手柄座零件機械加工工藝和典型夾具設(shè)計說明書

1、 .PAGE26 / NUMPAGES34 .本科畢業(yè)設(shè)計(論文)題目：手柄座零件機械加工工藝和典型夾具設(shè)計系 別： 機電信息系 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造與其自動化 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，車床外部手柄的運動是通過車床手柄座傳遞到車床部實現(xiàn)人為對機床的操縱。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。本文涉與兩大部分，第一部分是對手柄座零件的分析與工藝規(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

2、設(shè)計。通過設(shè)計一方面使我們更進(jìn)一步熟悉了產(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；夾具目錄TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc3561466721緒論 PAGEREF _Toc356146672 h 1HYPERLINK l _Toc3561466731.1前言 PAGEREF _Toc356146673 h 1HYPERLINK l _Toc3561466741.2題目背景與意義 PAGERE

3、F _Toc356146674 h 1HYPERLINK l _Toc3561466751.3國外相關(guān)研究情況 PAGEREF _Toc356146675 h 1HYPERLINK l _Toc3561466761.4本課題研究容 PAGEREF _Toc356146676 h 2HYPERLINK l _Toc3561466771.5夾具分類 PAGEREF _Toc356146677 h 2HYPERLINK l _Toc3561466782零件的分析 PAGEREF _Toc356146678 h 4HYPERLINK l _Toc3561466792.1生產(chǎn)綱領(lǐng) PAGEREF _To

4、c356146679 h 4HYPERLINK l _Toc3561466802.2零件作用 PAGEREF _Toc356146680 h 4HYPERLINK l _Toc3561466812.3零件工藝分析 PAGEREF _Toc356146681 h 5HYPERLINK l _Toc3561466863工藝規(guī)程設(shè)計 PAGEREF _Toc356146686 h 6HYPERLINK l _Toc3561466873.1毛坯制造 PAGEREF _Toc356146687 h 6HYPERLINK l _Toc3561466883.2基面選擇 PAGEREF _Toc3561466

5、88 h 6HYPERLINK l _Toc3561466893.2.1粗基準(zhǔn)選擇 PAGEREF _Toc356146689 h 6HYPERLINK l _Toc3561466903.2.2精基準(zhǔn)選擇 PAGEREF _Toc356146690 h 6HYPERLINK l _Toc3561466913.3制定工藝路線 PAGEREF _Toc356146691 h 6HYPERLINK l _Toc3561466923.3.1工藝路線方案一 PAGEREF _Toc356146692 h 6HYPERLINK l _Toc3561466933.3.2工藝路線方案二 PAGEREF _To

6、c356146693 h 7HYPERLINK l _Toc3561466943.3.3工藝方案分析 PAGEREF _Toc356146694 h 7HYPERLINK l _Toc3561466953.4加工余量確定 PAGEREF _Toc356146695 h 8HYPERLINK l _Toc3561466993.5確立切削用量與基本工時 PAGEREF _Toc356146699 h 8HYPERLINK l _Toc3561467094鉆螺紋孔夾具設(shè)計 PAGEREF _Toc356146709 h 18HYPERLINK l _Toc3561467104.1 任務(wù)提出 PAGE

7、REF _Toc356146710 h 18HYPERLINK l _Toc3561467124.2 定位方案與定位裝置設(shè)計 PAGEREF _Toc356146712 h 18HYPERLINK l _Toc3561467134.2.1 定位方案確定 PAGEREF _Toc356146713 h 18HYPERLINK l _Toc3561467144.2.2定位元件設(shè)計 PAGEREF _Toc356146714 h 18HYPERLINK l _Toc3561467154.2.3定位誤差分析 PAGEREF _Toc356146715 h 18HYPERLINK l _Toc35614

8、67164.3導(dǎo)引元件（裝置）設(shè)計 PAGEREF _Toc356146716 h 18HYPERLINK l _Toc3561467174.4夾緊方案設(shè)計 PAGEREF _Toc356146717 h 19HYPERLINK l _Toc3561467184.4.1 夾緊方案確定 PAGEREF _Toc356146718 h 19HYPERLINK l _Toc3561467194.4.2 夾緊力大小分析 PAGEREF _Toc356146719 h 19HYPERLINK l _Toc3561467204.4.3 夾緊機構(gòu)與裝置設(shè)計 PAGEREF _Toc356146720 h 1

9、94.5HYPERLINK l _Toc356146721夾具操作與維護(hù)簡要說明 PAGEREF _Toc356146721 h 19HYPERLINK l _Toc3561467225鉆孔夾具設(shè)計 PAGEREF _Toc356146722 h 21HYPERLINK l _Toc3561467235.1任務(wù)提出 PAGEREF _Toc356146723 h 21HYPERLINK l _Toc3561467245.2定位方案與定位裝置設(shè)計 PAGEREF _Toc356146724 h 21HYPERLINK l _Toc3561467255.2.1定位方案確定 PAGEREF _Toc

10、356146725 h 21HYPERLINK l _Toc3561467265.2.2定位元件與裝置設(shè)計 PAGEREF _Toc356146726 h 21HYPERLINK l _Toc3561467275.2.3確定最佳定位方式 PAGEREF _Toc356146727 h 22HYPERLINK l _Toc3561467305.2.4定位誤差分析 PAGEREF _Toc356146730 h 22HYPERLINK l _Toc3561467315.2.5定位元件型號尺寸和安裝方式 PAGEREF _Toc356146731 h 22HYPERLINK l _Toc356146

11、7325.3夾緊方案確定 PAGEREF _Toc356146732 h 23HYPERLINK l _Toc3561467345.4夾具的操作與維護(hù) PAGEREF _Toc356146734 h 24HYPERLINK l _Toc3561467356結(jié)論 PAGEREF _Toc356146735 h 26HYPERLINK l _Toc356146736參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc356146736 h 28HYPERLINK l _Toc356146737致 PAGEREF _Toc356146737 h 29HYPERLINK l _Toc356146738畢業(yè)設(shè)計（論文）知

12、識產(chǎn)權(quán)聲明 PAGEREF _Toc356146738 h 30HYPERLINK l _Toc356146739畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明 PAGEREF _Toc356146739 h 311 緒論1.1前言在機械制造的機械加工、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。在機械制造中采用大量的夾具，機床夾具就是夾具中的一種。它裝在機床上，使工件相對刀具與機床保持正確的相對位置，并能承受切削力的作用。機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，工件相對機床

13、（刀具）的位置由夾具來保證，基本不受工人技術(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)大機床的使用圍。因為使用專用夾具可以改變機床的用途、擴(kuò)大機床的使用圍，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，因為使用專用機床夾具可以減輕工人的勞動強度、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)計機床夾具顯得尤為重要1。1.2題目背景與意義 機械加工工業(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。在機械

14、零件的加工過程中，機械加工工藝是相當(dāng)重要的一環(huán)。因為機械工藝對產(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，以與價格的高低。所以作為一名機械設(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的運用。鍛煉自己的獨立思考能力和創(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國外相關(guān)研究情況 a.國發(fā)展情況目前國機械行業(yè)的基本情況是，隨著工業(yè)與汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展，機械設(shè)計制造日漸受

15、到人們的廣泛關(guān)注，已形成一個熱門行業(yè)。但是我國機械加工行業(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

16、國外水平，檢測手段落后，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，國家推薦適合于機械企業(yè)用的CAD/CAM系統(tǒng)。但國優(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大的三維曲面造型能力、強大的結(jié)構(gòu)有限元分析能力、強大的計算機輔助制造能力、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)國家把機械制造工藝裝置置于更為優(yōu)先發(fā)展的重要地位，機械制造工藝的基礎(chǔ)地位毫不動搖。機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)國家不斷加大對機械制造工

17、藝的研發(fā)投入，持續(xù)加強核心技術(shù)創(chuàng)新，增強高技術(shù)在機械制造工藝發(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本課題研究容本設(shè)計題目為：設(shè)計手柄座零件的機械加工工藝規(guī)程與專用夾具設(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)容的設(shè)計指導(dǎo)書，認(rèn)真地、有計劃地、獨

18、立按時完成設(shè)計任務(wù)。具體設(shè)計容如下：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。2、確定毛坯種類與制造方法，繪制毛坯圖1。3、擬定零件的機械加工工藝過程，選擇各工序加工設(shè)備與工藝裝備（刀具、夾具、輔具），確定某一代表工序的切削用量與工序尺寸。編制機械加工工藝規(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。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，在一定圍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。它們有

19、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)用圍十分廣泛，它最適合于品種多、產(chǎn)品變化快、新產(chǎn)品試制

20、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床夾具。數(shù)控機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)用圍。組合夾具具有以下特點：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，尤其是元件連接的

21、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，不與專用夾具那樣緊湊。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，通用圍較大，適用于多品種、小批量生產(chǎn)中。f成組夾具成組夾具

22、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)圍也只限于本組的零件，因此后者亦稱為專用可調(diào)夾具。

23、2 零件的分析2.1生產(chǎn)綱領(lǐng) 任務(wù)書上的題目容為：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%，機械加工廢品率為1%，試進(jìn)行該零件的工藝規(guī)程設(shè)計。現(xiàn)制定該手柄座零件的機械加工工藝規(guī)程。該零件的年產(chǎn)量為22220件，根據(jù)機械制造技術(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，車床部的拉桿往外移，則齒扇向順時針方向轉(zhuǎn)動，帶動齒條軸往右移動，通過撥叉使滑套向右移，壓下羊角形擺塊的

24、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，以與上下端面，下端面為45的圓柱端面；孔壁上有距下端面11mm、與25H8孔中心軸所在前視面呈

25、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)，與其兩個端面(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加工表面有5.5的孔，該孔通至25H8上的槽，并有位置要求

26、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3.1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)無常進(jìn)行。3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 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

27、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，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度與位置精度等技術(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，可以考慮采用萬能性機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)

28、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：插鍵槽6H9 mm； 工序七：銑槽14 mm43 mm； 工序八：鉆孔5.5； 工序九：鉆、拉孔10H7； 工序十：鉆、擴(kuò)14H

29、7； 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與插鍵槽，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

30、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

31、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)以上原始資料與加工路線，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸與毛坯尺寸如下：3.4.1外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量與公差（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確立切削用量與基

32、本工時3.5.1工序三切削用量與基本工時的確定：銑45端面，選用機床：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， (3.1)按機床選取：實際切削速度： (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工序四切削用量與基本工時的確定：銑削大端面 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

33、進(jìn)給量：基本工時：3.5.3工序五切削用量與基本工時的確定：鉆擴(kuò)粗鉸精鉸25H8mm通孔，選用機床：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：按機床選取:基本工時：c. 鉸孔：選擇25mm高速鋼錐柄機用鉸刀得，得按機床選取:基本工時：3.5.4切削用量與基本工時的確定：鉆粗鉸精鉸10H7孔，選用機床：Z525立式機床7 a. 鉆10孔：選擇9.8mm高速鋼錐柄麻花鉆得按機床選取:基本工時：b. 粗鉸9.96mm孔：選

34、擇9.96mm的高速鋼鉸刀 得按機床選取:基本工時：c.精鉸20mm孔：選擇20mm的鉸刀按機床選取：基本工時：3.5.5工序七切削用量與基本工時的確定：銑的槽，選用機床：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：按機床選?。汗ぷ髋_進(jìn)給量：基本工時：b. 第二次走刀：按機床選?。汗ぷ髋_進(jìn)給量：基本工時：,3.5.6工序八切削用量與基本工時的確定：選用機床：Z525立式鉆床a. 鉆13mm孔：選擇13高速鋼錐柄麻得按機床選取:基本工時：b. 粗鉸13.95mm孔：選擇13.95高速鋼錐柄機用鉸刀，按機床選?。夯竟r：c. 精銑14mm孔：選擇14高速鋼錐柄機用鉸刀 得，

35、按機床選?。夯竟r：3.5.7工序九 切削用量與基本工時的確定：鉆8.5mm底孔，攻螺紋M10mm，選用機床：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床選取：基本工時：b. 攻螺紋M10mm：選擇M10mm高速鋼機用絲錐f等于工件螺紋的螺距p，即按機床選?。夯竟r：3.5.8工序十 切削用量與基本工時的確定：加工5的圓錐孔，選用機床：Z525立式鉆床a. 鉆5的圓錐孔：選擇高速鋼麻花鉆按機床選?。夯竟r：b. 鉸5的孔：選擇5的鉸刀按機床選取：基本工時：3.5.9工序十二 切削用量與基本工時的確定：加工5.5mm的圓錐孔，選用機床：Z525立式鉆床 a. 鉆5

36、.5mm孔：選擇4.8的高速鋼錐柄麻花鉆按機床選取：基本工時：b. 鉸5.5mm孔：選擇5.5mm的鉸刀按機床選?。夯竟r：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。同時對孔的同軸度與加工精度有一定的要求。且在鉆孔后還要進(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、降低勞動強度、提高加工質(zhì)量。4.2 定位方案與定位裝置的設(shè)計計算4.2.1 定位方案的確定工件

37、以25H8孔與端面和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構(gòu)夾緊。4.2.2定位元件與裝置設(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

38、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,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 夾緊機構(gòu)與裝置設(shè)計利用氣缸活塞的拉力通過連桿機構(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與將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。4.5夾具操作與維護(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

39、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，這樣可以減少縱向傾斜的偏差；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

40、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。同時對孔的同軸度與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、降低勞動強度、提高加工質(zhì)量。5.2定位方案與定位裝置的設(shè)計計算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5.1CA6140車床手柄座零件定位圖5.2.2定位元件與裝置設(shè)計要使其完全定位，可以采

41、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。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

42、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孔插入短銷，限制了y軸的移動，z軸的移動，10H7mm孔中插入削邊銷，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

43、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與圓度誤差，由于兩孔的表面精度都達(dá)到Ra1.6mm，都經(jīng)過精鉸，故基

44、準(zhǔn)位置誤差也可以忽略，只要兩銷的標(biāo)準(zhǔn)尺寸以與相對位置關(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孔表面上，打穿這面為止。若采用標(biāo)準(zhǔn)件，勢必影響1

45、0mm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25H8mm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

46、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小；(3）夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形最小。夾緊作用點原則：（1）夾緊里的作用點應(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，以免工件產(chǎn)生位移和偏轉(zhuǎn)；（2）夾緊力作用點應(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位置等措施來實現(xiàn)；（3）夾緊力的作用點應(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與定位方式，確定夾緊方式。 本設(shè)

47、計方案選用的是螺旋夾緊機構(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，勞動強度較小，成本低，簡單可靠13。 另外，考慮到工件沿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夾具的操作與維護(hù) 安裝工件時，應(yīng)先將

48、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)與時設(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

49、。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二6 結(jié)論本設(shè)計主要經(jīng)過了兩個階段。第一階段是機械加工工藝規(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。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，運用工件定位、夾緊與零件結(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

50、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) 夾具對于機床應(yīng)先保證定位元件的定位工作面對夾具與機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床切削運動形成表面的準(zhǔn)確幾何位置，也就達(dá)到了工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,寧平主編.機床夾具設(shè)計第2版.:機械工業(yè),2007.2 麗媛主編.機械制造工藝與專用夾具設(shè)計指導(dǎo).:冶金工業(yè),1998.3 周昌治,忠鑒等.機械制造工藝學(xué).:大學(xué),2008.4 白婕靜,萬宏強.機械制造工程學(xué)課程設(shè)計.:兵器工業(yè),2008.5 益民.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.:機械工業(yè),1