鏜孔夾具設(shè)計(jì)論文

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1、工 藝 規(guī) 程 及 鏜 孔 夾 具 設(shè) 計(jì) 摘 要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。 雙支撐鏜模加工工藝規(guī)程及鏜孔的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部

2、件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 目 錄 序言…………………………………………………………………1 一. 零件分析 ……………………………………………………2 1.1 零件作用 ………………………………………………2 1.2零件的工藝分析 …………………………………………2 二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………………………………………3 2.1確定毛坯的

3、制造形式 ……………………………………4 2.2基面的選擇 ………………………………………………5 2.3制定工藝路線 ……………………………………………5 2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………6 2.5確定切削用量及基本工時(shí) ………………………………7 三 夾具設(shè)計(jì) ……………………………………………………8 3.1問(wèn)題的提出………………………………………………8 3.2定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………8 3.3切削力及夾緊力計(jì)算……………………………………8 3.4定位誤差分析……………………………………………9 3.5夾具設(shè)計(jì)及簡(jiǎn)要操

4、作說(shuō)明………………………………10 總 結(jié)………………………………………………………………12 致 謝………………………………………………………………13 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………14 序 言 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)

5、綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 雙支撐鏜模的加工工藝規(guī)程及其鏜孔的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。

6、 一、 零件的分析 1.1 零件的作用 1.2 零件的工藝分析 雙支撐鏜模有3個(gè)加工面他們相互之間沒(méi)有任何位置度要求。 1：以下端面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是臺(tái)階面和4-Φ11的孔。 2：以Φ11孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是各個(gè)孔端面及其孔和槽。 二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，考慮到運(yùn)行時(shí)經(jīng)常需要掛倒檔以倒行或輔助轉(zhuǎn)向，因此零件在工作過(guò)程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精

7、度為2級(jí)，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 2.2 基面的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織

8、，以增加耐磨性。 （3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取下端面作為定位基準(zhǔn)，。 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則： （1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。 （2）“基

9、準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。 （3）“自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 （4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。 （5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。 以已經(jīng)加工好的2-Φ11孔和一端面（一面兩銷）為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不

10、重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計(jì)算，在此不再重復(fù)。 2.3 制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(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)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來(lái)。 制定以下兩種工藝方案： 方案一 1 鑄造 鑄造 2 時(shí)效處理 時(shí)效處理 3 銑 銑下端面 4 銑 銑高12mm臺(tái)階面 5 鉆 鉆4-Φ11孔 6 銑

11、 銑大孔兩端面 7 鏜 鏜Φ40H7，Φ47，Φ52js7孔 8 銑 銑寬5mm槽 9 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 10 入庫(kù) 入庫(kù) 方案二 1 鑄造 鑄造 2 時(shí)效處理 時(shí)效處理 3 銑 銑下端面 4 銑 銑大孔兩端面 5 鏜 鏜Φ40H7，Φ47，Φ52js7孔 6 銑 銑高12mm臺(tái)階面 7 鉆 鉆4-Φ11孔 8 銑 銑寬5mm槽 9 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 10 入庫(kù) 入庫(kù) 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一把鉆4-Φ11孔放在了前面，因?yàn)殓M孔的精度較高，尺寸要求較為嚴(yán)格，這樣我們做鏜孔的時(shí)間就可以利用鉆好的孔做為

12、定位基準(zhǔn)，這樣能能更好地保證工件鏜孔時(shí)的位置度要求。 具體的加工路線如下 1 鑄造 鑄造 2 時(shí)效處理 時(shí)效處理 3 銑 銑下端面 4 銑 銑高12mm臺(tái)階面 5 鉆 鉆4-Φ11孔 6 銑 銑大孔兩端面 7 鏜 鏜Φ40H7，Φ47，Φ52js7孔 8 銑 銑寬5mm槽 9 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 10 入庫(kù) 入庫(kù) 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件材料為HT200 生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)鑄造毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接

13、獲得。 2、 雙支撐鏜模的下端面 由于雙支撐鏜模的下端面要與其他接觸面接觸，粗糙度要求為3.2，查相關(guān)資料知余量留2mm比較合適。 3、雙支撐鏜模的孔 毛坯為空心，鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數(shù)文獻(xiàn)，確定工藝尺寸余量為2mm 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 1.加工條件 工件材料：HT200，時(shí)效處理，砂型鑄造 加工要求：鏜孔Φ52mm 機(jī) 床：臥式鏜床T616 刀 具：彎頭鏜刀 2.計(jì)算切削用量 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-19和4.2-20,4.2-21得 =25mm/min =0.07mm/z

14、 =9.6mm 根據(jù)T616鏜床說(shuō)明書，取=150 r/min 切削工時(shí)：L=15mm 鏜Φ40孔的工時(shí)計(jì)算如下 切削工時(shí)：L=25mm 鏜Φ47孔的工時(shí)計(jì)算如下 切削工時(shí)：L=10mm 三、 夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配第7道工序的鏜Φ40H7，Φ47，Φ52js7孔的鏜床夾具。 3.1問(wèn)題的提出 本夾具主要用于鏜Φ40H7，Φ47，Φ52js7孔，粗糙度3.2，精度要求比較高，因?yàn)棣?0H7和Φ47，Φ52js7孔有平行度關(guān)系，我們可以同時(shí)鏜這2組孔，因此要考慮采用

15、2個(gè)鏜套。同時(shí)還要考慮如何提高生產(chǎn)效率。 3.2定位基準(zhǔn)的選擇 因?yàn)楣ぜ荒芎蛫A具體直接接觸，所以我們采用了2個(gè)支撐板定位底面，然后我們以已經(jīng)加工好的2-Φ11定位，一個(gè)采用圓柱銷定位，一個(gè)采用削邊銷定位，這樣我們的底面限制工件的3個(gè)自由度，圓柱銷限制工件的2個(gè)自由度，削邊銷限制工件的1個(gè)自由度，這樣空間的6個(gè)自由度都已經(jīng)限制完了，我們就可以開始加工工件。 3.3切削力和夾緊力的計(jì)算 由夾具裝配圖可以看出,由于水平方向上有兩個(gè)定位銷,所以水平方向上不需要考慮夾緊力是否合適,只用考慮Z軸上的夾緊力就可以了. 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-3得: 式中:

16、=1.01.01.01.0=1.10 所以, =487N 在計(jì)算切削力時(shí),必須把安全系數(shù)也考慮在內(nèi). 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》,表1-2-1可知: 所以, 切削力=1.51.21.01.01.31.01.5487=1864N 因本夾具主要夾緊力是螺母夾緊, 查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表17-30得: 夾緊力N=6587N 此時(shí),實(shí)際夾緊力已大于所需1864N的加緊力了,所以本夾具可安全工作. 3.4定位誤差分析 (1)移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差 （式5-5） 式中： ———— 圓柱銷孔的

17、最大偏差 ———— 圓柱銷孔的最小偏差 ————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 代入（式5-5）得： = = (2) 轉(zhuǎn)角誤差 （式5-6） 式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差 ———— 圓柱銷孔的最小偏差 ———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 ———— 削邊銷孔的最大偏差 ———— 削邊銷孔的最小偏差

18、 ———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙 其中： 則代入（式5-6）得： 則： 經(jīng)檢驗(yàn)合格 3.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前面所述,在夾具設(shè)計(jì)時(shí),為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,應(yīng)首先著眼于聯(lián)動(dòng)夾緊，本道工序的鏜孔選用聯(lián)動(dòng)夾緊裝置壓緊，當(dāng)我們裝上工件后，采用一面2銷把工件的空間的6個(gè)自由度限制完畢后我們旋轉(zhuǎn)鉸鏈壓板，試著和工件接觸，然后旋轉(zhuǎn)螺母壓緊工件，這是我們把鏜桿放入鏜套，既可以開始加工工件。 裝配圖附圖如下 總 結(jié) 這次設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有知

19、識(shí)系統(tǒng)的組織起來(lái)，進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機(jī)床概論、公差與配合、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。同時(shí)也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實(shí)踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，來(lái)完成本次設(shè)計(jì)。 這次設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參

20、數(shù)的確定、計(jì)算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用設(shè)計(jì)與工藝等方面的知識(shí)； 以及自己獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；再次體會(huì)到理論與實(shí)踐相結(jié)合時(shí)，理論與實(shí)踐也存在差異。 回顧起此次設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實(shí)踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說(shuō)學(xué)到了很多很多的的東西，同時(shí)鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實(shí)用，在生產(chǎn)過(guò)程中得到應(yīng)用。在設(shè)計(jì)

21、的過(guò)程中遇到了許多問(wèn)題，當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓自己把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新復(fù)習(xí)了一遍。 這次設(shè)計(jì)雖然順利完成了，也解決了許多問(wèn)題，也碰到了許多問(wèn)題，老師的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時(shí)，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識(shí)，在此我表示深深的感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！ 致 謝 這次設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問(wèn)題，不過(guò)

22、我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 這次設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作

23、。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻(xiàn) 1. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年 4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年 5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1981年10月 6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國(guó)建材工業(yè)出版社出版，1997年