課程設(shè)計(jì)--曲軸箱箱蓋鉆孔夾具設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院</b></p><p><b>　　《機(jī)械制造工藝學(xué)》</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：曲軸箱箱蓋鉆孔夾具設(shè)計(jì)</p><p>　　姓 名：

2、 .</p><p>　　學(xué) 號(hào)： .</p><p>　　班 級(jí)： .</p><p>　　指導(dǎo)教師： .</p><p><b>　　2014年 1月

3、</b></p><p><b>　　前言</b></p><p><b>　　1、主要技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　1）保證工件的加工精度專用夾具應(yīng)有合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。</p><p>　　2）提

4、高生產(chǎn)效率,專用夾具的復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小選,用不同復(fù)雜程度的快速高效夾緊裝置，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　3）工藝性好,專用夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理、便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。專用夾具的生產(chǎn)屬于中批量生產(chǎn)。</p><p>　　4）使用性好,專用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。</p&g

5、t;<p>　　5）經(jīng)濟(jì)性好,除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng),對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　2、設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)手段</p><p>　?。ㄒ唬┭芯吭假Y料,在明確夾具設(shè)計(jì)任務(wù)后，應(yīng)對(duì)以下幾方面的原始資料進(jìn)行研究。</p><p>　　1、研究加工工件圖

6、樣,了解該工件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、材料、熱處理要求，主要表面的加工精度、表面粗糙度及其它技術(shù)要求。</p><p>　　2、熟悉工藝文件，明確以下內(nèi)容：</p><p>　　（1）毛坯的種類、形狀、加工余量及其精度。</p><p>　?。?）工件的加工工藝過程、工序圖、本工序所處的地位，本工序前已加工表面的精度及表面粗糙度，基準(zhǔn)面的狀況。</p>&l

7、t;p>　?。?）本工序所使用的機(jī)床、刀具及其它輔具的規(guī)格。</p><p>　　（4）本工序所采用的切削量。</p><p>　?。ǘM訂夾具的結(jié)構(gòu)方案，擬訂夾具的結(jié)構(gòu)方案包括以下幾個(gè)內(nèi)容</p><p>　　1）確定夾具的類型，各類機(jī)床夾具均有多種不同的類型、鉆床夾具有固定式、翻轉(zhuǎn)式、蓋板式和滑板式等，應(yīng)根據(jù)工件的型狀、尺寸、加工要求及重量確定為回轉(zhuǎn)式。

8、</p><p>　　2）確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置，根據(jù)六點(diǎn)定位原則，通過分析工序圖確定工件以圓柱孔定位，定位元件為定位心軸。</p><p>　　3）確定工件的夾緊方式，設(shè)計(jì)夾緊裝置，常用的夾緊機(jī)構(gòu)有斜楔夾緊、螺旋夾緊、偏心夾緊、鉸鏈夾緊等。根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)，加工方法其因素確定為螺旋夾緊。</p><p>　　4）確定引導(dǎo)元件（鉆套的類型及結(jié)構(gòu)尺寸）：鉆套的

9、類型有固定式鉆套、可換式鉆套、快換式鉆套、特殊式鉆套，根據(jù)工件加工量確定為可換式鉆套。</p><p>　　5）夾具精度分析與計(jì)算</p><p><b>　　6）繪制夾具總圖</b></p><p><b>　　3、主要工作程序</b></p><p>　　1)零件本工序的加工要求分析</p

10、><p><b>　　2)確定夾具類型</b></p><p>　　3)擬定定位方案和選擇定位元件</p><p><b>　　4)確定夾緊方案</b></p><p>　　5)確定引導(dǎo)元件(鉆套的類型及結(jié)構(gòu)尺寸)</p><p>　　6)夾具精度分析與計(jì)算</p>

11、<p><b>　　7)繪制夾具總圖</b></p><p>　　8)繪制夾具零件圖樣</p><p><b>　　9）編寫設(shè)計(jì)說明書</b></p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1 工件的加工工藝性分析</p><

12、;p>　　因采用搖臂鉆床，待加工孔處于水平位置。若設(shè)平行于待加工孔的面分別為頂面和底面，則使多孔那面為底面，即定位基準(zhǔn)面。以基準(zhǔn)面上的直徑為φ7的兩孔以及基準(zhǔn)面定位。</p><p>　　鉆模板應(yīng)垂直與定位基準(zhǔn)面，鉆套中心線與待加工孔中心線同軸。夾緊件由工件頂面向定位基準(zhǔn)面夾緊。采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。</p><p>　　2 定位元件的選擇與設(shè)計(jì)</p><p>

13、;　　2.1 定位元件的選擇</p><p>　　工件在夾具中位置的確定，主要是通過各種類型的定位元件實(shí)現(xiàn)的。在機(jī)械加工中，雖然被加工工件的種類繁多和形狀各異，但從它們的基本結(jié)構(gòu)來看，不外乎是由平面、圓柱面、圓錐面及各種成形面所組成。工件在夾具中定位時(shí)，可根據(jù)各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工序加工精度要求，選擇其上的平面、圓柱面，圓錐面或它們之間的組合表面作為定位基準(zhǔn)。為此，在夾具設(shè)計(jì)中可根據(jù)需要選用各類型的定位元件。<

14、;/p><p>　　在夾具設(shè)計(jì)中常用于圓孔表面的定位元件有定位銷、剛性心軸和錐度心軸等。工件以圓孔表面定位時(shí)使用定位銷定位；套類零件，為了簡(jiǎn)化定心裝置，常常采用剛性心軸作為定位元件；為消除工件與心軸的配合間隙，提高定心定位精度，在夾具設(shè)計(jì)中還可選用小錐度心軸。在此次設(shè)計(jì)中，根據(jù)箱體蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用六點(diǎn)支承定位。</p><p>　　在夾具中，工件以圓孔表面定位時(shí)使用的定位銷一般有固定式和可換式

15、兩種。在大批量生產(chǎn)中，由于定位銷磨損較快，為保證工序加工精度需定期維修更換，此時(shí)常采用便于更換的可換式定位銷。</p><p>　　圖2所示為常用的固定式定位銷的典型結(jié)構(gòu)。當(dāng)被定位工件的圓孔尺寸較小時(shí)，可選圖2中(a)所示的定位銷結(jié)構(gòu)。這種帶有小凸肩的定位銷結(jié)構(gòu)，與夾具體連接時(shí)穩(wěn)定牢靠。當(dāng)被定位工件的圓孔尺寸較大時(shí)，選用圖2中(b)所示的結(jié)構(gòu)即可。若被定位工件同時(shí)以其上的圓柱孔和端面組合定位時(shí)，還可選用帶有支撐墊

16、圈的定位銷結(jié)構(gòu)。支撐墊圈與定位銷可做成整體式的，也可做成組合式的。為保證定位銷在夾具上的位置精度，一般與夾具的連接采用過盈配合。</p><p>　　可換式定位銷如圖3所示，為了便于定期更換，在定位銷與夾具體之間裝有襯套，定位銷與襯套內(nèi)徑的的配合采用間隙配合，而襯套與夾具體則采用過度配合。由于這種定位銷與襯套之間存在裝配間隙，故其位置精度較固定式定位銷低。</p><p>　　為了便于工件

17、的順利裝入，上述定位銷的定位端頭部均加工成的大倒角。各種類型定位銷對(duì)工件圓孔定位時(shí)限制的自由度，應(yīng)視其與工件定位孔的接觸長度而定，一般選用長定位銷時(shí)限制四個(gè)自由度，短定位銷時(shí)則限制兩個(gè)自由度。若采用削邊銷，則分別限制兩個(gè)或一個(gè)自由度。當(dāng)采用圖 所示的錐面定位銷定位時(shí)，則相當(dāng)于三個(gè)支撐點(diǎn)，限制三個(gè)自由度。</p><p><b>　　圖2 固定式定位銷</b></p><

18、p>　　圖3 可換式定位銷及錐面定位銷</p><p>　　在固定式和可換式中，為適應(yīng)以工件上的兩孔一起定位的需要，應(yīng)在兩個(gè)定位銷中采用一個(gè)削邊定位銷。直徑為3~50mm的削邊定位銷都做成菱形。</p><p>　　2.2 定位誤差的分析</p><p>　　夾具的作用首先是要保證工序加工精度，在設(shè)計(jì)夾具選擇和確定工件的定位方案時(shí)，根據(jù)工件定位原理選用相應(yīng)的

19、定位元件外，還必須對(duì)選定的工件定位方案能否滿足工序加工精度要求作出判斷。為此，就需對(duì)可能產(chǎn)生的定位誤差進(jìn)行分析和計(jì)算。</p><p>　　定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而造成某一工序在工序尺寸（通常指加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。對(duì)某一定位方案，經(jīng)分析計(jì)算其可能產(chǎn)生的定位誤差，只要小于工件有關(guān)尺寸或位置公差的~，一般即認(rèn)為此定位方案能滿足該工序的加工精度要求。</p><

20、p>　　工件在夾具中的位置是由定位元件確定的，當(dāng)工件上的定位表面一旦與夾具上的定位元件相接觸或相配合，作為一個(gè)整體的工件的位置也就確定了。但對(duì)于一批工件來說，由于在各個(gè)工件的有關(guān)表面之間，彼此在尺寸及位置上均有著在公差范圍內(nèi)的差異，夾具定位元件本身和各定位元件之間也具有一定的尺寸和位置公差。這樣一來，工件雖已定位，但每個(gè)被定位工件的某些具體表面都會(huì)有自己的位置變動(dòng)量，從而造成在工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。</p>

21、<p>　　由此可知，定位誤差是指工件在用調(diào)整法加工時(shí)，僅僅由于定位不準(zhǔn)而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動(dòng)范圍。即定位誤差主要是由基準(zhǔn)位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差兩項(xiàng)組成。</p><p>　　根據(jù)定位誤差的上述定義，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，對(duì)任何一個(gè)定位方案，可通過一批工件定位時(shí)的兩個(gè)極端位置，直接計(jì)算出工序基準(zhǔn)的最大變動(dòng)范圍，即為該定位方案的定位誤差。</p><p>　　在機(jī)械加

22、工中，有很多工件是以多個(gè)表面作為定位基準(zhǔn)，在夾具中實(shí)現(xiàn)表面組合定位的。</p><p>　　采用表面組合定位時(shí)，由于各個(gè)定位基準(zhǔn)面之間存在著位置偏差，故在定位誤差的分析和計(jì)算時(shí)也必須加以考慮。為了便于分析和計(jì)算，通常把限制不定度最多的主要定位表面成為第一定位基準(zhǔn)，然后再依次劃分為第二、第三定位基準(zhǔn)。一般來說，采用多個(gè)表面組合定位的工件，其第一定位基準(zhǔn)的位置誤差最小，第二定位基準(zhǔn)次之，而第三定位基準(zhǔn)的位置誤差最大。

23、</p><p>　　2.3 定位誤差的計(jì)算</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中采用一面兩孔組合定位。</p><p>　　采用工件上一面兩孔組合定位時(shí)，根據(jù)工序加工要求可能采用平面為第一定位基準(zhǔn)，也可能采用其中某一個(gè)內(nèi)孔為第一定位基準(zhǔn)。圖4所示為一長方體工件及其在一面兩銷上的定位情況，因系采用短定位銷，故工件底面1為第一定位基準(zhǔn)，工件上的內(nèi)孔及分別為第二和第三定位

24、基準(zhǔn)。</p><p>　　一批工件在夾具中定位時(shí)，工件上作為第一基準(zhǔn)的底面1沒有基準(zhǔn)位置誤差。由于定位孔較淺，其內(nèi)孔中心線由于內(nèi)孔與地面垂直度誤差而引起的基準(zhǔn)位置誤差也可忽略不計(jì)。但作為第二、第三定位基準(zhǔn)的、，由于與定位銷的配合間隙及兩孔、兩銷中心距誤差引起的基準(zhǔn)位置誤差必須考慮。</p><p>　　圖4長方體工件在夾具中一面兩銷上的定位</p><p>　　根

25、據(jù)上述，確定本次夾具設(shè)計(jì)采用底面為第一基準(zhǔn)面，兩孔分別為第二和第三基準(zhǔn)面。兩定位銷的尺寸及定位誤差的計(jì)算如下：</p><p>　　圖5 一面兩孔式，第二、第三定位基準(zhǔn)的位置和角度誤差</p><p><b>　　根據(jù)圖4有：</b></p><p>　　1) 兩定位銷中心距 </p><p><b>　　

26、==86</b></p><p>　　式中 ——工件兩定位孔的中心距</p><p>　　2) 兩定位銷中心距的公差 </p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　式中 ——工件兩定位孔的中心距公差</p><p><b>　　中心距公差 <

27、;/b></p><p><b>　　則兩定位銷中心 </b></p><p>　　3) 圓柱銷直徑的公稱值　</p><p><b>　　=7</b></p><p>　　式中 ——與圓柱銷相配合的工件定位孔的最小直徑(mm)</p><p><b>　

28、　公差選?。?lt;/b></p><p>　　4) 菱形銷寬度　　 表1 及的推薦值(mm)</p><p>　　=7，因此得：=3, =1</p><p><b>　　5) 補(bǔ)償距離　　</b></p><p>　　(mm) (2-2)</p>

29、<p>　　式中 ——夾具圓柱銷與其相配合的工件定位孔間的最小間隙(mm)</p><p>　　圓柱銷的尺寸為，根據(jù)GB1801——79知該即尺寸為φ7-0.006 -0.0017。</p><p>　　由此可得 (mm)</p><p>　　則 (mm)</p><p>　　

30、6) 菱形銷圓弧部分與其相配合的工件定位孔間的最小間隙　　</p><p><b>　　(mm)</b></p><p>　　式中 ——與菱形銷相配合的工件定位孔的最小直徑(mm)</p><p>　　7) 菱形銷最大直徑　　</p><p><b>　　(mm)</b></p>&

31、lt;p><b>　　公差選取h5</b></p><p>　　8) 兩定位銷所產(chǎn)生的最大角度定位誤差　　</p><p>　　式中 ——夾具圓柱銷與其配合的工件定位孔間的最大間隙；</p><p>　　——夾具菱形削與其配合的工件定位孔間的最大間隙應(yīng)保證；</p><p>　　則　　

32、 </p><p>　　由于待加工孔未對(duì)其形位公差，因此允許些許偏差。</p><p>　　3 在夾具中的夾緊</p><p>　　工件在夾具中的裝夾是由定位和夾緊這兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的。僅僅定位好，在大多數(shù)場(chǎng)合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件實(shí)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。</p&

33、gt;<p>　　夾緊裝置的基本任務(wù)就是保持工件在定位中所獲得的既定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和振動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確位置。</p><p>　　3.1 夾緊裝置的組成</p><p>　　一般夾緊裝置由下面兩個(gè)基本部分組成。</p><p>

34、<b>　　1) 動(dòng)力源</b></p><p>　　即產(chǎn)生原始作用力的部分。如果用人的體力對(duì)工件進(jìn)行夾緊，稱為手動(dòng)夾緊；如果用氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)合、電動(dòng)以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)等動(dòng)力裝置來代替人力進(jìn)行夾緊，則稱為機(jī)動(dòng)夾緊。</p><p><b>　　2) 夾緊機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊

35、力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。它包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。中間遞力機(jī)構(gòu)把來自人力或動(dòng)力裝置的力傳遞給夾緊元件，再由夾緊元件直接與工件接觸，最終完成夾緊任務(wù)。</p><p>　　根據(jù)動(dòng)力源的不同和工件夾緊的實(shí)際需要，一般中間遞力機(jī)構(gòu)在傳遞夾緊力的過程中，可以起到以下作用：</p><p>　　a 改變作用力的方向；</p><p>　　b 改變作用力的大小；</

36、p><p>　　c 具有一定的自鎖性能，以保證夾緊可靠，在手動(dòng)夾緊時(shí)尤為重要。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用手動(dòng)夾緊方式。</p><p>　　3.2 夾緊力的確定</p><p><b>　　1) 夾緊力的方向</b></p><p>　　夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面。為使夾緊力有助于定位，則

37、工件應(yīng)緊靠支撐點(diǎn)，并保證各個(gè)定位基準(zhǔn)與定位元件接觸可靠。一般地講，工件的主要定位基準(zhǔn)面其面積較大、精度較高，限制的不定度多，夾緊力垂直作用于此面上，有利于保證工件的加工質(zhì)量。</p><p>　　夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力。圖6所示為工件安裝時(shí)的重力、切削力和夾緊力之間的相互關(guān)系。其中圖(a)最好，圖(d)最差。</p><p>　　圖6 夾緊力與切削力、重力的關(guān)系</p>

38、<p>　　圖（a） </p><p>　　圖（b） </p><p>　　圖（c） </p><p>　　圖（d） </p><p>　　圖（e） </p><p>　　下面分析三力互相垂直的情況下，切削力與夾緊力間的比例關(guān)系。。&l

39、t;/p><p>　　當(dāng)重量G很小而可以忽略不計(jì)時(shí)，只考慮夾緊力W與切削力的平衡，按靜力平衡條件</p><p>　　=W+W (2-3)</p><p><b>　　(2-4)</b></p><p>　　式中 ——工件的定位基準(zhǔn)與夾具定位元件工作表面間的摩擦系數(shù)，＝0.

40、15～0.25;</p><p>　　——工件的夾壓表面與夾緊元件間的摩擦系數(shù)，＝0.15～0.25;</p><p><b>　　因此</b></p><p>　　(2-5) </p><p>　　可見在依靠摩擦力克服切削力的情況下，所需要的夾緊力是很大的。</p>

41、<p>　　在夾緊力工件時(shí)各種不同接觸面之間的摩擦系數(shù)可見表。</p><p>　　表2各種不同接觸表面之間的摩擦系數(shù)</p><p>　　為了減小夾緊力，可以在正對(duì)切削力F的作用方向，設(shè)置一支承元件。這種支承不用作定位，而是用來防止工件在加工中移動(dòng)。</p><p>　　在鉆床上對(duì)工件鉆孔時(shí)，為了減小夾緊力，應(yīng)力求使主要定位基準(zhǔn)面處于水平位置，使夾緊力

42、、重力和切削力同向，都垂直作用在主要定位基準(zhǔn)面上。 </p><p>　　2) 夾緊力的作用點(diǎn)</p><p>　　夾緊力的作用點(diǎn)是指夾緊元件與工件相接觸的一小塊面積。選擇作用點(diǎn)的問題是在夾緊力方向已定的情況下才提出來的。選擇夾緊力作用點(diǎn)位置和數(shù)目時(shí)，應(yīng)考慮工件定位可靠，防止夾緊變形，確保工序的加工精度。</p><p>　　a 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)能保持工件定位穩(wěn)定，

43、而不致引起工件發(fā)生位移和偏轉(zhuǎn)。</p><p>　　當(dāng)夾緊力雖然朝向主要定位基面，但作用點(diǎn)卻在支承范圍以外時(shí)，夾緊力與支反力構(gòu)成力矩，夾緊時(shí)工件將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使定位基面與支承元件脫離，以至破壞原有定位。應(yīng)使夾緊力作用在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。</p><p>　　b 夾緊力的作用點(diǎn)，應(yīng)使被夾緊工件的夾緊變形盡可能小。</p><p>　　對(duì)于箱體、殼體、桿叉類工件，要特別注意選擇

44、力的作用點(diǎn)問題。</p><p>　　在使用夾具時(shí)，為盡量減少工件的夾緊變形，可采用增大工件受力面積的措施。采用具有較大弧面的夾爪來防止薄壁套筒變形；可在壓板下增加墊圈，使夾緊力均勻地作用在薄壁</p><p>　　夾緊力的大小必須適當(dāng)。當(dāng)夾緊力過小，工件可能在加工過程中移動(dòng)而破壞定位，不僅影響質(zhì)量，還能造成事故；夾緊力過大，不但會(huì)使工件和夾具產(chǎn)生變形，對(duì)加工質(zhì)量不利，而且造成人力、物力的

45、浪費(fèi)。</p><p>　　計(jì)算夾緊力，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)以簡(jiǎn)化計(jì)算。然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，高速運(yùn)動(dòng)的工件還應(yīng)考慮慣性力等）后處于靜力平衡條件，計(jì)算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為實(shí)際所需的夾緊力，即</p><p>　　(1) </p><p>　　式中 ——實(shí)際所需要的夾緊

46、力 (N)；</p><p>　　——按力平衡條件計(jì)算之夾緊力 (N)；</p><p>　　——安全系數(shù)，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，一般取＝1.5～3。</p><p>　　用于粗加工時(shí)，?。?.5～3；用于精加工時(shí)，取＝1.5～2。</p><p>　　夾緊工件所需夾緊力的大小，除與切削力的大小有關(guān)外，還與切削力對(duì)定位支撐的作用方向有關(guān)。</p

47、><p>　　3.3 夾緊機(jī)構(gòu)的選擇及設(shè)計(jì)</p><p>　　從前面提到的夾緊裝置組成中可以看出，不論采用何種力源（手動(dòng)或機(jī)動(dòng)）形式，一切外加的作用力要轉(zhuǎn)化為夾緊力均需通過夾緊機(jī)構(gòu)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊裝置中的一個(gè)很重要的組成部分。</p><p>　　夾緊機(jī)構(gòu)可分為斜楔夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、偏心夾緊機(jī)構(gòu)、定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)等。斜楔夾緊機(jī)構(gòu)中最基本的形式之一，螺旋夾

48、緊機(jī)構(gòu) 、偏心夾緊機(jī)構(gòu)及定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)等都是斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的變型。</p><p>　　斜楔夾緊機(jī)構(gòu)主要是利用其斜楔面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的，亦即一般所謂的楔緊作用。斜楔的斜度一般為1:10，其斜度的大小主要是根據(jù)滿足斜楔的自鎖條件來確定。</p><p>　　一般對(duì)夾具的夾緊機(jī)構(gòu)，都要求具有自鎖性能。所謂自鎖，也就是當(dāng)外加的作用力Q一旦消失或撤除后，夾緊機(jī)構(gòu)在純摩擦力的作用下，仍

49、應(yīng)保持其處于夾緊狀態(tài)而不松開。</p><p>　　螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把斜楔繞在圓柱體上因它的夾緊作用原理與斜楔時(shí)一樣的。不過這里是通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體上的斜楔高度發(fā)生變化來夾緊工件的。本次工件夾緊便采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)．</p><p>　　4 導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)</p><p>　　導(dǎo)向元件主要使用來確定刀具與工件的相對(duì)位置，加工時(shí)起刀正確引

50、導(dǎo)刀具的作用。另外，它還可作定位元件使用。這類元件包括各種鉆模板、鉆套、鉸套和導(dǎo)向支承等。</p><p>　　4.1 鉆模板的類型與選擇</p><p>　　鉆模板是組裝鉆床夾具不可缺少的重要元件，鉆床夾具在組合夾具中所占數(shù)量最多，因此鉆模板的結(jié)構(gòu)形式有22類，尺寸規(guī)格有92種之多。在組裝鉆床夾具時(shí)，要根據(jù)孔的直徑和位置來選擇相應(yīng)孔徑和外形尺寸的鉆模板。鉆模板孔徑大小要與標(biāo)準(zhǔn)的鉆套外徑

51、一致，因此鉆模板孔徑大小與被加工孔徑大小有關(guān)。按鉆模板底面分，有帶定位槽和不帶定位槽的兩種。前者可利用定位鍵直接在支承元件導(dǎo)向，以調(diào)整其適宜位置，而后者則需與專用的導(dǎo)向支承元件相配合使用。</p><p>　　大多數(shù)鉆模板的鉆套定位孔偏于一端，組裝成懸臂式鉆模。這種鉆模多用于較小孔徑的加工。對(duì)于定位孔在中間的叫中孔鉆模板，它適用于鉆削大孔用，或用支撐元件組裝成橋式鉆模夾具以增加其剛性。</p>&l

52、t;p>　　立式鉆模板適用于加工孔間距小的工件，由于鉆模厚度加大，使其剛度增強(qiáng)，可使鉆模板增大其懸伸長度，或使相鄰鉆模板之間相互靠近。</p><p>　　4.2 鉆套的選擇與設(shè)計(jì)</p><p>　　夾具在機(jī)床上安裝完畢，在進(jìn)行加工之前，尚需進(jìn)行夾具的對(duì)刀，使刀具相對(duì)夾具定位元件處于正確位置。</p><p>　　在鉆床夾具中，通常用鉆套實(shí)現(xiàn)刀具的對(duì)準(zhǔn)，如

53、圖7所示，加工中只要鉆頭對(duì)準(zhǔn)鉆套，所鉆孔的位置就能達(dá)到工序要求。當(dāng)然，鉆套和鏜套還有增強(qiáng)刀具剛度的作用。</p><p><b>　　圖7鉆套對(duì)刀</b></p><p>　　1-定位元件；2-工件；3-鉆模板；4-固定襯套；5-快換鉆套</p><p>　　1) 鉆套的四種形式</p><p><b>　　a

54、 固定鉆套</b></p><p>　　圖8(a)為固定鉆套的兩種結(jié)構(gòu)，A型為無肩的，B型為帶肩的。帶肩的主要用于鉆模板較薄時(shí)，用以保持鉆套必要的導(dǎo)引長度。鉆套外圓以或配合直接壓入夾具體或鉆模板孔中。這種鉆套的缺點(diǎn)是磨損后不易更換，因此主要用于中小批生產(chǎn)用的鉆床夾具上或用來加工孔距小和孔距精度要求較高的孔。為防止切屑進(jìn)入鉆套內(nèi)，鉆套的上下端應(yīng)以突出鉆模板為宜，一般不能低于鉆模板。</p>

55、<p><b>　　b可換鉆套</b></p><p>　　可換鉆套的實(shí)際功用仍和固定鉆套一樣，可供鉆、擴(kuò)、鉸孔工序使用，在批量較大時(shí)，磨損后可迅速更換。可換鉆套的結(jié)構(gòu)如圖8(b)所示，它的凸緣銑有臺(tái)肩，防轉(zhuǎn)螺釘?shù)念^部與此臺(tái)肩有一定間隙以防止可換鉆套轉(zhuǎn)動(dòng)。擰去螺釘便可取出可換鉆套。為了避免鉆模板的磨損，鉆套不直接壓配在夾具體或鉆模板上，而是以或的配合裝進(jìn)襯套的內(nèi)孔中，并用防轉(zhuǎn)螺釘

56、防止在加工過程中刀具、切屑與鉆套內(nèi)孔的摩擦力使鉆套產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，或推倒時(shí)隨刀具抬起。襯套外圓與夾具體或鉆模板的配合采用或。</p><p><b>　　c 快換鉆套</b></p><p>　　快換鉆套是供一個(gè)孔須經(jīng)多個(gè)加工工步（如鉆、擴(kuò)、鉸、锪孔和攻絲等）所用的。由于在加工過程中，需依次更換、取出鉆套，以適應(yīng)不同加工刀具的需要，所以采用快換鉆套。圖8（c）是標(biāo)準(zhǔn)快換鉆套

57、結(jié)構(gòu)。它除在其凸緣銑有臺(tái)肩以供防轉(zhuǎn)螺釘壓住外，同時(shí)還銑出一削邊平面。當(dāng)此削邊平面轉(zhuǎn)至鉆套螺釘位置時(shí)，便可向上快速取出鉆套。為防止直接磨損鉆模板或夾具體，也必須配有襯套。</p><p><b>　　圖8 各類鉆套</b></p><p>　　1-可換鉆套；2-襯套；3-防轉(zhuǎn)螺釘</p><p><b>　　d 特殊鉆套</b&g

58、t;</p><p>　　特殊鉆套是根據(jù)具體加工情況自行設(shè)計(jì)的，以補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)鉆套性能的不足,在本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)加工情況選擇長型快換鉆套。</p><p>　　2) 鉆套導(dǎo)引孔尺寸和公差的確定</p><p>　　根據(jù)待加工孔的尺寸d＝4.5mm，選擇快換鉆套的尺寸。</p><p><b>　　長型快換鉆套</b><

59、/p><p>　　技術(shù)條件：a 材料：d＜26mmT10A；d＞26mm 20；</p><p>　　b 熱處理： T10A HRC58～64；20滲碳深度0.8～1.2mm；HRC58～64[5]。</p><p>　　3) 鉆套高度和鉆套與工件距離</p><p><b>　　a 鉆套高度</b></p>

60、<p>　　鉆套高度由孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具耐用度、工件表面形狀等因素決定。一般材料強(qiáng)度高，鉆頭剛度低（鉆頭懸伸長度直徑與直徑之比大于15）和在斜面上鉆孔時(shí)，采用長鉆套。</p><p>　　鉆一般的螺釘孔、銷子孔，工件孔距精度在0.25mm或是自由尺寸公差時(shí)，鉆套的高度取，鉆套內(nèi)徑采用基軸制F8的公差。</p><p>　　加工IT6、IT7級(jí)精度，孔徑在12m

61、m以上的孔或加工加工工件孔距精度要求在0.10～0.15mm時(shí)，鉆套的高度取。鉆套內(nèi)徑采用基軸制G7的公差。</p><p>　　加工IT7、IT8級(jí)精度的孔和孔距精度要求在0.06～0.10時(shí)，鉆套的高度取。</p><p>　　b 鉆套與工件表面的距離</p><p>　　鉆套與工件間留有一定的距離h，如表2-4的簡(jiǎn)圖。如果h太大，會(huì)增大鉆頭的傾斜量，使鉆套不能

62、很好的導(dǎo)向。h過小，切屑排出困難（特別使鋼件），不僅會(huì)增大工件加工表面的粗糙度，有時(shí)還可能將鉆頭折斷。</p><p><b>　　h值可按表5選取</b></p><p>　　材料越硬，則式中的系數(shù)應(yīng)取小值，鉆頭直徑越小，也即鉆頭剛性越差，式中的系數(shù)取最大值，以免切屑堵塞而使鉆頭折斷。</p><p>　　但是下面幾種特殊情況需另考慮：<

63、;/p><p>　　a 在斜面上鉆孔（或鉆斜孔）時(shí)，鉆頭最易引偏，為保證起鉆良好，h應(yīng)盡可能小一些（）。</p><p>　　b 孔的位置精度要求高時(shí)，可取h=0，以保證鉆套有較好的導(dǎo)引作用，而讓切屑從鉆頭的螺旋槽中排出。這樣，排屑條件反比只留很小h值的要好，但此時(shí)鉆套磨損嚴(yán)重。</p><p>　　c 鉆深孔（孔的長徑比）時(shí)，要求排屑暢快，可取h＝1.5d.</

64、p><p>　　此外，各種鉆套內(nèi)孔合外圓的同軸度不應(yīng)大于0.005mm。</p><p>　　因此鉆套與工件表面的距離h取h＝1.5d。</p><p><b>　　5 夾具體的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　夾具體一般是夾具上最大和最復(fù)雜的基礎(chǔ)元件。在夾具體上，要安放組成該夾具所需要的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置，并且還要考慮

65、便于裝卸工件以及在機(jī)床上的固定。因此夾具體的形狀和尺寸應(yīng)滿足一定要求，它主要取決于工件的外廓尺寸和各類元件與裝置的布置情況以及加工性質(zhì)等。所以在專用夾具中，夾具體的形狀和尺寸很多是非標(biāo)準(zhǔn)的。</p><p>　　夾具的制造屬單件生產(chǎn)性質(zhì)，為縮短設(shè)計(jì)和制造周期，減少設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用，所以夾具體設(shè)計(jì)一般不作復(fù)雜計(jì)算。通常都是參照類似的夾具結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗(yàn)類比法估計(jì)確定。實(shí)際上在繪制夾具總圖時(shí)，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置、

66、對(duì)刀－導(dǎo)引元件以及其他輔助機(jī)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。</p><p>　　6 夾具在機(jī)床上的定位</p><p>　　1) 夾具在機(jī)床上定位的目的</p><p>　　為了保證工件的尺寸精度和位置精度，工藝系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)之間必須具有正確的幾何關(guān)系[13]。一批工件通過其定位基準(zhǔn)面和夾具定位表面的接觸或配合，占有一致的、確定的位置，這是滿

67、足上述要求的一個(gè)方面。夾具的定位表面相對(duì)于機(jī)床工作臺(tái)和導(dǎo)軌或主軸軸線具有正確的位置關(guān)系，是滿足上述要求另一個(gè)極為重要的方面。只有滿足這兩方面的要求，才能使夾具定位表面以及工件加工表面相對(duì)刀具及切削成型運(yùn)動(dòng)處于理想位置。</p><p>　　夾具在機(jī)床上的定位，其本質(zhì)是夾具定位元件對(duì)刀具切削成型運(yùn)動(dòng)的定位。為此，就要解決好夾具與機(jī)床連接與配合問題以及正確規(guī)定定位元件定位面對(duì)夾具安裝面的位置要求。</p>

68、<p>　　2) 夾具在機(jī)床上的定位方式</p><p>　　夾具通過連接元件實(shí)現(xiàn)其在機(jī)床上的定位，根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)與加工特點(diǎn)，夾具在機(jī)床上的連接定位通常有兩種方式：夾具連接定位在機(jī)床的工作臺(tái)面上（如銑、刨、鏜、鉆床及平面磨床等）及夾具連接定位在機(jī)床的主軸上（如車床，內(nèi)、外圓磨床等）。</p><p>　　夾具在工作臺(tái)面上的連接定位</p><p>　　

69、夾具在工作臺(tái)面上是用夾具安裝面及定向鍵定位的。為了保證夾具安裝面與工作臺(tái)面有良好的接觸，夾具安裝面的結(jié)構(gòu)形式及加工精度都應(yīng)有一定的要求。 除夾具安裝面之外，一般還通過兩個(gè)定向鍵或定位銷與工作臺(tái)上的T型槽相配合，以限制夾具在定位時(shí)所應(yīng)限制的不定度，并承受部分切削力矩，增強(qiáng)夾具在工作過程中的穩(wěn)定性。</p><p>　　圖10（a）是定向鍵的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，圖10（b）為定向鍵相配合零件的尺寸。</p>&l

70、t;p>　　圖10標(biāo)準(zhǔn)定向鍵結(jié)構(gòu)</p><p>　　在小型夾具中，為了制造簡(jiǎn)便，可用圓柱定位銷代替定向鍵。圖2-15為圓柱銷直接裝配在夾具體的圓孔中（過盈配合）。其螺紋孔是供取出定位銷用的。</p><p>　　為了提高定向精度，定向鍵與T型槽應(yīng)有良好的配合（一般采用,） ,必要時(shí)定向鍵寬度可按機(jī)床工作臺(tái)T型槽配作。兩定向鍵之間的距離在夾具底座的允許范圍內(nèi)盡可能遠(yuǎn)些。另外在夾具安裝

71、時(shí)應(yīng)對(duì)T型槽精度進(jìn)行檢測(cè)，選擇精度高的使用（一般工作臺(tái)中間處T型槽精度較高），或使定向鍵靠向T型槽的一側(cè)，以減少間隙造成的誤差。定向鍵的材料常用45鋼，淬火HRC40～45。</p><p>　　3) 夾具在機(jī)床上的定位誤差</p><p>　　夾具安裝在機(jī)床上時(shí)，由于夾具定位元件對(duì)夾具體安裝幾面存在位置誤差，夾具安裝面本身有制造誤差，家具安裝面與機(jī)床裝卡面有連接誤差，這就使夾具定位元件相

72、對(duì)機(jī)床裝卡面 存在位置誤差。為提高工件在夾具中加工時(shí)的加工精度，必須研究各類夾具定位誤差的計(jì)算方法及減少這些誤差的措施。</p><p>　　為減小夾具在機(jī)床上的定位誤差，設(shè)計(jì)夾具時(shí)，定位元件定位面對(duì)夾具在機(jī)床上的安裝面的位置要求，應(yīng)在夾具裝配圖上標(biāo)出，作為夾具驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)之一。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)

73、過這次曲軸箱蓋鉆孔夾具課程設(shè)計(jì)，對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具有一定的了解，同時(shí)對(duì)《制造技術(shù)基礎(chǔ)》和《機(jī)械制圖》中的部分知識(shí)有所復(fù)習(xí)，結(jié)合實(shí)際畫圖，對(duì)我們掌握CAD和PROE的能力有所鞏固。此課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的絕大多數(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的，這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。</p><p>　　此次課程設(shè)計(jì)對(duì)給定的零件工序圖分析進(jìn)行分析并

74、設(shè)計(jì)加工所用夾具，其中考察了定位基準(zhǔn)的選擇，零件表面加工方法的選擇，定位元件的選擇，夾緊機(jī)構(gòu)的選擇，切削力、夾緊力的計(jì)算，對(duì)刀元件或者引導(dǎo)元件的選擇，夾具的總體設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)，利用兩周的時(shí)間進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，有助于今后工作。本次課程設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)了解決機(jī)械加工中分析設(shè)計(jì)夾具的能力，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力，同時(shí)還具備了識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫技術(shù)文件等基本技能。</p>

75、<p>　　整體來說，在此次設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)到了很多以前沒有用心學(xué)過的知識(shí)，同時(shí)也有對(duì)課外知識(shí)的自主學(xué)習(xí)，因此在設(shè)計(jì)中鞏固和學(xué)習(xí)了一部分知識(shí)，對(duì)以后我們的實(shí)際工作都有很現(xiàn)實(shí)的意義。</p><p>　　因?yàn)榇舜问鞘状芜M(jìn)行有關(guān)制造設(shè)計(jì)夾具的課程設(shè)計(jì)，對(duì)中間所需要的知識(shí)掌握不夠牢固，同時(shí)缺少實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，因此設(shè)計(jì)中間難免會(huì)出現(xiàn)不合理和錯(cuò)誤的地方，但是這些不合理和錯(cuò)誤的地方將是我們?cè)谝院髮?shí)際工作值得借鑒的地方，因此