汽缸体双面钻孔组合机床设计【钻4-M12螺纹底孔】【说明书+CAD】
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钻4-M12螺纹底孔
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夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工拖拉机变速箱箱体零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工螺纹孔夹具。其中加工孔的夹具将用于组合钻床，刀具分别为两把麻花钻、丝锥，对工件上的4个螺纹孔同时进行加工。4.1 组合机床夹具概述机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，它是组合机床的重要组成部件，夹具是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而专门设计的。其作用是它是用于实现被加工零件的准确定位，夹压，刀具的导向，以及装卸工件时的限位等。机床夹具的基本组成部分，根据其功用一般可分为以下几种：（1） 定位元件或装置 用以确定工件在夹具中的位置。（2） 刀具导向无件或装置 用以引导刀具或用以调整刀具相对于夹具的位置。（3） 夹紧元件或装置 用以夹紧工件。（4） 连接元件 用以确定夹具在机床上的位置并与机床相连接。（5） 夹具体 用以连接夹具各元件及装置，使之成为一个整体，并通过它将夹具安装在机床上。（6） 其它元件或装置 除上述各部分以外的元件或装置，如某些夹具上的分度装置，防错装置，安全保护装置等。组合机床夹具主要的特点如下：第一、 一般的机床夹具是作为机床的辅助机构设计的，而组合机床夹具是机床的主要组成部分，其设计工作是整个组合机床设计的重要部分之一。第二、 组合机床夹具和机床其他部件有极其密切的联系。第三、 组合机床夹具必须必须具有很好的刚性和足够的夹压力，以保证在整个加工过程中工件不产生任何位移。第四、 组合机床夹具是保证加工精度的重要部位，其设计、制造和调整都必须有严格的要求，使其能持久地保持精度。第五、组合机床夹具应便于实现定位和夹压的自动化，并有动作完成的检查信号；保证切屑从加工空间自动排除；便于观察和检查，以及在不从机床上拆下夹具的情况下，能够更换易损件和维护调整。4.2 定位支承系统在组合机床上加工时，必须使被加工零件对刀具及其导向保持正确的相对位置，这是靠夹具的定位支承系统来实现的。定位支承系统除用以确定被加工零件的位置外，还要承受被加工零件的重量和夹压力，有时还要承受切削力。定位支承系统主要由定位支承、辅助支承和一些限位元件组成。定位支承是指在加工过程中维持被加工零件有一定位置的元件，辅助支承是仅用作增加被加工零件在加工过程中刚度及稳定性的一种活动式支承元件。由于定位支承元件直接与被加工零件接触，因此其尺寸、结构、精度和布置都直接影响被加工零件的精度。因此设计时应该注意以下几点：（1）合理布置定位支承元件，力求使其组成较大的定位支承平面。最好使夹压力的位置对准定位支承元件。（2） 提高刚性，减少定位支承系统的变形。（3） 提高定位支承系统的精度及其元件的耐磨性，以便长期保持夹具的定位精度。（4） 可靠地排除定位支承部件的切屑。此外，选择工艺基面应该遵循下面的原则： 应当尽量选用设计基面作为在组合机床上加工用的定位基面，这样能减少累积误差，有利于保证加工精度。但在某些情况下却必须改用其他面作为定位基面。 选择的定位基面应确保工件稳定定位。定位的支撑面应该大一些，力求已加工面做为定位基面，在本次的加工中，顶面是已经加工过的，而且满足一定的技术要求，面积也比较大，因此选择顶面做为定位基面符合要求。 选择基面应该考虑夹紧方便，夹具结构简单。常见定位元件有支承钉、支承板、定位销、锥面定位销、V型块、定位套、锥度心轴等。定位销 圆柱定销、菱形销国家标准规定的圆柱定位销，其工作部分直径d通常按g5，g6，f6或f7制造 。定位销与夹具体的连接可采用过盈配合(图(a)，(b)，(c)所示)，也可以采用间隙配合(图(d)。短圆柱定位销通常限制工件的2个移动自由度，长圆柱定位销通常限制工件的4个移动和2转动自由度当要求孔销配合只在一个方向上限制工件自由度时，可用菱形销，如图 所示。本次设计中采用了一面两销定位的方法，这种定位方法保证了理想的六点定位原则，而且能够保证工件装夹时简单，方便。可调支承：4.3 夹紧机构夹紧装置是夹具的重要组成部分。在设计夹紧装置时，应满足以下基本要求：（1） 在夹紧过程中应能保持工作定位时所获得的正确位置。（2） 夹紧应可靠和适当，夹紧机构一般作用点三个要素，它们的确定是夹紧机构中首先要解决的问题。首先，夹紧力方向的选择一般应遵循以下原则：1 夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。2 夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向和一致，以减小工件变形。3 夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧力。其次，夹紧力作用点的选择是指在夹紧力作用方向已定的情况下，确定夹紧元件与工件接触点的位置和接角点的数目。1 夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内，以保证工件已获得的定位不变。2 夹紧力作用点应处在工件刚性较好的部位，以减小工件的夹紧变形。4.4钻模钻床夹具因大都具有刀具导向装置，习惯上又称为钻模。在机床夹具中，钻模占有相当大的比例。(1)钻套钻套是引导刀具的元件，用以保证孔的加工位置，并防止加工过程中刀具的偏斜。钻套按其结构特点可分为4种类型即固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套。图 (b)，可换钻套。以间隙配合安装在衬套中，而衬套则压入钻模板或夹具体的孔中。为防止钻套在衬套中转动，加一固定螺钉。可换钻套在磨损后可以更换，故多用于大批量生产。(2)钻模板 钻模板用于安装钻套。钻模板与夹具体的联接方式有固定式、铰链式、分离式和悬挂式等几种。固定式钻模板直接固定在夹具体上，结构简单，精度较高。 4.5 钻床夹具结构的选择(1)被钻孔的直径大于10mm时，钻床夹具应固定在工作台上。(2)翻转式钻床夹具适用于加工中小工件。否则应采用回转式钻床夹具。(3)当加工几个不在同心圆周上的平行孔系时，如工件加夹具的总重比较大时应采用固定式夹具在摇臂钻床上加工。如生产批量较大，则可在立式钻床上采用多轴传动头进行加工。(4)对于孔的垂直度、孔距精度要求不高的中小型工件，宜优先采用滑柱式钻床夹具，以缩短夹具的设计、制造周期。一般孔的垂直度要求小于0.1mm，孔距位置公差小于0.15mm，无特殊措施，不宜采用滑柱式钻床夹具。(5)钻模板和夹具体为焊接结构的钻床夹具，因焊接应力不能彻 底消除，精度不能保证，故一般只在工件孔距公差大于0.15mm时才采用。(6)工件被加工孔对于定位基准面的距离公差或孔距公差小于0.05mm时，只有采用固定式钻模板和固定式钻套才能保证。4.6工艺规程 10 精铣上表面 20 精铣两侧面 30 半精铣上表面 40 铣两端面 50 精铣两侧面 60 精铣上表面 70 钻工艺孔 80 镗主轴孔 90 精镗主轴孔 100 钻两侧面 110钻两端面孔 120钻上表面孔 130 攻两侧面螺纹 140攻两端面螺纹 150攻上表面孔螺纹 160 去毛刺锐边 170 清洗 180 检验 190入库，涂油4.7 工序计算 钻4-M12螺纹底孔，均匀分布，控142切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2-13，取切削速度：参照机械加工工艺手册表2-14，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：=0走刀次数为1机动时间：4.8 夹紧力计算本次所设计的夹紧力主要由液压缸提供，夹紧力的方向与切削力方向垂直。因此，所需的夹紧力由下式计算3P36: 式中： 实际所需夹紧力(N) 夹紧元件与工件间的摩擦系数 工件与夹具支承面间的摩擦系数 K安全系数，K=K0K1K2K3K4K5K6查机械工程手册P30表1-2-1可知: K=1.5 =0.16，=0.2所以 =962.5N而由液压缸所能提供的夹紧力计算如下：
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