斜頭接耳加工工藝及鉆8mm孔夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙說(shuō)明書(shū)工藝工序卡片】
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第3章 鉆4-Φ8孔夾具的設(shè)計(jì)
第3章 鉆4-Φ8孔夾具的設(shè)計(jì)
3.1 確定設(shè)計(jì)任務(wù)、明確加工要求
本次專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)任務(wù)是，設(shè)計(jì)用鉆床鉆4-Φ8孔的專(zhuān)用夾具，即專(zhuān)用的鉆床夾具。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求應(yīng)以任務(wù)書(shū)和座蓋機(jī)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(jì)中，限制該零件的六個(gè)自由度。其具體定位可采用一面一孔再加一個(gè)擋銷(xiāo)（限制旋轉(zhuǎn)）組合定位方式，一面一孔再加一個(gè)擋銷(xiāo)（是座蓋、蓋類(lèi)零件加工常用的定位方式。一面，就是座蓋的底面。銷(xiāo)子直徑公稱(chēng)尺寸與定位銷(xiāo)孔公稱(chēng)直徑相同，公差一般選用n6。一面，限制了3個(gè)自由度。2個(gè)定位孔的中心距是有公差（誤差）的，與兩銷(xiāo)中心距不可能非常一致的，圓柱銷(xiāo)是限制兩個(gè)自由度。
3.3 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：鉆頭 D=8。
則軸向力：見(jiàn)《工藝師手冊(cè)》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(jì)算切削力時(shí),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(shí) T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。
3.4 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
根據(jù)生產(chǎn)要求，用手動(dòng)夾緊方式可以滿(mǎn)足要求。為了方便夾緊，螺旋夾緊機(jī)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(dòng)。
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(guò)這時(shí)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(shí)大一倍。見(jiàn)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(shí)定位分析圖
3.6 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿(mǎn)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(shí)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(chēng)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(chēng)尺寸
允差
公稱(chēng)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(jì)
夾具上的各種裝置和元件通過(guò)夾具體連接成一個(gè)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(jī)床的連接。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)對(duì)夾具體有以下幾個(gè)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(duì)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)奈恢镁取槭箠A具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)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(qiáng)度和剛度。加工過(guò)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(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)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(qiáng)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(yàn)。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面鑄出凸臺(tái)，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(kāi)式結(jié)構(gòu)，半開(kāi)式結(jié)構(gòu)，框架式結(jié)構(gòu)等。
（4） 排屑方便。切屑多時(shí)，夾具體上應(yīng)考慮排屑結(jié)構(gòu)。在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠。夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，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(jī)床的工作臺(tái)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(qiáng)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(shí)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(lái)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(wèn)題。
3.8 夾具與機(jī)床連接元件的選擇
夾具在機(jī)床上的安裝時(shí)通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上相應(yīng)表面的接觸和配合實(shí)現(xiàn)的。本夾具與機(jī)床連接元件采用四個(gè)螺栓連接，根據(jù)鉆床Z525的工作臺(tái)是T型槽，其尺寸為18H9，所以設(shè)計(jì)夾具的耳座也用寬度為18mm。
3.9 夾具的使用說(shuō)明
本夾具安裝工件時(shí)，先將心軸裝上擰緊一側(cè)螺母，在將工件裝上，墊上開(kāi)口墊圈擰上螺母，然后，安裝定位銷(xiāo)，再將螺母旋緊，夾緊工件。
3.10 夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
本道工序所需的夾具壓緊力不大，使用手動(dòng)夾緊，所以該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。為了提高生產(chǎn)力，使用了手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
5
結(jié) 論
畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書(shū)本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書(shū)館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和CAXA CAD電子圖板等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。
經(jīng)歷了三個(gè)多月的探索與設(shè)計(jì)，終于要告一段落了。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我深刻的體會(huì)到了實(shí)際生產(chǎn)與理論知識(shí)的區(qū)別，同時(shí)也讓我把二者融入到了一起。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成教學(xué)計(jì)劃達(dá)到專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)；是教學(xué)計(jì)劃中綜合性最強(qiáng)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它在培養(yǎng)和提高我們綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)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(jì)能使我們?cè)谝韵聨讉€(gè)方面有較大提高。
1．通過(guò)閱讀有關(guān)資料對(duì)當(dāng)前先進(jìn)的機(jī)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(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)。
3．綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)和技能提高分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
此時(shí)回想過(guò)去做畢設(shè)的日子，體會(huì)很多，感慨也不少。我基本上按照我初定的三階段計(jì)劃認(rèn)真做我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)過(guò)程也如我所料，遇到不少的問(wèn)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(guò)的知識(shí)，查閱了許多有關(guān)夾具設(shè)計(jì)、機(jī)床的圖書(shū)資料和工藝設(shè)計(jì)方面的書(shū)籍。經(jīng)過(guò)這一階段的學(xué)習(xí)，我對(duì)夾具有了大體的認(rèn)識(shí)，這為接下來(lái)最主要的具體設(shè)計(jì)階段打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
具體設(shè)計(jì)階段是最主要，最重要，最艱難的階段。萬(wàn)事開(kāi)頭難，這一階段的第一個(gè)難點(diǎn)就是總體方案的確定。認(rèn)真研究夾具實(shí)例的設(shè)計(jì)方案，再比較現(xiàn)在有類(lèi)似夾具設(shè)計(jì)后，最終確定自己的設(shè)計(jì)方案的。我本以為總體方案確定后，接下來(lái)的設(shè)計(jì)應(yīng)該就不難了，但真正的設(shè)計(jì)過(guò)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(wèn)題，充分暴露以往學(xué)習(xí)的知識(shí)缺漏，自己獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題能力的不足。幸好在此過(guò)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(wèn)題，完成了這一階段的設(shè)計(jì)。
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(jì)，包括零件圖以及說(shuō)明書(shū)。然后交給丁老師，請(qǐng)老師幫我檢查。經(jīng)過(guò)詳細(xì)的檢查后對(duì)我的設(shè)計(jì)給予詳細(xì)的、指正和修改建議。
致 謝
在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，丁紅軍老師淵博的學(xué)識(shí)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(shí)間里給予我的幫助，對(duì)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(jì)的每個(gè)階段，從選題到查閱資料，畢業(yè)題目的確定，中期說(shuō)明書(shū)、圖紙的修改，后期檢查說(shuō)明書(shū)格式調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。
我在設(shè)計(jì)過(guò)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(lì)我克服了這些困難,從而掌握了對(duì)論文寫(xiě)作的基本思路，感謝你在忙碌之中抽取時(shí)間給我指導(dǎo)論文，糾正錯(cuò)誤。這些日子和您相處的很快樂(lè),同時(shí)我也會(huì)好好記住你教誨,在將來(lái)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(jì)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(shí)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成也得到了多位同學(xué)的熱情幫助。感謝在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個(gè)方面給予過(guò)我?guī)椭幕锇閭儯诖?，我再一次真誠(chéng)地向幫助過(guò)我的老師和同學(xué)表示感謝﹗畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中參考和引用了許多國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者的專(zhuān)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(guò)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(shí)間評(píng)閱本文的老師、向參加答辯的諸位老師表達(dá)我誠(chéng)摯的謝意。
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