機械制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(1)解讀

1、畢業(yè)設(shè)計說明書題 目：支架的機械加工工藝規(guī)程編制和專用夾具設(shè)計序言隨著機械制造業(yè)的不斷發(fā)展， 社會對生產(chǎn)率的要求也越來越 高，因此，大批量生產(chǎn)成為時代的需求，而組合機床就可以滿足 這一需求，我們有必要來研究他。另外，支架是主要起支撐作用 的構(gòu)架，承受較大的力，也有定位作用，使零件之間保持正確的 位置。因此支架加工質(zhì)量直接影響零件加工的精度性能， 我們有 必要對其進(jìn)行研究。機械制造畢業(yè)設(shè)計涉及的內(nèi)容比較多， 它是基礎(chǔ)課、 技術(shù)基 礎(chǔ)課以及專業(yè)課的綜合， 是學(xué)完機械制造技術(shù)基礎(chǔ) （含機床夾具 設(shè)計）和全部專業(yè)課，并進(jìn)行了實訓(xùn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是我們對 所有課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)， 也是一次理

2、論聯(lián)系實際 的訓(xùn)練，因此，它在我們?nèi)甏髮W(xué)生活中占有重要的地位。本次畢業(yè)設(shè)計使我們能綜合運用機械制造的基本理論， 并結(jié) 合生產(chǎn)實踐中學(xué)到的技能知識， 獨立地分析和解決工藝問題， 初 步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件 （支架） 的工藝規(guī)程的能力和 運用夾具設(shè)計的基本原理和方法， 擬定夾具設(shè)計方案， 完成夾具 結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力， 也是熟悉和運用有關(guān)手冊、 圖表等技術(shù)資料及 編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實踐機會。目錄一、對零件進(jìn)行工藝分析并畫零件圖支架的作用及結(jié)構(gòu)特點 4支架的工藝分析4支架的零件圖5二、選擇毛坯的制造方法并繪制毛坯簡圖選擇毛坯的制造方式 5確定毛坯的形狀、大小 6三、制訂零件的機械加工

3、工藝路線確定零件各孔、平面加工方案 7定位基準(zhǔn)的選擇 9制訂工藝路線 9選擇各工序機床及工、夾具，刀具，加工余量及工序間尺寸與公差的確定10切削用量和時間定額的確定 11機械加工工藝過程卡和工序卡 13四、機床夾具設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計確定夾具設(shè)計方案， 繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖 15工件在夾具中加工的精度分析 18計算夾緊力20畫夾具裝配圖和零件圖 2121五、參考文獻(xiàn)及畢業(yè)設(shè)計總結(jié)一、對零件進(jìn)行工藝分析并畫零件圖支架的作用及結(jié)構(gòu)特點支架是起支撐作用的構(gòu)架，承受較大的力，也具有定位作用，使零件之間 保持正確的位置。在支架高 20mm處兩個 R12mm寬 12mm的凸出部位之間相隔 2mm，其中一個 上

4、有螺紋孔， 另一個上有通孔， 則此處構(gòu)造比較復(fù)雜， 且在支架高 36mm處有 2mm 寬的一個缺口，這兩部分剛度比較低。中間有 30mm的孔，屬于套類結(jié)構(gòu)，伸 出部分為一平臺，上有螺紋盲孔，在端部有傾斜 60的凸出部分，起定位作用， 此處應(yīng)力教集中， 強度要好。在平臺下面有增強其硬度的肋板。 兩個 R12mm凸出， 2mm寬 36mm高處缺口及 R10mm凸出部分為復(fù)雜結(jié)構(gòu)，其加工存在一定的難度， 要求較高，防止其損壞，需要對其進(jìn)行必要的熱處理。零件的工藝分析主要加工表面 30mm中心孔及兩端倒角，上、下端面， M612 螺紋盲孔， 右端部傾斜 60凸出部分中間孔 8mm，左端兩個凸出部分外側(cè)

5、面及其中間 M10 螺紋孔和 11 孔。（1） 選用灰鑄鐵 HT150，硬度 150 200HB，負(fù)荷低，磨損無關(guān)重要，變形很 小，經(jīng)過正火處理?；诣T鐵件的牌號和應(yīng)用范圍如表 1-1 所示。（ 2）未標(biāo)注圓角半徑為 R3mm。（3）加工表面不應(yīng)該有毛刺、裂縫、結(jié)疤、夾渣等缺陷，并應(yīng)清理清潔。（4）所有加工表面應(yīng)光潔，不可有裂縫、壓痕、毛刺、氣孔、凹痕以及非金 屬夾雜物。（ 5）上下表面應(yīng)與中心孔軸線保持一定的垂直度 0.06mm和平面度 0.05mm， 中心孔內(nèi)表面表面粗糙度 Ra 1.6 m，左端兩個凸出部分外表面 Ra6.3 m， 右端部傾斜 60凸出部分中間孔內(nèi)表面 Ra1.6m，為較高

6、精度，且 800.015 。（ 6）在加工之前進(jìn)行人工時效熱處理， 對毛坯預(yù)備性熱處理， 為降低零件硬 度，在精加工階段的磨削加工前進(jìn)行淬火處理，淬火后工件硬度提高且易變形。表 1-1 灰鑄鐵件的牌號和應(yīng)用范圍牌號硬度 HB應(yīng)用范圍工作條件用途舉例HT100170（1）負(fù)荷極低（2）磨損無關(guān)重要（3）變形很小蓋、外罩、油盤、手輪、手把、支架、 坐板、重錘等形狀簡單、不重要的零 件，這些鑄件通常不經(jīng)試驗即被采用， 一般不需要加工，或者只需經(jīng)過簡單 的機械加工。HT150150200（1）承受中等載荷 的零件（2）摩擦面間的壓（1） 一般機械制造中的鑄件，如支柱、 坐板、齒輪箱、刀架、軸承座、軸承

7、 滑座、工作臺，齒面不加工的齒輪和4力490KPa鏈輪，汽車、拖拉機的進(jìn)氣管，排氣 管、液壓泵進(jìn)油管等； （2）薄壁（重量不大）零件，工作壓 力不大的管子配件，以及壁厚 30mm 的耐磨軸套等；（3）圓周速度為 612m/s 的帶輪以 及其他符合左列工作條件的零件。HT200170220（1） 承受較大負(fù)荷的 零件 （2）摩擦面間的壓 力 490KPa（大 于 10t 的大 型鑄件 1470 Kpa）或需經(jīng)表 面淬火的零件 （3）要求保持氣密 性以及韌性的零件（1）一般機械制造中較為中重要的鑄 件，如氣缸、齒輪、鏈輪、棘輪、襯 套、金屬切削機床床身、飛輪等； （ 2）汽車、拖拉機的汽缸體、 汽

8、缸蓋、 活塞、制動轂、聯(lián)軸器盤、飛輪、離 合器外殼、分離器本體、左右半軸殼 等；（ 3）承受 7840KPa以下中等壓力的液 壓缸、泵體、閥體等； （4）汽油機和柴油機的活塞環(huán)； （5）圓周速度為 1220m/s 的帶輪以 及其他符合左列工作條件的零件。HT250190240支架的零件圖，見圖紙所示技術(shù)要求：1、未注圓角均為 R2 3；2、加工表面涂漆；比例1:1數(shù)量1重量材料 HT150設(shè)計 校核 審核410R103、線性未注公差為 GB/T1804-m。支架2010.3.142010.3.14二、選擇毛坯的制造方式并繪制毛坯簡圖選擇毛坯的制造方式該零件加工要求高，加工面數(shù)量多，并且種類繁多

9、，有車、磨端面，鉆孔、 擴孔、攻螺紋、車倒角、鉆斜孔等，位置、形狀、尺寸精度都各有要求。支架材 料為灰鑄鐵 HT150，硬度為 150200HB，承受中等載荷的零件， 摩擦面間的壓力 490KPa,用于一般機械制造，薄壁（重量不大）零件，工作壓力不大的管子配 件以及壁厚 30mm的耐磨軸套等和圓周速度為 612m/s 的帶輪以及其他符合表 1-1 中條件的零件。毛坯種類的確定是與零件的結(jié)構(gòu)形狀、 尺寸大小、材料的力學(xué)性能和零件的 生產(chǎn)類型直接相關(guān)的，另外還和毛坯的具體生產(chǎn)條件相關(guān)。鑄件：包括鑄鋼、鑄 鐵、有色金屬及合金的鑄件等。 鑄件毛坯的形狀可以相當(dāng)復(fù)雜， 尺寸可以相當(dāng)大， 且吸振性能好，但

10、鑄件的力學(xué)性能差。生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)， 采用精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法， 如金屬型鑄 造，可以使毛坯的形狀接近于零件的形狀， 因此可以減少切削加工用量， 從而提 高材料的利用率， 降低了機械加工成本。 金屬型鑄造就是將熔融的金屬澆注到金 屬模具中， 依靠金屬自重充滿金屬模具型腔而獲得的鑄件， 這種鑄件比砂型鑄造 鑄件精度高，表面質(zhì)量和力學(xué)性能好， 生產(chǎn)效率也高， 但需要專用的金屬型腔模， 適用于大批量生產(chǎn)中的尺寸不大的有色金屬鑄件， 綜合上述生產(chǎn)此支架零件選擇 金屬型鑄造鑄件的方式。確定毛坯的形狀、大小1）毛坯的特點，如表 2-1 所示：毛坯的特點及應(yīng)用范圍制造精度加工余量原材料工件尺寸工

11、件形狀適用生產(chǎn) 類型生產(chǎn)成本IT11 13大鑄鐵、鑄 銅為主各種尺寸復(fù)雜各種生產(chǎn)較低2）鑄件尺寸公差，如表 2-2 所示：（/ m）鑄件基本尺寸公差等級大于至1112131425403.65.07940634.05.6810631004.469111001605.0710123）鑄件的機械加工余量，如表 2-3 所示 :（/mm）尺寸公差等級 CT126加工余量等級 MAFGHJ基本尺寸加工余量數(shù)值大于至-1004.04.55.06.02.53.03.54.51001605.05.56.57.53.54.05.06.04）鑄造孔的最小尺寸 , 如表 2-4 所示：（/mm）鑄造方法合金種類一般

12、最小孔徑特殊最小孔徑金屬及砂型鑄造全部30810（5）機械加工余量，工序尺寸確定 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有誤差， 因此所規(guī)定的加工余量其 實只是名義上的加工余量，實際上加工余量有最大加工余量和最小加工余量之 分。鑄件的機械加工余量見毛坯的制造表 2-3 所示，尺寸公差等級為 12，加工 余量等級 MA為 G，則可選取毛坯的加工余量有 4.5mm和 3.0mm兩種數(shù)值，及其 他分析，確定毛坯的基本尺寸，畫出毛坯簡圖，如圖 2-5 所示：圖 2-5三、制訂零件的機械加工工藝路線由于零件是大批量生產(chǎn)， 它的主要工藝特征是廣泛采用專用機床、 專用夾具 及專用刀具、量具，機床按工藝路線排列

13、組織流水生產(chǎn)。 為減輕工人的勞動強度， 留有進(jìn)一步提高生產(chǎn)率的可能， 該支架在工藝設(shè)計上采用了組合機床的流水線加 工方式。3.1 確定零件各孔、平面的加工方式1）孔的加工方式，如表 3-1 所示：表 3-1 孔的加工方案序 號加工方案經(jīng)濟加工精 度等級（ IT）加工表面粗 糙度 Ra/m適用范圍1鉆111212.5加工未淬火鋼及鑄 鐵的實心毛坯，也可 用于加工非鐵金屬（但粗糙度稍高） ， 孔徑 20mm。2鉆-鉸893.2 1.63鉆- 粗鉸- 精鉸781.6 0.84鉆-擴1112.5 6.3加工未淬火鋼及鑄 鐵的實心毛坯，也可 用于加工非鐵金屬（但粗糙度稍高） ，5鉆-擴-鉸893.2 1

14、.66鉆- 擴- 粗鉸- 精鉸71.6 0.887鉆- 擴- 機鉸- 手鉸670.4 0.1孔徑 20mm。8鉆-（擴）- 拉（或推）791.6 0.1大批量生產(chǎn)的中、小零件的通孔由表 3-1 可以確定支架零件各孔的加工方案如下：A 、加工孔 30 00.032 ，要求內(nèi)表面粗糙度 Ra6.3 m，則選擇鉆 -擴-粗鉸- 精鉸的加工方式；B、加工 11，要求內(nèi)表面 Ra6.3m，選擇鉆 -鉸的加工方式；C、加工 800.015 ，要求內(nèi)表面 Ra1.6 m，選擇鉆 -粗鉸-精鉸的加工方式。2）平面的加工方式，如表 3-2 所示：表 3-2 平面的加工方案序 號加工方案經(jīng)濟加工精度等 級（IT）

15、加工表面粗糙 度 Ra/ m適用范圍1粗車-半精車896.3 3.2端面2粗車-半精車-精車671.6 0.83粗車- 半精車 -磨削790.8 0.24粗刨（或粗銑）- 精刨（或 精銑）796.3 1.6一般加工不淬 硬的平面（端 銑表面粗糙度 可較低）5粗刨（或粗銑）- 精刨（或 精銑） -刮研560.8 0.1精度要求較高 的不淬硬平 面，批量較大 時，宜采用寬 刃精刨方案6粗刨（或粗銑）- 精刨（或 精銑） -寬刃精刨670.8 0.2由表 3-2 可以確定支架零件各面的加工方案如下： 分析零件的各部分技術(shù)要求，四處平面加工，精度要求都在表面粗糙度 Ra 6.3 1.6 m之間，結(jié)合零

16、件形狀尺寸，選擇粗銑 - 精銑的加工方式。（3）機械加工的安排原則對于形狀復(fù)雜、尺寸較大的毛坯，或尺寸偏差較大的毛坯，應(yīng)首先安 排劃線工序，為精基準(zhǔn)加工提供找正基準(zhǔn)；按“先基面后其他”的順序，首先加工精基準(zhǔn)面；在重要表面加工前應(yīng)對精基準(zhǔn)進(jìn)行修正；按“先主后次、先粗后精”的順序，對精度要求較高的各主要表面進(jìn)行 精加工、半精加工和精加工；對于主要表面有位置精度要求的次要表面， 應(yīng)安排在主要表面加工之后 加工；一般情況，主要表面的精加工和光整加工應(yīng)放在最后階段進(jìn)行，對于 易出現(xiàn)廢品的工序，精加工和光整加工可適當(dāng)提前。定位基準(zhǔn)的選擇工件在機床上用夾具進(jìn)行夾緊加工時， 用來決定工件相對于刀具的位置的工

17、件上的這些表面稱為定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。1 、粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇要重點考慮如何保證各個加工表面都能分配到合理的加工余 量，保證加工面與非加工面的位置、 尺寸精度， 還同時要為后續(xù)工序提供可靠的 精基準(zhǔn)。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選取原則 （即當(dāng)零件有非加工表面時， 應(yīng)以這些非加工表 面作粗基準(zhǔn)； 若零件有若干個非加工表面時， 則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精 度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)） ：加工 D面時，選取 60 外表面外圓為粗基準(zhǔn)， 利用 V型塊和一緊固螺釘以 60 外圓定位夾緊，以限制四個自由度，再以 C面 為次要粗基準(zhǔn)，限制一個自由度，共限制五個自由度，可以滿足加工要求；加

18、 工 M10和 11以 R12非加工表面外圓為粗基準(zhǔn)； 加工 800.015 以 R10非加工表 面外圓為粗基準(zhǔn)。2、精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)時， 重點考慮的是減少工件的定位誤差， 保證零件的加工精度和 加工表面之間的位置精度，同時也要考慮零件的裝夾方便、可靠、準(zhǔn)確。結(jié)合零 件形狀尺寸大小、裝夾定位，取 D 面為精基準(zhǔn)，較好定位，且定位基準(zhǔn)與設(shè)計基 準(zhǔn)重合。制訂工藝路線擬定工藝路線的出發(fā)點是使零件的幾何形狀、 尺寸精度以及位置精度等技術(shù) 要求能得到保證。 工藝路線的擬定一般需要做兩個方面的工作： 一是根據(jù)生產(chǎn)綱 領(lǐng)確定加工工序和工藝內(nèi)容， 依據(jù)工序的集中和分散程度來劃分工藝； 二是選擇 工藝基準(zhǔn)

19、， 即主要選擇定位基準(zhǔn)和檢驗基準(zhǔn)。 在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為批量生產(chǎn)的條 件下，可以考慮采用萬能機床， 組合機床和專用夾具， 并盡量采用工序集中的原 則，通過減少工件安裝的數(shù)量來提高生產(chǎn)率。 除此之外， 還應(yīng)盡量考慮經(jīng)濟精度 以便使生產(chǎn)成本盡量下降。根據(jù)以上原則及前文分析，擬定如下工藝路線：工序 1 鑄坯（鑄造）工序 2 熱處理（人工時效，降低硬度）工序 3 以所選基準(zhǔn)，劃 C、D、E 面加工線工序 4 粗銑- 精銑 D面工序 5 粗銑- 精銑 C、E面工序 6 鉆 M612 螺紋底孔工序 7 攻螺紋 M612工序 8 粗銑- 精銑 F面工序 9 鉆 M10螺紋底孔10工序 10 攻螺紋 M10工序

20、 11 粗銑- 精銑 G面工序 12 鉆- 鉸11工序 13 鉆-擴-粗鉸- 精鉸 3000.032工序 14 倒角3000.032 孔， C端面處工序 15 倒角3000.032 孔， D端面處工序 16 鉆-粗鉸- 精鉸 8 00.015工序 17 熱處理淬火，提高硬度， 150200HB工序 18 去毛刺工序 19 終檢工序 20 入庫分析：為了提高效率， 盡量減少零件的裝夾定位， 如同一平面上孔加工在一 次裝夾就完成加工要求，使工序集中，節(jié)約時間，提高了生產(chǎn)率，按機械加工安 排原則，合理的擬定工藝路線。選擇各工序機床及工、夾具，刀具，加工余量及工序間尺寸與公差的確定（ 1）工序 3，工

21、件固定在平臺上，用劃線尺劃線找正；（ 2）工序 4，選擇 X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三 面刃銑刀 225mm，量具卡板。 D 面有 3mm加工余量，粗銑 2mm留 1mm余量，精 銑，保證平面度 0.05mm；（ 3）工序 5，選擇 X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三 面刃銑刀 225mm，量具卡板。 C、E 面有 4.5mm加工余量，粗銑 3.5mm留 1mm余 量，精銑，相對 A 基準(zhǔn)，保證其垂直度度 0.06mm；（ 4）工序 6，選擇 X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具。 5 麻花鉆，螺旋角 =28，頂角 2K=118，后角。 =16，橫

22、刃 斜角 =4060，鉆孔深度 12mm5 盲孔， M10螺紋底孔，量具卡尺；攻螺紋，絲錐 M6 1，螺紋量規(guī)，攻螺紋機 S4012A；（ 5）工序 8，選擇 X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，采用高速鋼鑲齒三 面刃銑刀 225mm，量具卡板。 F 面有 3mm加工余量，粗銑 2mm留 1mm余量，精 銑，相對于 B 面，保證平行度 0.06mm；（6）工序 9，選擇 X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具， 9 擴孔鉆（直柄 擴孔鉆），擴鉆通孔 9， M10螺紋底孔，量具卡尺；攻螺紋，絲錐 M10 1，螺紋量規(guī)，攻螺紋機 S4012A；7）工序 11，選擇 X6130A萬能升降臺銑床，專用

23、夾具，采用高速鋼鑲齒三11 面刃銑刀 225mm，量具卡板。 G面有 3mm加工余量，粗銑 2mm留 1mm余量，精 銑，相對于 B 面，保證平行度 0.06mm；（8）工序 12，選擇 X6130A萬能升降臺銑床， 專用夾具，10.8 擴孔鉆（直 柄擴孔鉆），量具卡尺，加工此孔有 4mm（雙邊）余量，留 0.2mm精加工；鉸刀 11H8，鉸孔，直柄機用鉸刀；（9）工序 13，選擇 X6130A萬能升降臺銑床， 專用夾具，29.8 擴孔鉆（直 柄擴孔鉆），量具卡尺，加工此孔有 10mm（雙邊）余量，留 0.2mm精加工；粗鉸到 29.93 ，直柄機用鉸刀；精鉸到 30H7，直柄機用鉸刀；（10

24、）工序 14、15，倒角 3000.032 孔兩端面內(nèi)孔，選用臥式車床 C620-1，專 用夾具；（ 11）工序 16，選擇 X6130A萬能升降臺銑床，專用夾具，量具卡尺 7.8 標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，鉆孔，留 0.2mm余量；粗鉸到 7.96mm，留 0.04mm余量，直柄機用鉸刀；精鉸到 8H7，直柄機用鉸刀；切削用量和時間定額的確定（1）工序 4，粗銑-精銑 D面，保證總高， f z =0.08mm/齒（參考切削手冊）， 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 V =0.45m/s 。即 27m/min， 采用高速鋼鑲齒三 面刃銑刀，dw =225mm，齒數(shù) z=20，則 ns =1000v =1000

25、27 =38r/min, 現(xiàn)采用 X6130 dw 225 萬能升降臺銑床，根據(jù)機床使用說明書，取 nw =37.5r/min, 故實際切削速度為：V = dwnw/1000= 225 37.5/1000=26.5m/min當(dāng) nw =37.5r/min 時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量 f m 應(yīng)為：Fm =f zznw =0.08 2037.5=60mm/min 查機床說明書，剛好有 f m=60mm/min,故直接選用該值，切削加工時，由于是粗 銑-精銑，利用作圖法，可得出行程刀刃口寬 20mm，L=2 60 60mm=360m，m則20 機動加工時間為： Tm =L/f m =360/60mi

26、n=6min（2）工序 5，粗銑-精銑 C、E 面，切削用量同上，銑刀行程 L=360mm16 2mm=392m，m則機動加工時間為 Tm = L/f m =392/60min=6.53min（3）工序 6，鉆 M6 12螺紋底孔，即鉆 5盲孔，確定進(jìn)給量 f ：根據(jù)切 削手冊，當(dāng)材料 b4017b2345668BD2-0.5D2-1D2-2D2-3D2-4D2-5（2）導(dǎo)向方案為了能迅速、 準(zhǔn)確地確定刀具與夾具的相對位置， 鉆夾具都應(yīng)設(shè)置引導(dǎo)刀具 的元件鉆套， 鉆套一般安裝在鉆模板上， 鉆模板與夾具體連接， 鉆套與工件之 間留有排屑空間， 因工件批量大且經(jīng)鉆 -粗鉸-精鉸孔工序， 加工精度高

27、， 所以此 處選用固定式鉆模，鉆套選用快換鉆套，如圖 4-3 所示：圖 4-3 快換鉆套（3）夾緊方案 由于零件加工工序較簡單， 定位較容易， 工件批量大， 選取簡單的手動夾緊 裝置，螺旋夾緊機構(gòu)，用于夾緊零件的螺釘選有帶手柄的螺冒，便于操作，使工 件裝卸迅速，方便。由于螺釘與工件 60 外圓接觸并施加夾緊力，此處選用圓 周線接觸。夾緊裝置見總裝配圖所示。（4）夾具體的設(shè)計18結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)、加工要求及以上分析，初步設(shè)計夾具體的結(jié)構(gòu)。a、采用鑄造夾具體的鋼套鉆孔鉆模、 定位心軸及鉆模板均按裝在夾具體上， 夾具體底面為安裝基準(zhǔn)面，此方案結(jié)構(gòu)緊湊，安裝穩(wěn)定，剛性好，成本低，結(jié)構(gòu) 簡單，較合理。b、

28、采用型材夾具體的鉆模，夾具體由左側(cè)板、定位心軸、鉆模板安裝在底 座上，夾具體底面為安裝基準(zhǔn)面，此方案的夾具體為框架式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì) 量較輕、鉆模剛性好，固定鉆模板螺釘受力比較大，易變形，但是由于零件為大 批量生產(chǎn)，盡量減少生產(chǎn)成本，此方案不可取。綜合上述，確定采用 a 方案。夾緊裝置是緊固螺釘與 V 型塊組成，其 V型塊與夾具體連接為一體， V 型 塊及尺寸見圖 4-4 和表 4-5 所示：圖 4-4表 4-5 V 型塊尺寸NDBHlbr基本 尺寸極限偏差 f7基本 尺寸極限偏差 f925161.5554560650.0300.060200.0200.072夾具體的設(shè)計結(jié)構(gòu)及各部分尺寸見夾

29、具體圖紙所示：5）夾具總裝配圖上的公差、技術(shù)要求的標(biāo)注活動配合公差選擇如表 4-7 、表 4-8 所示：表 4-7配合形式精度要求應(yīng)用定位銷與工件基 準(zhǔn)孔一般要求較高精度定位元件與工件 定位基準(zhǔn)間H7 ， H 7 ， H7 h6 g6 f 6H6， H6， H6 h5 g5 f 519表 4-8鉆套名稱加工方法及配合部位配合種類及公差等級可換鉆套 或快換鉆 套鉆孔及擴孔外徑與襯套H 7 ， H7 g6 f 7刀具切削部分導(dǎo)向F7 ， G7 h6 h6刀柄或刀桿導(dǎo)向H 7 ， H7 f7 ， g6粗鉸孔外徑與襯套H7 ， H7 g6 h6內(nèi)徑G7 ， H7 h6 h6精鉸孔外徑與襯套H 6， H

30、6 g5 h5內(nèi)徑G6，H6 h5 h5影響夾具在機床上安裝精度的尺寸和公差（ SA）它們主要指夾具安裝基面與機床相應(yīng)配合表面之間的尺寸、 公差。夾具體的 安裝基面與機床的配合，鉆模的安裝基面是平面，可不必標(biāo)注。影響夾具精度的尺寸和精度鉆套與定位銷之間尺寸 400.1 ，V型塊的寬度 35.8 0.02 ，為影響夾具體 的精度尺寸，誤差在規(guī)定范圍內(nèi)。夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求 夾具總圖上無法用符號標(biāo)注而又必須說明的問題， 可作為技術(shù)要求用文字寫 在總圖的空白處。如夾具使用時的操作順序等。夾具總圖上公差值的確定 夾具總圖上標(biāo)注公差值的原則是在滿足工件加工要求的前提下， 盡量降低夾 具的制造精度。

31、夾具總圖上標(biāo)注的第 25 類尺寸的尺寸公差和位置公差均直接 影響工件的加工精度，取 J =（1/5 1/2） k 式中： J 夾具總圖上的尺寸公差或位置公差； k - 與 J 相應(yīng)的工件尺寸公差或位置公差。當(dāng)工件批量大、 加工精度低時， J 取小值，因為這樣可延長夾具使用壽命， 又不增加夾具制造難度； 反之取大值。 此夾具總裝圖尺寸公差、 位置公差均取相 應(yīng)工件公差的 1/3 左右。對于直接影響工件加工精度的配合尺寸， 在確定了配合 性質(zhì)后，應(yīng)盡量選用優(yōu)先配合。20工件的加工尺寸未注公差時，工件公差 k 視為 IT14 IT12, 夾具上的相應(yīng) 尺寸公差按 IT11 IT9 標(biāo)注；工件上的位置

32、未注公差時，工件位置公差 k 視為 IT9 IT11, 夾具上的相應(yīng)尺寸公差按 IT7 IT9 標(biāo)注。工件在夾具中加工的精度分析（1）影響加工精度的因素 用夾具裝夾工件進(jìn)行機械加工時，其工藝系統(tǒng)中影響工件精度的因素很多。 與夾具有關(guān)的因素有定位誤差 D、對刀誤差 T 、夾具在機床上的安裝誤差 A 和夾具制造誤差 J 等。在機械加工工藝系統(tǒng)中，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 C。上述各項誤差均導(dǎo)致刀具相對工件的位置不準(zhǔn)確，而形 成總的加工誤差 。1） 定位誤差 D 加工尺寸（ 40 0.1 ）mm的定位誤差

33、 D =0。對稱度 0.1mm的定位誤差為工件定位孔與定位心軸配合的最大間隙。工件定位孔的尺寸為 11H7（ ）, 定位心軸的尺寸為 11f6（ ），則D =Xmax =（0.018+0.027 ）mm =0.045mm2 ）對刀誤差 T 因?qū)Φ稌r刀具相對于對刀塊或?qū)蛟奈恢貌痪_而造 成的加工誤差，稱為對刀誤差。鉆頭與鉆套間的間隙， 會引起鉆頭的位移或傾斜， 造成加工誤差。 由于鋼套壁厚較薄， 可只計算鉆頭位移引起的誤差。 鉆套導(dǎo)向孔 尺寸為 29.8F7（ 00.105086 ），鉆頭尺寸為 29.8 00.016 mm。尺寸（40 0.1）mm及對稱 度 0.1mm的刀具誤差均為鉆頭

34、與導(dǎo)向孔的最大間隙T = Xmax =（0.108+0.016 ）mm=0.124mm3 ）夾具的安裝誤差 A 因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟鞍惭b基面三 者間（包括導(dǎo)向元件與導(dǎo)向元件之間） 的位置不精確而造成的加工誤差， 稱為夾 具的安裝誤差。此夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差， A =0。4）夾具誤差 J 因夾具上定位元件、 對刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者間 （包 括導(dǎo)向元件與導(dǎo)向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。 夾具誤差的大小取決于夾具零件的加工精度和夾具裝配時的調(diào)整與修配精度。影響尺寸（ 40 0.1 ）mm的夾具誤差為導(dǎo)向孔對安裝基面 D的垂直度 J3 =

35、0.03mm，導(dǎo)向孔軸心線到定位端面的尺寸公差 J2 =0.06mm。影響對稱度 0.1mm的夾具誤差為導(dǎo)向孔對定位心軸的對稱度 J2 =0.03mm。 5）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， 所以在設(shè)計夾具時常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工 件公差的 1/3 。計算時可設(shè) G = k/3為上述各項誤差之和。 由于上述誤（2）保證加工精度的條件 工件在夾具中加工時， 總加工誤差21 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為 =上述各項誤差

36、的平方和的平方根 k即工件的總加工誤差 應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差 k 。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 JC 。因此將上式改寫為： k-J C 或 J C =k - 0當(dāng) JC0 時，夾具能滿足工件的加工要求。 JC值的大小還表示了夾具使用壽 命的長短和夾具總圖上各項公差 J 確定得是否合理。鋼套鉆 29.8mm孔時，加工精度的計算列于表 4-9 所示：表 4-9誤差名 稱加工要求( 40 0.1 )mm對稱度 0.1mmD00.045mmT0.124mm0.124mmA00JJ2+ J3=(0.06+0.03 )

37、 mmJ2=0.03mmG(0.2/3)mm=0.067mm(0.1/3)mm=0.033mm0.156mm0.0194mmJC(0.2-0.156)mm=0.044mm 0(0.1-0.0194)mm=0.0806mm0由表 4-9 可知，該鉆模能滿足工件的各項精度要求，且有一定的精度儲備計算夾緊力（1） 由 4.1 中分析選擇點接觸式螺旋夾緊機構(gòu)，計算此夾緊機構(gòu)的夾緊力。 單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力按下公式計算：W0=QL/【r tan1+rztan （+2）】（式中 W0 單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（ N）；Q原始作用力（ N）；L作用力臂（ mm）；r 螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑 （

38、mm），其值視為螺桿端部的結(jié) 構(gòu)形式而定；1 螺桿端部與工件間的摩擦角；2螺旋副的當(dāng)量摩擦角（） ；r z 螺紋中經(jīng)之半（ mm）； 螺紋升角。）22（2）計算公式中各項的值確定原始作用力 Q的值： 由于是手動的簡單裝置，根據(jù)經(jīng)驗選擇 Q =65N。確定 L 的值： 作用力臂即為螺釘上手柄的長度， L 取為 100mm。確定 r 的值： 由于夾緊裝置是圓周線接觸式， 則螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑查資料取為 6.9，即 r =6.9 。確定 1 和2的值： 螺桿端部與工件間的摩擦角 1 和螺旋副的當(dāng)量摩擦角 2取值如 4-10 所示：表 4-10螺紋形狀三角螺紋梯形螺紋方牙螺紋螺紋牙形半角3

39、0150 2 =arctan（ tan 2/cos 9050850832注： tan 2 =0.15 ， 2為螺旋副的摩擦角（） 確定 r z 和的值，由表 4-11 所示：公稱直徑 /mm螺距 P/mm中經(jīng)之半 r z/mm升角121.755.43152261.55.5132291.255.5942215.6751361426.35052521.56.51326116.6751221627.35052291.57.51314917.675111注： =arctan （nP/2rz），n 為螺紋線數(shù)。3）計算夾緊力 由（ 1）和（ 2）可以計算出夾緊力：W0 = QL/ 【r tan 1+r z tan （ +2）】= 65190/【 6.9 0.15+ 7.3505tan（229+ 850）】 = 4928N23畫夾具裝配圖和零件圖夾具裝配圖和零件圖見圖紙所示。5鉆套1序號名稱數(shù)1量材料備注襯套45比例設(shè)計夾具裝配圖2010.3.14數(shù)量2螺釘M10303Q24355A數(shù)重量量設(shè)校計核序號數(shù)量材3料5審核審核五、畢業(yè)設(shè)計總結(jié)及參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)簡明機械加工工藝手冊 機械工業(yè)出版社，陳宏鈞， 2007 年；機床夾具設(shè)計手冊 國防工業(yè)出版社，楊黎明， 1996 年； 夾具-非標(biāo)準(zhǔn)夾緊裝置 機械工業(yè)出版社， Hiram EGrant，1975年； 機