孔機(jī)床夾具設(shè)計(jì)管理

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1、孔機(jī)床夾具設(shè)計(jì)管理 本次設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)出能夠加工泵體蓋加工6-φ2孔的鉆孔專機(jī)。在孔加工時，一般都采用多級變速的，適用于多種孔加工的鉆床或鏜床。若用于生產(chǎn)品種單一的、批量生產(chǎn)的產(chǎn)品時有些浪費(fèi)。泵體蓋孔鉆削專機(jī)及夾具設(shè)計(jì)是為分工序、批量生產(chǎn)該泵時設(shè)計(jì)的專機(jī)及專用夾具。總結(jié)本文所做的工作，有以下幾點(diǎn)結(jié)論： 1)本次設(shè)計(jì)中，機(jī)床采用一級變速，使主軸直接達(dá)到鉆削速度。 2)選用深孔加工刀具加工，提高加工質(zhì)量。 3)使用傳送帶輸送工件，使加工時減少搬運(yùn)工件的時間，并降低工人的勞動強(qiáng)度。 4)夾具采用一面兩孔定位，螺旋及鉸鏈綜合夾緊機(jī)構(gòu)手動夾緊。由于鉆削力較小，不需要太大的夾緊力就能實(shí)現(xiàn)夾緊，

2、因此采用手動夾緊也不會加大工人的勞動強(qiáng)度。 綜上所述，本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)周期短，相對于一般鉆床價格低，從而大大減少了在機(jī)床方面投入的資金。由于采用輸送帶傳送工件，降低了工人的勞動強(qiáng)度，節(jié)省了加工時間，提高了生產(chǎn)效率。由此，齒輪泵生產(chǎn)的成本也降低了。 生產(chǎn)加工便捷化是一個需要不斷的探索和改進(jìn)課題，因此還有許多方面可以改進(jìn)。 前言 隨著現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，機(jī)床的種類越來越繁多，機(jī)床的功能越來越多，為了適應(yīng)當(dāng)今機(jī)械生產(chǎn)中的特殊要求，專用機(jī)床的應(yīng)用越來越廣泛。之所以選擇泵體蓋鉆孔專機(jī)設(shè)計(jì)作為我的設(shè)計(jì)題目，是因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)以前的鉆床雖然功能不少，但是有很多不足之處，比如對工件大批量生產(chǎn)不能滿足，而且生產(chǎn)

3、效率不高，對一些有特殊要求的工件也不能進(jìn)行批量生產(chǎn)?；谶@個前提，我選擇了鉆削類的專機(jī)設(shè)計(jì)，主要是針對泵體蓋6-φ2孔的鉆削進(jìn)行加工。通過本次設(shè)計(jì)，可以生產(chǎn)出一種鉆床滿足泵體蓋6-φ2孔的鉆削標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)，這種鉆床既可以滿足特殊的加工要求又節(jié)省了時間、減少了勞動力。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)出一種鉆削類的專用機(jī)床，讓它只對泵體蓋6-φ2孔一類工件進(jìn)行鉆削加工。本機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單、集中化程度高、針對性強(qiáng)、工作效率高、能夠適應(yīng)在生產(chǎn)批量大的生產(chǎn)中的要求。它既提高了生產(chǎn)效率，又簡化了操作程序，而且減輕了工人的勞動強(qiáng)度。 機(jī)床、基礎(chǔ)理論研究、檢測等方面都有了較大的進(jìn)展。目前，孔加工技術(shù)已較為成熟。 同時

4、隨著我國科學(xué)和技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，其品種型號越來越多，質(zhì)量要求越來越高，更新?lián)Q代周期也越來越短。因而多品種、中小批量生產(chǎn)已日益成為機(jī)械制造業(yè)的主要生產(chǎn)類型。 機(jī)床夾具是保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率等生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作中的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)形式必須與其生產(chǎn)類型相適應(yīng)【2】。 當(dāng)然在鉆床中夾具的設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的，由于夾具設(shè)計(jì)過程的隨機(jī)因素較多，目前仍有許多企業(yè)沿用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法來完成，即由經(jīng)驗(yàn)豐富的工藝人員人工設(shè)計(jì)(或借助二維CAD設(shè)計(jì))。很顯然，這種設(shè)計(jì)方法在很大程度土受夾具設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和知識水平的限制，且設(shè)計(jì)周期長，設(shè)計(jì)效率低，勞動強(qiáng)度大，已不適應(yīng)現(xiàn)代制造技術(shù)。因此，開

5、發(fā)出實(shí)用的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)是解決這一間題的重要方法和手段。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以分為概念設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)三個階段。概念設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié),它影響著后續(xù)的技術(shù)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì),是決定夾具方案優(yōu)劣的重要階段。由于鉆銑削加工切削用量及切削力較大，加工時易產(chǎn)生振動，因此設(shè)計(jì)鉆銑床夾具時應(yīng)注意：夾緊力要足夠且反行程自鎖；夾具的安裝要準(zhǔn)確可靠，即安裝及加工時要正確使用定向鍵、對刀裝置；夾具體要有足夠的剛度和穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)要合理 在批量生產(chǎn)泵體蓋時，多采用流水線式操作，即按工序分配給不同生產(chǎn)車間來生產(chǎn)。泵體蓋孔加工專機(jī)及夾具設(shè)計(jì)，就是為加工泵體蓋6-φ2孔這一工序而設(shè)計(jì)的專用

6、機(jī)床及夾具。由于泵體蓋6-φ2為均勻分布，因此需要綜合應(yīng)用孔的加工及機(jī)床夾具等方面的知識。 本次設(shè)計(jì)主要包括兩大部分。 第一部分為泵體蓋6-φ2孔鉆削專機(jī)的設(shè)計(jì)，其中包括機(jī)床的基本尺寸的選擇、電機(jī)的選擇、傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和鉆頭的選擇。 首先，機(jī)床的基本尺寸主要參考常用機(jī)床的外形尺寸，并根據(jù)6-φ2孔加工的需要來確定。其次，泵體蓋材料為鋁合金。因此可根據(jù)鋁合金的切削性能，及鉆削鋁合金時的切削用量和鉆削速度來估算出鉆削力、鉆削扭矩和鉆削功率來，并根據(jù)鉆削功率選擇電動機(jī)。然后，根據(jù)所選電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速和切削速度來確定傳動比，并用齒輪傳動系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。由于本次設(shè)計(jì)的機(jī)床只為加工6-φ2孔而設(shè)計(jì)，因此不

7、需變速，一級傳動就能實(shí)現(xiàn)。最后，根據(jù)回油孔的特點(diǎn)，并考慮經(jīng)濟(jì)性來選擇合適的多孔加工刀具。 第二部分為專用夾具的設(shè)計(jì)，其中包括定位方式的選擇、定位誤差的計(jì)算、夾緊方式的確定、夾緊力的確定及夾緊機(jī)構(gòu)的的選擇、導(dǎo)引裝置的確定、夾具體的設(shè)計(jì)和夾具體在機(jī)床上的定位方式。 根據(jù)六點(diǎn)定位原理、泵體蓋外形的特點(diǎn)及常用定位元件的種類，來確定夾具體的定位方式。由于零件在加工時，總會產(chǎn)生誤差，因此應(yīng)考慮工件的定位誤差。進(jìn)行定位誤差的計(jì)算，以保證定位誤差在零件加工誤差允許的范圍之內(nèi)。若不合適，則應(yīng)選擇更合適的定位方式，以確保零件的加工精度。為了使零件在被加工時保持位置不變，應(yīng)對零件在被加工時所需的加緊力進(jìn)行估算。

8、在此基礎(chǔ)上，綜合考慮零件的定位方式和加工方式，來設(shè)計(jì)適合的夾緊機(jī)構(gòu)。為保證加工精度，選擇合適的對刀導(dǎo)引裝置，保證工件相對于刀具處于正確的位置。綜合以上各方面的設(shè)計(jì)和各個裝置的相對位置關(guān)系，可以設(shè)計(jì)出夾具體的結(jié)構(gòu)。并且還要確定夾具體在機(jī)床上的定位方法和定位精度。這樣就完成了夾具的設(shè)計(jì)。 由于此次設(shè)計(jì)是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)加工中的需要來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，因此還從經(jīng)濟(jì)性方面分析了此次設(shè)計(jì)的可行性。另外，分析了此次設(shè)計(jì)相對于一般生產(chǎn)加工情況的優(yōu)點(diǎn)、此次設(shè)計(jì)的不足，和可能改進(jìn)的方法。 1泵體蓋6-φ2孔加工專機(jī)的設(shè)計(jì) 1.1鉆床的總體設(shè)計(jì) 鉆床可用于加工簡單零件上的孔，也可用于加工外型復(fù)雜、沒有對稱回轉(zhuǎn)軸線工

9、件上的單個或一系列圓柱孔，如蓋板、箱體、機(jī)架等零件上的各種用途的孔。鉆床一般用于完成加工尺寸較小、精度要求不太高的孔。通常，鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，鉆頭軸向移動為進(jìn)給運(yùn)動【3】。 鉆床可分為臺式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床、銑鉆床、深孔鉆床、平端面中心孔鉆床和臥式鉆床。 在本次設(shè)計(jì)中，待加工孔為多孔且均勻分布，因此在選擇機(jī)床上有些困難。通常多孔鉆床具有特殊設(shè)計(jì)的主軸，臥式布局。一般為工件旋轉(zhuǎn)，用特制的鉆頭鉆削孔，可完成孔工件鉆、擴(kuò)、鉸、套料等加工。但由于多孔鉆床的特殊性，其比較昂貴，對于非專業(yè)化深孔加工的廠家，成本過高，因此不能選用這種形式。所以，應(yīng)由其他鉆床改造成多孔鉆床，這樣可節(jié)省開支，并且易于

10、中、小型企業(yè)接受。綜合各種機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作方式，決定選用臥式鉆床的結(jié)構(gòu)布置。臥式鉆床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是主軸旋轉(zhuǎn)中心固定，移動工件使加工點(diǎn)對準(zhǔn)主軸中心。主軸箱安裝在立柱上，主軸水平布置。立柱有圓柱、方柱，這里選擇圓柱作為主軸。主軸可機(jī)動進(jìn)給。 由于本次設(shè)計(jì)為鉆孔專機(jī)，只用于加工多孔的工序，簡單的傳動系統(tǒng)就能滿足，不需要變速，因此采用一級齒輪傳動即可，這樣可以直接達(dá)到鉆削所需要的速度。 泵體蓋材料為鋁合金，根據(jù)其切削性能及各類多孔鉆的尺寸參數(shù)，在相比較下選擇合適的刀具。從而確定進(jìn)給量來計(jì)算出切削參數(shù)，即加工時所需的鉆削力、鉆削率和鉆削轉(zhuǎn)矩。通過這些數(shù)據(jù)，可選擇出適合的電動機(jī)作為動力源。同時，根據(jù)

11、這些切削參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算出傳動系統(tǒng)的參數(shù)。 1.2鉆床刀具的選擇 在多孔加工中，使用鉆頭、內(nèi)排屑深孔鉆雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但由于需要專用的機(jī)床（或改裝的普通車床）以及一套輔助設(shè)備，投資較大，多孔加工受到一定的條件限制。麻花鉆具有投資少、見效快、無需特殊多孔加工裝備等優(yōu)點(diǎn)，是一般多孔加工中行之有效的加工方法。 在本次設(shè)計(jì)中，則采用直柄麻花鉆來完成切削任務(wù)。其主要的尺寸參數(shù)可在表1-1中查詢。 表1-1麻花鉆主要的尺寸參數(shù) Tab.1-1Twistdrillmainsizeparameter d=125 =160 =200 =250 =315 h8=80 =100 =150

12、=200 =250 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 注：——表示有規(guī)格；——麻花鉆全長；——麻花鉆工作部分長度； d——麻花鉆的直徑。 此次多孔加工的孔6-φ2孔，工作部分長度滿足此長度即可，因此可選＝160的直柄麻花鉆。麻花鉆材料的選擇，參見表1-2。 表1-2麻花鉆的性能級別【4】 Tab.1-2Twistdrillperformancerank 項(xiàng)目普通型能級麻花鉆高性能級麻花鉆 材料工作部分用W6Mo5Gr4V2或同等性能的其他牌號普通高速鋼（代號HHS）制造工作部分用W2Mo9Gr4VCo8或同等性能的其他牌號高性能高速鋼（代號HHS－E）

13、制造 硬度工作部分硬度780～900HV工作部分硬度820～950HV 制造 工藝一般為軋制或銑制一般為全磨制 應(yīng)用 設(shè)備一般用于普通機(jī)床一般用于數(shù)控機(jī)床、自動線 其他高性能級的麻花鉆比普通性能級麻花鉆在表面粗糙度、切血人對工作部分軸向斜跳動、鉆芯對稱直徑、溝槽分度誤差、直柄直徑公差、錐柄圓錐公差、鉆芯對工作部分軸線的對稱度、兩刃帶寬度差等方面都要求更高 根據(jù)本次加工情況及技術(shù)要求，選擇普通型能級的麻花鉆即可。 目錄 前言4 1泵體蓋6-φ2孔加工專機(jī)的設(shè)計(jì)6 1.1鉆床的總體設(shè)計(jì)6 1.2鉆床刀具的選擇6 1.3鉆床傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7 1.4本章小結(jié)19 2專用夾具設(shè)計(jì)20 2.1工件的加工工藝性分析20 2.2定位元件的選擇與設(shè)計(jì)20 2.3泵體蓋在夾具中的夾緊25 2.4導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)31 2.5夾具體的設(shè)計(jì)37 2.6夾具在機(jī)床上的定位38 2.7本章小結(jié)40 3技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析41 4結(jié)論41 致謝43 文獻(xiàn)參考44 附錄1中文（譯文）45 附錄2英文（原文）49