手柄座零件機(jī)械加工工藝和典型夾具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書

1、本科畢業(yè)設(shè)計(論文)題目：手柄座零件機(jī)械加工工藝和典型夾具設(shè)計系 別： 機(jī)電信息系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 學(xué) 生： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2013年5月手柄座零件機(jī)械加工工藝和典型夾具設(shè)計摘要手柄座零件是車床操縱部分的組成零件之一，該手柄座的作用相當(dāng)于一個連桿，車床外部手柄的運(yùn)動是通過車床手柄座傳遞到車床內(nèi)部實現(xiàn)人為對機(jī)床的操縱。在設(shè)計中，主要目的是根據(jù)零件選擇合理的工藝路線，然后制定出一套可行的夾具。本文涉及兩大部分，第一部分是對手柄座零件的分析及工藝規(guī)程的制定；第二部分是對于零件中的兩次鉆孔加工采用不同的定位、夾緊方式進(jìn)行典型夾具的設(shè)計。通過設(shè)計一方面使我們更進(jìn)一步熟

2、悉了產(chǎn)品加工設(shè)計的全過程，在制定加工方案的時候，充分考慮其經(jīng)濟(jì)性和可行性。另一方面通過對手柄座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計和鉆孔用夾具設(shè)計，試圖找出一種簡單、實用的加工方法，以供生產(chǎn)同類零件的企業(yè)參考。關(guān)鍵字：手柄座；工藝；夾具iii目錄1緒論11.1前言11.2題目背景及意義11.3 國內(nèi)外相關(guān)研究情況11.4本課題研究內(nèi)容21.5夾具分類22零件的分析42.1生產(chǎn)綱領(lǐng)42.2零件作用42.3零件工藝分析53工藝規(guī)程設(shè)計63.1毛坯制造63.2基面選擇63.2.1粗基準(zhǔn)選擇63.2.2精基準(zhǔn)選擇63.3制定工藝路線63.3.1工藝路線方案一63.3.2工藝路線方案二73.3.3工藝方案分析73

3、.4加工余量確定83.5確立切削用量及基本工時84鉆螺紋孔夾具設(shè)計184.1 任務(wù)提出184.2 定位方案及定位裝置設(shè)計184.2.1 定位方案確定184.2.2定位元件設(shè)計184.2.3定位誤差分析184.3導(dǎo)引元件（裝置）設(shè)計184.4夾緊方案設(shè)計194.4.1 夾緊方案確定194.4.2 夾緊力大小分析194.4.3 夾緊機(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計194.5夾具操作及維護(hù)簡要說明195鉆孔夾具設(shè)計215.1任務(wù)提出215.2定位方案及定位裝置設(shè)計215.2.1定位方案確定215.2.2定位元件及裝置設(shè)計215.2.3確定最佳定位方式225.2.4定位誤差分析225.2.5定位元件型號尺寸和安裝方式2

4、25.3夾緊方案確定235.4夾具的操作及維護(hù)246結(jié)論26參考文獻(xiàn)28致謝29畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明30畢業(yè)設(shè)計（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明31畢業(yè)設(shè)計（論文）1 緒論1.1前言在機(jī)械制造的機(jī)械加工、檢驗、裝配、焊接和熱處理等冷、熱工藝過程中，使用著大量的夾具。所謂夾具就是一切用來固定加工對象，使之占有正確位置，接受施工或者檢測的裝置。在機(jī)械制造中采用大量的夾具，機(jī)床夾具就是夾具中的一種。它裝在機(jī)床上，使工件相對刀具與機(jī)床保持正確的相對位置，并能承受切削力的作用。機(jī)床夾具的作用主要有以下幾個方面：較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度，因為用夾具裝夾工件時，工件相對機(jī)床（刀具）的位置由夾具來保證，基本不受

5、工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、較穩(wěn)定地保證工件的加工精度,提高勞動生產(chǎn)率，因為采用夾具后，工件不需要劃線找正，裝夾也方便迅速，顯著地減少了輔助時間，提高了勞動生產(chǎn)率，擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍。因為使用專用夾具可以改變機(jī)床的用途、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對箱體孔系進(jìn)行鏜削加工。改善勞動條件、保證生產(chǎn)安全，因為使用專用機(jī)床夾具可以減輕工人的勞動強(qiáng)度、改善勞動條件，降低對工人操作技術(shù)水平的要求，保證安全，所以設(shè)計機(jī)床夾具顯得尤為重要1。1.2題目背景及意義 機(jī)械加工工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，也是一個國家發(fā)展的重要經(jīng)濟(jì)來源。在機(jī)械零件的加工過程中，機(jī)械加工工藝是

6、相當(dāng)重要的一環(huán)。因為機(jī)械工藝對產(chǎn)品的質(zhì)量控制起著重要作用，直接影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率，以及價格的高低。所以作為一名機(jī)械設(shè)計者，應(yīng)該具備以下基本要求：零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計基本合理；制定良好的加工工藝路線；在此基礎(chǔ)上盡可能優(yōu)化結(jié)構(gòu)，降低成本，提高生產(chǎn)率。 對于機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計可以從到零件到裝配有一個完整的了解和初步的掌握。以進(jìn)一步的熟練掌握pro/e和cad的運(yùn)用。鍛煉自己的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)造能力，進(jìn)一步將所學(xué)知識和實踐結(jié)合，為更好更快的適應(yīng)工作作準(zhǔn)備。1.3國內(nèi)外相關(guān)研究情況 a. 國內(nèi)發(fā)展情況 目前國內(nèi)機(jī)械行業(yè)的基本情況是，隨著工業(yè)及汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展，機(jī)械設(shè)計制造日漸受到人們的廣泛關(guān)注，已

7、形成一個熱門行業(yè)。但是我國機(jī)械加工行業(yè)缺乏技術(shù)人員，存在制造周期長、壽命短、供不應(yīng)求的現(xiàn)狀。目前存在的主要問題是： （1）從設(shè)計結(jié)構(gòu)上看，我們的設(shè)計還不夠細(xì)致，許多細(xì)節(jié)考慮的欠周到，以至于零件使用受命不長，特別是加工工藝和熱處理技術(shù)，在這方面與國外的差距更大。 （2）從零件材料看，我國的機(jī)械加工行業(yè)起步時間不長，而國際上產(chǎn)品的材料品種則有很多可供選擇。目前，我國雖然也有個別品種諸如高速鋼具有較好的質(zhì)量，但應(yīng)用較少，主要是國產(chǎn)的鉆頭、端銑刀等切削工具難以切削，諸如hrc40等很硬的鋼。 （3）從加工工藝水平看，主要是設(shè)備水平不高，專門設(shè)備使用的少，加工出來的零件表面精度很難達(dá)到國外水平，檢測手段

8、落后，裝配水平不高，導(dǎo)致容易出現(xiàn)報廢或裂痕現(xiàn)象。為了提高企業(yè)的設(shè)計水平和加工能力，國家推薦適合于機(jī)械企業(yè)用的cad/cam系統(tǒng)。但國內(nèi)優(yōu)秀的cad/cam系統(tǒng)很少，只有少數(shù)適合應(yīng)用。而國外購買的雖有強(qiáng)大的三維曲面造型能力、強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)有限元分析能力、強(qiáng)大的計算機(jī)輔助制造能力、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理能力等，但價格昂貴，一般企業(yè)難以支持。 b. 國外的發(fā)展情況 進(jìn)入21世紀(jì)，發(fā)達(dá)國家把機(jī)械制造工藝裝置置于更為優(yōu)先發(fā)展的重要地位，機(jī)械制造工藝的基礎(chǔ)地位毫不動搖。機(jī)械制造工藝位居工業(yè)的核心地位，擔(dān)負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)提供技術(shù)裝備的責(zé)任，是工業(yè)化國家的主導(dǎo)地位。工業(yè)發(fā)達(dá)國家不斷加大對機(jī)械制造工藝的研發(fā)投入，

9、持續(xù)加強(qiáng)核心技術(shù)創(chuàng)新，增強(qiáng)高技術(shù)在機(jī)械制造工藝發(fā)展的影響力和滲透力，從而更加凸顯了現(xiàn)代機(jī)械制造工藝對于推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性。1.4本課題研究內(nèi)容本設(shè)計題目為：設(shè)計手柄座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計。零件圖樣、生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)條件是設(shè)計的主要原始資料，由指導(dǎo)教師提供給學(xué)生。零件復(fù)雜程度以中等為宜，生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。根據(jù)教師設(shè)計任務(wù)書中規(guī)定的設(shè)計題目，按照所給零件編寫出相應(yīng)的加工工藝規(guī)程，設(shè)計出其中由教師指定的一道重要工序（如：工藝規(guī)程中所要求的車、銑、鉆夾具中的一種）的專用夾具，并撰寫說明書。并在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，參考相關(guān)內(nèi)容的設(shè)計指導(dǎo)書，認(rèn)真地、有計劃地、獨(dú)立按時完成

10、設(shè)計任務(wù)。具體設(shè)計內(nèi)容如下：1、對零件進(jìn)行工藝分析，擬定工藝方案，繪制零件工作圖1張。2、確定毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖1張。3、擬定零件的機(jī)械加工工藝過程，選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備（刀具、夾具、輔具），確定某一代表工序的切削用量及工序尺寸。編制機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片（工藝過程卡片和工序卡片）1套。4、設(shè)計重要工序中的一種專用夾具，繪制夾具裝配總圖和大件零件圖（通常為夾具體）各1張。5、撰寫設(shè)計說明書1份。1.5夾具分類 a通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如， 車床上的三爪卡盤和四爪卡盤、頂尖和雞心夾頭，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。它

11、們有很大的通用性，無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用于裝夾不同的工件。這類夾具一般已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，由專業(yè)工廠生產(chǎn)，作為機(jī)床附件供應(yīng)給用戶。b專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序的加工而專門設(shè)計的夾具，具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便等優(yōu)點(diǎn)2。專用夾具通常由使用廠家根據(jù)要求自行設(shè)計和制造，適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。c組合夾具 組合夾具是在機(jī)床夾具零部件標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，由一整套預(yù)先制造好的，具有各種不同形狀、不同規(guī)格尺寸的標(biāo)準(zhǔn)元件和組件，按照組合化的原理，針對工件的加工要求組裝成各種專用夾具。夾具使用完畢后，可以拆卸，留待組裝新夾具時使用。組合夾具的應(yīng)用范圍十分廣泛，它最適合于品種多、產(chǎn)品變化快、

12、新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)等場合，在批量生產(chǎn)中也可利用組合夾具代替臨時短缺的專用夾具，以滿足生產(chǎn)要求，用組合夾具元件可以組裝成各類機(jī)床夾具。數(shù)控機(jī)床和柔性制造單元的出現(xiàn)，更加推動了組合夾具技術(shù)的進(jìn)步，擴(kuò)大了組合夾具的應(yīng)用范圍。組合夾具具有以下特點(diǎn)：組合夾具元件可供多次使用，但其一旦組裝成某個夾具后，該夾具結(jié)構(gòu)仍屬專用性，只能一次使用。當(dāng)變換加工對象時，一般仍需全部拆開，重新組裝成新夾具結(jié)構(gòu)，以滿足新工件的加工要求。和專用夾具不一樣，組合夾具的最終精度，是靠各組成元件的精度，直接組合來保證的，不允許進(jìn)行任何補(bǔ)充加工，否則無法保證元件的互換性。由于組合夾具是由各標(biāo)準(zhǔn)元件組合起來的，因此剛性較差，尤其

13、是元件連接的結(jié)合面接觸剛度，對加工精度影響較大。一般組合夾具的外形尺寸較大，不及專用夾具那樣緊湊。這種夾具不受生產(chǎn)類型的限制，可以隨時組裝，以應(yīng)生產(chǎn)之急。d拼裝夾具 拼裝夾具是指按某一工件的某道工序的加工要求，由標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的夾具元件，直接按專用夾具的裝配方法（銷釘定位、螺栓緊固）裝配成的專用夾具。采用拼裝夾具大大縮短了專用夾具的設(shè)計與制造周期，而且當(dāng)產(chǎn)品改型時原來夾具的大部分元件仍可拆下重新使用，適用于多品種、小批量生產(chǎn)中。e通用可調(diào)夾具 通用可調(diào)夾具是指根據(jù)不同尺寸或種類的工件，調(diào)整或更換個別定位元件或夾緊元件而形成的專用夾具。加工對象不很確定，通用范圍較大，適用于多品種、小批量生產(chǎn)中。

14、f成組夾具 成組夾具是指專為加工成組工藝中某一組零件而設(shè)計的可調(diào)夾具。加工對象明確，只需調(diào)整或更換個別定位元件或夾緊元件便可使用，調(diào)整范圍只限于本零件組的工件，適用于成組加工。 通用可調(diào)夾具和成組夾具都是一種比較先進(jìn)的、繼承性好的新型夾具。采用這兩種夾具可大大減少專用夾具數(shù)量，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，并可以有效地促進(jìn)并實現(xiàn)機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。通用可調(diào)夾具與成組夾具的區(qū)別在于：前者的加工對象不很確定，其更換調(diào)整部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計，往往具有較大的適應(yīng)性，通用范圍大；而成組夾具則是為成組加工工藝中 一組零件而專門設(shè)計的，加工對象十分明確，可調(diào)范圍也只限于本組內(nèi)的零

15、件，因此后者亦稱為專用可調(diào)夾具。282 零件的分析2 零件的分析2.1生產(chǎn)綱領(lǐng) 任務(wù)書上的題目內(nèi)容為：加工一個手柄座零件，該零件年產(chǎn)量為20000臺，設(shè)其備品率為10%，機(jī)械加工廢品率為1%，試進(jìn)行該零件的工藝規(guī)程設(shè)計?，F(xiàn)制定該手柄座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。該零件的年產(chǎn)量為22220件，根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)教材中生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，確定其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)3。2.2零件作用題目所給的零件是ca6140車床的手柄座，它位于車床操作機(jī)構(gòu)中，可同時操縱離合器和制動器，即同時控制主軸的開、停、換向和制動。操作過程如下：當(dāng)手把控制手柄座向上扳動時，車床內(nèi)部的拉桿往外移，則齒扇向順時針方向轉(zhuǎn)動，帶動

16、齒條軸往右移動，通過撥叉使滑套向右移，壓下羊角形擺塊的右角，從而使推拉桿向左移動，于是左離合器接合，主軸正轉(zhuǎn)；同理，當(dāng)手把控制手柄座向下扳動時，推拉桿右移，右離合器接合，主軸反轉(zhuǎn)。當(dāng)手把在中間位置時，推拉桿處于中間位置，左、右離合器均不接合，主軸的傳動斷開，此時齒條軸上的凸起部分正壓在制動器杠桿的下端，制動帶被拉緊，使主鈾制動。零件的三維圖如圖2.1所示。圖2.1 ca6140車床手柄座零件三維模型圖2.3零件工藝分析ca6140車床手柄座有多處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：2.3.1以25h8為中心的加工表面 這一組的加工表面有25h8的孔，以及上下端面，下端面為45的圓柱端面；孔

17、壁上有距下端面11mm、與25h8孔中心軸所在前視面呈角的螺紋孔，尺寸為m10-7h，另外還有一個尺寸為6h9的槽，孔與槽的總寬度為27.3h11。2.3.2以14h7為中心的加工表面 該組的加工表面有14h7的螺紋孔(有位置要求)，加工時測量深度為25mm，鉆孔深度為28mm。上孔壁有一個5配鉸的錐銷通孔，該通孔有位置要求。2.3.3以10h7為中心的加工表面 本組的加工表面有10h7的孔(兩個)，及其兩個內(nèi)端面(對稱)，兩端面均有位置要求，端面之間的距離為mm，孔除了有位置要求以外還有平行度的形狀公差要求(與25h8孔壁之間的平行度公差為0.2)。2.3.4以5.5為中心的加工表面 這組的

18、加工表面有5.5的孔，該孔通至25h8上的槽，并有位置要求4。由上面的分析可知，加工時應(yīng)先加工完一組表面，再以這組加工后的表面為基準(zhǔn)加工另外一組。3 工藝規(guī)程設(shè)計3 工藝規(guī)程設(shè)計3.1毛坯制造 零件材料為ht200，手柄座在使用過程中不經(jīng)常的變動，它只起支撐的作用，受到的沖擊不是很大，只是在縱向上受到很大的壓力。在加工過程中的精度保證很重要，它對工件的定位有一定的保證作用。3.2基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。3.2.1粗基準(zhǔn)的選

19、擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)，而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取25h8孔的下端面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊v形塊分別支承25h8和作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達(dá)到完全定位，然后進(jìn)行銑削5。3.2.2精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不作介紹。3.3制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以

20、考慮采用萬能性機(jī)床配以專用加工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。3.3.1工藝路線方案一 工序一：備料； 工序二：鑄造毛坯；工序三：粗銑上、下表面，精銑下表面；工序四：鉆25h8西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）工序五：插鍵槽6h9；工序六：銑槽1443 mm；工序七：鉆、拉孔10h7； 工序八：鉆孔5.5；工序九：鉆、擴(kuò)14h7螺紋孔；工序十：鉆、鉗5錐銷通孔、m10-7h；工序十一：終檢。3.3.2工藝路線方案二 工序一：備料； 工序二：鑄造毛坯；工序三：鉆25h8；工序四：粗銑上、下表面； 工序五：精銑下表面；工序六：插鍵

21、槽6h9 mm； 工序七：銑槽14 mm 43 mm； 工序八：鉆孔5.5； 工序九：鉆、拉孔10h7； 工序十：鉆、擴(kuò)14h7； 工序十一：鉆、鉗5錐銷通孔、m10-7h； 工序十二：終檢。3.3.3工藝方案的分析：上述兩個工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工上下表面為中心的一組工藝，然后加工25h8的孔，再以25h8的孔的孔為基準(zhǔn)加工10h7的孔。方案二則是先加孔25h8后再加工上下表面，再加工孔10h7，此時方案二采用車床加工工序一，這樣有利提高效率，節(jié)省成本。經(jīng)比較可知，先加工上下表面，再以上下表面為基準(zhǔn)加工25h8及插鍵槽，最后完成對10h7的孔的定位。顯然方案一比方案二的裝夾次數(shù)減少

22、了，同時也更好的保證了精度要求。綜上所述，零件的具體工藝過程如下： 工序一：備料； 工序二：鑄造毛坯； 工序三：粗銑、半精銑45凸臺端面，選用x51立式銑床； 工序四：銑，半精銑大端面，選用x51立式銑床； 工序五：鉆，擴(kuò)，鉸25h8內(nèi)孔，選用z535立式鉆床；工序六：鉆，粗鉸，精鉸10h7孔，選用z525立式鉆床；工序七：銑槽mm，選用x63臥式銑床；工序八：鉆、粗鉸、精鉸14h7螺紋孔，選用z525立式鉆床；工序九：鉆底孔，攻螺紋孔m10-h7mm，選用z525立式鉆床；工序十：鉆5錐銷通孔，選用z525立式鉆床； 工序十一：拉鍵槽6h9mm，選用l6120臥式拉床； 工序十二：鉆槽底通孔

23、鉆5.5，選用z525立式鉆床； 工序十三：終檢。3.4加工余量確定 手柄座零件材料為鑄鐵，硬度為hbs6587，毛坯的重量約為2kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型鑄模,相關(guān)數(shù)據(jù)參見零件圖。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：3.4.1外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（25h8端面） 取端面長度余量均為2.5mm（均為雙邊加工），銑削加工余量為： 粗銑 1mm 精銑 0mm3.4.2內(nèi)孔（25h8已鑄成孔） 取 25h8已鑄成孔長度余量為3mm，即鑄成孔半徑為21mm，工序尺寸加工余量： 鉆孔 2mm擴(kuò)孔 0.125mm3.4.3其他

24、尺寸直接鑄造得到 由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)6。3.5確立切削用量及基本工時3.5.1工序三切削用量及基本工時的確定：銑45端面，選用機(jī)床：x51立式銑床a. 銑45端面：選擇銑刀半徑為25mm，齒數(shù)z=6fz=0.15mm/z，5 鉆孔夾具設(shè)計 (3.1)按機(jī)床選?。簩嶋H切削速度： (3.2)工作臺每分鐘進(jìn)給量： （3.3）銑床工作臺進(jìn)給量：基本工時： （3.4） b. 半精銑45端面: 加工余量為z=1mm切削速度為： 選用主軸為：工作臺進(jìn)給量：基本工時：3.5.2工序四切削用量及基本工時的確定：銑削大端面

25、a. 粗銑大端面：進(jìn)行兩次銑削，第一次z=2mm，第二次z=1mm 選用主軸為：實際切削速度：工作臺每分鐘進(jìn)給量：基本工時： b. 半精銑大端面：切削速度： 選用主軸為:工作臺進(jìn)給量：基本工時：3.5.3工序五切削用量及基本工時的確定：鉆擴(kuò)粗鉸精鉸25h8mm通孔，選用機(jī)床：z535立式鉆床 a. 鉆孔23mm：選擇23mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆 按機(jī)床選取:實際切削速度：基本工時: b. 擴(kuò)孔mm：選擇24.8mm高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆 擴(kuò)孔鉆擴(kuò)24.8mm孔時的進(jìn)給量，擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時的切削速度得，故：按機(jī)床選取:基本工時：c. 鉸孔：選擇25mm高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀得，得 按機(jī)床選取:基本工時：3.5

26、.4切削用量及基本工時的確定：鉆粗鉸精鉸10h7孔，選用機(jī)床：z525立式機(jī)床7 a. 鉆10孔：選擇9.8mm高速鋼錐柄麻花鉆 得按機(jī)床選取: 基本工時： b. 粗鉸9.96mm孔：選擇9.96mm的高速鋼鉸刀 得 按機(jī)床選取:基本工時：c. 精鉸20mm孔：選擇20mm的鉸刀 按機(jī)床選?。?基本工時：3.5.5工序七切削用量及基本工時的確定：銑的槽，選用機(jī)床：x63臥式銑床選用高速鋼圓柱形銑刀，齒數(shù)z=6， a. 第一次走刀： 按機(jī)床選?。?工作臺進(jìn)給量：基本工時： b. 第二次走刀： 按機(jī)床選取：工作臺進(jìn)給量：基本工時：,3.5.6工序八切削用量及基本工時的確定：選用機(jī)床：z525立式鉆

27、床a. 鉆13mm孔：選擇13高速鋼錐柄麻得 按機(jī)床選取: 基本工時：b. 粗鉸13.95mm孔：選擇13.95高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀 ， 按機(jī)床選取： 基本工時： c. 精銑14mm孔：選擇14高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀 得， 按機(jī)床選?。?基本工時：3.5.7工序九 切削用量及基本工時的確定：鉆8.5mm底孔，攻螺紋m10mm，選用機(jī)床：z525立式鉆床 a. 鉆8.5底孔：選用8.5高速鋼錐柄麻花鉆得 按機(jī)床選?。?基本工時： b. 攻螺紋m10mm：選擇m10mm高速鋼機(jī)用絲錐f等于工件螺紋的螺距p，即 按機(jī)床選?。?基本工時：3.5.8工序十 切削用量及基本工時的確定：加工5的圓錐孔，選用機(jī)床：

28、z525立式鉆床 a. 鉆5的圓錐孔：選擇高速鋼麻花鉆 按機(jī)床選?。?基本工時： b. 鉸5的孔：選擇5的鉸刀 按機(jī)床選?。?基本工時：3.5.9工序十二 切削用量及基本工時的確定：加工5.5mm的圓錐孔，選用機(jī)床：z525立式鉆床 a. 鉆5.5mm孔：選擇4.8的高速鋼錐柄麻花鉆按機(jī)床選?。夯竟r：b. 鉸5.5mm孔：選擇5.5mm的鉸刀按機(jī)床選取：基本工時：4 鉆螺紋孔夾具設(shè)計4.1 任務(wù)提出為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用的夾具。本夾具主要用來鉆底孔，攻螺紋孔m10-h7mm，本夾具將用于z525立式鉆床。同時對孔的同軸度及加工精度有一定的要求。且在鉆孔

29、后還要進(jìn)行拉孔，以保證其精度要求，為了使其誤差減小，在工序一、工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強(qiáng)度、提高加工質(zhì)量。4.2 定位方案及定位裝置的設(shè)計計算4.2.1 定位方案的確定 工件以25h8孔及端面和10h7孔為定位基準(zhǔn)；夾緊時，首由開口墊圈夾緊25h8孔兩端面，再用汽缸通過連桿機(jī)構(gòu)夾緊。4.2.2定位元件及裝置設(shè)計 用圓柱定位銷進(jìn)行完全定位。4.2.3定位誤差的分析計算 本工序選用的工件以圓孔在定位銷上定位，定位銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以

30、孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在z軸方向，且向下。式中 工件圓孔直徑公差（mm）； 定位銷外圓直徑公差（mm）。4.3導(dǎo)引元件（裝置）設(shè)計 對刀裝置用來確定刀具與夾具的相對位置,由于本道工序是完成m10-h7孔的加工。用轉(zhuǎn)套引導(dǎo)刀具的方式。4.4夾緊方案設(shè)計4.4.1 夾緊方案確定 夾緊時，首先由圓柱定位銷定位25h8孔和10h7孔，再用地腳氣缸夾緊。4.4.2 夾緊力大小計算 軸向力計算公式為：其中：，z=3,。故在計算切削時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi),安全系數(shù)。其中：為基本安全系數(shù)1.5；為加工性質(zhì)系數(shù)1.1；為刀具鈍化系數(shù)1.1；為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。所以 4.4.3

31、夾緊機(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計 利用氣缸活塞的拉力通過連桿機(jī)構(gòu)對工件進(jìn)行夾緊。夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。4.5夾具操作及維護(hù)簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高生產(chǎn)率，首先想到是怎么樣方便的安裝和拆卸，本道工序就是采用了快換墊圈的方式。由于本夾具是對工件進(jìn)行鉆孔，因此在鉛直方向受到很大的沖擊力，故在其相應(yīng)的方向上應(yīng)適當(dāng)?shù)目紤]強(qiáng)度上的要求。并設(shè)法減少夾具的占地面積，使之很方便的操作和快速的切換工件。因此，應(yīng)設(shè)法解決上述問題。目前采取的措施有：一是提高毛坯的精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇高精度的心軸，使其定位精確，并使心軸連在夾具體內(nèi)，這樣可以減少縱向

32、傾斜的偏差；三是加大螺母和開口墊圈的夾緊力。使工作進(jìn)行時工作緊湊,保證加工要求。夾具體上裝有可換鉆套，使夾具在一批零件之間能加工不同要求的零件，同時在夾具體上裝有一塊可翻動的蓋模板，這樣有利于工件的拆裝。裝配圖如圖4.1所示。圖4.1 夾具二維裝配圖85 鉆孔夾具設(shè)計5.1任務(wù)的提出本夾具用來鉆，鉸10mm的孔，它將用于z525立式鉆床。同時對孔的同軸度及加工精度有一定的要求。且在鉆孔后還要進(jìn)行鉸孔，以保證其精度要求，為了使其誤差減小，在工序一、工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強(qiáng)度、提高加工質(zhì)量。5.2定位方案及定位裝置的設(shè)計計算

33、5.2.1 定位方案的確定 為了加工10mm孔，必須使其完全定位。因此初步的設(shè)計方案如下，首先必須明確其加工時應(yīng)如圖5.1所示，這樣水平放置，便于立式鉆床加工,使其完全定位。圖5.1 ca6140車床手柄座零件定位圖5.2.2定位元件及裝置設(shè)計 要使其完全定位，可以采用：a一面兩銷定位，以25h8mm和10h7mm兩孔為定位基準(zhǔn)就可以滿足其要求9。 b一面加圓柱銷和半v形塊定位，以25h8mm為定位基準(zhǔn)，再在r外圓表面用v形塊定位。畢業(yè)設(shè)計（論文）5.2.3確定最佳定位方式 比較以上兩個方案，明顯第一個要好得多，因為25h8mm和10h7mm兩孔的中心線在同一直線上，所以只要將其兩銷定在同一平

34、面同一直線上，就可以很快的將其定位；而第二個方案和第一個方案不同點(diǎn)在于用的是v形塊定位，要使零件很快垂直放置定位很難，并且需要量具對其精確測量，增加了工時10。因此，選擇一面兩銷定位最佳。如上圖5.1所示，一面限制的自由度有3個，一個銷釘限制一個自由度，兩個一起再限制一個自由度。為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計的定位方案如附圖a1圖紙手柄座夾具體裝配圖所示，總共限制了工件的全部6個自由度，屬于完全定位。在該定位方案中，45mm圓柱小端面被夾具體上的一個支撐面頂住，限制了x軸的移動，y軸的旋轉(zhuǎn)，z軸的旋轉(zhuǎn)三個自由度。25h8mm孔內(nèi)插入短銷，限制了y軸的移動，z軸的移動，10h7mm孔中插入削邊

35、銷，限制了x軸的旋轉(zhuǎn)，這樣6個自由度全部被限制。5.2.4定位誤差分析 定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)確引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。對于夾具設(shè)計中采用的定位方案，只要可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相應(yīng)尺寸或位置公差的1/31/2，即可認(rèn)為定位方案符合加工要求。 對于本次設(shè)計的夾具，需要保證的尺寸要求：保證油孔軸線距45mm圓柱小端面17+7=24mm，保證螺紋孔軸線與25h8mm和10h7mm兩孔的中心線成50mm。 對于24mm的要求，由于定位基準(zhǔn)也是45mm圓柱小端面，故基準(zhǔn)不重合誤差為0，且由于45mm圓柱小端面經(jīng)過半精銑，表面粗糙度達(dá)到ra3.2mm，故可認(rèn)為45mm圓柱小

36、端面的平面度誤差為0，即不存在基準(zhǔn)位置度誤差，綜上所述，只要支撐面的標(biāo)準(zhǔn)尺寸得到保證，是不存在定位誤差的11。 對于本工序要求，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)同為兩孔中心線，故基準(zhǔn)不重合誤差為0?；鶞?zhǔn)位置誤差則取決于兩孔直徑尺寸公差以及圓度誤差，由于兩孔的表面精度都達(dá)到ra1.6mm，都經(jīng)過精鉸，故基準(zhǔn)位置誤差也可以忽略，只要兩銷的標(biāo)準(zhǔn)尺寸以及相對位置關(guān)系得到保證，定位誤差也是很小的。綜上所述，該定位方案是符合加工要求的。5.2.5定位元件的型號，尺寸和安裝方式 a. 支撐面 在定位板面上做的一個突起4mm的支撐面，經(jīng)過精銑得到精度較高的平面。b. 短銷 本設(shè)計方案選用固定式定位銷，查課程設(shè)計指導(dǎo)教程，確

37、定定位銷為gb8014.2-1999標(biāo)準(zhǔn)，其相關(guān)尺寸見三視圖。它和定位面板上的10mm銷孔呈h7/r6mm過盈配合，并用螺母固定，防止鉆孔時松動，影響加工。 c. 圓柱銷 本設(shè)計方案選用固定式定位銷，由于加工的10mm孔恰好在定位基準(zhǔn)25h8mm孔內(nèi)表面上，打穿這面為止。若采用標(biāo)準(zhǔn)件，勢必影響10mm孔的加工，因此可專門設(shè)計一個短銷，其尺寸如圖5.2所示： 圖中，該軸長為90mm，軸頸半徑為12.5mm，與25h8mm孔內(nèi)表面僅有長度為17mm的面接觸，且為過盈配合，既保證了圓柱銷定位，又方便了裝夾工件。為了不影響加工10mm孔，在標(biāo)準(zhǔn)銷元件上加上了長為22mm的軸身，直徑為14mm，要比25

38、h8mm小11mm，即其半徑之差為5.5mm，再加上鍵槽深度2.5mm，那么長度值為l=5.5+2.5=8mm，這樣當(dāng)鉆頭鉆10mm孔至終點(diǎn)時不會損傷銷，銷也不會影響鉆孔。該銷與定位面板上的銷孔呈h7/r6過盈配合，外加螺紋結(jié)構(gòu)，用螺母固定。圖5.2 圓柱銷尺寸125.3夾緊方案確定5.3.1夾緊裝置的設(shè)計 夾緊力方向原則：(1) 夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的既定位置；(2) 夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能??；(3）夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形最小。夾緊作用點(diǎn)原則：（1）夾緊里的作用點(diǎn)應(yīng)正對夾具定位支撐元件或位于支撐元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)，以免工件產(chǎn)生位移和偏轉(zhuǎn)；（2）夾緊力

39、作用點(diǎn)應(yīng)正對工件剛性較好的部位上，以使夾緊變形盡可能少，有時可采用增大工件受力面積或合理分布夾緊點(diǎn)位置等措施來實現(xiàn)；（3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近工件的加工表面，以保證夾緊力的穩(wěn)定性和可靠性，減少工件的夾緊力，防止加工過程中可能產(chǎn)生振動。 根據(jù)以上要求，考慮加工零件的特點(diǎn)及定位方式，確定夾緊方式。 本設(shè)計方案選用的是螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊方向水平向右，通過螺母的轉(zhuǎn)動，帶動套在圓柱銷頭部的墊片向右移動，進(jìn)而作用在工件45mm圓柱大端面上，實現(xiàn)夾緊，具體夾緊裝置的布置見a1圖紙。這種夾緊方式和夾緊裝置簡單實用，且對于大批量生產(chǎn)能較快地裝夾工件，勞動強(qiáng)度較小，成本低，簡單可靠13。 另外，考慮到工件沿

40、25h8mm孔中心線軸向裝卸，因此為便于裝卸工件，該墊片為開口墊片，螺母為小于25h8mm孔的小螺母，只要將開口墊片取去，就可以很好的將零件取出。圓柱銷的螺紋軸向行程至少要大于2倍的墊片厚度5mm，且墊片的孔應(yīng)與工件25h8mm孔同軸，保證夾緊力作用均勻可靠14。5.4夾具的操作及維護(hù) 安裝工件時，應(yīng)先將螺母轉(zhuǎn)動退出足夠的行程空間以便于取出墊片，安裝工件，然后使工件的25h8mm孔穿過圓柱銷，使工件底部的10h7mm孔穿過短銷，將45mm圓柱小端面緊靠在定位板上的支撐面上，這樣工件以45mm圓柱小端面為定位基準(zhǔn)安裝。工件裝好后，裝上開口墊片，轉(zhuǎn)動螺母，使開口墊片靠緊45mm大端面并夾緊工件。加

41、工完成后松開工件，只需反向轉(zhuǎn)動螺母，退出開口墊片，即可取下工件。夾具在使用中，應(yīng)注意檢查鉆套的磨損情況，如果磨損后不能精確保證加工精度，則需要更換鉆套15。本夾具定位面板是受力部件，如有變形，應(yīng)及時設(shè)法修正，才能保證加工精度。為使其變形減小，需要嚴(yán)格控制螺桿的夾緊力，夾具三維裝配圖如圖5.3和圖5.4所示。圖5.3 鉆孔夾具三維裝配圖一圖5.4 鉆孔夾具三維裝配圖二西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）6 結(jié)論本設(shè)計主要經(jīng)過了兩個階段。第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段分析零件的工藝性，查閱有關(guān)手冊，選擇加工余量、確定毛坯的類型、形狀、大小等，繪制出了毛坯圖

42、。又根據(jù)毛坯圖和零件圖構(gòu)想出兩種工藝方案，比較確定其中較合理的方案來編制工藝。其中運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計算等方面的知識。還結(jié)合了我們生產(chǎn)實習(xí)中所看到的實際情況選定設(shè)備，填寫了工藝文件。夾具設(shè)計階段，運(yùn)用工件定位、夾緊及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。通過設(shè)計夾具歸納出夾具工作原理的要點(diǎn)如下：(1) 使工件在夾具中占有正確的加工位置。這是通過工件各定位面與夾具的相應(yīng)定位元件（定位元件上起定位作用的表面）接觸、配合或?qū)?zhǔn)來實現(xiàn)的。(2) 夾具對于機(jī)床應(yīng)先保證定位元件的定位工作面對夾具與機(jī)床相連接的表面之間的相對準(zhǔn)確位置，這就保證了夾具定位工作面相對機(jī)床切削運(yùn)動形成表面的準(zhǔn)確幾何位置，也就達(dá)到了工

43、件加工表面對定位基準(zhǔn)的相互位置精度要求。(3) 使刀具相對有關(guān)的定位元件的定位工作面調(diào)整到準(zhǔn)確位置，這就保證了刀具在工件上加工出的表面對工件定位基準(zhǔn)的位置尺寸。參考文獻(xiàn)1 肖繼德,陳寧平主編.機(jī)床夾具設(shè)計第2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.2 孫麗媛主編.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo).北京:冶金工業(yè)出版社,1998.3 周昌治,楊忠鑒等.機(jī)械制造工藝學(xué).北京:重慶大學(xué)出版社,2008.4 白婕靜,萬宏強(qiáng).機(jī)械制造工程學(xué)課程設(shè)計.北京:兵器工業(yè)出版社,2008.5 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994. 6 機(jī)械加工技術(shù)手冊編寫組.機(jī)械加工技術(shù)手冊.北京:北京出版社,1989.7 李洪.機(jī)械加工工藝手冊.北京:北京出版社,1990.8 唐克中,朱同鈞主編.畫法幾何及工程制圖第四版.北京:高等教育出版社.9 廖念釗.互換性與技術(shù)測量.北京:中國計量出版社,2009.10 王小華,袁相謹(jǐn).機(jī)床夾具圖冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992.11 朱耀祥,蒲林祥.現(xiàn)代夾具設(shè)計手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.12 大連理工大學(xué)工程畫教研室編.機(jī)械制圖.北京:高等教育出版社,2000.13 孫波,萬宏強(qiáng).機(jī)械制造工藝與過程綜合設(shè)計實踐設(shè)計指導(dǎo).西安工業(yè)大學(xué)