CA6140车床831007拨叉加工工艺和钻M8螺纹孔夹具设计【UG夹具三维】

CA6140车床831007拨叉加工工艺和钻M8螺纹孔夹具设计【UG夹具三维】,UG夹具三维,CA6140,车床,831007,加工,工艺,M8,螺纹,夹具,设计,UG,三维 目 录 1计算生产纲领、确定生产类型 1 1.1 生产纲领 1 1.2 生产类型 1 2 零件分析 3 3工艺规程设计 4 3.1 定位基准的选择 4 3.2 制定加工工艺路线 5 3.3 选择加工设备及工艺装备 5 3.4 加工工序设计、工序尺寸计算 6 3.5 选择切削用量、确定时间定额 7 4、钻M8螺纹孔夹具设计 21 4.1问题的提出 21 4.2定位机构 21 4.3夹紧机构 22 4.4 夹紧力的计算 24 4.5 导向装置的选择 25 4.6机床夹具的总体形式 26 4.6.1确定夹具体： 26 4.6.2确定联接体： 26 4.7定位误差分析 26 4.7.1定位误差 26 4.7.2产生定位误差的原因 27 4.7.3定位误差的计算 27 总 结 30 参考文献 31 1计算生产纲领、确定生产类型 1.1 生产纲领 生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的生产纲领按下式计算。 N=Qn(1+a+) 式中： N——零件的生产纲领（件/年） Q——机器产品的年产量（台/年） n——每台产品中该零件的数量（件/台） a——备品百分率 ——废品百分率 1.2 生产类型 根据生产纲领的大小，可分为三种不同的生产类型： 1.单件生产：少量地制造不同结构和尺寸的产品，且很少重复。如新产品试制，专用设备和修配件的制造等。 2.成批生产：产品数量较大，一年中分批地制造相同的产品，生产呈周期性重复。而小批生产接近于单件生产，大批生产接近于大量生产。 3.大量生产：当一种零件或产品数量很大，而在大多数工作地点经常是重复性地进行相同的工序。 生产类型的判别要根据零件的生产数量（生产纲领）及其自身特点，具体情况见表1-1。 表1-1： 生产类型与生产纲领的关系 生产类型 重型 （零件质量大于2000kg） 中型 （零件质量为100-2000kg） 轻型 （零件质量小于100kg） 单件生产 小于等于5 小于等于20 小于等于100 小批生产 5-100 20-200 100-500 中批生产 100-300 200-500 500-5000 大批生产 300-1000 500-5000 5000-50000 大量生产 大于1000 大于5000 大于50000 依设计题目知：Q=3000台/年，n=2件/台；结合生产实际，备品率α和废品率β分别取为10%和1%。带入公式得该零件的生产纲领 N=3000×2×（1+10%）×（1+1%）=6666件/年 零件是轻型零件，根据表1-1可知生产类型为大批生产。 2 零件分析 题目所给的零件是CA6140车床拨叉，用来把两个咬合的齿轮拨开来，再把其中一个可以在轴上滑动的齿轮拨到另外一个齿轮上以获得另个速度，即改变车床滑移齿轮的位置，实现变速。 表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。一般标注采用Ra。 1、 拨叉Φ40端面,表面粗糙度Ra3.2 2、 拨叉底面，表面粗糙度Ra12.5 3、 拨叉Φ22H7mm孔，表面粗糙度Ra1.6 4、 拨叉Φ55孔，表面粗糙度Ra3.2 5、 拨叉Φ73孔端面，表面粗糙度Ra3.2 6、 拨叉Φ8孔，表面粗糙度Ra1.6 7、 拨叉M8螺纹，表面粗糙度Ra12.5 3工艺规程设计 3.1 定位基准的选择 基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成大批零件报废，使生产无法正常进行。 1 、粗基准的选择 ① 如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面 之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。 ② 如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。 ③ 如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。 ④ 选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。 ⑤ 粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。 重点考虑到既要保证在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量尽量均匀，又要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以选拨叉Φ40端面及Φ40外圆面为定位粗基准。 2、 精基准的选择 选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。 ①用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。 ②当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。 ③当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。 ④为获得均匀的加工余量或较高 的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。 ⑤有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。 根据该拨叉零件的技术要求和装配要求,对于精基准而言，主要考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题目以Φ22H7孔及Φ40端面为定位精基准，满足要求。 3.2 制定加工工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。 工序01：金属型浇注 工序02：时效处理 工序03：铣工件底面 工序04：粗铣、精铣Φ40端面 工序05：钻、扩、铰Φ22孔并两端倒角C1 工序06：粗镗、精镗Φ55孔、粗镗、精镗上面Φ73孔 工序07：粗镗、精镗下面Φ73孔 工序08：钻、铰Φ8 工序09：钻、攻M8螺纹 工序10：铣断 工序11：去毛刺 工序12：检验至图纸要求 工序13：涂漆 工序14：入库 3.3 选择加工设备及工艺装备 工序03：铣工件底面，刀具：端面铣刀；量具：游标卡尺；夹具：专用夹具；机床：立式铣床X52K 工序04：粗铣、精铣Φ40端面，刀具：端面铣刀；量具：游标卡尺；夹具：专用夹具；机床：立式铣床X52K 工序05：钻、扩、铰Φ22孔并两端倒角C1，刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：专用夹具；机床：立式钻床Z525 工序06：粗镗、精镗Φ55孔、粗镗、精镗上面Φ73孔，刀具：镗刀；量具：内径百分尺；机床：坐标镗床T4240 工序07：粗镗、精镗下面Φ73孔，刀具：镗刀；量具：内径百分尺；机床：坐标镗床T4240 工序08：钻、铰Φ8，刀具：麻花钻、铰刀；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：专用夹具；机床：立式钻床Z525 工序09：钻、攻M8螺纹，刀具：麻花钻、丝锥；量具：锥柄圆柱塞规、螺纹塞规；夹具：专用夹具；机床：立式钻床Z525 工序10：铣断，刀具：三面刃铣刀；量具：游标卡尺；夹具：专用夹具；机床：立式铣床X62 3.4 加工工序设计、工序尺寸计算 1. 工件的加工余量 查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-25，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra12.5。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，一步铣削即可满足其精度要求。 2. Φ40端面的加工余量 查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-25，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm, 铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra3.2。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8，两步铣削即粗铣——精铣方可满足其精度要求。 粗铣 单边余量Z=1.7mm 半精铣 单边余量Z=0.3mm 3. Φ22孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用实心铸造。粗糙度Ra1.6，根据表2.3-8得，先钻孔至Φ20，再扩Φ20至Φ21.8，最后铰Φ21.8孔至Φ22H7。 4.Φ55孔的加工余量 查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-25，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra3.2。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7，两步镗削即粗镗——精镗方可满足其精度要求。 粗镗 单边余量Z=1.7mm 精镗 单边余量Z=0.3mm 5. Φ73孔的加工余量 查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-25，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra3.2。根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7，两步镗削即粗镗——精镗方可满足其精度要求。 粗镗 单边余量Z=1.7mm 精镗 单边余量Z=0.3mm 6. Φ73孔端面的加工余量 查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-25，得铸件的单边加工余量Z=2.0mm,铸件尺寸公差为CT8级，表面粗糙度Ra3.2。查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-7，两步镗削即粗镗——精镗方可满足其精度要求。 粗镗 单边余量Z=1.7mm 精镗 单边余量Z=0.3mm 7. M8螺纹的加工余量 因螺纹的尺寸不大，故采用实心铸造，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-24知，首先钻M8螺纹底孔Φ6.8，再攻M8螺纹。 8.Φ8孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用实心铸造。粗糙度Ra为1.6，根据表2.3-8得，先钻孔至Φ7.8，再铰Φ7.8孔至Φ8。 9．其他不加工表面，铸造即可满足其精度要求。 3.5 选择切削用量、确定时间定额 工序01：金属型浇注 工序02：时效处理 工序03：铣工件底面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀 ，，，。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝380 当＝380r/min时 按机床标准选取 3）计算工时 切削工时： ，，， 则机动工时为 工序04：粗铣、精铣Φ40端面 工步一：粗铣Φ40端面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀 ，，，。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 2）决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝490 当＝490r/min时 按机床标准选取 3）计算工时 切削工时： ，，， 则机动工时为 工步二：精铣Φ40端面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀 ，，，。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 2）决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝590 当＝590r/min时 按机床标准选取 3）计算工时 切削工时： ，，， 则机动工时为 工序05：钻、扩、铰Φ22孔并两端倒角C1 工步一：钻孔至Φ20 确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工Φ20孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 根据Z525立式钻床说明书，现取 切削速度：根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度 所以 根据Z525立式钻床说明书，取， 故实际切削速度为 则机动工时为 工步二：扩Φ20孔至Φ21.8 利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 根据机床说明书，选取 则主轴转速为，并按钻床说明书取，实际切削速度为 切削工时：，，， 则机动工时为 工步三：铰Φ21.8孔至Φ22H7 根据参考文献Ⅳ表2-25，， 查参考文献Ⅴ表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度。 切削工时：，，， 则机动工时为 工序06：粗镗、精镗Φ55孔、粗镗、精镗上面Φ73孔 工步一：粗镗Φ51孔至Φ54.4 所选刀具为YT5硬质合金镗刀。 1） 确定切削深度 2） 确定进给量 根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为20mm时， =0.15～0.30mm/r 按T4240机床的进给量（表4.2-21），选择 =0.27mm/r 3） 确定切削速度 按表1.27的计算公式确定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 则 117m/min =409r/min 按T68机床上的转速，选择 4） 基本时间 选镗刀的主偏角=45°，则=1.7mm，=20mm，=4mm，=0， =0.27mm/r,， 工步二：粗镗Φ69孔至Φ72.4 所选刀具为YT5硬质合金镗刀。 1）确定切削深度 2）确定进给量 根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为5mm时， =0.15～0.30mm/r 按T4240机床的进给量（表4.2-21），选择 =0.27mm/r 3）确定切削速度 按表1.27的计算公式确定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 则 117m/min =409r/min 按T68机床上的转速，选择 4）基本时间 选镗刀的主偏角=45°，则=1.7mm，=20mm，=4mm，=0， =0.27mm/r,， 工步三：精镗Φ54.4孔至Φ55 所选刀具为YT5硬质合金圆形镗刀。 1）确定切削深度 2）确定进给量 根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为20mm时， =0.15～0.30mm/r 按T68机床的进给量（表4.2-21），选择 =0.19mm/r 3）确定切削速度 按表1.27的计算公式确定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 则 130m/min =453r/min 按T68机床上的转速，选择 4）基本时间 选镗刀的主偏角=45°，则=0.3mm，=20mm，=4mm，=0， =0.19mm/r,， 工步四：精镗Φ72.4孔至Φ73 所选刀具为YT5硬质合金圆形镗刀。 1）确定切削深度 2）确定进给量 根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为5mm时， =0.15～0.30mm/r 按T68机床的进给量（表4.2-21），选择 =0.19mm/r 3）确定切削速度 按表1.27的计算公式确定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 则 130m/min =453r/min 按T68机床上的转速，选择 4）基本时间 选镗刀的主偏角=45°，则=0.3mm，=5mm，=4mm，=0， =0.19mm/r,， 工序07：粗镗、精镗上面Φ73孔 工步一：粗镗Φ69孔至Φ72.4 所选刀具为YT5硬质合金镗刀。 1）确定切削深度 2）确定进给量 根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为5mm时， =0.15～0.30mm/r 按T4240机床的进给量（表4.2-21），选择 =0.27mm/r 3）确定切削速度 按表1.27的计算公式确定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 则 117m/min =409r/min 按T68机床上的转速，选择 4）基本时间 选镗刀的主偏角=45°，则=1.7mm，=20mm，=4mm，=0， =0.27mm/r,， 工步二：精镗Φ72.4孔至Φ73 所选刀具为YT5硬质合金圆形镗刀。 1）确定切削深度 2）确定进给量 根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为5mm时， =0.15～0.30mm/r 按T68机床的进给量（表4.2-21），选择 =0.19mm/r 3）确定切削速度 按表1.27的计算公式确定 式中 =500，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 则 130m/min =453r/min 按T68机床上的转速，选择 4）基本时间 选镗刀的主偏角=45°，则=0.3mm，=5mm，=4mm，=0， =0.19mm/r,， 工序08：钻、铰Φ8 工步一：钻孔至Φ7.8 确定进给量：根据《机械制造工艺设计简明手册》表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工Φ7.8孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 根据Z525机床说明书，现取 切削速度：根据《机械制造工艺设计简明手册》表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为 切削工时：，，， 则机动工时为 工步二：铰Φ7.8孔至Φ8 根据《机械制造工艺设计简明手册》表2-25，，，得 查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度。 切削工时：，，， 则机动工时为 工序09：钻、攻M8螺纹 工步一：钻M8螺纹底孔Φ6.8 选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 468r/min 按机床选取n=500r/min 切削工时： ，， 则机动工时为 工步二：攻M8螺纹 选择M8mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即f=0.6mm/r 299r/min 按机床选取n=300r/min 切削工时： ，， 则机动工时为 工序10：铣断 1、 切削用量 ①本工序为粗铣基准面A，所选刀具为高速钢错齿三面刃铣刀。铣刀直径d=125mm，宽度L=28mm，齿数Z=20。根据《切削用量简明手册》第三部分表3.2选择铣刀的几何形状。由于加工钢料的大于等于785MPa，故选前角=15°，后角=12°（周齿），=6°（端齿）。 已知铣削宽度=28mm，铣削深度=2.5mm。机床选用X62W型卧式铣床。 ②确定每齿进给 根据表3.3，X62W型卧式铣床的功率为7.5KW（表4.2-35），工艺系统刚性为中等，高速钢端面铣刀加工钢料，查得每齿进给量=0.06～0.1mm/z，现取=0.07mm/z。 2、 选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据表3.7，用高速钢端面铣刀粗加工钢料，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.6mm；铣刀直径d=70mm，耐用度T=120min(表3.8）。 3、 确定切削速度和工作台每分钟进给量 根据表3.27中公式计算： 式中 =48，=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，m=0.2,T=120min,=2.5mm,=0.07mm/z,=28mm,Z=20,d=125,=1.0。 m/min≈27.86m/min =70.9r/min 根据X62W型卧式铣床主轴转速表（表4.2-39），选择 实际切削速度 工作台每分钟进给理为 根据X62W型铣床工作台进给量表（表4.2-40），选择 则实际每齿进给量为 4、 校验机床功率 根据表3.28的计算公式，铣削时的功率（单位KW）为 式中 =650，=1.0，=0.72，=0.86，=0，=0.86，=2.5，=0.063mm/min，=28.5mm，Z=20，d=50mm，n=475r/min,=0.63mm =2076.8N X62铣床主动电机的功率为7.5KW，故所选切削用量可以采用。 所确定的切削用量为 =0.063mm/min，，， 5、基本工时 三面刃铣刀铣端面的基本时间为： 工序11：去毛刺 工序12：检验至图纸要求 工序13：涂漆 工序14：入库 4、钻M8螺纹孔夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序钻M8螺纹孔。 经过与指导老师协商，决定设计第9道工序——钻、攻M8螺纹孔的钻床夹具。本夹具将用于Z525立式钻床。刀具为Φ7.5mm 麻花钻、高速钢丝锥，对工件的M8x1mm的螺纹孔进行加工。 4.1问题的提出 本夹具主要用来钻、攻M8螺纹孔，这有一定的技术要求。因此，在本道工序加工时，主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 4.2定位机构 图2-1-1圆柱销 图2-1-2削边销 在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。 根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。 设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。 由于该零件的加工是钻M8孔并以φ22表面作为定位面，属孔定位类型，因此本次设计采用的定位机构为圆柱销与大平面相结合。圆柱销定位的形式很多，短圆柱销定位限制Y，Z方向的移动，限制两个自由度；长圆柱销定位限制工件的Y，Z方向的转动和移动，限制四个自由度；两个短圆柱销与长圆柱销相同。大平面限制X，Y方向的转动及Z方向的移动。装夹工件时，通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件。本次设计的定位选用的是短销与平面相结合，分别限制工件的X、Y方向的移动及转动自由度以及Z方向的旋转自由度。心轴定位的特点为结构简单、制造容易、夹紧可靠，自锁性好，夹紧动作慢、效率低。 4.3夹紧机构 图2-2-1工件放置方式 1.夹紧的目的：使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，同时保证加工精度。 2 .夹紧力的方向的确定： 1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。 2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。 3）夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。 3 .夹紧力的作用点的选择： 1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。 2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。 3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。 4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。 4. 选择夹紧机构： 设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则： 1)夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。 2)工件和夹具的变形必须在允许的范围内。 3)夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构 4)必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。 5)夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。 6)夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。 图2-2-2夹紧机构 选用螺栓螺母夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。 螺栓螺母夹紧机构的特点：①结构简单，制造方便加紧可靠施力范围大；②自锁性能好操；③扩力比80以上，行程S不受限制；④加紧工作慢，效力低。 4.4 夹紧力的计算 由文献4查得钻孔时轴向力经验公式： （5-1） 其中： 代入数据后算得： （5-2） 在计算夹紧力时必须把安全系数考虑在内， 安全系数 其中，为基本安全系数1.2； 为加工性质系数为1.3； 为刀具钝化系数为1.2； 为断续切削系数为1.3 考虑到安全系数后，夹具所需的竖直向上的夹紧力： （5-3） 工件的夹紧是通过压块与工件之间的摩擦来实现的，所以摩擦力充当夹具所需的竖直向上的夹紧力。通过查找参考文献【5】可知，45钢与铸铁之间的摩擦系数，为了安全起见，不妨取。因此压块所需的压紧力： （5-4） 4.5 导向装置的选择 导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，钻床夹具中钻头的导向采用钻套，钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套四种。这些装置均已标准化，可按标准选择。综上分析，本次设计采用固定导向套加工工件，来提高其工作的连续性和其工作效率。选择导向装置： 导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择。 用于钻床零件加工的是可换钻套装置。换钻套时，只需将钻套逆时针转动，当缺口转到螺钉位置时即可取出，换套方便迅速。 钻夹具中的钻套,除要求它引导钻头，钻出正确的孔外，还要求它能在装卸时快而准确。一般在工厂中使用较多的是可换钻套，虽然这种钻套具有可换的优点，但在制造上较复杂；由于采用螺钉来压紧,所以占面大，而又增加制造步骤。 钻模板与支柱之间用开口销连接。 4.6机床夹具的总体形式 机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。 夹具的组成归纳为： 1）定位元件及定位装置 用于确定工件正确位置的元件或装置。 2）夹紧元件及夹紧装置 用于固定元件已获得的正确位置的元件或装置。 3）导向及对刀元件 用于确定工件与刀具相互位置的元件。 4） 动力装置在成批生产中，为了减轻工人劳动强度，提高生产率，常采用气动、液动等动力装置。 5） 夹具体用于将各种元件装置连接在一体，并通过它将整个夹具安装在机床上。 6）其他元件及装置 根据加工需要来设置的元件或装置。 4.6.1确定夹具体： 夹具体上一般不设定位和定向装置，特别是台钻、立钻和摇臂钻上使用时，但夹具体底板上一般都设有翻边或留一些平台面，以便夹具在机床工作台上固定。夹具体一般是设计成平板式（有些夹具体铸造成特殊形状），保证具有足够的刚性。它用来固定定位元件、加紧机构和联接体，并于机床可靠联接。 4.6.2确定联接体： 联接体是将导向装置与夹具体联接的工件，设计时主要考虑联接体的刚性，合理布置联接体的位置，给定位元件、夹紧机构留出空间。此夹具体的联接装置通过内六角螺栓和圆柱销来定位，考虑到刚性问题，在相对应的位置上在用一个联接体支承钻套板，同样用内六角螺栓定位。 4.7定位误差分析 4.7.1定位误差 工件的加工误差，是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工件的大小，它是由三部分因素产生的： 1）工件在夹具中的定位、夹紧误差。 2）夹具带着工件安装在机床上，夹具相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差，也称对定误差。 3）加工过程中误差，如机床几何精度，工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差。 其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。 4.7.2产生定位误差的原因 1.基准不重合来带的定位误差： 夹具定位基准与工序基准不重合，两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去，所产生定位误差称之为基准转换误差。 2.间隙引起的定位误差 在使用心轴、销、定位套定位时，定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。 3.与夹具有关的因素产生的定位误差 1）定位基准面与定位元件表面的形状误差。 2）导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差，以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。 3）夹具在机床上的安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。 4）夹紧力使工件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损。 4.7.3定位误差的计算 本道工序所需保证的是所加工的两个孔，根据最终的零件要求可以知道，零件的螺纹孔到中心线之间的尺寸公差需要保持在中，而在这一步加工过程中，需要保证左右两个零件同时合格。 本道工序中，加工螺纹孔的主要误差来源有： A、钻头的位置误差。钻头的位置误差包括衬套与快换钻套之间的位置误差，麻花钻与快换钻套之间的位置误差。这属于夹具对定误差。 B、工件摆放的位置误差。也就是定位销与削边销之间的尺寸误差。这属于定位误差中的基准不重合误差。定位销与工件之间的配合误差不用考虑，因为工件时竖直摆放，定位销的轴线与工件内孔的轴始终都在竖直平面内。 在误差分析中，忽略了衬套与钻模板之间的配合误差以及定位销与夹具体之间的配合误差，因为它们都是过盈配合。同时还忽略了快换钻套内孔与外圆得同轴度误差，因为对于标准钻套，精度较高，此项可以忽略。 以下的误差分析均采用极限位置法分析 钻头的位置误差分析（夹具对定误差）： 衬套与快换钻套之间的配合关系是：，而， ，按照极限位置法分析可知：钻套轴线与衬套轴线之间的最大偏差是在钻套外圆取最小极限尺寸，衬套内孔取最大极限尺寸。 故计算夹具第一部分对定误差： （5-5） 快换钻套内孔的尺寸是：，而，按照极限位置法分析可知：快换钻套轴线与麻花钻轴线之间的最大偏差是在快换钻套内孔取最大极限尺寸。 故计算夹具第二部分对定误差： （5-6） 而钻孔所需的工序公差： （5-7） 故总的对定误差： （5-8） 故夹具所选的对定方案是合格的。 工件摆放的位置误差分析（定位误差）： 定位销孔与削边销孔之间的尺寸公差为：，夹具体中定位销孔与削边销孔的中心线的平行度公差为。按照极限位置法分析可知： 当夹具体定位销孔与削边销孔的中心线往左偏移0.01 mm时，加工孔的尺寸为： （5-9） （5-10） 当夹具体定位销孔与削边销孔的中心线往右偏移0.01 mm时，加工孔的尺寸为： （5-11） （5-12） 定位误差为： （5-13） 所以夹具所选的定位方案合理。 总 结 这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了设计。 这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下他的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，他不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 参考文献 1.邹青 主编 机械制造技术基础课程设计指导教程 北京： 机械工业出版社 2004，8 2.赵志修 主编 机械制造工艺学 北京： 机械工业出版社 1984，2 3.孙丽媛 主编 机械制造工艺及专用夹具设计指导 北京：冶金工业出版社 2002，12 4.李洪 主编 机械加工工艺手册 北京： 北京出版社 1990，12 5.邓文英 主编 金属工艺学 北京： 高等教育出版社 2000 6.黄茂林 主编 机械原理 重庆： 重庆大学出版社 2002，7 7.丘宣怀 主编 机械设计 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