轴承座加工工艺及钻Φ4mm孔夹具设计

轴承座加工工艺及钻Φ4mm孔夹具设计,轴承,加工,工艺,mm,夹具,设计 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 页 第 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 7 钻 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 卧式车床 CA6140 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 车Φ30mm孔 内孔车刀，游标卡尺 750 94 0.8 2 1 0.966 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每 台 件 数 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 1 铸造 铸造 2 时效处理 时效处理 3 铣 铣底面 X51 端铣刀 4 铣 铣高15mm台阶面,铣82mm，38mm，42mm的两侧面 X51 高速钢圆柱铣刀 5 钻 钻2-Φ9孔锪孔2-Φ13 Z525 麻花钻，扩孔钻铰刀 6 车 车Φ30mm孔， CA6140 内孔车刀 7 刨 刨2x1的槽 BH6070 专用刨刀 8 钻 钻Φ6孔 Z525 麻花钻， 9 钻 钻Φ4孔 Z525 麻花钻 10 钻 钻扩2-Φ8孔 Z525 麻花钻扩孔钻 11 去除毛刺 去除毛刺 12 检验入库 检验入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 毕业设计说明书 课题名称： 轴承座工艺规程及夹具设计 学生姓名 学 号 所在学院 专 业 班 级 指导教师 起讫时间：　2019 年 月 日～ 2019 年 月 轴承座工艺规程及夹具设计 摘 要 本次设计的题目是轴承座零件的工艺规程及夹具设计，主要内容包括轴承座零件的工艺规程设计和夹具设计两大部分，主要是针对零件进行工艺分析和毛坯的确定，绘制零件图和毛坯图，制定出机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡，然后对轴承座零件设计出其中一个工序的夹具装配图和夹具体零件图，分析夹紧力和切削力的计算和定位误差的分析，总结夹具简单操作说明。 关键词：轴承座，工艺，工序，夹具，夹紧力，定位。 ABSTRCT The topic of this design is the base part of the process tooling/fixture design, mainly includes the base parts of process planning design and fixture design of two parts, mainly for process analysis and determination of the blank parts, drawing parts drawing and blank drawing, to develop a machining process and machining process, and then on the base parts to design one of the clamp assembly drawing for the process and specific detail drawing, analysis of clamping force and cutting force calculation and analysis of fixing error, summarizes the fixture simple instructions. Keywords: Base, technology, process, fixture, clamping force and location. 目 录 序 言 1 第一章 零件的分析 3 1.1零件的作用 3 1.2 零件的工艺分析 3 第二章 工艺规程设计 5 2.1确定毛坯的制造形式 5 2.2基面的选择 5 2.3制定工艺路线 7 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 9 2.5确定切削用量及基本工时 10 2.5.1铣下端面 10 2.5.2铣高15mm台阶面 10 2.5.3钻2-Φ9孔锪孔Φ13 11 2.5.4车Φ30孔 13 2.5.5钻Φ6孔 14 2.5.6钻Φ4孔 14 2.5.7钻2-Φ8孔 15 第三章 夹具设计 17 3.1问题的提出 17 3.2定位基准的选择 17 3.3切削力及夹紧力计算 18 3.4定位误差分析 19 3.5夹具的简要操作说明 20 总 结 21 致 谢 23 参 考 文 献 24 序 言 机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。因此，机械加工工艺规程在机械加工中起着重要的作用，主要包括以下的几个方面：（1） 工艺规程是指导生产的主要技术文件，机械加工车间生产的计划、调度，工人的操作，零件的加工质量检验，加工成本的核算，都是以工艺规程为依据的。处理生产中的问题，也常以工艺规程作为共同依据。如处理质量事故，应按工艺规程来确定各有关单位、人员的责任。 （2） 工艺规程是生产准备工作的主要依据 　　车间要生产新零件时，首先要制订该零件的机械加工工艺规程，再根据工艺规程进行生产准备。如：新零件加工工艺中的关键工序的分析研究；准备所需的刀、夹、量具（外购或自行制造）；原材料及毛坯的采购或制造；新设备的购置或旧设备改装等，均必须根据工艺来进行。（3） 工艺规程是新建机械制造厂（车间）的基本技术文件 。新建（改.扩建）批量或大批量机械加工车间（工段）时，应根据工艺规程确定所需机床的种类和数量以及在车间的布置，再由此确定车间的面积大小、动力和吊装设备配置以及所需工人的工种、技术等级、数量等。 此外，先进的工艺规程还起着交流和推广先进制造技术的作用。典型工艺规程可以缩短工厂摸索和试制的过程。因此，工艺规程的制订是对于工厂的生产和发展起到非常重要的作用，是工厂的基本技术文件。 夹具是机械加工不可缺少部件，机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 一、高精机床加工精度提高，降低定位误差，提高加工精度对夹具制造精度要求更高高精度夹具定位孔距精度高达±5μm，夹具支承面垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。机床夹具精度已提高到微米级，世界知名夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，适应不同行业需求和经济性，夹具有不同型号，以及不同档次精度标准供选择。 二、高效提高机床生产效率，双面、四面和多件装夹夹具产品越来越多。减少工件安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断推陈出新。新型电控永磁夹具，加紧和松开工件只用1～2秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。缩短机床上安装与调整夹具时间。 三、模块、组合夹具元件模块化是实现组合化基础。利用模块化设计系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发基点。省工、省时，节材、节能，体现各种先进夹具系统创新之中。模块化设计为夹具计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具切削过程，既能为用户提供正确、合理夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发公共平台，争取实现夹具设计与服务通用化、远程信息化和经营电子商务化。 四、通用、经济夹具通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式夹具系统，一次性投资比较大，夹具系统可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。 轴承座的加工工艺规程及其夹具设计能够进一步加强对我们专业知识能力与综合素质的培养，尤其是综合设计能力、创新能力、工程实践能力的培养与提高，同时也能够使我们在计算机应用、文献查阅等方面的技能得以提高，使我们对生产规程及工装的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础。 第一章 零件的分析 1.1零件的作用 轴承座的作用是通过轴承与轴连接的，用来保证轴的旋转精度。 零件图如下 1.2 零件的工艺分析 工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。 该零件为大量生产的小型零件，在生产时要注意零件的： 1 ．便于装夹 零件的结构应便于加工时的定位和夹紧，装夹次数要少。 2 ．便于加工 零件的结构应尽量采用标准化数值，以便使用标准化刀具和量具。同时还注意退刀和进刀，易于保证加工精度要求，减少加工面积及难加工表面等。 轴承座有2组加工面他们有位置度要求。 这2组加工面的分别为 1，以底面为基准的加工面，这组加工面包括，底面和端面，和2-Φ9孔 2：一个是以2-Φ9孔为基准的加工面，这个主要是轴承座的内圆和2-Φ8孔，Φ6孔。 第二章 工艺规程设计 2.1确定毛坯的制造形式 确定毛坯包括选择毛坯类型及其制造方法。毛坯类型有铸、锻、压制、冲压、焊接、型材和板材等。确定毛坯时要考虑下列因素： 1）零件的材料及其力学性能。当零件的材料选定后，毛坯的类型就大致确定了。例如，材料是铸铁，就选铸造毛坯；材料是钢材，且力学性能要求高时，可选锻件；当力学性能要求较低时，可选型材或铸钢。 2）零件的形状和尺寸。形状复杂的毛坯，常用铸造方法。薄壁零件，不可用砂型铸造；尺寸大的铸件宜用砂型铸造；中、小型零件可用较先进的铸造方法。 3）生产类型。大量生产应选精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。如铸件应采用金属模机器造型或精密铸造；锻件应采用模锻、冷轧和冷拉型材等。单件小批生产则应采用木模手工造型或自由锻。 4）生产条件。确定毛坯必须结合具体生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力、外协的可能性等。有条件时，应积极组织地区专业化生产，统一供应毛坯。 5）充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性。目前毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的发展很快。例如，精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等在机械中的应用日益增加。应用这些方法后，可大大减少机械加工量，有时甚至可不再进行机械加工，其经济效果非常显著。 零件材料为HT200，考虑到零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 2.2基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。 粗基准选择应当满足以下要求： （1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 （2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 （3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 （4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 （5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取底面作为为定位粗基准。 精基准的选择应满足以下原则： （1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。 （2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。 （3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。 （4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。 （5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。 以φ30和底端面为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。 2.3制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，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。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案： 方案一 1 铸造 铸造 2 时效处理 时效处理 3 铣 铣底面 4 铣 铣高15mm台阶面 5 钻 钻2-Φ9孔锪孔2-Φ13 6 车 车Φ30mm孔， 7 刨 刨2x1的槽 8 钻 钻Φ6孔 9 钻 钻Φ4孔 10 钻 钻扩2-Φ8孔 11 去除毛刺 去除毛刺 12 检验入库 检验入库 方案二 1 铸造 铸造 2 时效处理 时效处理 3 铣 铣底面 4 铣 铣高15mm台阶面 5 车 车Φ30mm孔， 6 刨 刨2x1的槽 7 钻 钻2-Φ9孔锪孔2-Φ13 8 钻 钻Φ6孔 9 钻 钻Φ4孔 10 钻 钻扩2-Φ8孔 11 去除毛刺 去除毛刺 12 检验入库 检验入库 工艺方案一和方案二的区别在于方案一在加工完底面后，以底面为定位基准加工2-Φ9孔，然后在以已经加工好的2-Φ9孔为定位基准，加工其他表面，这样能很好地保证加工精度，提高生产效率，综合考虑我们选择方案一 具体的工艺路线如下 1 铸造 铸造 2 时效处理 时效处理 3 铣 铣底面 4 铣 铣高15mm台阶面 5 钻 钻2-Φ9孔锪孔2-Φ13 6 车 车Φ30mm孔， 7 刨 刨2x1的槽 8 钻 钻Φ6孔 9 钻 钻Φ4孔 10 钻 钻扩2-Φ8孔 11 去除毛刺 去除毛刺 12 检验入库 检验入库 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 轴承座零件材料为HT200 生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。 1、 轴承座的底面和端面 因轴承座的底和端面的精度要求都不是很高，其加工余量为2.5mm。 2、轴承座的孔 毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7—IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为单边余量为2.5 1、 端面 采用2次走刀完表面加工，表面粗糙度为3.2参考文献，其余量为Z=2.5mm 毛坯图如下 2.5确定切削用量及基本工时 2.5.1铣下端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 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＝750 当＝750r/min时 按机床标准选取 3） 计算工时 切削工时：，，，则机动工时为 2.5.2铣高15mm台阶面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 5） 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＝750 当＝750r/min时 按机床标准选取 6） 计算工时 切削工时：，，，则机动工时为 . 2.5.3钻2-Φ9孔锪孔Φ13 工步1：钻Φ9mm孔 机床：Z525立式钻床 刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ9 1)进给量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)确定机床主轴转速　　 ns== 1194r/min 与1194r/min相近的机床转速为1450r/min。现选取=1450r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 　 t=i ;其中l=60mm; =4mm; =3mm; t= ==0.355min 工步2：锪孔 Φ13mm孔 根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 　　　 式中的、——加工实心孔进的切削用量. 现已知 =0.36mm/r (《切削手册》)表2.7 =42.25m/min (《切削手册》)表2.13 　　　　　　　　 1) 给量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按机床选取0.5mm/r 2) 削速度　　v=0.4×42.25=16.9m/min. 3) 定机床主轴转速　　 ns== 271.8r/min 与271.8r/min相近的机床转速为275r/min。现选取=275r/min。 所以实际切削速度 == 5) 削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 t=i ;其中l=4mm; =6mm; =0mm; t= ==0.072(min) 2.5.4车Φ30孔 1) 切削深度 单边余量为Z=2mm 2) 进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=0.8mm/r 3) 计算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速　 ns== 753r/min 与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=750r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，　　　　　　　　　 t=i ;其中l=25mm; =4mm; =0mm; t=i=x2=0.966(min) 2.5.5钻Φ6孔 机床：Z525立式钻床 刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ6 1)进给量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=12~20m/min. 取V=15m/min 3)确定机床主轴转速　　 ns== 796r/min 与796r/min相近的机床转速为800r/min。现选取=800r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 　 t=i ;其中l=10mm; =4mm; =3mm; t=2x（） =2x（）=0.24(min) 2.5.6钻Φ4孔 机床：Z525立式钻床 刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ4 1)进给量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=12~20m/min. 取V=15m/min 3)确定机床主轴转速　　 ns== 682r/min 与382r/min相近的机床转速为700r/min。现选取=700r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 　 t=i ;其中l=10mm; =4mm; =3mm; t=2x（） =2x（）=0.0234(min) 2.5.7钻2-Φ8孔 工步1：钻Φ12孔 机床：Z525立式钻床 刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ8 1)进给量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=12~20m/min. 取V=15m/min 3)确定机床主轴转速　　 ns== 597r/min 与597r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。 所以实际切削速度== 5) 切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。 　 t=i ;其中l=10mm; =4mm; =3mm; t=2x（） =2x（）=0.217(min) 第三章 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。 由指导老师的分配工序的钻Φ4孔的钻床夹具。 3.1钻床的概述 钻床是用途广泛的孔加工机床.其主要加工方法是用钻头在实心材料上钻孔,主要用来 加工外形复杂,没有对称回转轴线的孔、 一般直径不大,精度不太高的子L,如连杆、盖板 箱体，机架等零件上的单孔和孔系.也可以通过钻孔，扩孔，铰孔的工艺手段加工精度要求 较高的孔，利用夹具还可加工要求一定相互位置精度的孔系，另外钻床还可进行攻螺纹 锪孔和锪端面等工作，钻床在加工时，工件一般不动,刀具则面作旋转主运动. 一面作轴 向进给运动.钻床的加工方法及其所需运动如图8-1所示 a)钻孔(b）扩孔(c)铰孔 (d)攻螺纹(e)锪埋头孔f锪埋头孔 (g）锪端面 钻床的主要类型有台式钻床丶立式钻床丶摇臂钻床丶铣钻床和中心孔钻床等。钻床的主参数一般为最大钻孔直径 钻床夹具,一般习惯上称为钻模。 它是在钻床上进行孔的钻、扩 铰、锪、攻螺纹的机床夹具.使用钻模加工时,是借助于钻套确定刀具的位置和引导刀具的进给方向. 被加工孔的尺寸精度主要是由刀具本身的精度来保证。 而孔的坐标位置精度,则由钻套在夹具上的位置精度来确定,并能防止刀具在加工过程中发生倾斜。因此，在结构上都设置安装钻套的钻模板，有固定式，分度式、 盖板式、翻转式和滑柱式等主要类型。 3.2问题的提出 本夹具主要用于钻Φ4孔，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。 3.3定位基准的选择 基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基准两大类。 1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。 2. 工艺基准 零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。 （1）装配基准 装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。 （2）测量基准 测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准，称为测量基准。 （3）工序基准 在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。 （4）定位基准 工件定位时所采用的基准，称为定位基准。 本道工序加工Φ4孔，精度不高，因此我们采用已加工好的Φ30孔及端面定位，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，压板的压紧力即可以满足要求。 3.4定位方案的设计 定位方式和定位元件的选择包括选择定位元件的结构、形状、尺寸及布置形式等，他们主要取决于工件的加工要求、工件定位基准和外力的作用等因素”。 1. 工件及平面定位 （1） “主要支承” 主要支撑也就是在零件加工中起定位的作用，也能限制自由度 1） “固定支承 2） “可调支承” 3） “自位支承” （2） 辅助支承 主要用来提高零件安装的稳定性 1）“螺旋式辅助支承” 2）“自位式辅助支承” 3）“推引式辅助支承” 4）“液压锁紧的辅助支承” 2. 工件以圆柱空定位 （1）圆柱销 （2）圆锥销 （3）圆柱心轴 3、 工件以外圆柱面定位 （1）在V形块中定位 （2）在圆孔中定位 （3）在半圆孔和圆锥孔中定位 根据上述表述，我们是在圆孔中定位，采用心轴作为定位元件。 3.5夹紧方案的设计 在机械加工中，工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。工件定位以后需要通过一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上，使工件在加工过程中，不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而发生位置变化或产生振动，以保证加工精度和安全生产。这样把工件压紧夹牢的装置，即称为夹紧装置。 3.5.1典型夹紧结构 1. 斜楔夹紧结构 2. 螺旋夹紧结构 （1）单个螺旋夹紧结构 （2）螺旋压板夹紧结构 （3）偏心夹紧机构 3.5.2定心夹紧机构 当加工尺寸的工序基准是中心要素（轴线、中心平面等）撕，为使基准重合以减少定位误差，可以采用定位夹紧机构，所以，定心夹紧机构主要用于要求准确定心或对中的场合。定心夹紧机构可分为以下几种： （1）螺旋式定心夹紧机构 （2）杠杆式定心夹紧机构 （3）楔式定心夹紧机构 （4）弹簧筒夹式定心夹紧机构 （5）膜片卡盘定心夹紧机构 （6）波纹套定心夹紧机构 （7）液性塑料定心夹紧机构 根据本次夹具定位方式，采用的心轴定位，心轴一般都是配合开口垫圈，螺母夹紧工件，因此采用单个螺旋夹紧结构夹紧工件。 3.6切削力和夹紧力的计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由《切削手册》得： 钻削力 式（5-2） 钻削力矩 式（5-3） 式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 3.7钻模板的选择 钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。其主要类型有以下几种。 （1）固定式钻模 在使用中，这类钻模在机床上的位置固定不动，而且加工精度较高，主要用于立式钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平行孔系。 固定钻模的结构如下 （2）回转式钻模 这类钻模上有分度装置，因此可以在工件上加工出若干个绕轴线分布的轴向或径向孔系。 回转钻模也就是带分度机构的钻模，经典的机构如下 翻转式钻模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔径小于f8~f10mm。它可以减少安装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，加工钻模一般手工进行翻转，所以夹具及工件应小于10 kg为宜。翻转钻模板的经典结构如下 盖板式钻模 这种钻模无夹具体，其定位元件和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便，易清除切屑；但是每次夹具需从工件上装卸，较费时，故此钻模的质量一般不宜超过10 kg。 盖板钻模板的借构如下 滑柱式钻模 滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。这种钻模有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点，生产中应用较广。 滑柱钻模板的结构如下 铰链式钻模 铰链钻模板是用铰链把钻模板和夹具体连接起来，如图，使模板可以绕铰销旋转提高工件安装的敞开性，以利于工件在本工位上孔的多工序加工如钻孔，攻丝，锪平面。 铰链钻模板的经典借构如下 综上所述我们选择固定钻模板比较合适， 因为我们采用侧面和底面定位，使用固定钻模板就可以满足要求，因此我们采用固定钻模板。固定钻模板靠2个内六角螺钉压紧在夹具体上，实现对固定钻模板的定位。 3.8钻套的设计 钻床的导向部分就是钻套 钻套根据加工的孔的情况不同，又分为以下几种钻套 固定钻套(JB/T 8045.1-1999) 可换钻套(JB/T 8045.2-1999) 快换钻套(JB/T 8045.3-1999) 特殊钻套 特殊钻套又分为好几个类型根据孔的距离不同，因为我们加工的孔不够特殊，因此特殊钻套就不在介绍。 钻套的尺寸公差及材料 在选用标准结构的钻套时,钻套导引孔的尺寸与公差带须由设计者决定 可按下述原则来确定导引孔的尺寸与公差带 其余结构尺寸 ①钻套导引孔直径的基本尺寸 ②因为由钻套导引的刀具,应等于所导引刀具的最大极限尺寸都已标准化和规格化,都是钻头、扩孔钻、铰刀等定尺寸的刀具,所以钻套导引孔与刀具的配合. ③钻套导引孔与刀具之间,应按基轴制来选定，应保证有一定的配合间隙, 以防止两者发生卡住或咬死，一般根据所导引的刀具和加工精度要求来选取导引孔的公差选用97,精铰时选用96，钻孔和扩大时选用F7 ④当采用标准铰刀铰H7或H9孔时,则可不必按刀具最大尺寸来计算。直接按孔的基本尺寸,分别选用F7或E7, 作为导引孔的基本尺寸与公差。 ⑤由于标准钻头的最大尺寸都是所加工孔的基本尺寸，基本尺寸取公差带为F7即可，故钻头的导引孔就只须按孔的 ⑥如果钻套导引的不是刀具的切削部分,而是刀具的导柱部分°这时也可按基孔制的相应配合选取为: H7/f74H7/96，H6/95 下面一一介绍下上面3种的标准的钻套及其使用地方 固定钻套(JB/T 8045.1-1999) 固定钻套分为带肩钻套和不带肩的 具体结构如下图 固定钻套的特点如下 钻套直接压入钻模板或夹具体上，其外圆与钻模板采用H7/n6或H7/r6配合。磨损后不易更换。适用于中、小批生产的钻模上或用来加工孔距甚小以及孔距精度要求较高的孔。为了防止切屑进入钻套孔内，钻套的上、下端应稍突出钻模板为宜，一般不能低于钻模板。 因为我们是批量生产，因此在此场合固定钻套不使用 可换钻套(JB/T 8045.2-1999) 可换钻套的结构如下图 可换钻套的使用特点如下 钻套1装在衬套2中，而衬套则是压配在夹具体或钻模板3中。钻套由螺钉4固定。以防止它转动。钻套与衬套间采用F7/m6或F7/k6配合，以便于钻套磨损后迅速更换。 适于大批量生产 快换钻套(JB/T 8045.3-1999) 快换钻套的结构如下图 当要取出钻套时，只要将钻套朝逆时针方向转动使螺钉头部刚好对准钻套上的削边平面，即可取出钻套。适用于同一个孔需经多种工步加工的工序 综上所述我们采用快换钻套，选择直径为4mm的快换钻套。 3.8定位误差分析 用调整法加工一批工件时，工件在定位过程中，由于工件的定位基准与工序基准不重合，以及工件的定位基准面与夹具定位元件的定位表面存在制造误差，都会引起工件的工序基准偏离理想位置，而使工序尺寸产生加工误差，称为定位误差，常用表示。其数值大小为工件的工序基准沿工序尺寸方向上发生的最大偏移量。它由定位基准与工序基准不重合误差和定位副制造不准确引起工序基准的位移误差两部分组成，其大小是两项误差在工序尺寸方向上的代数之和，即 当工序基准位置与多个定位基准有关时，以上两个误差方向和工序尺寸方向便可能不一致，定位误差的计算则比较复杂，需要具体情况具体分析。一般按最不利的情况找出定位时一批工件中工序基准的两个极端位置，然后把工序基准的最大变动量折算到工序尺寸方向上，即可得到定位误差。 使用夹具安装工件时，应尽量减少定位误差，在保证该工序加工要求的前提下，留给其他工艺系统误差的比例大一些，以便能较好地控制加工误差。根据加工误差计算不等式，定位误差应不超过零件公差的1/5-1/3。 定位心轴垂直放置：=0.019+0.007+0.002=0.028 式中 ——定位副间的最小配合间隙（mm）； ——工件圆孔直径公差（mm）； ——心轴外圆直径公差（mm）。 3.9夹具设计及操作的简要说明 使用心轴定位，开口垫圈的压紧力即可指定可靠的卡紧力。同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产。 总 结 这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。 这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。 回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。 这次设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老师的辛勤指导下，都迎刃而解。同时，在老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此我表示深深的感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢！ 致 谢 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毕业设计。 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，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，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，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她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，她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]　胡家秀．机械设计基础［Ｍ］．北京：机械工业出版社，2001.5． [2]　胡家秀．简明机械设计手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，1999.10． [3]　孙学强．机械加工技术［Ｍ］．北京： 机械工业出版社，2005.7． [4]　荆长生．机械制造工艺学［Ｍ］．西北工业大学出版社，1997．4． [5]　梁德本，叶玉驹．机械制图手册［Ｍ］．北京： 机械工业出版社，1997.8． [6]　艾兴，肖诗纲．切削用量手册［Ｍ］．北京： 机械工业出版社，1985.1． [7]　孟少农．机械加工工艺设计手册（Ｍ］．北京：机械工业出版社，1991． [8]　邹青．机械制造技术基础课程设计指导教程［Ｍ］．北京：机械工业出版社，2004． [9]　郑建中．机器测绘技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，2001.6． [10金属机械加工工艺人员手册［M］．上海：上海科学技术出版社，1987． 第 34 页 共 38 页