應(yīng)急控制手柄軸的加工工藝規(guī)程及鉆Φ4孔夾具設(shè)計含非標(biāo)6張CAD圖,應(yīng)急,控制,手柄,加工,工藝,規(guī)程,夾具,設(shè)計,非標(biāo),CAD 摘要 應(yīng)急控制手柄軸是設(shè)備上非常重要的零件之一。該零件為實現(xiàn)應(yīng)急控制以及設(shè)備的正常工作提供保障。應(yīng)急控制手柄軸是比較典型的軸類零件，軸類零件應(yīng)用非常廣泛，從而對應(yīng)急控制手柄軸進行研究非常有必要。 這次設(shè)計的內(nèi)容主要有零件的機械加工工藝過程及鉆Φ4孔專用夾具設(shè)計。在一開始對其進行設(shè)計的時候，主要研究應(yīng)急控制手柄軸的作用，材料的選擇，加工工藝路線的制定還有零件在加工的時候其切削用量的選擇等等。 依據(jù)設(shè)計任務(wù)書確定設(shè)計鉆Φ4孔專用夾具。依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點設(shè)計了定位方案和夾緊方案并選擇了相應(yīng)的定位和夾緊元件。對夾具體進行設(shè)計，畫出裝配圖以及所有非標(biāo)零件圖等。 關(guān)鍵詞：應(yīng)急控制；手柄軸；加工工藝；鉆Φ4孔；專用夾具 目 錄 摘要 I 序言 1 第一節(jié) 零件的分析 2 一 零件的功用分析 2 二 零件的工藝分析 3 第二節(jié) 機械加工工藝規(guī)程的制定 6 一 確定生產(chǎn)類型 6 二 選擇毛坯 6 三 定位基準(zhǔn)的選擇 7 四 選擇加工方法，制定工藝路線 8 五 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 9 六 確定切削用量和時間定額 10 第三節(jié) 夾具設(shè)計部分 18 一 定位方案的設(shè)計 18 二 夾緊方案的設(shè)計 19 三 設(shè)計夾具體 19 四 鉆套的選擇 21 五 鉆削力和夾緊力的計算 22 六 夾具總體結(jié)構(gòu)分析及夾具的使用說明 23 總結(jié) 25 參考文獻 26 II 序言 本次設(shè)計的應(yīng)急控制手柄軸主要研究機械加工工藝過程及專用夾具設(shè)計，下面將對這2點進行講述： 1、工藝過程的概述 進行生產(chǎn)的時候，將需要生產(chǎn)的零部件形狀，大小，所處地點等都改變了，這樣原材料就加工成為我們需要的半成品或者是成品，這么一個流程就是工藝過程。比方說生產(chǎn)毛坯，進行機械生產(chǎn)，熱處理等這些都是工藝過程。在工藝過程里面，如果說只需要進行機械生產(chǎn)，零部件的外形，大小，產(chǎn)品表面質(zhì)量都符合質(zhì)量要求，這個流程就是我們說的機械工藝過程。 2、機床夾具的概述 機床夾具是機床上用以裝夾工件和引導(dǎo)刀具的一種裝置。指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計制造周期較長、制造費用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時工件相對于刀具和機床加工運動間的相對正確位置。機床夾具的組成如下： （1）定位元件 它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時工件相對于刀具和機床加工運動間的相對正確位置。 （2）夾緊裝置 用于夾緊工件，在切削時使工件在夾具中保持既定位置。 （3）對刀、引導(dǎo)元件或裝置 這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對刀元件，如對刀塊。 （4）連接元件 使夾具與機床連接的元件，保證機床與夾具間的相互位置關(guān)系。 （5）夾具體 用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件。它與機床有關(guān)部件進行連接、對定，使夾具相對機床具有確定的位置。 （6）其它元件及裝置 有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有分度機構(gòu)，銑床夾具還要有定位鍵等。 第一節(jié) 零件的分析 一 零件的功用分析 本次設(shè)計以應(yīng)急控制手柄軸為研究對象，該零件是設(shè)備上非常重要的零件之一。該零件為實現(xiàn)應(yīng)急控制以及設(shè)備的正常工作提供保障。應(yīng)急控制手柄軸是比較典型的軸類零件，軸類零件應(yīng)用非常廣泛，從而對應(yīng)急控制手柄軸進行研究非常有必要。該零件的結(jié)構(gòu)見下圖1.1。 圖1.1 應(yīng)急控制手柄軸 該零件是牌號為鈦合金，該材料的概述如下： 鈦合金指的是多種用鈦與其他金屬制成的合金金屬。鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質(zhì)含量有關(guān)，最純的碘化鈦雜質(zhì)含量不超過0.1%，但其強度低、塑性高。99.5%工業(yè)純鈦的性能為：密度ρ=4.5g/cm3，熔點為1725℃，導(dǎo)熱系數(shù)λ=15.24W/(m.K)，抗拉強度σb=539MPa，伸長率δ=25%，斷面收縮率ψ=25%，彈性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。 1、強度高 鈦合金的密度一般在4.51g/cm3左右，僅為鋼的60%，一些高強度鈦合金超過了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強度。因此鈦合金的比強度遠大于其他金屬結(jié)構(gòu)材料，可制出單位強度高、剛性好、質(zhì)輕的零部件。飛機的發(fā)動機構(gòu)件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。 2、熱強度高 使用溫度比鋁合金高幾百度，在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450～500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150℃～500℃范圍內(nèi)仍有很高的比強度，而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃，鋁合金則在200℃以下。 3、抗蝕性好 鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作，其抗蝕性遠優(yōu)于不銹鋼；對點蝕、酸蝕、應(yīng)力腐蝕的抵抗力特別強；對堿、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質(zhì)的抗蝕性差。 4、低溫性能好 鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學(xué)性能。低溫性能好，間隙元素極低的鈦合金，如TA7，在-253℃下還能保持一定的塑性。因此，鈦合金也是一種重要的低溫結(jié)構(gòu)材料。 5、化學(xué)活性大 鈦的化學(xué)活性大，與大氣中O2、N2、H2、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產(chǎn)生強烈的化學(xué)反應(yīng)。含碳量大于0.2%時，會在鈦合金中形成硬質(zhì)TiC；溫度較高時，與N作用也會形成TiN硬質(zhì)表層；在600℃以上時，鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層；氫含量上升，也會形成脆化層。吸收氣體而產(chǎn)生的硬脆表層深度可達0.1～0.15 mm，硬化程度為20%～30%。鈦的化學(xué)親和性也大，易與摩擦表面產(chǎn)生粘附現(xiàn)象。 二 零件的工藝分析 在制訂零件的機械加工工藝規(guī)程時，首先要對照產(chǎn)品裝配圖分析零件圖，熟悉該產(chǎn)品的用途、性能及工作條件，明確零件在產(chǎn)品中的位置、作用及相關(guān)零件的位置關(guān)系；了解并研究各項技術(shù)條件制定的依據(jù)，找出其主要技術(shù)要求和技術(shù)關(guān)鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時采用適當(dāng)?shù)拇胧┘右员ＷC。然后著重對零件進行結(jié)構(gòu)分析和技術(shù)要求的分析。 零件的結(jié)構(gòu)分析主要包括以下三方面： 1、零件表面的組成和基本類型 盡管組成零件的結(jié)構(gòu)多種多樣，但從形體上加以分析，都是由一些基本表面和特形表面組成的?；颈砻嬗袃?nèi)外圓柱表面、圓錐表面和平面等；特形表面主要有螺旋面、漸開線齒形表面、圓弧面等。在零件結(jié)構(gòu)分析時，根據(jù)機械零件不同表面的組合形成零件結(jié)構(gòu)上的特點，就可選擇與其相適應(yīng)的加工方法和加工路線，例如外圓表面通常由車削或磨削加工；內(nèi)孔表面則通過鉆、擴、鉸、鏜和磨削等加工方法獲得。 機械零件不同表面的組合形成零件結(jié)構(gòu)上的特點。在機械制造中，通常按零件結(jié)構(gòu)和工藝過程的相似性，將各類零件大致分為軸類零件、套類零件、箱體類零件、齒輪類零件和叉架類零件等。 2、主要表面與次要表面區(qū)分 根據(jù)零件各加工表面要求的不同，可以將零件的加工表面劃分為主要加工表面和次要加工表面；這樣，就能在工藝路線擬定時，做到主次分開以保證主要表面的加工精度。 3、零件的結(jié)構(gòu)工藝性 所謂零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件在滿足使用要求的前提下，制造該零件的可行性和經(jīng)濟性。功能相同的零件，其結(jié)構(gòu)工藝性可以有很大差異。所謂結(jié)構(gòu)工藝性好，是指在現(xiàn)有工藝條件下，既能方便制造又有較低的制造成本。 零件圖樣上的技術(shù)要求，既要滿足設(shè)計要求，又要便于加工，而且齊全和合理。其技術(shù)要求包括下列幾個方面： 1、加工表面的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量； 2、各加工表面之間的相互位置精度； 3、工件的熱處理和其它要求，如動平衡、鍍鉻處理、去磁等。 零件的尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面粗糙度的要求，對確定機械加工工藝方案和生產(chǎn)成本影響很大。因此，必須認真審查，以避免過高的要求使加工工藝復(fù)雜化和增加不必要的費用。 在認真分析了零件的技術(shù)要求后，結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特點，對零件的加工工藝過程便有一個初步的輪廓。加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和有無熱處理要求，決定了該表面的最終加工方法，進而得出中間工序和粗加工工序所采用的加工方法。如，軸類零件上IT7級精度、表面粗糙度Ra1.6um的軸頸表面，若不淬火，可用粗車、半精車、精車最終完成；若淬火，則最終加工方法選磨削，磨削前可采用粗車、半精車等加工方法加工。表面間的相互位置精度，基本上決定了各表面的加工順序。 本次研究的軸其組成表面及加工要求如下： （1）組成表面：零件兩端面；各外圓及端面；M6螺紋孔；Φ4孔；Φ2.5孔等。 （2）加工要求：零件上圓柱孔的表面粗糙度公差為Ra1.6um，其余表面及端面，其表面粗糙度公差為Ra3.2um。 第二節(jié) 機械加工工藝規(guī)程的制定 一 確定生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型是按工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)過程的連續(xù)程度或生產(chǎn)產(chǎn)品的重復(fù)程度劃分的類型。按工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)過程的連續(xù)程度不同，可以分為連續(xù)生產(chǎn)和間斷生產(chǎn)。連續(xù)生產(chǎn)的工藝技術(shù)過程連續(xù)程度高，不允許有任何間斷出現(xiàn)，一般沒有在產(chǎn)品、半成品和其它中間產(chǎn)品，如發(fā)電、化工、冶煉生產(chǎn)等。間斷生產(chǎn)的工藝技術(shù)過程可以分階段間斷進行，產(chǎn)品整個生產(chǎn)過程既可以由一個企業(yè)單獨完成，也可以由若干個企業(yè)分工協(xié)作完成，生產(chǎn)過程中一般都需要有一定的在制品和半成品儲備，如機械、電器產(chǎn)品的生產(chǎn)等。 通過對任務(wù)書的分析，確定生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)。 二 選擇毛坯 毛坯的種類很多，同一種毛坯又有多種制造方法，機械制造中常用的毛坯有以下幾種： 1、鑄件 形狀復(fù)雜的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前鑄件大多用砂型鑄造，它又分為木模手工造型和金屬模機器造型。木模手工造型鑄件精度低，加工表面余量大，生產(chǎn)率低，適用于單件小批生產(chǎn)或大型零件的鑄造。金屬模機器造型生產(chǎn)率高，鑄件精度高，但設(shè)備費用高，鑄件的重量也受到限制，適用于大批量生產(chǎn)的中小鑄件。其次，少量質(zhì)量要求較高的小型鑄件可采用特種鑄造。 2、鍛件 機械強度要求高的鋼制件，一般要用鍛件毛坯。鍛件有自由鍛造鍛件和模鍛件兩種。自由鍛造鍛件可用手工鍛打、機械錘鍛或壓力機壓鍛等方法獲得。這種鍛件的精度低，生產(chǎn)率不高，加工余量較大，而且零件的結(jié)構(gòu)必須簡單；適用于單件和小批生產(chǎn)，以及制造大型鍛件。 模鍛件的精度和表面質(zhì)量都比自由鍛件好，而且鍛件的形狀也可較為復(fù)雜，因而能減少機械加工余量。模鍛的生產(chǎn)率比自由鍛高得多，但需要特殊的設(shè)備和鍛模，故適用于批量較大的中小型鍛件。 3、型材 型材按截面形狀可分為：圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼及其它特殊截面的型材。型材有熱軋和冷拉兩類。熱軋的型材精度低，但價格便宜，用于一般零件的毛坯；冷拉的型材尺寸較小、精度高，易于實現(xiàn)自動送料，但價格較高，多用于批量較大的生產(chǎn)，適用于自動機床加工。 4、焊接件 焊接件是用焊接方法而獲得的結(jié)合件，焊接件的優(yōu)點是制造簡單、周期短、節(jié)省材料，缺點是抗振性差，變形大，需經(jīng)時效處理后才能進行機械加工。 除此之外，還有沖壓件、冷擠壓件、粉末冶金等其它毛坯。 通過對零件圖的分析，決定選擇Φ25.4X140棒料為毛坯。通過上面對毛坯制造方式的選擇，結(jié)合零件圖的加工要求和現(xiàn)代夾具設(shè)計手冊。毛坯圖如圖2.1所示。 圖2.1 應(yīng)急控制手柄軸毛坯圖 三 定位基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)是機械制造中應(yīng)用廣泛的一個概念，機械產(chǎn)品從設(shè)計時零件尺寸的標(biāo)注，制造時工件的定位，校驗時尺寸的測量，一直到裝配時零部件的的裝配位置確定等，都要用到基準(zhǔn)的概念。基準(zhǔn)就是用來確定生產(chǎn)對象上幾何關(guān)系所依據(jù)的點，線或面。 1、粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。 結(jié)合零件圖，選擇Φ20外圓及端面作為粗基準(zhǔn)。 2、精基準(zhǔn)的選擇 應(yīng)采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。這樣做可以簡化工藝規(guī)程的制訂工作，減少夾具設(shè)計、制造工作量和成本，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；由于減少了基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，便于保證各加工表面的相互位置精度。某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱為自為基準(zhǔn)原則。所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計簡單、操作方便。 結(jié)合零件圖，選擇兩端Φ19.05外圓及端面作為粗基準(zhǔn)。 四 選擇加工方法，制定工藝路線 軸類、套類和盤類零件是具有外圓表面的典型零件。外圓表面常用的機械加工方法有車削、磨削和各種光整加工方法。車削加工是外圓表面最經(jīng)濟有效的加工方法，但就其經(jīng)濟精度來說，一般適于作為外圓表面粗加工和半精加工方法；磨削加工是外圓表面主要精加工方法，特別適用于各種高硬度和淬火后零件精加工；光整加工是精加工后進行的超精密加工方法（如滾壓、拋光、研磨等），適用于某些精度和表面質(zhì)量要求很高的零件。由于各種加工方法所能達到的經(jīng)濟加工精度、表面粗糙度、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本各不相同，因此必須根據(jù)具體情況，選用合理的加工方法，從而加工出滿足零件圖紙上要求的合格零件。 表2.1 加工工藝路線方案1 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 Φ25.4X140； 2 熱處理 退火； 3 鉆中心孔 兩端面鉆中心孔； 4 粗車 粗車兩端面； 5 粗車 粗車各外圓及端面； 6 半精車 半精車兩端面； 7 半精車 半精車各外圓及端面； 8 精車 精車兩端面； 9 精車 精車各外圓及端面； 10 鉆 鉆、擴、鉸Φ15孔； 11 鉆 鉆、攻M6螺紋孔； 12 鉆 鉆、擴、鉸Φ4孔； 13 鉆 鉆、擴、鉸Φ2.5孔； 14 終檢 終檢 表2.2 加工工藝路線方案2 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 1 鍛造 Φ25.4X140； 2 熱處理 退火； 3 車 車兩端面； 4 車 車各外圓及端面； 5 鉆 鉆Φ15孔； 6 鉆 鉆M6螺紋孔； 7 鉆 鉆Φ4孔； 8 鉆 鉆Φ2.5孔； 9 終檢 終檢 方案1的制造方式為棒料，直接對其進行下料即可，而后先對零件的2個端面進行粗車，對零件兩端鉆中心孔，為下面的半精車和精車奠定基礎(chǔ)。中心孔的鉆削為零件使用頂尖裝夾提供保證。接下來對零件上孔進行鉆孔等方式，保障零件的尺寸要求以及形位公差的要求等。 方案2的制造方式采用鍛造，而后對零件進行加工前的熱處理，接下來對零件的端面以及外圓端面進行相應(yīng)的車加工。然后完成零件孔的鉆削加工，本方案加工工藝路線比較編輯。 通過上面對2種加工工藝路線的分析，其中方案2采用鍛造的方式獲得毛坯不經(jīng)濟，因為直接有相對于的棒料。方案2在對零件上外圓、端面進行加工時，未對其粗精加工分開。方案2顯然是不合適，因此，加工本零件選擇方案1。 表2.3 加工工藝裝備對照表 工序 號 工序 名稱 工序 內(nèi)容 加工 設(shè)備 裝夾 裝置 切削 刀具 檢測 工具 1 備料 Φ25.4X140； 2 熱處理 退火； 3 鉆中心孔 兩端面鉆中心孔； CA6140 三爪卡盤 頂尖 麻花鉆 合金車刀 游標(biāo) 卡尺 4 粗車 粗車兩端面； 5 粗車 粗車各外圓及端面； 6 半精車 半精車兩端面； 7 半精車 半精車各外圓及端面； 8 精車 精車兩端面； 9 精車 精車各外圓及端面； 10 鉆 鉆、擴、鉸Φ15孔； Z525 專用夾具 合金鉆頭 卡尺 量規(guī) 11 鉆 鉆、攻M6螺紋孔； 12 鉆 鉆、擴、鉸Φ4孔； 13 鉆 鉆、擴、鉸Φ2.5孔； 14 終檢 終檢 五 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 表2.4 加工余量對照表 工序 號 工序 名稱 工序 內(nèi)容 加工余量 （mm） 1 備料 Φ25.4X140； 2 熱處理 退火； 3 鉆中心孔 兩端面鉆中心孔； 2.5（單邊） 4 粗車 粗車兩端面； 3.5 5 粗車 粗車各外圓及端面； 2.18（單邊） 6 半精車 半精車兩端面； 0.85 7 半精車 半精車各外圓及端面； 0.85（單邊） 8 精車 精車兩端面； 0.15 9 精車 精車各外圓及端面； 0.15（單邊） 10 鉆 鉆Φ15孔的底孔； 2.5（單邊） 擴Φ15孔； 4.9（單邊） 鉸Φ15孔； 0.1（單邊） 11 鉆 鉆M6螺紋孔的底孔； 2.5（單邊） 攻M6螺紋孔； 0.5（單邊） 12 鉆 鉆Φ4孔的底孔； 1.5（單邊） 擴Φ4孔； 0.4（單邊） 鉸Φ4孔； 0.1（單邊） 13 鉆 鉆Φ2.5孔的底孔； 1（單邊） 擴Φ2.5孔； 0.15（單邊） 鉸Φ2.5孔； 0.1（單邊） 14 終檢 終檢 六 確定切削用量和時間定額 工序1：備料Φ25.4X140； 工序2：熱處理退火； 工序3：兩端面鉆中心孔； 1、加工機床及型號：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量2.5mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=8m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖，取n=500r/min； 計算實際切削速度 工序4：粗車兩端面； 1、加工機床及型號：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量3.5mm； 5、進給量0.2。 6、初步取機床切削速度=20m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖，取n=330r/min； 計算實際切削速度 工序5：粗車各外圓及端面； 1、加工機床及型號：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量2.18mm； 5、進給量0.2。 6、初步取機床切削速度=20m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖，取n=330r/min； 計算實際切削速度 工序6：半精車兩端面； 1、加工機床及型號：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量0.85mm； 5、進給量0.25。 6、初步取機床切削速度=25m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖，取n=400r/min； 計算實際切削速度 工序7：半精車各外圓及端面； 1、加工機床及型號：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量0.85mm； 5、進給量0.25。 6、初步取機床切削速度=25m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖，取n=400r/min； 計算實際切削速度 工序8：精車兩端面； 1、加工機床及型號：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量0.15mm； 5、進給量0.3。 6、初步取機床切削速度=30m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖，取n=500r/min； 計算實際切削速度 工序9：精車各外圓及端面； 1、加工機床及型號：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量0.15mm； 5、進給量0.3。 6、初步取機床切削速度=30m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖，取n=500r/min； 計算實際切削速度 工序10：鉆、擴、鉸Φ15孔； 工步1：鉆Φ15孔的底孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量2.5mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=8m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=525r/min； 計算實際切削速度 工步2：擴Φ15孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量4.9mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=15m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=331r/min； 計算實際切削速度 工步3：鉸Φ15孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量0.1mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=20m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=465r/min； 計算實際切削速度 工序11：鉆、攻M6螺紋孔； 工步1：鉆M6螺紋孔的底孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量2.5mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=8m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=525r/min； 計算實際切削速度 工步2：攻M6螺紋孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量0.5mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=10m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=525r/min； 計算實際切削速度 工序12：鉆、擴、鉸Φ4孔； 工步1：鉆Φ4孔的底孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量1.5mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=8m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=735r/min； 計算實際切削速度 工步2：擴Φ4孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量0.4mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=8m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=735r/min； 計算實際切削速度 工步3：鉸Φ4孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量0.1mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=10m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=735r/min； 計算實際切削速度 工序13：鉆、擴、鉸Φ2.5孔； 工步1：鉆Φ2.5孔的底孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量1mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=5m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=735r/min； 計算實際切削速度 工步2：擴Φ2.5孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量0.4mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=6m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=735r/min； 計算實際切削速度 工步3：鉸Φ2.5孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標(biāo)卡尺； 4、背吃刀量0.1mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=6m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=735r/min； 計算實際切削速度 工序14：終檢。 第三節(jié) 夾具設(shè)計部分 本專用夾具是為鉆Φ4孔而設(shè)計的鉆床專用夾具，在對該工序進行加工之前，已完成零件左端面，Φ19.05外圓的加工。本夾具將采用其作為主要定位面，下圖3.1為工序簡圖具體如下： 圖3.1 工序簡圖 一 定位方案的設(shè)計 通過對上圖3.1工序簡圖的分析，本定位方案設(shè)計如下： （1）設(shè)計V型定位塊利用90°V型面對2處Ф19.05外圓定位，限制4自由度； （2）設(shè)計定位鉆模座利用凸臺端面對零件軸向進行定位，限制1自由度； 通過分析，本次鉆孔只需在Ф19.05外圓上即可，旋轉(zhuǎn)自由度不需要限制。因此，完成零件定位。下圖3.2和圖3.3分別為V型定位塊和定位鉆模座零件圖。 圖3.2 V型定位塊零件圖 圖3.3 定位鉆模座零件圖 二 夾緊方案的設(shè)計 通過對上圖3.1工序簡圖的分析，本夾緊方案設(shè)計如下：利用雙頭螺栓，六角螺母、墊圈、移動壓板及彈簧等對工件Φ19.05外圓進行夾緊。 三 設(shè)計夾具體 夾具體是夾具的基礎(chǔ)件。在夾具體上，要安裝組成該夾具所需要的各種元件，機構(gòu)和裝置等。在設(shè)計的時候，應(yīng)該滿足下面的一些基本要求。夾具體的剛度和強度要滿足相應(yīng)的要求；夾具體的設(shè)計結(jié)構(gòu)要簡單，具有良好的工藝性；尺寸要穩(wěn)定；便于排屑。 1、夾具體的毛坯結(jié)構(gòu) 在選擇夾具體的毛坯機構(gòu)時，應(yīng)以結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟性、標(biāo)準(zhǔn)化的可能性以及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。 2、夾具體外形尺寸的確定 夾具制造屬于單件生產(chǎn)，為縮短設(shè)計和制造周期，減少設(shè)計和制造費用，所以在夾具體設(shè)計時，需要計算的地方都不是特別復(fù)雜。我們通常的做法是參照相同或類似的其它夾具結(jié)構(gòu)，并根據(jù)相關(guān)的夾具體設(shè)計經(jīng)驗進行確認。當(dāng)我們在設(shè)計夾具體總體裝配圖的時候，根據(jù)當(dāng)前現(xiàn)有工件、對刀和定位元件、預(yù)緊和裝夾裝置、以及其他的一些機構(gòu)和裝置之間的裝配關(guān)系，夾具體的外形結(jié)構(gòu)和外形尺寸我們就可以大概的確定下來了。 3、夾具體的排屑結(jié)構(gòu) 為了便于排除切屑，不使其聚積在定位工件工作表面上而影響工件正確定位，一般在設(shè)計夾具時，應(yīng)采用必要措施。 4、夾具設(shè)計相關(guān)技術(shù)要點 在夾具的設(shè)計過程中，要保證整個夾具工作的精度，需要滿足下面兩方面要求。第一要確定相關(guān)的尺寸精度，第二要保證夾具的各個元件和相關(guān)元件間的位置。我們通常用符號來表示，也可以使用文字來表示，并統(tǒng)稱為夾具的設(shè)計技術(shù)要點。大致可以概括為以下幾方面內(nèi)容： （1）各個定位元件之間的相互位置是有要求的，各個定位元件與夾具體底面之間也是有相互的位置要求的。 （2）對刀元件與各個連接元件之間也要有相互的位置要求。 （3）各個定位元件與各個定位元件的連接元件之間要有相應(yīng)的位置要求。 （4）各個定位元件與其他元件之間（如引導(dǎo)元件）也要有相應(yīng)的位置要求。 通過上面的分析，本次設(shè)計的夾具體其材料選擇HT200，制造方式選擇砂型鑄造，結(jié)構(gòu)詳見圖3.4。 圖3.4 夾具體零件圖 四 鉆套的選擇 鉆套主要是用來確定鉆頭、擴孔鉆、鉸刀等定尺寸刀具的軸線位置,鉆套的結(jié)構(gòu)和尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)使用特點，鉆套具有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套四種型式。而且采用“過盈配合”把鉆套鑲?cè)脬@模板上。鉆套的意義在于他可以定位和引導(dǎo)刀具進行加工，從而提高加工的精度。本鉆套選用快換鉆套JB/T 8045.3-1999，在工件的一次裝夾中，若順序進行鉆孔、擴孔、鉸孔或攻絲等多個加工工步，需要不同孔徑的鉆套來引導(dǎo)刀具，此時應(yīng)使用快換鉆套（如圖3.5）。更換鉆套時，只需逆時針轉(zhuǎn)動鉆套使削邊平面轉(zhuǎn)至螺釘位置，即可向上快速取出鉆套。 圖3.5 快換鉆套 五 鉆削力和夾緊力的計算 1、鉆削力的計算 計算公式： 其中： P—鉆削力； D─鉆頭直徑，Φ20mm； S—進給量，0.1mm； HB─布氏硬度，取230HBS。 2、計算夾緊力 。 —基本安全系數(shù)，取1.5； —加工性質(zhì)系數(shù)，取1.1； —刀具鈍化系數(shù)，取1.1； —繼續(xù)切削系數(shù)，取1.1； —夾緊力穩(wěn)定系數(shù)，取1.3； —手動夾緊位置系數(shù)，取1.0。 =2.6 。 —定位面摩擦系數(shù)，； —夾緊面摩擦系數(shù)，。 取螺栓預(yù)緊力。 選M6雙頭螺栓，材料為45#鋼。 則，小于45#鋼許用應(yīng)力 故M6雙頭螺栓，合適。 六 夾具總體結(jié)構(gòu)分析及夾具的使用說明 本夾具是為鉆Φ4孔而設(shè)計，應(yīng)急控制手柄軸采用2處Φ19.05外圓及零件左端面定位。工件的夾緊利用雙頭螺栓，六角螺母、墊圈、V型壓板及彈簧等對工件Φ19.05外圓進行夾緊。下圖3.6為夾具裝配圖。 圖3.6 夾具裝配圖 總結(jié) 本次設(shè)計共分為3部分，具體總結(jié)如下： 1、對生產(chǎn)過程與工藝過程進行概述，對其主要內(nèi)容做到了了解和掌握，為后面設(shè)計工藝做好鋪墊。掌握鉆床及其加工范圍，為后面設(shè)計專用夾具做好鋪墊。 2、設(shè)計零件加工工藝規(guī)程主要包括零件的作用 、零件組成表面、加工要求及形位公差分析、零件材料選擇和分析、零件生產(chǎn)類型、加工基準(zhǔn)、加工工藝路線、切削用量及工時等，這部分內(nèi)容設(shè)計比較麻煩也是耗時較長的。 3、設(shè)計專用夾具主要包括確定定位方案、確定定位元件、確定夾緊方案、確定夾緊元件、設(shè)計夾具體、計算鉆削力、夾緊力等。 因我能夠有限設(shè)計水平也有限，請指導(dǎo)老師批評指正，我將在今后的學(xué)習(xí)和工作中改進。在這里尤其要感謝我的指導(dǎo)老師，在遇到困難的時候，老師就算是再忙，都會抽出時間來給我指導(dǎo)，告訴我應(yīng)該怎么去解決遇到的問題，怎么去查找專業(yè)資料，一時找不到書寫方向也不要著急，告訴我接下來應(yīng)該向什么方向去進行研究，所以，如果沒有老師的幫助，相信我的設(shè)計是沒有這么順利完成的，在這里再次對我的論文指導(dǎo)老師表示衷心的感謝。 參考文獻 [1] 東北重型機械學(xué)院,洛陽農(nóng)業(yè)機械學(xué)院,長春汽車廠工人大學(xué),機床夾具設(shè)計手冊[M],上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1980 [2] 張進生.機械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo)[M],機械工業(yè)出版社,1995 [3] 李慶壽.機床夾具設(shè)計[M],機械工業(yè)出版社,1991 [4] 李洪.機械加工工藝手冊[M],北京出版社,1996 [5] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會,金屬切削手冊[M],上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2005 [6] 黃如林,劉新佳,汪群.切削加工簡明實用手冊[M],化學(xué)工業(yè)出版社,2005 [7] 余光國,馬俊,張興發(fā).機床夾具設(shè)計[M].重慶:重慶大學(xué)出版社,1995 [8] 周永強,高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)[M].北京:中國建材工業(yè)出版社,2008 [9] 劉文劍,曹天河.夾具工程師手冊[M].哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,1987 [10] 王光斗.王春福.機床夾具設(shè)計手冊[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2012 [11] 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