CA6140車床手柄座831015機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆φ14孔夾具設(shè)計(jì)【鉆φ14孔】 【版本4】
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一、論文題目 ：CA6140車床手柄座工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
題目來源
生產(chǎn)實(shí)踐
二、試驗(yàn)研究（調(diào)查）的目的意義：
研究（調(diào)查）的目的：
畢業(yè)之前進(jìn)行這次設(shè)計(jì)是為了給我們將要畢業(yè)的大學(xué)生一次進(jìn)一步學(xué)習(xí)和鍛煉的機(jī)會(huì)，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中提高了我們的設(shè)計(jì)能力，具體設(shè)計(jì)目的如下：
（1）培養(yǎng)我們解決機(jī)械加工工藝問題的能力
（2）進(jìn)一步培養(yǎng)我們識(shí)圖、制圖、運(yùn)用和編寫技術(shù)文件等基本技能
（3）培養(yǎng)我們熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力
研究（調(diào)查）的意義：
機(jī)械加工工藝與夾具設(shè)計(jì)是全面地綜合運(yùn)用有關(guān)專業(yè)課程的理論和實(shí)踐知識(shí)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。通過該畢業(yè)設(shè)計(jì)，綜合所學(xué)專業(yè)知識(shí)，熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)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，同時(shí)培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，加深理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。設(shè)計(jì)過程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過程，能培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，并學(xué)會(huì)使用手冊(cè)、查詢相關(guān)資料等，提高分析和解決工程實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力，能鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械加工工藝與夾具方面的知識(shí)，為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
三、國內(nèi)、外研究概況和應(yīng)用前景（附參考文獻(xiàn)）：
1 機(jī)械加工工藝技術(shù)的研究現(xiàn)狀
如今，企業(yè)為了增強(qiáng)市場(chǎng)競爭力和快速響應(yīng)市場(chǎng)的變化而采用多種新技術(shù)的環(huán)境下，革新傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)手段，采用以計(jì)算機(jī)為工具的現(xiàn)代化工藝設(shè)計(jì)和管理方式是企業(yè)上水平、上臺(tái)階的關(guān)鍵之一，也是企業(yè)發(fā)展的必由之路。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，大大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步。計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)即CAPP，通常指機(jī)械產(chǎn)品零件制造工藝過程的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與文檔編制。它是為了解決手工設(shè)計(jì)工藝規(guī)程中存在的效率低下、工藝質(zhì)量不穩(wěn)定、不便于管理、柔性差等問題而提出的。應(yīng)用CAPP技術(shù)，可以使工藝人員從繁瑣重復(fù)的事務(wù)性工作中解脫出來，迅速編制出完整而詳盡的工藝文件，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，提高產(chǎn)品制造質(zhì)量，進(jìn)而縮短整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)周期。
2 夾具設(shè)計(jì)技術(shù)的研究現(xiàn)狀
國際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3-4年就要更新50%-80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為10%-20%左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：
（1） 能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；
（2） 能裝夾一組具有相似性特征的工件；
（3） 能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；
（4） 能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；
（5） 采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；
（6） 提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)競爭的加劇，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)方式已成為企業(yè)中產(chǎn)品快速上市的瓶頸，企業(yè)迫切需要提高夾具設(shè)計(jì)的效率。因此，快速實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)已成為企業(yè)的迫切要求，將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用到夾具設(shè)計(jì)的過程是解決這一問題的必然選擇。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)即 CAFD 在理論和應(yīng)用上都得到了迅速發(fā)展，大大提高了夾具的設(shè)計(jì)效率，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期等都具有重要意義。同時(shí)工件夾具供應(yīng)商們采用一種合作伙伴方式與用戶工作，開發(fā)動(dòng)力系統(tǒng)以提高精度，研究新的材料并開發(fā)舊夾具的新處理方法，并發(fā)明了監(jiān)控夾具性能的方法。
3．機(jī)械加工工藝的研究方向
近年來，隨著現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、并行工程等先進(jìn)制造系統(tǒng)的發(fā)展，無論從廣度上還是從深度上，都對(duì)CAPP 的應(yīng)用提出了更新更高的要求。從先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略出發(fā)，CAPP的發(fā)展應(yīng)在符合技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的前提下，更加強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)需求，從系統(tǒng)化角度對(duì)面向產(chǎn)品(以整個(gè)產(chǎn)品為對(duì)象)的CAPP集成化(包含工藝信息管理)、智能化、工程化技術(shù)進(jìn)行深人研究，研究CAPP系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、基于知識(shí)的工藝快速設(shè)計(jì)、工藝管理等基礎(chǔ)性技術(shù)問題，滿足制造企業(yè)工藝信息集成系統(tǒng)的需要。
同時(shí)企業(yè)為了提高競爭能力，必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)改造，采用新的生產(chǎn)技術(shù)和裝備，發(fā)展新產(chǎn)品，并調(diào)整市場(chǎng)戰(zhàn)略。機(jī)械加工工藝技術(shù)的發(fā)展有以下兩個(gè)最佳化的趨勢(shì)：（1）為達(dá)到通過增加產(chǎn)量來提高生產(chǎn)率以便提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，可以采取不同的措施和方法，其中包括對(duì)新型加工方法和新型刀具的研究。（2）加工技術(shù)的優(yōu)化越來越多地考慮環(huán)保的因素，例如不再采用冷卻潤滑液，依靠科技進(jìn)步，減少廢物排放，在制造業(yè)實(shí)施綠色制造已勢(shì)在必行。通過對(duì)新制造技術(shù)的研究，從而達(dá)到合理利用資源及原材料、降低零件制造成本。
4.機(jī)械加工工藝與夾具設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展前景
4.1機(jī)械加工工藝技術(shù)的發(fā)展前景
CAPP對(duì)機(jī)械制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步主要表現(xiàn)在適應(yīng)當(dāng)前日趨自動(dòng)化的現(xiàn)代制造業(yè)的需要，為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)建立了必要的集成技術(shù)基礎(chǔ)，為企業(yè)管理信息系統(tǒng)提供了技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。縱觀CAPP發(fā)展的歷程，可以看到CAPP的研究和應(yīng)用始終圍繞著兩個(gè)方面的需要展開：一是不斷完善自身在應(yīng)用中出現(xiàn)的不足，二是不斷滿足新的技術(shù)、制造模式對(duì)其提出的新要求。因此，未來CAPP的發(fā)展，將在應(yīng)用范圍、應(yīng)用的深度和水平等方面進(jìn)行拓展，表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面的發(fā)展趨勢(shì)：（1）面向產(chǎn)品全生命周期的CAPP系統(tǒng)，（2）基于知識(shí)的CAPP系統(tǒng)，（3）基于三維CAD的CAPP系統(tǒng)，（4）基于平臺(tái)技術(shù)、可重構(gòu)式的CAPP系統(tǒng)。
如何使CAFD系統(tǒng)更加實(shí)用是當(dāng)前CAFD研究者們最為關(guān)注的問題。CAFD系統(tǒng)將繼續(xù)朝著集成化、標(biāo)準(zhǔn)化、并行化和智能化的方向發(fā)展，同時(shí)各方向間相互交叉、互相促進(jìn)是CAFD系統(tǒng)發(fā)展的必然方向。
4.2 夾具設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展前景
機(jī)床夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展，在其帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向研究。
（1） 高精化：高精機(jī)床加工精度提高，降低定位誤差，提高加工精度對(duì)夾具制造精度要求，機(jī)床夾具精度已提高到微米級(jí)，世界知名夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠然，適應(yīng)不同行業(yè)需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同型號(hào)，以及不同檔次精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。
（2） 高效化：提高機(jī)床生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾夾具產(chǎn)品越來越多。減少工件安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷推陳出新。新型電控永磁夾具，夾緊和松開工件只需1-2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。
（3） 模塊、組合化：夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具已成為夾具技術(shù)開發(fā)基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下了基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。
（4） 通用、經(jīng)濟(jì)化：夾具通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，夾具系統(tǒng)可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國戴美樂公司孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣焊接夾具。元件功能強(qiáng)，使夾具通用性好，元件少而精，配套費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，很有推廣應(yīng)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)：
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四、主要試驗(yàn)研究內(nèi)容
（一）本課題主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括
（1）零件的分析；
（2）零件二維圖形及三維圖形的繪制；
（3）工藝規(guī)程設(shè)計(jì)；
（3）夾具設(shè)計(jì)；
（4）進(jìn)行工藝計(jì)算、填寫工藝文件；
（5）完成指定的工序夾具的設(shè)計(jì)工作，撰寫設(shè)計(jì)說明書一份；
（6）設(shè)計(jì)并繪制夾具裝配圖一套（包括二維和三維）；
（二）研究方法
（1）分析研究零件圖紙，熟悉設(shè)計(jì)對(duì)象。
（2）設(shè)計(jì)工藝規(guī)程，形成工藝過程綜合卡片。
（3）設(shè)計(jì)鉆夾具，繪制夾具裝配圖，完成夾具三維造型。
（4）撰寫設(shè)計(jì)論文，闡述設(shè)計(jì)依據(jù)，說明設(shè)計(jì)內(nèi)涵。根據(jù)已經(jīng)得到的設(shè)計(jì)結(jié)果，闡述其中設(shè)計(jì)的方法和依據(jù)，整理成文。
（三）技術(shù)路線
零件的分析—毛坯制造形式選擇—基準(zhǔn)選擇—工藝路線方案制定—相關(guān)分析計(jì)算—夾具設(shè)計(jì)—對(duì)零部件造型
（四）可行性分析
根據(jù)我在大學(xué)期間系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，包括機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)械課程設(shè)計(jì)等相關(guān)專業(yè)課程和金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等相應(yīng)實(shí)習(xí)課程。在硬件方面，工程訓(xùn)練中心和學(xué)校圖書館提供了良好的學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)環(huán)境，實(shí)習(xí)中看到的機(jī)床實(shí)際造型及在網(wǎng)上搜索到的與設(shè)計(jì)相關(guān)的技術(shù)資料和文獻(xiàn)，這些都能夠使我更加直觀，方便的進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)還有指導(dǎo)老師的引導(dǎo)和幫助，相信我一定能夠順利按時(shí)完成設(shè)計(jì)。
五、試驗(yàn)（調(diào)查）研究進(jìn)度和預(yù)期結(jié)果
（一）時(shí)間進(jìn)程：
12月底 拿到設(shè)計(jì)題目，熟悉題目和要求
1月～2月初 練習(xí)CAD,Pro/E繪圖軟件，建立零件的實(shí)體造型
2月～3月初 分析零件，進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3月～4月初 第6道鉆工序夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制裝配圖和三維實(shí)體圖
4月～6月初 整理和撰寫設(shè)計(jì)論文，形成終稿，送審、答辯、修改并裝訂。
（二）預(yù)期結(jié)果
1、零件二維圖形及三維建模
2、手柄座加工工藝工序卡片及過程綜合卡片
3、第6道鉆工序夾具裝配圖與三維圖
4、設(shè)計(jì)論文
六、指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
評(píng)議結(jié)果：
所在系（教研室）簽字：
年 月 日
教學(xué)院部意見：
系主任簽字：
年 月 日
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文獻(xiàn)綜述
機(jī)床夾具發(fā)展趨勢(shì)
引言
我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是CA6140車床手柄座工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)，它主要包括工藝設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)兩部分內(nèi)容，對(duì)夾具創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究，對(duì)國內(nèi)機(jī)械制造有著重要意義：
（1） 保證加工精度
采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高且穩(wěn)定。
（2） 提高生產(chǎn)率、降低成本
用夾具裝夾工件，無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時(shí)；用夾具裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夾具裝夾工件，并采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，這些因素均有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。另外，采用夾具后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率下降，可以安排技術(shù)等級(jí)較低的工人，明顯地降低了生產(chǎn)成本。
（3） 擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍
使用專用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工；通過專用夾具還可將車床改為拉床使用，以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。
（4） 減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度
用夾具裝夾工件方便、快速，當(dāng)采用氣動(dòng)、液壓等夾緊裝置時(shí)，可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
1．國內(nèi)外歷史發(fā)展
1.1 國內(nèi)歷史發(fā)展
我國國內(nèi)的夾具始于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)建立了面向機(jī)械行業(yè)的天津組合夾具廠，和面向航空工業(yè)的保定向陽機(jī)械廠，以后又建立了數(shù)個(gè)生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。在當(dāng)時(shí)曾達(dá)到全國年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。20世紀(jì)80年代以后，兩廠又各自獨(dú)立開發(fā)了NC機(jī)床、加工中心的孔系列組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國國內(nèi)的需求，還出口到美國等國家。當(dāng)前我國每年尚需進(jìn)口不少NC機(jī)床、加工中心，而由國外配套孔系列夾具，價(jià)格非常昂貴，現(xiàn)大都由國內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯。
1.2 國外歷史發(fā)展
從國際上看，俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國。當(dāng)前國際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國內(nèi)訂貨，而通用性強(qiáng)的組合夾具已逐步成為國際貿(mào)易中的一個(gè)品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計(jì)資料，但歐美市場(chǎng)上一套用于加工中心的夾具的價(jià)格較貴，而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴。由于我國在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累和性能價(jià)格比的優(yōu)勢(shì)，隨著我國加入WTO和制造業(yè)全球一體化的趨勢(shì)，特別是電子商務(wù)的日益發(fā)展，其中蘊(yùn)藏著很大的商機(jī)，具有進(jìn)一步擴(kuò)大出口良好前景。
2.國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
如今，企業(yè)為了增強(qiáng)市場(chǎng)競爭力和快速響應(yīng)市場(chǎng)的變化而采用多種新技術(shù)的環(huán)境下，革新傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)手段，采用以計(jì)算機(jī)為工具的現(xiàn)代化工藝設(shè)計(jì)和管理方式是企業(yè)上水平、上臺(tái)階的關(guān)鍵之一，也是企業(yè)發(fā)展的必由之路。計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)即CAPP，通常指機(jī)械產(chǎn)品零件制造工藝過程的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與文檔編制。它是為了解決手工設(shè)計(jì)工藝規(guī)程中存在的效率低下、工藝質(zhì)量不穩(wěn)定、不便于管理、柔性差等問題而提出的。應(yīng)用CAPP技術(shù)，可以使工藝人員從繁瑣重復(fù)的事務(wù)性工作中解脫出來，迅速編制出完整而詳盡的工藝文件，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，提高產(chǎn)品制造質(zhì)量，進(jìn)而縮短整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)周期。
國際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3-4年就要更新50%-80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為10%-20%左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：
（1） 能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；
（2） 能裝夾一組具有相似性特征的工件；
（3） 能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；
（4） 能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；
（5） 采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；
（6） 提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
3.發(fā)展前景預(yù)測(cè)
3.1 研究方向
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。
（1） 標(biāo)準(zhǔn)化
機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用性是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148-T2259-91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。
（2） 精密化
隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為。
（3） 高效化
高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.2 研究趨勢(shì)
機(jī)床夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展，在其帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向研究。
（1） 高精化：高精機(jī)床加工精度提高，降低定位誤差，提高加工精度對(duì)夾具制造精度要求，機(jī)床夾具精度已提高到微米級(jí)，世界知名夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠然，適應(yīng)不同行業(yè)需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同型號(hào)，以及不同檔次精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。
（2） 高效化：提高機(jī)床生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾夾具產(chǎn)品越來越多。減少工件安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷推陳出新。新型電控永磁夾具，夾緊和松開工件只需1-2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。
（3） 模塊、組合化：夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具已成為夾具技術(shù)開發(fā)基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下了基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。
（4） 通用、經(jīng)濟(jì)化：夾具通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，夾具系統(tǒng)可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國戴美樂公司孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣焊接夾具。元件功能強(qiáng)，使夾具通用性好，元件少而精，配套費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，很有推廣應(yīng)用價(jià)值。
4.結(jié)束語
機(jī)械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)是機(jī)械工業(yè)賴以生存和發(fā)展的重要保證，而機(jī)械加工工藝直接制約著機(jī)器制造業(yè)的發(fā)展。機(jī)器制造工藝及其組織形式的發(fā)展趨勢(shì)，在很大程度上取決于機(jī)器結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向及其技術(shù)應(yīng)用特性。機(jī)械制造工藝是制造機(jī)械產(chǎn)品的技巧、方法和程序。機(jī)械制造中，需要加工順序、裝配順序及檢驗(yàn)工序等，夾具在機(jī)械制造加工中起到著十分重要的作用，是工藝裝備的主要組成部分，使用夾具可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高加工精度，減少廢品，可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改善操作的勞動(dòng)條件，夾具的發(fā)展是各種機(jī)械安全、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的前提，因此，夾具是機(jī)械制造的一項(xiàng)重要工藝設(shè)備。一個(gè)好的夾具是加工出合格產(chǎn)品的首要條件，為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應(yīng)加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。
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參考文獻(xiàn)
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畢業(yè)論文答辯報(bào)告畢業(yè)論文答辯報(bào)告題目：CA6140車床手柄座工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：2007級(jí)（3）班姓名：何 財(cái)學(xué)號(hào)：1666070305指導(dǎo)老師：張春雨設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)涉及了機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合等多方面的知識(shí)，主要包括兩部分內(nèi)容：1、零件工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)2、零件專用夾具的設(shè)計(jì)論文框架論文框架1、序言2、零件的分析3、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)4、夾具設(shè)計(jì)總結(jié)致謝參考文獻(xiàn)附圖1、序言、序言n n設(shè)計(jì)目的n n設(shè)計(jì)意義n n現(xiàn)狀分析n n發(fā)展前景2 2、零件分析、零件分析零件圖2.12.1、零件的作用、零件的作用 CA6140車床手柄座位于車床操作機(jī)構(gòu)中，可同時(shí)操縱離合器和制動(dòng)器，即同時(shí)控制主軸的開、停、換向和制動(dòng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)由外部到內(nèi)部的傳遞。2.22.2、零件的工藝分析、零件的工藝分析 零件的工藝分析是對(duì)CA6140車床手柄座的加工表面進(jìn)行分析，并且針對(duì)各加工表面進(jìn)行了尺寸及技術(shù)要求方面的分析和研究。3 3、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)n n確定毛坯的制造形式n n基面的選擇（包括粗、精基準(zhǔn)的選擇）n n制定工藝路線n n機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定n n確定切削用量及基本工時(shí)4 4、夾具設(shè)計(jì)（第六道工序）、夾具設(shè)計(jì)（第六道工序）n n問題的提出n n夾具設(shè)計(jì)：包括以下內(nèi)容1、定位基準(zhǔn)、定位元件和其他元件的設(shè)計(jì)選擇2、切削力、夾緊力計(jì)算，夾緊裝置的設(shè)計(jì)選擇3、定位誤差分析4、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明零件實(shí)體圖零件實(shí)體圖夾具裝配實(shí)體圖夾具裝配實(shí)體圖致謝致謝 感謝我的指導(dǎo)教師張春雨老師，從一開始的論文選定，到最后的整篇論文的完成，他都非常認(rèn)真，耐心地對(duì)我進(jìn)行指導(dǎo)，細(xì)心地給我指出錯(cuò)誤，對(duì)我的論文給出修改意見。感謝各位答辯老師能來參加我的論文答辯！衷心祝愿你們身體健康，工作順利！結(jié)束結(jié)束請(qǐng)各位答辯老師給予批評(píng)指正謝謝！目 錄
1 序言 3
1.1 設(shè)計(jì)目的 3
1.2 設(shè)計(jì)意義 3
1.3 現(xiàn)狀分析 3
1.4 發(fā)展前景 4
2 零件的分析 5
2.1 零件的作用 5
2.2 零件的工藝分析 5
3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6
3.1確定毛坯的制造形式 6
3.2 基面的選擇 6
3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 6
3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 7
3.3 制定工藝路線 7
3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9
3.5 確定切削用量及基本工時(shí) 12
4 夾具設(shè)計(jì) 24
4.1 問題的提出 24
4.2 夾具設(shè)計(jì) 24
4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇和定位元件及其他元件設(shè)計(jì)選擇 24
4.2.2 切削力、夾緊力計(jì)算，夾緊裝置的設(shè)計(jì)與選擇 25
4.2.3 定位誤差分析 26
4.2.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 27
總結(jié) 28
致謝 29
參考文獻(xiàn) 30
附圖 32
CA6140車床手柄座工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
摘要：本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械加工工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合等多方面的知識(shí)。此次我設(shè)計(jì)的CA6140車床手柄座工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝設(shè)備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝、手柄座、切削用量、夾緊、定位。
1 序言
1.1 設(shè)計(jì)目的
畢業(yè)之前進(jìn)行這次設(shè)計(jì)是為了給我們將要畢業(yè)的大學(xué)生一次進(jìn)一步學(xué)習(xí)和鍛煉的機(jī)會(huì)，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中提高了我們的設(shè)計(jì)能力，具體設(shè)計(jì)目的如下：
（1）培養(yǎng)我們解決機(jī)械加工工藝問題的能力
（2）進(jìn)一步培養(yǎng)我們識(shí)圖、制圖、運(yùn)用和編寫技術(shù)文件等基本技能
（3）培養(yǎng)我們熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力
1.2 設(shè)計(jì)意義
我設(shè)計(jì)的課題是CA6140車床手柄座的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的意義就在于，在設(shè)計(jì)過程中了解該零件存在的問題，找出解決這些問題的方法，通過自己的設(shè)計(jì)對(duì)該零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，以達(dá)到改善零件工作性能，提高零件工作效率的目的。
對(duì)夾具創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究，對(duì)國內(nèi)機(jī)械制造有著重要意義：
（1） 保證加工精度
采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高且穩(wěn)定。
（2） 提高生產(chǎn)率、降低成本
用夾具裝夾工件，無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時(shí)；用夾具裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夾具裝夾工件，并采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，這些因素均有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。另外，采用夾具后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率下降，可以安排技術(shù)等級(jí)較低的工人，明顯地降低了生產(chǎn)成本。
（3） 擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍
使用專用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工；通過專用夾具還可將車床改為拉床使用，以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。
（4） 減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度
用夾具裝夾工件方便、快速，當(dāng)采用氣動(dòng)、液壓等夾緊裝置時(shí)，可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
1.3 現(xiàn)狀分析
手柄座已經(jīng)廣泛被用到各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，它的存在使機(jī)床的操作很方便，大大提高了工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)的效率，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，生產(chǎn)都向著自動(dòng)化、專業(yè)化和大批量化的方向發(fā)展。這就要求企業(yè)提高生產(chǎn)率，提高利用率。減少浪費(fèi)，降低成本。現(xiàn)階段國內(nèi)手柄座的設(shè)計(jì)和制造還存在一些問題，設(shè)計(jì)水平不是很高，在零件的加工技術(shù)方面，國內(nèi)技術(shù)水平還不及西方發(fā)達(dá)國家那么先進(jìn)，這些問題急需得到解決。
設(shè)計(jì)中包含機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)，國內(nèi)外機(jī)床夾具的發(fā)展現(xiàn)狀分析：國際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3-4年就要更新50%-80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為10%-20%左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：
（1） 能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；
（2） 能裝夾一組具有相似性特征的工件；
（3） 能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；
（4） 能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；
（5） 采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；
（6） 提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
1.4 發(fā)展前景
機(jī)床夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展，在其帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向研究。
（1） 高精化：高精機(jī)床加工精度提高，降低定位誤差，提高加工精度對(duì)夾具制造精度要求，機(jī)床夾具精度已提高到微米級(jí)，世界知名夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠然，適應(yīng)不同行業(yè)需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同型號(hào)，以及不同檔次精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。
（2） 高效化：提高機(jī)床生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾夾具產(chǎn)品越來越多。減少工件安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷推陳出新。新型電控永磁夾具，夾緊和松開工件只需1-2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。
（3） 模塊、組合化：夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具已成為夾具技術(shù)開發(fā)基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下了基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。
（4） 通用、經(jīng)濟(jì)化：夾具通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，夾具系統(tǒng)可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國戴美樂公司孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣焊接夾具。元件功能強(qiáng)，使夾具通用性好，元件少而精，配套費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，很有推廣應(yīng)用價(jià)值。
2 零件的分析
2.1 零件的作用
圖2-1 CA6140車床手柄座零件圖(CA6140 lathe handle seat detail drawings)
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(shí)操縱離合器和制動(dòng)器，即同時(shí)控制主軸的開、停、換向和制動(dòng)。操作過程如下：當(dāng)手把控制手柄座向上扳動(dòng)時(shí)，車床內(nèi)部的拉桿往外移，則齒扇向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒條軸往右移動(dòng)，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(dòng)，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(dòng)時(shí)，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(shí)，推拉桿處于中間位置，左、右離合器均不接合，主軸的傳動(dòng)斷開，此時(shí)齒條軸上的凸起部分正壓在制動(dòng)器杠桿的下端，制動(dòng)帶被拉緊，使主鈾制動(dòng)。手柄與該零件通過mm孔連接，機(jī)床內(nèi)部零件通過mm孔與手柄座連接，即CA6140車床手柄座的作用是實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)由外部到內(nèi)部的傳遞。
2.2 零件的工藝分析
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：
1．以為中心的加工表面
這一組的加工表面有的孔，以及上下端面，下端面為的圓柱端面；孔壁上有距下端面11mm、與孔中心軸所在前視面呈角的螺紋孔，尺寸為M10，另外還有一個(gè)尺寸為6H9mm的鍵槽，孔與鍵槽的總寬度為27.3H10mm。
2．以為中心的加工表面
該組的加工表面有的孔(有位置要求)，加工時(shí)測(cè)量深度為25mm，鉆孔深度為28mm。上孔壁有一個(gè)配鉸的錐銷通孔，該通孔有位置要求。以及孔的端面。
3．以為中心的加工表面
本組的加工表面有的孔(兩個(gè))，及其兩個(gè)內(nèi)端面(對(duì)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(與孔壁之間的平行度公差為)
4．以為中心的加工表面
這組的加工表面有的孔，該孔通至上的槽，并有位置要求。
由上面的分析可知，加工時(shí)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(jì)
3.1確定毛坯的制造形式
選擇毛坯應(yīng)考慮的因素有：零件的力學(xué)性能要求、零件的結(jié)構(gòu)形狀和外廓尺寸、生產(chǎn)綱領(lǐng)和批量、現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件和發(fā)展等。
我此次設(shè)計(jì)的CA6140車床手柄座零件的材料為HT15—33，重量為0.73kg。手柄座在使用過程中不經(jīng)常的變動(dòng)，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(duì)工件的定位有一定的保證作用。根據(jù)選擇毛坯應(yīng)考慮的因素，該零件體積較小，形狀較復(fù)雜，外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度請(qǐng)求，由于零件生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，而砂型鑄造生產(chǎn)成本低，設(shè)備簡略，故本零件毛坯采用砂型鑄造。由于零件上孔都較小，且都有嚴(yán)格的表面精度請(qǐng)求，故都不鑄出，留后續(xù)機(jī)械加工反而經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
3.2 基面的選擇
基面選擇是工藝設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇正確與合理，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(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大
批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)為后續(xù)加工提供精基準(zhǔn)，由于該零件毛坯沒有鑄孔，故只能以3個(gè)主要端面為基準(zhǔn)，由于φ45mm小端面表面粗糙度為Ra3.2mm，若直接以大端面為粗基準(zhǔn)，恐不能一次達(dá)到加工精度，故先以φ45mm小端面為粗基準(zhǔn)，粗銑φ45mm大端面，再以φ45mm大端面為基準(zhǔn)，粗、半精銑小端面，并保證尺寸43mm。
3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
主要考慮基準(zhǔn)重合的問題，用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。
3.3 制定工藝路線
擬定工藝路線的內(nèi)容除選擇定位基準(zhǔn)外，還要選擇各加工表面的加工方法，安排工序的先后順序，確定加工設(shè)備，工藝裝備等。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、尺寸精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，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。
1、工藝路線方案一：
Ⅰ.銑φ45mm圓柱小端面;
Ⅱ.粗銑φ45mm圓柱大端面,保證尺寸43mm;
Ⅲ.鉆、擴(kuò)、鉸φ25H8mm孔;
Ⅳ.鉆、粗鉸、精鉸φ10H7mm孔;
Ⅴ.鉆、粗鉸、精鉸φ14H7mm孔;
Ⅵ.鉆、攻M10mm螺紋孔;
Ⅶ. 拉鍵槽6H9mm,保證尺寸27.3H10mm;
Ⅷ.鉆、鉸φ5mm圓錐孔;
Ⅸ.銑1443mm槽,保證尺寸14mm,深度43mm;
Ⅹ.鉆、鉸φ5.5mm孔;
Ⅺ.去銳邊、毛刺;
Ⅻ.終檢,入庫。
2、工藝路線方案二
Ⅰ.粗銑φ45mm圓柱大端面;
Ⅱ.半精銑φ45mm圓柱小端面,保證尺寸43mm;
Ⅲ.鉆、擴(kuò)、鉸φ25H8mm孔;
Ⅳ.粗銑φ14H7mm孔端面;
Ⅴ.鉆、粗鉸、精鉸φ14H7mm孔;
Ⅵ.鉆、鉸φ5mm圓錐孔,鉆、粗鉸、精鉸φ10H7mm孔;
Ⅶ.鉆、攻M10螺紋孔;
Ⅷ. 拉鍵槽6H9mm,保證尺寸27.3H10mm
Ⅸ.銑1443mm槽,保證尺寸14mm,深度43mm;
Ⅹ.鉆、鉸φ5.5mm孔;
Ⅺ.去銳邊、毛刺;
Ⅻ.終檢,入庫。
3、工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)方案差別在兩點(diǎn):一是方案一先加工有Ra3.2mm表面精度請(qǐng)求的小端面,再加工大端面,而方案二是先粗銑大端面,再加工小端面;二是方案一將φ5mm圓錐孔和φ10mm孔按部就班次序加工,而方案二顯得更機(jī)動(dòng)聰慧,看出這兩個(gè)孔的定位方法,夾緊方法雷同,故而在一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)加工出來.另外,方案一沒有銑φ14mm孔端面,但由于φ14mm孔有嚴(yán)格深度請(qǐng)求,故最好還是粗銑一遍。
兩套方案顯然方案二更簡潔更契合請(qǐng)求,但正如前面所分析的,方案二將φ5mm圓錐孔和φ10mm孔的加工合并在一道工序中,雖然減少了裝夾次數(shù),簡化了工藝設(shè)計(jì) ,但在一道工序中完成這兩個(gè)鉆孔,由于兩孔的加工深度,加工刀具尺寸,加工時(shí)產(chǎn)生的軸向力等等都相差較大,且兩孔的加工精度請(qǐng)求都較高，顯然組合機(jī)床不實(shí)用。如果采用搖臂鉆床，對(duì)于大批量生產(chǎn)，則要頻繁調(diào)換鉆頭刀具，大大增長了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)效率，因此，決定還是將兩個(gè)孔離開加工。綜上所述，零件的最后加工路線如下：
4、工藝方案的斷定
Ⅰ.粗銑φ45mm圓柱大端面,以φ45mm圓柱小端面為定位基準(zhǔn);
Ⅱ.粗銑、半精銑φ45mm圓柱小端面,以φ45mm大端面為定位基準(zhǔn);
Ⅲ.鉆、擴(kuò)、鉸φ25H8mm孔,以φ45mm圓柱大端面為定位基準(zhǔn);
Ⅳ.鉆、粗鉸、精鉸φ10H7mm,以φ25H8mm孔和φ45mm圓柱小端面為基準(zhǔn);
Ⅴ.粗銑φ14mm孔端面,利用φ45mm圓柱小端面, φ25H8mm孔和φ10H7mm孔定位,保證尺寸43mm;
Ⅵ.鉆、粗鉸、精鉸φ14H7mm孔,定位與Ⅴ工序雷同,保證孔深度25mm;
Ⅶ.鉆、攻M10mm螺紋孔,定位與Ⅴ工序雷同;
Ⅷ.鉆、鉸φ5mm圓錐孔,定位與Ⅴ工序雷同;
Ⅸ.拉鍵槽6H9mm,為便于加工,以φ45mm圓柱小端面, φ10H7mm孔和φ14H7mm孔端面定位,同時(shí)要保證尺寸27.3H10mm;
Ⅹ.銑1443mm槽,定位與Ⅴ工序雷同,保證尺寸43mm;
Ⅺ.鉆,鉸φ5.5mm孔,定位與Ⅴ工序雷同;
Ⅻ.去銳邊,毛刺,尤其注意φ25H8mm孔表面可能因?yàn)殂@M10mm螺紋孔以及插槽帶來的表面鱗次損傷;
ⅩⅢ.終檢,入庫。
3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“手柄座”零件材料為鑄鐵HT15-33，硬度為HBS165～187，毛坯的重量約為1Kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型鑄造。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：
由于所有孔均有精度請(qǐng)求，且尺寸小，均不鑄出。故僅斷定三個(gè)端面的相干尺寸。
查表斷定加工余量：
砂型鑄造，材料為灰鑄鐵，機(jī)器造型，公差等級(jí)為CT8-12,取CT10，加工余量等級(jí)E-G,取G.
切削余量：查[4]表2—4，基礎(chǔ)尺寸小于100mm，加工余量為1.4mm；基礎(chǔ)尺寸小于63mm，加工余量為0.7mm。
鑄件公差等級(jí)：查[4],2—3表，基礎(chǔ)尺寸小于100mm，取3.2mm；基礎(chǔ)尺寸小于63mm，取2.8mm。
1、φ45mm圓柱兩端面毛坯尺寸及加工余量
根據(jù)工序要求，φ45mm圓柱兩端面經(jīng)過兩道工序，先粗銑φ45mm圓柱大端面，再粗、半精銑φ45mm圓柱小端面，各步余量如下：
粗銑：查[3]表5-45，其余量值規(guī)定，對(duì)于小端面（≤50mm）為1.0～2.0mm，現(xiàn)取1.8mm。表5-49粗銑平面的厚度偏差（≤30mm）為—0.25～—0.39mm，現(xiàn)取—0.30mm。
半精銑：由[3]表5-47，其余量規(guī)定值為1.0mm。
故鑄造毛坯的基礎(chǔ)尺寸為43＋1.2＋1.8＋1.0＝47mm 。又根據(jù)前面鑄件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)值，取尺寸公差為2.8mm。故：
毛坯的名義尺寸：43＋1.2＋1.8＋1.0＝47mm；
毛坯的最小尺寸：47－1.4＝45.6mm；
毛坯的最大尺寸：47＋1.4＝48.4mm；
粗銑大端面后的最大尺寸：43＋1.0＋1.2＝45.2mm；
粗銑大端面后的最小尺寸：45.2－0.30＝44.9mm；
粗銑小端面后的最大尺寸：:43＋1.0＝44mm；
粗銑小端面后的最小尺寸：:44－0.30＝43.7mm。
精銑后尺寸與零件尺寸雷同，但由于設(shè)計(jì)零件圖紙并未給出具體的公差等級(jí)，現(xiàn)按[1]表5.29，粗銑→精銑所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度取IT8=0.039,按入體原則取值,故精銑后尺寸為43-0.039=42.961mm。
2、φ14H7mm孔端面毛坯尺寸及加工余量
根據(jù)工序請(qǐng)求，φ14H7mm孔端面僅由粗銑得到，故φ14H7mm孔端面距φ25H8mm孔中心線的毛坯基礎(chǔ)尺寸為43＋1.2＝44.2mm，故：
毛坯的名義尺寸：43＋1.2＝44.2mm；
毛坯的最大尺寸：44.2＋1.4＝45.6mm；
毛坯的最小尺寸：44.2－1.4＝42.8mm。
粗銑后尺寸應(yīng)于零件圖尺寸雷同，但由于零件圖紙并未給出具體的公差等級(jí)，現(xiàn)按前面粗銑平面厚度偏差?。?.28mm。故粗銑后的尺寸為43.92mm。其他毛坯尺寸由于零件圖紙未做具體的工序尺寸請(qǐng)求，且對(duì)后面諸孔，槽的加工影響不大，僅荒銑即可，故不再一一贅述分析。
3、其他尺寸及其加工余量的斷定
其他工序尺寸包含5個(gè)孔，2個(gè)槽，1個(gè)螺紋孔的基礎(chǔ)尺寸，現(xiàn)僅分析重要的5個(gè)孔的加工余量及尺寸偏差。5個(gè)孔均不鑄出，機(jī)械加工出來，根據(jù)[1]，由于5個(gè)孔的表面粗糙度請(qǐng)求均較高，所以都要經(jīng)過精鉸工序，具體工序尺寸和加工余量為：
（1）φ25H8mm孔，Ra＝1.6mm；
根據(jù)[1]表3.2-10，加工該孔的工藝為：
鉆→擴(kuò)→鉸
鉆孔：φ23mm；
擴(kuò)孔：φ24.8mm 2Z＝1.8mm（Z為單邊加工余量）；
鉸孔：φ25H8mm。
表2-1 工序尺寸表(Procedure sizes table)
工序名稱 基本尺寸 加工余量 工序尺寸
鉆 23 0 23
擴(kuò) 23 1.8 24.8
鉸 24.8 0.2 25
（2）φ10H7mm孔，Ra＝1.6mm；
根據(jù)[1]表3.2-9，加工該孔的工藝為：
鉆→粗鉸→精鉸
鉆孔：φ9.8mm；
粗鉸：φ9.96mm；
精鉸：φ10H7mm。
表2-2 工序尺寸表(Procedure sizes table)
工序名稱 基本尺寸 加工余量 工序尺寸
鉆 9.8 0 9.8
粗鉸 9.8 1.8 9.96
精鉸 9.96 0.2 10
（3）φ14H7mm孔，Ra＝1.6mm；
根據(jù)[1]表3.2-9，加工該孔的工藝為：
鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸
鉆孔：φ13.0mm；
擴(kuò)孔：φ13.85mm； 2Z＝0.85mm（Z為單邊加工余量）；
粗鉸：φ13.95mm；
精鉸：φ14H7mm。
表2-3 工序尺寸表(Procedure sizes table)
工序名稱 基本尺寸 加工余量 工序尺寸
鉆 13 0 13
擴(kuò) 13 0.85 13.85
粗鉸 13.85 0.1 13.95
精鉸 13.95 0.05 14
（4）φ5mm圓錐孔，Ra＝1.6mm；
由于零件圖紙未給出具體的公差等級(jí)，現(xiàn)也按H7公差等級(jí)加工，按[1]表3.2-9，加工該孔的工藝為：
鉆→精鉸
鉆孔：φ4.8mm；
精鉸：φ5H7mm。
表2-4 工序尺寸表(Procedure sizes table)
工序名稱 基本尺寸 加工余量 工序尺寸
鉆 4.8 0 4.8
精鉸 4.8 0.2 5
（5）φ5.5mm孔，Ra＝3.2mm。
由于也未給出公差等級(jí)，現(xiàn)同樣按φ5mm圓錐孔加工方法：
鉆→精鉸
鉆孔：φ4.8mm；
精鉸：φ5.5H7mm。
表2-5 工序尺寸表(Procedure sizes table)
工序名稱 基本尺寸 加工余量 工序尺寸
鉆 4.8 0 4.8
精鉸 4.8 0.7 5.5
（6）外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（端面）。
查[1]表2.2～2.5，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 0.2mm
（7）其他尺寸直接鑄造得到
由于本設(shè)計(jì)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(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。
3.5 確定切削用量及基本工時(shí)
1．工序Ⅰ的切削用量及基本工時(shí)的確定：粗銑大端面。
選擇機(jī)床：X51立式銑床(主電動(dòng)機(jī)功率為4.5kw)
刀具選擇：高速鋼鑲齒套式面銑刀，直徑D=50mm，齒數(shù)Z=16，，T=180min（見[5]表14-71）。
根據(jù)查[5]表14-71，取每齒進(jìn)給量,又，知:
。
按機(jī)床選取銑刀轉(zhuǎn)數(shù)（[1]表4.2-36）則：
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
查[5]表15-18切入長度和切出長度分別取為： ，
查[1]表6.2-7知：
基礎(chǔ)工時(shí)。
2．工序Ⅱ的切削用量及基本工時(shí)的確定：粗、半精銑凸臺(tái)端面。
⑴粗銑凸臺(tái)端面：
選擇機(jī)床：X51立式銑床
刀具選擇：高速鋼鑲齒套式面銑刀（粗銑，；半精銑，），由前面加工余量的分析可知此處。直徑D=50mm，齒數(shù)Z=16（見[5]表10-40）。
，T=180min（見[5]表14-71）
取每齒進(jìn)給量
根據(jù)查[5]表14-71得：
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
查[5]表15-18切入長度和切出長度分別取為： ，
基本工時(shí)：
⑵半精銑凸臺(tái)端面：
選擇機(jī)床：X51立式銑床
刀具選擇：高速鋼鑲齒套式面銑刀，直徑D=50mm，齒數(shù)Z=16（見[5]表10-40）。
根據(jù)查[5]表14-71，及考慮到此步加工為半精銑取每齒進(jìn)給量
加工余量為Z=1mm
切削速度為
選用主軸轉(zhuǎn)速為則：
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)進(jìn)給量：
基本工時(shí)：
3．工序Ⅲ的切削用量及基本工時(shí)的確定：鉆、擴(kuò)、鉸通孔。
機(jī)床選擇：Z535（[1]表4.2-14）
⑴鉆孔：
選擇高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見[1]表3.1－6）
（[2]表2.7和[1]表4.2－16）
（[2]表2.15）硬度200－217
按機(jī)床選取（[1]表4.2－5）
實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：（[1]表6.2－5）其中和分別為刀具的切入長度和超出長度，查[5]表15-9取，。
⑵擴(kuò)孔：
選擇高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆（[1]表3.1－8）
由[2]表2.10得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的進(jìn)給量，并由[1]表4.2－16取
擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度。
由[2]表2.15得，故：
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：（公式由[5]表15-7查得）
⑶鉸孔：
選擇高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（[1]表3.1－17），
由[2]表2.24得，，
由[1]表4.2－16得，
按機(jī)床選取，則：
實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：
4．工序Ⅳ的削用量及基本工時(shí)的確定：鉆、粗鉸、精鉸孔。
機(jī)床選擇：Z525（[1]表4.2-14）
⑴鉆孔：
選擇高速鋼錐柄麻花鉆（[1]表3.1－6）
由[2]表2.7和[1]表4.2－16查得:
（[2]表2.15）
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：
⑵粗鉸孔：
選擇的高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（[1]表3.1－17）
由[2]表2.24和[1]表4.2－15查得:
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：
⑶精鉸孔：
選擇的高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（[1]表3.1－17）
由[2]表2.24和[1]表4.2－15查得:
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：
5.工序Ⅴ的切削用量及基本工時(shí)的確定：粗銑孔端面
機(jī)床選擇：X51立式銑床
刀具選擇：高速鋼鑲齒套式面銑刀，直徑D=40mm，齒數(shù)Z=14
由上文中加工余量知
取每齒進(jìn)給量
根據(jù)查[5]表14-71得:
。
按機(jī)床選取銑刀轉(zhuǎn)數(shù)（[1]表4.2-36），則：
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
查[5]表15-18切入長度和切出長度分別取為：
，
按[1]表6.2-5，
基礎(chǔ)工時(shí)
6．工序Ⅵ的切削用量及基本工時(shí)的確定：鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸的孔。
機(jī)床選擇：Z525（[1]表4.2-14）
(1)鉆孔：
選擇高速鋼錐柄麻花鉆（[1]表3.5－6）
由[2]表2.7和[1]表4.2－16查得：
（[2]表2.15）
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：
(2)擴(kuò)孔：
選擇高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆（[1]表3.1－8）
由[2]表2.10得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的進(jìn)給量，并由[1]表4.2－16取:
擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度。
由[2]表2.15得，故：
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：
(3)粗鉸孔：
選擇高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（[1]表3.1－17）
由[2]表2.24查得：
，，，
按機(jī)床選?。╗1]表4.2－15）
實(shí)際切削速度：
（[1]表4.2－16）
基本工時(shí)：
(4)精鉸孔：
選擇高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（[1]表3.1－17）
由[2]表2.24查得
，，
（[1]表42－16）
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：
7．工序Ⅶ的切削用量及基本工時(shí)的確定：鉆底孔，攻螺紋M10mm。
機(jī)床選擇：Z525（[1]表4.2-14）
⑴鉆底孔：
選用高速鋼錐柄麻花鉆（[1]表3.1－6）
由[2]表2.7和[1]表4.2－16查得：
（[2]表2.15）
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：
⑵攻螺紋M10mm：
刀具選擇：選擇M10mm高速鋼機(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距（查[1]表3.1-48），即：
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：（計(jì)算公式由[5]表15-22查得）
其中和分別為刀具的切入長度和超出長度，查[5]表15-3取:，。
8．工序Ⅸ的切削用量及基本工時(shí)的確定：加工的錐銷通孔。
機(jī)床選擇：Z525（[1]表4.2-14）
⑴鉆的圓錐孔：
刀具選擇：選擇的高速鋼錐柄麻花鉆
由[2]表2.7和[1]表4.2－16查得：
（[2]表2.15）
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：
⑵鉸的孔：
刀具選擇：選擇的高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（[1]表3.1－17）
由[2]表2.7和[1]表4.2－16查得：
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：
9.工序Ⅸ的切削用量及基本工時(shí)的確定：拉鍵槽6H9mm。
機(jī)床選擇：選用臥式內(nèi)拉床L6120
刀具選擇：選用鍵槽拉刀，拉削余量為3.5mm（[5]表10-44）
查[5]表14-118，確定拉鍵槽時(shí)的鍵槽拉刀的單面升齒為0.06mm，查[5]表8-76確定拉削速度為3.6m/min。
查[5]表15-32知切削工時(shí) ：
式中：---------單面余量為3.5mm
l---------拉削長度43mm
--------考慮校準(zhǔn)部分 的長度系數(shù)取1.2
K----------考慮機(jī)床反行程系數(shù) ，取1.4
v-----------拉削速度
----------拉刀單面升齒
Z-----------拉刀同時(shí)工作齒數(shù)
P-----------拉刀齒距
所以拉刀同時(shí)工作數(shù)：
拉削工時(shí)
10.工序Ⅹ的切削用量及基本工時(shí)的確定：銑1443mm槽。
機(jī)床選擇：選用X62型銑床
刀具選擇：選用高速鋼三面刃圓盤銑刀（整體直齒銑刀） ，，刀具壽命 (查[5]表14-78)
1)、根據(jù)[1]表3.1-27知：
粗銑 選定
因 走刀次數(shù)次 故走刀次數(shù)N為9次，最后一次=3mm 。
根據(jù)零件形狀，確定走刀長度為l=37mm。
2）、決定每齒進(jìn)給量
查[1]表4.2-38知X62型銑床的功率為7.5KW，中等剛度。
根據(jù)表3.3（ [2] ）：
現(xiàn)選取
3)、決定切削速度和每分鐘進(jìn)給量
由每齒進(jìn)給量,查[5]表14-78得:
。
按機(jī)床選取銑刀轉(zhuǎn)數(shù)（[1]表4.2-39），則：
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
4）、計(jì)算基本工時(shí)：
式中 l =37mm，根據(jù)[5]表15-16查得：
切入長度和超出長度：
則：
總時(shí)間：
11．工序Ⅺ的切削用量及基本工時(shí)的確定：鉆、鉸的孔。
機(jī)床選擇：Z525（[1]表4.2-14）
⑴鉆孔：
刀具選擇：選擇的高速鋼錐柄麻花鉆
由[2]表2.7和[1]表4.2－16查得：
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：
⑵鉸孔：
刀具選擇：選擇的高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（[1]表3.1－17）
由[2]表2.7和[1]表4.2－16查得：
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：
4 夾具設(shè)計(jì)
機(jī)床夾具是在金屬切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件的位置，并將其牢固地夾緊，以接受加工的工藝裝備。它的主要作用是：使工件定位和夾緊，可靠地保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此，機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。
它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過程中，機(jī)床夾具有很多種類型，其中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(jì)的夾具，具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便等優(yōu)點(diǎn)，故機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工作。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)和制造，適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)。
4.1 問題的提出
本次設(shè)計(jì)我選擇了工序Ⅵ鉆的孔的專用夾具。本夾具主要用來在立式鉆床Z525上鉆孔，刀具為的高速鋼錐柄麻花鉆。該工序要求孔檢查長為，孔軸線距孔軸線的距離為，還要保證孔的精度要求，在此基礎(chǔ)上考慮提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高加工質(zhì)量。
4.2 夾具設(shè)計(jì)
4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇和定位元件及其他元件設(shè)計(jì)選擇
經(jīng)過我的分析，在本夾具設(shè)計(jì)中定位方案選擇一面兩銷定位，一面為小端面，然后選擇兩定位銷，在孔和孔處各安裝一定位銷實(shí)現(xiàn)完全定位，一面限制了三個(gè)自由度，一個(gè)定位銷限制了一個(gè)自由度，兩個(gè)定位銷一起又限制了一個(gè)自由度。
該工序要求孔檢查長為，孔軸線距孔軸線的距離為，由于小端面經(jīng)過半精銑，精度比較高，因而工序以小端面，孔和孔定位，保證孔深，同時(shí)便于立式鉆床加工。
在上述的定位元件中，定位銷選擇固定式定位銷，查[6]表2-1-2選擇和兩定位銷。
由于被鉆孔直徑大于時(shí)，易采用固定式鉆模（由[6]表3-3-1查得），所以本夾具體選擇固定式鉆模，其在使用時(shí)被固定在鉆床工作臺(tái)上；鉆模板是供安裝鉆套用的，鉆模板多裝配在夾具體或支架上，考慮到本工序的加工要求，在本夾具設(shè)計(jì)中選擇固定式鉆模板，它和鉆模夾具體的連接采用銷釘定位，用螺釘緊固成一整體，結(jié)構(gòu)剛度好，加工孔的位置精度較高；鉆套選擇：考慮到加工要求，查[6]表2-1-47選擇快換鉆套，規(guī)格為其標(biāo)準(zhǔn)為：，材料為；根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，選擇氣缸夾緊機(jī)構(gòu)，由氣缸活塞推動(dòng)槽面壓塊直接夾緊工件。
4.2.2 切削力、夾緊力計(jì)算，夾緊裝置的設(shè)計(jì)與選擇
在機(jī)械加工過程中，工件將受到切削力、離心力、慣性力等外力的作用，為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)或位移，一般在夾具機(jī)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。
在本設(shè)計(jì)方案中選用的是氣缸夾緊機(jī)構(gòu)，夾具方向水平向左，通過槽面壓塊的作用直接夾緊工件，具體夾緊裝置見附圖。這種夾緊裝置簡單實(shí)用，且對(duì)于大批量生產(chǎn)能較快裝夾工件，勞動(dòng)強(qiáng)度較小，可提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
在本工序中刀具為高速鋼錐柄麻花鉆，鉆頭直徑為，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為：，切削力為：
（查[6]表1-2-7）
其中為修正系數(shù)，查[6]表1-2-8知：
,取得
在計(jì)算夾緊力時(shí)要考慮安全系數(shù)：
其中：基本安全系數(shù)
：加工性質(zhì)系數(shù)
：刀具鈍化系數(shù)
：斷續(xù)切削系數(shù)
查表得，，，
則：
實(shí)際夾緊力為：(查[6]表1-2-11)
其中和為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，由[6]表1-2-12查得，因此實(shí)際夾緊力為：,經(jīng)分析實(shí)際上氣缸產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力大于,故本夾具可安全工作。
4.2.3 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和位置精度要求方面的加工誤差，對(duì)于夾具設(shè)計(jì)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，即可認(rèn)為定位方案符合加工要求。
對(duì)于本次設(shè)計(jì)的夾具，需保證的尺寸要求：孔深，保證加工孔軸線與孔軸線垂直距離為，對(duì)于的要求，由于定位基準(zhǔn)也是圓柱小端面，故基準(zhǔn)不重合誤差為零，且由于圓柱小端面經(jīng)過半精銑，表面粗糙度達(dá)到，故可認(rèn)為圓柱小端面的平面度誤差為零，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。
對(duì)于本工序要求，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)同為孔和孔中心線，故基準(zhǔn)不重合誤差為零，基準(zhǔn)位置度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，都經(jīng)過精鉸，故基準(zhǔn)位置誤差也可以忽略，只要兩定位銷的標(biāo)準(zhǔn)尺寸以及相對(duì)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。
4.2.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為提高生產(chǎn)率，首先想到是怎么樣方便的安裝和拆卸，本道工序是采用了氣缸夾緊的方式。由于本夾具是對(duì)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：提高毛坯的精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；夾具體上裝有快換鉆套，使夾具在一批零件之間能加工不同要求的零件。
本夾具在安裝工件時(shí)，應(yīng)先通過氣缸調(diào)節(jié)夾緊工件的槽面壓塊退出足夠空間，以便安裝工件，然后使工件的孔穿過定位銷，使工件底部的孔穿過定位銷，將圓柱小端面緊靠在定位板上的支撐面上，這樣工件以圓柱小端面為定位基準(zhǔn)安裝。工件裝好后，氣缸推動(dòng)槽面壓塊使其緊靠圓柱大端面，并夾緊工件。加工完成后，只需通過氣缸調(diào)節(jié)槽面壓塊即可取下工件。
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。本夾具平面墊圈是受力部件，夾緊時(shí)檢查其是否發(fā)生受力變形，如果變形，應(yīng)及時(shí)設(shè)法修正，這樣才能保證加工精度，為使其變形小，需要嚴(yán)格控制夾緊力。
鉆床夾具裝配圖見附圖2。
總結(jié)
在畢業(yè)前的最后一次設(shè)計(jì)即畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，對(duì)于我們大學(xué)生來說，這是一項(xiàng)很重要的工作，它是對(duì)我們大學(xué)四年來所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次綜合考察。雖然說每個(gè)人只有一個(gè)設(shè)計(jì)題目，但它需要用到我們學(xué)過的很多知識(shí)，而且需要我們查閱大量的資料，當(dāng)然在設(shè)計(jì)期間我也確實(shí)查閱了圖書館大量的相關(guān)書籍，并且從網(wǎng)上下載了圖書館中沒有的書籍資料。老師分配給我們的設(shè)計(jì)題目雖然看似簡單，但是做起來并不是那么容易，在設(shè)計(jì)過程中會(huì)遇到這樣那樣的問題，我想這也是正常的，畢竟有些知識(shí)以前并沒有深入學(xué)習(xí)。我們都非常重視這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，都以認(rèn)真的態(tài)度對(duì)待這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，因?yàn)樗俏覀冏呱瞎ぷ鲘徫磺暗囊淮尉C合測(cè)評(píng)，也是一次動(dòng)手實(shí)踐的好機(jī)會(huì)。
在寒假前指導(dǎo)老師就已經(jīng)把這次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目給了我們，所以我也在寒假期間仔細(xì)復(fù)習(xí)了設(shè)計(jì)要用到的以前學(xué)習(xí)的知識(shí)，一個(gè)寒假下來我在大腦中對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已有了一定的構(gòu)思。因?yàn)閷I(yè)的關(guān)系，我設(shè)計(jì)的是CA6140車床手柄座的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)，寒假回來后我們?nèi)⒓庸S實(shí)習(xí)，借此機(jī)會(huì)我仔細(xì)得了解了CA6140車床，實(shí)習(xí)回來后進(jìn)入設(shè)計(jì)階段，通過指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和查閱相關(guān)書籍我的設(shè)計(jì)工作一天天的進(jìn)行，在此過程中，我發(fā)現(xiàn)自已還有很多東西要學(xué)習(xí)，專業(yè)知識(shí)方面自己還有要強(qiáng)化的地方。
隨著設(shè)計(jì)工作的深入，我的設(shè)計(jì)工作在一項(xiàng)一項(xiàng)的完成，工藝設(shè)計(jì)、二維圖形繪制、三維圖形繪制、工序卡片的制作、說明書的編寫等，每當(dāng)完成一項(xiàng)工作時(shí)我都會(huì)有很大的成就感，在設(shè)計(jì)過程中我是邊復(fù)習(xí)邊學(xué)習(xí)，整個(gè)過程下來感覺到自己的專業(yè)知識(shí)扎實(shí)了很多。
通過將近四個(gè)月的不懈努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)馬上就完成了，雖然過程很辛苦，但是我感到很充實(shí)。在這個(gè)過程中我復(fù)習(xí)了大學(xué)四年中學(xué)過的很多知識(shí)，同時(shí)我也學(xué)習(xí)了不少新的知識(shí)，就拿Pro/e軟件來說，以前只是淺嘗輒止的學(xué)習(xí)了一下，不過在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我的三維造型都是用Pro/e軟件制作成的，我對(duì)該軟件進(jìn)行了深入的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在我可以熟練地運(yùn)用該軟件了，還有二維繪圖軟件AutoCAD,我也可以熟練地操作了。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我深刻體會(huì)到我們平時(shí)所學(xué)的知識(shí)都是大有用處的，只是不到用的時(shí)候我們看不到而已。我還領(lǐng)悟到畢業(yè)設(shè)計(jì)意義重大，它是我們進(jìn)入工作崗位前的一次訓(xùn)練，它把我們大學(xué)四年來學(xué)到的知識(shí)串聯(lián)了起來，讓我們對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了一次復(fù)習(xí)，同時(shí)鍛煉了我們?cè)O(shè)計(jì)能力和動(dòng)手實(shí)踐能力，它給我們提供了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，它是我們寶貴的財(cái)富。當(dāng)然由于設(shè)計(jì)時(shí)間和我個(gè)人能力的有限，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中可能還會(huì)存在一些不完善和錯(cuò)誤之處，希望老師能給予批評(píng)指正，在今后的設(shè)計(jì)中我會(huì)加以改進(jìn)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)四年的終點(diǎn)，同時(shí)又是我們踏入工作崗位或走入其他人生道路的起點(diǎn)。我會(huì)珍惜這個(gè)人生轉(zhuǎn)折點(diǎn)，帶著這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)前儲(chǔ)備的豐富知識(shí)，我會(huì)在這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)會(huì)放眼更加美好的明天。
致謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們畢業(yè)前都要進(jìn)行的一項(xiàng)任務(wù)，每個(gè)同學(xué)都會(huì)有一個(gè)指導(dǎo)老師，我們的設(shè)計(jì)題目均由指定老師分配。
我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師是張春雨老師，在設(shè)計(jì)過程中他對(duì)我進(jìn)行了悉心的指導(dǎo)。每當(dāng)遇到自己解決不了的難題時(shí)，我就會(huì)去找指導(dǎo)老師，雖然他很忙，但是每次他都會(huì)耐心地給我指導(dǎo)，幫我分析問題所在，介紹一些很有查閱價(jià)值的圖書資料給我，他對(duì)待我們學(xué)生很和藹，非常關(guān)心同學(xué)，他還是一個(gè)工作認(rèn)真，嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的老師，在這里我非常感謝張春雨老師在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中給予我的指導(dǎo)和幫助！
另外，在設(shè)計(jì)過程中有時(shí)我遇到問題時(shí)還會(huì)向同學(xué)尋求幫助，他們也會(huì)認(rèn)真地給幫我分析問題，也在一定程度上幫助了我，我也從他們身上學(xué)到了不少東西，我也非常感謝他們的幫助！
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[13] 郭澤寶.工藝規(guī)程中加工余量的分析.[J].《生產(chǎn)技術(shù)與工藝管理》2004年第2期
CA6140 lathe handle seat procedure and fixture design
Abstract: This design content involves the machining technology and the machine tool's fixture design, metal cutting machine tools, tolerance matching, and other aspects of knowledge. This I design CA6140 lathe handle seat procedure and fixture design including parts processing process design, process design and special fixture design three parts. In process design are analyzed firstly, understand the parts of the process to design a parts of blank, and choose a good structure, key benchmark parts processing of every process is to determine the process equipment and cutting dosages; Then, choose the design of special fixture designed fixture component parts, such as positioning components, clamping components, guide components, clip the concrete and the tools of connecting parts and other components, Calculate fixture locating the positioning error occurred when the rationality of fixture structure, analysis and deficiencies.
Key words: technology, handle seat, cutting dosages, clamping, positioning
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附圖
圖1 CA6140車床手柄座毛坯圖(CA6140 lathe handle seat blank figure)
圖3 鉆孔的專用夾具三維圖(Drill holes in the special jig 3d map)
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