【導讀】使之保持正確的相互位置，彼此能協(xié)調(diào)地運動。箱體類零件由箱座、箱蓋組成，其結構。藝、夾具設計提出很高要求。加工工藝的主要發(fā)展方面方向之一。礎上，對減速機箱體零件進行工藝分析、工藝說明及加工過程的技術要求和精度分析。

　　

【正文】 造費用較高。由于專用夾具的針對性極強、沒有通用性，很明顯只能適用于產(chǎn)品相對穩(wěn)定的大批量生產(chǎn)中。 機床夾具的作用 （ 1）保證加工精度 用機床夾具裝夾工件，能準確確定工件與刀具、機床之間的相對位置關系，可以保證加工精度。 （ 2）提高生產(chǎn)效率 機床夾具能快速地將工件定位和夾緊，可以減少輔助時間，提高生產(chǎn)效率。 （ 3）減輕勞動強度 機床夾具采用機械、氣動、液動夾緊裝置，可以減輕工人的勞動強度。 （ 4）擴大機床的工藝范圍 利用機床夾具，能擴大機床的加工范圍 ，例如，在車床或鉆床上使用鏜?？梢源骁M床鏜孔，使車床、鉆床具有鏜床的功能。 機床夾具設計過程 夾具的設計過程 主要包括工件加工任務分析，工件在夾具中的定位，工件在夾具中的夾緊，夾具在機床上的定位、對刀和計算等。 江蘇 大學畢業(yè)設計 19 減速機箱體夾具設計 本設計主要是針對減速機箱體上的孔進行鉆床夾具和鏜床夾具設計。一個是設計在成批生產(chǎn)條件下，在專用立式鉆床上減速機底孔φ 19 的鉆床夾具，第二個加工工件為減速機箱體工件兩直徑均為 φ 110mm的同軸孔。 錢?。?減速機箱體零件加工工藝及夾具設計 20 第六章 鉆床夾具設計 設計任務分析 φ 19 為自由尺寸 ,可一次鉆削保證 .該孔在軸線方向的設計基準是以鉆套的中心線 .徑線的設計基準是以軸承孔與另一端面。 面銑結合面是前一工序已完成的尺寸 ,本工序的后續(xù)工序是以孔φ 19 為底孔鉆結合面孔， 4φ 11， 4φ 13。 專用鉆床的最大鉆孔直徑為φ H=700mm,工作臺面尺寸為 375x500mm2，其空間尺寸完全滿足夾具的布置和加工范圍的要求。 本工序是對四個孔進行加工，采取移動的夾具，鉆模板選用旋式；使用快換鉆套。 設計方案論證 定位基準的選擇 工序結合面是已 加工過的平面，且又是本工序要加工的孔φ 19mm 的設計基準，按照基準重合原則選擇它作為定位基準是比較恰當?shù)摹Ｈ舳ㄎ辉捎忙?110 的軸承孔，則基準不重合。因此，選擇結合面與軸承端面作為定位比較合理。 夾緊結構的確定 當定位心軸水平放置時，在專用鉆床上鉆φ 19 mm孔的鉆前力和扭矩力均由重力與外力來承擔，這時工件的夾緊可以有兩種方案： 在箱體的底面上，采用壓板壓緊，夾緊力與切削力處于平行狀態(tài)。這種結構復雜，裝卸工件比較麻煩。 在箱體的底面上采用螺紋夾緊裝置，加緊力與切削力平行，這種結構簡單。裝卸工件比較容易 。 切削力及夾緊力的計算 刀具：麻花鉆， dw=19mm, 則 F= Fz (《切削手冊》 ) 查表得： d0=19mm,ae=195, af =, ap =, δ Fz = 所以： F=( 192 20 ) 247。 19=79401N 查表可得，銑削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值： FL/ FE=, FV / FE =, FX / Fe = 故 FL= FE = 79401=63521N FV= FE= 79401=47640N FX = FE= 79401=42082N 在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù) 江蘇 大學畢業(yè)設計 21 K=K1K2K3K4 式中： K1 — 基本安全系數(shù)， K2— 加工性質(zhì)系數(shù)， K3— 刀具鈍化系數(shù)， K2— 斷續(xù)切削系數(shù)， 則 F/=K FH= 63521 =211366N 選用螺旋 — 板夾緊機構，故夾緊力 fN=1/2 F/ f為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)， f= 則 N= 211366247。 =52841N 設計及操作的簡要說明 在設計夾具時，為降低成本，可選用手動螺釘夾緊，本道工序的銑床夾具就是選擇了手動螺旋 — 板夾緊機構。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢必要求工人在夾緊工件時更加吃力，增加了勞動強度，因此應設法降低切削力?？梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀?，使最大切削深度降低，以降低切削力。 夾具上裝有對刀塊，可使夾具在 一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用） 結構分析 按設計步驟，先在各視圖部位用雙點劃線畫出工件的外形，然后圍繞工件的布置定位，加緊和導向元件再進一步考慮零件的裝卸，各部件結構單元的劃分，加工時操作的方便和結構工藝性的問題使整個夾具設計形成一個整體。 夾具采用分鑄式鑄件組合的結構。鑄造簡單，剛性較好。為保證鑄件壁厚均勻，內(nèi)腔掏空；為減少加工面，各部件的結合面處設置鑄件凸臺。 定位板和定位釘安裝在夾具體的底面與側面并通過夾具體的孔與底面的平行度，保證工件底面與夾具底面的平行度。 為了 便于裝卸零件，夾具采用了鉸鏈式的鉆模板結構。以保證鉆套的位置精度，用瑣緊螺釘鎖緊。 夾具的公差 制訂夾具公差的基本原則和方法 （ 1）滿足誤差不等式并有精度儲備的原則 零件加工中受工藝系統(tǒng)各種誤差因素的影響而使加工尺寸產(chǎn)生一定的誤差，設除夾具本身之外工藝系統(tǒng)其他各誤差環(huán)節(jié)所造成的總和，同時考慮到要維持夾具的使用精度，在壽命期內(nèi)應留出允許的磨損公差為 △ ，夾具的制造誤差 ?jz應當保證被加工工件的錢?。?減速機箱體零件加工工藝及夾具設計 22 尺寸誤差在考慮上述兩項誤差之后。仍在允許的尺寸公差 Tg范圍之內(nèi)于是就有不等式 )( ?? ?? ???migjz T （ 2）基本尺寸按工件相應尺寸的平均值標注并采用雙向對稱偏差的原則。 為了便于尺寸計算和誤差分析，并盡可能避免計算中的錯誤，凡是夾具上與被加工主件尺寸相應的尺寸，其基本尺寸均應按工件尺寸的平均尺寸標注，其公差取工件尺寸公差的 1/2~1/5 標注。底面與結合面的尺寸為 160，選用尺寸偏差時為 160177。 。 與加工要求沒有直接關系的加具尺寸公差的制訂 與加工要求無直接關系的尺寸是指不直接與零件加工尺寸相對應的夾具尺寸。他們的尺寸公差無法從工件上相對應的尺寸來確定。但他們的公差也并非對加工精度沒有影響。 屬于這種夾具公差的多為夾具內(nèi)部結構配合尺寸公差，如定位元件與夾具體、可換鉆套與襯套、導向套與刀具、鉸鏈連接的軸與孔、夾具機構上各零件的配合尺寸公差等。這類尺寸公差主要是根據(jù)零件的功用和裝配要求，直接根據(jù)國家標準規(guī)定的公差配合來選用的。如夾具中起導向作用并相對滑動的連接副一般選用67gH。有相對活動而無導向作用的連接副一般選用 89hH 、97fH；鉸鏈連接則按基軸制選用 67hG 、 68hF 等間隙配合。 工序精度分析 在夾具設計中，當結構方案確定后，應對所設計的夾具進行精度分析和誤差計算。 影響原始尺寸 25 ? 的各項誤差分析 重合 ,故產(chǎn)生定位誤差 wd.? 。定位尺寸 160mm定位尺寸公差 I? =02mm，在加工尺寸方向上的投影，這里 I 的方向與加工方向是一致的，所以 bj.? =,因為平面定位。所以 0. ??yj 故 mmbjwd .. ???? 的垂直度所引起的夾具安裝誤差，對工序尺寸 25 ? 的影響均小，既 ?a可以忽略不計。 面到鉆 套座孔之間的距離公差，按工件相應尺寸公差的五分之一， ? 。 通常不超過 .。 偏移 t? mmHSBHt xxs)230525(30)2(2????????? 江蘇 大學畢業(yè)設計 23 用概率法相加總誤差為： mmAT 222????? 098137mm 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 錢?。?減速機箱體零件加工工藝及夾具設計 24 第 七 章 鏜床夾具設計 鏜床夾具又稱鏜模，它主要用于加工 箱體 ，支架等工件上的單孔或孔系。鏜模不僅廣泛用于一般鏜床和鏜孔 組合機床上 也可以用在一般車床、銑床和搖臂鉆床上，加工有較高精度要求的孔或孔系。鏜床夾具，除具有定位元件、加緊機構和夾具體等基本部分外，還有引導刀具的鏜套。而且還像鉆套布置在鉆模板上一樣，鏜套也按照被加工孔或孔系的坐標位置，布置在一個或幾個專用的鏜孔的位置精度和孔的幾何形狀精度。因此，鏜套、鏜模支架和鏜桿是鏜床夾具的特有元件。 結構分析 加工工件為減速機箱體工件，要求加工兩直徑均為 φ 110mm的同軸孔。 工件的裝配基準為底面和兩工藝孔，本工序所加工的孔為 7 級精度，各孔均有一定的平行度、同軸度要求，裝配 基面及定位孔已精加工過。使用專用機床、粗、半精、精鏜 φ110H7mm 孔。由于采用專用機床同時加工出各孔，所以中心與底面的距離要求為 280mm，因此，底面和工藝孔是 φ 110 H7mm孔的工序基準。 根據(jù)基準面重合的原則，選定底面定位基準，限制三個自由度，工序孔限制三個自由度，實現(xiàn)定位。由于定位基準是經(jīng)過加工過的光平面，故定位元件等用夾具體把兩個定位元件做成一體，工件放在上面，使重力與加緊方向一致。 夾具的結構類型 鏜床夾具按其結構特點，使用機床和鏜套位置的不同，有以下分類方法。 按使用機床類別分，可分 為萬能鏜床夾具、多軸組合機床鏜床夾具、精密鏜床夾具，以及一般通用機床鏜床夾具。 按夾具的結構特點分，可分為臥式鏜床夾具和立式鏜床夾具等。 按鏜套的位置分布，可分為單支承前引導的鏜床夾具，即鏜套為于被加工孔的前方；單支承后引導的鏜床夾具。 本夾具屬于單支承后引導的鏜床夾具，本就加以說明介紹。 單支承后引導的鏜床夾具，既鏜套位于被加工孔的后方，介于工件與機床主軸之間，主要用于加工 D90mm。但根據(jù) DL 有兩種類型： 鏜削 DL 1 的通孔或小型箱體的不通孔時，刀具采用懸臂式，而導柱直徑大于鏜孔經(jīng)這種型式的特點為： 因為所鏜孔的長度很短，既刀具的懸伸長度很短，而導柱直徑又大于鏜孔徑、所以刀具的剛性很好，加工精度也高。 這種布置型式可用同一尺寸的后鏜套而進行多工步加工。 江蘇 大學畢業(yè)設計 25 因無前導柱，故裝卸工件更換刀具均叫方便。 用于立鏜時，無切削落入鏜套之慮。 當鏜削 ~1?DL的通孔或不通孔時，刀具雖然仍是懸掛式，但導柱直徑 d 則應小于所鏜孔經(jīng) D. 如果這時仍采用上述 dD 的方式，則在加工這種較長的孔時，刀具的懸 伸長度 h 必然很大，起碼應大于 ，所以刀具易引偏，嚴重時會使鏜桿與鏜套蹩住，否則須增加鏜套長度，以保證足夠的導引剛度。但這樣將導致整個鏜套部分的結構龐大。 上述兩種的單支承引導的鏜桿與機床主軸作剛性聯(lián)接，這樣，要使鏜套中心對準機床主軸中心，不容易做到很準確，而且還需要技術水平較高的工人能勝任。 夾緊力大小的確定原則 夾緊力大小對于確定夾緊裝置的結構尺寸，保證夾緊可靠性等有很大影響。夾緊力過大易引起工件變形，影響加工精度。夾緊力過小則工件夾不緊，在加工過程中容易發(fā)生工件位移，從而破壞 工件定位，也影響加工精度，甚至造成安全事故。由此可見夾緊力大小必須適當。 計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)，然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應考慮重力，運動的工件還需考慮慣性）后處于靜力平衡條件，求出理論夾緊力，為了安全起見再乘以安全系數(shù) K。 `kWW? 式中 W`—— 計算出的理論夾緊力； W—— 實際夾緊力； K—— 安全系數(shù)，通常 k=~， k=~3,用于精加工時 k=~2. 這里應注意三個問題： （一）切削力在加工過程中往 往方向、大小在變化，在計算機中應按最不利的加工條件下求得的切削力或切削合力計算。如圖 71 所示切削方向進行靜力平衡，求出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)即為實際夾緊力，圖中 W 為夾緊力， N N1`… 為鏜孔各方向鏜削力，可按切削原理中求切削力。而 N1 切削力將使夾緊力變大，在列靜平衡方程式時，我們應按不利的加工條件下，即 N1 時求夾緊力。既 KNKNW ?? （二）在分析受力時，往往可以列出不同的工件靜平衡方程式。這時應選產(chǎn)生夾緊力最大的一個方程，然后求出所需的夾緊力。如圖所示垂直方向平衡式 為 W=。水平方向可以列出： fKNW /? ,f 為工件與定位件間的摩擦系數(shù)，一般 ,即 W=10KN；對 o點取矩可得下式 ? ?? ?KNlllllllKNW2 2222??????? 錢巍： 減速機箱體零件加工工藝及夾具設計 26 圖 71 切削示意圖 比較上面三種情況，選最大值，既 W=10KN。 （三）上述僅是粗略計算的應用注意點，可作大致參考。由于實際加工中切削力是一個變值，受工件材料性質(zhì)的不均勻、加工余量的變動、刀具的鈍化等因素影響，計算切削力大小的公式也與實際不可能完全一致，故夾緊力不可能通過這種計算而得到結果 。生產(chǎn)中也有根據(jù)一定生產(chǎn)實際經(jīng)驗而用類比法估算夾緊力的，如果是一些關鍵性的重要夾具，則往往還需要通過實驗的方法來確定所需夾緊力。 表 71，削邊銷尺寸參考表（ mm） d 3~6 6~8 8~20 20~25 25~32 32~40 40~50