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1、 機(jī)械工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(說明書) 拖拉機(jī)后蓋機(jī)加工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)院名稱 專業(yè)名稱 指導(dǎo)教師 2015年 4月 21日 目 錄 摘 要 3 第一章 緒論 4 1.1設(shè)計(jì)的背景及意義 5 1.1.1 設(shè)計(jì)背景 5 1.1.2 設(shè)計(jì)的意義 5 1.2設(shè)計(jì)的內(nèi)容和思路 6 1.2.1 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 6 1.2.2 擬定解決的關(guān)鍵問題 6 1.2.3 解決問題的方法及措施 6 第二章 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8 2.1零件的工藝分析

2、8 2.1.1 拖拉機(jī)后蓋的作用 8 2.1.2 拖拉機(jī)后蓋的工藝分析 8 2.2選擇毛坯 9 2.3 確定鑄件機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差 9 2.4設(shè)計(jì)毛坯圖 9 2.4.1 確定圓角半徑 9 2.4.2 確定毛坯的熱處理方式 9 2.5機(jī)械加工工藝路線的制訂 10 2.5.1 選擇定位基準(zhǔn) 10 2.5.2 制訂工藝路線 12 2.5.3 加工工藝過程的分析 12 2.5.4 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 13 2.5.5 確定工序尺寸 13 2.5.6 確定切削用量及基本時(shí)間 13 第三章 拖拉機(jī)后蓋鉆床夾具設(shè)計(jì) 27 3.1夾具的基本知識(shí) 27 3.2定

3、位原理及方案分析 28 3.3定位基準(zhǔn)的選擇 30 3.4 定位元件的選擇 30 3.5夾緊元件的選擇 31 3.6鉆孔夾緊力的計(jì)算 31 3.7定位誤差分析 32 3.8夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 33 致 謝 35 參考文獻(xiàn) 36 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是“拖拉機(jī)后蓋機(jī)加工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì)”。分為拖拉機(jī)后蓋的加工工藝與加工中某一步驟的專用夾具設(shè)計(jì)兩部分。加工工藝部分需要了解工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容，熟知工藝計(jì)算方法，能對工藝內(nèi)容進(jìn)行正確的分析及計(jì)算。在我的工藝路線中以底面作為基準(zhǔn)是合理的，本方案滿足粗基準(zhǔn)

4、選擇要求及精基準(zhǔn)選擇的四項(xiàng)原則。本次設(shè)計(jì)的夾具是為鉆床使用的專用夾具，此夾具有針對性強(qiáng)、操作簡便、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。本夾具的設(shè)計(jì)能滿足機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求，可以保證零件的質(zhì)量，具有生產(chǎn)效率高、制造成本低、結(jié)構(gòu)工藝性良好的優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：加工工藝；夾具設(shè)計(jì)；拖拉機(jī)后蓋 Abstract The graduation project?topic is " The processing technology and fixture design of the tracto

5、r?rear cover. It includes two parts that the processing technology of the the tractor?rear cover and a special fixture design of a step in the processing .In the processing technology part ,we need to understand the process design content , be familiar with processing calculation method, and to corr

6、ectly analyse and caculate ?the content of the process . In my craft route， it is reasonable?to use bottom as a benchmark, this scheme satisfies the requirement of crude benchmark choice and the four principles of fine benchmark choice .The design of special fixture is used for drilling, it has many

7、 characteristics ,such as the excellence of pertinence ,easy operation and high production efficiency ,etc . This fixture design can meet the basic requirement of machine tool fixture design, can guarantee the quality of parts, with the advantages of high efficiency, low manufacturing cost and good

8、molding process. Key words: Process Technology；Ixture Design ；The Tractor?Rear Cover 第1章 緒論 1.1 設(shè)計(jì)的背景及意義 1.1.1 設(shè)計(jì)的背景 制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，直接體現(xiàn)了一個(gè)國家的生產(chǎn)力水平，對產(chǎn)品質(zhì)量有著重大的影響。尤其是在發(fā)達(dá)國家，它創(chuàng)造了當(dāng)前1/3~1/4的國民收入。在我國，工業(yè)（主題是制造業(yè)）占國民經(jīng)濟(jì)比重的45%，制造業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)，已成為了我國新時(shí)期經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的生力軍。但是目前我國制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)尚處于全球制造產(chǎn)業(yè)鏈的低端環(huán)節(jié)

9、, 能耗高, 能源利用率低下, 資源浪費(fèi)嚴(yán)重, 大多數(shù)企業(yè)都是通過加大能源的消耗和犧牲環(huán)境的代價(jià)來確保其經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展[8]。機(jī)械制造業(yè)作為一個(gè)傳統(tǒng)的領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展了多年，積重要的地位，它可靠地保證了工件的加工精度，提高了加工效率，減輕了勞動(dòng)的強(qiáng)度。對于各式各樣的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件,普通的機(jī)床夾具已經(jīng)不累了不少理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的生活水平日益提高，各個(gè)方面的個(gè)性化要求更加強(qiáng)烈，作為已經(jīng)深入到各行各業(yè)已成為基礎(chǔ)工業(yè)的機(jī)械制造業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而工藝與裝備是制造業(yè)的基礎(chǔ)，工藝是人、機(jī)料等軟、硬要素集成的一項(xiàng)基礎(chǔ)工程，它貫穿于產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程。工業(yè)發(fā)達(dá)國家極為重視工藝與裝備問題，21

10、世紀(jì)裝備制造應(yīng)是中國與發(fā)達(dá)國家競爭的主要領(lǐng)域之一。另外，在機(jī)械加工過程中，夾具占有非常重要的內(nèi)容。因此結(jié)合現(xiàn)狀,為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計(jì)制造的專用夾具便應(yīng)運(yùn)而生。在機(jī)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(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 1.1.2 設(shè)計(jì)的意義 制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營管理模式乃至社會(huì)的組織結(jié)構(gòu)和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來越高的要求，也就對機(jī)械加工工藝等提出了要求。箱體零件特征面多, 加工方法多, 工藝路

11、線決策的規(guī)模大, 決策算法復(fù)雜[5]。它是一種典型零件，其加工工藝規(guī)程和工裝設(shè)計(jì)具有典型性。夾具設(shè)計(jì)也是不可缺少的一部分，它關(guān)系到能否提高其加工效率的問題。因此這兩者在機(jī)械加工行業(yè)中是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命，因此其加工工藝及制造技術(shù)就顯的尤為重要。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)還能使我對機(jī)械制造有一定的認(rèn)識(shí)，了解生產(chǎn)加工過程中有關(guān)機(jī)械設(shè)備的工作原理，學(xué)會(huì)如何進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，理解與掌握夾具設(shè)計(jì)的原理，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)要求設(shè)計(jì)相關(guān)夾具。會(huì)使我學(xué)會(huì)如何將知識(shí)與實(shí)際結(jié)合，鍛煉我的能力。 1.2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容和思路 1.2.1 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 通過給定的零件圖繪制二維圖，并分析零件

12、的主要作用與要求，繪制零件毛坯圖，編寫所給零件工藝過程，填寫工藝卡片，繪制制定工序?qū)Ｓ脢A具裝配圖及主要零件圖，對所給設(shè)計(jì)夾具進(jìn)行誤差分析和對定分析，做出裝配效果圖，編寫說明書。 1.2.2 擬定解決的關(guān)鍵問題 1） 工藝路線的確定 2） 設(shè)計(jì)夾具時(shí)的定位以及夾緊問題 3） 對所給設(shè)計(jì)夾具進(jìn)行誤差分析和對定分析 1.2.3 解決問題的方法及措施 一、制定工藝路線原則 制定工藝路線的時(shí)，必須充分考慮采用確保產(chǎn)品質(zhì)量，并以最經(jīng)濟(jì)的辦法達(dá)到所要求的生產(chǎn)綱領(lǐng)的必要措施，即應(yīng)該作到：技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理，并有良好、安全的勞動(dòng)條件。 零件加工時(shí)，一般不是依次加工完各個(gè)表面，而是

13、將各表面的粗、精加工分開進(jìn)行，為此，通常將整個(gè)工藝過程劃分為以下三個(gè)加工階段： 1）粗加工階段。本階段的主要作用是切去大部分加工余量，為半精加工提供定位基準(zhǔn)和均勻而適當(dāng)?shù)挠嗔俊? 2） 半精加工階段。本階段的主要作用是減少粗加工階段留下的誤差，使工件達(dá)到一定的精度，為精加工做準(zhǔn)備，并完成一些次要表面的加工。 3） 精加工階段。本階段的作用是使零件主要表面的加工達(dá)到圖樣要求。熱處理工序的安排，應(yīng)根據(jù)零件材料和熱處理目的而定。 4） 光整加工階段。本階段的主要作用是減小表面粗糙度值或進(jìn)一步提高尺寸精度和形狀精度，一般不能就糾正各表面的位置誤差。 二、制定夾緊裝置的要求 夾緊裝置的

14、設(shè)計(jì)相選用是否正確合理、對于保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度有很大影響。為此在設(shè)計(jì)相選用緊裝置時(shí)必須滿足以下基本要求： 1）夾緊過程中應(yīng)能保待工件定位時(shí)所獲得的正確位置； 2）夾緊裝置應(yīng)操作方便、省力、安全； 3）夾緊裝置的自動(dòng)化程度復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件相適應(yīng)。 第二章 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 零件的工藝分析 2.1.1拖拉機(jī)后蓋的作用 拖拉機(jī)后蓋起支撐與定位機(jī)構(gòu)，其主要作用是支承各傳動(dòng)軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證各部件的正確安裝。是保證傳動(dòng)零件的嚙合精度、良好潤滑及密封的重要零件。

15、 2.1.2拖拉機(jī)后蓋的工藝分析 零件的二維圖如下圖2-1所示 圖2-1拖拉機(jī)后蓋 該零件有一組加工面,但是沒有位置要求,另外有幾組孔,其中有兩組有位置和精度要求，機(jī)械加工工藝分析如下： （1）零件的結(jié)合面，它是毛坯鑄造出來之后等待加工的第一個(gè)面。根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑的加工方式，即節(jié)省時(shí)間又能達(dá)到技術(shù)要求。 （2）加工結(jié)合面2個(gè)Φ11孔，它是以結(jié)合面為基準(zhǔn)而加工的，它將與結(jié)合面作為精基準(zhǔn)來完成以后孔的加工為以后的一面兩銷定位加工做好準(zhǔn)備。 （3）按照先面后孔的加工理論，我們以底面為基準(zhǔn)面并采用兩個(gè)定位銷構(gòu)

16、成一面兩銷原理來鉆孔9-Φ11。 （4）然后再來加工鉆孔6-M12。 （5）鉆孔6-M8。按照以上加工過程來加工零件即可完成本零件的技術(shù)要求。 2.2 選擇毛坯 由該零件圖要求可知，零件的材料為HT120，考慮到本零件在具體工作的受力情況，選擇砂型鑄造，足以滿足要求，又因?yàn)榱慵侵信可a(chǎn)，所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法。 2.3 確定鑄件機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差 根據(jù)零件材料確定毛坯為灰鑄鐵，通過計(jì)算和查詢資料可知，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，可采用一箱多件砂型鑄造毛坯。由于mm和mm的孔需要鑄造出來，故還需要安放型心。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效進(jìn)

17、行處理。 由參考文獻(xiàn)[21]可知，查得該鑄件的尺寸公差等級(jí)CT為8~10級(jí)，加工余量等級(jí)MA為H~G級(jí)。 2.4 設(shè)計(jì)毛坯圖 2.4.1 確定圓角半徑 鑄件的內(nèi)外圓角半徑由參考文獻(xiàn)[4]中的表2.2-23來確定。結(jié)果為： 外圓角半徑：r=3； 內(nèi)圓角半徑：R=5。 以上所取的圓角半徑數(shù)值都能保證各表面的加工余量。 2.4.2 確定毛坯的熱處理方式 毛坯應(yīng)安排人工時(shí)效處理，以消除殘余的應(yīng)力，從而可以改善加工性能本零件的毛坯圖如圖2-1所示： 圖2-1拖拉機(jī)后蓋毛坯圖 2.5 機(jī)械加工工藝路線的制訂 2.5.1 選擇定位基準(zhǔn) 基準(zhǔn)

18、是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。基準(zhǔn)根據(jù)其功用的不同可分別為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。 在工件工序圖中，用來確定本工序加工表面位置的基準(zhǔn)，加工表面與工序基準(zhǔn)之間，一般有兩次核對位置要求：一是加工表面對工序基準(zhǔn)的距離要求，即工序尺寸要求；另一次是加工表面對工序基準(zhǔn)的形狀位置要求，如平行度，垂直度等。 定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要設(shè)計(jì)之一，基準(zhǔn)的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 1. 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇原則：選擇粗基準(zhǔn)，主要是選擇第一道機(jī)械加工工序

19、的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。為了方便地加工出精基準(zhǔn)，使精基準(zhǔn)面獲得所需加工精度，選擇粗基準(zhǔn)，以便于工件的準(zhǔn)確定位。選擇粗基準(zhǔn)的的出發(fā)點(diǎn)是：一要考慮如何合理分配各加工表面的余量；二要考慮怎么樣保證不加工表面與加工表面間的尺寸及相互位置要求，一般應(yīng)按下列原則來選擇： （1）工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)優(yōu)先選擇該表面為粗基準(zhǔn)； （2）工件每個(gè)表面都有加工要求，為了保證各表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選擇加工量最少的表面為粗基準(zhǔn)； （3）工件必須保證某個(gè)加工表面與加工表面之間的尺寸或位置要求，則應(yīng)選擇某個(gè)加工面為粗基準(zhǔn)； （4）選擇粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡可能平整，沒有鑄造飛邊

20、，澆口，冒口或其他缺陷。粗基準(zhǔn)一般只允許使用一次[22]。 基于上述的要求和考慮到安裝裝配面的精度要求和便于夾緊等實(shí)際情況，對一般的箱體零件來說，以底面作為基準(zhǔn)是合理的，但從零件的分析得知，拖拉機(jī)后蓋以左側(cè)面作為粗基準(zhǔn)。 2. 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇原則：選擇精基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)從整個(gè)工藝過程來考慮如何保證工件的尺寸精度和位置精度，并要達(dá)到使用起來方便可靠。一般應(yīng)按下列原則來選擇： （1） 基準(zhǔn)重合原則；應(yīng)選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)； （2） 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中選用一組統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)來加工其他各表面，采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則可以避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過程所產(chǎn)生的誤差，并可使各工序所使用

21、的夾具結(jié)構(gòu)相同或相似，從而簡化夾具的設(shè)計(jì)和制造； （3） 自為基準(zhǔn)原則；有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇加工表面本身來作為定位基準(zhǔn)； （4） 互為基準(zhǔn)原則；對于相互位置精度要求高的表面，可以采用互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的方法； （5） 可靠，方便原則；應(yīng)選擇定位可靠，裝夾方便的表面作為精基準(zhǔn)[7]。 本零件精基準(zhǔn)選擇，采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準(zhǔn)統(tǒng)一，先選擇底面作為精基準(zhǔn)。 2.5.2 制訂工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，是應(yīng)該使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技

22、術(shù)要求得到妥善保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定成批生產(chǎn)的情況下，我們盡量集中工序，除此之外我們還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效益，工藝簡單、工序集中，盡量降低成本。 工藝路線方案 工序1 鑄造毛坯。 工序2 熱處理。 工序3 粗精銑結(jié)合面。 工序4 鉆孔6-M12，攻螺紋6-M12。 工序5 鉆孔10-M8，攻螺紋10-M8。 工序6 鉆孔2-Φ11。 工序7 鉆孔9-Φ11。 工序8 鉆孔Φ25。 工序9 鉆孔M16，攻螺紋M16。 工序10 粗精鏜孔Φ50。 工序11 檢驗(yàn)。 工序12 入庫。 2.5.3 加工工藝過程的分析 1. 保

23、證相互位置精度 多道工序的加工都是以大孔、小孔以及平面組合定位，這種方法減少了工件的安裝誤差，能獲得很高的相互位置精度，其結(jié)構(gòu)簡單，制造精度容易保證的主要是孔定位基準(zhǔn)的夾具是心軸和定位銷。以孔定位其定心精度很高。 2. 防止變形的工藝措施 前機(jī)體在加工過程中，常由于夾緊力、切削力和切削熱、熱處理等因素的影響而產(chǎn)生變形，使加工精度降低，防止變形注意以下幾點(diǎn)： （1）與減少切削力和切削熱的影響。粗、精加工應(yīng)分開進(jìn)行，使粗加工產(chǎn)生的變形在精加工中可以得到糾正，也可以采用輔助支撐，增加安裝剛性，減少切削力影響。 （2）減少夾緊力的影響，工藝上可采取一些措施?？梢苑稚?yīng)力，減少變形。夾緊力不

24、應(yīng)集中于工件的某一點(diǎn)，使應(yīng)力分布在比較大的面積上，以使工件單位面積上所受力較小，從而減少變形。還可以采用夾緊工件的夾具。 2.5.4 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 由于生產(chǎn)類型為中批量，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。 1. 選擇夾具 本零件除銑、鏜及鉆孔等工序需要專用夾具外，其它各工序使用通用夾具即可。 2. 選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具 （1）銑刀選擇硬質(zhì)合金銑刀。 （2）鉆孔、攻螺紋選用高速鋼麻花鉆、機(jī)用絲錐。 3. 選擇量具 本零件屬于

25、成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點(diǎn)，根據(jù)參考文獻(xiàn)[23]選擇如下： （1）選擇加工面的量具 用分度值為0.05mm的游標(biāo)卡尺測量，以及讀數(shù)值為0.01mm。測量范圍100mm~125mm的外徑千分尺。 （2）選擇加工孔量具 因?yàn)榭椎募庸ぞ冉橛贗T7~IT9之間，可選用讀數(shù)值0.01mm。測量范圍50mm~125mm的內(nèi)徑千分尺即可。 2.5.5 確定工序尺寸 根據(jù)加工長度的為332mm，毛坯的余量為5mm，粗加工的量為3mm。根據(jù)參考文獻(xiàn)[24]表2.3-21加工的長度的為332mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為0.5mm。對精度要求不高

26、的面，在粗加工就是一次就加工完。 2.5.6 確定切削用量及基本時(shí)間 切削用量包括背吃刀量ap、進(jìn)給量f和切削速度v。確定順序是先確定ap和f，再確定v。 1. 工序3切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂娊Y(jié)合面。已知工件材料為HT120，銑削寬度ae=60mm，銑削深度ap=3mm，根據(jù)參考文獻(xiàn)[25]中的表3.1選擇銑刀的基本形狀。選擇硬質(zhì)合金YG8端面銑刀直徑d=200mm，齒數(shù)z=10。機(jī)床選用X52K銑床。 （1）切削用量 1）確定每齒進(jìn)給量fz X52K型臥式銑床的功率為7.5kW，根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中的表2.1-73所知，工藝系統(tǒng)剛性為中等。硬質(zhì)合金端面銑

27、刀加工灰鑄鐵，查得每齒進(jìn)給量fz=0.2~0.29mm/z，現(xiàn)取fz=0.2mm/z。 2）選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中的表2.1-75所知，用硬質(zhì)合金端面銑刀粗加工灰鑄鐵，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm。根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中的表2.1-76所知，銑刀直徑d=200mm，耐用度T=300min。 3）確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fM 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中的表2.1-77公式所知，依據(jù)銑刀直徑d=200mm，齒數(shù)z=10，銑削深度ap=3mm，耐用度T=300min時(shí)，故相應(yīng)的切削速度為： 式中 d——銑刀直徑，mm；

28、 T——耐用度，mm； ap——銑削深度，mm； fz——每齒進(jìn)給量，mm/r； ae——銑削寬度，mm； z——銑刀齒數(shù)。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中的表2.1-77，查取=203，qv=0.2，m=0.32，=0.2，=0.35，uv=0.2，pv=0，kv=1。則切削速度為： =61.76m/min 再根據(jù)公式： =98.34r/min 根據(jù)X52K型銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇n=95r/min，則實(shí)際切削速度為： =60m/min 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為： fMz=fzzn=0.2×10×95=190mm/min 4）校驗(yàn)

29、機(jī)床功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表2.4-96得切削功率為： 式中z=10，n=150/60=2.5r/s，=60mm，ap=3mm，=0.3mm/z，kpm=1。 將它們帶入上式中得： kW 又根據(jù)參考文獻(xiàn)[9]中表6.37查得機(jī)床功率為7.5kW，若取效率為0.85，7.5×0.85=6.375kW＞2.78kW 故機(jī)床功率足夠。 （2）基本時(shí)間 根據(jù)參考文獻(xiàn)[9]中表3.35，銑底面的基本時(shí)間為： 式中 Tj——基本時(shí)間，s； ——切削加工長度，mm； ——刀具切入長度，mm； ——刀具切出長度，mm； fM——工作

30、臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，mm。 其中，=1~3。 工時(shí)定額是指完成零件一道工序的時(shí)間定額，也稱為單件時(shí)間定額?？砂聪率接?jì)算： 式中 ——單件時(shí)間定額； ——輔助時(shí)間，一般取（15%~20%）Tj，Tj與之和稱為作業(yè)時(shí)間； ——布置工作時(shí)間，約為作業(yè)時(shí)間的2%~7%； ——休息及生理需要時(shí)間，約為作業(yè)時(shí)間的2%~4%； ——準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間，大量生產(chǎn)時(shí)可忽略不計(jì)，中小生產(chǎn)時(shí)按作業(yè)時(shí)間的3%~5%（在本工藝中可忽略不計(jì)）。 則銑底面的基本時(shí)間為： =0.98min=58.8s 輔助時(shí)間為： =0.15×=0.15×58.8=8.82

31、s 其它時(shí)間為： +=2×[0.02×（）]=2×0.02×[（58.8+8.82）]=2.7s 總單件時(shí)間定額： Td=+++=58.8+8.82+2.7=70.32s 2. 工序4切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@6-M12，攻螺紋6-M12，刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d=11mm,以及M12機(jī)用絲錐。 （1）切削用量 1）確定進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表3.4-1，查取鉆孔11mm的進(jìn)給量f=0.36mm/r，攻螺紋M12的進(jìn)給量f=0.81mm/r。 2）選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表3.4-5，鉆頭后到面最大磨損量為0.6mm

32、，根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表3.4-6耐用度T=20min。 3）確定切削速度v 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表3.4-8的公式計(jì)算，得鉆底孔10.2mm的切削速度為v=0.36m/s=21.8m/min，由此算出轉(zhuǎn)速： n =r/min 根據(jù)立式鉆床Z525型主軸轉(zhuǎn)速表，選取機(jī)床轉(zhuǎn)速為n=680r/min。則實(shí)際的切削速度： r/min 取攻絲時(shí)的切削速度為：0.17m/s=10.2m/min。由此算出轉(zhuǎn)速： n =r/min 根據(jù)立式鉆床Z525型主軸轉(zhuǎn)速表，選取機(jī)床轉(zhuǎn)速為n=272r/min。則實(shí)際的切削速度： r/min （2）基本時(shí)間 1）鉆孔11mm的基本時(shí)間：

33、 =0.06min=3.67s 2）攻螺紋M12的基本時(shí)間： =0.07min=4.2s 總工序的基本時(shí)間： =3.67+4.2=7.87s 輔助時(shí)間： =0.15×7.87=1.18s 其它時(shí)間： +=2×[0.02×（7.81+1.18）]=0.36s 單件工時(shí)定額： Td =+++=0.36+1.18+7.87= 9.41s 3. 工序5切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@10-M8螺紋底孔，攻螺紋鉆10-M8，刀具選用錐柄麻花鉆，直徑d=7mm，以及機(jī)用絲錐M8。 （1）切削用量 1）確定進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表3.4-1，查取鉆底孔7mm

34、的進(jìn)給量f=0.3mm/r，攻螺紋M10的進(jìn)給量f=1.00mm/r。 2）選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中的表3.4-5，鉆頭后到面最大磨損量為0.6mm，根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中的表3.4-6查取耐用度T=20min。 3）確定切削速度v 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表3.4-8公式計(jì)算，得鉆底孔8.5mm的切削速度為v=0.28m/s=16.81m/min，由此算出轉(zhuǎn)速： n =r/min 根據(jù)立式鉆床Z535型主軸轉(zhuǎn)速表，選取機(jī)床轉(zhuǎn)速為n=630r/min。 取攻絲時(shí)的切削速度為：v=0.21m/s=12.56m/min。由此算出轉(zhuǎn)速： n =r/min 根據(jù)

35、立式鉆床Z535型主軸轉(zhuǎn)速表，選取機(jī)床轉(zhuǎn)速為n=400r/min。 （2）基本時(shí)間 1）鉆孔10-M8mm基本時(shí)間： s 2）攻螺紋鉆10-M8的基本時(shí)間： s 總基本時(shí)間： =30.48+10.8=41.28s 輔助時(shí)間： =0.15×41.28=6.19s 其它時(shí)間： +=2×[0.02×（41.28+6.19）]=1.90s 單件工時(shí)定額： Td =+++=41.28+6.19+1.90= 49.37s 4. 工序6切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@孔2-Φ11。選用硬質(zhì)合金刀具，機(jī)床為Z535搖臂鉆床，工件裝卡在專用夾具中，使用切削液。 （1）確

36、定鉆孔2-Φ11的切削用量 1）確定進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中的表3.4-1，查取進(jìn)給量f=0.25mm/r。 2）確定切削速度v 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中的表3.4-8的計(jì)算公式確定： 式中=8.1，=0，=0.25，=0.55，m=0.125，T=60，=1.0。 =19.7m/min 再有公式： 初步算出： =448r/min 根據(jù)機(jī)床Z535主軸轉(zhuǎn)速表，選擇n=500r/min，所以實(shí)際速度： =22m/min （2）基本時(shí)間 1）鉆孔2-Φ11的基本時(shí)間 根據(jù)參考文獻(xiàn)[9]中表3.35，鉆削的基本時(shí)間為： 式中 Tj——基本時(shí)間，s；

37、 L——總切削長度，mm； ——切削加工長度，mm； ——刀具切入長度，mm； ——刀具切出長度，mm； ——刀具進(jìn)給量，mm/r； n——機(jī)床轉(zhuǎn)速，r/min； i——進(jìn)給次數(shù)。 其中=，D為孔的直徑（mm），得=3mm，i=4，=1~4mm，當(dāng)鉆中心孔或盲孔時(shí)=0，所以取=0。所以： =0.736min=44.16s 輔助時(shí)間： =0.15×84.96=12.74s 其它時(shí)間： +=4s 總單件時(shí)間定額： Td =+++=44.16+12.74+4=60.9s 5. 工序7切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)?/p>

38、鉆孔9-Φ11。選用硬質(zhì)合金刀具，機(jī)床為Z535搖臂鉆床，工件裝卡在專用夾具中，使用切削液。 （1）確定鉆孔9-Φ11的切削用量 1）確定進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中的表3.4-1，查取進(jìn)給量f=0.25mm/r。 2）確定切削速度v 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中的表3.4-8的計(jì)算公式確定： 式中=8.1，=0，=0.25，=0.55，m=0.125，T=60，=1.0。 =19.7m/min 再有公式： 初步算出： =448r/min 根據(jù)機(jī)床Z535主軸轉(zhuǎn)速表，選擇n=500r/min，所以實(shí)際速度： =22m/min （2）基本時(shí)間 1）鉆孔9-Φ11的

39、基本時(shí)間 根據(jù)參考文獻(xiàn)[9]中表3.35，鉆削的基本時(shí)間為： 式中 Tj——基本時(shí)間，s； L——總切削長度，mm； ——切削加工長度，mm； ——刀具切入長度，mm； ——刀具切出長度，mm； ——刀具進(jìn)給量，mm/r； n——機(jī)床轉(zhuǎn)速，r/min； i——進(jìn)給次數(shù)。 其中=，D為孔的直徑（mm），得=3mm，i=4，=1~4mm，當(dāng)鉆中心孔或盲孔時(shí)=0，所以取=0。所以： =0.736min=44.16s 輔助時(shí)間： =0.15×84.96=12.74s 其它時(shí)間： +=4s 總單件時(shí)間定額： Td =

40、+++=44.16+12.74+4=60.9s 6. 工序8切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@孔Φ25，選用機(jī)床為立式鉆床Z535型，使用切削液。 （1）鉆孔Φ25，的切削用量 1）確定進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中的表3.4-1，查取進(jìn)給量f=0.37~0.45mm/r，現(xiàn)取f=0.43mm/r。 2）確定切削速度v 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中的表3.4-8的公式計(jì)算，得v=0.35m/s=21m/min，r/min。 根據(jù)立式鉆床Z535型主軸轉(zhuǎn)速表，選取n=400r/min，所以實(shí)際切削速度： m/min （2）基本時(shí)間 鉆孔Φ25的基本時(shí)間： =

41、0.28min=17.1s 故總基本時(shí)間為： 輔助時(shí)間：=0.15×45.9=6.885s 其它時(shí)間：+=2.11s 單件時(shí)間定額： Td =+++=2.11+17.1+6.885=26s 7. 工序9切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@M16螺紋底孔，攻螺紋M16，刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d=15mm，以及機(jī)用絲錐。 （1）切削用量 1）確定進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表3.4-1，查取鉆底孔15mm的進(jìn)給量f=0.2mm/r，攻螺紋M16的進(jìn)給量f=1.00mm/r。 2）選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中的表3.4

42、-5，查取鉆頭后到面最大磨損量為0.6mm，根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中的表3.4-6，查取耐用度T=20min。 3）確定切削速度v 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表3.4-8公式計(jì)算，得鉆底孔6.8mm的切削速度為v=0.35m/s=21m/min，由此算出轉(zhuǎn)速： n = 根據(jù)立式鉆床Z535型主軸轉(zhuǎn)速表，選取機(jī)床轉(zhuǎn)速為n=1000r/min。則實(shí)際的切削速度： m/min 取攻絲時(shí)的切削速度為：v=0.17m/s=10.2m/min。由此算出轉(zhuǎn)速： n =r/min 根據(jù)立式鉆床Z535型主軸轉(zhuǎn)速表，選取機(jī)床轉(zhuǎn)速為n=400r/min。則實(shí)際的切削速度： m/min （2）基本時(shí)間

43、 1）鉆孔M16的基本時(shí)間： min=21.6s 2）攻螺紋M16的基本時(shí)間： min=3.6s 總基本時(shí)間： =21.6+3.6=25.2s 輔助時(shí)間： =0.15×25.2=3.78s 其它時(shí)間： +=2×[0.02×（25.2+3.78）]=1.16s 單件工時(shí)定額： Td =+++=25.2+3.78+1.16= 30.14s 8. 工序10切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榇昼MΦ50孔，查參考文獻(xiàn)[23]表3.2-10，兩孔的精鏜余量Za=0.8mm和Zb=0.5mm。鏜孔時(shí)要保證孔垂直度要求，刀具選擇為YT15硬質(zhì)合金、主偏角kr=45°、直徑d=5

44、0mm的鏜刀，其耐用度T=60min。選用T168鏜床。 （1）粗鏜Φ50孔時(shí)的切削用量 1）確定進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表1.2-33，查取進(jìn)給量f=1.02mm/r。 2）確定背吃刀量 粗鏜Φ50孔時(shí)因單邊余量為4.2mm，故ap =4.2mm。 3）確定切削速度v 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表1.2-33，查取v=40m/min，由公式： r/min 根據(jù)轉(zhuǎn)速表，選取機(jī)床轉(zhuǎn)速為n=100r/min。則實(shí)際切削速度： =40.9m/min （2）精鏜Φ50孔時(shí)的切削

45、用量 1）確定進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表1.2-33，查取進(jìn)給量f=0.15mm/r。 2）確定背吃刀量ap 精鏜Φ50孔時(shí)因單邊余量為0.8mm，故ap=0.8mm。 3）確定切削速度v 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]中表1.2-33，查取v=1.2m/s=72m/min， 由公式 r/min 根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速表，選取機(jī)床轉(zhuǎn)速為n=160r/min。則實(shí)際切削速度： =66.32m/min （3）基本時(shí)間 1）粗鏜Φ50孔時(shí)的基本時(shí)間 選鏜刀的主偏角kr=45°，則=3.5mm，根據(jù)

46、參考文獻(xiàn)[9]中的表3.35，鏜削的基本時(shí)間為： 式中 Tj——基本時(shí)間，s； ——切削加工長度,mm； ——刀具切入長度,mm； ——刀具切出長度,mm； ——磨削工件長度,mm； ——刀具進(jìn)給量,mm/r； n——機(jī)床轉(zhuǎn)速,r/min； i——進(jìn)給次數(shù)。 其中=19mm，=1~4mm，=0mm，=1mm/r，i=1，n=86r/min =0.23min=13.82s 2）精鏜Φ50孔的時(shí)基本時(shí)間為： =0.98min=58.75s 輔助時(shí)間： =0.15×233.6=35.04s 其它時(shí)間：

47、+=10.74s 單件時(shí)間定額： Td =+++=13.82+58.75+35.04+10.74=118.35s 第三章 拖拉機(jī)后蓋鉆床專用夾具的設(shè)計(jì) 3.1夾具的基本知識(shí) 夾具設(shè)計(jì)一般是在零件的機(jī)械加工工藝過程制訂之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。制訂工藝過程，應(yīng)充分考慮夾具實(shí)現(xiàn)的可能性，而設(shè)計(jì)夾具時(shí)，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護(hù)容易等為其衡量指標(biāo)。工藝人員在編制零件的工藝規(guī)程時(shí)，便會(huì)提出相應(yīng)的夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書

48、，經(jīng)有關(guān)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后下達(dá)給夾具設(shè)計(jì)人員。夾具設(shè)計(jì)人員根據(jù)任務(wù)書提出的任務(wù)進(jìn)行夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)將夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范化程序具體分述如下。 1．明確設(shè)計(jì)要求，認(rèn)真調(diào)查研究，收集設(shè)計(jì)資料 （1）仔細(xì)研究零件工作圖、毛坯圖及其技術(shù)條件。 （2）了解零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)、投產(chǎn)批量以及生產(chǎn)組織等有關(guān)信息。 （3）了解工件的工藝規(guī)程和本工序的具體技術(shù)要求，了解工件的定位、夾緊方案，了解本工序的加工余量和切削用量的選擇。 （4）了解所使用量具的精度等級(jí)、刀具和輔助工具等的型號(hào)、規(guī)格。 （5）了解本企業(yè)制造和使用夾具的生產(chǎn)條件和技術(shù)現(xiàn)狀。 （6）了解所使用機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)、性能、規(guī)格、精度以及與夾具連

49、接部分結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸等。 （7）準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)夾具用的各種標(biāo)準(zhǔn)、工藝規(guī)定、典型夾具圖冊和有關(guān)夾具的設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料等。 （8）收集國內(nèi)外有關(guān)設(shè)計(jì)、制造同類型夾具的資料，吸取其中先進(jìn)而又能結(jié)合本企業(yè)實(shí)際情況的合理部分。 2．確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 　在廣泛收集和研究有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，著手?jǐn)M定夾具的結(jié)構(gòu)方案，主要包括： ?。?）根據(jù)工藝的定位原理，確定工件的定位方式，選擇定位元件。 （2）確定工件的夾緊方案和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)。 （3）確定夾具的其它組成部分，如分度裝置、對刀塊或引導(dǎo)元件、微調(diào)機(jī)構(gòu)等。 （4）協(xié)調(diào)各元件、裝置的布局，確定夾具體的總體結(jié)構(gòu)和尺寸。 　在確定方案

50、的過程中，會(huì)有各種方案供選擇，但應(yīng)從保證精度和降低成本的角度出發(fā)，選擇一個(gè)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)的最佳方案。 3．夾具精度校核 在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案擬定之后，應(yīng)該對夾具的方案進(jìn)行精度分析和估算；在夾具總圖設(shè)計(jì)完成后，還應(yīng)該根據(jù)夾具有關(guān)元件的配合性質(zhì)及技術(shù)要求，再進(jìn)行一次復(fù)核。這是確保產(chǎn)品加工質(zhì)量而必須進(jìn)行的誤差分析。 4．繪制夾具零件工作圖 夾具總圖繪制完畢后，對夾具上的非標(biāo)準(zhǔn)件要繪制零件工作圖，并規(guī)定相應(yīng)在的技術(shù)要求。零件工作圖應(yīng)嚴(yán)格遵照所規(guī)定的比例繪制。視圖、投影應(yīng)完整，尺寸要標(biāo)注齊全，所標(biāo)注的公差及技術(shù)條件應(yīng)符合總圖要求，加工精度及表面光潔度應(yīng)選擇合理。 在夾具設(shè)計(jì)圖紙全

51、部完畢后，還有待于精心制造和實(shí)踐和使用來驗(yàn)證設(shè)計(jì)的科學(xué)性。經(jīng)試用后，有時(shí)還可能要對原設(shè)計(jì)作必要的修改。因此，要獲得一項(xiàng)完善的優(yōu)秀的夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員通常應(yīng)參與夾具的制造、裝配，鑒定和使用的全過程。 5．設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)估 夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)估，就是對夾具的磨損公差的大小和過程誤差的留量這兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行考核，以確保夾具的加工質(zhì)量穩(wěn)定和使用壽命。 雖然各類機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)有所不同但按照主要功能加以分析，機(jī)床夾具的基本組成部分是定位元件，夾緊裝置和夾具體三個(gè)部分，這也好似夾具體的主要內(nèi)容。 3.2定位原理及方案分析 為了提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用鉆孔夾具。首先考慮夾具結(jié)構(gòu)的總體

52、方案，夾具結(jié)構(gòu)方案經(jīng)常是參考生產(chǎn)中已有結(jié)構(gòu)加以改造，以適合本工序的加工要求。也往往需要把幾個(gè)夾具中采用的結(jié)構(gòu)或機(jī)構(gòu)綜合成自己需要的夾具。夾具總體結(jié)構(gòu)也會(huì)有幾個(gè)方案，同樣需要從保證工序加工精度、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、滿足該零件批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率等四個(gè)方面，從中選用較優(yōu)的結(jié)構(gòu)。由于各類機(jī)床自身的工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求。按照所使用的機(jī)床不同，夾具可分為：車夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等。 由工序卡可知，螺紋孔無位置要求，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“一面兩孔”組合定位方式，由零件圖可

53、知，6-M12孔既沒有垂直度要求又沒有平行度要求，出于定位簡單和快速的考慮，選擇箱體底面為基準(zhǔn)定位面，兩側(cè)面加定位塊輔助定位，可以限制三個(gè)自由度，再用底面的兩個(gè)對角孔進(jìn)行定位，為避免重復(fù)定位，其中一個(gè)用削邊銷，一個(gè)用定位銷，這樣就可以限制三個(gè)自由度，使工件完全定位，為了便于加工，現(xiàn)決定選擇用可換鉆套。本工序采用底面為基本定位面，有效的運(yùn)用了箱體加工中一面兩孔定位的方法，定位精度較高。 定位分析比較： 方案1：采用壓板用螺栓聯(lián)接，利用汽缸夾緊，這種夾緊方式夾緊力可靠，輔助時(shí)間短，工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，但是成本高。 方案2：采用壓板，用螺栓、螺母聯(lián)接，利用手動(dòng)夾緊，這種夾緊方式夾緊力小，但成本低。

54、 本次設(shè)計(jì)零件要求成本低，且在加工過程中夾緊力要求不高，因此夾具夾緊方案選用方案一，利用汽缸夾緊，這種夾緊方式夾緊力可靠，輔助時(shí)間短。采用用一面兩銷，限制六個(gè)自由度，用2個(gè)Φ9孔做定位。 夾具是裝夾工件的母體，所以，夾具制造要有相對較高的精度，夾具設(shè)計(jì)中，應(yīng)首先選用典型的夾緊機(jī)構(gòu)。在滿足要求的前提下，選用的標(biāo)準(zhǔn)件越多越好，夾具越簡單越好。首先，基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保障，生產(chǎn)得到保證，生產(chǎn)率得到提高。本夾具設(shè)計(jì)時(shí)以前道鑄造工序成型后的表面作為粗基準(zhǔn)，再以加工好的面作為基準(zhǔn)加工另外一個(gè)面。夾具是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門

55、設(shè)計(jì)的，它是用于實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向，以及裝卸工件時(shí)的限位等作用的。 由于支承元件直接與被加工零件相接觸，因此其尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和布置都直接影響被加工零件的精度，其設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下問題： （1） 合理布置定位支承元件，力求使其組成較大的定位支承平面，最好使夾緊力的位置對準(zhǔn)定位支承元件，當(dāng)受工件結(jié)構(gòu)限制不能實(shí)現(xiàn)時(shí)，也應(yīng)使定位支承元件盡量接近壓緊力的作用線，并應(yīng)使夾壓力的各力中心處于定位支承平面內(nèi)。 （2） 提高剛度，減小定位支承系統(tǒng)的變形，應(yīng)力求使定位元件（定位銷）不受力。 （3） 提高定位支承系統(tǒng)的精度及其元件的耐磨性，一邊長期保持夾具的定位精度。 可靠的排出定位

56、支承部件的切屑，使切屑不堵塞和粘附在支承定位系統(tǒng)上，對保證定位的準(zhǔn)確性和工作可靠性有很大的影響。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能不使切屑落到定位支承系統(tǒng)上，當(dāng)切屑有可能落在其上，必須采取有效的排屑和清理措施。 夾具體是夾具的最大和最復(fù)雜的元件，而且也是承受符合最大的元件。在它上面安裝定位元件、夾緊元件，對刀元件和導(dǎo)向元件，及其它的一切元件和機(jī)構(gòu)并通過它將夾具安裝在機(jī)床上。工件的加工精度與夾具體本身的精度有很大關(guān)系，而且在加工過程中產(chǎn)生的切削力，慣性力等及工件的自重作用在夾具體上，都可能影響工件的加工精度。因此，設(shè)計(jì)夾具體應(yīng)考慮以下問題： 1) 有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性，特別是位置精度直接影響工件在加工過

57、程中產(chǎn)生的誤差。 2) 夾具體要有足夠的強(qiáng)度和剛度，使夾具體能承受在加工過程中產(chǎn)生的作用力而不止變形和發(fā)生振動(dòng)。 3) 夾具體的機(jī)構(gòu)要緊湊形狀要簡單，同時(shí)要有足夠的空間位置，保證夾具的其它元件和機(jī)構(gòu)安裝方便，更換易損元件容易以及裝卸工件方便。 4) 夾具體的結(jié)構(gòu)工藝性要好以便于制造，并注意消除內(nèi)應(yīng)力避免變形。 5) 夾具體的中心要低，安裝在機(jī)床上能穩(wěn)固和安全，為了安裝后得到穩(wěn)定，底面的中部一般都挖空，同時(shí)應(yīng)根據(jù)機(jī)床連接部分的機(jī)構(gòu)形狀來確定夾具體連接部分的形狀和結(jié)構(gòu)。 6) 在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，夾具體應(yīng)盡量輕，不重要的部位，可以挖空以減輕重量，便于裝卸。 7) 夾具體采用鑄造件

58、，由于鑄造可得到各種復(fù)雜的外形，剛性好還能吸振，但需進(jìn)行時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力。 3.3 定位基準(zhǔn)的選擇 第一道工序，采用精基準(zhǔn)。由毛坯零件圖可知，底面的精度較高，采用底面作為第一定位基準(zhǔn)面，然后以結(jié)合面為第二基準(zhǔn)面。 3.4定位元件選擇 定位元件的選擇有4條原則：定位元件要有較高的精度；定位元件要有較高的耐磨性；定位元件要有足夠的剛度和硬度；定位元件要有良好的工藝性。對于本工序而言，定位銷可設(shè)計(jì)為固定銷，這樣定位方便穩(wěn)定，裝置不復(fù)雜，直接將定位銷打入孔中即可，當(dāng)定位銷時(shí)間長了有磨損時(shí)，可以直接換掉即可。 3.5 夾緊元件的選擇 選擇夾緊元件主要有3條原則： 1）夾緊元件結(jié)構(gòu)要簡單

59、，制造要容易，體積小，重量輕，并且要有足夠的強(qiáng)度； 2）夾緊動(dòng)作迅速，操作方便，使用安全，有足夠的夾緊行程和裝卸工作的空間； 3）夾緊力要適當(dāng)。 對于本道工序而言，夾緊力要求比較大大，而定位面的面積比較大，為了保證夾緊可靠，夾緊機(jī)構(gòu)采用了氣缸夾緊機(jī)構(gòu)。 3.6鉆孔夾緊力的計(jì)算 氣動(dòng)杠桿夾緊機(jī)構(gòu)是一種利用杠桿作用原理（當(dāng)動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積時(shí)，杠桿平衡。杠桿平衡時(shí)杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)或者勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。這就是杠桿的工作原理），使原始力轉(zhuǎn)變?yōu)閵A緊力的夾緊機(jī)構(gòu)。 杠桿夾緊機(jī)構(gòu)，壓板壓緊面動(dòng)作迅速，可起到增力作用，但自鎖能力較差，受振動(dòng)時(shí)易松開，所以常用氣壓作夾緊力源或與其它

60、夾緊元件組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)。 （《切削用量簡明手冊》表3.28） 其中：， mm ，mm， mm， ， mm (在加工面上測的近似值) , mm, , , 所以 N 水平分力：N 垂直分力：N 在計(jì)算切削力時(shí)，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)。 其中：為基本安全系數(shù)1.5； 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1； ??????為刀具鈍化系數(shù)1.1； 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1； 所以， N 選用氣缸—杠桿夾緊機(jī)構(gòu)。則擴(kuò)力比。 為克服水平切削力，實(shí)際夾緊力N應(yīng)為

61、 所以， 其中及為夾具定位面及夾具面上的摩擦系數(shù)，==0.5。則 N 氣缸選用Φ14mm。當(dāng)壓縮空氣單位壓力MPa時(shí)，氣缸推力為N。由于已知杠桿機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比，故由氣缸生產(chǎn)的實(shí)際夾緊力為 N 此時(shí)N氣已大于所需要的1435.5N的夾緊力，故本夾具可安全工作。 3.7定位誤差分析 鉆套與鉆桿的配合間隙所產(chǎn)生的導(dǎo)向誤差為 因前后兩鉆套孔軸線的同軸度公差為，故由于鉆套位置誤差嗦產(chǎn)生的導(dǎo)向誤差為 總導(dǎo)向誤差為 總誤差 為了滿足工序的加工要求，必須使工序

62、中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)[13]可得： ⑴ 平面定位心軸定心的定位誤差 ： ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。該鏜孔夾具對工件的定位考慮合理，且夾具結(jié)構(gòu)簡單，可適合于批量生產(chǎn)。 3.8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高

63、勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此應(yīng)先著眼于機(jī)動(dòng)夾緊而不采用手動(dòng)加緊。因?yàn)檫@是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要途徑。本道工序的夾具就選擇了氣動(dòng)夾緊方式。本工序因?yàn)槭谴旨庸ぃ鞑牧嫌质氰T件，切削力不是很大，為了夾緊工件，勢必要增大氣缸直徑，而這樣將使整個(gè)夾具過于龐大。因此，首先降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇一種比較理想的杠桿夾緊機(jī)構(gòu)；三是在可能情況下，適當(dāng)提高壓縮空氣的工作壓力（由0.4MPa增至0.6MPa），以增加氣缸推力。結(jié)果本夾具總的感覺還是比較緊湊，可以滿足要求。最終設(shè)計(jì)的夾具如圖3.8所示： 圖3.8 拖拉機(jī)后蓋鉆孔夾具裝配圖

64、 致 謝 首先，我要感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，他給予了我學(xué)術(shù)和指導(dǎo)性的意見。我萬分的感謝他給我的寶貴的指導(dǎo)意見和鼓勵(lì)。同時(shí)，我深深感謝各位老師。在他們的課堂上，我受益匪淺，得到了不少對我論文有幫助的知識(shí)和想法。我也非常感謝我的父母。在學(xué)習(xí)和生活上，他們一直都很支持我，使我能全身心地投入到學(xué)習(xí)中。最后，很感謝閱讀這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的人們。感謝您們抽出寶貴的時(shí)間來閱讀這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。 參考文獻(xiàn) [1] 許曉旸.專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)[M].重慶：重慶大學(xué)

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