斜頭接耳加工工藝及鉆8mm孔夾具設(shè)計【含CAD圖紙說明書工藝工序卡片】
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第3章 鉆4-Φ8孔夾具的設(shè)計
第3章 鉆4-Φ8孔夾具的設(shè)計
3.1 確定設(shè)計任務(wù)、明確加工要求
本次專用夾具設(shè)計任務(wù)是，設(shè)計用鉆床鉆4-Φ8孔的專用夾具，即專用的鉆床夾具。具體設(shè)計內(nèi)容和要求應(yīng)以任務(wù)書和座蓋機械加工工藝規(guī)程為依據(jù)。
3.2 定位方案的確定
在本夾具設(shè)計中，限制該零件的六個自由度。其具體定位可采用一面一孔再加一個擋銷（限制旋轉(zhuǎn)）組合定位方式，一面一孔再加一個擋銷（是座蓋、蓋類零件加工常用的定位方式。一面，就是座蓋的底面。銷子直徑公稱尺寸與定位銷孔公稱直徑相同，公差一般選用n6。一面，限制了3個自由度。2個定位孔的中心距是有公差（誤差）的，與兩銷中心距不可能非常一致的，圓柱銷是限制兩個自由度。
3.3 切削力及夾緊力的計算
刀具：鉆頭 D=8。
則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉(zhuǎn)矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
鉆削時 T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。
3.4 夾緊機構(gòu)的設(shè)計
根據(jù)生產(chǎn)要求，用手動夾緊方式可以滿足要求。為了方便夾緊，螺旋夾緊機構(gòu)進(jìn)行夾緊。夾緊力的主要作用是防止工件在鉆削力作用下產(chǎn)生傾覆和振動。
3.5 定位誤差分析
本工序選用的工件以圓孔在間隙心軸上定位，心軸為垂直放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。不過這時的徑向定位誤差不再只是單向的了，而是在水平面內(nèi)任意方向上都有可能發(fā)生，其最大值也比心軸水平放置時大一倍。見下圖。
式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）；
——工件圓孔直徑公差（mm）；
——心軸外圓直徑公差（mm）。
圖3.2 心軸垂直放置時定位分析圖
3.6 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。
圖3.3 可換鉆套
鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表3.4：
表3.2 鉆套
d
H
D
公稱尺寸
允差
8
8
23
+0.018
+0.007
22
18
10
4
9
0.5
18
襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖3.4 固定襯套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表3.3：
表3.3 固定襯套
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
23
+0.034
+0.016
8
10
+0.023
+0.012
0.5
2
3.7 夾具體的設(shè)計
夾具上的各種裝置和元件通過夾具體連接成一個整體。因此，夾具體的形狀及尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及夾具與機床的連接。在設(shè)計夾具時對夾具體有以下幾個方面的要求：
（1） 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、安裝對刀或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面等，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?。為使夾具體尺寸穩(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） 有足夠的強度和剛度。加工過程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不產(chǎn)生不允許的變形和震動，夾具體應(yīng)有足夠的強度和剛度。因此夾具體需要有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體常設(shè)置加強肋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體。
（3） 結(jié)構(gòu)工藝性好。夾具體應(yīng)便于制造、裝配和檢驗。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面鑄出凸臺，以減少加工面積。夾具體毛面與工件之間應(yīng)留有足夠的間隙。夾具體結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于工件的裝卸，分為開式結(jié)構(gòu)，半開式結(jié)構(gòu)，框架式結(jié)構(gòu)等。
（4） 排屑方便。切屑多時，夾具體上應(yīng)考慮排屑結(jié)構(gòu)。在機床上安裝穩(wěn)定可靠。夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上相應(yīng)表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應(yīng)盡量低，重心越高則支撐面應(yīng)越大;夾具底面四邊應(yīng)凸出，使得夾具的安裝基面與機床的工作臺面接觸良好。由于鑄造夾具體工藝性好，可鑄造出各種復(fù)雜形狀，具有較好的抗壓強度、剛度和抗震性的零件，在生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛，故選用鑄造夾具，材料選用HT80。為使夾具體尺寸穩(wěn)定，需要進(jìn)行時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，厚度采用30mm，加助板的厚度用0.7~0.9H，共選取20mm。采用添加助板來增加剛度。本身是鑄造件加工，屬于崩削加工，而且加工在高處，所以排削不成問題。
3.8 夾具與機床連接元件的選擇
夾具在機床上的安裝時通過夾具體上的安裝基面與機床上相應(yīng)表面的接觸和配合實現(xiàn)的。本夾具與機床連接元件采用四個螺栓連接，根據(jù)鉆床Z525的工作臺是T型槽，其尺寸為18H9，所以設(shè)計夾具的耳座也用寬度為18mm。
3.9 夾具的使用說明
本夾具安裝工件時，先將心軸裝上擰緊一側(cè)螺母，在將工件裝上，墊上開口墊圈擰上螺母，然后，安裝定位銷，再將螺母旋緊，夾緊工件。
3.10 夾具的結(jié)構(gòu)特點
本道工序所需的夾具壓緊力不大，使用手動夾緊，所以該夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。為了提高生產(chǎn)力，使用了手動螺旋夾緊機構(gòu)。
5
結(jié) 論
畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進(jìn)行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和CAXA CAD電子圖板等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。
經(jīng)歷了三個多月的探索與設(shè)計，終于要告一段落了。此次畢業(yè)設(shè)計讓我深刻的體會到了實際生產(chǎn)與理論知識的區(qū)別，同時也讓我把二者融入到了一起。
畢業(yè)設(shè)計是完成教學(xué)計劃達(dá)到專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)；是教學(xué)計劃中綜合性最強的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它在培養(yǎng)和提高我們綜合運用專業(yè)知識分析和解決實際問題的能力，并進(jìn)行工程技術(shù)人員所必須具備的基本素質(zhì)的訓(xùn)練等方面具有很重要的意義。畢業(yè)設(shè)計能使我們在以下幾個方面有較大提高。
1．通過閱讀有關(guān)資料對當(dāng)前先進(jìn)的機械制造業(yè)的發(fā)展有進(jìn)一步的了解。
2．融匯、貫通幾年里所學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)理論知識。
3．綜合運用所學(xué)專業(yè)理論知識和技能提高分析問題和解決實際問題的能力。
此時回想過去做畢設(shè)的日子，體會很多，感慨也不少。我基本上按照我初定的三階段計劃認(rèn)真做我的畢業(yè)設(shè)計的。設(shè)計過程也如我所料，遇到不少的問題。
在查閱資料學(xué)習(xí)階段，我重新溫習(xí)了我們以前所學(xué)過的知識，查閱了許多有關(guān)夾具設(shè)計、機床的圖書資料和工藝設(shè)計方面的書籍。經(jīng)過這一階段的學(xué)習(xí)，我對夾具有了大體的認(rèn)識，這為接下來最主要的具體設(shè)計階段打下堅實的基礎(chǔ)。
具體設(shè)計階段是最主要，最重要，最艱難的階段。萬事開頭難，這一階段的第一個難點就是總體方案的確定。認(rèn)真研究夾具實例的設(shè)計方案，再比較現(xiàn)在有類似夾具設(shè)計后，最終確定自己的設(shè)計方案的。我本以為總體方案確定后，接下來的設(shè)計應(yīng)該就不難了，但真正的設(shè)計過程中的困難超出我的所料。不管是具體零部件分析選擇和還是裝配圖的繪制，我都遇到不少問題，充分暴露以往學(xué)習(xí)的知識缺漏，自己獨立解決實際問題能力的不足。幸好在此過程中常得到指導(dǎo)老師的指導(dǎo)、同學(xué)們的幫助，讓我基本上解決了問題，完成了這一階段的設(shè)計。
最后的修改階段，我自己先認(rèn)真檢查修改一遍自己的設(shè)計，包括零件圖以及說明書。然后交給丁老師，請老師幫我檢查。經(jīng)過詳細(xì)的檢查后對我的設(shè)計給予詳細(xì)的、指正和修改建議。
致 謝
在本次畢業(yè)設(shè)計中，丁紅軍老師淵博的學(xué)識和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，以及給予我支持和指導(dǎo)讓我終生難忘，非常感謝在這段時間里給予我的幫助，對于您作為我指導(dǎo)老師，我感到十分榮幸。在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從選題到查閱資料，畢業(yè)題目的確定，中期說明書、圖紙的修改，后期檢查說明書格式調(diào)整等各個環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。
我在設(shè)計過程中,遇到了許多的困難,但是你一直在旁邊細(xì)心教導(dǎo),鼓勵我克服了這些困難,從而掌握了對論文寫作的基本思路，感謝你在忙碌之中抽取時間給我指導(dǎo)論文，糾正錯誤。這些日子和您相處的很快樂,同時我也會好好記住你教誨,在將來的工作中,不負(fù)所望,永遠(yuǎn)做你的好學(xué)生。在此畢業(yè)設(shè)計完成之際，特別向丁老師致以衷心的感謝和崇高的敬意！
同時，本次畢業(yè)設(shè)計的完成也得到了多位同學(xué)的熱情幫助。感謝在整個畢業(yè)設(shè)計期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個方面給予過我?guī)椭幕锇閭?，在此，我再一次真誠地向幫助過我的老師和同學(xué)表示感謝﹗畢業(yè)設(shè)計過程中參考和引用了許多國內(nèi)外專家學(xué)者的專利及著作，亦在此表示感謝。感謝同學(xué)的幫助，在相互探討學(xué)習(xí)的過程中增進(jìn)了我們彼此的了解。
最后本人謹(jǐn)向抽出寶貴時間評閱本文的老師、向參加答辯的諸位老師表達(dá)我誠摯的謝意。
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