回轉(zhuǎn)式鉆床夾具設(shè)計(jì)

1、 鄂東職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題 目： 回轉(zhuǎn)式鉆床夾具設(shè)計(jì) 系別： 機(jī)械工程系 專業(yè)班級(jí)： 數(shù)控0911 學(xué)生姓名： 林斌 易佳偉學(xué) 號(hào)： 58 62 指導(dǎo)教師： 董菊明 誠(chéng) 信 聲 明本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）回轉(zhuǎn)式鉆床夾具設(shè)計(jì)是在董菊明教師的指導(dǎo)下，根據(jù)任務(wù)書的要求，獨(dú)立撰寫的。本設(shè)計(jì)（論文）中所引用的其他個(gè)人或集體已發(fā)表的文字和研究成果，或?yàn)楂@得教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料，均已明確注明。凡為本文的撰寫所提供的各種形式的幫助，本人在致謝中已經(jīng)明確表達(dá)了謝意。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名：林斌 易佳偉 2012年4月12號(hào)學(xué)生姓名易

2、佳偉、林斌專業(yè)班級(jí)S0911學(xué)號(hào)62、58課題名稱回轉(zhuǎn)式鉆床夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師及職稱董菊明（以下內(nèi)容指導(dǎo)教師可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整）一、課題介紹1、目的綜合、歸納、運(yùn)用機(jī)械方面的知識(shí)，掌握機(jī)械零部件設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)計(jì)算過程，具有運(yùn)用計(jì)算機(jī)分析和設(shè)計(jì)常用機(jī)械零件和簡(jiǎn)單傳動(dòng)裝置的能力。2、任務(wù)為一套筒零件孔加工設(shè)計(jì)一套鉆床夾具3、擬重點(diǎn)解決的問題二、主要內(nèi)容1、主要技術(shù)指標(biāo)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 專用夾具的復(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

3、小選用不同復(fù)雜程度的快速高效夾緊裝置，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 3）工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)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)屬于中批量生產(chǎn)。4）使用性好 專用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。 5）經(jīng)濟(jì)性好 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。 2、設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)手段(一)研究原始資料在明確夾具設(shè)計(jì)任務(wù)后，應(yīng)對(duì)以下幾方面的原始資料進(jìn)行研究。 1 、研究加工工件圖樣 了解該工件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、材料、熱處理要求，主要表面的加工精度

4、、表面粗糙度及其它技術(shù)要求。 2 、熟悉工藝文件，明確以下內(nèi)容 (1) 毛坯的種類、形狀、加工余量及其精度。 (2) 工件的加工工藝過程、工序圖、本工序所處的地位，本工序前已加工表面的精度及表面粗糙度，基準(zhǔn)面的狀況。 (3) 本工序所使用的機(jī)床、刀具及其它輔具的規(guī)格。 (4) 本工序所采用的切削用量。(二)擬訂夾具的結(jié)構(gòu)方案 擬訂夾具的結(jié)構(gòu)方案包括以下幾個(gè)內(nèi)容 1）確定夾具的類型 各類機(jī)床夾具均有多種不同的類型，如車床夾具可有角鐵式、圓盤式等，鉆床夾具有固定式、翻轉(zhuǎn)式、蓋板式等，應(yīng)根據(jù)工件的形狀、尺寸、加工要求及重量確定合適的夾具類型。 2）確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置 根據(jù)六點(diǎn)定位原則，

5、分析工序圖上所規(guī)定的定位方案是否可取，否則應(yīng)提出修改意見或提出新的方案，與有關(guān)工藝人員協(xié)商后確定。 3）確定工件的夾緊方式，設(shè)計(jì)夾緊裝置夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)保證工件夾緊可靠、安全、不破壞工件的定位及夾壓表面的精度和粗糙度。同時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行夾緊力的估算。 4）確定引導(dǎo)元件 (鉆套的類型及結(jié)構(gòu)尺寸 )5）夾具精度分析與計(jì)算6）繪制夾具總圖 3、主要工作程序1 ）零件本工序的加工要求分析2 ）確定夾具類型 3 ）擬定定位方案和選擇定位元件 4 ）確定夾緊方案 5 ）確定引導(dǎo)元件 (鉆套的類型及結(jié)構(gòu)尺寸 ) 6 ）夾具精度分析與計(jì)算 7 ）繪制夾具總圖 8 ）繪制夾

6、具零件圖樣 9 ）編寫設(shè)計(jì)說明書 三、主要儀器設(shè)備機(jī)算機(jī)（CAD繪圖）四、主要資料及參考文獻(xiàn)1、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)2、機(jī)械制造技術(shù)3、公差配合與技術(shù)測(cè)量五、預(yù)期設(shè)計(jì)（論文）成果1、提高運(yùn)用機(jī)算機(jī)（CAD）進(jìn)行繪圖、設(shè)計(jì)的能力。2、掌握鉆床夾具設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)計(jì)算及分柝過程。任務(wù)下達(dá)時(shí)間2012 年 3 月 20 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始與完成時(shí)間預(yù)計(jì)畢業(yè)答辯時(shí)間畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 進(jìn) 度 安 排周次工作內(nèi)容檢 查 方 式第8周 至 第 8 周相關(guān)文獻(xiàn),資料和參考書的準(zhǔn)備階段第 周 至 第 周研究原始資料階段第 周 至 第 周夾具概要設(shè)計(jì)、計(jì)算階段第 周 至 第 周擬訂夾具的結(jié)構(gòu)方案階段第 周 至

7、第 周繪制夾具總圖及零件圖樣階段第 周 至 第 周撰寫畢業(yè)論文階段第 周 至 第 周論文修改及準(zhǔn)備答辯階段第 周 至 第 周答辯日期專業(yè)教研室負(fù)責(zé)人意見簽名：年月日系審核意見（系 公 章）年月日任務(wù)下達(dá)人簽字年月日任務(wù)接受人簽字年月日備注：1、此表由各專業(yè)教研室統(tǒng)一規(guī)格后打印。2、本任務(wù)書一式三份，由指導(dǎo)教師填寫相關(guān)欄目，經(jīng)系審核同意后，系、指導(dǎo)教師和學(xué)生各執(zhí)一份。3、本任務(wù)書須與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一并按要求裝訂存檔。 目錄摘要11、鉆床夾具設(shè)計(jì)過程21.1 工件本工序的加工要求分析21.2 確定夾具的類型21.3 擬定夾具的定位方案和選擇定位元件21.4 確定夾具的夾緊方案31.5 確定

8、夾具引導(dǎo)元件31.6 夾具的精度分析與計(jì)算32、繪制夾具總圖53、繪制夾具零件圖64、小結(jié)7參考文獻(xiàn)8致謝9附錄101、套筒（工件）加工圖樣102、套筒（工件）加工工藝過程圖113、夾具總裝圖124、夾具零件圖134.1 鉆套134.2 襯套144.3 中間襯套154.4 定位心軸164.5 圓柱銷174.6 導(dǎo)套18一、鉆床夾具的特點(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

9、助時(shí)間，以提高生產(chǎn)效率。3） 工藝性好專用夾具的結(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。二、鉆床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、鉆套鉆套的作用是確定鉆頭，鉸刀等刀具的軸線位置，防止刀具在加工過程中發(fā)生偏斜。根據(jù)使用二點(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

10、板較薄時(shí)，為使鉆套具有足夠的引導(dǎo)長(zhǎng)度，贏采用有肩鉆套。（2） 可換鉆套 在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中，為便于更換鉆套，采用可換鉆套（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)工步加工，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。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。（4） 專用鉆套 在一些特殊場(chǎng)合，可以根據(jù)具體要求自行設(shè)計(jì)鉆套（5）對(duì)于孔的垂直度和孔距精度要求不高的中小型工件，宜優(yōu)先采用滑柱鉆模，以縮短夾緊的設(shè)計(jì)之中周期。如孔的垂直度公差小于0.1mm，孔距位置公差小于±0.15mm時(shí)，如不采取特殊措施，一般不宜采

11、用這類鉆模。若鉆模板和夾具體為焊接結(jié)構(gòu)的鉆模，因焊接應(yīng)力 不能徹底消除，精度不能長(zhǎng)期保持，故一般只在工件孔距公差要求不高（大于±0.15mm）時(shí)才采用。當(dāng)工件被加工孔與定位基準(zhǔn)的孔距公差小于0.05mm時(shí)，以采用固定式鉆模和固定式側(cè)面進(jìn)行加工。在大型工件上加工位于同一平面上的孔時(shí)，為簡(jiǎn)化夾具結(jié)構(gòu)，可采用回轉(zhuǎn)式鉆模。2、鉆模類型的選擇在設(shè)計(jì)鉆模時(shí)，首先需要根據(jù)工件的形狀、尺寸、重量和加工要求，并考慮生產(chǎn)批量、工廠工藝裝備的技術(shù)狀況等具體條件來選擇夾具的結(jié)構(gòu)類型。在選擇時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：加工孔徑大于10mm的中小型工件時(shí)，由于鉆銷扭矩大，宜采用固定式鉆模。翻轉(zhuǎn)式和自由移動(dòng)式鉆模適用于加

12、工中小件，包括工件在內(nèi)的總重量不宜>100N。否則，應(yīng)采用具有回轉(zhuǎn)式或直線分度裝置的鉆模。當(dāng)加工幾個(gè)不在同心圓周上的平行孔系時(shí)，如工件和夾具的總重量不宜超過150N，宜采用固定式鉆模在搖臂鉆床上加工。1.1零件的工藝分析 本工序是為一套筒零件加工 4 個(gè)互成 90º的10H9的孔,所設(shè)計(jì)的一套鉆床專用夾具。主要技術(shù)指標(biāo)能保證工件的加工精度、提高生產(chǎn)效率、工藝性好和使用性好。我們?cè)谠O(shè)計(jì)專用夾具時(shí)為了能滿足工件的加工精度要求，考慮了合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行了必要的精度分析。由于是中批量生產(chǎn)，采用了回轉(zhuǎn)式鉆床夾具，提高了生產(chǎn)效率。在工藝性方面使這種夾具的結(jié)構(gòu)

13、簡(jiǎn)單、合理、便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。在使用性方面這種夾具的操作簡(jiǎn)便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)式鉆模回轉(zhuǎn)式鉆模的結(jié)構(gòu)形式按其轉(zhuǎn)軸的位置可分為立軸式，臥軸式和斜軸式三種。這類鉆模的引導(dǎo)元件鉆套，一般是固定不動(dòng)的，為了實(shí)現(xiàn)工件在一次安裝中進(jìn)行多工位加工的目的，鉆模一般采用回轉(zhuǎn)式分度裝置。當(dāng)工件上的幾個(gè)被加工的孔，是軸線互相平行的軸向孔或是分布在圓柱面上的徑向孔時(shí)，使用回轉(zhuǎn)式鉆模是很方便的，即可保證加工精度，又可以提鉆床夾具（2）2、鉆模板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

14、，也可以用螺釘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。1.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，并用菱形夾緊螺釘。2.固緊。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。確定各表面加工方案在選擇各表面的及孔的加工方法時(shí)，需綜合考

15、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，工件形狀和重量等鉆模板    鉆模板的結(jié)構(gòu)有3種：固定式   鉆模板與夾具體固定在一起，如所示。鉸鏈?zhǔn)?#160; &#

16、160;用鉸鏈1與夾具體2固定在一起，松開螺母7，鉆模板3可繞鉸銷1旋轉(zhuǎn)，方便工件裝卸。懸掛式   懸掛于機(jī)床動(dòng)力頭上，隨動(dòng)力頭升降。下降時(shí)靠鉆模板夾緊工件。高生產(chǎn)效率。1、鉆床夾具設(shè)計(jì)過程附錄圖1所示為套筒類工件圖樣，附錄圖2為工件工序圖，圖2中序號(hào)15為本工序加工要求。1.1 零件本工序的加工要求分析1.2 鉆10H9孔本工序前已加工的表面有：(1)40H7孔及兩端面；(2) 外徑100g6兩端面。本工序使用機(jī)床為 Z5125立鉆。刀具為通用標(biāo)準(zhǔn)工具。1.2 確定夾具類型本工序所加工四個(gè)孔 (10H9)，均勻分布位于工件外徑110g6的圓周上，四個(gè)孔互成90&

17、#186;均勻分布，孔徑不大，工件重量輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量為中批量生產(chǎn)等原因，采用回轉(zhuǎn)式鉆模。1.3 擬定定位方案和選擇定位元件分度盤的夾緊方案的選擇為了保證工件的加工精度，分度盤除了要相對(duì)于夾具體有一個(gè)正確的位置外，還要夾緊，通過初步的設(shè)計(jì)之后，和徐老師商量，選定兩套夾緊方案。1、 夾緊方案一把夾緊件與分度盤定位的圓柱銷做成一體，做成階梯單頭螺紋軸的形式，從分度盤上插入，通過夾具體螺紋軸的下端，通過螺母擰緊，通過松緊螺母來實(shí)現(xiàn)分度盤與夾具體的松開與夾緊，考慮到當(dāng)下端面螺母松開或擰緊的時(shí)候，螺紋軸會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，所以在螺紋處上一臺(tái)階圓柱面處加了一個(gè)普通的平鍵，這樣無論怎樣松緊下端的螺母，螺紋軸都

18、不會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)的。2、 夾緊方案二把夾緊件與分度盤的圓柱銷不做成一體，把分度盤的定位圓柱做成雙頭螺紋軸的形式，與方案一中同樣的部位加一個(gè)普通平鍵，來防止下端面松緊時(shí)，螺紋軸隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。3、 夾緊方案的比較分析方案一中的螺紋軸少加工了一段螺紋，減少了加工成本，不需要考慮上端會(huì)否松動(dòng)，但是在夾具體拆裝的時(shí)候很不方便，因?yàn)橄旅嬗袀€(gè)鍵，不容易對(duì)準(zhǔn)鍵與鍵槽的位置，而且拆裝時(shí)，只能從上往下拆裝，而第二套方案則不同，雖然做成雙頭螺紋軸，增加了工作量，但是拆裝比較方便，只要扭掉上端的螺母，可以任意的拆裝，經(jīng)過綜合分析比較，選用第二套夾緊方案。(1) 定位方案根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案有二：以 40H7 孔及端面

19、 B 為定位面，以開口墊圈一側(cè)面與外緣毛坯面一側(cè)為防轉(zhuǎn)定位面，限制六個(gè)自由度。這一定位方案，存在基準(zhǔn)不重合誤差，會(huì)引起較大的定位誤差。以孔40H7孔及端面 C為定位面，以開口墊圈一側(cè)面與外緣毛坯面一側(cè)為防轉(zhuǎn)定位面，限制工件六個(gè)自由度。這一定為方案設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，所以B=0比較上述兩種定位方案，初步確定選用第二種方案。(2) 選擇定位元件選擇帶臺(tái)階面的定位心軸，作為以40H7孔及其端面的定位元件。定位副配合取40H7/f6。(3)定位誤差計(jì)算加工6H9孔時(shí)孔距尺寸 36±0.1mm的定位誤差計(jì)算，由于基準(zhǔn)重合，故B=0；不存在基準(zhǔn)位移誤差，故D=0 。由此可知此定位方案能滿足尺

20、寸36±0.1mm的定位要求。1.4 確定夾緊方案參考夾具資料，采用 M20螺母、圓柱銷、開口墊圈和定位心軸在40H7孔兩端面夾緊工件。1.5 確定引導(dǎo)元件 (鉆套的類型及結(jié)構(gòu)尺寸 )由于生產(chǎn)量為中批量生產(chǎn)故選用可換鉆套。主要尺寸由機(jī)床夾具零、部件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T2263 80 、 GB/T2265 80選取。 鉆孔時(shí)鉆套內(nèi)徑為6 028 0010 0 mm、 外徑為12mm 018 0007 0 ； 中間襯套內(nèi)徑為12 024 0016 0 mm、中間襯套外徑為18 023 0012 0 mm。鉆套端面至加工面的距離取 8mm。麻花鉆選用6 0012 0mm 。引導(dǎo)元件至定位元件

21、間的位置尺寸為36± 0.03 mm；鉆套軸線對(duì)基面的垂直度允差為 0.02mm。1.6 夾具精度分析與計(jì)算所設(shè)計(jì)夾具需保證的加工要求有：尺寸 36± 0.1mm；孔 6 軸線對(duì) 40 軸線間垂直度公差0.1 mm等二項(xiàng)，精度分別驗(yàn)算如下：(1)尺寸 36± 0.1mm的精度校核A、定位誤差D，有前計(jì)算，已知D=0；B、鉆套與中間襯套間的最大配合間隙T1= 0.027mm；C、定位心軸的定位端面至襯套中心距離（36mm）其尺寸公差按工件相應(yīng)尺寸公差的三分之一取為J1=0.03 mm；D、麻花鉆與鉆套內(nèi)孔的間隙 X 2= 0.04mm；E、鉆套外徑與中間襯套內(nèi)徑間的最大配合間隙I= 0.027mm；F、鉆頭在鉆套孔中的傾斜誤差：X1=（B+S+H/2）×X2 ÷H由于B=5 mm，S=8 mm，H=15 mm。所以X1=（5+8+9）×0.04÷18=0.059G、鉆套中間襯套內(nèi)外表面軸度公差e1=e2=0.02 mm；按概率法相加T=（2J1）2+ e12+ e22+12+ X12=0.124 mmD+T=0.124 mm0.2 mm因而該夾具能保證尺寸36± 0.1 mm的加工要求。(2)孔6軸線對(duì)40軸線間垂直度公差0.1 mm