撥叉鉆孔夾具課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

/撥叉鉆孔夾具設(shè)計(jì)學(xué)院：專業(yè)班級：學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程教學(xué)的一個(gè)不可或缺的輔助環(huán)節(jié)。它是學(xué)生綜合運(yùn)用本課程及其先修課程的理論和實(shí)踐知識進(jìn)行加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一次重要實(shí)踐。它對于培養(yǎng)學(xué)生編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的能力,為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)和到工廠從事工藝與夾具設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。本課程的目的在于：培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)及相關(guān)專業(yè)課程〔工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性與測量技術(shù)、機(jī)械制造基礎(chǔ)的理論知識,結(jié)合金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識,獨(dú)立地分析和解決機(jī)械加工工藝問題,初步具備設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求,應(yīng)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法,學(xué)會(huì)擬定夾具設(shè)計(jì)方案,完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),初步具備設(shè)計(jì)保證加工質(zhì)量的高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理的專用夾具的能力。使學(xué)生熟悉和能夠應(yīng)用有關(guān)手冊、標(biāo)準(zhǔn)、圖表等技術(shù)資料,指導(dǎo)學(xué)生分析零件加工的技術(shù)要求和企業(yè)已具備的加工條件,掌握從事工藝設(shè)計(jì)的方法和步驟。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械制圖、設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和編寫技術(shù)文件等基本技能。培養(yǎng)學(xué)生耐心細(xì)致、科學(xué)分析、周密思考、吃苦耐勞的良好習(xí)慣。培養(yǎng)學(xué)生解決工藝問題的能力,為學(xué)生今后進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和去工廠從事工藝與夾具設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。二、課程設(shè)計(jì)的要求本課程設(shè)計(jì)要求就一個(gè)中等復(fù)雜程度的零件編制一套機(jī)械加工工藝規(guī)程,按教師指定的某道工序設(shè)計(jì)一副專用夾具,并撰寫設(shè)計(jì)說明書。學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,認(rèn)真地、有計(jì)劃地、獨(dú)立按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。學(xué)生對待自己的設(shè)計(jì)任務(wù)必須如圖工廠接受任務(wù)一樣,對于自己所做的技術(shù)方案、數(shù)據(jù)選擇和計(jì)算結(jié)果必須高度負(fù)責(zé),注意理論與實(shí)踐相結(jié)合,以期待整個(gè)設(shè)計(jì)在技術(shù)上是先進(jìn)的、在經(jīng)濟(jì)上是合理的、在生產(chǎn)中是可行的。設(shè)計(jì)題目：撥叉零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝置生產(chǎn)綱領(lǐng)：3000～10000件生產(chǎn)類型：批量生產(chǎn)具體要求：1、產(chǎn)品零件圖1張2、零件毛坯圖1張3、機(jī)械加工工藝過程卡片1份4、機(jī)械加工工序卡片1套5、夾具設(shè)計(jì)裝配圖〔0#或1#圖紙1份6、夾具設(shè)計(jì)零件圖〔2#～4#圖紙1～3張7、課程設(shè)計(jì)說明書〔6000～8000字1份附：產(chǎn)品零件圖指導(dǎo)教師：教研室主任：年月日目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)………………6二、計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型………6三、零件的分析……………6四、確定毛坯的制造方法、初步確定毛坯形狀…………7五、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………8六、夾具設(shè)計(jì)………………17七、總結(jié)……………………21八、參考文獻(xiàn)………………22一、設(shè)計(jì)任務(wù)：該換擋叉應(yīng)用在汽車變速箱的換擋機(jī)構(gòu)中。叉頭以Φ15.8孔套在變速叉軸上,并以螺釘經(jīng)M10孔與叉聯(lián)結(jié),叉腳夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當(dāng)需要變速時(shí),操縱變速桿,變速操縱機(jī)構(gòu)就通過叉頭的槽帶動(dòng)換擋叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移,叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)變速齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)改變檔位,從而改變汽車的行駛速度。如圖1、圖2所示為撥叉鉆孔工序圖。設(shè)計(jì)在Z525立式鉆床上鉆撥叉零件上M10螺紋底孔Φ8.4mm的鉆床夾具。圖1圖2二、計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型：該零件屬于大批量生產(chǎn)。故需設(shè)計(jì)專用夾具來確保生產(chǎn).三、零件分析：1、撥叉技術(shù)要求：加工表面尺寸及偏差〔mm公差及精度等級表面粗糙度Ra形位公差〔mm叉腳兩端面5.90-0.15IT126.3叉口兩內(nèi)側(cè)面51+0.10IT126.3Φ15.8內(nèi)孔15.81+0.043+0.016IT83.2M10螺紋孔M10×1IT7叉頭凸臺兩端面9.650-0.25IT126.3叉頭平臺外表面IT136.3叉頭平臺凸面11IT1312.5叉頭下表面IT1312.5該撥叉結(jié)構(gòu)簡單,屬于典型的叉桿類零件。為實(shí)現(xiàn)換擋、變速得功能,其叉軸孔和變速叉軸有配合要求,因此加工精度要求高。叉腳兩端面在工作中需承受沖擊載荷,為增強(qiáng)耐磨性,采用局部淬火,硬度為180HBS左右,為保證撥叉使用時(shí),叉腳受力均勻,要求叉腳兩端面與孔Φ15.8垂直度要求為0.15mm。撥叉用螺釘定位,螺紋孔為M10。綜上所述,該零件得各項(xiàng)技術(shù)要求制訂較合理,符合在變速箱中得功用。2、審查撥叉的工藝性分析零件圖可知,該撥叉的叉腳兩端面厚度薄于連接的表面,但減少了加工面積,使用淬火處理提供局部的接觸硬度。叉腳兩端面面積相對較大,可防止加工過程中鉆頭鉆偏,保證孔的加工精度,及孔與叉腳兩端面的垂直度。其它表面加工精度較低,通過銑削、鉆床的粗加工就可達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高,但也可以在正常得生產(chǎn)條件下,采用較經(jīng)濟(jì)得方法保質(zhì)保量地加工出來?？梢娫摿慵に囆院?。四、確定毛坯的制造方法、初步確定毛胚形狀：1、選擇毛坯由于該撥叉在工作過程中承受沖擊載荷,為增強(qiáng)強(qiáng)度和沖擊韌度,獲得纖維組織,毛坯選用鍛模制作毛坯。拔模斜度為5°。2、確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量公差等級：由撥叉的功用和技術(shù)要求,確定該零件的的公差等級為普通級。鍛件重量：已知機(jī)械加工后撥叉的重量為3kg,由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鍛件毛坯的重量為3.5kg。3、鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)對撥叉零件圖分析計(jì)算,可大概確定鍛件外輪廓包容體的長度、寬度和高度,即l=136mm,b=76mm,h=72mm,由公式2-3、2-5可計(jì)算出該撥叉鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)S=mt/mN=3.5/〔136×76×72×7.8×10-6kg/mm3=3.5/5.8=0.6故屬于S24、鍛件材質(zhì)系數(shù)由于該撥叉材料為35鋼,是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)少于0.65%的碳素鋼,故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M(fèi)1級。5、鍛件分模線形狀根據(jù)該撥叉的形位特點(diǎn),以對稱平分面為分模面,屬平直分模線。6、零件表面粗糙度由零件圖可知,該撥叉各加工表面粗糙度Ra均大于等于3.2um。由查表可知鍛件毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量：鍛件重量/kg包容體重量/kg形狀復(fù)雜系數(shù)材質(zhì)系數(shù)公差等級63.5S2M1普通級項(xiàng)目/mm機(jī)械加工余量/mm尺寸公差/mm備注厚度5.91.8+1.4-0.42.0~2.5寬度512.5+1.7-0.82.0~2.5寬度14.22.2+1.5-0.82.0~2.5孔徑Φ15.82.2+1.5-0.72.0中心距±0.5擬定工藝路線：<一>選擇定位基準(zhǔn)： 1粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的圓柱面為主要的定位粗基準(zhǔn)2精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便,依據(jù)"基準(zhǔn)重合"原則和"基準(zhǔn)統(tǒng)一"原則,以Φ15.8的孔內(nèi)表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。<二>制定工藝路線:根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求,以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具,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。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》第20頁表1.4-7、1.4-8、1.4-11,選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工序01粗銑Φ15上、下端面,以外圓為定位基準(zhǔn),采用X61立式銑床加專用夾具；工序02鉆Φ15孔,以Φ15孔的下端面為定位基準(zhǔn),采用Z525立式鉆床加專用夾具；工序03擴(kuò)Φ15.5孔,以Φ15下端面為定位基準(zhǔn),采用Z525立式鉆床加專用夾具；工序04粗鉸Φ15.7孔,以Φ15下端面為定位基準(zhǔn),采用Z525立式鉆床加專用夾具；工序05精鉸Φ15.8孔,以Φ15下端面為定位基準(zhǔn),采用Z518立式鉆床加專用夾具；工序06銑Φ8.4端面,以Φ15孔為定位基準(zhǔn),采用X61立式銑床加專用夾具；工序07粗精銑叉口前后兩側(cè)面,以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn),采用X61立式銑床加專用夾具；工序08熱處理〔叉腳兩端面局部淬火,淬火,使表面硬度達(dá)到185HBS；工序09粗精銑叉口20*5兩內(nèi)側(cè)面,以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn),采用X61立式銑床加專用夾具；工序10粗精銑Φ14.2缺口,以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn),采用X61立式銑床加專用夾具；工序11鉆Φ9孔,以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn),采用Z525立式鉆床并采用專用夾具；工序12去毛刺；工序13終檢?！踩龣C(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定:1、圓柱表面工序尺寸：前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量,現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級工序尺寸表面粗糙度Φ15.8鉆0.8IT111512.5擴(kuò)0.5IT1015.56.3粗鉸0.2IT1015.76.3精鉸0.1IT815.83.22、平面工序尺寸：工序號工序內(nèi)容加工余量基本尺寸經(jīng)濟(jì)精度鍛件CT1201粗銑Φ15上、下端面1371206銑Φ8.4端面1161207粗精銑叉口前后兩側(cè)面1．551209粗精銑叉口20*5兩內(nèi)側(cè)面1．5511210粗精銑Φ14.2缺口7．114．2123、確定切削用量及時(shí)間定額：工序01粗銑Φ15上、下端面,以外圓為定位基準(zhǔn),采用X61立式銑床加專用夾具刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度ae≤90,深度ap≤6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》〔后簡稱《簡明手冊》表3.1,取刀具直徑d0=125mm。根據(jù)《切削用量手冊》〔后簡稱《切削手冊》表3.16,選擇刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°,副后角α0’=10°λs=－10°,主偏角Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。2.切削用量1確定切削深度ap因?yàn)橛嗔枯^小,故選擇ap=4mm,一次走刀即可完成。2確定每齒進(jìn)給量fz采用對稱端銑,以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊》表3.5,使用YG6硬質(zhì)合金端銑刀加工,機(jī)床功率為4.5kw〔據(jù)《簡明手冊》表4.2-35,X61立式銑床時(shí)：fz=0.09~0.18mm/z故選擇：fz=0.18mm/z。3確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《切削手冊》表3.7,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑d0=125mm,故刀具使用壽命T=180min〔據(jù)《簡明手冊》表3.8。4計(jì)算切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vf根據(jù)《切削手冊》表3.16,當(dāng)d0=125mm,Z=12,ap≤7.5,fz≤0.18mm/z時(shí),vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kMV=1.0,kSV=0.8。切削速度計(jì)算公式為：其中,,,,,,,,,,,,,將以上數(shù)據(jù)代入公式：確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36,選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此,實(shí)際進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量為：vc==m/min=118m/minfzc=vfc/ncz=390/300×12mm/z=0.1mm/z5>校驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)《切削手冊》表3.24,近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機(jī)床使用說明書,主軸允許功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗(yàn)合格。最終確定:ap=4.0mm,nc=300r/min,vf=390mm/s,vc=118m/min,fz=0.1mm/z。6計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/vf,L=l+y+Δ,l=24mm.查《切削手冊》表3.26,入切量及超切量為：y+Δ=40mm,則：tm＝L/Vf=<24*2+40>/390=0.22min。工序02鉆Φ15孔,以Φ15孔的上端面為定位基準(zhǔn),采用Z525立式鉆床加專用夾具1.加工條件工件材料：35鋼,σb=170~240MPa,鍛造;工件尺寸：aemax=72mm,l=176mm;加工要求：鉆Φ15孔,加工余量0.8;機(jī)床：Z525立式鉆床；刀具：根據(jù)《切削手冊》表.2,選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=15mm,鉆頭采用雙錐后磨橫刀,后角αo＝12°,二重刃長度bε=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度,°,°2.選擇切削用量〔1確定進(jìn)給量按加工要求確定進(jìn)給量：查《切削手冊》,,,由《切削手冊》表2.7,系數(shù)為0.5,則：按鉆頭強(qiáng)度選擇:查《切削手冊》表2.8,鉆頭允許進(jìn)給量為：；按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度選擇：查《切削手冊》表2.9,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許軸向力為8330N時(shí),進(jìn)給量為。以上三個(gè)進(jìn)給量比較得出,受限制的進(jìn)給量是工藝要求,其值為：0.215~0.265mm/r。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-16,最終選擇進(jìn)給量。由于是通孔加工,為避免即將鉆穿時(shí)鉆頭折斷,故應(yīng)在即將鉆穿時(shí)停止自動(dòng)進(jìn)給而改為手動(dòng)進(jìn)給。根據(jù)《切削手冊》表2.19查出,鉆孔時(shí)軸向力Ff=2500N,軸向力修正系數(shù)為1.0,故Ff=2500N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說明書,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸向力為8830N﹥Ff,故所選進(jìn)給量可用。〔2確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度〔查《簡明手冊》為0.6mm,壽命．〔3切削速度查《切削手冊》表2.30,切削速度計(jì)算公式為：〔m/min其中,,,,,,,,,查得修正系數(shù)：,,,故實(shí)際的切削速度：〔4檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率查《切削手冊》表2.20,當(dāng)f≤0.26,do≤19mm時(shí),Mt=31.78N?m,修正系數(shù)均為1.0,故MC=31.78N?m。查機(jī)床使用說明書：Mm=144.2N?m。查《切削手冊》表2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。查機(jī)床使用說明書,。由于,,故切削用量可用,即：,,3、計(jì)算工時(shí)工序03擴(kuò)Φ15.5孔,以Φ15上、下端面為定位基準(zhǔn),采用Z525立式鉆床加專用夾具；查《切削手冊》表2.10,擴(kuò)孔進(jìn)給量為：,并由機(jī)床使用說明書最終選定進(jìn)給量為：。根據(jù)資料,切削速度,其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度,故：,,根據(jù)機(jī)床使用說明書選取：?；竟r(shí)：工序04粗鉸Φ15.7孔,以Φ15上、下端面為定位基準(zhǔn),采用Z525立式鉆床加專用夾具；刀具：專用鉸刀機(jī)床：Z525立式鉆床根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定,鉸刀的進(jìn)給量為0.8～1.2mm/z,進(jìn)給量取0.81mm/r,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為=140r/min,則其切削速度為：。機(jī)動(dòng)時(shí)切削工時(shí),mm,工序05精鉸Φ15.8孔,以Φ15上、下端面為定位基準(zhǔn),采用Z525立式鉆床加專用夾具；刀具：機(jī)床：Z525立式鉆床根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定,鉸刀的進(jìn)給量取0.48mm/r,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為：=140r/min,則其切削速度為：機(jī)動(dòng)時(shí)切削工時(shí),mm工序06銑Φ8.4端面,以外圓為定位基準(zhǔn),采用X61立式銑床加專用夾具；刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀；機(jī)床：X61立式銑床；查《切削手冊》表3.5,進(jìn)給量為：,取為0.5mm/r參考有關(guān)手冊,確定,采用YG6硬質(zhì)合金端銑刀,,則：現(xiàn)采用X61立式銑床,根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36,取,故實(shí)際切削速度：當(dāng)時(shí),工作臺每分鐘進(jìn)給量：,取為980mm/min本工序切削時(shí)間為：min工序07粗銑叉口前后兩側(cè)面,以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn),采用X61立式銑床加專用夾具；刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀,機(jī)床：X61立式銑床根據(jù)《切削手冊》查得,。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36查得,?。?故實(shí)際切削速度：當(dāng)時(shí),工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：查說明書,取計(jì)算切削基本工時(shí)：因此,工序09粗精銑叉口20*5兩內(nèi)側(cè)面,以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn),采用X61立式銑床加專用夾具。刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀,機(jī)床：X61立式銑床根據(jù)《切削手冊》查得,。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36查得,取：,故實(shí)際切削速度：當(dāng)時(shí),工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：查說明書,取,計(jì)算切削基本工時(shí)：因此,精銑叉口20*5兩內(nèi)側(cè)面,以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn),采用X61立式銑床加專用夾具；機(jī)床：X61立式銑床刀具：硬質(zhì)合金立銑刀〔鑲齒螺旋形刀片,由《切削手冊》表3.6查得：,,即27m/min,因此。現(xiàn)采用X61立式銑床,取,工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：,查機(jī)床使用說明書,取。銑削基本工時(shí)：工序10粗銑Φ14.2缺口,以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn),采用X61立式銑床加專用夾具；刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀,機(jī)床：X61立式銑床根據(jù)《切削手冊》查得,。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36查得,取：,故實(shí)際切削速度：當(dāng)時(shí),工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：查說明書,取計(jì)算切削基本工時(shí)：因此,精銑Φ14.2缺口,以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn),采用X61立式銑床加專用夾具刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀；機(jī)床：X61立式銑床；查《切削手冊》表3.5,進(jìn)給量為：,取為0.5mm/r參考有關(guān)手冊,確定,采用YG6硬質(zhì)合金端銑刀,,則：現(xiàn)采用X61立式銑床,根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36,取,故實(shí)際切削速度：當(dāng)時(shí),工作臺每分鐘進(jìn)給量：,取為980mm/min本工序切削時(shí)間為：min工序11鉆Φ9孔,以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn),采用Z525立式鉆床并采用專用夾具機(jī)床：Z525立式鉆床刀具：高速鋼麻花鉆根據(jù)《切削手冊》查得,進(jìn)給量為0.18～0.22mm/z,現(xiàn)取f=0.22mm/z,v=17m/min,則：查《簡明手冊》表4.2-15,取。所以實(shí)際切削速度為：計(jì)算切削基本工時(shí)：六、專用鉆床夾具設(shè)計(jì)1、夾具設(shè)計(jì)要求已知工件材料為35鋼,毛坯為模鍛件,所用機(jī)床為Z525型立式鉆床,大批生產(chǎn)規(guī)模。試為該工序設(shè)計(jì)一鉆床夾具。2、夾具的設(shè)計(jì)方案分析：①孔Φ8.4mm為自由尺寸,可一次鉆削保證。該孔在軸線方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)距離槽14.20+0.1mm的對稱中心線為3.1mm±0.1mm；在徑向方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是孔Φ15.81F8的中心線,其對稱度要求為0.2mm,該尺寸精度可以通過鉆模保證。②孔：15.81F8、槽14.20+0.1mm和撥叉槽口500+0.1mm是已完成的尺寸,鉆底孔Φ8.4mm后攻螺紋M10.③立鉆Z525的最大鉆孔直徑為Φ25mm,主軸端面到工作臺面的最大距離H為700mm,工作臺面尺寸為375mm×500mm,其空間尺寸完全能夠滿足夾具的布置和加工范圍的要求。④本工序?yàn)閱我坏目准庸?夾具可采用固定式。方案設(shè)計(jì)1、定位基準(zhǔn)的選擇：為了保證孔Φ8.4mm對基準(zhǔn)孔Φ15.8F8垂直并對該孔中心線的對稱度符合要求,應(yīng)當(dāng)限制工件X的平移、Y軸旋轉(zhuǎn)、Z軸旋轉(zhuǎn),三個(gè)自由度；為保證孔Φ8.4處于撥叉的對稱面內(nèi)且不發(fā)生扭斜,應(yīng)當(dāng)限制Y軸旋轉(zhuǎn)自由度；為保證孔對槽的位置尺寸3.1mm0.1mm,還應(yīng)當(dāng)限制Y的平移自由度。由于Φ8.4mm為通孔,深度方向的自由度Z的平移可以不加限制,因此,本夾具應(yīng)當(dāng)限制5個(gè)自由度?？爪?5.81F8是已經(jīng)加工好的,且又是本工序要加工的孔Φ8.4mm的設(shè)計(jì)基準(zhǔn),按照基準(zhǔn)重合原則,選擇它作為主要定位基準(zhǔn)是比較恰當(dāng)?shù)?。若心軸水平放置并與鉆床主軸垂直和共面,則所鉆的孔與基準(zhǔn)孔之間的垂直度與對稱度就可以保證,其定位精度取決于配合間隙。為限制自由度,應(yīng)以撥叉槽口mm為定位基準(zhǔn)。這時(shí)有兩種定位方案。如圖所示圖〔a是在叉口的一個(gè)槽面上布置了一個(gè)防轉(zhuǎn)銷；圖〔b是利用插口的兩側(cè)面布置一個(gè)大削邊銷,其尺寸采用Φ51g6,從定位穩(wěn)定和有利于夾緊來考慮,后一方案較好。<b>為限制其自由度,定位元件的布置有以下三種方案：a.以D面定位,這時(shí)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)〔槽不重合,設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)之間的尺寸200.105mm所具有的誤差必然會(huì)反映到定位誤差中來,其基準(zhǔn)不重合誤差為0.21mm,不能保證3.1mm0.1mm的需要。b.以槽口兩側(cè)面中的任一面為定位基準(zhǔn),采用圓柱銷單面定位,這時(shí),由于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是槽的對稱中心線,屬于基準(zhǔn)不重合,槽口尺寸辯護(hù)所形成的基準(zhǔn)不重合誤差為0.05mm。c.以槽口兩側(cè)面為定位基準(zhǔn),采用均有對稱機(jī)構(gòu)的定位零件〔可伸縮的錐形定位銷定位,此時(shí),定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)完全重合,定位間隙也可以消除。在這三個(gè)方案中,第一方案不能保證加工精度；第二方案具有結(jié)構(gòu)簡單、定位誤差可以保證的優(yōu)點(diǎn)；第三方案定位誤差為零,但結(jié)構(gòu)比前兩方案復(fù)雜些。從大批量生產(chǎn)的條件來看,第三方案雖結(jié)構(gòu)復(fù)雜一點(diǎn),卻能完成加緊的任務(wù),因此第三方案是較合適的。2、夾緊機(jī)構(gòu)的確定：當(dāng)定位機(jī)構(gòu)水平放置時(shí),在Z525立鉆上鉆Φ8.4mm孔的鉆削力和扭矩具有定位心軸來承擔(dān)。這時(shí)工件的夾緊可以有以下兩種方案。a.在心軸軸向施加軸向力夾緊。這時(shí),可在心軸端部采用螺紋夾緊裝置,夾緊力與切削力處于垂直狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)雖然簡單,但裝卸工件卻比較麻煩。b.在槽14.2mm中采用帶對稱斜面的偏心輪定位件夾緊,偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),對稱斜面楔入槽中,斜面上的向上分力迫使工件孔Φ15.81F8與定位心軸的下母線緊貼,而軸向分力又使斜面與槽緊貼,使工件在軸向被偏心輪固定,起到了既定位〔限制Y旋轉(zhuǎn)自由度又夾緊的作用。顯然,后一方案具有操作方便的優(yōu)點(diǎn)?？傮w結(jié)構(gòu)按設(shè)計(jì)步驟,先在各視圖部位用雙點(diǎn)畫線畫出工件的外形,然后圍繞工件布置定位、夾緊和導(dǎo)向元件〔見圖3,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(shí)操作的方便性和結(jié)構(gòu)工藝性的問題,使整個(gè)夾具形成一個(gè)整體。圖3圖4為該夾具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖,從該圖可以看出,該夾具具有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。①夾具體采用整體鑄件結(jié)構(gòu),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。②定位心軸6和定位防轉(zhuǎn)扁銷1均安裝在夾具體的立柱上,通過夾具體上的孔與底面的平行度來保證心軸與夾具底面的平行度要求。③為了便于裝卸零件和鉆孔后進(jìn)行攻絲,夾具采用了鉸鏈?zhǔn)姐@模板結(jié)構(gòu)。鉆模板4用銷軸3采用基軸制裝在模板座7上,翻下時(shí)與支撐釘5接觸,以保證鉆套的位置精度,并用鎖緊螺釘2鎖緊④鉆套孔對心軸的位置,在裝配時(shí),通過調(diào)整模板座來達(dá)到要求。在設(shè)計(jì)時(shí),提出了鉆套孔對心軸軸線的位置度要求Φ0.04mm。來調(diào)整達(dá)到此要求后,在模板座與夾具體上配鉆鉸定位孔、打入定位銷使之位置固定。⑤偏心輪裝在其支座中,安裝調(diào)整夾具時(shí),偏心輪的對稱斜面的中心與夾具鉆套孔中心線保持3.1mm±0.03mm的要求,并在調(diào)整好后打入定位銷使之固定。⑥夾緊時(shí),通過手柄順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)偏心輪,使其對稱斜面楔入工件槽內(nèi),在定位的同時(shí)將工件夾緊。由于鉆削力不大,故工作可靠圖4確定夾緊機(jī)構(gòu)針對大批生產(chǎn),選用偏向輪夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊力計(jì)算<1>由表10-1得夾緊力Fj=FL/ρ[tan<α+φ1>+tanφ2],ρ=<R+esinβ>/cosα,α=arctan[ecosβ/<R+esinβ>]ecosβ=3,e=5,R=33,L=160取偏心輪與夾緊面的摩擦系數(shù)和偏心輪與鉸鏈軸的摩擦系數(shù)f一樣,根據(jù)表10-2得,f=0.2,則摩擦角φ1=φ2=arctanf=所以得：夾緊力Fj=5.3F〔2求切削力和切削扭矩：由表3-54和3-55得切削力Px=68Ds0.7Kp,切削扭矩：M=34.5D2s0.8Kp。D=8.4,s=0.2,Kp=〔σb/75>0.75,σb=580。切削力Px=264N,切削扭矩：M=14