支架機(jī)械加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì)

畢冀娟

摘要：支架加工工藝及鉆孔的夾具設(shè)計(jì)包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)。工藝設(shè)計(jì)首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：工藝規(guī)程；工序；切削用量；夾具；定位

一、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

（一）零件的生產(chǎn)類型

生產(chǎn)類型一般可分為：單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)三種類型

（二）零件分析

圖中的零件是一個(gè)車床上的支架零件，安裝在車床上，主要作用是支撐和導(dǎo)向作用。在車床加工中，承受一定的載荷。車床支架是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽巛^小，結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，其加工內(nèi)孔Φ18和Φ20兩個(gè)孔的加工精度要求比較高。另外車床支架底部的平面也有較高的精度要求，因此尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命。零件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（三）毛坯余量和加工余量的選擇

1.選擇毛坯。灰鑄鐵常用來制造機(jī)器的底座、支架、工作臺、減速箱箱體、閥體等。灰鑄鐵的牌號由“HT+數(shù)字”組成。其中“HT”表示“灰鐵”，數(shù)字表示其最低抗拉強(qiáng)度的值。灰鑄鐵的牌號、鑄件壁厚、力學(xué)性能及用途可以查表。

2.確定機(jī)械加工余量。由于是大批量生產(chǎn)，所以鑄件采用一級精度。根據(jù)工藝手冊中的鑄件質(zhì)量，零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)查表得，機(jī)械加工余量在厚度方向?yàn)?.0mm，水平方向亦為8.0mm。

3.確定毛坯尺寸。毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上加工余量值即可。

4.設(shè)計(jì)毛坯圖。

（四）定位基準(zhǔn)的選擇

按有關(guān)基準(zhǔn)的選擇原則。既當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)。現(xiàn)以零件的側(cè)面為主要的定位粗基準(zhǔn)。

（五）切削力

切削金屬時(shí)，刀具切人工件，使被加工材料發(fā)生變形成為切削所需要的力稱為切削力。

1.切削力的分析：為了便于分析切削力的作用和測量切削力的大小，常將切削力F分解為三個(gè)互相垂直的切削分力Fc、Ff和FP。

2.切削力的計(jì)算：在生產(chǎn)實(shí)際中常采用指數(shù)形式的切削經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。

3.影響切削力的主要因素：工件材料、切削用量、切削熱與切削溫度、其它因素

（六）刀具磨損與切削用量

刀具磨損的原因很復(fù)雜，常見的主要有：硬質(zhì)點(diǎn)磨損、粘結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損、化學(xué)磨損

（七）零件表面加工方法的選擇

A端面為未注公差尺寸，表面粗糙度為Ra6.3，需要進(jìn)行粗銑。

B孔公差等級為IT7，需鉆、擴(kuò)、鉸。

c端面為未注公差尺寸。表面粗糙度為Ral.6，需要進(jìn)行精銑。

（八）工藝路線的擬定

工序Ⅰ：半精銑A面、B面。

工序Ⅱ：精銑C1、C2面。

工序Ⅲ：鉆Φ11內(nèi)孔。锪Φ17內(nèi)孔。

工序Ⅳ：鉆、擴(kuò)、鉸Φ20H7內(nèi)圓柱面。

工序Ⅴ：鉆、擴(kuò)、鉸Φ18H8內(nèi)圓柱面。

工序Ⅵ：清除毛刺。

（九）工序設(shè)計(jì)

機(jī)床設(shè)備與工藝裝備是零件加工的物質(zhì)基礎(chǔ)。是加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要保障。為了合理的選擇加工設(shè)備和工藝裝備，必須對各種機(jī)床的規(guī)格、性能、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性和工藝裝備的種類、精度、規(guī)格、可靠性等進(jìn)行詳細(xì)的了解。總的原則是根據(jù)零件的生產(chǎn)類型與加工要求，使所選擇的加工設(shè)備及工藝裝備既能保證加工質(zhì)量，又經(jīng)濟(jì)合理。

二、夾具設(shè)計(jì)

夾具設(shè)計(jì)是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計(jì)的，它是用于實(shí)現(xiàn)加工零件的準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向，以及裝卸工件時(shí)的限位等作用的。工件的加工精度與夾具本身的精度有很大的關(guān)系。而且在加工過程中產(chǎn)生的切削力，慣性力等及工件的自重作用在夾具體上，都可以影響工件的加工精度。因此，設(shè)計(jì)夾具體應(yīng)考慮以下問題：

（一）有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性，特別是位置精度直接影響工件在加工過程中產(chǎn)生的誤差。

（二）夾具體要有足夠的強(qiáng)度和剛度，使夾具體能夠承受在加工過程中產(chǎn)生的作用力而不止變形和發(fā)生振動(dòng)。

（三）夾具體的機(jī)構(gòu)要緊湊形狀要簡單，同時(shí)要有足夠的空間位置，保證夾具的其他元件和機(jī)構(gòu)安裝方便。更換易損元件容易以及裝卸工件方便。

（四）夾具的結(jié)構(gòu)工藝性要好以便制造，并注意消除內(nèi)應(yīng)力避免變形。

（五）夾具體的中心要低，安裝在機(jī)床上能穩(wěn)固和安全，為了安裝后得到穩(wěn)定，底面的中部以便都挖空，同時(shí)應(yīng)根據(jù)機(jī)床連接部分的機(jī)構(gòu)形狀來確定夾具體連接部分的形狀和機(jī)構(gòu)。

綜上所述，通過工藝設(shè)計(jì)正確分析和解決某一個(gè)零件在加工中基準(zhǔn)的選擇、工藝路線的擬定以及工件的定位、夾緊、工藝尺寸確定等問題，從而保證零件制造的質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。通過夾具設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（包括設(shè)計(jì)計(jì)劃、工程圖等方面]的能力。

參考文獻(xiàn)：

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