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四 川 理 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 設(shè)計（論文）題目： 齒輪泵泵體工藝及加工Φ14、2-M8 孔夾具設(shè)計 系： 專業(yè)： 班級： 學(xué)號： 學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 接受任務(wù)時間 教研室主任 （簽名）　　系主任 （簽名） 1．畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 1． 零件圖一張, 毛坯圖一張 ２． 夾具裝配圖一份, 夾具零件圖一套 ３． 機械加工工藝卡一套, 主要工序工序卡一份 ４． 設(shè)計說明書一份。 2．原始數(shù)據(jù) 零件圖一張, 生產(chǎn)綱領(lǐng)10000件 3．指定查閱的主要參考文獻及說明 1．《機械制造工藝手冊》 ２．《機械零件設(shè)計手冊》 ３．《夾具設(shè)計手冊》 4. 進度安排 設(shè)計（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 零件功能, 結(jié)構(gòu), 尺寸, 精度, 要求分析 及相關(guān)資料收集 20**.03.05-03.16 2 機械加工工藝設(shè)計 20**.03.19-03.30 3 工序設(shè)計 20**.04.02-04.13 夾具設(shè)計 20**.04.16-05.11 說明書編制 20**.05.14-05.25 4 檢查及提交論文 20**.05.28-06.05 5 答辯及準備 20**.06.06-20**.06.24 四 川 理 工 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）說 明 書 題 目 齒輪泵泵體工藝及加工Φ14、2-M8 孔夾具設(shè)計 學(xué) 生 系 別 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 第 38 頁 四 川 理 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 設(shè)計（論文）題目： 齒輪泵泵體工藝及加工Φ14、2-M8 孔夾具設(shè)計 系： 專業(yè)： 班級： 學(xué)號： 學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 接受任務(wù)時間 教研室主任 （簽名）　　系主任 （簽名） 1．畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 1． 零件圖一張, 毛坯圖一張 ２． 夾具裝配圖一份, 夾具零件圖一套 ３． 機械加工工藝卡一套, 主要工序工序卡一份 ４． 設(shè)計說明書一份。 2．原始數(shù)據(jù) 零件圖一張, 生產(chǎn)綱領(lǐng)10000件 3．指定查閱的主要參考文獻及說明 1．《機械制造工藝手冊》 ２．《機械零件設(shè)計手冊》 ３．《夾具設(shè)計手冊》 4. 進度安排 設(shè)計（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 零件功能, 結(jié)構(gòu), 尺寸, 精度, 要求分析 及相關(guān)資料收集 20**.03.05-03.16 2 機械加工工藝設(shè)計 20**.03.19-03.30 3 工序設(shè)計 20**.04.02-04.13 夾具設(shè)計 20**.04.16-05.11 說明書編制 20**.05.14-05.25 4 檢查及提交論文 20**.05.28-06.05 5 答辯及準備 20**.06.06-20**.06.24 摘 要 在機械制造的機械加工、檢驗、裝配、焊接和熱處理等冷熱工藝過程中，使用著大量的夾具，用以安裝加工對象，使之占有正確的位置，以保證零件和產(chǎn)品的質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率。 在機床上加工工件時，為了保證加工精度，必須正確安裝工件，使其相對機床切削成形運動和刀具占有正確的位置，這一過程稱為“定位”。為了不因受切削力、慣性力、重力等外力作用而破壞工件已定的正確位置，還必須對其施加一定的夾緊力，這一過程稱為“夾緊”。定位和夾緊的全過程稱為“安裝”。在機床上用來完成工件安裝任務(wù)的重要工藝裝備，就是各類夾具中應(yīng)用最為廣泛的“機床夾具”。 機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。因此，專用夾具的設(shè)計是一項重要生產(chǎn)準備工作，每一個從事加工工藝的工裝設(shè)計人員，都應(yīng)該掌握有關(guān)夾具設(shè)計的基礎(chǔ)知識。 本設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計鉆床夾具，需要對齒輪泵端蓋上的2個M8螺孔和1個的孔進行鉆削加工。文中介紹了工件在夾具體中的定位方式，定位元件與定位機構(gòu)的選擇，及夾緊機構(gòu)的選擇與設(shè)計?，F(xiàn)代高效率的夾具大多采用機動夾緊，按力源分有氣動、液壓、氣液聯(lián)合、電傳動及利用機床運動等對工件進行夾緊。這些方式具有夾緊動作快，夾緊力穩(wěn)定，可減輕工人勞動強度等優(yōu)點。本設(shè)計選用電動機作為夾緊的動力裝置，運用機電傳動控制回路來控制電動機的正反轉(zhuǎn)，借以控制被加工工件在夾具體上的夾緊。此外，文中還對夾具進行了簡單的精度分析與計算。 機械零件上往往都有各種不同用途和不同精度的孔需要加工。在機械加工中，孔的加工量所占比例較大，其中鉆頭、擴孔鉆、鉸刀等定尺寸刀具加工占相當(dāng)多數(shù)。這時，除了要保證孔的尺寸精度外，還要達到孔的位置精度要求。在單件小批量生產(chǎn)中，用劃線后找正孔軸線位置方法加工，更因鉆頭剛性差、易變形，因此生產(chǎn)效率低且精度差。在批量生產(chǎn)中一般都采用鉆床夾具，鉆床夾具又稱鉆模，通過鉆套引導(dǎo)刀具進行加工可準確地確定刀具與工件之間的相對位置，是鉆模的主要特點。鉆削時，被加工孔的尺寸和精度主要由刀具本身的尺寸和精度來保證；而孔的位置精度則由鉆套在夾具上相對于定位元件的位置精度來確定。因為通過鉆套引導(dǎo)刀具進行加工，這就既可能提高刀具系統(tǒng)剛性，又能防止鉆頭引偏。 關(guān)鍵詞：機械制造，通用夾具，專用夾具，鉆床夾具，齒輪泵，電動機 ABSTRCT At the machine manufacture machine-finishing, the examination,the assembly, the welding and the heat treatment and so on in the coldhot technological process, are using the massive jigs, with installsthe processing object, enable it to hold the correct position,guarantees the components and the product quality, and enhancementproduction efficiency. Processes the work piece when the engine bed, in order to guaranteethe processing precision, must correctly install the work piece,causes its relative engine bed cutting forming movement and thecutting tool holds the correct position, this process is called "thelocalization". For because of Cutting force, inertial force , exogenic processand so on the gravity is not destroyed the work piece already thecorrect position which decides, but also must certainly exert to itclamps the strength, this process is called "clamps". Locates theentire process which and clamps to be called "the installment". Usesfor on the engine bed to complete the work piece to install the dutythe important craft equipment, is in each kind of jig widely applies"the engine bed jig". Engine bed jig type very many, among, the use scope broadest generaljig, the specification size are many has standardized, and has thespecialty the factory to carry on the production. But widely uses inthe volume production, specially unit clamp which serves for some workpiece processing working procedure, then needs various factoriesindependently to design the manufacture according to the work pieceprocessing craft. Therefore, the unit clamp design is an importantproduction preparatory work, each is engaged in the processing craftthe work clothes design personnel, all should grasp the elementaryknowledge which the related jig designs. This design main content designs the drilling machine jig, needs thecounter gear pumps on the end cover 2 M8 hole and 1 the holecarries on drills truncates the processing. In the article introducedthe work piece in clamps the concrete center the locate mode, locatesthe part and the detent mechanism choice, and clamps the organizationthe choice and the design. The modern high efficiency jig mostly usesmobile clamps, divides according to the strength source has airoperated, the hydraulic pressure, the gas fluid union, the electricitytransmission and so on carries on using the engine bed movement to thework piece clamps. These ways have clamp the movement quickly, clampsthe strength to be stable, may reduce merit and so on worker laborintensity. This design selects the power unit which the electric motorachievement clamps, the utilization mechanical and electricaltransmission control loop control motor the reverse, is processed inorder to the control the work piece in to clamp concrete on clamping.In addition, in the article has also carried on the simple precisionanalysis and the computation to the jig. On the machine parts often all has each kind of different use and thedifferent precision hole needs to process. In the machine-finishing,the hole process load accounts for the proportion to be bigger, drillbit, Expanding drilling, Reamer and so on decides the size cutting toolprocessing to occupy quite most. By now, besides had to guarantee thehole the size precision, but also had to achieve the hole the positionprecision request. In the single unit small volume production, afterdraws a line adjusts the hole spool thread position method processing,because the drill bit rigidity bad, is easier to distort, thereforethe production efficiency low also the precision is bad. Generally alluses the drilling machine jig in the volume production, the drillingmachine jig calls 鉆模, through drills the set of guidance cuttingtool to carry on the processing to be possible accurately to determinebetween the cutting tool and the work piece relative position, is鉆模main characteristic. Drills when truncates, is processed thehole the size and the precision mainly by the cutting tool itself sizeand the precision guaranteed; But the hole position precision bydrills the set to be photogenic in the jig regarding locates the partthe position precision to determine. Because through drills the set ofguidance cutting tool to carry on the processing, this both possiblyenhances the cutting tool system rigidity, and can prevent the drillbit directs. Keywords : machinery, common fixture, special fixture, drilling fixture, gear pumps, motors 目 錄 第一章 緒 論 7 1.1機床夾具概述 7 1.2機床夾具的發(fā)展趨勢 7 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 8 2.1 制定工藝路線 8 2.1.1 工藝方案一 8 2.1.2 工藝方案二 8 2.1.3 最終工藝方案的確定 9 2.2 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10 2.2.1 機械加工余量、毛坯尺寸 10 2.2.2 工序尺寸的確定 11 2.3 切削用量計算 12 第三章 專用夾具設(shè)計 16 3.1 定位基準的選擇 16 3.2 定位誤差分析與計算 16 3.3 夾緊力的計算 16 3.4 夾具總體方案 18 3.5 傳動裝置的設(shè)計 18 3.6 夾緊裝置 19 3.7鉆套的選擇 20 3.8鉆模板的設(shè)計 20 3.9夾具體的設(shè)計 23 3.10其他元件的設(shè)計 24 3.11 整機原理 24 第四章 結(jié)論 25 參考文獻 26 致謝 27 附卡1:機械加工工序卡 28 附卡2：機械加工工藝過程卡1 29 附卡3：機械加工工藝過程卡2 30 附件圖紙 31 第一章 緒 論 1.1機床夾具概述 在機械制造的切削加工、檢驗、裝配、焊接和熱處理等工藝過程中,要使用大量的夾具來安裝加工對象,使其占有正確的位置,以保證零件和產(chǎn)品的加工質(zhì)量,并提高生產(chǎn)率,從而提高其經(jīng)濟性。 把工件迅速固定在正確位置上,完成切削加工、檢驗、裝配、焊接和熱處理等工作所使用的工藝裝備稱為夾具。把機床上用來完成工件裝夾任務(wù)所使用的工藝裝備稱為機床夾具。 1.2機床夾具的發(fā)展趨勢 機床夾具是隨機械加工技術(shù)發(fā)展而發(fā)展的。機床夾具由適用于單件小批量生產(chǎn)的 用夾具發(fā)展到大批量生產(chǎn)的專用夾具、隨行夾具,經(jīng)歷了市場的發(fā)展和技術(shù)的推動。隨著現(xiàn)在市場需要的多樣化、多品種、中小批量及短周期的生產(chǎn)方式在世界貿(mào)易中逐漸成為主導(dǎo)方式,傳統(tǒng)的專為某個零件的一道工序設(shè)計制造的專用夾具已經(jīng)不能適應(yīng)這種生產(chǎn)方式的要求。因此,適用于多品種、中小批量生產(chǎn)特點的通用可調(diào)夾具、組合夾具、成組夾具等應(yīng)運而生。數(shù)控技術(shù)的進步與發(fā)展,使得數(shù)控機床、加工中心在機械加工中廣泛運用,數(shù)控機床夾具也迅速的發(fā)展起來。以上這些現(xiàn)代機床夾具技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,代表了現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展趨勢。具體的發(fā)展方向有以下幾個方面: （1）功能柔性化; （2）傳動高效化、自動化; （3）制造精密化; （4）旋轉(zhuǎn)夾具高速化; （5）結(jié)構(gòu)標(biāo)準化、模塊化; （6）設(shè)計自動化; （7）機床夾具方面的基礎(chǔ)研究的強化。 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 制定工藝路線 2.1.1 工藝方案一 表1-1 單位:mm 工序號 工序內(nèi)容 0 鑄造、清砂、退火 10 粗銑、精銑I面 20 鏜及面 30 鉆、鉸6-M8螺孔 40 鉆、鉸2-孔 50 粗車、精車L面 60 粗車、精車K面、N面,粗車J面 70 鏜孔 80 鏜孔并倒角 90 銑M面 100 鉆4-孔 110 鉆斜孔 120 鉆、鉸孔及2-M8螺孔 1 最終檢查 入庫 2.1.2 工藝方案二 表1-2 單位:mm 工序號 工序內(nèi)容 0 鑄造、清砂、退火 10 粗銑、精銑I面 20 鏜及面 30 鉆、鉸6-M8螺孔及2-孔 40 粗車、精車L面 50 粗車J面,粗車、精車K面、L面 60 鉆4-孔 70 鏜孔、鏜孔并倒角 80 銑M面 90 鉆斜孔 100 鉆、鉸孔及2-M8螺孔 110 去毛刺 1 最終檢查、入庫 2.1.3 最終工藝方案的確定 選擇機械加工工藝的順序的方法： 零件主要表面及其他表面的機械加工順序，對組織生產(chǎn)、保證質(zhì)量和降低成本有較大的作用，應(yīng)根據(jù)工序的劃分和定位基準的建立與轉(zhuǎn)換來決定。一般原則為： （1）先粗后精 既粗加工-半精密加工-精密加工，最后安排主要表面的終加工順序。 （2）在各階段中，先加工基準表面，然后以它定位加工其他表面。 （3）先加工主要表面，當(dāng)其達到一定精度后再加工次要表面。 （4）先平面后孔 這是因為平面定位比較穩(wěn)定可靠，所以對于箱體、支架、連桿等類平面輪廓尺寸較大的零件，常先加工平面。 （5）除用為基準的平面外，精度越高、粗糙度值越小的表面應(yīng)放在后面加工，以防劃傷。 （6）表面位置尺寸及公差標(biāo)注方式也影響工序順序，應(yīng)力求能直接保證或使尺寸鏈數(shù)目減少。 最終確定工藝如下: 表1-3 單位:mm 工序號 工序內(nèi)容 0 鑄造、清砂、退火 10 粗銑、精銑I面 20 鉆、鉸6-M8螺孔 30 銑N面 40 鏜孔、鏜孔并倒120角 50 鏜及面 60 粗車J面,粗車、精車K面、L面 70 鉆4-孔 80 銑M面、P面 90 鉆孔及鉆、鉸2-M8螺孔 100 鉆錐孔及鉆斜孔配作 110 去毛刺 1 最終檢查 入庫 2.2 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 2.2.1 機械加工余量、毛坯尺寸 齒輪泵零件材料為HT200,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),采用機器砂箱鑄型。鑄件的最小壁厚應(yīng)。壁厚差異不能太大，以避免造成各部分因溫差懸殊而引起縮裂、縮孔與裂紋。鑄件應(yīng)進行人工時效。消除殘余應(yīng)力后再送機械加工車間加工，否則工件將產(chǎn)生大的變形。 根據(jù)上述資料及加工工藝,確定各加工表面的機械加工余量如下: 表1-4 單位：mm 圖中部位 機械加工余量 I面 2.5 54H7孔底面 2.0 54H7孔 2.0 K面 2.0 L面 2.0 J面 2.0 N面 2.0 D面 1.5 M面 2.0 P面 2.0 G面 1.5 加工余量參考[3]表2.3-5 此表僅供參考 2.2.2 工序尺寸的確定 在一般情況下，加工某表面的最終工序尺寸可直接按零件圖的要求來確定。而中間工序的尺寸則是零件圖的尺寸（最終工序尺寸），加上或減去工序的加工余量，即采用由后往前推的方法，由零件圖的尺寸，一直推算到毛坯尺寸。由此可知，若某表面經(jīng)過n-1次加工，則其工序尺寸為 == （n≥1） （式2-1） 因此，確定了加工余量后，即可根據(jù)設(shè)計尺寸推算出各工序尺寸以上只適用較簡單的工序尺寸的確定，對于較復(fù)雜的工序尺寸的確定需進行尺寸鏈的換算。 （1）工序號10：粗銑、精銑I面 查[1]表8-33粗銑余量為1.7mm，查[1]8-35公差確定工序尺寸為 由表1-4中加工總余量為2.5mm，精銑為2.5-1.7=0.8mm 查[1]8-35公差確定工序尺寸為mm （2）工序號20：鉆、鉸6-M8螺孔 查[1]8-16鉆孔為7.8，粗絞為7.96，精絞為8H7 （3）工序號30：銑N面 查[1]表8-33粗銑余量為1.7mm，查[1]8-35公差確定工序尺寸為mm 由表1-4中加工總余量為2.0mm, 精銑為2.0-1.7=0.3mm 查[1]8-35公差確定工序尺寸為mm （4）工序號40：鏜孔、鏜孔并倒角 查[1]8-24粗鏜余量為1.2mm，工序尺寸為16mm 查[1]8-24精鏜余量為0.8mm，工序尺寸為14.8mm 查[1]8-24粗鏜余量為1.2mm，工序尺寸為27.2mm （5）鏜 查[1]8-18粗鏜余量為1.2mm，工序尺寸為56 查[1]8-18精鏜余量為0.8mm，工序尺寸為54.8 （6）工序號60：粗車J面,粗車、精車K面、L面 J面：查[1]8-29粗車余量為1.3mm，工序尺寸為8.3mm K面：查[1]8-29粗車余量為1.3mm，工序尺寸為8.3mm 查[1]8-29精車余量為1.0mm，工序尺寸為mm L面：查[1]8-29粗車余量為1.3mm，工序尺寸為26.3mm 查[1]8-29精車余量為1.0mm，工序尺寸為25mm （7）工序號70：鉆4-孔 查[1]8-16鉆余量為0，工序尺寸為0 （8）工序號80：銑M面、P面 查[1]表8-33銑余量為1.2mm，工序尺寸為53.2mm （9）工序號90：鉆孔及鉆、鉸2-M8螺孔 鉆孔：查[1]8-16鉆余量為0，工序尺寸為0 鉆、鉸2-M8螺孔：查[1]8-16鉆孔為7.8，粗絞為7.96，精絞為8H7 （10）工序號100：鉆錐孔及鉆斜孔配作。直接鉆。 2.3 切削用量計算 合理地選擇切削用量，對保證加工精度和表面質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和刀具耐用度等，都有很大的影響。 選擇切削用量是指要選定切削深度、進給量和切削速度。在這3個因素中，對刀具耐用度影響最大的是切削速度，其次是進給量，而切削深度影響最小。對表面粗糙度影響最大的是進給量，而對切削力影響最大的則是切削速度。因此，在粗加工階段，應(yīng)考慮選擇盡可能大的切削深度，其次是選擇較大的進給量，最后確定一個合適的切削速度。在半精、精加工階段，由于加工精度和表面質(zhì)量的要求較高，因此，一般均選擇較小的切削深度和進給量。在保證刀具耐用度的前提下，應(yīng)選取較高的切削速度，以保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求。 在大批量生產(chǎn)中，對多刀機床、自動機床、仿形機床和組合機床等，一般都需要規(guī)定切削用量。在一般情況下，常由操作者根據(jù)工序的具體情況來選擇合理的切削用量。 為簡化選擇切削用量的工作，一般可從有關(guān)資料中選擇。 以下為主要加工工序的切削用量及要求另外計算的工序的切削用量： ① 工序90：鉆孔及鉆、鉸2-M8螺孔，鉆床，Z3025 鉆孔：f=0.35 [1]表15-34 V=1.35m/s=81m/min [1]表15-38 所以= =1000 =1842r/min 按[1]表11-15取=2000r/min 則 =87.92r/min 機動時間：=(min) [1]p641 (式2-2) =0.1min 輔助時間：= =1min =1.1min 鉆、鉸2-M8螺孔：f=0.27mm/r [1]表15-33 V=0.35m/s=21m/min [1]表15-37 所以 =835r/min 按[1]表11-15取r/min 則 =24.1m/min 機動時間：0.17min 輔助時間：= =1.7min =1.87min ② 工序10：粗銑、精銑I面，機床X6125 粗銑I面:f=0.09mm/z [1]表15-50 v=20m/min [1]表15-55 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀， 則=1000 =39.8r/min 查[1]表11-49得32r/min =16.1r/min 當(dāng)32r/min時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為 =52mm/min =0.052m/min 查[1]表11-49得范圍為8-394mm/min 所以適合 =3.1r/min 精銑I面: f=0.5mm/z [1]表15-50 v=18m/min [1]表15-55 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀， 則=1000 =35.8r/min 查[1]表11-49得32r/min =16.1 r/min 當(dāng)32r/min時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為 =28.8mm/min =0.0288m/min 查[1]表11-49得范圍為8-394mm/min 所以適合 =5.2r/min ③ 工序號20：鉆、鉸6-M8螺孔 鉆6-M8螺孔：f=0.27mm/r [1]表15-33 v= 0.35m/s=21m/min [1]表15-37 所以 =835r/min 按[1]表11-15取r/min 則 =24.1m/min 機動時間：0.17min 輔助時間：==1.7min =1.87min 鉸6-M8螺孔: f=1.6mm/r [1]表15-43 m/s [1]表15-44 (式2-3) 式中15.6， =0.36m/s=21.6m/min 所以 =860r/min 按[1]表11-15取r/min 則 =24.1m/min 機動時間：0.15min 輔助時間：==1.5min =1.65min 最后，將主要工序切削用量，工時定額的計算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，填入機械加工工序卡中，將所有查表得出及計算得出的數(shù)據(jù)填入機械加工工藝過程卡中，其余本文未寫明計算過程的工序不再贅述。 第三章 專用夾具設(shè)計 3.1 定位基準的選擇 定位基準的選擇。由零件圖可知，該齒輪泵為軸套類零件，其孔與孔的同軸度要求為0.012mm,且孔與孔的同軸度要求也為0.012mm，以這兩孔的軸線同時做定位基準，可以使誤差趨進于零。同時參考[2]中定位方式的例子，最終決定以這兩孔的軸線做定位基準。由這兩個基準可確定5個自由度，剩下1個自由度剛開始選定N面做定位基準，后由指導(dǎo)教師指出，定位面過小而鉆削力過大易造成基準不重合誤差，改選用I面做定位面。具體定位及夾緊力見裝配圖上工序簡圖。 3.2 定位誤差分析與計算 定位方式為一面兩孔定位 定位誤差的確定 + [2]表1-1-12 （式3-1） + =0.033+0.011+0 =0.044mm 轉(zhuǎn)角誤差的確定 轉(zhuǎn)角誤差 （0.033+0.011+0+0.027+0.011+0/2） =0.0023 轉(zhuǎn)角誤差趨近于零，滿足要求。 3.3 夾緊力的計算 ①切削力的計算 鉆孔：刀具：YG8粗錐柄麻花鉆 軸向力： （N） [1]表15-31 式中： [1]表15-32 所以軸向力為 =4448.6N 扭矩： M=9.81 （） [1]表15-31 式中： [1]表15-32 所以扭矩為 =16.8 鉆2-M8螺孔：刀具：高速鋼錐柄階梯麻花鉆 軸向力： （N） [1]表15-31 式中： [1]表15-32 所以軸向力為 =1172.8 扭矩： M=9.81 （） [1]表15-31 式中： [1]表15-32 所以扭矩為 =4.6 由于鉆孔與鉆2-M8螺孔不屬于同時加工，不用將切削力疊加，所以只需通過比較得出切削力較大者進行下面的計算，且題中扭矩計算結(jié)果與切削力相比較很小，可忽略不計，故有 F=4448.6N，M=16.8 在計算切削力時，必需考慮安全系數(shù) 式中：基本安全系數(shù)，1.5； 加工性質(zhì)系數(shù)，1.1； 刀具鈍化系數(shù)，1.1； 斷續(xù)切削系數(shù)，1.1； 所以 = = =8881.6N ②受力分析：在鉆削過程中，軸向力縱向施加在工件上，由設(shè)計裝配圖分析可知，軸向支撐力由夾具體提供，故只需用扭矩計算。 由可得工件所受到的橫向力為 =3230.8N 所以總的夾緊力應(yīng)大于3230.8N才能夠保證夾緊 ③夾緊力計算： 電動機選擇：Y90S-6-B3 [4]表12-1 數(shù)據(jù)：額定功率為2.2KW,選取轉(zhuǎn)速32r/min 則 =2.232 =4125N 故本夾具可安全工作。 3.4 夾具總體方案 此次由于是畢業(yè)設(shè)計，所以要求與以往的設(shè)計更加高，不便設(shè)計手動夾具，故在液動、氣動，電動夾具中任選其一。 選擇電動夾具的理由：①電動夾具穩(wěn)定性高 ②維護方便 ③節(jié)約時間 ④氣動與液動夾具需要氣體和液體，氣體和液體的密度要保持，就需要質(zhì)量很高的容器，由氣體和液體的密度變化就可能造成工作不穩(wěn)定。 ⑤降低工人的勞動強度 當(dāng)然，此次設(shè)計忽略了一個重要問題，就是所設(shè)計的夾具造價很高。 3.5 傳動裝置的設(shè)計 本次裝置采用了一組蝸桿蝸輪以及齒輪傳動，由于主要是設(shè)計夾具，故此部分不做詳細講解。(請參見裝配圖看以下數(shù)據(jù)) 表3-1 傳動件 齒數(shù)Z 蝸桿 4 蝸輪 80 小齒輪 20 大齒輪 25 表3-2 傳動件 尺寸（mm） 小帶輪 50 大帶輪 100 以上數(shù)據(jù)均由[5]查得 傳動比計算 ?電機轉(zhuǎn)速：32r/min V帶傳動：3230.4r/min 帶輪傳動比 大帶輪轉(zhuǎn)速： 30.4=15.2r/min ②蝸桿蝸輪組合 蝸桿蝸輪傳動比： 蝸輪轉(zhuǎn)速0.76r/min ③齒輪組合 齒輪傳動比：25/20=1.25 大齒輪轉(zhuǎn)速：1.250.95r/min 由此可得到雙面偏心輪的轉(zhuǎn)速V=0.95r/min 雙面偏心輪正、反轉(zhuǎn)90時，即所需時間為0.2515.8S 電機的轉(zhuǎn)動所需時間為15.8S 3.6 夾緊裝置 此夾緊裝置原型是參考[2]應(yīng)用示例而來的，其工作簡圖如下： 1- 夾臂，2-雙頭螺柱，3-拉簧，4-雙面偏心輪，5-銷 工作原理： 電機驅(qū)動，通過V帶、蝸輪組合、齒輪組合帶動雙面偏心輪正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)夾緊的。 電機正轉(zhuǎn)，雙面偏心輪順時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)雙面偏心輪轉(zhuǎn)動到90時，頂緊5，5緊接著頂緊2，1上的拉簧3拉伸到最大，從而實現(xiàn)夾緊動作；當(dāng)電機反轉(zhuǎn)，雙面偏心輪逆時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)雙面偏心輪轉(zhuǎn)動到-90時，此時與銷剛好脫離，拉簧3回到初始狀態(tài)。 3.7鉆套的選擇 鉆套和鉆模板是鉆床夾具的特殊元件 鉆套裝配在鉆模板或夾具體上，而鉆模板則以各種形式與夾具體或支架連接。 (2)可換鉆套 圖C所示為可換鉆套。當(dāng)工件為單一鉆孔工步、生產(chǎn)批量較大，需要更換磨損的鉆套時，則用這種鉆套較為方便?？蓳Q鉆套裝于襯套中，而襯套則是壓配（H7/n6）于鉆模板的孔內(nèi)。(4)特殊鉆套 因工件的形狀或工序的加工條件而不能使用以上三種標(biāo)準鉆套時，需自行設(shè)計的鉆套稱特殊鉆套。常見的特殊鉆套如圖所示。為減少刀具與鉆套的摩擦，可將鉆套引導(dǎo)高度H以上的孔徑放大。圖c為小孔距鉆套，用定位銷來確定鉆套位置。3.鉆套的設(shè)計要點 在確定鉆套的結(jié)構(gòu)類型之后，需要確定鉆套的內(nèi)孔（即導(dǎo)引孔）尺寸，公差及其他有關(guān)尺寸，同時還要確定鉆套的材料。 所以鉆套導(dǎo)引孔與這類孔加工刀具的配合，應(yīng)按基軸制選取。最終選定d型快換鉆套。 3.8鉆模板的設(shè)計 鉆模板的類型和設(shè)計 鉆模板主要用來安裝鉆套，有的還兼有夾緊功能，故應(yīng)有一定的剛度和強度。通常有以下四種： (1)固定式鉆模板 如圖所示，圖a為鉆模板與夾具體鑄成一體；圖b為兩者焊接成整體。圖c鉆模板與夾具體多采用圓錐銷定位及螺釘緊固結(jié)構(gòu)，該鉆模板可在鉆配時調(diào)整位置，因而使用較廣泛。固定式鉆模板結(jié)構(gòu)簡單，鉆孔精度高。但這種結(jié)構(gòu)對某些工件而言，裝卸不太方便。 (2)鉸鏈式鉆模板 當(dāng)鉆模板妨礙工件裝卸或鉆孔后需攻螺紋時，可采用如圖所示的鉸鏈式鉆模板。鉸鏈銷1與鉆模板5的銷孔采用G7/h6配合，與鉸鏈座3的銷孔采用N7/h6 配合，鉆模板5與鉸鏈座3之間采用H8/g7配合。鉆套導(dǎo)向孔與夾具安裝面的垂直度可通過調(diào)整兩個支承釘4的高度加以保證。加工時，鉆模板5由菱形螺母6鎖緊。由于鉸鏈銷孔間存在配合間隙，用此類鉆模板加工的精度比固定式鉆模板低。 ⑶可卸式鉆模板 如圖所示，可卸式鉆模板以兩孔在夾具體上的圓柱銷3和削邊銷4上定位，然后用鉸鏈螺栓將鉆模板和工件一起夾緊。在加工完一個工件后，將模板卸下，然后才能裝卸工件。使用這類鉆模板，裝卸鉆模板較費力，鉆套的位置精度較低，故一般多在使用其它類型鉆模板不便于裝夾工件時采用。 (4)懸掛式鉆模板 圖是懸掛式鉆模板的結(jié)構(gòu)，圖中鉆模板4由錐端緊定螺釘5固定在導(dǎo)柱3上，導(dǎo)柱上部裝在多軸傳動頭的導(dǎo)孔中，因此鉆模板就被懸掛起來。導(dǎo)柱的下端和夾具體6為間隙配合，以確定鉆模板對夾具體的相對位置，隨著多軸頭下降，鉆模板借助彈簧的壓力將工件壓緊。多軸頭繼續(xù)送進鉆頭從導(dǎo)套孔伸出開始加工工件。鉆削完畢，鉆模板隨多軸頭上升，直至鉆頭退出工件，敞開了空間，使裝卸工件清除切屑十分方便。 ⑸設(shè)計鉆模板時應(yīng)注意如下問題： ①在保證鉆模板有足夠剛度的前題下，要盡量減輕其重量。在實際使用中，鉆模板的厚度根據(jù)鉆套高度而定，一般在15～30mm之間。如果鉆套較長，可將鉆模板局部加厚，加強鉆模板的周邊以及合理布置加強筋，以提高其剛性。此外，鉆模板一般不宜承受夾緊力。 ②鉆模板上安裝鉆套的孔與定位元件的位置應(yīng)具有足夠的精度。這和鉆模板的形式以及鉆模板在夾具上的定位方式有關(guān)。如固定式鉆模板（用銷，螺釘裝配），鉆套孔的位置精度較高，對于懸掛式鉆模板，由于鉆模板定位靠兩導(dǎo)柱與夾具體的間隙配合連接，其位置精度較低。 ③焊接結(jié)構(gòu)的鉆模板往往因焊接內(nèi)應(yīng)力不能徹底消除，而不易保證精度。當(dāng)工件孔距公差大于±0.1mm時方可采用。若其孔距公差小于±0.05mm時，應(yīng)采用裝配式鉆模板。 最后選定鉆模板模式為固定式鉆模。 3.9夾具體的設(shè)計 夾具體是夾具的基礎(chǔ)件。在夾具體上，要安裝組成該夾具所需要的各種元件、機構(gòu)和裝置等。設(shè)計時應(yīng)滿足以下基本要求： ①應(yīng)有足夠的強度和剛度。保證在加工過程中，夾具體在夾緊力、切等外力作用下，不至產(chǎn)生不允許的變形和振動。 ②結(jié)構(gòu)簡單，具有良好的工藝性。在保證強度和剛度的條件下，力求結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，特別是對于移動和翻轉(zhuǎn)夾具，其重量不應(yīng)太大，以便于操作。 ③尺寸要穩(wěn)定。對于鑄造夾具體，要進行時效處理；對于焊接夾具，要進行退火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，以保證夾具體加工尺寸的穩(wěn)定。 ④便于排屑。為防止加工中切屑聚集在定位元件工作表面或其他裝置中，而影響工件的正確定位和夾具的正常工作，在設(shè)計夾具體時，要考慮排屑的問題。 夾具屬單件生產(chǎn)性質(zhì)，為縮短設(shè)計和制造周期，減少設(shè)計和制造費用，所以夾具體設(shè)計，一般不作復(fù)雜的計算。通常都是參考類似的結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗類比法估計確定。實際在繪制夾具總圖時，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置、對刀-引導(dǎo)元件以及其他輔助機構(gòu)和裝置在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。（請參看夾具體圖） 3.10其他元件的設(shè)計 其他元件的設(shè)計請參見總裝配圖及零件圖。 3.11 整機原理 電機啟動，帶動帶輪，，帶輪帶動蝸桿蝸輪轉(zhuǎn)動，蝸桿蝸輪帶動齒輪組合轉(zhuǎn)動，齒輪組合帶動雙面偏心輪轉(zhuǎn)動，雙面偏心輪頂緊銷，銷頂緊夾臂上的螺柱，螺柱帶動夾臂夾緊工件。（電機停止，彈簧帶動夾臂恢復(fù)到原來位置） 此夾具夾緊的實現(xiàn)需一控制電路，控制電路要求如下： 電機正、反轉(zhuǎn)都為11s,4.8s制動 由于主要為設(shè)計夾具定位及夾緊機構(gòu)，且鑒于時間關(guān)系，故不作出控制電路。 第四章 結(jié)論 此次設(shè)計所用到的知識基本上是以前各主干科目中的知識，畢業(yè)設(shè)計鍛煉了我綜合運用知識和與實際相結(jié)合的能力。讓我從中學(xué)到了理論與實際并軌的方法，掌握了機械當(dāng)中的一些基礎(chǔ)的知識。 畢業(yè)設(shè)計帶給我最大的好處就是回顧以所學(xué)的課程（機械設(shè)計、機電傳動控制、材料力學(xué)、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械制造裝備等等），讓我對過去所學(xué)的知識有了更深的記憶，為以后打下扎實的基礎(chǔ)。 參考文獻 [1]張耀宸，馬占永.機械加工工藝設(shè)計實用手冊[J].北京：航空工業(yè)出版社.1993 [2]王光斗，王春福.機床夾具設(shè)計手冊[J].上海：上?？茖W(xué)出版社.1990.2 [3]李洪.機械加工工藝手冊[J].北京：北京出版社. [4]吳總澤，羅圣國[J].北京：高等教育出版社.1998.12 致謝 首先，要感謝我的指導(dǎo)教師，是她一次又一次的耐心的輔導(dǎo)教會了我夾具的定位、夾緊，以及工序簡圖的畫法，讓我做完了畢業(yè)設(shè)計。 其次，要感謝我所在的學(xué)院，是她提供了這一次畢業(yè)設(shè)計的課題，讓我回顧了過去以往所學(xué)的知識?，F(xiàn)在不管是對掌握了的還是沒完全弄明白的知識，我都有了更深的了解。 再次，感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計的機電系的同學(xué)們，不斷鼓勵我認真做畢業(yè)設(shè)計，能所力及地指出我設(shè)計中的錯誤，讓我加以改正。 最后，感謝大家，感謝大家長期以來幫助我。 謝謝！ 附卡1:機械加工工序卡 附卡2：機械加工工藝過程卡1 附卡3：機械加工工藝過程卡2 附件圖紙 齒輪泵 毛坯圖 箱蓋 箱體 雙圓柱盤 圓形支承板 鉆模板