤差角 度?——偏轉(zhuǎn)角度?——長定位襯套與工件圓柱側(cè)面配合位置誤差max1D?7——菱形銷與定位襯套配合位置誤差max2D?L —— 定位孔 Φ13 與 Φ46 的中心距其中， L= =8.6mm285?代入數(shù)值得： =)6.8014.(arctn???角 度?038.2.4.3 豎軸心線的偏移誤差分析該誤差產(chǎn)生的原因在于定位襯套與工件圓柱側(cè)面配合間隙，類似于位置度誤差，可知其誤差亦為 0.064mm。由上述分析可知,該定位系統(tǒng)定位誤差小于工序加工要求的三分之一，滿足要求。3 工件夾緊方案的分析3.1 工件的夾緊原理為使工件在定位件上所占有的規(guī)定位置在加工過程中保持不變,就要用夾緊裝置將工件夾緊.保證工件的定位基準與夾具上的定位表面可靠的接觸,防止在加工過程中移動、振動、或變形.夾緊裝置的基本任務(wù)就是保持工件在定位中所獲得的既定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和振動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。3.2 夾緊裝置的確定3.2.1 夾緊裝置的組成和基本要求 夾緊裝置是夾具的重要組成部分。在機械加工中，工件將受到切削力、離心力、慣性力等外力的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。因此，在設(shè)計夾緊裝置時，應(yīng)注意滿足以下要求： 8（1）在夾緊過程中，應(yīng)能保持工件定位時所獲得得正確位置。（2）夾緊力的大小要適當。夾緊機構(gòu)應(yīng)能保證在加工過程中工件不產(chǎn)生松動或振動，同時又要避免工件產(chǎn)生不適當?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷。夾緊機構(gòu)一般應(yīng)有自鎖作用。（3）夾緊裝置應(yīng)操作方便、省力、安全。（4）夾緊裝置的復(fù)雜程度和自動化程度應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng)。結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)力求簡單、緊湊，并盡量采用標準化元件。3.2.2 具體的夾緊裝置常用的夾緊結(jié)構(gòu)有：斜楔夾緊機構(gòu)、螺旋夾緊機構(gòu)、偏心夾緊機構(gòu)、鉸鏈夾緊機構(gòu)、定心夾緊機構(gòu)和聯(lián)動夾緊機構(gòu)。經(jīng)分析比較，選擇此套夾具的夾緊方式為手動夾緊，夾緊機構(gòu)為螺旋夾緊機構(gòu)。典型的螺旋夾緊機構(gòu)具有下列特點：結(jié)構(gòu)簡單、易于制造，增力比大、自鎖性能好，是手動夾緊中應(yīng)用最廣泛的夾緊機構(gòu)；螺旋夾緊機構(gòu)的缺點是：夾緊動作慢。為提高其工作效率，常采用一些快撤裝置，如帶開口墊圈的螺母夾緊裝置。本套夾具的夾緊裝置為兩塊可移動壓板。通過螺栓夾緊移動壓板，達到夾緊作用。夾緊裝置圖如下：圖 4 夾緊裝置圖9圖 5 夾緊機構(gòu)3.3 夾緊力的確定夾緊力包括大小、方向和作用點三個要素，下面分別予以討論。3.3.1 夾緊力的方向的確定夾緊力方向的選擇一般應(yīng)遵循以下原則：1.夾緊力的作用方向應(yīng)有利于工件的準確定位，而不能破壞定位。為此一般要求主要夾緊力垂直指向主要定位表面。2.夾緊力作用方向應(yīng)盡量與工件剛度大的方向相一致，以減小工件夾緊變形。3.夾緊力作用方向應(yīng)盡量與切削力、工件重力方向一致，以減小所需夾緊力。分析知:此套夾具的夾緊方向和工件重力方向、切削加工方向一致。工件的定位工作面為圓柱側(cè)面和水平面。103.3.2 夾緊力的作用點的選擇夾緊力的作用點的選擇是指在夾緊力作用方向已確定的情況下，確定夾緊元件與工件接觸點的位置和接觸點的數(shù)目。一般應(yīng)注意以下幾點：1.夾緊力的作用點應(yīng)正對支承元件或位于支承元件所形成的支承面內(nèi)，以保證工件已獲得的定位不變。2.夾緊力作用點應(yīng)處于工件剛性較好的部位，以減小工件夾緊變形。3.夾緊力作用點應(yīng)盡量靠近加工表面，以減小切削力對工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩。必要時應(yīng)在工件剛度差的部位增加輔助支承并施加夾緊力，以減小切削過程中的振動和變形。此套夾具的夾緊力作用點為兩處，都是壓板和工件表面的接觸點。3.3.3 夾緊力大小的估算估算夾緊力的一般方法是將工件視為分離體，并分析作用在工件上的各種力，再根據(jù)力系平衡條件，確定保持工件平衡所需的最小夾緊力，最后將最小夾緊力乘以一適當?shù)陌踩禂?shù)，即得到所需的夾緊力。此套夾具的夾緊力的大小主要取決于切削 P 和重力 G。重力是可認為不變的,而切削力在切削的過程中是變化的.影響切削力的大小因素很多,如工件質(zhì)量的不均勻,加工質(zhì)量的不均勻,刀具磨損以及切削用量的變化等.同時夾緊力也和其他因素有關(guān),如夾緊件和工件及工件與定位件間接觸表面的光潔度,工藝系統(tǒng)的剛性等等,因此夾具夾緊力的設(shè)計只能對其作初略的估算。計算夾緊力，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)來簡化計算。根據(jù)工件受切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。（1） 切削力的計算查《機床夾具設(shè)計手冊》可得切削力計算公式： pxKDsP8.0419?——軸向切削力（N）；xPD——鉆頭直徑(mm)；S——每轉(zhuǎn)進給量（mm)；——修正系數(shù)；pK查表得： 6.0)19(HBKp?HB——工件材料的布氏硬度值（取最大值），取 HB=197令 s=0.1mm11代入數(shù)值得： 6.08.0)197(5.1249??xP=5273.5×0.158×1.022=845.7N上式計算出的 值是單孔鉆削的切削力，而四個鉆頭同時工作，每個孔所x需鉆削力是相同的，即：=45.7N4321P?而切削合力 ??iP= 845.7=3382.8N（2）夾緊力的計算本道工序是對側(cè)蓋面上四個孔的鉆削加工，在鉆孔的過程中，鉆削力距 M迫使工件有轉(zhuǎn)動趨勢，則靠由壓塊夾緊所產(chǎn)生的摩擦力矩來克服。pKsDM8.021.?M——切削扭矩（N·m）；D——鉆頭直徑（mm）；S——每轉(zhuǎn)進給量（mm）；——修正系數(shù)；pK由已知，查表得：D=12.5mm ； s=0.1mm ； =1.022pK代入計算得： 02.1.512.08???M=5.3N·m由于四個鉆頭同時工作，所以:=4×5.3=21.2N·m總又因為： =總MaW??W——理論夾緊力（N）；μ——摩擦系數(shù)；a ——摩擦力臂；12其中摩擦系數(shù) μ 取 0.25，摩擦力臂 a 為切削合力位置到壓板作用點的兩段距離之和（兩段近似認為相等），經(jīng)分析知 a 為 0.125m ?？汕蟮茫? =678.4N125.0??W最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需的夾緊力的數(shù)值，即: KWk??式中 ——實際所需夾緊力（N）；kWW ——在一定條件下，由靜力平衡計算出的理論夾緊力（N）；K ——安全系數(shù)；安全系數(shù) K 可按下式計算： 6543210 KK????式中： 為各種因素的安全系數(shù)，可查表得到:60~基本安全系數(shù) =1.5； 加工性質(zhì)系數(shù) =1.0；0K1刀具鈍化系數(shù) =1.15； 切削特點系數(shù) =1.2；2 3夾緊力穩(wěn)定性系數(shù) =1.0； 手柄位置系數(shù) =1.0；4 5K接觸點系數(shù) =1.0；6代入數(shù)值計算得: =1.5×1.0×1.15×1.2×1.3×1.0×1.0=2.07得實際夾緊力： =678.4×2.07kW=1404.3N3.3.4 移動壓板的確定該移動壓板的主要尺寸由需要提供夾緊力的大小來確定。查《機床夾具設(shè)計手冊》，可得：；001???lLWk——移動壓板螺栓提供的原動力（N·mm）；0W——實際夾緊力（N）；K——除螺栓外機構(gòu)的效率，其值為 0.85~0.95。0?受力簡圖如下：13圖 6 受力簡圖其中，令 =2， =0.9。lL0?代入數(shù)值得： = =3120.7NW9.0123.14?由于該套夾具由兩塊移動壓板組成，因此可求單塊壓板螺栓需提供原動力為 : N.5620?查《機床夾具設(shè)計手冊》，可選用螺紋公稱直徑為 20mm 的螺栓，其他具體尺寸見零件圖。4 引導(dǎo)裝置的確定4.1 引導(dǎo)裝置的作用在鉆床上加工孔和孔系時,大都采用引導(dǎo)裝置。用以引導(dǎo)刀具進入正確的加工位置,并在加工過程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏斜,提高刀具的剛性,從而保證零件上加工孔的精度。在鉆床上加工的過程中,引導(dǎo)裝置保證同軸各孔的同軸度、各孔孔距精度、各軸線間的平行度等。因此,引導(dǎo)裝置如同定位元件一樣，對于保證工件的加工精度有著十分重要的作用。144.2 具體的引導(dǎo)裝置此套鉆孔夾具的引導(dǎo)元件主要是鉆套。鉆套按其結(jié)構(gòu)可分為：固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套。此套夾具選擇的鉆套為固定鉆套。固定鉆套其外圓與鉆模采用 配合，磨損后不易更換。主要適用于中、小批量生6pH7或n產(chǎn)的鉆模上或用來加工孔距甚小以及孔距精度要求較高的孔。因此套鉆夾具加工量不大,磨損較小，孔距離精度較高,所以選用固定鉆套。為了防止切屑進入鉆套孔內(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。特選用帶肩固定鉆套，主要用于鉆模板較薄時，用以保持必需的引導(dǎo)長度，也可做為為主軸頭進給時軸向定程擋塊使用。如圖 8：圖 7 固定鉆套鉆模板與固定鉆套外圓一般采用 的配合。且必須有很高的耐磨度,材料6nH選擇 T10A 按 GB1298-77《碳素工具鋼技術(shù)條件》.淬火 HRC58～64.選擇的鉆套 B12.5×28 GB 2262-80。4.3 鉆套與工件之間的距離計算鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙 H,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：15圖 8查《機床夾具設(shè)計手冊》，可得 H=（0.3～0.7）d ,其中 d 為鉆孔直徑取 H=0.5d 而工件鉆孔直徑為 12.5mm，故 H=6.25mm 。 5 鉆模板的確定 在引導(dǎo)裝置中,鉆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。設(shè)計模板時應(yīng)注意以下幾點：1.鉆模板上安裝鉆套的孔之間及孔與定位元件的位置應(yīng)有足夠強度。2.鉆模板應(yīng)有足夠的剛度，以保證鉆套位置的準確性，但有不能做的太厚太重。鉆模板一般不應(yīng)承受夾緊力。3.為保證加工的穩(wěn)定性，懸掛式鉆模板導(dǎo)桿上的彈簧力必須足夠，是模板在夾具上能保持足夠的定位壓力。鉆模板按其與夾具體連接的方式,可分為固定式鉆模板、鉸鏈式鉆模板、可卸式鉆模板、蓋板式鉆模板、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蓋板式鉆模板,這種鉆模板的結(jié)構(gòu)與可卸式鉆模板區(qū)別不大，它的特點是沒有夾具體，結(jié)構(gòu)簡單。但是在裝卸工件時需裝上或卸下。它的加工精度較可卸式鉆模板高，主要用于模板定位孔有較嚴要求的場合。此時應(yīng)以被加工孔的工序基準作為定位基準，以達到較高的位置精度。在夾具體上采用一面雙孔定位,螺栓緊固,鉆模精度較高。其模板如下圖所示：16圖 9 鉆模板6 底座的確定該底座承受鉆模板和工件重力，同時必須承受鉆削時產(chǎn)生的振動。因此底座必須具有較高的剛度和抗振能力。底座材料選用鑄鐵 HT200，該鑄鐵為灰鑄鐵，主要用于制造承受壓力和振動的零部件，如機床車身、各種箱體、殼體、泵體、缸體等。具體的技術(shù)要求主要有：1.鑄件必須經(jīng)退火處理，硬度達到 HB157～220 。2.鑄件不得有氣孔、縮孔、砂眼等缺陷。3.通過兩個 Φ20 孔與鉆模板配作，以保證中心距。（具體圖樣見零件圖）17圖 10 底座7 夾具操作過程及選取機床、刀具此套鉆模夾具中選用的是蓋板式鉆模板，可方便裝卸。裝工件過程為：松開滑柱上的螺母，取下開口墊圈，將鉆模板卸下，將工件圓柱部分套入長定位襯套中，將工件旋轉(zhuǎn)至合適位置，裝上鉆模板，插入菱形定位插銷，實現(xiàn)工件完全定位。插入開口墊圈，用扳手緊固鉆模板上螺母。最后滑動壓板，擰緊螺母對工件進行夾緊。卸下工件的過程與裝工件的過程基本一致。18機床的選?。哼x取立式鉆床 Z525，立式鉆床需要移動工件。推動手柄，即可移動夾具。鉆模在工作臺上的正確位置，以安裝在機床主軸上的刀具準確自由插入鉆套內(nèi)孔為準。刀具的選?。翰榈毒咴O(shè)計手冊選取，高速鋼圓柱直柄麻花鉆 GB1436-85 。本套夾具定位準確，夾緊迅速可靠；夾具本身也有足夠的剛度；操作方便，可以滿足本工序加工要求。19參考文獻[1] 上海柴油機廠工藝設(shè)備研究所編.金屬切削機床夾具設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社,1982。[2] 王秀倫主編.機床夾具設(shè)計手冊.國防工業(yè)出版社,1983。[3] 于永泗、齊民主編.機械工程材料.大連理工大學(xué)出版社,2003。 [4] 吳克堅主編.機械原理.高等教育出版社,1989。[5] 吳宗澤主編.機械設(shè)計.高等教育出版社,1990。[6] 楊明忠、朱家誠主編.機械設(shè)計.武漢理工大學(xué)出版社,2001。[7] 曾志新、呂明主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).武漢理工大學(xué)出版社,2001。[8] 王啟平主編.機床夾具設(shè)計. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1995。[9] 吳宗澤主編.機械零件設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社,2006。[10] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會編.金屬切削手冊.上海科學(xué)技術(shù)出版社,1984。[11] 東北重型機械學(xué)院、洛陽工學(xué)院編.機床夾具設(shè)計手冊.上海科學(xué)技術(shù)出版社,1990。[12] 徐圣群編.簡明機械加工工藝手冊.上海科學(xué)技術(shù)出版社,1989。[13] 王先逵主編.機械制造工藝學(xué).機械工業(yè)出版社，1995。[14] 陳于萍、周兆元主編.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).機械工業(yè)出版社，2005。20總結(jié)與致謝經(jīng)過一個多月的努力和在樊老師的指導(dǎo)下，我的畢業(yè)設(shè)計——《方向機側(cè)蓋鉆孔夾具設(shè)計》任務(wù)終于完成了！畢業(yè)設(shè)計是對我們大學(xué)這四年來所學(xué)知識的一次綜合性的檢驗考核，它要求我們將大學(xué)這四年來所學(xué)到的知識融會貫通、綜合運用，并要求我們能夠理論聯(lián)系實際，它鍛煉了我們綜合運用所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識的能力以及解決實際問題的能力。 在這一個多月的時間里，我在樊十全老師的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過了設(shè)計方案的確定、尺寸擬定、零部件的選擇及計算、繪制裝配圖和零件圖等幾個階段。在這次畢業(yè)設(shè)計過程中，我到圖書館參閱相關(guān)專業(yè)工具書，仔細計算校核，用計算機繪圖等。這些都使我深刻體會到學(xué)習(xí)的重要性和必要性。與此同時，我也充分認識到自身的許多不足，如基礎(chǔ)知識不夠扎實，綜合運用理論聯(lián)系實際的能力較弱等。因此，設(shè)計中有錯誤和不足之處再所難免，還懇請各位老師批評指正，不勝感激！最后，我要衷心的感謝樊十全老師，還有其他所有給過我?guī)椭椭С值睦蠋熀屯瑢W(xué)!感謝在百忙之中評閱設(shè)計和參加答辯的各位專家、老師，謝謝！方向機側(cè)蓋鉆孔夾具設(shè)計,專業(yè)班級：機制081
姓 名：曾 旺
學(xué) 號：20080977
指導(dǎo)老師：樊十全
日 期：2012-05,1 設(shè)計任務(wù),設(shè)計題目：方向機側(cè)蓋鉆孔夾具設(shè)計。
設(shè)計任務(wù)：零件簡圖如右圖，本工序鉆削加工方向機側(cè)蓋四個孔Φ12.5mm，設(shè)計鉆孔專用夾具。,側(cè)蓋三維圖如下,2 工件的定位分析,2.1 定位方案的確定
該套夾具主要用于鉆孔加工。經(jīng)分析知，需要限制工件的五個自由度。即：X軸方向的移動自由度、轉(zhuǎn)動自由度，Y軸方向的移動自由度、轉(zhuǎn)動自由度以及Z軸的轉(zhuǎn)動自由度（Z軸的移動自由度無須限制）。
首先分析該工件的定位基準。要限制工件的五個自由度，擬定該工件的定位基準面為工件的圓柱端側(cè)面和底面。結(jié)合工件的具體形狀特征，該夾具采用“一銷一孔”的定位.為了實現(xiàn)工件的預(yù)定位及提高工件定位穩(wěn)定性，同時設(shè)置一個輔助支承釘。在該套夾具未夾緊工件之前，由于工件重心超出主要支承所形成的穩(wěn)定區(qū)域，工件重心所在一端便會下垂而使工件上的定位基準面脫離定位元件。設(shè)置支釘先實現(xiàn)預(yù)定位，然后在夾緊力作用下再實現(xiàn)與主要定位元件全部接觸的準確定位。定位簡圖如下：,定位簡圖,1-工件；2-長定位襯套；3-底座；4-菱形定位插銷；5-鉆模板；
6-定位襯套；7-輔助支承,定位元件選擇,2.2 定位元件的選擇
該套夾具的定位元件主要有長定位套和定位插銷。查《機床夾具設(shè)計手冊》，選取：
1.長定位套（定位襯套）:B46H7×30 GB2201-80 熱處理:20滲碳深度0.8～1.2mm HRC55～60按GB699-65《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)條件》
2.菱形定位插銷：B13f7×40 GB2205-80;20滲碳深度:0.8～1.2mm HRC55～60 。熱處理:按GB699-65《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)條件》。
3.支承：M10×25 GB2227-80 熱處理45: 全部HRC40～50;材料: 45按GB699-65《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)條件》;
4.短定位套:B13H7×16 GB2201-80 材料: T8按GB1298-77《碳素工具鋼技術(shù)條件》; 熱處理:T8 HRC55～60。,定位元件選擇,定位襯套
菱形定位插銷
支撐,,,,3 工件夾緊方案的分析,3.1 夾緊裝置的基本要求
（1）在夾緊過程中，工件應(yīng)能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不應(yīng)離開定位支承；
（2）夾緊力的大小要適當、可靠；
（3）夾緊裝置應(yīng)操作安全、方便、省力。夾緊裝置的自動化程度和復(fù)雜度應(yīng)與工件的產(chǎn)量和批量相適應(yīng)。
3.2 具體夾緊裝置
本套夾具的夾緊裝置為兩塊可移動壓板。通過螺栓夾緊移動壓板，達到夾緊作用。夾緊裝置圖如下：,夾緊裝置,4 引導(dǎo)裝置的確定,在鉆床上加工孔和孔系時,大都采用引導(dǎo)裝置。用以引導(dǎo)刀具進入正確的加工位置,并在加工過程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移,提高刀具的剛性,從而保證零件上加工孔的精度。
該套鉆孔夾具的引導(dǎo)元件主要是固定鉆套。鉆套直接壓入鉆模板或夾具體上。如下圖：,4 引導(dǎo)裝置的確定,注意：
鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙H,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.查《機床夾具設(shè)計手冊》，H=（0.3～0.7）d,其中d為鉆孔直徑。如下圖所示：,5 鉆模板的確定,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。此套鉆模夾具中選用的是蓋板式鉆模板，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下。具體如圖：,6 底座的確定,底座承受鉆模板和工件重力，同時必須承受鉆削時產(chǎn)生的振動。因此底座必須具有較高的剛度和抗振能力。此底座材料選用鑄鐵HT200。如右圖所示：,7 方向機側(cè)蓋鉆孔夾具裝配圖,謝謝各位老師的評閱！,~~完畢~~,
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