擺動(dòng)分度鉆床夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
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擺動(dòng)分度鉆床夾具
摘要
夾具是機(jī)械制造過(guò)程中用來(lái)固定需要加工的對(duì)象，讓其占有正確的位置，以接受加工的裝置。
本次設(shè)計(jì)的是擺動(dòng)分度鉆床夾具，用以加工剎車機(jī)構(gòu)制動(dòng)帶接頭上的 6- ?9mm 孔，在加工基準(zhǔn)上的公差為 0.05。其加工精度較高且此零件為大批量生產(chǎn)， 所以設(shè)計(jì)的夾具必須保證其加工精度。另一方面，由于夾具的利用效率較高，成本低，在加工的過(guò)程中使用夾緊裝置，可以縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率,所以在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中大量的使用夾具來(lái)提高生產(chǎn)效率。
設(shè)計(jì)鉆床夾具，首先要仔細(xì)、認(rèn)真地分析被加工零件的尺寸參數(shù)和加工要求。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要熟練運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，擬定了幾種設(shè)計(jì)方案；在滿足加工要求的前提下，選擇了最為經(jīng)濟(jì)、合理的夾具類型。在完成了設(shè)計(jì)方案的選擇之后，又對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具的定位誤差，夾緊力，鉆削力等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算和分析，選擇合理的定位元件和定位方式，夾緊裝置以及分度方式， 繪制夾具裝配圖和相關(guān)零件圖，完成夾具設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞： 鉆床夾具；定位；夾緊；分度
IV
ABSTRACT
Fixture mechanical manufacturing process for the object to be machined is fixed, let occupies the correct position to accept the means of processing.
The design of the swing indexing drilling jig for 6- ?9mm hole machining brake band brake mechanism on the connector, tolerance in the processing benchmark was
0.05. Its high precision and this part is mass production, so the design of the fixture must guarantee its accuracy. On the other hand, due to the higher efficiency of the fixture, low cost, using the clamping device during processing, it can reduce downtime and improve production efficiency, so a lot of the actual production process using a jig to increase productivity.
Drilling jig design, the first to carefully analyze carefully dimensioned parameters of machined parts and machining requirements. In the design process, to skillfully use the basic principles and design criteria fixture design, develop several design; meet the processing requirements under the premise, select the most reasonable and economical jig type. After completing the selection of the design, but also on the positioning error fixtures designed, clamping force, drilling force and other related parameters were calculated and analyzed to select a proper positioning element and positioning, clamping device and indexing way, drawing jig assembly drawings and associated parts diagram, complete fixture design.
Key words：Drilling jig；Locate；Clamping；Indexing
目錄
摘要 I
ABSTRACT II
第 1 章 緒論 1
1.1 機(jī)床夾具的發(fā)展概況 1
1.2 機(jī)床夾具的發(fā)展方向 2
1.3 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求 3
1.4 夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 4
第 2 章 鉆床夾具的總體設(shè)計(jì) 5
2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 5
2.2 方案的選擇 6
第 3 章 夾具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8
3.1 定位 8
3.1.1 定位目的 8
3.1.2 定位原理 8
3.1.3 定位方式和定位元件 8
3.1.4 定位原則 8
3.1.5 定位方案的選取 9
3.1.6 定位誤差 10
3.1.7 加工精度 11
3.2 夾緊 13
3.2.1 夾緊目的 13
3.2.2 夾緊裝置的組成 13
3.2.3 夾緊裝置的基本要求 13
3.2.4 典型夾緊機(jī)構(gòu) 14
3.2.5 夾緊方案的選擇 14
3.3 夾具體 19
3.3.1 目的 19
3.3.2 夾具體毛坯的類型 20
3.3.3 工作條件 21
3.3.4 夾具的零件圖 21
第 4 章 鉆模板和分度裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25
4.1. 鉆模板 25
4.2. 鉆套 26
4.3 分度裝置 29
4.3.1 概述 29
4.3.2 分度裝置的類型 29
4.3.3 分度裝置的機(jī)構(gòu) 29
4.3.4 分度方式 30
第 5 章 夾具的整體結(jié)構(gòu) 31
5.1 夾具二維圖 31
5.2 夾具三維圖 32
第 6 章 零件材料 34
6.1 標(biāo)準(zhǔn)件 34
6.2 非標(biāo)準(zhǔn)件 34
結(jié)論 37
致謝 38
參考文獻(xiàn) 40
第 1 章 緒 論
1.1 機(jī)床夾具的發(fā)展概況
機(jī)床是工業(yè)發(fā)展所必須的裝備，而機(jī)床夾具則可以提高機(jī)床的功能，還有效率。使用機(jī)床夾具可以使得機(jī)床的使用范圍變得更大,減少工人上下工件的時(shí)間, 可以很大程度上,而且還擴(kuò)大機(jī)器的使用,使得一臺(tái)機(jī)床所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益增加。這樣機(jī)床就不僅是只能用于金屬切削,也還可以用于對(duì)零件的物理性質(zhì)進(jìn)行檢查、協(xié)助工人對(duì)零件進(jìn)行組裝、以及輔助焊接工件等。夾具是生產(chǎn)中需要的,但不是必須的,在我們生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有許多情況會(huì)遇到使用夾具的情況，夾具對(duì)于生產(chǎn)中效率的提高效果顯著，所以我們必須發(fā)展夾具。
目前在中國(guó)機(jī)床夾具行業(yè)問(wèn)題有三個(gè)主要的方面,一個(gè)是現(xiàn)在制造夾具的幾乎都是小型企業(yè),因?yàn)閵A具的種類繁多，要求較高，需求量卻不是很大，所以?shī)A具幾乎都是訂單式、經(jīng)濟(jì)效益是非常有限的,夾具行業(yè)的整體實(shí)力小;第二個(gè)是目前專業(yè)從事機(jī)床夾具方面的設(shè)計(jì)公司和工廠都比較少,而且布局比較分散;三是夾具行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程、以及專業(yè)化程度低,這樣就使得夾具產(chǎn)品的專業(yè)化、市場(chǎng)化發(fā)展遇到了很大的阻力,所以我們要應(yīng)加強(qiáng)夾具產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)在來(lái)說(shuō)機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要也就有這幾個(gè)方面:首先,標(biāo)準(zhǔn)化,例如如果有 ISO 化的機(jī)床夾具行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),那么這就有利于夾具的大規(guī)模生產(chǎn),這樣就可以降低生產(chǎn)成本和縮短生產(chǎn)前需要準(zhǔn)備的時(shí)間;第二個(gè)是精密化，由于工業(yè)的發(fā)展造成對(duì)工件的要求也越來(lái)越高，這樣就需要有更高的精度;三是高效，高效設(shè)備可以減少工件加工時(shí)間,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,減少工人的負(fù)擔(dān);四是柔性化, 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化類似，通過(guò)調(diào)整等其他方法來(lái)改善流程變量的適應(yīng)性,這樣能更好地滿足現(xiàn)在我們工業(yè)生產(chǎn)的特殊需要。
近年來(lái),數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)和其他新加工技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)新夾具提出了以下要求:
(1) 夾具對(duì)于提高生產(chǎn)效率的效果很顯著而且還要可以降低生產(chǎn)成本; (2)夾具所能運(yùn)用的范圍更廣;
39
(3)它可以廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械加工的高精度工裝夾具; (4)可以更廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代制造技術(shù);
(5) 可以使用電力、機(jī)械以及空氣等做為動(dòng)力源的高級(jí)的夾緊裝置,這樣可以進(jìn)一步的減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高單位時(shí)間的勞動(dòng)生產(chǎn)率;
(6) 這樣能增加機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。
1.2 機(jī)床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機(jī)床發(fā)展了這么久已經(jīng)是非常成熟了，現(xiàn)在夾具的發(fā)展方面主要有比如什么標(biāo)準(zhǔn)化啊，還有精密化、高效化和柔性化。
（1） 標(biāo)準(zhǔn)化 因?yàn)楝F(xiàn)代夾具的發(fā)展離不開(kāi)對(duì)整個(gè)夾具行業(yè)實(shí)行一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可以加速夾具的發(fā)展他們是相互聯(lián)系的。而現(xiàn)在,中國(guó)國(guó)家制定的夾具零部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有:GB / T2148 ~ T2259 – 91 包含了各種常見(jiàn)的夾具的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化和通用工裝夾具有利于夾具的大規(guī)模生產(chǎn),將有助于縮短生產(chǎn)前置時(shí)間,降低整體生產(chǎn)成本。
（2） 精密化 由于現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展造成對(duì)工件的精度要求越來(lái)越高，所以工件要求的夾具精度就越高,它必然會(huì)相應(yīng)增加夾具的準(zhǔn)確性。高精度夾具的類型有許多。
（3） 高效化 一個(gè)正確的夾具設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該減少加工前對(duì)工件處理時(shí)間,這樣設(shè)計(jì)對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度有著很好的效果。罕見(jiàn)的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝備的夾具等。例如, 在銑床上使用電動(dòng)的老虎鉗來(lái)裝夾工件,效率相比未裝之前能增加了大約 5 倍, 在車床上使用高速三爪自定心卡盤可以保證在測(cè)試速度在 9000 r / min 的條件下依然能很好的夾緊工件,以便切割速度大大提高?，F(xiàn)在，有許多地方利用了很多高效的夾具，比如說(shuō)汽車生產(chǎn)線，各種機(jī)床等等。
（4） 柔性化 我們說(shuō)機(jī)床柔性化，但是在這之前我們得知道什么是柔性化 FMS 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是工業(yè) 4.0。因?yàn)楣ぜ加衅洳淮_定性所以造成其每個(gè)工件都有有變化，我們可以通過(guò)組合還有工藝來(lái)避免。工藝的可改動(dòng)要素主要有：工序特征、
生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。為了適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、幾乎都是小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變很多專用夾具由于其設(shè)計(jì)原因把夾具設(shè)計(jì)為不可拆結(jié)構(gòu)改成了為可拆結(jié)構(gòu)，大量設(shè)計(jì)可以調(diào)節(jié)的夾具，是我們現(xiàn)在設(shè)計(jì)夾具的一個(gè)主要方向。其實(shí)柔性化就有點(diǎn)像通用化，也就是增加了夾具的適用范圍。
1.3 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求
夾具設(shè)計(jì)一般在加工過(guò)程中按照一定的特定需求，我們?cè)谠O(shè)計(jì)夾具的同時(shí)約定要想清楚我們?cè)O(shè)計(jì)的夾具有沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的可能性,設(shè)計(jì)夾具,我們可以因?yàn)槟环N設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)、安全，我們可以修改方案。設(shè)計(jì)夾具的品質(zhì)程度應(yīng)能保證工件的加工質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)效率高、成本低、易于加工、操作安全、易于維護(hù)等措施。
一個(gè)好的夾具必須滿足以下基本要求:
（1） 工件的加工精度在一定范圍里,加工精度是一個(gè)夾具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,一定要有正確的定位基準(zhǔn)、定位方法和定位裝置,如果需要定位誤差分析,我們不能只注意到鉆模板等一些地方的精度誤差，也要考慮到夾具時(shí)一個(gè)系統(tǒng)化的整體的影響精度的可能是別的組件，所以我們所設(shè)計(jì)的夾具一定要滿足工件的加工精度要求。
（2） 復(fù)雜性,提高生產(chǎn)率和生產(chǎn)特殊的夾具程序應(yīng)該適應(yīng),試著用各種各樣的快速和高效夾緊機(jī)制,確保操作簡(jiǎn)便,縮短輔助時(shí)間,提高生產(chǎn)效率。
（3） 性能好的夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、合理,易于制造、組裝、調(diào)整、檢查和維護(hù)。特殊夾具制造是單件生產(chǎn),當(dāng)最后的調(diào)整，應(yīng)當(dāng)確保夾具擁有修理、調(diào)整和修理夾具的結(jié)構(gòu)和設(shè)置。
（4） 我們?cè)O(shè)計(jì)的夾具應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)便、安全、經(jīng)濟(jì)。安全第一但是在客觀條件允許的前提下應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)性。特殊的夾具應(yīng)該很排屑。如果有必要,應(yīng)當(dāng)設(shè)置排屑機(jī)構(gòu),這樣就能防止廢屑大量的集聚在一起帶來(lái)大量的熱量的積累造成的工件的變形。
（5） 經(jīng)濟(jì)性 一個(gè)好的設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)組件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)
單,容易制造,降低制造成本的夾具。因此,在設(shè)計(jì)夾具時(shí)需要對(duì)夾具方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析。
1.4 夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
我們?cè)诖_定需要加工件的加工工藝方案時(shí)，需要考慮全面一點(diǎn)尤其是以下幾個(gè)方面尤其需要注意：
（1） 要考慮到我們選取加工的生產(chǎn)廠家的實(shí)際加工情況，同時(shí)也要逐步的改進(jìn)現(xiàn)有的加工方法還有機(jī)器，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。要考慮每個(gè)待加工件需要加工地方的的精度和質(zhì)量要求，根據(jù)工件各加工表面的技術(shù)要求，選擇合適經(jīng)濟(jì)的加工方法。
（2） 要考慮到被加工材料的物理性質(zhì)。不同的材料就有不同的加工方法和加工工藝，所以我們?cè)诩庸すぜr(shí)要考慮到工件的材料以及受力等等。所以我們也就是要仔細(xì)的分析工件的物理性質(zhì)然后來(lái)確定加工方法，以及使用什么設(shè)備和加工方法。
（3） 根據(jù)生產(chǎn)類型來(lái)選擇，在大批量生產(chǎn)中可使用專用的高效率的設(shè)備； 在單件小批量生產(chǎn)中則使用常用設(shè)備和一般加工方法。
（4） 要考慮到工件的待加工各表面的精度還有質(zhì)量要求，根據(jù)各加工件的技術(shù)要求，選擇加工方法還有到底是分幾次加工。
（5） 除此之外，還要考慮一些其他因素，例如加工表面有無(wú)物理性質(zhì)的特殊要求等等。
第 2 章 鉆床夾具的總體設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)
本夾具使用在搖臂鉆床上，加工剎車機(jī)構(gòu)制動(dòng)帶接頭上的 6-?9 mm 孔。工件以 R190 mm 圓弧面和兩側(cè)面分別在圓弧定位板 3、端支承 2 和擋銷 10 上定位。完成夾具的設(shè)計(jì)。使夾具就有較高的效率、定位的精度高。待加工件如圖所示
圖 2.1 被加工零件及其待加工孔
如圖所示待加工零件的材料為 Q235，厚度為 6mm 的圓弧板，在板上有 6 個(gè)直徑為 9 的孔。由零件圖可知工件應(yīng)當(dāng)放置在一塊圓弧板上，且由于是三組不同
的孔，加工的 6 個(gè)孔可以用分度裝置分為三組。
2.2 方案的選擇
擺動(dòng)分度鉆床夾具
圖 2.4 擺動(dòng)分度鉆床夾具裝配圖
1 預(yù)定位銷；2 端支承；3 圓弧定位板；4 壓板；5 螺母；6 星形螺母；
7 對(duì)定銷； 8 扇形板；9 夾具體； 10 檔銷。
本夾具使用在搖臂鉆床上，可用來(lái)加工剎車機(jī)構(gòu)制動(dòng)帶接頭上的 6- ?9mm 的孔。
工件以 R190mm 圓弧面和兩側(cè)面分別在圓弧定位板 3、端支承 2 和檔銷 10 上定位。
鉆完中間兩個(gè)孔后，松開(kāi)星形螺母 6，拉出對(duì)定銷 7，向左擺動(dòng)扇形板 8， 借助側(cè)面預(yù)定位銷 1，對(duì)定銷 7 插入夾具體 9 左側(cè)的分度孔中，擰緊星形螺母 6， 即可加工左端兩個(gè)孔。同理，反方向即可加工另外兩個(gè)孔。
第 3 章 夾具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 定位
3.1.1 定位目的
我們要保證定位元件與工件的定位基準(zhǔn)，這樣可以用來(lái)確定工件在夾具中的位置，從而保證工件在機(jī)床加工時(shí)相對(duì)刀具運(yùn)動(dòng)間的相對(duì)位置。
3.1.2 定位原理
使用六點(diǎn)定位原理定位。
3.1.3 定位方式和定位元件
（1） 工件用平面來(lái)定位
例如：固定的支承 可調(diào)支承 自位支承 輔助支承
（2） 工件以外圓柱面定位
例如：V 形塊 定位套 半圓套 圓錐套
（3） 工件以銷孔定位
例如：定位銷 圓錐銷 定位心軸 圓錐心軸
（4） 工件用各平面定位
3.1.4 定位原則
（1） 足夠的加工精度
工件的定位是以各定位副的定位來(lái)定位的，定位元件上上面的壓板壓住的面的精度會(huì)影響工件的定位精度，所以，限位基面一定要有相當(dāng)精準(zhǔn)的精準(zhǔn)度，來(lái)適應(yīng)加工的工件的要求。
（2） 足夠的強(qiáng)度和剛度
定位元件肯定要能限制住工件的自由度，而且還要能支撐住元件、承受夾緊力和切削力帶來(lái)的作用，所以，一定要有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和材料剛度，以防止使用中會(huì)變形或者損壞。
（3） 耐磨性好
工件的裝上或者卸下都會(huì)慢慢地磨損夾具體，所以一定會(huì)導(dǎo)致定位精度的下降。定位精度下降到一定程度時(shí)，夾具就要更換，否則，夾具就不能繼續(xù)使用了。為了使得夾具體的更換時(shí)間變長(zhǎng)，讓夾具的使用時(shí)間變長(zhǎng)，定位元件一定要有較好的耐磨性。
（4） 工藝性好
3.1.5 定位方案的選取
夾具在實(shí)際生產(chǎn)中的作用是：使用相同加工情況的一批工件都要能在夾具中占有正確和固定的位置，工件位置是不是正確的，要用加工要求來(lái)看，能滿足加工要求的就是正確的，反之不滿足就是不正確。一批工件一個(gè)一個(gè)在夾具上定位時(shí)，各個(gè)工件在夾具中的位置不可能完全一致，但是各個(gè)工件每次相對(duì)的位置要在一定范圍以內(nèi)這樣才能保證精度。
我所設(shè)計(jì)的夾具是為了加工那 6 個(gè)孔，在定位過(guò)程中需要保證工件與圓弧板
連接緊密，而且必須與定位銷 10 緊密相接。一個(gè)圓弧板的面限制 3 個(gè)自由度，
定位銷 10 限制一個(gè)自由度，端支承 2 限制一個(gè)自由度，上面的一個(gè)壓力限制最后一個(gè)自由度，由六點(diǎn)定位原理，此工件已完全定位。（如圖 3.1 所示 ）
圖 3.1 零件三維圖
3.1.6 定位誤差
造成定位誤差的原因有很多個(gè)，但是其中最主要的有兩個(gè)：一個(gè)是定位的基準(zhǔn)和制定的工序的基準(zhǔn)不一樣，出現(xiàn)了差別，也就是說(shuō)工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)在加工的時(shí)候和預(yù)想的和實(shí)際尺寸最大變動(dòng)量Δb；第二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，這樣基準(zhǔn)位移就有了誤差，也就是說(shuō)定位基準(zhǔn)相對(duì)位置在加工尺寸方向的最大變動(dòng)量Δj。
進(jìn)行誤差分析時(shí)，要先計(jì)算出Δb 和Δj，然后將兩者合成而得Δd。
合成時(shí)，若Δb 和Δj 同一誤差造成的，這是Δb 和Δj 關(guān)聯(lián)，此時(shí)如果它們的方向相同，合成時(shí)取“+”，如果它們方向相反，合成時(shí)取“-”，當(dāng)兩者不關(guān)聯(lián)時(shí)，可直接將兩者相加。
Dd = Db ± Dt
（3-1）
機(jī)床夾具的作用主要是：機(jī)床需要加工工件時(shí)，先將工件裝在夾具上，然后就用個(gè)夾具夾緊工件讓其在夾具上無(wú)法移動(dòng)就行了。
一個(gè)批次的工件每個(gè)工件在加工時(shí)裝到夾具上，由于工件還有夾具等存在誤差，使得各個(gè)工件在夾具上的位置都不相同，這樣就造成加工后的各個(gè)工件尺寸幾乎都不相同，所以就造成定位誤差，用Δd 表示。
裝夾工件其實(shí)就是將工件放到機(jī)床上用夾具固定在正確的位置，這就是定位。夾緊工件，就是對(duì)工件施加作用力，讓工件在正確的位置上固定好，不會(huì)移動(dòng)，這就是夾緊。將工件放到夾具體上并且利用夾緊機(jī)構(gòu)夾緊這個(gè)過(guò)程就叫做裝夾。而機(jī)床夾具的主要功能就是保證工件在機(jī)床上的位置保持一致，也就是裝夾。工件在夾具體上放置的好壞也就是裝夾的好壞，會(huì)直接影響到工件的加工精度， 因此，能準(zhǔn)確的定位就是很重要的一個(gè)步驟，需要計(jì)算定位誤差。
根據(jù)圖 2.1 和圖 3.1 可知,第一基準(zhǔn)是中心線 B，第二基準(zhǔn)是基準(zhǔn) C。鉆φ9 孔
ΔB = 0，ΔY
= 0，ΔD
= Δc + ΔY = 0
（3-2）
3.1.7 加工精度
孔的表面相對(duì)于基準(zhǔn) C 的垂直度公差
（1） 定位誤差 由前可知定位誤差為 0
（2） 對(duì)刀誤差
因刀具相對(duì)于對(duì)刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱為對(duì)刀誤差。鉆頭與鉆套間的間隙，會(huì)引起鉆頭的位移或傾斜，造成加工誤差。
圖 3.2 鉆模對(duì)刀誤差
鉆模對(duì)刀誤差ΔT 的計(jì)算如圖 3.2 所示，刀具與鉆套的最大配合間隙 X max 的存在會(huì)引起刀具的偏斜，將導(dǎo)致加工孔的偏移量 X 2
B +h +H
X 2 = 2 X max
H
式中 B—工件厚度； H—鉆套高度；
(3-3)
h—排屑空間的高度。
工件厚度大時(shí)，按 X 2 計(jì)算對(duì)刀誤差： ΔT =X 2 ； 工件薄時(shí)，按 X max 計(jì)算對(duì)刀誤差： ΔT =X max 。
因?yàn)閷?dǎo)套直徑為Φ9G7 所以鉆模板的配合知鉆模板與鉆頭件的配合為 H7/g6 則 Xmax =0.025mm
鉆f 9 時(shí)，工件為薄壁件，所以ΔT =X max = 0.25mm；
（3） 鉆套和襯套的間隙配合為 H6g5,可知最大間隙為 0.029mm；
（4） 鉆套中心線相對(duì)于基準(zhǔn) B 的平行度公差為 0.03mm；
(5) 刻度盤中心線相對(duì)于基準(zhǔn) C 的垂直度公差為 0.02mm；
所以DS = ；
=
= 0.0526mm （3-4）
孔的垂直度誤差為 0.2 所以結(jié)果滿足要求
3.2 夾緊
3.2.1 夾緊目的
讓工件在夾具上的位置不會(huì)發(fā)生變化，這樣可以保證精度要求。
夾緊機(jī)構(gòu)是用來(lái)施加夾緊力的機(jī)械結(jié)構(gòu)，夾緊機(jī)構(gòu)是直接施加夾緊力的最近的機(jī)構(gòu)。我們要將動(dòng)力源產(chǎn)生的動(dòng)力源源不絕的傳送到夾緊機(jī)構(gòu)那里，就需有適當(dāng)?shù)膫鬟f機(jī)構(gòu)。在工件夾緊過(guò)程中起力的傳遞作用的機(jī)構(gòu)，稱為夾緊機(jī)構(gòu)。
夾緊機(jī)構(gòu)在在逐漸夾緊工件的過(guò)程中，它還可以改變夾緊力的大小、方向還有力的作用點(diǎn)。我們?cè)O(shè)計(jì)的時(shí)候還可以在其中加入自鎖裝置，這樣的話我們就能保證在機(jī)床工作時(shí)候人力無(wú)法保證夾緊力的時(shí)候，仍然能可靠地夾緊工件。
3.2.2 夾緊裝置的組成
動(dòng)力源 ：用于產(chǎn)生夾緊力，是夾具夾緊工件的必備裝置，例如氣壓裝置、液壓裝置、電動(dòng)裝置、磁力裝置、真空裝置等。
傳力機(jī)構(gòu) ：它是介于動(dòng)力源和夾緊機(jī)構(gòu)之間的機(jī)構(gòu)，夾緊元件可以通過(guò)傳力機(jī)構(gòu)將動(dòng)力源的夾緊力轉(zhuǎn)換為夾緊工件的力，這樣就可以讓夾緊元件夾緊工件。而傳力機(jī)構(gòu)可以在夾緊元件夾緊工件的同事可以改變夾緊力的大小還有方向，尤其是它擁有自鎖性。
夾緊元件：在加工過(guò)程中工件時(shí)靠一系列機(jī)構(gòu)的共同運(yùn)作來(lái)夾緊，它直接與工件接觸來(lái)夾緊工件。
3.2.3 夾緊裝置的基本要求
（1） 工件不移動(dòng)原則
在工件被夾緊元件夾緊后，工件應(yīng)該是不可以移動(dòng)的，否則夾具的設(shè)計(jì)就是
失敗的，所以說(shuō)，夾緊的工件不能被移動(dòng)。
（2） 工件不變形原則
夾緊力通過(guò)夾緊元件作用在工件上，由于每個(gè)物體都有韌性?shī)A緊力不能超過(guò)其塑性變形的最大力，否則會(huì)造成工件的變形。所以?shī)A緊力只要求能夠夾緊工件讓其在加工的時(shí)候不會(huì)發(fā)生移動(dòng)和變形就可以了。
（3） 工件不振動(dòng)原則
有些材料它比較脆，如果受到比較大的沖擊和力就有可能會(huì)發(fā)生斷裂，還有我們應(yīng)當(dāng)注意在加工的時(shí)候夾緊元件會(huì)傳遞機(jī)床的震動(dòng)，可能會(huì)造成工件受損， 所以我們應(yīng)當(dāng)提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動(dòng)。
（4） 安全可靠原則
工業(yè)生產(chǎn)中安全永遠(yuǎn)都是第一的。夾緊傳力機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)有足夠的夾緊行程，手動(dòng)夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。夾緊裝置應(yīng)操作安全、方便、省力。
（5） 經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則
夾緊裝置的自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度應(yīng)與工件的產(chǎn)量和批量相適應(yīng)。
3.2.4 典型夾緊機(jī)構(gòu)
斜槽夾緊機(jī)構(gòu) 常用在工件尺寸公差較小的機(jī)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)； 螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 適用于手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)；
偏心夾緊機(jī)構(gòu) 常用于切削力不大，夾緊行程較小，振動(dòng)較小的場(chǎng)合。
3.2.5 夾緊方案的選擇
本設(shè)計(jì)是一個(gè)鉆床夾具，加工圓弧板類型的零件的軸向孔，由于鉆孔精度要求較高，必須保證在鉆孔過(guò)程零件保持不動(dòng)，所以必須設(shè)計(jì)夾緊裝置。根據(jù)題目所需，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，選擇鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)作為夾緊裝置。
1 鉆削力的計(jì)算
需要鉆孔零件的材料為 HT200，灰鑄鐵。
灰鑄鐵力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度
≥40%
s b 3
200MPa ；伸長(zhǎng)率 δ≥10%；斷面收縮率 ψ
鉆削切削力的計(jì)算公式如表 3-1：
表 3-1 鉆削切削力的計(jì)算公式
鉆削時(shí)的進(jìn)給量
由表 3-3 可知，切削扭矩的計(jì)算公式
p
M = 0.21D2 f 0.8 K
KP 為修正參數(shù)，它的計(jì)算公式
（3-5）
b
因?yàn)榛诣T鐵的抗拉強(qiáng)度 ，取σ =
736MPa
K = ( s b
p 736
)0.75
= (736 ′ 106 )0.75
736
鉆φ9 孔，帶入式 3-5 得
M = 0.21 ′ (9 ′ 10-3 )2 ′ (0.2 ′ 10-3 )0.8 ′ 104.5 `
= 4.8 （3-7）
由表 3-1 可知，切削力的計(jì)算計(jì)算公式如下，其中 f=0.2mm/r
P
f
F = 425DF 0.8 K
（3-8)
計(jì)算φ9 的切削力，帶入式 3-8 得
F
F
= 425 ′ 9 ′ 10-3 ′ (0.2 ′ 10-3 )0.8
′ 104.5
= 132.9 N （3-9）
2 實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算
計(jì)算夾緊力,通常是夾具和工件三維剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件的切削力、夾緊力(大型工件還應(yīng)該考慮工件的嚴(yán)重性,應(yīng)該考慮工件運(yùn)動(dòng)慣性力,等等)的作用,并找出最不利的夾緊過(guò)程中瞬態(tài),根據(jù)靜力平衡原理計(jì)算理論的夾緊力。最后,為了確保可靠夾緊,然后乘以一個(gè)安全系數(shù)所需的夾緊力的實(shí)際值,即:
WK =WK
式中 WK —實(shí)際所需夾緊力（N）；
（3-10）
W —在一定條件下，由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力（N）；
K —安全系數(shù)。
安全系數(shù) K 可按下試計(jì)算：
K = K0 K1K2 K3 K4 K5 K6
式中， K0 ~ K6 為各種因素的安全系數(shù)，如表 3-2
（3-11）
表 3-2 安全系數(shù) K0 ~ K6 的數(shù)值
若安全系數(shù) K 的計(jì)算結(jié)果小于 2.3 時(shí)，取 K=2.5。
鉆孔時(shí)，根據(jù)表 3-1、表 3-2，帶入式 3-11，計(jì)算相應(yīng)的安全系數(shù)得：
K =K 0 K1 K 2 K3 K 4 K5 K6
=1.3 ×1.0 ×1.5 ×1.0 ×1.3 ×1.0
≈2.5
表 3-3 安全系數(shù) K2
夾緊力
W = 2M
nDm
W = 2KM
k nDm
2 ′ 2.5 ′ 4.8 ′ 10-3.9
=
1 ′ 190 ′ 10-3 ′ 0.25
=113N
K
---
安全系數(shù)
n
---
卡爪數(shù)
M
---
鉆削力矩
D
---
工件直徑
（3-13）
摩擦系數(shù)的選擇，由于工件的尺寸為 45 號(hào)鋼，
摩擦力
f = mFp 1
=0.25132.9
=33.2N （3-14）
因?yàn)?WK > f ，所以鉆孔過(guò)程中不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，夾緊力合適，夾緊機(jī)構(gòu)滿足
設(shè)計(jì)要求。
3.3 夾具體
3.3.1 目的
夾具體在夾具中的作用是連接夾緊機(jī)構(gòu)，還有固定工件等裝置讓整個(gè)機(jī)構(gòu)成
為一個(gè)有機(jī)的整體。然后夾具再與機(jī)床上有關(guān)部件連接，定位，讓夾具在機(jī)床上的位置相對(duì)固定。
夾具體的要求
（1） 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度
加工過(guò)程中會(huì)有很多力作用在夾具上比如夾緊力還有切削力等，如果夾具體沒(méi)有相符的剛度和強(qiáng)度，那就有可能會(huì)出現(xiàn)事故，也有可能產(chǎn)生變形等其它事情。
（2） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的工藝性
我們?cè)O(shè)計(jì)夾具的時(shí)候首先把安全問(wèn)題考慮后，保證了夾具體有著相符的強(qiáng)度和剛度后，還有力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，質(zhì)量輕，特別是對(duì)于移動(dòng)和或反轉(zhuǎn)夾具， 其質(zhì)量不應(yīng)太大一般不超過(guò) 10kg,以便于操作。
（3） 尺寸要穩(wěn)定
對(duì)于鑄造夾具體，要進(jìn)行時(shí)效熱處理；對(duì)于焊接夾具體，要進(jìn)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
機(jī)床在工作時(shí)鉆銑工件會(huì)出現(xiàn)大量的廢屑，如果廢屑不清理的話，會(huì)局部溫度大量升高損壞鉆頭，還會(huì)使工件變形，而為了防止這種情況出現(xiàn)。我們?cè)谠O(shè)計(jì)夾具體時(shí)，要考慮切屑的排除問(wèn)題
（5） 在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠
夾具是放在機(jī)床上的，所以?shī)A具在設(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮到機(jī)床的實(shí)際情況，夾具體與機(jī)床接觸面一定要重心低，這樣夾具會(huì)更穩(wěn)，而且?jiàn)A具體的底面一定要和機(jī)床接觸面大，這樣能增大摩擦，防止機(jī)床在鉆孔的時(shí)候不會(huì)出現(xiàn)夾具移動(dòng)。夾具體在加工時(shí)應(yīng)一次性加工出來(lái)不要二次加工，這樣對(duì)于夾具的精度有這很大的保證，而且是鉆銑時(shí)夾具還應(yīng)該與機(jī)床主軸有著平行度公差并且保證在一定的范圍里，否則加工的工件會(huì)出現(xiàn)很大的誤差。
但總之我們?cè)O(shè)計(jì)夾具應(yīng)當(dāng)保證我們的夾具有相應(yīng)的精度，足夠安全，，有著足夠的使用壽命，并且穩(wěn)定可靠，這才是一個(gè)成功的夾具。
3.3.2 夾具體毛坯的類型
（1） 鑄造夾具體
鑄造的夾具體有很多優(yōu)點(diǎn)，比如說(shuō)它的工藝性能比較好，能鑄造出你想要的任何形狀，而且有著不錯(cuò)的抗壓強(qiáng)度還有強(qiáng)度以及剛度。但是其也有不少缺點(diǎn)， 它的生產(chǎn)周期長(zhǎng)，而且需要進(jìn)行時(shí)效處理，這樣才能消除內(nèi)應(yīng)力。常用材料為灰鑄鐵（如 HT200），要求強(qiáng)度高時(shí)用鑄鋼（如 ZG270-500），要求重量輕時(shí)鑄鋁（如 ZL104）。目前鑄造夾具體應(yīng)用較多。
（2） 焊接夾具體
焊接夾具體，它由各種鋼板等各種材料焊接而成，焊接夾具體的制造相對(duì)別的方法方便、而且生產(chǎn)周期短、尤其是成本低、重量輕（壁厚比鑄造夾具體薄）。但焊接夾具體有著比較嚴(yán)重的缺點(diǎn)就是它的熱應(yīng)力較大，工件特別易變形，還需要經(jīng)退火處理，以保證夾具體尺寸的穩(wěn)定性。
（3） 鍛造夾具體
鍛造夾具體，這種夾具體它對(duì)于那種形狀簡(jiǎn)單，還有尺寸比較小的，要求強(qiáng)度和剛度大的場(chǎng)合。而且這種夾具體在鍛造后還需要進(jìn)行經(jīng)退火處理。由于以上的原因所以此類夾具體應(yīng)用較少。
（4） 型材夾具體
對(duì)于一些小型的夾具我們一般常用型材夾具體不用鍛造夾具體，它可以直接由板材，管材，以及棒料等型材加工而成。這種夾具體的好處是材料很容易找， 生產(chǎn)速度比較快，并且成本低、重量輕，比如各種心軸類夾具的夾具體及鋼套鉆模夾具體。
我畢業(yè)的設(shè)計(jì)的夾具中,鉆模板,圓板、板材料是由灰鑄鐵(HT200)。HT200 指最小抗拉強(qiáng)度 200 mpa 灰鑄鐵、高強(qiáng)度鑄鐵、珠光體基體,強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性、阻尼性能好,鑄造性能好,使用前需要人工時(shí)效處理,主要用于鑄造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸,氣缸套、車床床上承受的壓力和振動(dòng)組件?；诣T鐵可以完美的我所有的條件來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的夾具。
3.3.3 工作條件
（1） 承受較大應(yīng)力的零件（彎曲應(yīng)力<29.40MPa）；
（2） 摩擦面間的單位面積壓力>0.49MPa（大于 10t 在磨損下工作的大型鑄件壓力>1.47MPa）；
（3） 要求一定的氣密性或耐弱腐蝕性介質(zhì)。
3.3.4 夾具的零件圖
如圖 3.3 和圖 3.4、圖 3.5、圖 3.6 是擺動(dòng)分度鉆床夾具的二維圖包含了夾具的正視圖，側(cè)視圖，俯視圖，以及一個(gè)局部剖視圖。
圖 3.3 夾具體的主視圖
圖 3.4 夾具體的俯視圖
圖 3.5 夾具體的側(cè)視圖
圖 3.6 夾具體的局剖圖
用Solidworks 畫(huà)出夾具的三維圖，用以增強(qiáng)對(duì)夾具的三維立體感(如圖 3.7)
圖 3.7 工件在夾具上的安裝圖
第 4 章 鉆模板和分度裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1. 鉆模板
鉆模板的結(jié)構(gòu)選擇:鉆模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,主要是根據(jù)工件的形狀尺寸,加工零件,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)規(guī)模和機(jī)床的型號(hào)的條件。設(shè)計(jì)需要鉆模板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于使用,易于制造。
鉆模板安裝鉆孔單位,確保鉆機(jī)鉆模板上設(shè)置在正確的位置。常見(jiàn)的鉆模板有以下幾種。
(1) 固定鉆模板
固定鉆模板固定與夾具可能整體形成與特定的文件夾,也可以用螺釘連接。這個(gè)鉆模板,位置精度高。
(2) 鉸鏈?zhǔn)姐@模板
鉸鏈?zhǔn)姐@模板和夾鉸鏈連接。我們轉(zhuǎn)動(dòng)工件時(shí)，上下工件時(shí)；將鉆模板上翻， 加工時(shí)放下來(lái)即可并用定位銷固定。夾緊:鉸鏈?zhǔn)姐@模板,可以裝載工件上夾方便裝卸;但翻轉(zhuǎn)鉆模板和勞動(dòng)消耗,效率低下,并鉆模板位置精度鉸鏈間隙影響鉆孔定位精度不高,主要用于生產(chǎn)的小型精密鉆孔少應(yīng)用。
(3) 懸掛式鉆模板
懸掛式鉆模板與主軸頭,懸掛式鉆模板中經(jīng)常使用多軸驅(qū)動(dòng)頭當(dāng)加工平行孔使用,生產(chǎn)效率高,適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
4.2. 鉆套
鉆套是夾具的一個(gè)獨(dú)特的元素,它的作用是確定軸向位置鉆孔,鉆孔和鉸刀等其他工具來(lái)防止發(fā)生偏轉(zhuǎn)在這個(gè)過(guò)程中,以確保加工孔的位置精度,提高工藝系統(tǒng)的剛度。
根據(jù)使用特點(diǎn)，鉆套可分為固定式，可換式，快換式等多種結(jié)構(gòu)形式。
（1） 固定鉆套 固定鉆套(圖 4.1)直接按在鉆模板,位置精度高,但不容易換鉆套，鉆模板較薄時(shí)，鉆套應(yīng)當(dāng)有足夠的長(zhǎng)度應(yīng)該使用有肩鉆套。
圖 4.1 固定鉆套
（2） 可換鉆套 可換鉆套(圖 4.2)是用于單一部件,大規(guī)模生產(chǎn),便于更換磨損的鉆套。鉆套和襯套之間使用 F7 / m6 或 F7 / k6 的配合。襯套和鉆模板之間采用 H7/n6 配合。鉆套磨損時(shí),旋下螺絲,換鉆套。螺絲可以防止旋轉(zhuǎn)鉆套的加工和收縮。
圖 4.2 可換鉆套
（3） 快換鉆套 在一次夾緊工件,如果有多次的鉆孔加工步驟,鉸孔或開(kāi)發(fā)需要一組不同孔徑的刀具,您應(yīng)該使用容易更換的鉆套(圖 4.3)。更換鉆套時(shí), 鉆套就逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),這樣前沿面螺釘位置可以設(shè)置換鉆套。刀具的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)考慮為了避免鉆套自動(dòng)掉下來(lái)。
圖 4.3 快換鉆套
(4)特殊鉆套 在需要時(shí),由于工件加工孔的位置或形狀你不能使用標(biāo)準(zhǔn)的鉆套,被稱為一個(gè)自行設(shè)計(jì)特殊的鉆頭夾套。圖 4.4 加長(zhǎng)鉆套常見(jiàn)特殊鉆頭夾, 在加工凹洞時(shí)可用來(lái)減少摩擦,上面的鉆套高度H 釬套高度H 增加,良好的績(jī)效導(dǎo)向,改善工具剛度、精度高,但是鉆套和工具磨損,一般是 H = 1 ~ 2.5 d。
圖 4.4 加長(zhǎng)鉆
4.3 分度裝置
4.3.1 概述
加工通常是一個(gè)多工位加工一個(gè)工件,如刻度尺的刻線、齒條與齒輪類型處理。這樣的工件夾緊后,肯定需要在加工過(guò)程中分度,即完成后工件可以和夾具一起轉(zhuǎn)一定的角度。
4.3.2 分度裝置的類型
直線分度裝置
1、回轉(zhuǎn)分度裝置按分度盤和對(duì)定銷的位置的不同可分為軸向分度和徑向分度。
2、按分度盤回轉(zhuǎn)軸線的位置不同可分為立軸式、臥軸式和斜軸式。
3、按分度裝置工作原理的不同，可分為機(jī)械分度，光學(xué)分度等。
4、按分度裝置的使用性，可分為通用，專用。
4.3.3 分度裝置的機(jī)構(gòu)
對(duì)定部分 它是分度裝置的基礎(chǔ)。
轉(zhuǎn)動(dòng)部分 包括會(huì)轉(zhuǎn)盤、襯套和轉(zhuǎn)軸。
分度對(duì)定機(jī)構(gòu) 由分度盤和對(duì)定銷組成，其作用是在轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)化后，使其相對(duì)于固定部分定位。
抬起鎖緊機(jī)構(gòu) 分度對(duì)定后要講轉(zhuǎn)動(dòng)部分鎖緊，以增大分度裝置工作時(shí)的剛度。
潤(rùn)滑部分 潤(rùn)滑系統(tǒng)主要由油杯等組成，潤(rùn)滑系統(tǒng)的功能是減少摩擦力降低磨損，使機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)便。
4.3.4 分度方式
工件上各加工孔的角度位置，依靠一個(gè)分度齒輪或改用一個(gè)不等分的可分度盤獲得。分度時(shí)，可先旋松星形螺母，使對(duì)定銷退出，再旋松星形螺母，使鎖緊環(huán)松開(kāi)，然后用扳手搬動(dòng)三爪卡盤連同分度齒輪回轉(zhuǎn)分度，分度完畢后，再依次旋緊星形螺母和插入對(duì)定銷，使對(duì)定銷插入圓孔，鎖緊環(huán)抱緊回轉(zhuǎn)部件。當(dāng)加工孔距不能用分度齒輪或可換分讀盤分度時(shí)，則可直接按刻度盤上刻度值。本夾具可用于擺動(dòng)分度分度加工，將 C 面安裝在鉆床工作臺(tái)上，另通過(guò)定向鍵在另一面上安裝另一套鉆模板支架，即可加工徑向等分孔和不等分孔。
第 5 章 夾具的整體結(jié)構(gòu)
5.1 夾具二維圖
本夾具有近 30 個(gè)零件
圖 5.1 夾具的主視圖
如圖 5.1 所示，圖中是所設(shè)計(jì)的擺動(dòng)分度鉆床夾具的全部視圖。從圖中可以清楚地看到工件在圓弧定位板上進(jìn)行定位和夾緊。此夾具通過(guò)對(duì)定銷定位鉆模板，工作時(shí)將對(duì)定銷拔出將需要鉆的孔的對(duì)行銷孔對(duì)準(zhǔn)然后再將對(duì)定銷插入固定即可。
5.2 夾具三維圖
如圖 5.2 所示，圖中分別是設(shè)計(jì)的擺動(dòng)分度鉆床夾具的三維圖。在圖中可以清楚的看到該夾具的分度裝置。分度時(shí)，可先旋松星形螺母，使對(duì)定銷退出，然后用扳手搬動(dòng)分度盤回轉(zhuǎn)分度，分度完畢后，再旋緊星形螺母，使對(duì)定銷插入齒槽，鎖緊環(huán)抱緊回轉(zhuǎn)部件。當(dāng)加工孔距不能用分度齒輪或可換分讀盤分度時(shí)，則可直接按刻度盤上刻刻度值。
圖 5.2 夾具的立體圖
通過(guò) SolidWorks 進(jìn)行三維實(shí)體建模的得到夾具的三維實(shí)體造型，如圖 5.3 所示。
圖 5.3 夾具的立體圖
第 6 章 零件材料
6.1 標(biāo)準(zhǔn)件
標(biāo)準(zhǔn)部件的設(shè)計(jì),如螺絲、螺母、螺栓和其他部分之間的定位元素用于連接固定,需要一定程度的工藝性能和良好的可塑性,在使用過(guò)程中可能會(huì)受到力,需要適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。
根據(jù)我所設(shè)計(jì)的夾具以及工件的精度和強(qiáng)度要求，45#鋼滿足使用要求。
45 #碳鋼鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量,硬度高,可調(diào)質(zhì)表面硬化表面硬度提高部分(硬化:這部分是加熱到Ac3 或Ac1 臨界溫度低(鋼)超過(guò)一定的溫度,保持一定時(shí)間,然后適當(dāng)?shù)睦鋮s速率,熱處理工藝獲得馬氏體組織(貝氏體):淬火旨在改善零件硬度、強(qiáng)度和耐磨性,良好的組織和準(zhǔn)備余熱處理步驟。
45 #鋼淬火及回火后硬度不大于前 HBC55(感應(yīng)淬火 HBC58);零件淬火及回火處理后具有良好的機(jī)械性能,廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件,特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪和軸等;但是,表面硬度低,耐磨性,可以調(diào)質(zhì)+ 表面硬化增加零件的硬度。建議:熱處理溫度 850 攝氏度正?；?840 攝氏度淬火及回火 600 度
45#鋼的力學(xué)性能。
抗拉強(qiáng)度： 屈服強(qiáng)度： 伸長(zhǎng)率：
db 3 600MPa
ds 3 350MPa
d 3 16%
斷面收縮率： Y 3 40%
6.2 非標(biāo)準(zhǔn)件
1 對(duì)定銷 如圖 6.1 所示
圖 6.1 對(duì)定銷
在本設(shè)計(jì)中，對(duì)定銷的作用：
分度時(shí)，拔出對(duì)定銷，讓對(duì)定銷從夾具體上的孔中退出，在將分度盤上的孔對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的孔后，將對(duì)定銷插入其中。在這里對(duì)手柄的形狀、性能沒(méi)有特殊要求， 選擇普通對(duì)定銷（圖 6.1），對(duì)定銷我們可以選用 35 號(hào)鋼。
鋼根據(jù)含碳量可以分為 3 種高碳鋼，中碳鋼，低碳鋼。低碳鋼--含碳量一般小于 0.25%；中碳鋼--含碳量一般在 0.25～0.60%之間；高碳鋼--含碳量一般大于 0.60%。
35 #鋼為優(yōu)質(zhì)碳鋼,具有良好的延性和足夠的強(qiáng)度、良好的加工性能,焊接性
能還可以,所以我們選擇的對(duì)定銷是 35 #鋼,由于實(shí)際使用的鎖銷主要用于正火條件和調(diào)質(zhì)狀態(tài)使用(正火:指鋼的加熱或鋼鋼的溫度高于臨界點(diǎn),在 30 ~ 50℃ 保持一個(gè)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間,在靜止空氣冷卻熱處理技術(shù);目的:提高低碳鋼的力學(xué)性能改善切削加工性能,晶粒細(xì)化,消除結(jié)構(gòu)性缺陷淬火:指的是鋼或復(fù)合鋼淬火及回火熱處理工藝)。
35#鋼由于其優(yōu)秀的性能以及良好的性價(jià)比它普遍用于制造各種鍛件、熱壓件、冷拉和頂鍛鋼材，機(jī)械制造中的零件，如曲軸、轉(zhuǎn)軸、杠桿、連桿、套筒、輪圈、墊圈以及螺釘、螺母等。
35#鋼的力學(xué)性能如下： 抗拉強(qiáng)度： db 3 530MPa
屈服強(qiáng)度： d s 3 315MPa
伸長(zhǎng)率： d5 3 20%
斷面收縮率： Y 3 45%
未熱處理硬度： ￡ 197HB
結(jié)論
此畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)鉆床夾具的一次研究，在此夾具設(shè)計(jì)中定位方案的設(shè)計(jì)以及夾緊裝置設(shè)計(jì)是本次鉆床夾具的重點(diǎn)。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)鉆床夾具， 零件形狀是一塊圓弧形狀的板，上面有三組孔共 6 個(gè)孔，為了保證工件的精度以及保護(hù)工件和人員的安全，所以我們必須對(duì)工件進(jìn)行安裝和定位。
因?yàn)槿M孔不在一個(gè)平面內(nèi)所以我們需要用到分度盤，以及用一個(gè)壓塊將工件固定在圓弧定位板上，由一塊地板以及一塊擋板還有一個(gè)定位銷對(duì)工件進(jìn)行定位，此定位方案能符合工件加工的需要。
在鉆頭鉆孔的過(guò)程中，鉆削力和鉆削扭矩可能會(huì)使零件發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，影響加工精度，因此需要用夾緊裝置將零件夾緊。常用的夾緊裝置有：偏心夾緊機(jī)構(gòu)、斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、彈性?shī)A頭、彈性薄壁夾盤、壓板夾緊機(jī)構(gòu)等等。在鉆孔過(guò)程中，機(jī)床的振動(dòng)可能會(huì)使我們所選的夾緊機(jī)構(gòu)出現(xiàn)松動(dòng)的情況，所以根據(jù)題目所需采用壓板夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。
我在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了大量的市場(chǎng)上可以買到的材料，這樣節(jié)約了大量的經(jīng)費(fèi)，使得我的家具有著更加多的市場(chǎng)，更加有競(jìng)爭(zhēng)力；而且我們使用工件的專有夾具，我們大量的生產(chǎn)一種零件可以減少誤差，以及減少了成本。
致謝
從去年 11 月份開(kāi)始準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始，在張興權(quán)老師的盡心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，我終于完成了《擺動(dòng)分度鉆床夾具設(shè)計(jì)》的設(shè)計(jì)論文。從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)，每一步對(duì)我來(lái)說(shuō)無(wú)疑是巨大的嘗試和挑戰(zhàn)，也成就了我在大學(xué)期間獨(dú)立完成的最大的項(xiàng)目。記得在剛接到這個(gè)課題時(shí)，由于夾具設(shè)計(jì)以及相關(guān)知識(shí)不是很明了，我有些茫然不知所措，不知從何做起，于是我給自己提出了一系列相關(guān)的問(wèn)題：怎樣做畢業(yè)設(shè)計(jì)、做畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求有哪些、我要設(shè)計(jì)一個(gè)怎樣的夾具、要達(dá)到什么樣的效果、實(shí)現(xiàn)什么樣的功能、與那些專業(yè)知識(shí)有關(guān)聯(lián)等。后來(lái)，在老師的引導(dǎo)下，我清楚要做好畢業(yè)設(shè)計(jì)，必須了解相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，去圖書(shū)館查閱相關(guān)資料、上網(wǎng)去了解鉆床夾具在國(guó)內(nèi)外發(fā)展的前景和最新成果。
在具體設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我遇到了很多問(wèn)題，比如：加工零件時(shí)，要限定哪些自由度，選擇怎樣的定位方案和定位元件才能實(shí)現(xiàn)定位要求，又能使工人師傅加工方便、高效、快捷、精確。于是我不斷查閱資料，提出新的想法，然后去論證這種想法的可行性，在這個(gè)提出、論證、放棄、再提出的循環(huán)往復(fù)的過(guò)程中，我學(xué)到了很多東西，同時(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)也在一天天的完成中。雖然我設(shè)計(jì)出來(lái)的夾具不是很成熟，在查閱了很多資料的前提下仍然不能做到十全十美，但我心里有一種莫大的自豪感與幸福感，因?yàn)槲彝ㄟ^(guò)自己的努力踏踏實(shí)實(shí)地走過(guò)了一個(gè)完整的設(shè)計(jì)所要經(jīng)過(guò)的所有過(guò)程，并且享受了每一個(gè)過(guò)程，更重要的是在設(shè)計(jì)過(guò)程中我注入了自己鮮活的思想。
在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我學(xué)到的不只是畢業(yè)設(shè)計(jì)本身，還有很多畢業(yè)設(shè)計(jì)以外的東西，一種態(tài)度，一種隨帶學(xué)術(shù)，為人處世的態(tài)度。在做事的過(guò)程中， 我們定應(yīng)該盡自己所能，認(rèn)真做好手邊的事情。俗話說(shuō)的好萬(wàn)事開(kāi)頭難，很多時(shí)候我們?cè)谧鲆患聲r(shí)會(huì)覺(jué)得很陌生、很難，不知從何入手，這時(shí)，我們需要靜下心來(lái)，認(rèn)真分析，將問(wèn)題一點(diǎn)一點(diǎn)的解決，這是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，也是一個(gè)學(xué)習(xí)和自我提升的過(guò)程，在這期間會(huì)覺(jué)得茫然、困惑、不知所措，但是只要堅(jiān)持到最后，就一定會(huì)成功。完成它的那一刻，我們會(huì)覺(jué)得很有成就感，這是一種對(duì)自己
能力的肯定，也是對(duì)自己的認(rèn)可。
在這里我要特別感謝我的指導(dǎo)老師—張興權(quán)老師。他治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心。在閑聊中他總是能像知心朋友一樣鼓勵(lì)我，在論文的撰寫和措辭等方面他也總會(huì)以“專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”嚴(yán)格要求我，從選題、定題開(kāi)始，一直到最后論文的反復(fù)修改、潤(rùn)色， 張老師始終認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予我深刻而細(xì)致地指導(dǎo)，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。正是張老師的無(wú)私幫助與熱忱鼓勵(lì)，我的畢業(yè)論文才能夠得以順利完成，謝謝老師 。
河海大學(xué)文天學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
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