毕业设计（论文）-车床上刀架专用夹具设计

摘要PAGEIVPAGE3车床上刀架专用夹具设计摘要本次设计研究的对象是车床上刀架，该零件属于车床床身上比较精密的部件，因此加工设计要求比较高。车床上刀架位于车床床身的上半部，跟加持刀具的分刀架相连，通过一系列的构件相互作用实现刀具的快速更换。零件下部有燕尾槽，实现导向和承载的作用。上部有一个凸圆，用以固定方刀架。一侧端面有一个孔用以安装丝杠，实现刀架的精确运动。上刀架需要大批生产，故需要设计夹具满足加工要求。本人想法是设计一个液压夹具，用来实现自动夹紧和定位，以提高生产效率。专用夹具在设计时需要先熟悉要加工零件的结构特征，然后根据六点定位原理，选用相应的定位支承元件和螺旋夹紧机构设计夹具，使用螺旋装置更加方便。夹具设计的要求是要使加工方便，降低生产成本，并能保证零件的加工精度。创新夹具的设计需要摒弃传统夹具的设计思想，适应当今社会生产效率的步伐，实现自动控制，与计算机的使用相结合，使工业生产真正步入智能化。关键词：专用夹具，夹紧装置，车床上刀架

LatheturretspecialfixturedesignABSTRACTTheobjectofthisstudywastodesignalathetoolholder,thepartbelongstothemoresophisticatedlathebedbodyparts,processingofdesignrequirementsarerelativelyhigh.Latheturretlathebedislocatedintheupperhalf,withtheblessingofthetoolturretpointsconnectedbyaseriesofmemberinteractionfasttoolchanging.Therearepartsofthelowerportionofthedovetailslot,toachievetheroleofguideandbearers.Ontheturretneedmassproduction,weneedtomeettheprocessingrequirementsofthefixturedesign.Myideaistodesignahydraulicclamp,usedforautomaticclampingandpositioningtoimproveproductionefficiency.Inthedesignofspecialfixturesneedtobefamiliarwiththestructureoftheparttobemachined,andthensixo'clockpositioningprinciple,choosetheappropriatepositioningofthesupportelementandhydraulicclampingmechanismdesignedfixture..Innovativefixturedesignsneedtoabandonthetraditionalfixturedesignideas,adapttothepaceoftoday'ssocietyproductivity,toachieveautomaticcontrol,combinedwiththeuseofcomputers,industrialproductionintorealintelligence.KEYWORDS:Ontheturret，Clampingdevice，Specialfixture前言目录前言 1第1章零件的分析 31.1零件的作用 31.2零件的工艺分析 3第2章工艺规程设计 42.1确定毛胚的加工制造形式 42.2基面的选择 42.2.1粗基准的选择 42.2.2精基准的选择 52.3工艺路线的制定 52.4工艺路线比较分析 62.5机械加工余量，工序尺寸的确定 7第3章夹具设计 183.1工件的定位原理及其实现 183.2误差分析 203.2.1影响加工精度的因素 203.2.2保证加工的精度 233.4.1确定夹紧力时应考虑的计算系数 243.4.2确定夹紧力 253.5.1夹紧点的数目 253.5.2夹紧点的位置 263.6.1钻模套和钻模板的选择 263.6.2钻套的结构设计 273.6.3钻模板的结构设计 27第4章零部件的设计绘制 294.1绘制尺寸联系图 294.2绘制加工零件工序图 294.3绘制加工示意图 294.4绘制夹具装配图及其零件图 29结论 30谢辞 31参考文献 32附录 34前言从产生到现在夹具可分为以下三个阶段：与人的夹具组合是在第一阶段的主要性能，作为一个人仅仅助剂该加速的过程中，改进，阶段二是夹具是一个过渡部分，适当减轻了人的工作量。其功能是定位并夹紧。与深入的理解，操作者改善他们的工作和提高了机器的性能和固定具有密切的关系，所以重视的夹具；阶段三场演出作为一个组合保持架和机床，夹具在生产中必不可少，成为一种很方便通用的工具。选题的意义

：在一个固定夹具体上，机械定位，夹紧处理，然后除去它们，这一步骤通常需要大量的时间，以达到高产量和效率，工件夹紧的定位和支撑操作的夹具快速释放，安全性和易于是一个非常重要的组成部分。对于处理大量工件的半自动或全自动夹具具有经济价值的选择。液压定位和夹紧对于这类生产来说是很可靠的。选题的依据：（1）液压夹具第一个优点是减少装夹和工件装卸所花的时间。以前得到老夹具都是通过人用工具进行组装的。然而，液压夹紧只能通过开关控制线，就可以实现的行动来控制灯具的完整序列。（2）第二个优点是，液压夹具比普通夹具的定位精度高并且能实现自动控制。液压夹具在零件的定位和夹紧过程是自动的，人员只需要按一个按钮就可以实现，安全可靠性很高，而且这一过程没必要动零件，所以使加工的精度得到大大提高，这是二代夹具无法做到的。对于刚度较低的轻薄零件，液压夹具优点更为突出，它的夹紧点能作用到零件的各个位置，并且能辅助支撑不用加工的表面，减少过定位现象的发生。（3）第三个优点是被布置在紧凑的空间中，固有的流体控制的一个优点是最有利的有限零件手册夹具内侧。这么多的部分在同一夹具夹紧和加工实现。目前国内外采用的车床上刀架液压夹具的基本形式

：根据加工的对象的多样性，独特性，可将夹具分为以下三种：

(1)

方箱式四面液压夹具该夹具适合生产小零件，像冰箱上的压缩机，液压缸里的活塞等，这种夹具有四个面，四个面上都能装零件。每个面都能装两个以上的零件。(2)

电磁式控制夹具

这类夹具很特殊，工作面只有俩，但是既可以装夹很大的零件，又可装夹较小零件，每个面上可以安装1个、2个甚至更多零件。根据需要处理的工作表面，可在多个打开的窗口，使一卡的情况下，对应于两个方向，完成加工过程的不同阶段，可以提高加工精度和效率。(3)

自动线夹具这种夹具很简单，它只有一个面，这个面上能设计10个以内的安装工位，这类夹具生产价格低，比较适用小批量生产，加工工序又不多的零件。第1章标题第1章零件的分析1.1零件的作用本论文设计的内容是车床上刀架，在车床的转台的上半部分，位于连接点的转塔车床，是用于快速交换工具，它将通过一系列相互作用的工件来实现。对此，是利用位于上方安装φ48凸圆固定上刀架转塔。零件的下表面加工有燕尾槽，燕尾槽与车床上的导轨连接，能对工件运动产生导向，并且承受一定的作用力。此外工件的一个端面有φ32孔，它的作用是安装螺钉的工具保持器的准确的移动。1.2零件的工艺分析上刀架是转塔车床的一部分，该转塔车床的刀架属于高精密零件，在系列的相对位置和几何形状要求，按当前的技术要求的分析：（1）Φ22孔对Φ48孔的同轴度误差为0.02mm；（2）C、D两侧面相对于工件下平面的不垂直度公差为0.5mm；（3）燕尾槽侧面直线度公差为0.02mm；（4）安装丝杠的孔轴线想对表面E的垂直度公差为0.02mm；（5）上表面A的平面度公差为0.02mm；（6）Φ32孔的轴心线对下表面的平行度公差为0.01mm；（7）Φ48H7孔对上表面A的垂直度公差为0.5mm；（8）上表面A对下表面B的平行度公差为0.2mm。第3章REF_Ref168484495\h错误！未找到引用源。PAGE28第2章工艺规程设计2.1确定毛胚的加工制造形式根据夹具的作用和结构情况选择HT300，鉴于过程的一部分受到的冲击载荷是相对稳定的少，所以我们选择以使其符合铸件和用于标准CA6140车床为质量要求的部分生产这样的要求得到满足。2.2基面的选择首先明确基准面选择的重要性，基准面的选择对于零件的加工来说至关重要，它关系到零件的表面粗糙度和加工精度的问题，是工艺设计中很重要的一步，基面选择的好，则会大大提高加工生产效率，否则，会给加工带来难度，严重的情况，会导致零件的大批报废，生产将无法进行。2.2.1粗基准的选择下面是粗基准的选择时应注意的事项：（1）首先要保证加工的面与面之间的关系；（2）优先保证加工余量原则；（3）要使定位靠谱；（4）粗基准只能使用一次。举个例子来讲，机械加工中常用的轴类零件，这类零件加工是非常简单的，通常以它的外圆面来作为加工时的粗基准。可是呢，板类零件就不同了，它们有很多大平面，尤其是上下表面，在加工中是很重的表面，因此根据粗基准选择注意事项一，应尽可能选择比较平的并且较为光滑的平面作粗基准，之所以选择该表面B作为粗基准，乃是遵循了粗基准选择原则的一和三。工件的上表面G限制了x,y方向的转动，以及z方向的移动。工件的外圆柱面限制了x方向的移动和z方向的转动。它的侧面限制了y方向的移动。加起来共有六个自由度得到约束，符合六点定位原理。2.2.2精基准的选择首先，为了确保准确性，以减少在选择的重要考虑定位误差是如何位于细参考。因此应遵循一下几个原则：（1）加工工序中前后基准重合原则；（2）前后基准使用统一原则；（3）相互成为彼此的基准原则；（4）自为基准原则；（5）利于拆装的原则。为了避免基准不重合现象的发生，精基准的选择必须做到非常正确，如果真的出现了基准不重合的现象，那么就需要进行计算了。2.3工艺路线的制定应当考虑当规划工艺路线是使零件尺寸精度和的几何形状和技术要求的位置精度，以获得合理的保证已被确定为是在大规模生产的条件下，上述要求是保证使零件，可以设计装置所以尽量降低生产成本。工艺方案路线一工序1、粗精车Φ48H7外圆，端面和上端面；工序2、钻圆柱上孔Φ22H7、钻孔；工序3、粗精铣B面保证余量尺寸；工序4、粗精铣D、E两端面保证余量尺寸；工序5、粗精铣C、F两端面保证尺寸；工序6、钻A面上4—Φ22H7孔和丝杠油杯孔；工序7、钻B面上限位螺丝孔、攻螺纹M8；工序8、车B面上Φ30孔；工序9、钻C、F两端面孔，攻螺纹；工序10、钻、铰Φ32H7孔；工序11、铣燕尾槽；工序12、磨B面；工序13、清理毛刺、检查零件的表面。工艺方案路线二工序1、粗精铣B面保证余量尺寸；工序2、粗精车φ48H7外圆端面和上端面工序3、粗精铣D、E两端面保证余量尺寸；工序4、粗精铣C、F两端面保证图样尺寸；工序5、钻A面及圆柱上孔倒角；工序6、钻B面孔、攻螺纹；工序7、钻C、F两端面孔、攻螺纹；工序8、钻φ32H7孔；工序9、铣燕尾槽；工序10、对B面上饿Φ30孔进行磨削加工；工序11、磨削B面；工序12、燕尾槽用铣床铣出来；工序13、磨燕尾槽的两侧面；工序14、清除毛刺，检查零件表面是否损伤。2.4工艺路线比较分析两方案的主要区别在于方案一先加工A面而方案二先加工B面，比较之下B面的平面较大，装夹比较方便，选B面为粗基准加工A面易于保证加工质量，且方案二中φ48H7圆柱上孔φ22H7是在车床上加工出来，紧接着工序一采用相同夹具，减少了装夹次数，定位基准相同，加工的精度较高，综上所述，最终采用工艺路线二。工序Ⅰ：粗精车φ48H7外圆、端面和上端面A，以B面为粗基准进行加工，选用CA6161卧式车床专用夹具。工序Ⅱ：钻、铰φ48H7圆柱上孔φ22H7以B面为粗基准选用CA6161卧式车床专用夹具。工序Ⅲ：粗精铣B面，保证余量尺寸，以A面为基准选用X5032立式升降台铣床专用夹具。工序Ⅳ：粗精铣D、E两端面保证余量尺寸，以A面φ48H7为基准实现定位，选用机床X5032立式升降台铣床专用夹具。工序Ⅴ：粗精铣C、F两端面，以A面φ48H7圆柱圆及D、E两端面实线定位，选用机床立式升降台铣床专用夹具。工序Ⅵ：钻A面上4—φ22H7孔和丝杠细杯孔2—φ6H8，以外圆柱面上平面A及侧面正定位，选用机床25140A方柱立式钻床及专用夹具。工序Ⅶ：钻B面上限位螺纹孔底孔及φ30孔，以外圆柱面上平面A及侧面正定位，选用机床25140A方柱立式铣床专用夹具。工序Ⅷ：攻螺纹者，M8孔也，选攻丝机者，专用夹具也。工序Ⅸ：钻C、F两端面孔，以表面B侧面D、E及端面，C、F定位，选用机床Z5140方柱式立式钻床专用夹具。工序Ⅹ：攻2—M8螺纹，选用S4010攻丝机，专用夹具。工序Ⅺ：钻、扩、铰φ32H7孔，以表面A，侧面E及圆柱面定位，选用机床25140A方柱式立式钻床，专用夹具。工序Ⅻ：铣B面燕尾槽，以两侧面D、E及A面定位。选用机床X5023立式升降台铣床，专用夹具。工序XIII：磨工件B面，以两侧面D、E及A面定位，选用机床M7232H里轴距平面磨，专用夹具。工序XIV：磨燕尾槽侧面，以两侧面D、E及A面定位，选用机床M7232H里轴距平面磨，专用夹具。工序XV：清理毛刺，对零件表面进行检查，确认是否有损伤。2.5机械加工余量，工序尺寸的确定车床上刀架所选用的材料为HT200，硬度在170——220HBS范围内，毛胚重量大概是8kg，要求批生产，采用铸造毛胚。根据上述提供的资料及加工工艺，分别确定各加工表面的工序尺寸，械加工余量，及毛胚尺寸如下：1：对φ48H7外圆，端面，A面进行粗车加工。2：φ48H7之外圆求，与方兵配合，为甚要之刻外，面粗度求较高，为Ra3.2，且求精工，参照《金属机械加工工艺人员手册》，表“轴的机械加工余量”得：毛胚：粗车：精车：（1）上刀架A面该表面是与方刀架底座相配合的平面，由于应用中换刀要与方刀架产生摩擦，于是要求精度也比较高，表面他的粗糙度被要求为Ra3.2，要求精加工，根据《金属机械加工工艺人员手册》表所确定的加工余量，工件加工过程尺寸如下所示：毛胚：52mm粗车：48mm精车；46.5mm（2）φ48H7端面表面粗糙度要求Ra=3.2，参照《金属机械加工工艺人员手册》知：毛胚：36mm粗车：33.4mm精车：32mm（3）φ48H7圆柱体中心孔φ22mm工求用基孔制八级差，根据《组合机床设计简明手册》得：钻孔：φ20.0mm扩孔：φ21.6mm粗铰：φ21.92mm精铰：φ22.00mm（4）粗精铣底面BB面是非常重要的加工表面，粗糙度要求比较高，粗糙度值为Ra=1.6，故需要磨削，查《组合机床设计简明手册》确定工序尺寸、加工余量：粗铣：44.5mm半精铣：43.2mm精铣：43mm（5）粗精铣C、D两侧面C、D两侧面粗糙度要求为Ra=3.2，且C、D两距离为125mm，查《组合机床设计简明手册》确定毛胚尺寸，加工余量：粗铣：半精铣：精磨：（6）粗精铣E、F两端面E端面粗糙度要求RZ=3.2，F面粗糙度要求为Ra=6.3，简化工序内容，C、F两端面要求尺寸为340mm，查《切削用量简明手册》确定加工余量，工序尺寸：粗铣：半精铣：精铣：毛胚的原始尺寸为450mm（7）加工4—φ22H7孔钻孔：扩孔：粗铰：精铰：2（8）钻、扩、铰两个φ6H8油杯孔钻孔：扩孔：铰孔：（9）对B面上的限位螺丝孔进行钻，攻螺纹处理钻孔φ7.2mm攻螺纹M8（10）钻削B面上的φ30孔以φ30为出公差，可直以φ30小关孔钻削，深10mm（11）钻、扩、铰C面上的φ32H7孔钻孔：扩孔：粗铰：精铰：（12）用铣床铣削燕尾槽与刀架底座配合者，燕尾槽也，其自身作用者，导向、承受作用力也，其所造疏密谓机床之刻疏密为至重之，须要进行磨削加工者，侧面也。粗糙度要求为粗铣：半精铣：精磨：（13）加工余量计算现以D，E两侧面的加工为例，加工余量计算长度为125mm，毛胚铸疏密之按照要求是CT9级，查《机床夹具设计手册》可知：1）毛胚在铸造过程中的公差是2.5mm，令公差对称分布就是1.25mm；2）粗铣时厚度偏差z者，也，取一中值者，-0.5mm也；3）零件在半精铣时的厚度偏差值是-0.20mm；4）精铣时零件的厚度偏差是。由于本零件是大批生产，采用调整法加工，因此在计算最大，最小加工余量是，应按调整法加工方式予以确定。下面是C、D首先明确基准面选择的重要性，基准面的选择对于零件的加工来说至关重要，它关系到零件的表面粗糙度和加工精度的问题，是工艺设计中很重要的一步，基面选择的好，则会大大提高加工生产效率，否则，会给加工带来难度，严重的情况，会导致零件的大批报废，生产将无法进行两侧面的余量尺寸和工序中的余量分布示意图：图2—1加工余量与工序余量分布图毛胚的名义上的尺寸：计算毛胚的最大尺寸：计算毛胚的最小尺寸：粗铣加工后的最大尺寸计算：粗铣加工后的最小尺寸计算：半精铣加工后零件的最大尺寸：半精铣加工后零件的最小尺寸:精铣后的尺寸和零件图的尺寸相符合即为340mm把上面的计算数据整理成一个表格如下所示：（14）确定加工余量及基本尺寸时的工序：工序1：对φ48H7的各个表面进行粗精车加工处理：加工条件如下所示：加工需要的材料：0铸铁，加工的要求：φ48H7的各表面加工者，车上端面A，粗精车也，外表面粗糙度要求机床：CA5161卧式车床刀具：刀片所选用材料为YG6，刀杆尺寸根据标准为a计算切削时的用量粗车φ48H7外圆柱面：1）确定背吃刀量具体数值，单边余量数值为，精车余量为，确定背吃刀量具体数值定位。2）确定加工进给量：查《切削加工简明实用手册》可得，根据机床性能初步选定为。3）用表示切削时的速度，查表可得，取。4）接下来是确定机床主轴的旋转速度，用表示，根据公式，根据设计任务书里面的数据，与最接近的转速是，所以取。那么实际的切削速度应该是。b计算切削需要的加工时间。(1)谓精车φ48H7外柱面时之削本之计，计算用量：背吃刀量：取确定刀具进给量：与粗加工工时一样加工时的切削速度：主轴转速：切削工时：（2）粗车端面A的相关计算1）确定加工过程中的背吃刀量：取2）确定加工时的进给量：和粗加工用的工时相同3）确定加工切削速度：4）确定机床主轴转速：计算得出实际切削速度5）确定切削工时：（3）精车端面A时的相关计算1）确定背吃刀量取；2）进给量的确定与粗加工工时相同；3）确定切削速度；4）主轴转速的确定实际切削速度确定；5）确定切削工时。（4）粗车φ48H7圆柱端面的相关计算1）背吃刀量的确定令ap=2.4mm；2）确定进给量这个数据是；3）切削速度的确定；4）主轴转速的确定实际切削速度；5）切削工时的确定。（5）精车φ48H7圆柱端面的相关计算1）背吃刀量的确定取；2）进给量的确定这个进给量和粗加工时的一样；3）切削速度的确定；4）主轴转速的确定实际切削速度；5）切削工时的确定。（6）检验机床功率由于CT9级是毛陪铸造时的要求，加工余量很小，加工时产生的切削力也不是很大，所以机床功率校核就无需进行。工序Ⅱ：φ22H7位于φ48H7圆柱上需要钻铰，加工步骤如下：1、钻孔φ20mm今知工件为铸件，其材为HT200，钻孔径d0=20mm，终上所述用CA5151“卧舆也：（1）切削用量的选择；（2）背吃刀量的确定取；（3）进给量的确定参考《金属机械加工工艺人员手册》得；（4）切削速度的确定（5）主轴转速的确定实际切削速度（6）确定切削工时2.扩孔φ21.8mm（1）这里用合金工具钢麻花钻进行加工，直径d0=21.8mm（2）背吃刀量ap=0.9mm（3）f=1.1mm/r是进给量（4）nw=272r/min是主轴的转速（5）确定切削工时3.粗铰φ21.94mm（1）这里用高速刚机绞刀直径d0=21.14mm（2）背吃刀量是ap=0.08mm（3）f=2mm/r是进给量（4）nw=272r/min是主轴的转速（5）切削工时的确定4.精铰φ220+0.013（1）精较直径为；（2）背吃刀量确定为；（3）进给量确定为；（4）nw=272r/min是主轴转速；（5）确定切削工时。工序Ⅲ：在保加工余量之利下，粗精铣B面，加工步骤如下：1.粗铣B面根据《金属机械加工工艺人员手册》得：参考有关手册确定切削速度为：采用硬质合金A型面铣刀取：，齿数，以机床用说明书定转实际切削速度。切削工时精铣B面由于平面B要被完全加工出来，所以切削用的时间也随之变为工序Ⅳ：以保证切削加工余量为前提，加工C、D两面，步骤先后为粗车，精车。1.粗铣C、D两侧面，，根据《机床夹具设计手册》可得参考有关手册确定切削速度采用锥柄铣刀取，齿数确定为。根据机床的使用明细表取时机切削速度。切削加工工时2.对CD两个表面进行半精铣和精铣加工，与粗铣时之斫削工、削量同，半精铣时精铣。工序V:粗精铣E、F两端面。E、F这两个表面的的加工过程与C、D差不多，因此对应的数据也应该一样是相同的，切削工时为工序Ⅵ：用麻花钻对4个φ22H7孔进行加工，再对丝2—φ6H8的杠油杯孔进行钻削加工1．钻孔φ18mm采用合金工具钢麻花钻，加工的直径是d=18mm，采用相关的机床进行加工。背吃刀量由《机床夹具设计手册》得进给量根据有关的设计资料确定切削速度，，根据机床的使用明细表取n=272r/min，缺定实际切削速度v=0.26m/s确定切削工时2.扩孔φ21.8mm采用合金工具钢铰刀进行扩孔加工，扩孔直径到。（1）背吃刀量的确定取；（2）进给量的确定依据《切削加工简明实用手册》；（3）切削速度的确定；（4）主轴转速的确定实际切削速度；（5）切削工时的确定；3、粗铰φ21.94mm对该孔用合金工具钢铰刀进行加工，加工直径到；（1）确定背吃刀量取；（2）进给量的确定根据《金属切削加工原理及设备》；（3）切削速度的确定；（4）主轴转速的确定实际切削速度；（5）切削工时的确定；4.精铰φ220+0.013（1）切削速度的确定（2）主轴转速的确定实际切削速度（3）确定背吃刀量（4）确定进给量根绝《金属切削加工原理及设备》得（5）确定切削工时5.加工油杯孔表面孔φ4用合金工具钢钻头对加工该孔到需要的直径：（1）背吃刀量的确定取（2）进给量的确定查《金属切削加工原理及设备》（3）确定切削速度（4）确定主轴转速实际切削速度（5）切削工时的确定6.扩孔φ5.8mm，加工深度为7mm（1）背吃刀量的确定取ap=0.9mm；（2）确定进给量根据《切削加工主要性能参数和切削加工应用设计》得；（3）确定切削速度；（4）确定主轴转速nw=1200r/min实际切削速度；（5）确定切削工时；7.铰孔φ60+0.022mm采用合金工具钢绞刀，其中：（1）确定背吃刀量取；（2）进给量的确定根据《金属切削加工原理及设备》确定；（3）确定切削速度；（4）确定主轴转速实际切削速度；（5）确定切削工时；工序Ⅶ：加工限位螺丝孔的底孔，然后对孔进行扩孔处理：1、钻M8底孔φ7.2mm。用合金工具钢麻花钻，加工数据：（1）确定背吃刀量取；（2）确定进给量根据《切削加工简明实用手册》得；（3）切削速度的确定；（4）确定主轴转速实际切削速度；（5）确定切削工时第3章夹具设计3.1工件的定位原理及其实现工件的定位是采用六点定位原理，该原理是根据工件的几何特征，在上面选取六个约束点，这六个约束点需要按照一定的规律布置，这六个按照一定规律布置的点能对工件的六个自由度产生约束，从而实现六点定位。根据这个原理，我们选取工件的上表面G作为定位基准，这样限制了x,y方向的移动，Z方向的转动,共三个自由度；用φ48H7的外圆柱面限制x方向的转动和y方向的移动，两个自由度；短定位销约束了z方向的移动一个自由度。于是乎工件的六个自由度都得到了限制，工件也就实现了定位。如图所示:图3-1夹具装配图图3—2翻转钻模板图下面是局部剖视图：3-3局部剖视图3.2误差分析工件在加工过程中大多要用到夹具，使用夹具的目的就是对工件进行定位，所以难免会产生误差，这就是所谓的定位误差。在定位过程中，定位工序不可能是一成不变的，这样工件的表面尺寸会产生一个最大值和最小值，这两个极限值的差值就是定位误差。定位误差的影响因素是基准不重合和基准位移。3.2.1影响加工精度的因素在工件的加工过程中，必然会用到夹具，工件的加工精度受很多不可控的因素影响，加工误差是不可避免的，只能去减小。根据所学知识分析可知，这些因素包括：由夹具本身产生的误差用表示、对刀过程中产生的误差用表示、定位产生的误差用表示,夹具在安装过程中产生的误差用表示，处理其他因素被称为综合影响灯具安装误差ΔA和夹具错误精密加工方法误差ΔG。上述的平均结果在相对于工件的刀具的不准确的位置的误差，以形成总处理错误ΣΔ。1.定位误差ΔD=1\*GB3①第一种误差0第一种误差是由于工序基准和定位基准不重合产生的。工件装在夹具上是需要定位的。在定位过程中需要选择工序基准和定位基准，由于工件的几何形状的问题，这两个基准有很大可能是不重合的。我的设计中的这两个基准是重合的，所以加工中不存在基准不重合误差即基准重合误差,基准不重合误差的大小计算公式为：。=2\*GB3②第二种误差第二种误差是基由于基准位移引起的。加工时工件需要安装在夹具里，在夹具中定位，工件的定位面和夹具接触的夹具体上的表面构成定位副，定位副在加工时会产生误差，于是导致定位基准不在设想的位置上，即产生了偏移。进而使工件的位置发生改变，产生了加工误差。当工件安装夹具参考（底面）平行误差的底面的支承面积与刀夹参考（钻套轴）的支撑面具有被定位误差被处理的位置误差孔：转动误差：（3-1）移动误差：（3-2）所以定位误差为（3-3）依据标注的测量尺寸计算：把上面的数代入误差计算公式，可以得：2.对刀误差ΔT在加工过程中刀具怎样移动到给定位置的，这就需要一个对刀装置来加以校正，刀具相对工件的位置是需要不断进行调整的，对刀越准确对加工面的精度保证就越大。当然这个过程也是会产生加工误差的，这类误差用表示。这个工序加工的用合金工具钢麻花钻进行加工，故需要用钻模套加以引导，这里误差计算公式为：（3-4）计算得到加工导向误差mm3.在机床上夹具的安装误差ΔA工件需要安装在夹具上，同样夹具也需要安装在机床上，安装过程中产生的误差一般取为：4.夹具误差ΔE由于零件和定位部件以及零件和引导部件之间的产生的加工误差，称为夹具错误，错误取决于夹具件调整和修理精密夹具之间精密零件组装过程中。一般取：5.加工方法误差ΔG由于精密机床，精密工具，切削工具和机床，处理系统通过处理错误的变形和热变形等因素，统称为处理错误的方法的位置精度，误差是由于许多因素的影响，不容易计算的，所以往往根据经验为它留出的工件公差1/3。计算时可设ΔG=。——工件位置公差取0.40ΔG=（3-5）3.2.2保证加工的精度在整个加工过程中，产生的误差总和用表示，又每种加工误差是随机产生的，没有规律可循，所以用概率论的方法计算，可得出保证零件加工精度的公式：（3-6）即。为了使夹具具有合乎要求的使用寿命，防止其在机械加工中过早的出现报废的问题，在工件的精度计算过程中，需要留有一定的精度量作为储备，因此将上式改为： （3-7）当时就意味着工件达到了加工要求，根据以上可得：=－=终上所述夹具是完全可以满足加工所需要求的。3.3夹紧方式由《机械制造装备设计》这本教材可知，能产生动力的这些装备叫做力源装置，这些装置的工质有气体，液体，还有不需要工质的电气控制。在这些设备中的夹紧元件是直接接触的工作件的夹紧面和完成的紧迫行动的元素。我的设计采用的是液压夹紧方式，该种夹紧方式首先能实现自动夹紧，节省人力，同时还能保证夹紧力在同一个方向。另外还克服了比较大的加工误差，很低的加工精度，工作人员操作过程复杂等缺点。由于液体具有不可压缩的性质，对于传递大压力来说很实用，一般来说工作压力可达,比大气压高出许多倍，不用担心压力不够的问题，并且还能使液压缸的直径大大缩小，节省材料。这样就使夹具所占用的空间缩小，使夹具结构更为紧凑。3.4夹紧力的数值计算夹紧力的分析跟物理学的力学分析一样，同样需要知道力的大小，方向，作用点，因此要注意一下几个方面：（1)夹紧力应该和主要定位面垂直；（2)夹紧力的作用点在定位支撑板的作用平面内；（3)夹紧力的作用点应该在工件比较硬的地方，以免对工件造成损害；（4)夹紧力作用点距离零件的加工面应该近一些；在加工过程中，零件受到这样那样的力的作用，例如，夹具的夹紧力，零件自身的重力，刀具的切削力等。理论上，夹具夹紧力应该抵消其它合力形成的力矩，而实际上呢，夹紧力的数值受很多因素的影响，比如，工艺系统刚度、液压夹紧机构的动作快慢等。另一方面，切削力的大小在加工过程中不是一成不变的，是变化的，所以夹紧力的计算是相当复杂的一个问题，因此需要估算。3.4.1确定夹紧力时应考虑的计算系数a.摩擦系数ƒ很多的场合，工件受到切削力的，治具的拧紧机构和支撑零件本身直接就发生了。而是因为在突发情况下，用来防止零件产生移动和转动的是零件与液压加紧装置及定位支承装置之间所产生的摩擦力，故在确定工件所受夹紧力时，需要考虑零件与各个接触平面间的摩擦因子。摩擦力主要来自于零件和定位部件，零件和定位支撑板的接触：设是零件和定位件之间的摩擦系数；设是零件和定位支撑板之间的摩擦系数；查表得，b.安全系数在加工过程中，由于各种因素的影响，比如加工方法不同、零件使用的材料不同和加工工序余量的不同以及所用刀具的钝化程度，想要非常准确地确定加工所需夹紧力的大小是非常困难的。因此，为了让夹紧能达到要求，计算实际所需的夹紧力的数值时候，一定得把前面计算得到的切削力乘以安全系数：(3-8)式中，——基本安全系数——加工状态系数——刀具钝化系数——切削特点系数根据参考文献[11]选取 3.4.2确定夹紧力其夹紧力大小之计是个甚复杂之也，大凡只作粗之论。以使计简，于计夹紧置时，应得之利于夹紧最瞬时也，料此时下之夹紧力。并且只考虑主要因素，略去次要因素。根据《理论力学》中的公式求出夹紧力的大小。想要保证一次装夹成功，最后必须又以安系数为实所需之夹紧力数。估算步骤如下所示：（1）建立主要最大切削力与理论夹紧力的静平衡方程：（2）实际产生的夹紧力用表示，加权即乘以安全系数，（3）校核夹紧机构产生的夹紧力：由《理论力学》中的公式计算得出零件需要夹紧力的实际值为：(3-9)故本机床设计所需夹紧力为。3.5夹紧点的数目及位置3.5.1夹紧点的数目夹紧力的作用点选的是否得当，会对工件定位的可靠程度、夹紧装置的复杂程度、夹紧变形的大小和使用可靠性有很大的影响。故夹紧力作用点的选择，要注意以下事项：（1）夹紧力的作用点应垂直于定位元件或者在零件与定位元件的接触面内；（2）夹紧力的作用点应该在工件比较硬的地方，以免对工件造成损害；（3）夹紧力作用点距离零件的加工面应该近一些，让装夹更为靠谱·；考虑到机体是铸件，应让夹紧点分散，故采用压块儿。这次设计用到的液压缸是标准零件,选用的型号为GB/T2348-1993,T5033型液压缸,它的压力上限为,所以总夹紧力为。>,故这个液压缸的选择没有什么问题。3.5.2夹紧点的位置夹紧力作用点的选择应该本着这个方针来做，即要确保装夹稳定，并且不能让工件在装夹的时候产生偏移，比如沿着某个方向移动或沿着某个轴转动。由于零件的几何形状和结构的问题，零件的各个部位的刚度肯定是不一样的。由ZH1105W的结构图分析得出：刚性最好的是工件的左侧面。所以，夹紧力的作用点应该在零件的下表面上，并且是均匀分布的，如图所示：图3—3工件夹紧原理图3.6夹具的主要零件结构设计3.6.1钻模套和钻模板的选择根据零件在夹具中的位置可知，零件的上表面，下表面和后端面需要进行孔的加工，大致估计零件和夹具的重量在300N左右，由于上下表面孔加工的直径比较大，在钻削时肯定会产生很大的力矩，故不能采用人工固定方法的方法进行加工，所以需要采用固定式钻模。在设计夹具体时，要遵循人性化的原则，即要使零件的装夹和排削方便。夹其为夹具上之大、最繁复之元件，之以为将夹具之下结成一，欲于其上置刀具引领、夹紧机、定元件及诸施与元件。另外，在夹具体上还应该有与机床相配合的部分，即夹具体需要在机床上定位，夹具体承受着工作时的切削力、夹紧力和惯性力，是承受负荷最大的元件。对夹具体的一般要求：较大的刚度和强度；重量要轻一些；安装时要稳定；保证装卸工件方便；具有良好的工艺性；便于清除切屑和赃物；3.6.2钻套的结构设计根据《机床夹具设计》这本书中的介绍钻模套有四种，现比较分析其中的两种，来选择一种使用。固定式钻模套加工精度高，但是拆卸不方便，铰链式钻模套拆卸方便，故选用快换钻模套。快换钻模套虽然没有固定钻模套加工精度高，但比其他两种更符合要求，故本设计采用快换钻套。快换钻套的尺寸可查表：钻Φ8的孔时，所选的钻套的尺寸为：配合尺寸为：钻Φ6的孔时，所选的钻套的尺寸为：配合尺寸为：3.6.3钻模板的结构设计钻模板是用来安装钻模套的，它对于保证钻模精度来说是至关重要的。根据《机床夹具设计》教材里的分类，共有四种，这里就不一一介绍。所谓固定钻模板就是固定的，不可移动的，所以这类钻模板加工孔时精度比较高。但是为了加工起来方便，提高加工效率，使用铰链式钻模板。铰链轴与夹具体孔配合为N7/h6,与钻模板铰链孔配合是G7/h6。第3章标题PAGE8PAGE30第4章零部件的设计绘制4.1绘制尺寸联系图根据任务书绘图应包含的内容要求：零件在夹具中的相对位置需要表达清楚；把所谓的各个零件间的装配关系以及它们是如何联系的反映出来，以及一些标准件和非标准零件的大致尺寸表达出来，还有燕尾槽的工作行程；标注电动机功率，转速，型号。4.2绘制加工零件工序图根据毕业设计任务书里的要求绘制上刀架的加工工序图。针对模块化机床设计的具体依据是工艺图的零件加工，工艺图的确定完成了模块化机床的技术含量，包括加工的尺寸大小、精确程度、零部件的表面粗糙度和工艺加工要求，图案包括加工的定位基准、夹紧压力零件和零件加工材料的情况。4.3绘制加工示意图加工示意图表示的内容有：（1）要加工的零件在机床上的加工过程（2）零件、液压夹紧系统和刀具等各部件的相对位置关系等。绘制过程的示意图需要根据切割量、工作周期、工作行程、工件、刀具和导向件来进行。4.4绘制夹具装配图及其零件图根据计算结果和相关资料绘制出一张夹具装配图和夹具体图（）以及夹具设计中的零件图共三张图纸。结论结论本次设计夹具达到了提高生产效率的效果，并有利于保证零件的加工精度，其中的可换钻套和快换钻套以及采用的螺旋夹紧系统，有效的达到了生产要求。但是设计中依然遇到了很多问题，比如加工2-M6的油杯孔的翻转钻模板的位置布置遇到了一些问题，不过还是很好的解决了，工件在放置时对工人的操作并无影响。这次设计毕竟有不足之处，在今后的夹具设计中必然会吸取其中之教训。夹具的设计目的就是使加工更加方便，使零件的精度得到更加的保证，希望后续设计者，能对夹具设计有更大的提升。致谢16PAGE31谢辞这次我的毕业设计