A2J-PK1121立式U钻专用机床夹具设计

A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计目录中文摘要、关键词1英文摘要、关键词2第1章绪论311机床夹具的发展概况312机床夹具的发展方向313夹具的特点414夹具的设计要点5第2章夹具的总体设计621设计任务622夹具的设计步骤723夹具的设计8第3章夹具的工作原理与结构设计931对定位元件的基本要求932定位方案的确定9321定位方案9322方案的比较以及选择1033一面两销方案元件的设计1034夹紧1335夹紧方案的选择14351钻削切削力14352实际所需夹紧力的计算16353夹紧方案18354方案比较19355夹紧力的计算19第4章夹具体及零件的设计2241夹具体的要求2242夹具体毛坯的类型2243零件的设计23第5章夹具误差的计算2951定位误差2952工件在夹具上加工的精度分析2953夹具误差的计算30结论33致谢34参考文献36A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计1A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计摘要在机械制造过程中夹具是用来将被加工的物体固定在固定空间内，使之占有正确的位置，使零件能够正确的加工。而本夹具适用于汽车前轴，保证其在钻床上能够准确定位、夹紧，实现在前轴两端上钻两个大小相同，相互对称的孔且能要保证孔的壁厚。本设计包括对夹具的定位、夹紧、夹具体等装置的设计。经过定位，夹紧方案的比较选择，确定采用一面两销的定位方案和绞链夹紧机构。最后通过计算定位误差、对刀误差等验算加工精度。该夹具不但专用性强，操作迅速方便，在批量较大的生产中可以获得较高的精度和生产效率，对工人的技术水平要求也相对较低，而且也考虑到灵活性一面，在操作方面获得大大改进，同时也可以随着工件的的改变而不断得到创新和改造。关键词夹具；定位装置；绞链夹紧机构A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计2THEFIXTUREDESIGNOFA2JPK1121VERTICALUSHAPEDDRILLINGMACHINEABSTRACTTHEFIXTUREISACONSTRUCTIONORTESTINGDEVICETHATISUSEDTOFIXTHEOBJECTINTHEPROCESSOFMECHANICALMANUFACTURINGPROCESSINGTOMAKEITATACORRECTPOSITIONTHISFIXTUREISSUITABLEFORAUTOMOBILEFRONTAXLETOENSURETHATITHASACCURATEPOSITIONINGANDCLAMPINGONTHEDRILLINGMACHINETODRILLTWOOFTHESAMEANDSYMMETRICALSIZEONBOTHENDSOFTHEFRONTAXLEANDMAKESUREEACHHOLESWALLTHICKNESSTHISDESIGNINCLUDINGTHEPOSITIONING,CLAMPING,CLAMPFIXTUREINASPECIFICDEVICEDESIGNAFTERLOCATINGANDCLAMPINGSCHEMECOMPARISONOPTIONS,IDETERMINEDTOUSEATWOPINPOSITIONINGSCHEMEANDHINGECLAMPINGMECHANISMFINALLYTHROUGHCALCULATINGPOSITIONINGERROR,THEERROROFKNIFESUCHAS,ICANCHECKTHEPROCESSINGACCURACYTHEFIXTURENOTONLYHASSTRONGSPECIFICITYANDCONVENIENTOPERATION,SOTHEPRODUCTISRELATIVELYSTABLEANDCANGETHIGHERPRECISIONANDPRODUCTIONEFFICIENCYANDTECHNOLOGYREQUIREMENTSFORWORKERSISRELATIVELYLOW,BUTALSOTAKEINTOACCOUNTTHEFLEXIBILITYTHEASPECTSOFOPERATIONISGREATLYIMPROVEDANDITCANCONTINUOUSLYINNOVATEANDREFORMWITHTHECHANGEOFOBJECTKEYWORDSFIXTURE；POSITIONINGDEVICE；HINGEFASTENINGDEVICEA2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计3第1章绪论11机床夹具的发展概况我国的机床夹具现状夹具是用来固定所要切削的对象，能让被加工的对象在特定的空间中固定在所需要的位置，使机床能够完成特定的任务。对于在国际方面的预计，其中的生产研究协会对机床夹具的各个方面进行了的统计，其中统计的结果为中批和小批的生产工件品种已能够占据所有工件种类总数的85左右。如今的企业，对于生产制造的产品需要不断的更新换代，制造出跟随时代的产品，否则将会被市场的竞争所打垮。然而，对于其中的一般企业还在使用着大量传统的专用夹具，对于其中的中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；而在另一方面，其中的多品种生产的企业中，就需要34年左右就要更新5080左右的专用夹具，其实夹具的实际磨损量才仅为1020左右，这就视为了市场的需要和竞争。也为了适应科学技术的快速发展，我们在短短几年内需更新大量的专用夹具，这样即提高了加工的成本，也造成了材料的浪费。面对上述情况所以，为了减少这种情况，我们可以采用数控机床的柔性化制造技术。机床夹具是在机械加工中使用的一种工艺装备，而它所具备的主要功能就是为了是实现对被加工零件的定位及其加紧，通过定位，能够使被加工零件在机床上占据一个正确的加工位置；通过夹紧，就能够克服在加工中产生的各种作用力，使这一正确的位置得到保证从而使加工过程得以顺利进行近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求1能迅速方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2能装夹一组具有相似性特征的工件；3能适用于精密加工的高精度机床夹具；4能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计46提高机床夹具的标准化程度。12机床夹具发展方向机床上面的夹具的发展，在近几年发展十分的迅速。其主要在体现在5个方面1精密化对于现代化的科技，德国的机械制作行业可以说是世界顶尖的技术。他们对于机械的精密程度，达到了一种很高的程度。就是因为它们的精密程度非常的高，是的机械行业处于领先地位。而对于机床上的夹具对精度的要求也不断的提高。2标准化在制作夹具方面需要考虑的内容有许多，其中对夹具规格的要求，进行了统一的标准，这样会使夹具的制造方面有极大的提高。也使夹具的使用更加的规格化3高效化夹具的制作是为了方便被加工零件的安装，在夹具的使用过程，对体力的要求会很高，为了减少劳动强度就需要对夹具的设计进行改造，减少工件加工的基本时间和辅助时间。对于其中的夹具主要就是用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000R/MIN的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。4模块化对于这种设计上体现在个中高端的机器上，然而对于模块化的制造在省时、节能，体现等方面上有很高的使用性，而为了使夹具在其中的方面打下基础，例如计算机辅助设计与组装，这就采用了CAD技术及可建立元件库、典型夹具库和用户使用档案库，这就可以对其进行改造，其中对于三维方面进行了夹具的三维实体组装。对于切削过程则进行仿真系统的运用，为用户提供正确、合理的配套方案，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。5柔性化其中对于机床和夹具的柔性化，当夹具面临的零件不同时，对家具的结构及使用又拥有不同的构造，所以夹具的设计需要更加合理、更加简单、更加容易操作，这就是在通过对各个方面的调整，使其更加的符合要求例如工序特征、生产批量、工件的A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计5形状和尺寸等几个因素。13夹具的特点1增加零件的生产效率采用更加有效的结构方式，根据工件生产批量的大小选用不一样的夹紧装置从而达到合理的要求，极高的缩短其余时间，来达到增加生产率的目的。2能够拥有更好的使用性能够完成工艺的前提下对夹具的结构设计最为简单，能够满足所有的要求例如零件的加工、夹具的拆卸、夹具的使用等等。3能够确保被加工零件的加工精度应具有更好的定位设计和合适的尺寸，并设计合适的夹具，从而得到标准的大小、技术要求及其零件误差，才能够确保夹具满足被加工零件的准确度的要求。4工艺性好当夹具面临的零件不同时，对家具的结构及使用又拥有不同的构造，所以夹具的设计需要更加合理、更加简单、更加容易操作。5具有经济性夹具在能够的到足够的标准的前提下，根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，如果其夹具的结构越简单的画，就会产生不同的经济效应，则其对应的元件的标准化程度就会越高，就会使其制造的成本变得越低和它的制造时间就会变短，这样的画就可以争取更高的经济价值，也因此提高了夹具的价值。14夹具的设计要点确定各表面加工方案，在选择各表面孔的加工方法时，需综合考虑以下因素1要考虑各表面的精度和质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。2根据生产类型来选择，在大批量生产中可使用专用的高效率的设备；在单件小批量生产中则使用常用设备和一般加工方法。3要考虑被加工材料的性质。A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计64要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有的加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。5此外，还要考虑一些其他因素，如加工表面的物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计7第2章夹具的总体设计21设计任务本设计的主要任务是设计一个钻床夹具，在零件两端上钻两个大小相同，相互对称的孔，为了使钻孔的位置精确，必须对零件进行固定定位，提高加工精度，使之满足使用要求。专用夹具设计，方便加工及装卸，节省时间，提高工作效率。被加工零件如图21。图21被加工零件及需要加工的孔被加工零件材料为，总长为1773MM，两工艺孔直径为205MM且两工艺孔CRMO40A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计8之间的距离为8301MM。在工件两端钻两个大小相同，相互对称的孔，孔的直径45MM，要加工的孔距离其所在圆柱右端母线距离为MM，其中心线与竖直线夹角1037为。71022夹具的设计步骤1调研分析对于生产纲领及其生产类型，并按照机械加工工艺方案分析，零件的标准程度和他的结构进行必要的调查，对被加工零件的各个图纸以及任务书进行全面的分析，以及需要的其他工艺装备情况分析，及定位元件的使用方法和成产进行调查。其次是研究设计任务书对被加工零件的要求，然后收集到能够使用的设计参考资料比如如机床的图册、机床的参数、典型的夹具设计手册、各类家具图册、夹具零部件的国际标准化等等，并向图书馆借阅一些有关于同类的夹具设计的设计图纸用来参考，从而提高夹具的质量。2夹具计划的确定以及绘制专用夹具的草搞图首先要确定被加工零件的定位方法，从定位的方法中得到如何来设计夹具。其次确定被加工零件的夹紧方法，并根据其夹紧的方式来设计其夹紧元件。在理想状态下设定出夹具与机床之间的联系，由此根据现实情况来设计基面同所要连接元件中进行确定对刀、引导方式和元件。再要清楚的知道其他装置结构形式，以及夹具在安装过程中处在机床的什么位置，并要知道夹具如何安装到机床上面。最后要知道夹具在各个零件或者部件之间的是什么关系。并要绘制出专用夹具的草图并在图上面标注尺寸公差和技术要求。3方案审查和改进意见因为被加工的零件的变准度不同时，如果被加工的零件精度要求是非常的高时，就有必要在此前提下对被加工零件的精度进行调查、计算以及分析。假如定位元件中有液压或其他动力装置的时候，以此为前提就需要对装置的夹紧力进行计算和分析。若是不止一个夹具设计的时候，可以按照其他方面进行对照例如经济、操作、实用等等，根据上述的几个方面来选择最好的一个。对于零部件的强度和刚度分析，这就需要对夹具更A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计9加专业的知识人员来对夹具的设计进行更好优化。4绘制夹具装配图在运用电脑或者手绘的时候，必须要按照现有的国家标准来进行绘制。其中要运用双点画线来绘制需要加工的零件使其于其他的装置能够更好的区别开，再次之后就需要绘制出定位机构、夹紧机构和其他的装置，而绘图的比例则需要采用11。并写上技术要求、必要的尺寸及其公差，最后要绘制出夹具的标题栏以及明细表。5绘制夹具零件图在绘制完装配图后，对于在设计的夹具中零件，如果有非国家标准的零件的，那么就都需要绘制出零件图并按照夹具装配图的要求对零件图来绘制。23夹具的设计钻床夹具装配图主视图，如图22。图22钻床夹具装配图的主视图A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计101夹具体2限位螺钉3夹紧装置4定位板5支座6夹具座该夹具采用一面两销进行定位。其中夹具体1采用装配夹具体，用以将该夹具上的各种装置和元件连接成一个整体。限位螺钉2起定位作用，用以保证其工件钻孔的厚度。夹紧装置3采用铰链压紧机构，且动力元件采用液压装置，减少工人劳动强度，提高钻床加工效率。站在用户立场上，从长远来看，分别设置定位块4、支座5、夹具座6用以保证以后所加工工件的中心距，高度，所钻孔的倾斜度，避免换一批工件就要重新设计夹具，为用户带来最大的利益。24机床刀具的选择在当今社会的发展中，U钻是最前端的一种切削刀具，在钻削方面具有很高的优势。在数控车床的刀具选择中常用的一种刀具是U钻。又称快速钻，结构中有双内冷油管。由于结构的设置，使其具有很好的排屑功能。A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计11本次设计的U钻钻的孔在汽车前轴其图为U钻的使用特点具有以下几个方面1由于U钻的结构特殊，在刀体的前半部分使用了可以更换的刀片。使U钻的适用范围变得更广，可以根据材料的不同选择不一样的刀片。2U钻的构造是使用两边的刀具，会使刀具与被加工零件之间的接触面积减小，加快了U钻的工作效率。根据经验的统计效率是普通麻花钻的23倍。3U钻使用了刀片，刀片有分为周边刀片、中心刀片。当刀片损坏后可以直接更换，不需要像普通刀具一样重磨。这样更加省材料，具有更高的经济价值。4因为结构的原因，这种刀具可以直接在工件上面加工，不用要中心钻来打孔。5与其他的钻头相比，使用U钻打出来的孔精度更好一些。其内置了冷却油管。同时U钻还可以修正要钻孔的精度。6由于使用的材料原因，使其具有很好的刚性，这样在加工的时候就可以采用更高的进给率。同时U钻能够钻直径很大的孔。U钻使用注意要点1U钻需要安装刀片，所以安装的时候就需要注意，刀片的位置。2U钻的中心高需要进行校正，其方法就是依据直径来限制中心高的范围。直径越A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计12小，中心高要求越高。3对于冷却液的要求非常的高，需要冷却液从中心喷出，同时需要更高的压力。4对于刀片需要经常检查、更换。A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计13第3章夹具的工作原理与结构设计31被加工的零件对于定位元件的要求1需要有很好的耐磨性当定位元件在工作中不停地被使用的时候，拆装被加工零件的过程会使夹具不断的被磨损就会导致工艺精度的降低，如果磨损到一定的程度就会使零件报废。为了确保夹具的使用时间，所以需要提高夹具的耐磨性使其有更长的使用时间。2需要有很高的精度因为精度是在很多方面都会产生影响，所以精度是保证零件能否使用的一个标准。当零件被加工的时候夹具对其定位就会产生很高的精度，所以需要夹具能够有很高的精度保证被加工零件的精度。3工艺性要足够的好当每个夹具大批量的生产和使用的时候。工人使用的劳动程度，就会取决于夹具的使用是否省力、操作难度、更换难度等。4要有很好的强度以及刚度在一个机器中其每个部件都会起到不同的作用。夹具最主要的作用是对零件的定位，与此同时它还起到辅助的作用例如支撑零件、承担夹紧力以及切削力等等。如果夹具想要能够完成上述的作用，就需要拥有很好的强度以及刚度。32定位方案的确定在选择定位的过程中，其方案的选择需要根据不同的的因素来得到的。其中影响最大的有被加工零件的形状、材料等，其次机器对零件的加工方法和加工要求也对定位方案的设计有极大的影响。同时定位方案的确定必须满足六点定位原则。321定位方案方案一如图31，采用短圆柱销大平面定位，其中短圆柱销限制工件的、两个自XZA2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计14由度。大平面限制、三个自由度，安置的位置为工件左端工艺孔处。在工件的ZXY两端设置活动V型块定位，用以限制一个自由度。圆柱销与右端V型块之间距离太远，Z为了保证零件的刚度，在工件右端工艺孔位置处设置辅助支撑。图31定位方案一方案二如图32，采用一面两销定位方案，其中一平面限制工件、三个自ZXY由度。用来限制、两个自由度的则是圆柱销。限制一个自由度则是菱形销。使用XYZ两销来对元件进行定位。由于工件所加工的孔有厚度要求，故在其左端设置一支撑钉用来限制一个自由度，使其能够保证其厚度要求。虽然工件的自由度被重复的限制，但YY其依然满足加工时候的要求，在没有产生有害的同时，反而能够增加工件对装夹刚度的定位，这种定位的方式则被称为可重复定位。不过在实际生产的过程中，这种可用重复定位被大量采用。在工件的右端设置辅助支撑，保证工件的刚度。图32一面两销定位图322方案的比较以及选择方案二采用一面两销定位，用菱形销代替了V型块实现对Z方向的旋转自由度的限制，简化了夹具的设计。方案一虽减少菱形销，但是在原菱形销的位置设置了辅助支撑，并没有简化夹具的设计而且V型块还需安装固定装置反而使夹具设计更加的复杂。在保证厚度尺寸上，第二种方案工序基准与定位基准重合，而且基准位移误差也为零，使工件的加工精度提高。其中菱形销也已标准化，通过查表选取，简化设计，对设计人员的技A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计15术水平要求降低。第一种方案定位基准和工序基准不重合，而且由于工件外圆存在误差，基准位移误差也不为零。综上所述，方案二更加的合理。33一面两销方案元件的设计定位运用的是一面两销，对于一面两销则需要去定位3个基准从而达到定位的效果，第一定位基准则是是平面，因为平面能够限制3个自由度其分别为工件的、三ZXY个自由度，在一面两销的定位中其支承板及支承钉是辅助的定位元件，起到帮助定位的作用；然后确定定位元件的第二定位基准为孔（工艺孔）的中心线，其限制工件的自由1度分别为、两个自由度，基准运用的定位元件是圆柱销；确定第三定位基准孔（工XY2艺孔）的中心线，其限制工件的一个自由度，使用的定位元件是短菱形销，以上述的Z3个基准从而实现了六点定位，如图32所示。1使用菱形销的目的上述使用了是一个菱形销，而想要全部都是用圆柱销来与工艺孔进行组合，那么跟着被加工零件上面的两个工艺孔之间的连线指向的自由度就反复复的定位，而这种定位则属于属于过定位。当被加工零件的工艺孔相离和菱形销相离，它们之间LDLD的公差之和就会比零件两定位孔和两定位销之间的间隙之和大的时候，这21,D21,D就会使一些零件不能够很好的拆卸。如果不想发生这种情况，想工件能够顺利拆装，则需要采取几种方法使圆柱销的直径变的更加小，然而这种措施能够使零件成功的拆装，但也会提高被加工工件的误差范围；使用去过边的销，需要沿着和两孔个工艺孔中心垂直的连线方向去掉边，而把这种情况就可以增加强度，这是就是把削边销变成菱形销，但是这种措施就增加两孔连心线方向的间隙，并没有增加零件的误差，使这种情况的定位准度得到了提高。毕业设计论文代做平台580毕业设计网是专业代做团队也有大量毕业设计成品提供参考WWWBYSJ580COMQQ34496499742菱形销（削边销）的设计计算计算是在没有存在任何干扰的情况下，所以需要去掉被干扰的那一些则出现的情况是A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计16（1工件孔距,销距,；LDGMINLDXMAMAX21IN2MI1,DD（2工件孔距,销距；GAXAX21IN2I1IN,DX按（2就能够计算出削边销的宽度如果定位孔1中心与销1之间的中心发生重BO1O合的话，那么它们之间的最小间隙是；MIN1X工艺孔2它的中心和销2中心发生重合，那么它们之间的最小间隙为O2，是图33在非常极限的状态下孔2它的最中心的地方。为了没有MAX2INMINDDX过定位的发生所以需要做到将被干扰的那些移除。图33两圆柱销限位时顺利装卸的条件由图33所示的几何关系222BCOACO其中MIN21DBACBLD1A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计17MIN2IMAX21XDDBOBCLDDLDDXB4222MINI2MIN整理并略去二次微量,，得2LDD2MIN31LDDXB2MIN2I削边销已标准化了，称为菱形销。其削边尺寸可查表31。A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计18表31菱形销尺寸D3668820202424303040BD05D1D2D3D4D51B123523456注为菱形销限位基面直径为削边后留下圆柱部分宽度为削边部分宽度。DB1B3“一面两销”所需要的数值。以上可以得到零件两孔相离，而它的直径是。LDG21,D（1）首先需要能够知道两个定位销之间的中心距。（2）其次也要能够知道圆柱销的直径，如果所需的要求非常的高的时候，就需要按照1D规定G6生产。（3）由查表31进行查表得到菱形销边的宽度B，。2D（4）最后需要计算菱形销直径。2D由以上的条件能够计算出定位孔2与定位销2之间的最小间隙MIN2X由31,求得（32）MIN2IN2DBXLDIN2IAX2XD求得MAX2D（33）76MAX2HDA2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计19定位精度要求比较高时，可按制造。7H4该工件的一面两销的设计步骤如下（1）首先必须要能够明确的知道两个定位销之间中心距。DL则两个定位销之间的中心距的基本尺寸应等于工件两定位孔的平均尺寸。因孔间距，故取销间距。MLD1830MLD2083（2）其次也要能够确定出圆柱销的直径。1圆柱销直径的基本尺寸应等于与之配合的工件孔的最小极限尺寸，其公差带一般去G6或H7。由上面的可以确定定位孔的直径为,由此能够推断出取圆柱销的直径6520H。65201GD（3）确定菱形销的尺寸。查表31，。BMB5（4）确定菱形销的直径。（34）LDDM210MIN2IN2BXD5901按公式（33）计算菱形销的最大直径MIN2IMAX2XDD9150A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计20确定菱形销的公差等级。菱形销直径的公差等级一般去IT6或IT7，故取6级精度。所以。MD59063234夹紧在定位方式确定以后，就需要选择合适的夹紧方法使其能够将工件的位置固定下来。而选择夹紧方案的原则方面就需要有以下三点；夹得稳、夹得牢、夹得快，以此为依据来选择夹紧机构，并且也需要明确的知道夹紧力的三要素；大小、方向和作用点。1工件对于夹紧装置的基本要求有（1）在工件被夹紧的过程中，无论怎么样都不能改变工件在上述已经定位之后在固定空间占据的正确地方。（2）当夹紧力的力度非常合适的时候，就需要能够做到对一部分工件的夹紧力能够保证在一定范围内。在这种情况下不仅需要确保工件能够在在所有的加工时候的所占据的地方保持不动，如果工件的振动微弱的时候，既要保证工件不发生非常大的变形也不能使它过于夹紧。因为夹紧力保持在一定范围内能够缩小误差的范围。（3）当辅助的机构非常的复杂的时候就需要和工件的要求相互对应。由此可以推断当生产的数量非常的多的时候，就可已根据生产要求得到的夹紧装置变得更加复杂，因此也会的得到生产效率更加好的机构。（4）对于夹紧装置的工艺需要更高的要求，操纵非常简单。而它的结构在满足设计要求的前提下越简单越好。2在夹紧装置发生作用的时候，而它能够起到的用处将会夹紧作用的效果会直接影响许多的问题，比如精度、粗糙度、效率等等一些问题。所以在迟早这些机构的时候需要按照以下要求来进行（1）工件不移动原则在机构装置起到作用的时候，首先需要满足被加工零件不发生位置的改变。（2）经济实用原则A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计21定位元件的材料的使用和复杂情况就会和经济产生联系，定位元件的生产与使用意味着定位元件的价值。在能够满足对定位元件的前提下，其复杂程度越低、材料也少、操作越简单，那么它的经济价值就会不断提高。（3）工件不振动原则不同的材料所产生的效果不同，所以需要对夹紧装置的要求也不同，对于一些刚性不行的零件，不能够使用夹紧装置直接固定的，我们需要对其受力面积加大，同时夹紧的部分要距离被加工的表面近一些以避免上述情况的发生。（4）工件不变形原则因为需要固定工件的位置使其不发生位移，需要多夹紧装置力度进行计算。能够确保工件的位置不发生改变，也不能让工件发生形变同时也要确保被加工零件的精度保持在一定范围。（5）安全可靠原则对于夹紧后，工件是否还能够如刚开始一样能够保证不发生位移也不产生变形，所以需要设计在手动夹紧的时候有自锁的功能，这样才能够确保安全。夹紧的装置是用来将力施加在被加工零件上面的，在夹紧装置在将力传递到被加工零件上面时是和工件直接的发生接触的，最后在完成了将工件夹紧的作用后才能够定位工件。的一种动力装置。如果想要将夹紧装置得到的力能够快速、精确、效率的传递到被加工零件上面，就需要一种能够传递力的装置，而这种能够传递力的装置叫做夹紧机构。夹紧机构是一种能够传递力的装置，也因为立在传递的过程中发生了改变所以得到的夹紧里以实际为准。根据被加工零件的需要力在传递的过程改变了其大小、方向及作用点。而如果夹紧装置不是自动装置，则还需要夹紧装置有够好的自锁功能，能够确保在人力过后还能够固定被加工零件的位置。35夹紧方案的选择在这个毕业设计中所要设计的一个钻床的夹具，而被加工的零件只需要钻两个孔，因A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计22为这个设计只钻孔，所以对于这个孔的标准度则会要求很高，想要完成更高的精度则需要保持被加工零件在空间中的位置，也就是说需要对夹具的精度要求增加，因此需要制作夹紧机构。由任务书上面的要求，在设计夹紧装置的时得到了两个夹紧设计，根据各方面的要求研究以下两种方法的优缺点，根据实际的情况挑选其中更好的一个。区分两种装置的区别就需要能够知道它们分别钻孔的切削力。知道了切削力，由此根据查表和计算得出实际夹紧力的大小。根据实际夹紧力的大小来区分两种方案。351钻削切削力由任务书可知被加工工件的材料是，合金调质钢，而它的钢材平均含碳量为CRMO40040。零件所使用的材料是钢力学性能其中它的抗拉强度为；及屈RO40MPAB8服强度；伸长率；断面收缩率。MPAS901545查阅图书得到钻削切削力的一些计算公式如表32。A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计23表32钻削切削力的计算公式要上表可以得到当钻削的时候进给量是008014MM/N，取014MM/N。FF由上表可得，切削扭矩的计算公式是35PKFDM80243上面的公式中其中为修正参数，而它的计算公式为PK因为的抗拉强度，取CRO40PAB8MPAB1472A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计2436750613BKP541068由上面的公式及其计算结果可以得到钻孔的扭转力矩为1406810453523MMN5497由上面的表格可以得到，它的切削力的计算方法如下，其中014MM/N。F37PFKDFF706求得钻孔的切削力是5470331681404567FN43198352被加工零件夹紧的时候实际力的计算由上述的结论得出钻孔时候的切削力，根据切削力对夹紧力进行计算。根据力学当钻孔的时候，被加工的零件和夹紧装置可以认为是个整体，因为切削力产生了扭矩的作用而被加工零件和夹具则会产生一个抵抗扭矩的力。当在工作的时候会产生很多的力，从许多的状态中找出对夹紧装置要求最高的时候，按照静力平衡原理计算理论的夹紧力。为了能够确保的得到的夹紧力可行，就还需要再乘上安全系数由此才能够得到实际上所需要的夹紧力数值，则38WK在上式里,实际上的夹紧力（N）；在一定的情况下，由静力平衡得出的理论上的夹紧力（N）；A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计25安全系数。K有上述的计算可得安全系数K为396543210在上述式中，为特定情况下的安全系数，可以查表33得到。60A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计26表33安全系数的数值60K在计算的过程中如果计算得到安全系数K数值比23小的时候，那么就需要取K的数值为25。那么在钻孔的时候，就可以按照上述的表33和表34，由此可以得到的安全系数是6543210KK7940153上式中，选。2KA2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计27A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计28表34安全系数2KA2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计29353夹紧方案方案一如图34,35，采用铰链夹紧机构，在工件的上端面即两个工艺孔的上方各设置一个绞链夹紧机构，动力采用液压驱动。方案二采用螺旋夹紧机构，夹紧力作用位置与绞链夹紧机构相同，夹紧力由操作。图34夹紧装置的主视图A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计30图35夹紧装置的左视图354方案比较第二种方案简单易行，直接旋转螺母加紧工件即可，但加重了操作人员的劳动强度，并且在施加夹紧力时，并不太容易控制，需要测力矩扳手或定力矩扳手测量。第一种方案采用铰链夹紧机构，通过杠杆装置可以达到增加夹紧力的目的，而且只需调定好液压油的压强即可方便控制夹紧力，并且操作更加自动化，减少工人的劳动强度，提高机床的生产效率。综上所述，第一种方案更加合理。355夹紧力的计算1理论夹紧力的计算（1）只考虑钻削力单独作用时工件受力如图36。图36工件受力简图为钻削力,，为夹紧力，也为夹紧力，且，1FNFF431982F3F2F34为支持力。5当支持力时，这时夹紧力达到最小。对支点求力矩可得054A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计31NFF7614029531865431则理论夹紧力。W（2）当钻削扭矩单独起作用时钻削扭矩将引起工件的转动，但本次设计定位采用一面两销进行定位，通过两销与两工艺孔的作用力即可限制工件的转动。所以，本次设计在夹紧力计算方面可不考虑钻削扭矩。综上所述，理论夹紧力为。NW761402（3）实际夹紧力的计算WKK91350671425（4）计算所需的液压压强有杠杆原理可知铰链夹紧机构的杠杆受力如图37。图37铰链夹紧机构的杠杆受力简图对支点求矩可得NFWK0913566取即可达到要求。NF1350设计液压缸的直径为100MM，则A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计32310FDP241PA53179430352A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计33第4章夹具体及零件设计41夹具体的要求1工艺性好在零件的生产过程中需要用大量的夹具体，所以夹具体的构造要能够有利于制作、拆装及检查。在制作夹具体上需要能够适应不同的元件，对其表面上的图形需要在夹具体上做出其对应的凸台，从而能够达到缩小需要操作的面积大小。在夹具体做出其对应的凸台后，则需要被加工零件与夹具体之间保留一些空间，范围在415MM之间。夹具体的制造应该需要在拆装被加工零件方面更加完善，因为在加工零件的时候夹具的对被加工零件的反复拆装将会极高的增加工人的劳动力。夹具体的结构分为以下的几种开式结构、半开式结构、框架式结构等等。2需要拥有很高的刚度及强度在设计夹具体时对钻头的切削力和夹具的夹紧力的计算。而在加工零件的过程里面，夹具体同样需要负担很高的力，也就是上述的两个力。一旦受力过大就会使夹具体发生形变，从而影响到夹具体的精度以及被加工零件所需要的精度。为了阻止上述情况的发生，就需要对夹具体的刚度及强度有更高的要求。解决措施在制造夹具体的时候加宽它的壁厚，同时也要向里面加入一些钢筋。若是在工作条件允许的情况下，可以将夹具体的构造改成框架式，这种方式能够增加夹具体的强度。3需要有足够的精度及尺寸的标准性在制作夹具体的时候，夹具体的形状将会对许多的方面产生影响，同时精度和尺寸的标准性也和夹具体的表面有关。在夹具体的表面能够安装很多东西例如定位元件、对刀、导向元件等，接触的方面越多对精度的影响越大。由上所述得到当制造夹具体的时候应要和它接触的部件有相应的位置精度。在尺寸方面，为了保证夹具体的大小不发生改变，则铸造的时候需要进行处理比如退火等。4在安装到机器上面时候是否紧凑在组装机床的时候，其中的一个过程夹具体和机床的组装。夹具和机床的组合是需要A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计34在夹具体上的安装面，同机床上对应夹具体的安装面组合而成。在安装的时候为了使安装的稳定性，夹具体与机床的组装时需要将夹具的重心压低，这样有利于安装稳定。如果夹具的重心太高的话就会使支撑的表面增加。在放置夹具的时候，为了使夹具的安装基面和机床的安装面好的接触，所以在制造夹具的时候底下的四个边稍微的凸出，这样就能保证夹具和机床的接触。在制造的夹具底面的边宽的时候，需要保证一个数据，就是保证夹具体的安装基面的变宽要比机床上安装梯形槽的宽度要大，这样才能保证很好的安装。同时夹具体的底边和机床的梯形槽的水平度的精度要高。在满足上述条件的情况下才能使夹具体在机床上的安装具有很高的稳定性。5夹具体的排屑方便在钻孔的时候，因为夹具体是辅助钻孔的同时保证孔的精度，在加工零件的时候夹具体距离加工表面很近，所以在加工的时候就会产生许多的切屑，由于切削的原因导致夹具体需要考虑到排屑的问题，根据夹具体原有的结构在不影响其他的工作的时候可以制造一个排削槽，在夹具体的下方制造一个排屑的斜面能够保证切屑能够排除不影响夹具体的精度。42夹具体毛坯的类型1铸造夹具体毛胚的选择能够对夹具体的性能产生极大的影响，铸造的优点精度相对较高，能够做出各种形状、尺寸的标准高、表面粗糙度小。如果铸造夹具体，那么就能铸造出需要的形状，同时制作出的夹具能够具有很高的强度和刚度等。铸造的缺点成产的效率慢，同时制作的夹具还需要做时效处理，使其具有较高的刚度。当夹具的要求不同的时候使用的材料也不一样例如当正常的情况下会使用灰铸铁、若是强度需要增加就用铸钢、当夹具的重量需要轻一些就要用铸铝等等。2焊接夹具体夹具体毛胚的制造使用焊接的时候，焊接的优点它能够极大的提高夹具的生产效率，同时它是钢板和型材焊接出来的夹具，这种方法能够是夹具制作的过程变得简单。因为焊接只需要这两种材料就会降低成产需要的成本，并且用这种方法重量也会较轻。而它A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计35的缺点在焊接过后由于热应力很高，并且焊接的夹具在使用的时候容易变形强度较低。提高强度需要进行退火处理，保证材料的强度，提高夹具的精度。3锻造夹具体夹具体的毛胚进行锻造。由于是使用锻造，所以会使他在锻造的过程中，反复的进行退火和锻造。退火的处理会使夹具的强度极大的提高，锻造就会使夹具的刚度不断变大。在锻造的过程中细微的形状不可控制，因此锻造的使用必须是在夹具的形状、尺寸的要求很低的时候才能使用。它的优点就是制作出来的夹具刚度及强度很高。缺点就是需要对夹具的形状、大小要求低，并且早锻造过程需要反复退火会很麻烦。4装配夹具体装配夹具就是用各种不一样的型材加工组装而成。优点因为使用的材料都是型材并且只是组装加工，这样会使装配夹具体的生产效率得到极大提高。而材料的选择使得制造的过程成本会降低许多并且重量相对上面几种制作方法的重量会变轻很多。这种制造方法只适用在心轴类和钢套钻模这两种夹具体。在这次的夹具体的制造方面选择了第四中方法，在制作的过程中，由标准的毛胚件，零件及个别非标准件或者用型材、管料、棒料等加工成零部件，以上的零件做成的夹具在连接的时候需要使用螺钉及销钉将各个零件组合起来，这种制造夹具方法会使生产效率得到极大的提高，材料的使用将成本变的很低，由于是组装得到夹具会使夹具标准化。43零件设计1支座设计支座如图41、42、43。A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计36图41支座主视图图42支座俯视图A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计37图43支座右视图上图支座的材料选用ZG45，ZG45属于中碳铸钢，这种材料具有一定范围内的韧性和塑性，并且这种材料的强度及硬度也可以，使用这种材料铸造支座会使的它性能强于低碳钢。有以上的性能那么它主要在重负荷零件例如缸体、大齿轮、机架、气缸、制动轮、联轴器和轴等等。2定位块设计定位块如图44、45。A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计38图44定位块主视图图45定位块俯视图定位块材料选用45钢，45号钢是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。这种材料用在制作强度好的运动件，例如透平机叶轮、及压缩机活塞等等。3限位螺钉的设计限位螺钉如图46。A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计39图46限位螺钉零件图限位螺钉材料选用45钢，45号钢是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。毕业设计论文代做平台580毕业设计网是专业代做团队也有大量毕业设计成品提供参考WWWBYSJ580COMQQ3449649974主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。4盖的设计盖如图47、48、49。A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计40图47盖主视图图48盖俯视图图49盖左视图盖的材料选用45钢，45号钢是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计41第5章夹具误差的计算51定位误差误差的产生有许多的来源。在成产出各个零部件进行组装，将零部件安装到固定的位置上时，由于各个零部件的生产有一定的误差范围，所以组合在一起的时候误差的范围就会在一步的变大。而在组装的时候零件的摆放不可能像理论的一样占据正确的位置，所以在组合的时候又会再一次的加大误差的范围。当实际情况与理论相比较的时候不一样的范围，可以称为定位误差，用表示。D由上述的情况下定位误差产生的因素是一是在实际零件定位基准同理论上的工序基准没有完全一致，在理论和实际之间的不一样的地方为误差；二是实际零件定位基准B和限位基准没有保持一致，因为上述的两种原因使其产生基准位移误差。Y误差的计算是由多方面的误差之和得到的，所以夹具的误差需要上述的两种误差进行合成得到的。在计算的时候，先要分别计算出和，接着要将前面的两个结果合成而BY得。D在计算误差的时候，首先要考虑上述的两种误差的基准是否相关，当上述的两个基准不在同一平面内。这样两个误差互相不会对对方造成影响，各自是独立的存在。这样的话计算时只需将两者相加，则。DBY若是上述的两个基准在同一平面内。那么这两个误差就会对对方造成干扰，两者之间又会相关连，会发生增加或者抵消误差，所以误差的计算为。52工件在DBY52夹具上加工的精度分析如图51所示，在图上表示除了在加工工件时的一个流程。在对零件进行加工需要进行很多的方面，在其中的一些方面很因为工作的原因而产生误差，这种误差会对零件的加工有很大的影响。上述的误差会使零件的尺寸、形状等等，与理论上的零件有很大的区别，。所以在设计过程中需要对这些误差也进行计算，其中最主要的几个误差为定位A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计42误差、对刀误差、夹具在机床上的安装误差以及夹具的误差。因为上述的几DTAJ个误差影响最大，所以需要计算出前面的几种误差，而在影响零件制作的别的方面误差称为加工方法误差。为了便于使用误差的数值需要将上述的几种各项误差统计成为总G的加工误差。图51工件在夹具上加工时影响加工精度的主要因素A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计4353夹具误差的计算1定位误差在机床上面夹具的使用方法想要在机床上面加工所需要的零件，清除机床上面的异物，打扫干净后。检查机床是否能够使用，接着将需要加工的零件放在固定位置，再用所设计的夹具将被加工的零件固定在需要的位置。调整机床，计算出机床上被加工零件相对于刀具的位置，以上的过程就是工件的定位。在用夹具固定被加工零件的时候，会有手动或自动的夹紧，称为夹紧。这个时候就会产生一个力，叫做夹紧力。在被加工零件从定位至夹紧这一个过程，叫作装夹。夹具在机床上面完成上述的一系列的作用，在上述的几个过程中夹具使用的正确与否将会直接影响到被加工零件的尺寸、形状等方面。而想要能够尽最大的努力减少这种情况，就需要对零件被夹具夹的误差进行计算。对于壁厚尺寸3701MM，理论工序基准和在机床上加工零件的定位基准一样，那么基准不重合的误差，在本次设计中弄了支撑钉对其定位，那么基准位移误差0，由上所述，定位误差为0510D对于两加工孔之间距离尺寸没有定位误差，其误差只取决与以前的加工M5317工序。2对刀误差T在被加工零件安装在夹具上面时，计算出机床上的工件相对于刀具的位置，叫作对刀。在对刀过程中由于对刀或者导向元件的位置不准所产生的误差叫作对刀误差。在本次的设计中，夹具体上面使用了限位螺钉，确保在钻孔的时候位置能够精确，故而对刀误差很小忽略不计。3夹具安装误差A在机床上面有许多的零件安装，夹具体在机床上的安装理论与实际将会产生误差，是由于安装的标准达不到，而这种误差叫作安装误差。在本次毕业设计上面夹具体的安A2JPK1121立式U钻专用机床夹具设计44装为地面，所以就不会有安装误差。4夹具误差J机床的组成由许多的部件组成。在组装机床的时候，上面的许多装置在组合的时候会产生精度方面的误差例如定位元件、分度装置等。在安装过程由于基准的位置原因造成的误差。同时在组装完之后对被加工零件的对刀也会产生误差，这些误差叫作夹具误差。上述的几种误差主要在夹具与机床基准之间的误差以及被加工零件与刀具之间对刀的误差。上述的几种误差一起组成了夹具的误差。对于壁厚尺寸，钻头靠限位螺钉定位，J限位螺钉可以移动，即使由于工件的表面存在误差造成壁厚尺寸的系统误差，也可以调动限位螺钉或减小限位螺钉的顶头直径去避免，所以。0J5加工方法误差G由上述的几种