CA6140車床手柄座[831015]機械加工工藝及夾具設計-鉆底孔攻螺紋孔M10-H7和鉆鉸12mm的孔,831015,CA6140,車床,手柄,機械,加工,工藝,夾具,設計,底孔,螺紋,M10,H7,12,mm 畢業(yè)設計（論文）中期報告 題目：手柄座零件機械加工工藝及典型夾具設計 1 設計（論文）進展狀況 1.1 針對課題在網上搜集資料，在圖書館查閱書籍，熟悉機械制造工程學中對機械加工工藝和夾具設計部分內容的講解 1.2 根據導師所給的零件圖、機械制造工程學中的加工準則（先粗后精、先主后次、先基面后孔），對零件進行了工藝分析，主要確定零件各個加工表面的位置要求；另外，制定出兩套工藝方案，為了保證加工精度和裝夾次數，經過對比后確定出最終方案如下： 工序一：備料； 工序二：鑄造毛坯； 工序三：粗銑、半精銑凸臺端面，選用X51立式銑床； 工序四：銑，半精銑大端面； 工序五：鉆，擴，鉸內孔，選用Z535立式鉆床； 工序六：鉆，粗鉸，精鉸孔，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：鉆錐銷通孔，選用Z525立式鉆床； 工序十一：拉鍵槽6H9mm； 工序十二：鉆槽底通孔鉆，選用Z525立式鉆床； 工序十三：終檢。 1.3 查《機械制造工藝設計簡明手冊》各加工表面的機械加工余量、計算切削用量，根據切削速度和主軸的轉速選取合適的機床 1.4 對第六道工序（鉆孔Φ10H7）進行夾具設計，包括定位分析、（Φ45mm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，z軸的旋轉三個自由度。Φ25H8mm孔內插入短銷，限制了y軸的移動，z軸的移動，Φ10H7mm孔中插入削邊銷，限制了x軸的旋轉，這樣6個自由度全部被限制。） 本工序選用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。 1.5 在數據庫中查找外文翻譯并準確翻譯為中文 1.6 初步繪制二維夾具裝配圖、書寫工序卡片、工藝卡片 2 存在問題及解決措施 2.1 存在問題：夾具的選取、裝配圖的繪制 2.2 解決措施：查閱相關資料書籍熟悉夾具設計、積極向老師和同學交流、溝通；加強練習，熟練二維CAD裝配圖繪制 3 后期工作安排 3.1 完善前期所有的零件分析和計算，零件圖、按照導師要求設計所有夾具，完成裝配圖繪制等 （第11周—第14周） 3.2 整理檢查計算過程，撰寫畢業(yè)論文 （第15周—第17周） 3.3 準備最后答辯 （第18周） 指導教師簽字： 年 月 日 注：1）正文：宋體小四號字，行距20磅，單面打印；其他格式要求與畢業(yè)論文相同。 2）中期報告由各系集中歸檔保存，不裝訂入冊。 畢業(yè)設計(論文)開題報告 題目：手柄座零件機械加工工藝及典型夾具設計  開題報告填寫要求 1.開題報告作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成。 2.開題報告內容必須按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）填寫并打?。ń勾蛴≡谄渌埳虾蠹糍N），完成后應及時交給指導教師審閱。 3.開題報告字數應在1500字以上，參考文獻應不少于15篇（不包括辭典、手冊，其中外文文獻至少3篇），文中引用參考文獻處應標出文獻序號，“參考文獻”應按附件中《參考文獻“注釋格式”》的要求書寫。 4.年、月、日的日期一律用阿拉伯數字書寫，例：“2008年11月26日”。 5.開題報告增加封面，封面格式：題目：宋體，加粗，二號；系別等內容格式：宋體，四號，居中。 1. 畢業(yè)設計（論文）綜述 —.題目背景及意義： 機械加工工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)，也是一個國家發(fā)展的重要經濟來源。在機械零件的加工過程中，機械加工工藝是相當重要的一環(huán)；因為機械工藝對產品的質量控制起著重要作用，直接影響到產品的生產成本和生產效率，以及價格的高低。所以作為一名機械設計者，應該具備以下基本要求：零件的結構設計基本合理；制定良好的加工工藝路線；在此基礎上盡可能優(yōu)化結構，降低成本，提高生產率 2． 研究意義： 對于機械產品的設計可以從到零件到裝配有一個完整的了解和初步的掌握。以進一步的熟練掌握Pro/E和CAD的運用。2)鍛煉自己的獨立思考能力和創(chuàng)造能力，進一步將所學知識和實踐結合，為更好更快的適應工作作準備。 三．國內外相關發(fā)展狀況： 1.國內發(fā)展情況 目前國內機械行業(yè)的基本情況是，隨著工業(yè)及汽車制造業(yè)的迅發(fā)展，機械設計制造日漸受到人們的廣泛關注，已形成一個熱門行業(yè)。但是我國機械加工行業(yè)缺乏技術人員，存在制造周期長、壽命短、供不應求。 目前存在的主要問題是： 1）從設計結構上看，我們的設計還不夠細致，許多細節(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，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量，但應用較少，主要是國產的鉆頭、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，主要是設備水平不高，專門設備使用的少，加工出來的零件表面精度很難達到國外水平，檢測手段落后，裝配水平不高，導致容易出現報廢或裂痕現象。為了提高企業(yè)的設計水平和加工能力，國家推薦適合于機械企業(yè)用的CAD/CAM系統(tǒng)。但國內優(yōu)秀的CAD/CAM系統(tǒng)很少，只有少數適合應用。而國外購買的雖有強大的三維曲面造型能力、強大的結構有限元分析能力、強大的計算機輔助制造能力、產品數據管理能力等，但價格昂貴，一般企業(yè)難以支持。 2.國外的發(fā)展情況 進入21世紀，發(fā)達國家把機械制造工藝裝置于更為優(yōu)先發(fā)展的重要地位，機械制造工藝的基礎地位毫不動搖。機械制造工藝位居工業(yè)的核心地位，擔負著為國民經濟發(fā)展和國防建設提供技術裝備的責任，是工業(yè)化國家的主導地位。工業(yè)發(fā)達國家不斷加大對機械制造工藝的研發(fā)投入，持續(xù)加強核心技術創(chuàng)新，增強高技術在機械制造工藝發(fā)展的影響力和滲透力，從而更加凸顯了現代機械制造工藝對于推動產業(yè)技術升級和國民經濟發(fā)展的重要性。 2.本課題的研究內容、要求、目的及擬采用的工藝路線 一.主要內容： 1．對零件進行工藝分析，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．擬定零件的機械加工工藝過程，選擇各工序加工設備及工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具），確定某一代表工序的切削用量及工序尺寸。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．撰寫設計說明書1份。 二.研究方案： 1. 工藝路線一： 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：鉆孔； 工序五：插鍵槽6H9； 工序六：銑槽1443mm； 工序七：鉆、拉孔； 工序八：鉆孔； 工序九：鉆、擴螺紋孔； 工序十：鉆、鉗錐銷通孔、M10-7H； 工序十一：終檢。 2. 工藝路線方案二： 工序一：備料； 工序二：鑄造毛坯； 工序三：鉆； 工序四：粗銑上、下表面； 工序五：精銑下表面； 工序六：插鍵槽6H9mm； 工序七：銑槽14 mm 43mm； 工序八：鉆孔； 工序九：鉆、拉孔； 工序十：鉆、擴； 工序十一：鉆、鉗錐銷通孔、M10-7H； 工序十二：終檢。 三. 工藝方案的分析比較： 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，然后加工的孔，再以的孔的孔為基準加工的孔。方案二則是先加孔后再加工上下表面，再加工孔，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。經比較可知，先加工上下表面，再以上下表面為基準加工及插鍵槽，最后完成對的孔的定位。顯然方案一比方案二的裝夾次數減少了，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、半精銑凸臺端面，選用X51立式銑床； 工序四：銑，半精銑大端面； 工序五：鉆，擴，鉸內孔，選用Z535立式鉆床； 工序六：鉆，粗鉸，精鉸孔，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：鉆錐銷通孔，選用Z525立式鉆床； 工序十一：拉鍵槽6H9mm； 工序十二：鉆槽底通孔鉆，選用Z525立式鉆床； 工序十三：終檢。 3. 本課題研究的重點及難點，前期已開展工作 一、重點及難點: 本課題的重點是：CA6140手柄座的機械加工工藝與工裝設計。通過畢業(yè)設計，全面復習、鞏固機械制造工藝學、機械制造裝備設計以及相關課程的基本知識，并運用所學知識解決機械加工中的工藝、工藝裝備等實際設計問題，提高分析問題、解決問題的能力。 難點包括：機械制造工藝規(guī)程的設計方法，切削用量的確定、刀具與機床的選用、熱處理方法的確定；夾具設計的基本原理和方法；用CAD軟件進行模具設計；鏜模夾具裝配圖與零件圖設計等等。 二、前期工作： （1）搜集并查閱了相關專業(yè)資料為后期的畢業(yè)設計做好充分的準備； （2）完成了手柄座零件機械加工工藝和典型夾具設計的文獻綜述； （3）對零件結構進行了分析及其工藝性分析； （4）進行了設備結構的分析，擬訂了二套備選結構方案，并選擇最合理方案。 三．畢業(yè)設計的工作量要求 （1） 說明書要求：字數不少于15000字，要求有完備合理的設計方案，必要的設計計算和校核部分。 （2）圖紙要求：A0圖紙2張。 （3）查閱和檢索資料要求：參考文獻不少于15篇（其中外文文獻不少于3篇），外文文獻翻譯漢字3000字以上。 4.完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫） （1）1-3周：查閱資料學習相關知識，完成基礎知識的積累和開題報告 （2）第4周：開題答辯 （3）5-7周：典型工件的工藝分析，計算、編寫各工件加工工藝 （4）8-9周：各夾具的設計計算，定位分析，設計中存在的問題 （5）第10周：中期檢查 （6）11-14周：繪制各夾具的裝配圖、部分零件工程圖 （7）15-17周：完成畢業(yè)論文 （8）第18周：答辯 參考文獻 [1] 施平,機械工程專業(yè)英語(第五版)[M],哈爾濱工業(yè)大學出版社,2011.7 [2] 將蘭芝,成本會計[M],東南大學出版社,2004 [3] 王大康,盧頌峰,機械設計課程設計[M],北京工業(yè)大學出版社,2004 [4] 李娟，方狄柯，周波,工業(yè)設計表現技法[M],機械工業(yè)出版社,2008 [5] 黃純穎,設計方法學[M],機械工業(yè)出版社,1992.4 [6] 周忠龍,工業(yè)設計模型制作工藝[M],北京理工大學出版社,2001.3 [7] 陶棟材,現代設計方法,中國石化出版社,2011 [8] 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零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式銑床 X51 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 粗銑大端面 高速鋼立銑刀 2 144 160 25.12 0.65 半精銑大端面 高速鋼立銑刀 1 100 160 20 0.98 設計者 指導老師 共 11 頁 第 2頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 鉆擴鉸Φ25H8的孔 工序號 30 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式鉆床 Z535 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆孔至Φ 高速鋼錐柄麻花鉆 1 0.43 195 14.08 0.64 擴孔至Φ 高速鋼錐柄擴孔鉆 1 0.72 68 5.29 1.1 鉸孔Φ 高速鋼錐柄機用鉸刀 1 1.22 68 5.34 0.65 設計者 指導老師 共 11 頁 第 3 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 鉆 工序號 40 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式鉆床 Z525 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆Φ9.8mm孔 高速鋼錐柄麻花鉆 1 0.17 960 29.54 0.31 粗鉸Φ9.96mm孔 高速鋼機用鉸刀 1.3 195 6.1 0.19 精鉸Φ10mm孔 高速鋼機用鉸刀 0.8 195 6.1 0.3 設計者 指導老師 共 11 頁 第 4頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 銑 工序號 50 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 臥式銑床 X63 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/min 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 銑12mm槽 高速鋼圓柱形銑刀 1 56.25 375 15.31 0.94 銑14mm槽 高速鋼圓柱形銑刀 1 56.25 345 15 0.94 設計者 指導老師 共 11 頁 第5 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 鉆鉸精鉸孔 工序號 60 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 立式鉆床 Z525 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆孔至 高速鋼麻花錐柄鉆 1 0.36 272 11.10 0.36 粗鉸至 高速鋼機用鉸刀 1 0.81 140 6.13 0.31 精鉸至 高速鋼機用鉸刀 1 0.62 140 6.15 0.40 設計者 指導老師 共 11 頁 第6 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 鉆 工序號 70 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆Φ9.8孔 高速鋼麻花錐柄鉆 1 0.17 960 23 0.31 2 粗鉸Φ9.96mm孔 高速鋼機用鉸刀 2 1.3 195 6 0.19 設計者 指導老師 共 11 頁 第7頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 鉆 工序號 80 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式鉆床 Z525 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆圓錐孔 高速鋼麻花鉆 1 0.36 272 11.1 0.36 設計者 指導老師 共 11 頁 第 8 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 鑄 工序號 90 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 臥式拉床 L6120 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 拉鍵槽 高速鋼拉刀 1 1.5 3.6 0.42 設計者 指導老師 共 11 頁 第 9頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 鑄 工序號 100 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 立式鉆床 Z525 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆孔 高速鋼麻花鉆 1 0.10 1360 20 0.75 2 鉸孔至 高速鋼機用鉸刀 1 0.6 392 6.15 0.26 設計者 指導老師 共 11 頁 第 10 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 終檢 工序號 110 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 按圖紙要求檢查 設計者 指導老師 共 11 頁 第 11 頁 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 手柄座 零件名稱 手柄座 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 1 每 臺 件 數 1 備 注 工 序 號 工序 名稱 工 序 內 容 車間 工段 設 備 工 藝 裝 備 工時/min 準終 單件 10 銑 銑，半精銑凸臺端面 機加工 二 立式銑床X51 高速鋼端銑刀,專用夾具,游標卡尺 1.08 20 銑 銑，半精銑大端面 機加工 二 立式銑床X51 高速鋼端銑刀,專用夾具,游標卡尺 1.63 30 鉆擴鉸 鉆，擴，鉸內孔 機加工 二 立式鉆床Z525 高速鋼錐柄麻花鉆擴孔鉆鉸刀,專用夾具,游標卡尺 2.39 40 鉆鉸 鉆，粗鉸，精鉸孔 機加工 二 立式鉆床Z525 高速鋼錐柄麻花鉆,鉸刀,專用夾具,游標卡尺 0.8 50 銑 銑槽 機加工 二 臥式銑床X63 高速鋼圓柱形銑刀,專用夾具,游標卡尺 1.88 60 鉆鉸 鉆粗鉸精鉸孔 機加工 二 立式鉆床Z525 高速鋼錐柄麻花鉆,鉸刀,專用夾具,游標卡尺 1.07 70 攻螺紋 鉆底孔，攻螺紋M10mm 機加工 二 立式鉆床Z525 高速鋼錐柄麻花鉆,絲錐,專用夾具,游標卡尺 0.5 80 鉆孔 鉆圓錐孔 機加工 二 立式鉆床Z525 高速鋼錐柄麻花鉆,專用夾具,游標卡尺 0.36 90 拉鍵槽 拉鍵槽6H9mm 機加工 二 拉床 0.42 100 鉆孔 鉆槽底通孔 機加工 二 立式鉆床Z525 高速鋼錐柄麻花鉆,專用夾具,游標卡尺 1.01 110 終檢 終檢 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 本科畢業(yè)設計（論文） 題目：手柄座零件機械加工工藝和典型夾具設計 手柄座零件機械加工工藝和典型夾具設計 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內部實現人為對機床的操縱。在設計中，主要目的是根據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、夾緊方式進行典型夾具的設計。通過設計一方面使我們更進一步熟悉了產品加工設計的全過程，在制定加工方案的時候，充分考慮其經濟性和可行性。另一方面通過對手柄座零件的機械加工工藝規(guī)程設計和鉆孔用夾具設計，試圖找出一種簡單、實用的加工方法，以供生產同類零件的企業(yè)參考。 關鍵字：手柄座；工藝；夾具 II Handle Parts Machining Process and Typical Fixture Design Abstract Handle seat parts is one of the component parts of lathe parts manipulation, the handle seat ACTS as a connecting rod. Movement is handle by lathe external handles to the lathe internal implementation artificial control for machine tools. In the design, the main task is according to the parts during the design and calculation, including processing machine tools, spindle speed, the three elements of cutting the reasonable selection of the processing technology, as well as the typical fixture design. This article involves two parts, the first part is the analysis of the handle seat parts and processing procedures. Two drilling in the second part is for parts with different way of positioning, clamping typical fixture design. Through the design on the one hand, make us more familiar with the whole process of the product processing design, at the time of processing plan formulation, give full consideration to its economical efficiency and feasibility. On the other hand through the handle parts of the machining process planning design and drilling fixture design, trying to find out a simple and practical processing methods, to provide the reference for the manufacture of similar parts. Key words: The handle seat; Process; Fixture II 目錄 1 緒論 1 1.1前言 1 1.2題目背景及意義 1 1.3 國內外相關研究情況 2 1.4本課題研究內容 3 1.5夾具分類 3 2 零件的分析 5 2.1生產綱領 5 2.2零件作用 5 2.3零件工藝分析 6 3 工藝規(guī)程設計 7 3.1毛坯制造 7 3.2基面選擇 7 3.2.1粗基準選擇 7 3.2.2精基準選擇 7 3.3制定工藝路線 7 3.3.1工藝路線方案一 7 3.3.2工藝路線方案二 8 3.3.3工藝方案分析 8 3.4加工余量確定 9 3.5確立切削用量及基本工時 9 4 鉆螺紋孔夾具設計 20 4.1 任務提出 20 4.2 定位方案及定位裝置設計 20 4.2.1 定位方案確定 20 4.2.2定位元件設計 20 4.2.3定位誤差分析 20 4.3導引元件（裝置）設計 20 4.4夾緊方案設計 20 4.4.1 夾緊方案確定 20 4.4.2 夾緊力大小分析 21 4.4.3 夾緊機構及裝置設計 21 I 4.5夾具操作及維護簡要說明 22 5 鉆孔夾具設計 23 5.1任務提出 23 5.2定位方案及定位裝置設計 23 5.2.1定位方案確定 24 5.2.2定位元件及裝置設計 24 5.2.3確定最佳定位方式 24 5.2.4定位誤差分析 24 5.2.5定位元件型號尺寸和安裝方式 25 5.3夾緊方案確定 25 5.4夾具的操作及維護 26 6 結論 28 參考文獻 29 致謝 30 畢業(yè)設計（論文）知識產權聲明 31 畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明 32 II 1 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（刀具）的位置由夾具來保證，基本不受工人技術水平的影響，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，提高了勞動生產率，擴大機床的使用范圍。因為使用專用夾具可以改變機床的用途、擴大機床的使用范圍，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行鏜削加工。改善勞動條件、保證生產安全，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水平的要求，保證安全，所以設計機床夾具顯得尤為重要[1]。 1.2題目背景及意義 機械制造技術，已越來越成為機械裝備制造業(yè)的共識。發(fā)達國家重視裝備制造業(yè)的發(fā)展，不僅因為其在本國工業(yè)中所占比重、積累、就業(yè)、貢獻均占前列，更在于裝備制造業(yè)為新技術、新產品的開發(fā)和生產提供重要的物質基礎，是現代經濟不可缺少的戰(zhàn)略性產業(yè)，即使是邁進“信息社會”的工業(yè)化國家，也無不高度重視機械制造也和機械制造的發(fā)展。 現代先進制造技術，是科技進步發(fā)展的重要成果，綜合計算機應用技術、信息采集技術及現代集成制造技術等一體化設備。傳統(tǒng)制造技術的發(fā)展是單一化制造工藝、依靠于手工制造機械工藝、加工效率低，出廠成品質量良莠不齊，很難滿市場機械化應用；而現代機械加工制造技術則是在加工工藝及操作上均有不同程度的提高，并逐步趨近于集成化、智能化，并克服傳統(tǒng)制造加工技術的缺點，采用數字化控制技術代替人工操作，在保證產品質量的前提下，不僅提高了生產率，節(jié)約了成本，更豐富了產品種類，為工業(yè)生產及日常生活提供多種選擇需求。 機械制造業(yè)是一個國家的基礎行業(yè)，是國民經濟發(fā)展的支柱產業(yè)。中國的機械制造業(yè)經過多年的發(fā)展，已逐步建立了自己的發(fā)展體系。本文圍繞機械制造業(yè)中的基礎設備、制造工藝、自動化技術、生產管理、核心技術、國家的宏觀方針政策、人才及創(chuàng)新等方 2 面，通過一系列數據和實例，并且和國外相比較，從而反映出了我國的機械制造業(yè)的發(fā)展現狀。最后通過認識現狀，從而為我們將來的工作和學習打下了知識基礎。 1.3國內外相關研究情況 a. 國內發(fā)展情況 機械制造技術水平是衡量一個國家現代化進展的指標之一，且是國民經濟重要組成之一。隨著全球制造業(yè)領域的不斷進步，機械制造技術開啟新局面，然而我國的機械制造技術與國外相比，仍存在不小的差距。造技術的發(fā)展過程中,一方面制造業(yè)必須依靠信息科學在當今世界機械制、材料科學來改造自己,另一方面信息科學、材料科學也必須依靠制造技術來取得新的進展。因此現代制造技術已經是一個具有整體目的性并包括物質流、信息流和能量流的系統(tǒng)。它是集機械、電子、光學、信息科學、管理學等最新成就的一個新興技術的集合體。在當今世界機械制造技術的發(fā)展過程中,一方面制造業(yè)必須依靠信息科學、材料科學來改造自己,另一方面信息科學、材料科學也必須依靠制造技術來取得新的進展。因此現代制造技術已經是一個具有整體目的性并包括物質流、信息流和能量流的系統(tǒng)。它是集機械、電子、光學、信息科學、管理學等最新成就的一個新興技術的集合體。其發(fā)展趨勢體現在以下幾個方面: （1） 自動化 自動化技術的成功應用,有效地節(jié)省了人力,還可以代替人去完成一些危險的或對人體有害的場合的操作。 （2） 精密化 精密和超精密加工技術是當今機械制造技術發(fā)展的主要方向之一。制造技術發(fā)展的主要方向之一。當代的精密工程、超精密工程、微細工程和納米技術是現代制造技術的基礎,在高技術領域和軍用民用工業(yè)中都有廣泛應用。 （3） 柔性化 隨著機械產品向多型化、高參數和高可靠性發(fā)展,技術密集度及附加值將有大幅度的提高,科學技術迅猛發(fā)展與人民生活水平提高顯現新的要求,使得產品更新換代不斷加快,柔性化的思想應運而生,柔性化是指機械制造業(yè)對各種外界因素的適應能力或者是指產品適應市場的變化能力。 （4） 最佳化 現代制造業(yè)強調各項參數的最優(yōu)配置。不僅是加工參數,而且是影響制造技術的所有因素,包括環(huán)境資源、人力資源、信息資源以及組織管理都達到最佳組合,從而實現產品在其生命的周期中不斷調節(jié)與優(yōu)化。 （5） 集成化 隨著世界市場全球化的發(fā)展,競爭日益激烈。整個市場處于一個持續(xù)變化的不可預測的環(huán)境之中。激烈的競爭推動了社會經濟的迅猛發(fā)展,同時也給企業(yè)的生存和發(fā)展帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。 （6） 網絡信息化 物質、能量和信息是構成制造系統(tǒng)的三大要素。但隨著信息技術、計算機技術的迅速發(fā)展,知識爆炸,從知識到應用之間的間隔越來越短,未來的制造業(yè)在某種意義上將成為一種信息產業(yè),信息將成為制造產業(yè)的決定性因素。 b. 國外的發(fā)展情況 進入21世紀，發(fā)達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地位毫不動搖。機械制造工藝位居工業(yè)的核心地位， 4 擔負著為國民經濟發(fā)展和國防建設提供技術裝備的責任，是工業(yè)化國家的主導地位。工業(yè)發(fā)達國家不斷加大對機械制造工藝的研發(fā)投入，持續(xù)加強核心技術創(chuàng)新，增強高技術在機械制造工藝發(fā)展的影響力和滲透力，從而更加凸顯了現代機械制造工藝對于推動產業(yè)技術升級和國民經濟發(fā)展的重要性。 1.4本課題研究內容 本設計題目為：設計手柄座零件的機械加工工藝規(guī)程及專用夾具設計。零件圖樣、生產綱領和生產條件是設計的主要原始資料，由指導教師提供給學生。零件復雜程度以中等為宜，生產類型為成批生產。根據教師設計任務書中規(guī)定的設計題目，按照所給零件編寫出相應的加工工藝規(guī)程，設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。并在指導教師的指導下，參考相關內容的設計指導書，認真地、有計劃地、獨立按時完成設計任務。 具體設計內容如下：1、對零件進行工藝分析，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、擬定零件的機械加工工藝過程，選擇各工序加工設備及工藝裝備（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、撰寫設計說明書1份。 1.5夾具分類 對工件進行機械加工時,為了保證加工要求,首先要使工件相對于刀具及機床有正確的位置,并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此,在進行機械加工前,先要將工件裝夾好。工件的裝夾方法有兩種:一種是工件直接裝夾在機床的工作臺或卡盤上;另一種是工件裝夾在夾具上。采用第一種方法裝夾工件時,一般要先按圖樣要求在工件表面劃線,劃出加工表面的尺寸和位置,裝夾時用劃針或百分表找正后再夾緊。這種方法無需專用裝備,但效率低,一般用于單件和小批量生產。批量較大時,大都用夾具裝夾工件。用夾具裝夾工件的優(yōu)點如下: a. 通用夾具 通用夾具是指已經標準化的，在一定范圍內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、分度頭和回轉工作臺等。它們有很大的通用性，無需調整或稍加調整就可以用于裝夾不同的工件。這類夾具一般已經標準化，由專業(yè)工廠生產，作為機床附件供應給用戶。 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計的夾具，具有結構緊湊，操作迅速、方便等優(yōu)點[2]。專用夾具通常由使用廠家根據要求自行設計和制造，適用于產品固定且批量較大的生產中。 c．組合夾具 組合夾具是在機床夾具零部件標準化的基礎上，由一整套預先制造好 6 的，具有各種不同形狀、不同規(guī)格尺寸的標準元件和組件，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。組合夾具的應用范圍十分廣泛，它最適合于品種多、產品變化快、新產品試制和單件小批生產等場合，在批量生產中也可利用組合夾具代替臨時短缺的專用夾具，以滿足生產要求，用組合夾具元件可以組裝成各類機床夾具。數控機床和柔性制造單元的出現，更加推動了組合夾具技術的進步，擴大了組合夾具的應用范圍。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，該夾具結構仍屬專用性，只能一次使用。當變換加工對象時，一般仍需全部拆開，重新組裝成新夾具結構，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準元件組合起來的，因此剛性較差，尤其是元件連接的結合面接觸剛度，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。這種夾具不受生產類型的限制，可以隨時組裝，以應生產之急。 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，由標準化、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計與制造周期，而且當產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、小批量生產中。 e．通用可調夾具 通用可調夾具是指根據不同尺寸或種類的工件，調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、小批量生產中。 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計的可調夾具。加工對象明確，只需調整或更換個別定位元件或夾緊元件便可使用，調整范圍只限于本零件組的工件，適用于成組加工。 通用可調夾具和成組夾具都是一種比較先進的、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量，縮短生產準備周期，降低生產成本，加快產品的更新換代，并可以有效地促進并實現機床夾具標準化、系列化和通用化。通用可調夾具與成組夾具的區(qū)別在于：前者的加工對象不很確定，其更換調整部分的結構設計，往往具有較大的適應性，通用范圍大；而成組夾具則是為成組加工工藝中 一組零件而專門設計的，加工對象十分明確，可調范圍也只限于本組內的零件，因此后者亦稱為專用可調夾具。 8 2 零件的分析 2.1生產綱領 任務書上的題目內容為：加工一個手柄座零件，該零件年產量為20000臺，設其備品率為10%，機械加工廢品率為1%，試進行該零件的工藝規(guī)程設計。 現制定該手柄座零件的機械加工工藝規(guī)程。 該零件的年產量為22220件，根據機械制造技術基礎教材中生產類型與生產綱領的關系，確定其生產類型為大批生產[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：當手把控制手柄座向上扳動時，車床內部的拉桿往外移，則齒扇向順時針方向轉動，帶動齒條軸往右移動，通過撥叉使滑套向右移，壓下羊角形擺塊的右角，從而使推拉桿向左移動，于是左離合器接合，主軸正轉；同理，當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。當手把在中間位置時，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。 6 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車床手柄座的加工表面分四種，主要是孔的加工，圓柱端面的加工，槽的加工，螺紋孔的加工，各組加工面之間有嚴格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求分述如下： 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；孔壁上有距下端面18mm、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的槽在于25H8孔中心軸所在前視面右邊，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30mm，鉆孔深度為33mm。上孔壁有一個7配鉸的錐銷通孔，該通孔有位置要求。 2.3.3以12H7為中心的加工表面 本組的加工表面有12H7的孔(兩個)，及其兩個內端面(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6為中心的加工表面 這組的加工表面有6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，加工時應先加工完mm深度為53mm的銑槽底面。 12 3 工藝規(guī)程設計 3.1毛坯制造 零件材料為HT200，毛坯重量約為0.73kg，生產類型為大批生產，考慮經濟性要求和實際生產成本，采用砂型鑄造生產。手柄座在使用過程中很少變動中有在磨損嚴重的情況下才更換零件，它只起支撐的作用，受到的作用力不是很大，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量和精度得到保證，生產率得以提高能夠節(jié)省成本。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，是生產無法正常進行。 3.2.1粗基準的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準，而對有若干個不加工表面的工件，則應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。根據這個基準選擇原則，現選取25H8孔的下端面45小斷面作為粗基準，利用一凸臺支撐住45面限制住25H8端面再利用一組共兩塊V形塊作為主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達到完全定位，然后進行銑削[5]。 3.2.2精基準的選擇 主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，根據該手柄座零件的技術要求和裝配要求，選擇手柄座孔及外圓凸臺端面作為精基準零件上的很多表面都可以采用它們作基準進行加工，遵循了“基準統(tǒng)一”原則。又軸孔的軸線是設計基準，選用其作為精基準定位加工手柄座腳上孔12H7；和孔以及其他的孔和表面，實現了設計基準和工藝基準重合，保證了被加工表面的位置度要求及12H7；孔軸線和孔軸線的平行度要求。選用手柄座外圓凸臺端面作為精基準同樣是遵循了“基準重合”原則，因為該手柄座上的尺寸多以該端面作為設計基準。選用孔及外圓凸臺端面作為精基準，夾緊力可作用在手柄座孔的大端面上，夾緊穩(wěn)定可靠。 3.3制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用加工夾具，并盡量使工序集中減少夾具的更換率來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 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； 工序四：精銑下表面； 工序五：鉆25H8 工序六：插鍵槽6H9； 工序七：銑槽1853 mm； 工序八：鉆、鉸、 拉孔12H7； 工序九：鉆孔6； 工序十：鉆、擴14H7螺紋孔； 工序十一：鉆、鉗7錐銷通孔、M10-7H； 工序十二：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18mm 53 mm； 工序八：鉆孔6； 工序九：鉆、鉸、拉孔12H7； 工序十：鉆、擴14H7； 工序十一：鉆、鉗7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的孔的孔為基準加工12H7的孔。方案二則是先加孔25H8后再加工上下表面，再加工孔12H7，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。經比較可知，先加工上下表面，再以上下表面為基準加工25H8及插鍵槽，最后完成對12H7的孔的定位。顯然方案一比方案二的裝夾次數減少了，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； 15 工序五：鉆，擴，鉸25H8內孔，選用Z535立式鉆床； 工序六：鉆，粗鉸，精鉸12H7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7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6，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HBS65～87，毛坯的重量約為2Kg，生產類型為大批量生產，采用砂型鑄模,相關數據參見零件圖。據以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸；其加工余量還有要遵循的原則：在保證加工質量的前提下，加工余量越小越好。 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 0mm 3.4.2內孔（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擴孔 0.125mm 3.4.3其他尺寸直接鑄造得到 由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認[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，選用機床：X51立式銑床 a. 銑45端面：選擇銑刀半徑為25mm，齒數Z=6 ， (3.1) 按機床選取： 實際切削速度： (3.2) 工作臺每分鐘進給量： （3.3） 銑床工作臺進給量： 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 a. 粗銑大端面：進行兩次銑削，銑刀半徑為25mm第一次Z=2mm，第二次Z=1mm 選用主軸為： 36 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 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→粗鉸→精鉸25H8mm通孔，選用機床：Z535立式鉆床 a. 鉆孔23mm：選擇23mm高速鋼錐柄標準麻花鉆 按機床選取: 實際切削速度： 基本工時: b. 擴孔mm：選擇24.8mm高速鋼錐柄擴孔鉆 擴孔鉆擴24.8mm孔時的進給量，擴孔鉆擴孔時的切削速度 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切削用量及基本工時的確定： 鉆→粗鉸→精鉸12H7孔，選用機床：Z525立式機床[7] a. 鉆12孔：選擇11.8mm高速鋼錐柄麻花鉆 得 按機床選取: 基本工時： b. 粗鉸11.96mm孔：選擇11.96mm的高速鋼鉸刀 得 按機床選取: 基本工時： c. 精鉸12mm孔：選擇12mm的鉸刀 按機床選?。? 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，選用機床：X63臥式銑床 選用高速鋼圓柱形銑刀，齒數Z=6， a. 第一次走刀： 按機床選?。? 工作臺進給量： 基本工時： b. 第二次走刀： 按機床選取： 工作臺進給量： 基本工時： , 3.5.6工序八14mm孔的切削用量及基本工時的確定： 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?。? 基本工時： c. 精銑14mm孔：選擇14高速鋼錐柄機用鉸刀 得， ， 按機床選?。? 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?。? 基本工時： 3.5.8工序十 切削用量及基本工時的確定： 加工7的圓錐孔，選用機床：Z525立式鉆床 a. 鉆7的圓錐孔：選擇高速鋼麻花鉆 按機床選?。? 基本工時： b. 鉸7的孔：選擇7的鉸刀 按機床選取： 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6mm的圓錐孔，選用機床：Z525立式鉆床 a. 鉆6mm孔：選擇5.8的高速鋼錐柄麻花鉆 按機床選取： 基本工時： b. 鉆6mm孔：選擇6mm的高速鋼錐柄麻花鉆 按機床選?。? 基本工時： 4 鉆螺紋孔夾具設計 4.1 任務提出 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，節(jié)省成本，需要設計專用的夾具。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。且在鉆孔后還要進行拉孔，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，主要應考慮如何提高生產率、降低勞動強度、提高加工質量。 4.2 定位方案及定位裝置的設計計算 4.2.1 定位方案的確定 工件以25H8孔及端面和12H7孔為定位基準；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夾緊。 4.2.2定位元件及裝置設計 用圓柱定位銷和定位塊進行完全定位。 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導引元件（裝置）設計 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。用轉套引導刀具的方式。 4.4夾緊方案設計 4.4.1 夾緊方案確定 a. 夾緊力方向原則： (1) 夾緊力的作用方向不應破壞工件的既定位置； (2) 夾緊力的作用方向應使所需夾緊力盡可能??； (3) 夾緊力的作用方向應使工件的夾緊變形最小。 b. 夾緊作用點原則： (1) 夾緊里的作用點應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，以免工件產生位移和偏轉； (2) 夾緊力的作用點應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； (3) 夾緊力的作用點應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生振動。 夾緊時，首先由圓柱定位銷定位25H8孔和12H7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： （4.1） 其中：，，，，，，，，z=3,。故 在計算切削時，必須把安全系數考慮在內,安全系數 。 (4.2) 其中：為基本安全系數1.5； 為加工性質系數1.1； 為刀具鈍化系數1.1； 為斷續(xù)切削系數1.1。 所以 4.4.3 夾緊機構及裝置設計 利用氣缸活塞的拉力通過連桿機構對工件進行夾緊。夾具體的設計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯成一個整體。 4.5夾具操作及維護簡要說明 如前所述，在設計夾具時，為提高生產率，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行鉆孔，因此在鉛直方向受到很大的沖擊力，故在其相應的方向上應適當的考慮強度上的要求。并設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，應設法解決上述問題。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，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。 5 鉆孔夾具 圖4.1 夾具二維裝配圖 5 鉆孔夾具設計 5.1任務的提出 本夾具用來鉆，鉸12mm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，主要應考慮如何提高生產率、降低勞動強度、提高加工質量。 機械制造業(yè)歷來是應用科學技術的主要領域,是應用最新科技推動社會經濟發(fā)展的主導產業(yè)。制造離不了機床,機床自然離不了夾具,夾具離不了設計,設計離不了經驗,但經驗有時不不一定科學合理。夾具是制造設備的重要組成部分,它用于實現被加工零件的準確定位,夾壓,刀具的導向以及裝卸工件時的限位等等作用。但夾具設計行業(yè)中普遍依賴于設計者的經驗積累。許多構件的形狀及其外形尺寸都是由經驗來決定的。因此必然存在設計不夠合理,不夠經濟等問題。 在機床上加工零件時,為使被加工表面能夠達到圖紙規(guī)定的幾何形狀、尺寸、及形位公差等技術要求,加工前必須將零件進行準確定位并夾緊。工裝夾具又稱卡具,在機械加工領域中對工件進行定位夾緊,以達到加工要求的工具或裝備。只有應用機床夾具系統(tǒng),才能有效保證零部件、構件的加工精度、才能提供穩(wěn)定產品質量。工裝夾具的使用有利于降低成本提高勞動生產率,保障工人在安全的條件下進行生產。工裝夾具的應用使機床“一機多用”成為可能,最大化機床的使用價值。 夾具通常由保證工件在夾具中的正確位置定位組件、夾緊機構、確定刀具與工件的相對位置或導引刀具方向的對刀引導元件、使工件在一次裝夾后能完成數個工位加工的分度裝置、連接機構以及夾具基座等組成。廣義上后能完成數個工位加工的分度裝置、連接機構以及夾具基座等組成。廣義上的夾具的范疇包括,在加工生產過程中所有用來方便、安全、快速地安裝工件的機構[2]。夾具包含裝配夾具、檢驗夾具、燥接夾具、機床夾具等。我們所指的夾具通常是指機床夾具,簡稱為夾具。工裝夾具是機械加工不可缺少的組成部分,它用來迅速定位夾緊工件,使工件與機床定位機構、刀具、保持準確相對位置的裝置。機床行業(yè)目前正向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展。在此推動下,工裝夾具同時朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟方向發(fā)展。工裝夾具設計與應用的目的可總結為三個方面:首先保證產品加工能達到圖紙設計要求;其次提高生產效率;然后是降低生產成本,實現一機多用。 5.2定位方案及定位裝置的設計計算 5.2.1 定位方案的確定 為了加工12mm孔，必須使其完全定位。因此初步的設計方案如下，首先必須明確其加工時應如圖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定位元件及裝置設計 要使其完全定位，可以采用： a．一面兩銷定位，以25H8mm和12H7mm兩孔為定位基準就可以滿足其要求[9]。 b．一面加圓柱銷和半V形塊定位，以25H8mm為定位基準，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12H7mm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。為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設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，z軸的旋轉三個自由度。25H8mm孔內插入短銷，限制了y軸的移動，z軸的移動，12H7mm孔中插入削邊銷，限制了x軸的旋轉，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。對于夾具設計中采用的定位方案，只要可能產生的定位誤差小于工件相應尺寸或位置公差的1/3—1/2，即可認為定位方案符合加工要求。 對于本次設計的夾具，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12H7mm兩孔的中心線成60mm。 對于24mm的要求，由于定位基準也是45mm圓柱小端面，故基準不重合誤差為0，且由于45mm圓柱小端面經過半精銑，表面粗糙度達到Ra3.2mm，故可認為Φ45mm圓柱小端面的平面度誤差為0，即不存在基準位置度誤差，綜上所述，只要支撐面的標準尺寸得到保證，是不存在定位誤差的[11]。 對于本工序要求，定位基準與工序基準同為兩孔中心線，故基準不重合誤差為0。基準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到Ra1.6mm，都經過精鉸，故基準位置誤差也可以忽略，只要兩銷的標準尺寸以及相對位置關系得到保證，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，經過精銑得到精度較高的平面。 b. 短銷 本設計方案選用固定式定位銷，查課程設計指導教程，確定定位銷為GB8014.2-1999標準，其相關尺寸見三視圖。它和定位面板上的12mm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 本設計方案選用固定式定位銷，由于加工的12mm孔恰好在定位基準Φ25H8mm孔內表面上，打穿這面為止。若采用標準件，勢必影響12mm孔的加工，因此可專門設計一個短銷，其尺寸如圖5.2所示： 圖中，該軸長為90mm，軸頸半徑為12.5mm，與Φ25H8mm孔內表面僅有長度為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12mm孔，在標準銷元件上加上了長為22mm的軸身，直徑為14mm，要比Φ25H8mm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，這樣當鉆頭鉆12mm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，外加螺紋結構，用螺母固定。 圖5.2 圓柱銷尺寸[12] 5.3夾緊方案確定 5.3.1夾緊裝置的設計 a. 夾緊力方向原則： (1) 夾緊力的作用方向不應破壞工件的既定位置； (2) 夾緊力的作用方向應使所需夾緊力盡可能??； (3) 夾緊力的作用方向應使工件的夾緊變形最小。 b. 夾緊作用點原則： (1) 夾緊里的作用點應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，以免工件產生位移和偏轉； (2) 夾緊力作用點應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； (3) 夾緊力的作用點應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生振動。 根據以上要求，考慮加工零件的特點及定位方式，確定夾緊方式。 本設計方案選用的是螺旋夾緊機構，夾緊方向水平向右，通過螺母的轉動，帶動套在圓柱銷頭部的墊片向右移動，進而作用在工件Φ45mm圓柱大端面上，實現夾緊，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，且墊片的孔應與工件Φ25H8mm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 安裝工件時，應先將螺母轉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12H7mm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安裝。工件裝好后，裝上開口墊片，轉動螺母，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，只需反向轉動螺母，退出開口墊片，即可取下工件。 夾具在使用中，應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，應及時設法修正，才能保證加工精度。為使其變形減小，需要嚴格控制螺桿的夾緊力。 西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 6 結論 本設計主要經過了兩個階段。第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段分析零件的工藝性，查閱有關手冊，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。又根據毛坯圖和零件圖構想出兩種工藝方案，比較確定其中較合理的方案來編制工藝。其中運用了基準選擇、切削用量選擇計算等方面的知識。還結合了我們生產實習中所看到的實際情況選定設備，填寫了工藝文件。夾具設計階段，運用工件定位、夾緊及零件結構設計等方面的知識。通過設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面與夾具的相應定位元件（定位元件上起定位作用的表面）接觸、配合或對準來實現的。 (2) 夾具對于機床應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確幾何位置，也就達到了工件加工表面對定位基準的相互位置精度要求。 (3) 使刀具相對有關的定位元件的定位工作面調整到準確位置，這就保證了刀具在 工件上加工出的表面對工件定位基準的位置尺寸。 參考文獻 [1] 施平,機械工程專業(yè)英語(第五版)[M],哈爾濱工業(yè)大學出版社,2011.7 [2] 將蘭芝,成本會計[J],東南大學出版社,2004 [3] 王大康,盧頌峰,機械設計課程設計[M],北京工業(yè)大學出版社,2004 [4] 李娟，方狄柯，周波,工業(yè)設計表現技法[J],機械工業(yè)出版社,2008 [5] 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2、提高結構設計的能力。通過設計夾具的訓練，應當獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理而且能保證加工質量的夾具的能力。 3、學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、