【導(dǎo)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(jié)構(gòu)。藝、夾具設(shè)計提出很高要求。加工工藝的主要發(fā)展方面方向之一。礎(chǔ)上，對減速機箱體零件進(jìn)行工藝分析、工藝說明及加工過程的技術(shù)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(zhǔn)確確定工件與刀具、機床之間的相對位置關(guān)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模可以代替鏜床鏜孔，使車床、鉆床具有鏜床的功能。 機床夾具設(shè)計過程 夾具的設(shè)計過程 主要包括工件加工任務(wù)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(xué)畢業(yè)設(shè)計 19 減速機箱體夾具設(shè)計 本設(shè)計主要是針對減速機箱體上的孔進(jìn)行鉆床夾具和鏜床夾具設(shè)計。一個是設(shè)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(shè)計 20 第六章 鉆床夾具設(shè)計 設(shè)計任務(wù)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(shè)計基準(zhǔn)是以鉆套的中心線 .徑線的設(shè)計基準(zhǔn)是以軸承孔與另一端面。 面銑結(jié)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(jié)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(jìn)行加工，采取移動的夾具，鉆模板選用旋式；使用快換鉆套。 設(shè)計方案論證 定位基準(zhǔn)的選擇 工序結(jié)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(shè)計基準(zhǔn)，按照基準(zhǔn)重合原則選擇它作為定位基準(zhǔn)是比較恰當(dāng)?shù)?。若定位元件采用?110 的軸承孔，則基準(zhǔn)不重合。因此，選擇結(jié)合面與軸承端面作為定位比較合理。 夾緊結(jié)構(gòu)的確定 當(dāng)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(dān)，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(jié)構(gòu)復(fù)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(jié)構(gòu)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(xué)畢業(yè)設(shè)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(gòu)，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(shè)計及操作的簡要說明 在設(shè)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(gòu)。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(yīng)設(shè)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(jié)構(gòu)分析 按設(shè)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(dǎo)向元件再進(jìn)一步考慮零件的裝卸，各部件結(jié)構(gòu)單元的劃分，加工時操作的方便和結(jié)構(gòu)工藝性的問題使整個夾具設(shè)計形成一個整體。 夾具采用分鑄式鑄件組合的結(jié)構(gòu)。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(jié)合面處設(shè)置鑄件凸臺。 定位板和定位釘安裝在夾具體的底面與側(cè)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?zhǔn)降你@模板結(jié)構(gòu)。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(shè)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(yīng)留出允許的磨損公差為 △ ，夾具的制造誤差 ?jz應(yīng)當(dāng)保證被加工工件的錢巍： 減速機箱體零件加工工藝及夾具設(shè)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(yīng)尺寸的平均值標(biāo)注并采用雙向?qū)ΨQ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(yīng)的尺寸，其基本尺寸均應(yīng)按工件尺寸的平均尺寸標(biāo)注，其公差取工件尺寸公差的 1/2~1/5 標(biāo)注。底面與結(jié)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(guān)系的加具尺寸公差的制訂 與加工要求無直接關(guān)系的尺寸是指不直接與零件加工尺寸相對應(yīng)的夾具尺寸。他們的尺寸公差無法從工件上相對應(yīng)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(jié)構(gòu)配合尺寸公差，如定位元件與夾具體、可換鉆套與襯套、導(dǎo)向套與刀具、鉸鏈連接的軸與孔、夾具機構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公差配合來選用的。如夾具中起導(dǎo)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(dǎo)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(shè)計中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進(jìn)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(yīng)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(xué)畢業(yè)設(shè)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(shè)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(shè)計 24 第 七 章 鏜床夾具設(shè)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(gòu)和夾具體等基本部分外，還有引導(dǎo)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(biāo)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(jié)構(gòu)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(zhǔn)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(zhǔn)。 根據(jù)基準(zhǔn)面重合的原則，選定底面定位基準(zhǔn)，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(zhǔn)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(jié)構(gòu)類型 鏜床夾具按其結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(dǎo)的鏜床夾具，即鏜套為于被加工孔的前方；單支承后引導(dǎo)的鏜床夾具。 本夾具屬于單支承后引導(dǎo)的鏜床夾具，本就加以說明介紹。 單支承后引導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(jìn)行多工步加工。 江蘇 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 25 因無前導(dǎo)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(dāng)鏜削 ~1?DL的通孔或不通孔時，刀具雖然仍是懸掛式，但導(dǎo)柱直徑 d 則應(yīng)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(yīng)大于 ，所以刀具易引偏，嚴(yán)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(dǎo)引剛度。但這樣將導(dǎo)致整個鏜套部分的結(jié)構(gòu)龐大。 上述兩種的單支承引導(dǎo)的鏜桿與機床主軸作剛性聯(lián)接，這樣，要使鏜套中心對準(zhǔn)機床主軸中心，不容易做到很準(zhǔn)確，而且還需要技術(shù)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(jié)構(gòu)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(dāng)。 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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(jìn)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(yīng)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(yīng)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?。?減速機箱體零件加工工藝及夾具設(shè)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(yīng)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(jié)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(guān)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