發(fā)動機連桿切削加工夾具設(shè)計【鉆擴大頭孔粗加工夾具優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計】【含proe、UG三維3D建模及8張CAD圖紙+帶開題報告+29頁加正文1.26萬字】【jjsj04-1】

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摘   要

在機械制造各行業(yè)的工藝過程中廣泛應(yīng)用著各種不同的，用以固定加工對象，使之占有正確位置，以便接受施工的一種工藝裝備，統(tǒng)稱為夾具。因此，無論是在機械加工，裝配，檢驗，還是在焊接，熱處理等冷，熱工藝中，以及運輸工作中都大量采用夾具。但在機械加工中應(yīng)用最為廣泛的是金屬切削機床上使用的夾具，我們稱其為機床夾具。它在保證產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低成本，充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的潛力，以便工人掌握復(fù)雜或精密零件加工技術(shù)，以減輕繁重的體力勞動等諸方面起著巨大的作用。因此，機床夾具的設(shè)計和使用是促進生產(chǎn)迅速發(fā)展的重要工藝措施之一。為此，在本次畢業(yè)設(shè)計時，選擇了機床夾具設(shè)計。

本文主要圍繞機床鉆孔夾具設(shè)計為中心。用以鉆發(fā)動機連桿零件，首先通過參觀實習(xí)讓我們對夾具設(shè)計有了初步的了解，特別是對蓋板式鉆模夾具設(shè)計的了解更為深刻。然后，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，對夾具設(shè)計方案進行分析和選擇。選定方案后，。通過查閱相關(guān)夾具設(shè)計書籍和相關(guān)圖例在鉆孔夾具設(shè)計過程中，。在查閱了相關(guān)文獻后完成外文翻譯。參考相關(guān)資料完成夾具的總體設(shè)計。

關(guān)鍵詞：機械；夾具；鉆模；加工

Abstract

Machinery manufacturing industries in the process of a wide variety of applications for processing a fixed object, so that it occupies the correct position in order to receive a construction technology and equipment, collectively referred to as the fixture. Therefore, whether in the machinery processing, assembly, testing, or in welding, heat treatment, such as cold, heat process, and transport are a lot of work in a fixture. But in machining is the most widely used metal-cutting machine tools for use on the fixture, we called for the machine tool fixture. It guarantees high-quality products, high-yield, low-cost, bring into full play the potential of existing equipment, so that workers have complicated or sophisticated parts processing technologies, to reduce the heavy physical labors, and other aspects play a huge role. Therefore, the fixture of the machine is designed to promote the production and use of the rapid development of one of the important process.

  This article mainly revolves the engine bed drill hole jig design is a center. With drills the azimuth training gear shell, first let us through the visit practice have the preliminary understanding to the jig design, was specially more profound to the lap type jig jig design's understanding. Then, under teacher's instruction, carries on the analysis and the choice to the jig design proposal. After designating the plan. Through consult related jig design books and related chart of symbols in drill hole jig design process. After having consulted the related literature completes the foreign language translation. Refers to the correlation data to complete jig's system design.

Key-words：machinery；Fixture；Jig；processing

目  錄 

摘   要 II

Abstract II

前    言 1

第1章  鉆孔夾具設(shè)計的要求 2

1.1 鉆孔夾具方案設(shè)計 2

1.2 了解夾具總體設(shè)計的要求 3

第2章  鉆床夾具設(shè)計特點 4

2.1 確定夾具的類型 4

2.2 鉆模的主要類型 4

2.3 明確設(shè)計任務(wù)，了解零件加工工藝過程 5

2.3.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求 5

2.3.2 熟悉零件加工工藝過程 5

2.4 確定定位方案 6

第3章  工件的夾緊計算及其選擇 7

3.1 工件的夾緊 7

3.1.1 夾緊基本原理理論 7

3.1.2 夾緊座 8

3.1.3 夾緊壓板 8

3.1.4 夾緊螺釘 9

3.2 夾具受力分析 9

3.2.1 夾具受力方向 9

3.2.2 夾具受力的作用點 9

3.2.3 夾具受力的計算 10

3.2.4 夾具精度計算與分析 11

第4章  夾具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計 12

4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 12

4.2 夾具的導(dǎo)向 13

4.3 鉆孔與工件之間的切屑間隙[1] [2] 14

4.4 鉆模板 15

4.5定位誤差的分析 15

4.6 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 15

4.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 16

4.8 三維裝配圖PROE建模 18

4.8 三維PROE各個夾具零件建模 19

4.9 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 23

結(jié) 論 24

致  謝 26

參考文獻 27

前    言

在機械加工過程中，夾具按專業(yè)化程度可分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具、成組夾具、標(biāo)準(zhǔn)夾具、隨行夾具、組合機床夾具等。我這次設(shè)計的是蓋板式鉆夾具。這是一種專用夾具，專為一工件的一道工序而設(shè)計的夾具。鉆夾具的主要任務(wù)是保證刀具旋轉(zhuǎn)軸線對工件定位表面有正確的相互位置，根據(jù)工件的集合形狀和尺寸結(jié)構(gòu)及工藝特性，選擇不同形式的鉆模以保證產(chǎn)品精度和生產(chǎn)率。

在眾多鉆模夾具機床中，綜合考慮設(shè)計要求、特點及夾具設(shè)計原理等的各方面的因素，選擇了用蓋板式鉆模，它一般用于加工小型工件上分布在一個面上的孔。本文就圍繞此夾具的方案選擇，確定夾具，設(shè)計夾具等等展開的。

但是，由于知識的缺陷，設(shè)計時考慮的不夠周全，還存在一些錯誤，請各位老師和同學(xué)指出，我將做到虛心接受，努力提高自己。

無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計開題報告 姓 名 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 論文題目 發(fā)動機連桿切削加工夾具設(shè)計 一、 目的、意義及文獻綜述 1. 目的 一項優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，往往可以使生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大的穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計的高效夾具。目前中等生產(chǎn)規(guī)模的機械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的 50%生產(chǎn)設(shè)計階段，對夾具的選擇和設(shè)計工作的重視程度，絲毫也 不亞于對機床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護和調(diào)整，對產(chǎn)品的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。 機械制造基礎(chǔ)畢業(yè)設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的機械制造基礎(chǔ)課程、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。畢業(yè)設(shè)計對我們未來的工作有著很大的幫助。 2. 意 義 夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計并合理的使 用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。 一項優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，往往可以使生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大的穩(wěn)定 [2]。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計的高效夾具。目前中等生產(chǎn)規(guī)模的機械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%生產(chǎn)設(shè)計階段，對夾具的選擇和設(shè)計工作的重視程度，絲毫也不亞于對機床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具 的設(shè)計，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護和調(diào)整，對產(chǎn)品的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。 3. 文獻綜述 夾具的設(shè)計包括三個步驟：設(shè)備規(guī)劃，夾具規(guī)劃和夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計。目前， ]以及 人在進行 面的研究中對設(shè)備規(guī)劃有詳細論述。計算機輔助家居設(shè)計（ 夾具方面也做了一些工作； C 等人提出的自動夾具定位和夾緊的一種方法； de C 提出的利用機械杠桿原理進行定位和夾緊位置選擇的一種算法。目前，關(guān)于工件夾具的自動化配置方面的工作，自 動化結(jié)構(gòu)設(shè)計 很少提及。 提出了一種指導(dǎo)夾具設(shè)計的方法，此方案是縮小由于工件表面與夾具安裝誤差所帶來的定位誤差。 ]與 出的模式是在工件加工期間工件的靜態(tài)分析，這種方法是一種定性分析并且是在抓緊或夾緊物體的最壞的情況下的偏差，這種情況是由于干涉扭矩。 夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展 [5]。 高 精 隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差 ，提高加工精度，對夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達± 5μ m，夾具支承面的垂直度達到 00行度高達 00國 美樂 )公司制造的 4m 長、 2m 寬的孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為± 密平口鉗的平行度和垂直度在 5μ m 以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達± 5μ m；瑞士 性夾具的重復(fù)定位精度高達 2~5μ m。機床夾具的精度已提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性， 夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。 高 效 為了提高機床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用 1~2 秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機床上安裝與調(diào)整夾具的時間，瑞典 3R 夾具僅用 1分鐘，即可完成線切割機床夾具的安裝與校正。采用美國 金斯 )公司的球鎖裝夾系統(tǒng)， 1 分鐘內(nèi)就 能將夾具定位和鎖緊在機床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機時間，提高生產(chǎn)效率的作用。 模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ) [6]。利用模塊化設(shè)計的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計為夾具的計算機輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用 術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設(shè)計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、 合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設(shè)計與服務(wù)的通用化、遠程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。通用、經(jīng)濟夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性 [7]。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴展性功能強，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。德國 美樂 )公司的孔系列 組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費用低，經(jīng)濟實用才有推廣應(yīng)用的價值 [8]。 專家們建議組合夾具行業(yè)加強產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動與國外夾具廠商聯(lián)系，爭取合資與合作，引進技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑 [9]。 改革開放以來，隨著中國與世界的接軌，中國不斷的引進了西 方先進的加工技術(shù)，而且隨著世界科技的飛速發(fā)展，數(shù)控機床，加工中心，柔性制造單元，柔性制造系統(tǒng)等一系列高端設(shè)備得以廣泛的運用，使得我國的加工精度和加工方法也發(fā)生了革命性的改變。產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快，產(chǎn)品需求的多樣化，是制造業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)，特別像發(fā)動機連桿這種不規(guī)則零件就出現(xiàn)了重大問題，現(xiàn)階段發(fā)動機連桿零件加工還打不到自動化加工，它的工藝好需要人工畫線的方法來保證，而零件的裝夾也是通過人工來完成的，所以現(xiàn)階段我國對發(fā)動機連桿這種不規(guī)則零件的加工的效率還是比較低的階段。夾具方面人們也從過去傳統(tǒng)的夾具的裝夾，定位，刀 具的引導(dǎo)定位為夾具的裝夾和定位，隨著數(shù)字化加工設(shè)備的擴大化，已經(jīng)將夾具的引導(dǎo)刀具功能完全替代，給今后的夾具的快速裝夾與定位提出了更高的要求。 課題研究的內(nèi)容： 通過網(wǎng)絡(luò)、期刊、教材、廠家資料及國內(nèi)外相關(guān)文獻查閱。根據(jù)要求完成對發(fā)動機連桿加工工藝和夾具設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計。完成設(shè)計圖紙的繪制并進行相關(guān)校核工作，完成設(shè)計說明書的編寫。 加工工藝 1、制訂發(fā)動機連桿加工工藝規(guī)程，關(guān)鍵是工序的劃分和定位基準(zhǔn)的選擇。在設(shè)計開始的過程中，我們必須要認真分析零件圖，了解其發(fā)動機連桿零件的結(jié)構(gòu)特點和相關(guān)的技術(shù)要求，對發(fā)動機連桿零件 的每一個細節(jié)，都應(yīng)仔細的分析，如發(fā)動機連桿加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意發(fā)動機連桿零件各孔系自身精度（同發(fā)動機連桿度、圓度、粗糙度等）和它們的相互位置精度（發(fā)動機連桿線之間的平行度、垂直度以及發(fā)動機連桿線與平面之間的平行度、垂直度等要求），發(fā)動機連桿零件的尺寸是整個零件加工的關(guān)鍵，必須弄清發(fā)動機連桿零件的每一個尺寸。繪制零件圖是一個重點，同時因為發(fā)動機連桿零件比較復(fù)雜 ,所以也是一個難點。我們采用 件繪制零件圖，一方面增加我們對零件的了解認識，另一方面增加我們對 件 的熟悉。 工序的劃分 確定加工順序和工序內(nèi)容，安排工序的集中和分散程度，劃分工序階段，這項工作與生產(chǎn)綱領(lǐng)有密切關(guān)系，具體可以根據(jù)生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設(shè)備等。生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序次數(shù)；如批量小時可采用在通用機床上工序集中原則，批量大時即可按工序分散原則，組織流水線生產(chǎn)，也可利用高生產(chǎn)率的通用設(shè)備，按工序集中原則組織生產(chǎn)。 二、 課題完成步驟 （按照提出問題，分析問題，解決問題） 根據(jù)不同的研究對象擬采用不同的研究手段（途徑），本課題包括兩方面內(nèi)容： 發(fā)動機連桿加工工藝的設(shè)計和夾具設(shè)計 制 定工藝規(guī)程的研究途徑和可行性分析 毛坯的選擇： 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和零件結(jié)構(gòu)選擇毛坯，毛坯的類型一般在零件圖上已有規(guī)定。對于鑄件和鍛件應(yīng)了解其分模面、澆口、冒口位置和拔模率，以便在選擇定位基準(zhǔn)和計算加工余量時有所考慮。如果毛坯是棒料或型材，則按其標(biāo)準(zhǔn)確定尺寸規(guī)格，并決定每批加工件數(shù)。 毛坯的種類和其質(zhì)量對機械加工的質(zhì)量有密切的關(guān)系。同時對提高勞動生產(chǎn)率、節(jié)約材料、降低成本有很大的影響。擬訂工藝路線： 表示零件的加工順序及加工方法，分出工序，安裝或工位及工步等。并選擇各工序所使用的機床型號、刀具、夾具及量具等。擬訂 工藝路線從實際出發(fā)，理論聯(lián)系實際和工人結(jié)合起來。常常需要提出幾個方案，進行分析比較后再確定。 計算切削用量、加工余量及工時定額： 查閱《切削用量手冊》等資料并進行計算確定。目前，對單件小批量生產(chǎn)不規(guī)定切削用量，而是由操作工人根據(jù)經(jīng)驗自行選定，但對于自動線和流水線，為保證生產(chǎn)的節(jié)拍，必須規(guī)定切削用量，并不能隨意改變。計算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工質(zhì)量以保證最終加工質(zhì)量。工時定額一般按各工廠的實際經(jīng)驗積累起來的統(tǒng)計資料來估算。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，工藝的改進，新工藝，新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，工時定額應(yīng)進行 相應(yīng)的修改。 對機械加工工藝規(guī)程基本要求可歸結(jié)為質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。雖然有時互相矛盾，但只要把它們處理好，就會成為一個統(tǒng)一體。在三個要求中，質(zhì)量是首要的。質(zhì)量表現(xiàn)在機械產(chǎn)品的各項技術(shù)性能指標(biāo)，質(zhì)量不能保證，根本談不上數(shù)量；質(zhì)量和生產(chǎn)率之間是密切聯(lián)系的，在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)該不斷地最大限度地提高生產(chǎn)率，滿足生產(chǎn)量的要求。如果兩者矛盾，則生產(chǎn)率要服從于質(zhì)量，應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下解決生產(chǎn)率問題。在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能的節(jié)約耗費，減少投資，降低制造成本，這就是經(jīng)濟性。 因此，發(fā)動機連桿的工藝規(guī)程研究途徑應(yīng) 該體現(xiàn)質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的統(tǒng)一，達到經(jīng)濟合理及可行的最優(yōu)方案。 夾具設(shè)計的研究途徑和可行性分析 發(fā)動機連桿、銑、鉆等工序使用的專用夾具，此類夾具的特點是針對性強、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、生產(chǎn)率高。 夾具設(shè)計最關(guān)鍵是要求對工件定位正確，且滿足定位精度要求。為了解決此問題，首先得了解影響定位精度的因素。然后采取措施解決具體的問題。如定位基準(zhǔn)與定位元件的配合狀況和影響定位精度，那么可以提高夾具的制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機床上的定位精度。 除此之外，選擇夾具的類型與結(jié)構(gòu)型式必須與零件生產(chǎn)批量大小相適應(yīng)，夾具結(jié)構(gòu)與零部件應(yīng)具有足夠的剛度和強度，從而保證夾具操作方便、夾緊可靠、使用安全、并有合理的裝卸空間。 課題研究的主要方法： （ 1） 搜集資料，了解并掌握發(fā)動機連桿加工工藝結(jié)構(gòu)和工作原理。 （ 2） 確定設(shè)計大體思路，撰寫開題報告，要求完成具體的設(shè)計內(nèi)容及計算。 （ 3） 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，熟悉相關(guān)軟件 定設(shè)計方法及設(shè)計要點。按要求完成完整的設(shè)計計劃及預(yù)期達到的結(jié)果，進行相關(guān)設(shè)計及計算。 （ 4） 對所設(shè)計夾具設(shè)計相關(guān)校核，準(zhǔn)備相關(guān)資料。 （ 5） 對設(shè)計說明書初稿進行相關(guān)格式修改，對設(shè)計圖紙并進行修改。 研究過程中的主要問題和解決的方 法： 1、研究內(nèi)容 (1)查閱文獻資料，詳細研究零件圖，了解零件的結(jié)構(gòu)。 (2)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)選取毛坯的種類和制造方法毛坯余量的選擇。 (3)制定工藝規(guī)程和可行性分析。 (4)選擇粗精基準(zhǔn)，計算和選擇金屬切削機床的技術(shù)參數(shù)。 (5)根據(jù)發(fā)動機連桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計工序過程中的專用夾具。 本課題可能遇到的問題及其研究方法 （ 1）在剛開始的時候工序的劃分以及定位基準(zhǔn)會比較難選擇，所以就在過程中腰認真分析零件圖，了解發(fā)動機連桿的結(jié)構(gòu)特點及相關(guān)的技術(shù)要求而加工工序要根據(jù)生產(chǎn)類型，零件的結(jié)構(gòu)來認真分析。 （ 2）在夾具設(shè)計的時 候也可能遇到問題，比如工件的定位是否正確，定位精度是否滿足要求等等，所以要調(diào)查現(xiàn)階段國內(nèi)外比較先進的發(fā)動機連桿結(jié)構(gòu)，從整體上把握設(shè)計的方向，了解發(fā)動機連桿的加工工藝規(guī)程及夾具的設(shè)計原理。 （ 3）通過大量的資料，研究零件的結(jié)構(gòu)，選擇合適的加工方法，及選擇合理的基準(zhǔn)和工序安排。 （ 4）熟悉夾具的結(jié)構(gòu)選擇合理的機床及裝夾設(shè)備，確定加工余量和工序，進行精細的準(zhǔn)確的尺寸計算，和時間的估算。 在前期得做好各項準(zhǔn)備，要查閱大量的文獻了解發(fā)動機連桿的結(jié)構(gòu)，并在 畫出這個零件，認真去了解他的結(jié)構(gòu)，這當(dāng)中就需要一些工具 書比如機械加工工藝手冊，夾具設(shè)計圖冊，刀具設(shè)計手冊以及有關(guān)教材及參考資料，最后如果有需要還可以選擇去工廠調(diào)研，以上條件具備完成本課題所需的工作條件。 發(fā)動機連桿總體設(shè)計方案 由零件圖可知，在粗加工大頭孔之前，連桿的兩個端面，小頭孔及大頭孔的兩側(cè)面都已加工，且表面粗糙度要求較高。為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選Φ 48 定位銷與基面為定位基準(zhǔn)，定位銷限制 2 個自由度，基面限制工件 3 個自由度，大頭孔的外側(cè)面限制工件 1 個自由度，屬完全定位。由于生產(chǎn)批量大，為了提高加工效率，縮短輔助時間，準(zhǔn)備采用手動式滑柱鉆模，采用 了常用的圓錐自鎖裝置，裝卸工件方便、迅速。 由于所加工的零件比較小，夾具的夾緊力與加工零件時的軸向力方向相同，為了裝卸工件方便，采用手動式滑柱鉆模。 加工的大頭孔為通孔，沿 Z 方向的位移自由度可不予限制，但實際上以工件的端面定位時，必須限制該方向上的自由度。故應(yīng)按完全定位設(shè)計夾具。 滑柱式是一種帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具，它由鉆模板、三根滑柱、夾具體和傳動、鎖緊機構(gòu)所組成。使用時，轉(zhuǎn)動手柄，經(jīng)過齒輪齒條的傳動和左右滑柱的導(dǎo)向，便能順利的帶動鉆模板升降，將工件夾緊或松開。鉆模板在夾緊工件或升降至一定高度后，必須 自鎖。自鎖機構(gòu)的種類很多，但用得最廣泛的是圓錐鎖緊機構(gòu)。 由零件圖可知，在粗加工大頭孔之前，連桿的兩個端面，小頭孔及大頭孔的兩側(cè)面都已加工，且表面粗糙度要求較高。為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選Φ 48 定位銷與基面為定位基準(zhǔn)，定位銷限制 2 個自由度，基面限制工件 3 個自由度，大頭孔的外側(cè)面限制工件 1 個自由度，屬完全定位。由于生產(chǎn)批量大，為了提高加工效率，縮短輔助時間，準(zhǔn)備采用手動式滑柱鉆模，采用了常用的圓錐自鎖裝置，裝卸工件方便、迅速。 由于所加工的零件比較小，夾具的夾緊力與加工零件時的軸向力方向相同，為了裝 卸工件方便，采用手動式滑柱鉆模。 加工的大頭孔為通孔，沿 Z 方向的位移自由度可不予限制，但實際上以工件的端面定位時，必須限制該方向上的自由度。故應(yīng)按完全定位設(shè)計夾具。 滑柱式是一種帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具，它由鉆模板、三根滑柱、夾具體和傳動、鎖緊機構(gòu)所組成。使用時，轉(zhuǎn)動手柄，經(jīng)過齒輪齒條的傳動和左右滑柱的導(dǎo)向，便能順利的帶動鉆模板升降，將工件夾緊或松開。鉆模板在夾緊工件或升降至一定高度后，必須自鎖。自鎖機構(gòu)的種類很多，但用得最廣泛的是圓錐鎖緊機構(gòu)。 三、 論文撰寫時間安排 1. 完成 初稿 （ 年 月 日） 2. 完成二稿 （ 年 月 日） 3. 最終定稿 （ 年 月 日） 四、 指導(dǎo)教師意見 年 月 日 I 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 發(fā)動機連桿切削加工夾具設(shè)計 重點夾具 ] 二級學(xué)院 機械工程學(xué)院 專 業(yè) 機械制造及其自動化 班 級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 要 在機械制造各行業(yè)的工藝過程中廣泛應(yīng)用著各種不同的，用以固定加 工對象，使之占有正確位置，以便接受施工的一種工藝裝備，統(tǒng)稱為夾具。因此，無論是在機械加工，裝配，檢驗，還是在焊接，熱處理等冷，熱工藝中，以及運輸工作中都大量采用夾具。但在機械加工中應(yīng)用最為廣泛的是金屬切削機床上使用的夾具，我們稱其為機床夾具。它在保證產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低成本，充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的潛力，以便工人掌握復(fù)雜或精密零件加工技術(shù)，以減輕繁重的體力勞動等諸方面起著巨大的作用。因此，機床夾具的設(shè)計和使用是促進生產(chǎn)迅速發(fā)展的重要工藝措施之一。 為此，在本次畢業(yè)設(shè)計時，選擇了機床夾具設(shè)計。 本 文 主要圍繞機床鉆孔夾具 設(shè)計為中心。 用以鉆 發(fā)動機連桿 零件 ，首先通過參觀實習(xí) 讓我們對夾具設(shè)計有了初步的了解，特別是對蓋板式鉆模夾具 設(shè)計 的了解更為深刻。然后，在 導(dǎo)師的指導(dǎo)下， 對夾具設(shè)計方案進行分析 和選擇 。選定方案后 ，。 通過查閱相關(guān)夾具設(shè)計書籍和相關(guān)圖例 在 鉆孔夾具 設(shè)計過程中，。在查閱了相關(guān)文獻后完成外文翻譯。參考相關(guān)資料完成夾具的總體設(shè)計。 關(guān)鍵詞： 機械 ； 夾具 ； 鉆模 ； 加工 in of a of a so it in to a to as in or in as a of in a in is on we It of so or to a of is to of of of is a us to to s s on to of in to to s 錄 摘 要 .................................................................................................................................................................................................................................................................................... 言 .......................................................................................................................................... 1 第 1 章 鉆孔夾具設(shè)計的要求 ...................................................................................................... 2 孔夾具 方案設(shè)計 ........................................................................................................... 2 解夾具總體設(shè)計的要求 ............................................................................................... 3 第 2 章 鉆床夾具設(shè)計特點 .......................................................................................................... 4 定夾具的類型 .............................................................................................................. 4 模的主要類型 .............................................................................................................. 4 確設(shè)計任務(wù)，了解零件加工工藝過程 ........................................................................ 5 悉工件零件圖、本工序加工要求 ..................................................................................... 5 悉零件加工工藝過程 ........................................................................................................ 5 定定位方案 ................................................................................................................... 6 第 3 章 工件的夾緊計算及其選擇 .............................................................................................. 7 件的夾緊 ...................................................................................................................... 7 緊基本原理理論 .............................................................................................. 7 緊座 .................................................................................................................. 8 緊壓板 .............................................................................................................. 8 緊螺釘 .............................................................................................................. 9 具受力分析 .................................................................................................................. 9 具受力方向 ...................................................................................................... 9 具受力的作用點 ................................................................................................ 9 具受力的計算 ................................................................................................ 10 具精度計算與分析 ........................................................................................ 11 第 4 章 夾具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計 .................................................................................................... 12 具的夾緊裝置和定位裝置 ........................................................................................ 12 具的導(dǎo)向 .................................................................................................................... 13 孔與工件之間的切屑間隙 [1] [2] ................................................................................ 13 模板 ............................................................................................................................ 14 位誤差的分析 .............................................................................................................. 14 套、 襯套、鉆模板設(shè)計與選用 ................................................................................. 15 定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) ........................................................................................ 16 維裝配圖 模 ................................................................................................. 17 維 個夾具零件建模 ..................................................................................... 19 具設(shè)計及操作的簡要說明 ......................................................................................... 22 結(jié) 論 .............................................................................................................................................. 23 致 謝 ............................................................................................................................................ 25 參考文獻 ........................................................................................................................................ 26 1 前 言 在機械加工過程中 ， 夾具按專業(yè)化程度可分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具、成組夾具、標(biāo)準(zhǔn)夾具、隨行夾具、組合機床夾具等。我這次設(shè)計的是蓋板式鉆夾具。這是一種專用夾具，專為一工件的一道工序而設(shè)計的夾具。鉆夾具的主要任務(wù)是保證刀具旋轉(zhuǎn)軸線對工件定位表面有正確的相互位置，根據(jù)工件的集合形狀和尺寸結(jié)構(gòu)及工藝特性，選擇不同形 式的鉆模以保證產(chǎn)品精度和生產(chǎn)率。 在眾多鉆模夾具機床中 ， 綜合考慮 設(shè)計要求 、 特點及夾具設(shè)計原理等的 各方面的因素， 選擇了用 蓋板式鉆模， 它 一般用于加工小型工件上分布在一個面上的孔 。 本文就圍繞此夾具的方案選擇 ， 確定夾具 ， 設(shè)計夾具等等展開的 。 但是，由于知識的缺陷，設(shè)計時考慮的不夠周全，還存在一些錯誤，請各位老師和同學(xué)指出，我將做到虛心接受，努力提高自己。 2 第 1 章 鉆孔夾具設(shè)計的要求 孔夾具 方案設(shè)計 方案設(shè)計 是 夾具設(shè)計的重要階段，它在分析各種原始資料的基礎(chǔ)上，要完成下列設(shè)計工作： ① 研究 發(fā)動機連桿 零件 原始 資料 ， 明確設(shè)計要求。 ② 擬訂鉆孔夾具結(jié)構(gòu)方案 ， 繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖。 ③ 繪制夾具總圖，標(biāo)注有關(guān)尺寸及技術(shù)要求。 ④ 繪制零件圖。 3 從另外一方面來說， 機床夾具設(shè)計是工藝裝備設(shè)計中的一個重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率的一項重要技術(shù)措施。在設(shè)計過程中應(yīng)深人實際，進行調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外的先進技術(shù)，制定出合理的設(shè)計方案，再進行具體的設(shè)計。而深入生產(chǎn)實際調(diào)查研究中，應(yīng)當(dāng)掌握下面的一些資料： [1] (1)工件圖紙；詳細閱讀工件的圖紙，了解工件被加工表面是技術(shù)要求，該零 件在機器中的位置和作用，以及裝置中的特殊要求。 (2)工藝文件：了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面狀況，基準(zhǔn)面選擇的情況，可用機床設(shè)備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。 (3)生產(chǎn)綱領(lǐng)：夾具的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與工件的批量大小相適應(yīng)，做到經(jīng)濟合理。 在本次畢業(yè)設(shè)計的夾具要求是中小批量生產(chǎn)的夾具設(shè)計。 (4)制造與使用夾具的情況，有無通用零部件可供選用。工廠有無壓縮空氣站；制造和使用夾具的工人的技術(shù)狀況等。 夾具的出現(xiàn)可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。 解夾具總體設(shè) 計的要求 1） 夾具應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求。特別對于精加工工序， 應(yīng)適當(dāng)提高夾具的精度，以保證工件的尺寸公差和形狀位置公差等。 2） 夾具應(yīng)達到加工生產(chǎn)率的要求。特別對于大批量生產(chǎn)中使用的 夾具，應(yīng)設(shè)法縮短加工的基本時間和輔助時間。 3） 夾具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可設(shè)置必要的 防護裝置、擋屑板以及各種安全器具。 4） 能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。夾具元件 的材料選用將直接影響夾具的使用壽命。因此，定位元件以及主要元件宜采用力學(xué)性能較好的材料。夾具的低成本設(shè)計在世界各國都以相 當(dāng)重視。為此，夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)中。宜采用氣壓、液壓等高效夾緊裝置；而小批量生產(chǎn)，則宜采用較簡單的夾具結(jié)構(gòu)。 5） 要適當(dāng)提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)程度。選用標(biāo)準(zhǔn)化元件， 特別應(yīng)選用商品化的標(biāo)準(zhǔn)元件，以縮短夾具制造周期，從而降低夾具成本。 6） 必須具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便夾具的制造、使用和維修。 以上要求有時是互相矛盾的，故應(yīng)在全面考慮的基礎(chǔ)上，處理好主要矛盾，使之達到較好的效果。例如鉆模設(shè)計中，通常側(cè)重于生產(chǎn)率的要求。 4 第 2 章 鉆床夾具設(shè)計特點 定夾具的類型 按使用范圍，夾具可分為通用夾具和專用夾具兩類。通用夾具適用于各種不同尺寸的零件加工，如導(dǎo)尺、分度盤等。這類夾具是作為附件與機床一起配套供應(yīng)的。專用夾具是專門為某一工件在某一工序進行加工而設(shè)計的夾具，如在銑床上加工彎曲零件必須采用相應(yīng)的夾具，在壓刨上加工斜面、曲面也要采用專用夾具。 模 的主要類型 鉆床專用夾具一般通稱為 “鉆模 ”?？砂淬@模有無夾具體，以及夾具體是否可動，而分為下面幾類： [1] 這種鉆模在使用時，是被固定在鉆床工作臺。用于在立軸式鉆床上加工較大的單孔或在搖臂鉆床上 加工平行孔系。如果要在立式鉆床上使用固定式鉆模加工平行空系，則需要在機床主軸上安裝鉆模時，一般先將裝在主軸上的定尺刀具伸入鉆套中，以確定鉆模的位置，然后將其緊固。這種加工方式的鉆孔精度比較高。 回轉(zhuǎn)式鉆模主要用于加工同一圓周面上的平行孔系，或分布在圓周上的徑向孔。有立軸、臥軸和斜軸回轉(zhuǎn)等三種基本形式。由于回轉(zhuǎn)臺已標(biāo)準(zhǔn)化，并作為機床附件由專門廠生產(chǎn)供應(yīng)，固回轉(zhuǎn)式鉆模的設(shè)計，大多數(shù)情況是設(shè)計專用的工作夾具和標(biāo)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)臺聯(lián)合使用。 主要用于加工小型工件不同表面上的孔。使用翻轉(zhuǎn) 式鉆模可減少工件裝夾的 次數(shù)，提高工件上各孔之間的位置精度。 這種鉆模無夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結(jié)構(gòu)簡單輕便，易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費時，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜超過 10 滑柱式鉆模的結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了和規(guī)格化了，具有不同的系列。使用時，只要根據(jù)工件的形狀、尺寸和加工要求等具體情況，專門設(shè)計制造相應(yīng)的定位、 5 夾緊裝置和鉆套等，裝在夾具體的平臺或鉆模板上的適當(dāng)位置， 就可用于加工。 確設(shè)計任務(wù)，了解零件加工工藝過程 悉工件零件圖、本工序加工要求 圖 工零件圖 該零件為 45 鋼；零件圖如上圖 批量生產(chǎn)；該工序在立式銑床上用三面刃銑刀加工。 悉零件加工工藝過程 粗磨第一端面→粗磨第二端面→磁力探傷及去磁→鉆擴鉸小頭孔→擴大頭孔→粗磨搭 6 子面工藝凸臺→槍鉆螺紋底孔，鉸螺釘光孔，攻絲→锪螺釘座面、倒角→去毛刺、清洗→激光開槽、作標(biāo)記→脹斷→連桿體、蓋裝配→壓襯套→鉆 油孔→精磨第一端面→精磨第二端面→精鏜大、小頭孔→珩磨大頭孔→小頭銑落差→倒角、去毛刺→稱重、去重→清洗→終檢 定定位方案 由零件圖可知，在粗加工大頭孔之前，連桿的兩個端面，小頭孔及大頭孔的兩側(cè)面都已加工，且表面粗糙度要求較高。為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選Φ 48 定位銷與基面為定位基準(zhǔn)，定位銷限制 2 個自由度，基面限制工件 3 個自由度，大頭孔的外側(cè)面限制工件 1 個自由度，屬完全定位。由于生產(chǎn)批量大，為了提高加工效率，縮短輔助時間，準(zhǔn)備采用手動式滑柱鉆模，采用了常用的圓錐自鎖裝置，裝卸工件方便、迅 速。 由于所加工的零件比較小，夾具的夾緊力與加工零件時的軸向力方向相同，為了裝卸工件方便，采用手動式滑柱鉆模。 加工的大頭孔為通孔，沿 Z 方向的位移自由度可不予限制，但實際上以工件的端面定位時，必須限制該方向上的自由度。故應(yīng)按完全定位設(shè)計夾具。 滑柱式是一種帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具，它由鉆模板、三根滑柱、夾具體和傳動、鎖緊機構(gòu)所組成。使用時，轉(zhuǎn)動手柄，經(jīng)過齒輪齒條的傳動和左右滑柱的導(dǎo)向，便能順利的帶動鉆模板升降，將工件夾緊或松開。鉆模板在夾緊工件或升降至一定高度后，必須自鎖。自鎖機構(gòu)的種類很多，但用得最廣泛 的是圓錐鎖緊機構(gòu)。 7 第 3 章 工件的夾緊 計算 及其 選擇 件的夾緊 緊基本原理理論 夾緊的目的是保證工件在夾具中的定位，不致因工時受切削力，重力或伴生離心力，慣性力，熱應(yīng)力等的作用產(chǎn)生移動或振動。夾緊裝置是夾具完成夾緊作用的一個重要的而不可以缺少的組成部分，除非工件在加工過程中所受到的各種力不會使它離開定位時所需確定的位置，才可以設(shè)有夾緊裝置。夾緊裝置設(shè)計的優(yōu)劣，對于提高夾緊的精度和加工作效率，減輕勞動強度都有很大的影響。 圖 夾緊功能原理方案設(shè)計組成結(jié)構(gòu) 分析各類夾具的基本功能要求可以將夾緊裝置概括為兩類：第一類是性能要求，主要指定位唯一性、定位穩(wěn)定性 ， 夾緊穩(wěn)定性及總體約束；第二類要求是夾具的結(jié)構(gòu)剛性、成本及易操作性、易于維修等要求。本設(shè)計目錄中功能項包括夾緊對象特征項、加工信息特征及夾緊要求特征。 夾緊對象特征項目：包括夾緊對象類型、材料、形狀、體積、數(shù)量、物理特性、磁性、導(dǎo)電性、剛性等信息。 加工信息特征項：加工類型、機加工、裝配、檢測、焊接等、加工參數(shù)、切削參數(shù)、運動參數(shù)、幾何參數(shù)等。 夾緊要求特征項：主要指性 能要求，包括定位要求、定位基準(zhǔn)選擇，如特征點、特征面。 夾具受力 大小、夾緊方向、夾緊行程、夾緊松開速率，自鎖性等。 元件功能分析： 夾緊功能主要包括四種元功能 。它們是 ：定位功能、傳動功能、執(zhí)行功能和分度功能等輔助功能。定位功能由定位元件完成，定位元件按定位面特征分為平面定位元件、圓孔定位元件、外圓定位元件。傳動功能由中間遞夾緊對象特征 加工信息特征 夾緊要求特征 動力源項 元功能解項 技術(shù)性 經(jīng)濟性 社會性 應(yīng)用實例 技術(shù)參數(shù) 夾緊功能原理方案設(shè)計 功能項 原理解項 評價項 備注項 8 力機構(gòu)完成，該機構(gòu)一般有三個作用；改變作用力的力一向、大小和自鎖作用。目前常用的有以下機構(gòu)：斜楔機構(gòu)、螺旋機構(gòu)、圓偏心機構(gòu)、杠桿鉸鏈機構(gòu)、連桿機構(gòu)、聯(lián)動機構(gòu)、對中機構(gòu)、定心機構(gòu)等。 設(shè)計夾緊裝 置時 ， 應(yīng)滿足下述主要要求： [2] 應(yīng)破壞工件的定位 ， 為此，必須正確選擇 夾具受力 的方向及著力點。 大小應(yīng)該可靠，適當(dāng)，要保證工件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不致超出允許的范圍。 緊動作要迅速，操作方便省力，安全。 夾緊行程在一定范圍內(nèi)可進行調(diào)整和補償。 緊座 在不考慮重力和其它的伴生力的情況下， 夾具受力 的大小既與切削力的大小有 關(guān)，也與切削力對支承的作用有關(guān)。 W=KM((其中 K=， 削扭矩 W=85× (7+7)=) Q 需 =f1+100/( 需 為 切削力 為簡化夾具的成本及考慮工廠實際情況，擬用螺釘夾緊裝置。計算螺釘?shù)?夾具受力 ： W=2D 中 / +φ 1)。此公式采用中的數(shù)據(jù)以 α 為螺紋升角 ;t“S/л D 中 ;φ 1螺紋摩擦 角； D 中 螺紋中徑； 中有 f=母端面與工件間的摩擦系數(shù) )， φ 1=6。 34， ；計算 W=N） 。 很明顯，可以使用螺釘夾緊機構(gòu)。 夾緊座加工要求： 淬火4；滲碳深度 16配做。 緊 壓 板 夾緊支板和夾緊座的目的相同，都是夾緊工件的，保證在加工過程中工件不移動，限制它的自由度，夾緊支板的工件接觸裝置擬用夾緊螺釘，支板在其中是輔助支承的，最終起決定作用 的還是人的操作，不同人操作同樣的夾具或者是在夾緊的過程中用力和速度的不同，都對工件的加工精度有影響。由于取用的夾緊螺釘是一樣的，前面已經(jīng)計算過了，在此不重復(fù)了。 [5]具體的結(jié)構(gòu)見零件圖。 螺旋夾緊機構(gòu)是指螺旋副與其他元件（壓板、墊片、螺釘?shù)龋┫嘟Y(jié)合，對工件實 9 施夾緊的機構(gòu)。螺旋夾緊機構(gòu)在生產(chǎn)中使用極為普遍。螺旋夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，夾緊行程大，且自鎖性能好，增力比大，是手動夾緊中用的最多的一種夾緊機構(gòu)。常用的夾緊形式有：單個螺旋夾緊機構(gòu)、螺旋壓板夾緊機構(gòu)。 夾緊壓 板加工要求： :火5；滲碳深度 27配做。 [1] [6] 緊螺釘 根據(jù)公司的實際情況選用夾緊螺釘，人工操作。節(jié)省成本，制造夾具的時間縮短并以國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格生產(chǎn)。 夾緊功能的原理方案設(shè)計目錄是設(shè)計目錄應(yīng)用的具體體現(xiàn)，由于夾具種類繁多，如何對其進行抽象化整理，以利于運用設(shè)計目錄的結(jié)構(gòu)形式，還需要更深入的研究。 建立原理方案設(shè)計目錄涉及的知識面較廣，難度較大，目錄本身的構(gòu)造規(guī)律也很復(fù)雜。這里 僅作最基本的原理方案設(shè)計研究。 為使工件 在定位件上所占有的規(guī)定位置在加工過程中保持不變 ， 就要用夾緊裝置將工件夾緊 防止在加工過程中移動、振動、或變形 。 因為此套夾具加工的工件剛度較好 ， 防止了切削力作用是所引起的振動 ，側(cè)面在加上移動壓板的定位 ， 免除 夾具受力 對加工表面幾何形狀精度的不利影響夾具的夾 緊選 用加工表面的松態(tài)夾緊 ， 夾具受力 的作用線不通過加工表面的周圍 ， 使加工表面的材料處在自由狀態(tài)下 。 具受力分析 具受力 方向 在保證安裝的真確可靠 ， 減少工件的變形 ， 定位方便和在可以減少所需 夾具受力 的大小的前提下 ， 此套夾具的夾緊方向和工件重力方向和切削方向 相同 。工件的定位工作面為 垂直方向 上 ， 則工件的夾緊通過工件的一個定位銷與水平方向的移動壓塊完成 。 夾具受力 的方向為 平行 重力方向 垂直 夾緊 。 [2] 在本次夾具設(shè)計中， 夾具受力 是由中心螺桿和一邊壓板提供的。 具受力 的作用點 夾具受力 的作用點是指夾緊元件與工件相接觸的一小塊面積?，F(xiàn)在 夾具受力 的方 案 已定?？紤]夾具的結(jié)構(gòu)尺寸特征可以確定 夾具受力 的作用點個數(shù)為 2個。 考慮 夾具受力 作用點的一般要求： [1] ① 夾具受力 的作用點應(yīng)能保持工件定位穩(wěn)定，而不至引起工件發(fā)生位移和偏轉(zhuǎn)； 10 ② 夾具受力 的作用點，應(yīng)使被夾緊的夾緊變形盡可能的小些； ③ 夾具受力 的作用點應(yīng)盡可能靠近加工表面，以提高定位穩(wěn)定性 。 具受力 的計算 夾具受力 的大小重要取決于切削 ， 重力是可認為不變的 ， 而切削力在切削的過程中是變化的 。 影響切削力的大小因素很多 ， 如工件質(zhì)量的不均勻 ，加工質(zhì)量的不均勻 ， 刀具磨損以及切削用量的變化等等 。 同時 夾具受力 也和其他因素有關(guān) ， 如夾緊件和工件及工件與定位件間接觸表面的光潔度 ， 工藝系統(tǒng)的剛性等等 ， 因此夾具 夾具受力 的設(shè)計只 能對其作初略的估算 。 W:實際 夾具受力 論 夾具受力 K:安全系數(shù) 安全系數(shù) :K= 中 : 其加工直徑全部為 91 刀具： 鉆頭 D=91。 則軸向力：見《工藝師手冊》表 =CF z ………………………………… 中： 420， f=( 90200()190 ?F=420 1 . 0 0 . 89 1 0 . 3 5 1 . 0 7 2 1 2 3 ( )N? ? ? ? 轉(zhuǎn)矩 T=CT Z 式中 : = . 0 0 . 89 1 0 . 3 5 1 . 0 7 1 7 . 3 4 ( )? ? ? ? 功率 7 2 ???? 在計算切削力時 ,必須考慮安全系數(shù) ,安全系數(shù) K=2 4 式中 基本安全系數(shù)， 加工性質(zhì)系數(shù)， 刀具鈍化系數(shù) , 斷續(xù)切削系數(shù) , F/ =(????? 鉆削時 T= M? 切向方向所受力 : 671065 ??? ? 11 取 1.0?f 4416 )(?? 所以 ,時工件不會轉(zhuǎn)動 ,故本夾具可安全工作。 具精度計算與分析 精度等級的選擇：首先根據(jù)所要加工的零件進行分析，看其在各方面的精度及表面粗糙度等的要求。然后，根據(jù)設(shè)計好的夾具（即零件在夾具上的配合和裝配來確定。 表 3 標(biāo)準(zhǔn)公 差數(shù)值表 （節(jié)錄） 基本尺寸 50~80 13 19 30 46 74 120 190 300 >80~120 15 22 35 54 87 140 220 350 >120~180 18 25 40 563 100 160 250 400 由 國家標(biāo)準(zhǔn)推薦的各公差等級的應(yīng)用范圍 可知： 其中 （ 1） 到 用于高精度和重要的配合處 ； （ 2） 到 用于要求精密配合的情 況 ； （ 3） 到 用于一般精度要求的配合。 選用公差等級時，除上述有關(guān)原則和因素外，還應(yīng)考慮以下問題。 ａ ｂ 在 本次 設(shè)計的夾具中可得知零件與夾具體的配合要求較高精度配合，所以選擇 (1） ， 而用于定位零件中間的孔和軸 ，在鉆孔只能夠要求這個孔和軸要有較高的位置度，所以選擇（ 2） ， 鉆模板和零件上用來定位的插銷，因為它是用來對零件鉆孔裝夾定位的，所以 同樣 選（ 2）。 12 第 4 章 夾具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計 具的夾緊裝置和定位 裝置 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密 聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。 夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)?夾具受力 ，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機構(gòu)和夾緊元件。 考慮到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。 螺旋夾緊機構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構(gòu)組成復(fù)合夾緊機構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機構(gòu)。 螺旋夾緊機構(gòu)中所用的螺旋，實際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機構(gòu) 的特點： （ 1）結(jié)構(gòu)簡 單； （ 2）擴力比大； （ 3）自瑣性能好； （ 4）行程不受限制； （ 5）夾緊動作慢 。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置 ， 在此套夾具中 ， 中間傳動裝置和夾緊元件合二為一 。 力源為機動夾緊 ， 通過螺栓夾緊移動壓板 。 達到夾緊和定心作用 。 工件通過定位銷的定位限制了繞 通過螺栓夾緊移動壓板 ， 實現(xiàn)對工件的夾緊 。 并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板 ， 通過精確的圓弧定位 ， 實現(xiàn)定心 。 此套移動壓板制作簡單 ， 便于手動調(diào)整 。 通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動 ， 以達到壓緊的目的 。 壓緊的同時 ， 實現(xiàn)工件 的定心 ， 13 使其定位基準(zhǔn)的對稱中心在規(guī)定位置上 。 在這次夾具設(shè)計中，定位是采用一根心軸和一個定位插銷來定位水平方向的。在垂直方向，用兩個同心 半 圓環(huán)來定位。當(dāng)被加工零件放到夾具體同心圓環(huán)上后，用定位插銷把夾具上的鉆模板和零件通過先加工的孔進行定位， 把壓板壓緊， 之后取出定位插銷。 具的導(dǎo)向 在鉆床上加工孔時 ， 大都采用導(dǎo)向元件或?qū)蜓b置 ， 用以引導(dǎo)刀具進入正確的加工位置 ， 并在加工過程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移 ， 提高刀具的剛性 ， 從而保證零件上孔的精度 ， 在鉆床上加工的過程中 ， 導(dǎo)向裝置保證同軸各孔的同軸 度、各孔孔距精度、各軸線間的平行度等 ， 因此 ， 導(dǎo)向裝置如同定位元件一樣，對于保證工件的加工精度有這十分重要的作用 。 導(dǎo)向元件包括刀桿的導(dǎo)向部分和導(dǎo)向套 。 在這套鉆床夾具上用的導(dǎo)向套是鉆套 。 鉆套按其結(jié)構(gòu)可分為固定鉆套 ， 可換鉆套 ， 快換鉆套及特殊鉆套 。 因此套鉆夾具加工量不大 ， 磨損較小，孔距離精度要求較高 ， 則選用固定鉆套 。 如圖 直接壓入鉆模板或夾具體的孔中 。 圖 套 鉆模板與固定鉆套外圓一般采用 H7/ 且必須有很高的耐磨 性 ， 材料選擇 20淬火 我選擇的鉆套 :25 相同的 ， 為了防止定位銷與模板之間的磨損 ， 在模板定位孔之間套上兩個固定襯套 。 選取的標(biāo)準(zhǔn)件代號為 12*18 材料仍選取 淬火 差采用 H7/ 孔與工件之間的切屑間隙 [1] [2] 鉆套的類型和特點 : 1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用 H7/要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔徑甚 小，孔距離精度要求較高的小孔。 2、可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以 F7/7/4 配合裝入襯套中。 3、快換鉆套：當(dāng)對孔進行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的導(dǎo)套引導(dǎo)刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。 4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標(biāo)準(zhǔn)鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。 鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙 C， 使開始鉆孔時 ， 鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中 ， 以免刮傷鉆套內(nèi)孔 ， 如圖 圖 切屑間隙 C=(1.2)d。 在本次夾具鉆模設(shè)計中考慮了多方面的因素 ， 確定了設(shè)計方案后 ， 選擇了C=8。 因為此鉆的材料是鑄件 ， 所以 模板 在導(dǎo)向裝置中 ， 導(dǎo)套通常是安裝在鉆模板上 ， 因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強度 ， 以防變形而影響鉆孔精度 。 鉆模板按其與夾具體連接的方式 ， 可分為固定式鉆模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等 。 在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板 ， 在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下 ， 鉆模板在夾具體 上采用定位銷一面雙孔定位 ， 螺栓緊固 ， 鉆模精度較高 。 [4] 位誤差的分析 制造誤差 ? 1）中心線對定位件中心線位置精度 ? . 取 ? . （ 2）內(nèi)外圓同軸度誤差（查表 ? . 故，2222252423222 ???????????????. 則 ? ? . 15 知此方案可行。 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。 為了 減少輔助時間 采用 可換鉆套 ，以來滿足達到 孔 的 加工的要求 。 表 d D t 基本 極限 偏差 本 極限 偏差 0～ 1 + + 6 9 1～ + ＞ 8 ＞ 3 6 9 8 12 16 ＞ 3～ 4 7 +0 ＞ 4～ 5 8 11 ＞ 5～ 6 10 13 10 16 20 ＞ 6～ 8 +2 +5 ＞ 8～ 10 15 18 12 20 25 ＞ 10～ 12 +8 22 ＞ 12～ 15 22 +6 16 28 36 ＞ 15～ 18 26 30 18～ 22 +0 34 20 36 6 ＞ 22～ 26 +5 +9 200 ＞ 26～ 30 42 46 25 6 ＞ 30～ 35 +8 52 ＞ 35～ 42 55 +9 30 56 67 ＞ 42～ 48 62 66 ＞ 48～ 50 70 74 模板選用 固定式 鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 對夾具體的設(shè)計的基本要求 （ 1） 應(yīng)該保持 精度和穩(wěn)定性 在 夾具體表面重要的面，如安裝 接觸 位置，安裝表面 的 刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體， 夾具體應(yīng)該采用鑄造 ，時效處理，退火 等處理方式 。 （ 2）應(yīng)具有足夠的強度和剛度 保證在加工過程中不因 夾具受力 ，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應(yīng)有 足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。 （ 3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯 夾較大的 工件的 外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。 再滿足功能性要求（ 剛度和強度 ）前提下 ，應(yīng)能減小體積減輕重量， 結(jié)構(gòu)應(yīng)該 簡單。 （ 4）應(yīng)便于 鐵屑 去除 在加工過程中，該 鐵屑 將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度， 鐵屑 投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的 鐵屑 不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的 鐵屑 空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在 夾具體上面 。 （ 5）安裝應(yīng)牢固、可靠 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。 17 加工過程中，夾具必承受 大的 夾具受力 切削力，產(chǎn)生沖擊和振動， 夾具 的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有 足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具， 積累太多會影響工件的定 位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于 鐵屑 。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便 排出鐵屑 。 3) 夾具體設(shè)計 夾具體的作用是將定位、夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機床上，加工時，能承受一部分切削力。 維裝配圖 模 下圖為裝配三維建模圖 18 裝配圖 19 維 個夾具零件 建模 20 21 22 具設(shè)計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。此時雖然有過定位，但面是經(jīng)精銑的面，定位是允許的。 23 結(jié) 論 發(fā)動機連桿 零件 夾具設(shè)計。在很多問題的設(shè)計過程中， 假設(shè) 出現(xiàn)不合理工藝路線，甚 無法保證夾具設(shè)計的 準(zhǔn)確性。在夾具設(shè)計中，由于定位基準(zhǔn)的選擇不合理，出現(xiàn)了定位或不定位零件加工精度無法保證。在夾緊機構(gòu)由于尺寸的選擇，如不合理，但沒有達到夾緊的目的， 也可能是由于位置的 夾具受力 和工件表面的作用所產(chǎn)生的營業(yè)額不合理。然而，在老師的細心指導(dǎo)的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設(shè)計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術(shù)工作。然而，在老師的細心指導(dǎo)的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設(shè)計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術(shù)工作。 通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我深深地 感受到，做任何事都必須有耐心，細心。有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但一想到老師教得比平時多，病人，認為他們的社會責(zé)任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，讓人觸目驚心的事故，我不能不提醒自己，要形成一個高度負責(zé)的好習(xí)慣，一絲不茍。發(fā)現(xiàn)自己的知識真的很差，他們的能力，用學(xué)到的知識是不夠的，幾年來學(xué)習(xí)很多課程，今天才知道自己和不使用。想到這里，我真的有點不耐煩。 主要是確定的工藝設(shè)計的工藝路線，確定加工和切削參數(shù)，基本工時，本設(shè)計的零件工藝路線是正確合理的，定位和夾緊的夾