飛輪專用回轉鉆模夾緊機構設計

飛輪專用回轉鉆模夾緊機構設計,飛輪,專用,回轉,夾緊,機構,設計 目錄 摘要 ……………………………………………………………2 緒論 ……………………………………………………………4 第一章 機床夾具的概述 ……………………………5 1.1機床夾具的發(fā)展 ………………………………5 1.2機床夾具的簡單介紹 …………………………6 第二章 夾具的總體設計 …………………………14 2.1確定夾具的總體加工方案 ………………………14 2.2夾具通用裝置的選擇 ……………………………17 第三章 夾具的機械設計 …………………………… 20 3．1．主要定位元件的設計 …………………20 3．2．夾緊裝置和鉆模板的設計………………22 3．3回轉裝置的確定 ………………………………26 第四章總圖的技術要求 …………………………………31 4.1技術要求 …………………………………………31 4.2主要尺寸……………………………………………32 第五章夾具設計技術經濟和結構分析 ………………36 5.1精度設計經濟分析…………………………………36 5.1結構設計經濟分析…………………………………36 總結 ……………………………………………………………37 謝辭 ……………………………………………………………38 參考文獻 ……………………………………………………39 摘要 飛輪的功用是傳遞動力和改變輸出軸運動方向，工作原理是讓曲柄連桿機構順利通過死點，當發(fā)動機工作時，發(fā)動機將高速運轉，將產生大的振動，如果飛輪的動平橫較差將會發(fā)動機的其它部件將產生嚴重的損害，所以對飛點和減少活塞運動過程中產生的沖擊輪的夾具設計和加工要特別注意飛輪的動平衡性。 當工件在一次裝夾后，需要按一定角度或一定距離加工一組表面時，就要采用分度裝置。由于飛輪的六孔是在同一個圓周上，并且是大小和深度一樣的孔，也就是它們的加工工藝相同，并且為了獲得好的平衡，盡量能在一次裝夾中，完成所有的加工，由于以上的特殊性，經過多方面的考慮，確定了回轉鉆模的方案。 關鍵詞：機床夾具，回轉鉆模，回轉分度裝置 ABSTRACT Flywheel's function is transmits the power and change the moving direction of the output shaft. The principle of work is lets the crank link motion gear through the die smoothly. It will produce a large vibration when the engine works with high speed, if the flywheel with a bad dynamic-balance which will bring into some serious destory,so we must pay much more attention to the flyweel’s dynamic-banlance when we design and produce the clamp which used for prohibiting the fly point and reducing the impulse during the plunger motion. After equipmenting the workpiece, required to machine it according to a certain angle or a certain distance, in this situation, the spacing device must be used. Because flywheel's six are in the identical circumference, and is the size and the depth same hole, which menas they have the same processing craft, and to obtain good balanced, can as far as possible, in one time equipment, completes all processings. As a result of the above particularity, undergoes various consideration, choosing the rotation drlling maodel as the solve plan. Key words: Machine tool clamp, rotation drilling moudle, rotation spacing equipment.. 緒論 本設計是對柴油機飛輪的徑向六孔的加工而設計的回轉鉆模，隨著制造業(yè)的發(fā)展，機械加工的機床種類繁多，性能更強，特別是數控機床和加工中心的出現和發(fā)展，使機械加工中加工的產品精度更高而且結構復雜，這使以現有機床為主要的加工設備的工廠帶來了很大的挑戰(zhàn)，為了實現新老機床的過度，并且實現最小的費用,夾具的應用就起到了重要的作用，好的夾具才能使落后的手動機床在效率和加工精度上與現代的數控機床采用相同的標準，現在夾具的發(fā)展雖然受到了挑戰(zhàn)，但工件夾具的生產者正在開發(fā)動力系統(tǒng)以提高精度，并發(fā)展了監(jiān)控夾具性能的方法，動力夾具其性能大大超出傳統(tǒng)的夾緊裝置，但是，即使是手動型基于夾緊的系統(tǒng)也可以大大優(yōu)化，從而進行更快的夾緊。與傳統(tǒng)夾緊裝置相比，這種設備使用起來更快更方便，能最佳符合人體的操作，對操作者更安全，而且能加工出具有高質量一次性成品零件。關鍵是將單個夾緊裝置看作總體工具系統(tǒng)的一部分，并將標準化當作自己的標準，這有利于夾緊裝置的通用和提高夾具的制作效率。 由于能力有限,動手實踐機會少,設計尚有許多不足之處,懇請各位老師給予指教。 第一章機床夾具的概述 1.1機床夾具的發(fā)展 夾具是機械制造廠里使用的一種工藝裝備，為了使工件處于正確的位置所使用的各種各種工藝裝備就稱為夾具，在機械加工工藝過程中，工件安裝并夾緊于夾具中的正確位置，以確保質量且可提高生產率。 機床夾具指各種金屬切削機床上用于裝夾工件的工藝設備，它的使用范圍最為廣泛，如車床上用的三爪自定心卡盤，頂尖，銑床上使用的平口虎鉗等，這類機床夾具的規(guī)定尺寸已標準化，由專業(yè)工廠進行生產。而用于專門為某種工件的某個加工工序應用的專用夾具必須由各制造工廠自行設計制造，由于專用夾具的設計制造直接影響著加工的精度，勞動生產率和產品的制造成本，所以機床夾具在企業(yè)的產品設計和制造以及生產技術準備中占有極其重要的地位。 圖1—1 Z3050夾具的立體圖 1.2機床夾具的簡單介紹 1.2.1機床夾具的功用 機床夾具裝夾工件的優(yōu)點，概述有以下幾個方面： （1）、能穩(wěn)定地保證工件加工精度 用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及車床的位置精度有夾具保證，不受人工技術水平的影響。使一批工件的加工精度趨于一致?？梢詼蚀_地確定工件相對于刀具和機床切削成形運動中的互相位置關系。并且減少對其它生產條件的依賴性確保工件的加工質量。 （2）、減少輔助工時，提高勞動生產率 使用夾具裝夾工件無需劃線找正，可顯著地減少輔助工時，方便快捷；可提高工件剛性，使用較大切削用量；可實現多件、多工位同時裝夾，可采用高效夾緊機構，提高勞動生產率。 （3）、能擴大機床的工藝范圍，實現一機多能 根據加工機床的形成運動，附以不同類型的夾具，可擴大機床的工藝范圍。例如，在普通銑床上安裝專用夾具，可以銑削成形表面。 （4）、能降低成本。 由于采用與生產規(guī)模相適應的夾具使產品質量穩(wěn)定，使用技術等級較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯降低了生產成本。夾具制造成本分攤在一批工件上，每個工件增加的成本是極少的，遠遠小于由于提高勞動生產率而降低成本，且工件批量越大使用夾具所取得的經濟效益就越顯著。 （5）、改善工人的勞動條件。 用夾具裝夾工件方便，省力，安全。當采用氣動，液東等夾緊裝置，可減輕工人的勞動強度，保證安全生產，延長工人的操作壽命，提高企業(yè)整體的技術水平. 1.2.2機床夾具的分類 隨著機械制造發(fā)展的需要，新型的夾具結構不斷出現，夾具的形式愈來愈多。為了掌握各種夾具的工作特點和基本設計方法，也為了便于工廠的技術管理工作，有必要對夾具進行分類，可按專門化程度、使用的機床和夾緊動力源進行分類。 一、按夾具的通用性可分為：通用夾具、專用夾具、可調夾具、組合夾具和自動線夾具等五大類。 （1）、通用夾具 通用夾具是指已經標準化的，在一定范圍內可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪自定心卡盤和四爪單動卡盤、頂針和雞心夾頭，虎臺鉗、萬能分度頭和回轉工作臺等都是通用夾具。它們適應性廣，往往無需調整或稍加調整就可用于裝夾不同的工件，采用這類夾具可縮短生產準備周期。 這類夾具一般由專業(yè)工廠生產，作為機床附件提供給用戶，主要用于單件和中、小批量生產，裝夾形狀比較簡單和加工精度要求不太高的工件。在大批、大量生產中，對形狀復雜或加工精度要求較高的工件，往往由于操作麻煩和裝夾效率低而很少采用這類夾具。 （2）、專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。此類夾具的針對性很強，其特點是結構緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產效率，但設計制造周期較長、制造費用也較高。當產品變更時，往往無法繼續(xù)使用，所以只適于產品固定且批量較大的生產中。 （3）、可調夾具和成組夾具 夾具的部分元件可以換，部分裝置可以調整，以適應多種工件的加工。成組夾具適用于相似零件的成組加工，與通用可調夾具相比，加工對象的針對性明確。 （4）、組合夾具 組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具，其特點是靈活多變、通用性強、制造周期短、元件可反復使用，特別使用于新產品的試制和單件小批生產是一種輕經濟的夾具。 （5）、自動線夾具 一般分為兩種，一種為固定式夾具。另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運動并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進行 二．按夾具使用的機床分類 這是專用夾具設計所用的分類方法。按使用的機床分類，可把夾具分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具、數控機床夾具等。 三．按夾具動力源來分類 按夾具夾緊動力源可將夾具分為手動夾具和機動夾具兩大類。為減輕勞動強度和確保安全生產，手動夾具應有擴力機構與自鎖性能。常用的機動夾具有氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、電磁夾具、真空夾具和離心力夾具等。 1.2.3機床夾具的組成 根據夾具的作用，其結構常由以下幾部分組成； （1）、定位裝置 定位元件與工件的定位基面相接觸，用于確定工件在夾具中獲得正確位置的元件或裝置。 （2）、夾緊裝置 它是用于夾緊工件，使工件在受到外力作用后，仍能保持其既定位置的元件或裝置。 （3）、夾具體 夾具體是用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎件。它與機床有關部件進行聯接、對定，使夾具相對機床具有確定的位置。 （4）、對刀與導引元件 用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對刀元件，如對刀塊。用于確定刀具位置并導引刀具進行加工的元件稱為引導元件。 （5）、其他元件及裝置 有些夾具根據工件的加工要求，要有分度機構，銑床夾具還要有定位鍵等。 以上組成部分，并不是對每種機床夾具都是缺一不可的。但是，通常定位、夾緊和夾具體三部分是夾具的主要組成部分。 1.2.4機床夾具的現狀及發(fā)展方向 夾具最早出現在18世紀后期。隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 一．機床夾具的現狀 國際生產研究協會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數的85％左右。現代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新換代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠里，約擁有數千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3）能適用于精密加工的高精度機床夾具； 4）能適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具； 5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產率； 6）提高機床夾具的標準化程度。 二．現代機床夾具的發(fā)展方向 現代機床夾具的發(fā)展方向主要表現為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。 （1）標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。 （2）精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。 （3）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產流水線、自動線配置相應的高效、自動化夾具外，在數控機床上，尤其在加工中心上出現了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數控機床的效率。 （4）柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊化夾具、數控夾具等。為適應現代機械工業(yè)多品種、中小批量生產的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結構為可拆結構，發(fā)展可調夾具結構，將是當前夾具發(fā)展的主要方向。 1.2.4夾具設計的基本要求 夾具設計的原則是經濟和通用，它可以概括為好用、好造而且好修，但好用必須以不脫離生 產現場的實際制造和維修水平為前提。 具體要求為： （1）、夾具的構造應與其用途和生產規(guī)模相適應。正確處理好質量、效率、方便性與經濟性四者的關系； （2）、保證工件精度； （3）、保證使用方便。要便于裝卸、便于夾緊、便于調整、便于測量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運輸、保證安全第一； （4）、注意結構工藝性，對加工、裝配、檢驗和維修等問題都應考慮，以降低制造成本。 第二章夾具的總體設計 2.1確定夾具的總體加工方案 設計夾具最重要的是總體方案制定。正確的制定方案可以使夾具達到好用、好造和好修的要求。為了該總體方案制定的合理，在方案設計時，密切聯系實際，全面了解被加工零件的加工情況和影響方案制定的各種因素。 主要考慮以下因素: 2.1.1、工藝過程和加工精度的要求 圖2—1 汽車飛輪零件圖 被加工零件有在同一圓周的六個均布的mm的孔待加工，如圖2.1。將六孔集中在一次裝夾中，多個工步可確保位置精度，對大量生產及順利裝配創(chuàng)造了條件。 鉆孔工序大多是擴孔工序前加工底孔，在鑄件上鉆孔精度一般可達6級，表面粗糙度為6.3，搖臂鉆床與夾具的結合可使鉆孔位置精度達0.1mm。而被加工零件的表面粗糙度和位置精度要求均在此范圍內。故搖臂鉆床和設計的夾具能滿足被加工零件的要求。 2.1.2加工零件的特點 被加工件材料為HT200，工件剛度足夠。由于被加工件為柴油機的飛輪，飛輪作為發(fā)動機的一個高速運轉的零件，它通過自己的慣性，可以使連桿在運動中順利通過死點，也可以減少因活塞連桿機構產生的脈沖，所以對于飛輪，它應該具有較好的動平衡。 2.1.3夾緊裝置 大小、方向和作用點是力的三要素。因此，夾緊立的大小、方向、作用點的確定至關重要，它直接影響加緊裝置工作的各個方面。但作為夾緊力，由于其作用的目的不同，所以夾緊力是有區(qū)別的。在確定夾緊力時，首先要考慮夾具的整體布局問題，其次要考慮加工方法、加工精度、工件結構、切削力等方面對夾緊力的不同需要。 根據夾緊裝置設計的原則，即結構緊湊簡單，制造維修方便裝卸工件簡易，夾緊力小，盡量減少工件和夾具體在受夾緊力時的變形，所以應該合理選擇夾緊力的大小，方向和作用點，保證工件夾緊可靠性，即工件在加工過程中不能移動，振動或變形，保證工件的加工精度和位置精度。 根據本工件的定位方案即以C 面 、芯軸和銷釘定位，夾緊力方向應垂直于C 面，根據工件的結構、形狀和夾緊裝置設計的原則，夾緊力采取圖2.2所示的方向和位置較合適。這樣可使加壓合力落在定位平面之內，且接近定位平面的中心，使工件加壓后定位穩(wěn)定。 圖2—2 定位和夾緊示意 2.2夾具通用裝置的選擇 2.2.1 鉆床的選擇 項目 單位 Z3050*13/Z3050*16 主軸轉速級數 - 16 主軸轉速范圍 r/min 25-2000 主軸行程 mm 315 最大鉆孔直徑 mm φ50 主軸中心線至立柱母線最大距離 mm 350-1300/350-1600 主軸端面至底座工作面最大距離 mm 250-1200/1220 主電機功率 kW 4主軸1.5升降 機床重量 kg 1450/3500 機床外形尺寸（長×寬×高） mm 1600×750×2400/2500×1060×2655 所采用的搖臂鉆為Z3050-16其參數如表1所示 2.2.2分度裝置 由于本工件的本工序的特殊性，所以可采取分度裝置，這樣即可以在一次裝夾下完成六個工步，又可以提高孔的位置精度和形狀精度。分度裝置可分為兩類。一類為直線分度裝置；另一類為回轉分度裝置?；剞D分度裝置有又根據回轉軸相對于夾具體安裝基面的位置分為立式分度、臥式分度及斜式分度三種 分度裝置一般有四部分組成：轉動部分、固定部分、分度對定機構、鎖緊機構。分度對定機構是分度裝置的關鍵部分。按照分度盤與對定銷相互位置來分，一般分為軸向分度與徑向分度兩種。對定銷軸線平行于分度盤軸線的稱為軸向分度；徑向分度時，對定銷的運動是沿著分度盤的徑向方向。由于軸向分度結構緊湊，因此軸向分度在生產中應用較多。齒輪齒條式對定器屬于常用手動操縱對定機構的一種，其結構如圖2.3所示。 圖2—3 齒輪齒條式對定器 由于它的轉動手柄是豎直的，夾緊元件和旋轉裝置在同一側，這樣可以保證工人在裝夾和加工時，始終在同一側，從而減少工人的勞動強。 第三章 夾具的機械設計 3.1主要定位元件的設計 3.1.1定位平面的選擇 一 、定位平面選擇的原理 工件以平面定位，是指工件的定位基準為平面的情況。 作為定位基準的平面不可能是理想的幾何平面。一個平面對正確幾何平面的誤差，可以分為平面度和粗糙度兩方面。雖然表面的平面度和粗糙度之間，并無絕對的數值關系，單一般情況下，粗糙度越高，平面度也越好，因此可以根據粗糙度來判斷表面的好壞。 一般可將平面定位基準分成未經機械加工的和已經機械加工的兩類。 當工件以經過機械加工后的基準平面定位時，定位誤差比較小，可以直接放在平面上定位。但是為了提高定位的穩(wěn)定性和定位精度，對于剛度較好，而基準面的粗糙度及平面度不很高，輪廓尺寸又較大的工件，應將定位平面的中間部分挖低一些，對于剛度較差的工件，或基準平面的粗糙度和平面度都很高時，它們之間的接觸面積可以大些，單為了便于排除切屑，定位平面上往往開有若干窄槽。 當定位的元件是支承銷時，其形狀一般都已標準化了。通常是把它直接裝在夾具體中，采用組合加工的辦法來保證定位平面在同一平面上。 當定位的元件是支承板時，它常裝于鑄鐵制造的或者其他不耐磨損的夾具體上。 二 、定位塊定位平面的設計 由于定位平面為一個環(huán)形平面，定位塊的平面至少要加工成φ360mm的平面，并且要求較高的平面度，這加大夾具的機加工的成本，所以在此夾具中，采用鑄鐵材料作為定位塊的材料，用六個內六角螺釘固定到分度盤上。 3.1.2定位芯軸的選擇 工件以孔作定位基準，以芯軸的外圓柱表面來實現定位，這種定位方法與工件以外圓柱表面作定位基準，以孔來實現定位的基本原理完全相似，在工件以芯軸的外圓柱表面來實現定位時，如果芯軸較長，可以限制工件的四個自由但繞它本身軸線的轉動和沿軸線移動則未限制。如果芯軸較短，可以限制x和y兩個方向的移動自由度。 為了使工件裝卸容易，工件的基準表面與孔之間必須滿足軸的最大尺寸要小于孔的最小尺寸這一條件，因此定位誤差 3. 2夾緊裝置與鉆模板的設計 3.2.1夾具設計的基本要求 夾具在機械加工中起著重要的作用，它直接影響機械加工的質量、工人的勞動強度、生產率和加工成本。因此設計夾具的要求包括： 1、穩(wěn)定可靠地保證工件的加工技術要求。若工件達不到加工技術要求，成為廢品，則夾具是失敗的，該夾具不能用于生產。 2、作簡單，便于工件安裝（即定位和夾緊），減輕工人的勞動強度，節(jié)省工件安裝時間，將低輔助工時，保證高的生產效率。 3、有良好的工藝性，便于制造，降低夾具的制造成本，從而降低分攤在工件上的加工成本。 生產實際中，夾具設計受到一系列因素的限制，包括： 1、工件設計，主要包含幾何形狀和公差的信息； 2、安裝設計，決定每次安裝中的加工特征、所使用的刀具和機床； 3、每次安裝中工件最初和最終形式； 4、能使用的夾具組件； 為了確保能使工件固定在正確的位置，制造過程能按設計技術要求進行。對一個可行的夾具規(guī)劃，應該滿足以下條件： 1、工件定位時限制所有的自由度； 2、必須保證當前安裝的加工精度要求； 3、夾具設計必須能夠穩(wěn)定抵御外力或力矩的影響； 4、用現有的夾具組件必須容易到達裝夾表面和點； 5、工件和夾具以及刀具之間必須沒有干涉。 3.2.2夾緊原理 在機械加工過程中，切削力、重力、支承反力和慣性力均作用在工件上，使工件產生運動，為了使工件保持定位時的正確位置必須將工件夾緊，使夾緊力與上述各力平衡。夾具中將工件夾緊的機構稱為夾緊裝置。 3.2.3夾緊設計的基本要求 對夾具中夾緊機構的基本要求是： 1、在夾緊過程中應能保持工件定位時所獲得的正確位置。 2、夾緊應可靠和適應。夾緊機構一般要有自鎖作用，保證在加工過程中不會產生松動或振動。夾緊工件時，不允許工件產生不適當的變形和表面損傷。 3、夾緊裝置應操作方便、省力、安全。 4、夾緊裝置的復雜程度和自動化程度應與工件的生產批量和生產方式相適應。結構設計應力求簡單、緊湊，并盡可能采用標準化元件。 3.2.4 夾緊力方向的選擇 夾緊力方向選擇的基本要求是： 1、夾緊力的作用方向應有利于工件的準確定位，而不能破壞定位。為此一般要求主要夾緊力應垂直指向主要定位面。 2、夾緊力作用方向應盡量與工件剛度最大的方向相一致，以減小工件變形。 3、夾緊力的作用方向應盡可能與切削力、工件重力方向一致，一減小所需夾緊力。 3.2.5夾緊位置的選擇 為滿足夾緊設計的基本要求，在夾緊力方向己明確的情況下，決定工件上夾緊位置時應注意以下兩點： 1、夾緊力的作用點應不破壞工件的定位； 2、工件受切削力產生的變形和振動。 3.2.6鉆模板的選擇 鉆模的結構形式有很多，可分為固定式、分度式、翻轉式、蓋板式和滑柱式等。 1、固定式鉆模 它在機床上的位置一般固定不動，加工精度較高，主要用于在立式鉆床上加工直徑較大的單孔及同軸線上的孔或在搖臂鉆床上加工軸線平行的孔系。 2、分度式鉆模 帶有分度裝置的鉆模稱為分度式鉆模。其分度方式有兩種：回轉式分度和直線式分度。回轉式鉆模應用較多，主要用于加工平面上成圓周分布、軸線互相平行的孔系，或分部在圓柱面上的徑向孔系。 3、翻轉式回轉鉆模 主要用于加工小型工件同一表面或不同表面上的孔，結構上比回轉鉆模簡單，適用于中小批量工件的加工。加工時，整個鉆模（含工件）一般用手進行翻轉；對于稍大工件，必須設計專門的托架，以便翻轉夾具。 4、蓋板式鉆模 它木夾具體，其定位元件與夾緊裝置直接安裝在鉆模板上。鉆模板在工件上定位，夾具結構簡單輕便，常用于床身、箱體等大型工件上的小孔加工，也可以用于中小批量生產中的中小工件孔加工。加工小孔時，可以不設夾緊裝置。 5、滑柱式鉆模 它帶有升降鉆模板，屬通用可調鉆夾具，一般由夾具體、滑柱、升降模板和鎖緊機構組成。常見的鉆模板上下移動方式有手動和氣動兩種。特點：夾具可調，操作方便，夾緊迅速；鉆孔的垂直度和孔距精度不太高，適用與中高精度的孔和孔系加工。 鉆套形式的選擇和設計 鉆套用來引導刀具，以保證被加工孔的位置精度和提高工藝系統(tǒng)的剛度。鉆套可分為標準鉆套和特殊鉆套。 1、 標準鉆套分為： （1）固定鉆套 鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，位置精度高，但磨損后不易更換，在小批生產中使用。 （2）可換鉆模 可迅速更換，多用于大批量生產。 （3）快換鉆模 適用在同一道工序中，需要一次對同一孔進行鉆、擴、鉸或攻螺紋時，能快速更換不同孔徑的鉆套。 2、特殊鉆套 由于工件的形狀特殊，或者被加工孔位置的特殊性，不適合采用標準鉆套，就需要自行設計結構特殊的鉆套。 鉆模板用于安裝鉆套，并確保鉆套在鉆模上的位置。常見的有： 1、固定式鉆模板 它與夾具體鑄成一體，或用銷釘和螺釘與夾具聯接在一起，結構簡單，制造方便，位置精度哦，但我時裝配不便。 2、鉸鏈式鉆模板 工件的加工精度不高 3、可卸式鉆模板 它與夾具體做成可拆卸的，工件每裝卸一次，鉆模板也要裝卸一次，故適用于中小批生產。鉆孔后繼續(xù)進行倒角、攻螺紋等加工或其他類型鉆模板不便于裝卸工件的情況。 3.3回轉裝置的確定 當工件在一次裝夾后，需要按一定角度或一定距離加工一組表面時，就要采用分度裝置。分度裝置常用于鉆床夾具、銑床夾具和車床夾具上。 3.3.1分度裝置的簡單介紹 常見的分度裝置有兩類： 1.回轉分度裝置 不必松開工件，而通過回轉分度裝置一定角度，就可以完成多工位加工。它主要加工有一定回轉角度要求的孔系、槽或多面體?；剞D分度裝置又根據回轉軸相對于夾具體安裝基面的位置分為：立式分度、臥式分度及斜式分度三種。 2.直線移動分度裝置 不必松開工件，而能帶著工件沿直線移動一定距離，從而完成多工位加工。它主要加工有一定距離要求的平行空系和槽等。 分度裝置一般由固定部分、(轉動或移動)部分、分度對定機構和鎖緊機構等幾部分組成。 一些分度回轉裝置已設計成通用獨立部件，稱為回轉臺。在回轉臺工作表面上設有中心圓孔和T形槽供安裝夾具用。 分度回轉臺由以下幾部分組成： 1．轉動部分 實現工件的轉位。 2．固定部分 是分度裝置的基體，常與夾具體連成一體。 3．對定機構 保證工件正確的分度位置，對定機構的結構形式如3.3.2介紹。 4．鎖緊機構 將轉動部分與固定部分緊固在一起，以防止加工中因受力而影響分度精度。 鎖緊機構除通常的螺桿、螺母外，常見的鎖緊機構還有：偏心輪鎖緊機構；楔式鎖緊機構；切向鎖緊機構；壓板鎖緊機構； 3.3.2 分度對定機構的選擇與設計 分度對定機構是保證夾具分度精度的關鍵元件。根據分度盤與對定銷的相互位置關系，一般分為： 1.軸向分度 分度盤沿軸向開孔（圓孔或圓錐孔），對定銷的工作平行于分度盤的回轉軸線方向。 2.徑向分度 分度盤沿徑向開槽（直槽、斜槽或型面），對定銷沿著分度盤的徑向進行工作。當分度盤的直徑一定時，徑向分度的轉角誤差較軸向分度的小，因此在分度精度要求高時，常采用徑向分度。 分度對定機構的結構形式很多，常見的有： 1.剛球對定機構 此對定機構結構簡單，不需拔銷，但分度精度不高，對定也不可靠，常用于精度不高的場合，或作預定位。 2.菱形銷（或圓柱銷）對定機構，這類機構操縱方便，但由于無法補償配合間隙，因此分度精度不高；用等條件下菱形銷比圓柱銷對定機構的分度精度高；對定銷插入分度時，能將灰塵和污物推出，不需要嚴格的防塵措施。這兩種結構在中等精度的分度裝置中應用較廣泛。 3.圓錐銷對定機構 這類機構對定時可消除配合間隙，提高分度精度；但灰塵或污物進入分度套后，會影響分度精度，因此應有防塵措施。 4.斜面槽對定機構 它用直邊對定，斜邊消除間隙，直邊插入時可推除污物不影響對定精度。防塵要求不高，分度精度較高，應用較多。 5.分度對定聯合操縱機構 只要受柄往復轉動一次，便能完成拔銷和分度對定幾個動作，操作方便、迅速。 3.3.3確定回轉分度裝置 根據人-機工程學中的設計原則： 1. 設計產品必須考慮如何適應和滿足人的生理和心理的各種要求； 2. 產品的設計應使操作簡便、省力與準確、可靠； 3. 使工作環(huán)境舒適和安全； 4. 提高工作效率。 3.3.4 本夾具回轉裝置的高度設計 此夾具的高度就應符合這些原則，從而使人—機—環(huán)境有一個完美的搭配，使操作者能在最佳的環(huán)境內高效、可靠、安全地工作，我國中部的男性平均身高為166mm,臂長726mm。把夾具裝置的高度定位912mm，工件與人體的相對高度見圖5-1 圖3—1 人機高度示意圖 可見當高度為930mm時，人在操作時，不需要彎腰就可完成操作，這樣就可以減少工人的勞動強度，而且操作也在工人視力較佳的范圍內，所以工人可以高效、可靠、安全地進行工作。 3.3.5 本夾具回轉裝置的底座設計 回轉裝置的底座的寬度為460 mm，長度為700mm，底座兩固定螺孔的距離為630mm，這樣較符合Z3050-16底座的面積1600×750mm和底座T形槽之間的距離為210mm。 分度盤形狀如 ：圖5、2 圖3—2 分度盤 第四章 總圖技術要求和主要尺寸 夾具總圖的主要尺寸是指決定夾具精度和影響使用的那些尺寸，而技術條件通常是指夾具上某些表面的形狀公差要求以及其它特殊的一些技術說明。夾具總圖的主要尺寸和技術條件也可簡稱為夾具總圖的技術要求。 確定夾具總圖的主要尺寸和技術條件是夾具設計方法中的重要工作之一。它關系到夾具的使用、維修、裝配、檢驗，對產品零件的質量有著直接的關系，因此，應給予充分的重視。 4.1技術要求 在夾具總圖上需要標注技術要求的表面類別一般就有下列幾種： 1、對保證零件加工精度起主導作用的各種表面，如要與工件、機床、刀具以及與可卸式定位件相接觸的表面，即所謂定位面、支承面、找正面、夾具安裝面、刀具引導面、過渡基準面以及與保證工件精度有關的其它表面，在這些表面中最基本、最重要的就是定位面、找正面、夾具安裝面及刀具引導面； 2、夾具內部的某些表面，如果對夾具的制造、檢驗和裝配的質量發(fā)生主要影響時，或者這些表面對夾具的轉動、移動、分度、到向等的精度起重要作用時，也必須對這些表面的精度和配合特性以及它們之間的相對位置精度標注必要的技術要求； 3、夾具上有時還需對某些無嚴格精度要求的使用表面標注必要的使用尺寸，以便于讀圖；或著，為了避免因零件自由尺寸誤差的積累，造成較大的偏差而有礙于夾具的使用要求。例如，在夾具總圖上標注出某些夾具的最大外輪廓尺寸或中心高度尺寸，以便檢查夾具能否在機床允許范圍內安裝； 4、夾具上有時還需對某些表面標注在使用、調正、制造時應注意的特殊說明。 4.2主要尺寸 夾具總圖上主要尺寸公差的確立，確定夾具總圖上主要尺寸和技術條件公差的理論根據是滿足計算不等式，即： λ+δp+δj+τ≤α λ為定基誤差，δp為定位誤差，δj為夾具安裝誤差，τ為加工誤差 在一般情況下，可利用下面所述的規(guī)定來初步確定夾具有關表面的主要尺寸公差數值，然后再與行為公差綜合進行分析，并且可以用計算不等式進行驗算，由此來確定夾具總圖上的主要尺寸和技術條件。 現將常見工作表面的主要尺寸公差定法分述于下： 1、圓柱形定位表面的公差，通常對孔可選用G7或F7，對軸可選用g6或f6； 2、平面定位表面，通常可采用按總圖組合后進行磨平的加工方法。按照它與夾具安裝面之間的位置關系，可以標注平行度或角度等要求，其公差δ值可按照工件原始尺寸公差α的大小，用下式： 初步確定； 3、當夾具采用兩銷一平面作為定位表面時，其中圓柱銷定位面的公差一般可選用g6或f6，菱形銷定位面的公差可選用f6或f7。這里需要指出，當標注其它表面與定位表面之間的位置尺寸時，這種尺寸應從圓柱銷出發(fā)來標注，另外還應注意，圓柱銷應設在標注原始尺寸的那個定位基準孔中，而在另一定位基準孔中采用菱形銷實現定位； 4、鉆具上鉆頭引導孔的公差的選用G7或F7，絞刀引導孔的公差可選用H7或H6； 5、鉆具中刀具引導孔至定位表面的位置尺寸，以及各個引導孔之間的位置尺寸，其公差δ的定法一般也可初步按下列式確定： 式中α為工件原始尺寸的公差。 在確定公差時，如果需要相應減少鉆套與襯套之間的配合間隙，可采用互相照配的方法來加以控制。 夾具上標注主要尺寸和技術條件時，一般應遵守國家標準《形狀和位置公差》中的有關規(guī)定。這里結合夾具設計的情況還需指出以下幾點： 1、在確定有關表面的設計條件的公差數值時，應考慮夾具上基準面的大小和被測量面的大小。當基準面較大而被測量面較小時，公差可定得小些，反之，則應定得大些； 2、由于有關表面的主要尺寸公差與技術條件可以互相轉化和互相制約，因此在標注時應注意兩者不要發(fā)生矛盾或重復，必要時可以用誤差分析的方法來驗算； 3、夾具總圖上的技術要求應盡量采用綜合注法，即總圖上所標注的技術要求能綜合控制此處各零件之間多重配合表面的制造精度，而不是把技術要求分散在各個有關零件上一一進行控制； 4、標注主要尺寸和技術條件時應注意基準面的選擇，一般應盡量采用夾具上較大的使用表面作為基準面來標注技術要求。只有當這些表面不便于作為加工或測量基準時，才另選基準面，但此時應考慮另選基準面以后所引起的誤差，注意保證夾具的精度； 5、夾具上對保證工件原始尺寸公差有直接關系的表面，其技術要求應標注得較嚴，對無直接關系的表面，則可標注得較松； 6、夾具本身結構復雜，制造成本較高者，為了使夾具有較多的“精度儲備”，有關表面的技術要求可以定得較嚴；但此時還需注意經濟性，以免因縮小夾具的制造公差而使成本增加較多。 而作為鉆床夾具其總裝配圖上一般需要標注的主要尺寸和技術條件，分別歸納如下：1、主要尺寸為鉆套的內徑尺寸，各鉆套的中心位置尺寸，有特殊要求的鉆套或 可換定位件與襯套之間的配合間隙； 2、定位件上定位表面的尺寸，各定位件的位置尺寸，夾具上的測量基準面對定位面的位置尺寸，斜孔鉆具中的斜孔鉆套軸心線與定位面的位置尺寸以及與夾具安裝面之間的角度等。 技術要求如： 1、鉆套軸心線對本體底面的垂直度； 2、鉆套軸心線對定位件的同軸度或位置度； 3、處于同一圓周上的鉆套所在圓周的圓心對定位件軸線的同軸度或位置度； 4、定位表面對本體底面的平行度或垂直度； 5、活動定位件的軸心線對定位件或鉆套軸線的位置度； 6、定位銷的定位表面對支承面的垂直度；。 從以上確定主要尺寸和技術條件的原則、要求和注意事項，可預先確定出各個主要尺寸和技術條件，其具體如總裝圖所標注的 第五章 夾具設計技術經濟分析 使用夾具的最根本目的是獲得好的經濟效益,每一套夾具設計之前,都要進行必要的經濟分析,應從精度設計和結構設計 5.1精度設計經濟分析 一般來說，夾具的精度都應比工件的精度高，才能加工出合格的工件。精度高出的部分稱為夾具的精度裕度。精度裕度是用來補償加工中的各項誤差及定位、導向元件的磨損。當然，精度裕度越大，加工工件的質量越穩(wěn)定，夾具的易損件的使用壽命也越長。另一方面，精度裕度越大，必須要求夾具的制造精度也越高，從而急劇增加夾具的制造成本，工件的加工成本也隨之增加。夾具設計的準則：應使夾具的設計精度與工件的加工精度要求相適應，不可盲目的提高夾具的精度要求。本設計的精度略高于加工工件要求的精度上偏差為0.1，這樣會使制造成本將低，減少了維修費用。 5.2結構設計經濟分析 設計夾具結構時，達到同一加工目的的夾具結構方案可能有許多種，選用結構方案的準則應是：使所設計的夾具結構方案和生產綱領相適應，不可盲目的追求先進和效率，應選擇結構簡單，在大批量生產的流水線上，選用省時、省力的高效夾具，以減少勞動強度和縮短輔助時間。 通過夾具本體，在總圖上除了標注出圖示的各個主要尺寸外，還規(guī)定了以下的技術條件：1、鉆套軸心線對于回轉本體的垂直度偏差不大于0.05；2、鉆套軸心線關于定位芯軸的對稱度偏差不大于0.05；本夾具遵循上述兩個原則，從經濟效益考慮作出最佳選擇。 總結 此次畢業(yè)設計，讓我學到了許多知識，包括課本上學不到的知識。當然，在設計過程中出現的一些難題。通過我們翻閱相關的書籍，在網絡上尋找答案和經過老師的悉心指教和幫助最終才得以解決。本次畢業(yè)設計，也讓我學會了齊心協力、共同協作、努力創(chuàng)新，自始至終都抱著一顆堅定的信念,即如何做能使其工件更加美觀、精度更高、工作效率最高的心態(tài)。當然更重要的是產品的實用性，在此基礎上使其更加富有創(chuàng)意才是我們的目的。 在項目設計過程中用到了很多以前上課時學的知識，尤其是老師上課教給我們的一些分析問題、解決問題的思想在這次設計中都得到了很好的印證，使我在這些方面能夠很快的領會。這些老師雖然有的沒有親自指導我的畢業(yè)設計，但仍然對我的畢業(yè)設計的順利進行有很大的幫助，在此一并表示感謝。 提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設計讓我積累了無數實際經驗，使我的頭腦更好的被知識武裝了起來，也必然會讓我在未來的工作學習中表現出更高的應變能力，更強的溝通力和理解力。順利如期的完成本次畢業(yè)設計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿了信心。 謝辭 本篇論文雖然凝聚著自己的汗水，但卻不是個人智慧的產品，沒有朱德榮老師的指引和給予，沒有同學和朋友的幫助和支持，我在大學的學術成長肯定會大打折扣。在論文即將完成之際，我的心情卻無法平靜，從開始進入課題設計到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！ “誰言寸草心，報得三春輝”在大學的生活中，老師和領導們對我的關懷，我不能一一的列舉，但是這些感動的溫暖，都沉積在我的腦海中，無論走到哪里，對老師的那份感激之情是不會改變的。“長風破浪會有時，直掛云帆濟滄?！薄Ｎ覍⒊浞謶盟鶎W知識，爭取在日后的學習和工作中發(fā)揮自己的作用。 再次感謝我的指導朱德榮老師、王淑珍老師對我的構思以及論文的內容不厭其煩的進行多次指導和悉心指點，使我在完成論文的同時也深受啟發(fā)和教育。感謝答辯組的各位老師對學生的指導和教誨，我也在努力的積蓄著力量，盡自己的微薄之力回報母校的培育之情，爭取使自己的人生對社會產生些許積極的價值！ 參考文獻 [1]華茂法.謝騏.機械制造技術.北京：機械工業(yè)出版社，2004 [2]陸玉. 機械設計課程設計.北京：機械工業(yè)出版社，2000 [3]陳明.機械制造工藝學.北京：機械工業(yè)出版社，2005 [4]趙長發(fā).機械制造工藝學.哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2002 [5]蘭建設.機械制造工藝與夾具.北京：機械工業(yè)出版社，2004 [6]王杰.李方信等. 機械制造工藝學.北京:北京郵電大學出版社，2003 [7]王茂元.機械制造技術.北京:機械工業(yè)出版社，2001 [8]韓洪濤.機械制造技術.北京:化工工業(yè)出版社，2003 [9]王季琨.沈中偉等.機械制造工藝學.天津：天津大學出版社，1998 [10]王先逵.黃凱.機械制造工藝學.北京：機械工業(yè)出版社，1995 [11]王寶璽.汽車拖拉機制造工藝學. 北京：機械工業(yè)出版社，2000 [12]梁炳.機械加工工藝與竅門精選. 北京：機械工業(yè)設計出版社,2002 [13]上海市大專院校機械制造工藝學協作組編著.機械制造工藝學.福建:福建科學技術出版社，1996 [14]東北重型機械學院.洛陽農業(yè)機械學院.長春汽車廠工業(yè)大學.機床夾具設計手冊.上海：上?？萍技夹g出版社,1980 [15]陳于萍，周兆元主編.互換性與測量技術基礎.北京：機械工業(yè)出版社，2005.10 [16]王昆等主編.機械設計、機械設計基礎課程設計.北京：高等教育出版社，1996 [17]劉小年主編.機械制圖.北京：機械工業(yè)出版社，1999.5 42