凸輪桿的鉆Ф20孔夾具設計及加工工藝含非標9張CAD圖.zip,凸輪,20,夾具,設計,加工,工藝,非標,CAD 凸輪桿設計工藝及夾具設計 摘要 在經(jīng)濟飛速向前的當下，制造業(yè)快速發(fā)展的今天。非標零件的尺寸、結構也千變?nèi)f化。以往設計的通用夾具，越來越多的面臨淘汰。所以專用夾具的設計與生產(chǎn)越來越廣泛。專用夾具的研究其主要內(nèi)容有定位方案、夾緊方案的確定，定位元件、夾緊元件的選擇，導向裝置的選擇等等。 本次設計研究的對象是凸輪桿。設計內(nèi)容包括2個方面：1、工藝分析；2、鉆Ф20孔鉆床專用夾具設計。凸輪桿是機器上不可或缺的零件之一，為機器及零部件的正常運轉(zhuǎn)提供保障。 從零件結構分析入手，合理選擇定位基準，各種刀具參數(shù)選擇以及切削用量的選擇等。在安排工藝過程時，根據(jù)加工要求不同，需要進行粗精加工。另外還確定了切削參數(shù)，加工工時，填寫工藝過程卡片和工序卡片。專用夾具設計內(nèi)容有：確定定位方案及元件，確定夾緊方案及元件，確定導向裝置，計算切削力及夾緊力等。 關鍵詞：凸輪桿、工藝、Ф20孔、鉆床、專用夾具 II Abstract With the rapid development of the economy, manufacturing industry is developing rapidly today. The size and structure of non-standard parts are also ever-changing. In the past, more and more common fixtures have been eliminated. Therefore, the design and production of special fixture are more and more extensive. The main contents of the research of special fixture include positioning scheme, clamping scheme determination, positioning element, clamping element selection, guiding device selection and so on. The object of this study is the cam bar. The design content includes 2 aspects: 1, process analysis; 2, drill jig 20 hole drilling special fixture design. Cam rod is one of the indispensable parts of the machine, which provides guarantee for the normal operation of the machine and parts. Starting from the analysis of part structure, the location datum, tool parameters and cutting parameters are selected reasonably. When arranging the technological process, rough finishing is required according to different processing requirements. In addition, cutting parameters, machining hours, process process cards and process cards were determined. The design contents of special fixture include: determining the positioning scheme and components, determining the clamping scheme and components, determining the guiding device, calculating the cutting force and clamping force, etc. Key words: cam rod, process, 20 hole, drilling machine, special fixture 目 錄 摘要 I Abstract II 1 緒論 1 1.1 機床夾具的組成 1 1.2 機床夾具的分類 1 1.3 機床夾具的發(fā)展趨勢 2 1.4 夾具設計的特點和基本要求 3 1.4.1夾具設計的特點 3 1.4.2設計的基本要求 3 2 零件的作用、組成表面及技術要求 4 2.1 零件的作用 4 2.2 零件的組成表面 4 2.3 零件的技術要求 4 2.4 零件的形位公差 5 3 零件的工藝分析及設計 6 3.1 確定零件的生產(chǎn)類型及毛坯的制造形式 6 3.1.1確定零件的生產(chǎn)類型 6 3.1.2確定毛坯的制造形式 6 3.2 基準的選擇與確定 6 3.3 加工工藝路線的確定 7 3.4 加工設備及加工裝備的選擇 7 3.5 確定加工余量 8 3.6 計算切削用量、基本時間及輔助時間 11 4 鉆Ф20孔專用夾具設計 28 4.1 定位方案及裝置的確定 28 4.1.1設計定位方案應滿足的要求 28 4.1.2定位方案的確定 28 4.1.3定位元件的確定 28 4.2 夾緊方案及裝置的確定 29 4.2.1設計夾緊裝置應遵循的原則 29 4.2.2夾緊裝置滿足的基本要求 30 4.2.3夾緊方案的確定 30 4.2.4夾緊元件的確定 31 4.3 夾具體的設計 31 4.4 確定導向裝置—鉆套 32 4.5 計算切削力 32 4.6 計算夾緊力 32 4.7 分析與計算定位誤差 33 5 結論 35 6 致謝 36 參考文獻 37 III 1 緒論 1.1 機床夾具的組成 通常，夾具的組成部分如下： 1、定位裝置 定位裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置。常用的定位元件支承釘，定位銷，V形塊等。 2、夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時所占據(jù)的位置，在加工過程中不因受外力作用而產(chǎn)生位移，同時可以減輕或防止振動。它通常由夾緊元件，傳動機構，和動力裝置組成。 3、對刀，引導裝置 對刀，引導裝置的作用是確定刀具相對于夾具的位置，或引導刀具進行加工。常用的對刀，引導元件對刀塊，鉆套等。 4、其它元件及裝置 根據(jù)夾具特殊功能需要而設置一些元件或裝置，如分度裝置，靠模裝置，連接件，操作件以及其它輔助元件等 1.2 機床夾具的分類 用的比較多的夾具有通用的夾具，還有專用的夾具，還有可以調(diào)整的夾具，還有組合夾具，以及自動線的夾具這五種類型。 1、通用夾具 這種夾具的構造和大小都已經(jīng)按照固定的規(guī)格，并且這種類型的夾具是可以通用的，它的好處就是可以適應的地方非常多，在用的時候基本上不需要進行調(diào)整，或者有的時候只要調(diào)整一點，就可以對需要加工的零件進行裝夾。這種夾具現(xiàn)在在市面上銷售的很多。比方說三爪定心卡盤，還有頂尖，中心架等等這些。如果在生產(chǎn)的時候用這種夾具，那么整個生產(chǎn)花費的時間就沒有那么長，并且在生產(chǎn)過程中使用的夾具類型就比較少，這樣一來產(chǎn)品的成本自然就降低了很多。不過，它不好的地方就是生產(chǎn)的時候，精度沒有那么高，并且生產(chǎn)力也不高，另外如果說需要加工的零件比較復雜，那么用這種夾具進行裝夾的時候就比較困難了，所以說，它只能生產(chǎn)數(shù)量不多的某一件的產(chǎn)品。 2、專用夾具 這種類型的夾具是用來對某一個，或者是某一個工序來進行使用的。這種夾具針對性是非常高的。一般是生產(chǎn)數(shù)量比較多，對穩(wěn)定性要求高的時候使用，不管是生產(chǎn)效率還是生產(chǎn)時候的精度都是非常高的。 3、可調(diào)夾具 這種類型的夾具，它的一些零部件是可以更換，或者是可進行調(diào)整，在很多產(chǎn)品的夾具上都是用了，它有兩種類型，一種是通用的，還有一種是成組的。 4、組合夾具 組合夾具的組成部分是可以來回進行使用的標準夾具，它是可以用來進行連接，也可以用來拆裝的。按照需要生產(chǎn)產(chǎn)品的工藝需求，在最快的速度將專用夾具組裝起來，夾具用好了之后，可以非常便利的將夾具拆下來。這種夾具一般都是用在數(shù)量不多，產(chǎn)品不大的生產(chǎn)過程中，這種夾具的成本不是很高。 5、自動線夾具 對這種類型的夾具進行分類，一類是固定式的，這種夾具跟專用夾具是比較像的；還有一類夾具是隨行的，就算是在進行生產(chǎn)加工的時候，夾具跟產(chǎn)品一起進行動作，產(chǎn)品順著自動線，從一個工位移動到另一個工位。 1.3 機床夾具的發(fā)展趨勢 1、夾具元件多功能模塊化 它是可以跟別的零部件進行組裝，加工時候一起進行工作，這樣一來機械的多功能比例就高了很多。比方說，現(xiàn)在用的各種類型的定位夾緊座、定位壓緊支承、精密虎鉗等板塊都是可以進行定位、還能能進行夾緊、進行調(diào)節(jié)等等，不管是哪一個單件都可以單獨來用，不過這些工件組裝起來之后還能用，組裝的工件可以是一樣的，也可以是不一樣的，在機床上用這種類型的夾具之后，機床停下來的時間就少了很多，這樣一來機床不管是加工也好，數(shù)控也好效率都提高了很多。 2、高強度、高剛性、高精度 要想生產(chǎn)時候的效率高一些，生產(chǎn)工件花費的時間短一些，現(xiàn)在生產(chǎn)工件速度更快，切削量更大，并且工序的集中度更高，在對工件進行定位夾緊了之后，還有很多工序，要銑，要鉆，要鏜等等。切削力一直在改變，切削力的方向也在改變，那么夾具的柔性要非常高才行，這樣一來工件被進行加工的時候精度才會很高。 3、專用夾具、組合夾具、成組夾具一體化 現(xiàn)在車間里面的機床功能是非常多的，并且工序的集中度也是很高的，只要定位一次工件，可以進行很多道工序，那么在機床上的夾具系統(tǒng)必須是可以來回使用的，并且還能進行調(diào)整的，這個系統(tǒng)必須統(tǒng)一，標準才行，通過這些零部件的各種組合，這樣夾具可以有很多形式，有很多構造，并且這個夾具可以來回使用，這種夾具可以用在生產(chǎn)數(shù)量不太多，或者說只生產(chǎn)某一種零件的時候用。這種系統(tǒng)不僅具備了組合夾具的好處，在進行組裝的時候非常簡單，并且可靠性更高，還能對零部件進行調(diào)整，這樣一來成組夾具的好處都有了。要想讓夾具跟機床進行定位連接的時候方便一些，要想方便夾具跟機床進行定位連接的時候方便一些，那么夾具基體的標準必須要同意，這樣一來夾具的發(fā)展方向就是一體化，組合化，這樣就可以更加現(xiàn)代化。 4、工件夾緊快速化、自動化 要想生產(chǎn)零件的時候輔助時間少一些，讓勞動強度輕一些，裝夾工件，拆卸工件的時候要機械化，自動化。夾緊工件的時候，原來只是單單對工件壓緊，現(xiàn)在可以對板塊進行調(diào)整，這樣就可以在最快的速度進行組裝，夾緊的速度也非?？?。要是生產(chǎn)零件的數(shù)量比較多，液壓夾具、啟動夾具都可以對工件進行自動化快速夾緊。 1.4 夾具設計的特點和基本要求 1.4.1夾具設計的特點 1、針對性強，設計人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況。 2、保證加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率是夾具設計的兩項主要任務，而保證加工質(zhì)量又是第一位的。因此，設計時應重點把住定位方案的確定和精度分析這兩道關。對于制造精度要求不高零件，其夾具設計應該重點保證提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動條件。 3、夾緊機構對整個夾具結構起決定性作用。 4、夾具的制造多屬于單件生產(chǎn)，因此，設計時應考慮采用組合加工，修配和調(diào)整等措施來保證夾具的制造精度，盡可能地考慮設置修配和調(diào)整環(huán)節(jié)，而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。設計周期短，一般不進行強度剛度計算。 1.4.2設計的基本要求 1、夾具的構造應與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應，正確處理好質(zhì)量、效率、方便性與經(jīng)濟性四者的關系。保證工件精度。 2、保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運輸，保證安全第一。 3、注意結構工藝性，對加工、裝配、檢驗和維修等問題應通盤考慮，以降低制造成本。 38 2 零件的作用、組成表面及技術要求 2.1 零件的作用 凸輪桿是機器上不可或缺的零件之一，為機器及零部件的正常運轉(zhuǎn)提供保障。下圖2.1為凸輪桿零件圖。 圖2.1 凸輪桿零件圖 2.2 零件的組成表面 1、Ф20內(nèi)孔所在的表面及端面； 2、M45X1.5外螺紋所在的表面及端面； 3、C1和C1.5倒角所在的表面及端面； 4、Ф74.5、Ф50f9、Ф45外圓所在的表面及端面； 5、Ф23.825錐孔所在的表面及端面； 6、尺寸11、R8、Ф105、Ф89、R65和R10組成的表面及端面； 2.3 零件的技術要求 1、Ф23.825錐孔所在的表面，其表面粗糙度公差為Ra0.8； 2、Ф74.5外圓右端面，其表面粗糙度公差為Ra0.8； 3、Ф50f9外圓所在表面，其表面粗糙度公差為Ra0.8； 4、2處尺寸11所在上下端面，其表面粗糙度公差為Ra0.8； 5、2處尺寸R65外圓所在表面，其表面粗糙度公差為Ra0.8； 6、其余未注表面粗糙度公差的表面，其表面粗糙度公差為Ra6.3。 2.4 零件的形位公差 Ф74.5外圓所在右端面，相對于Ф50f9外圓所在軸線的垂直度公差為0.03。 3 零件的工藝分析及設計 3.1 確定零件的生產(chǎn)類型及毛坯的制造形式 3.1.1確定零件的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)類型一般可分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)以及大量生產(chǎn)三種類型。查表以及集合任務書，確定凸輪桿的生產(chǎn)類型是成批生產(chǎn)。 3.1.2確定毛坯的制造形式 由于凸輪桿零件的材料要求選用45鋼，抗拉強度和塑性低，但鑄造性能和減震性能好，因此應選用毛坯類型為鑄件，較高強度鑄鐵，基體為珠光體，強度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性也良好；鑄造性能較好，需要進行人工時效處理。該零件是成批生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，所以選用鍛造，其生產(chǎn)效率比手工制砂型高數(shù)倍至數(shù)十倍，特別適合成批生產(chǎn)，雖然設備昂貴，但工人的技術水平要求較低，對中小型鍛件的質(zhì)量穩(wěn)定性也有明顯提高。 因為凸輪桿外形結構比較簡單。選擇鍛造成型，采用毛坯形狀與零件盡量接近。圖3.1為凸輪桿毛坯圖。 圖3.1 凸輪桿毛坯圖 3.2 基準的選擇與確定 1、粗基準的選擇 通過對零件的分析，選擇Φ110的外圓及端面作為粗基準。 2、精基準的選擇 通過對零件的分析，選擇Φ50f9外圓及端面作為精基準。 3.3 加工工藝路線的確定 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，盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。本次零件其加工工藝路線方案如下： 工序1、鍛造； 工序2、熱處理：時效退火，去應力； 工序3、粗車196右端面，Ф74.5、Ф50f9、Ф45外圓及端面； 工序4、粗車196左端面； 工序5、熱處理：桿體調(diào)質(zhì)處理220-250HBW； 工序6、半精車Ф74.5，Ф50f9及Ф45外圓； 工序7、精車Ф74.5，Ф50f9及Ф45外圓； 工序8、粗車3X0.5砂輪越程槽及M45X1.5外螺紋； 工序9、鉆、擴、鉸Ф20孔； 工序10、粗鏜、半精鏜、精鏜Ф23.825錐孔，Ф64X3倒角； 工序11、粗銑、半精銑、精銑大頭凸輪外輪廓； 工序12、熱處理：凸輪圓周面及錐孔火焰淬火45-50HRC； 工序13、磨削Ф50f9外圓及左臺階面； 工序14、磨削Ф23.825錐孔； 工序15、磨削大頭凸輪外輪廓； 工序16、清洗； 工序17、終檢； 工序18、入庫。 3.4 加工設備及加工裝備的選擇 通過上面對加工工藝路線的確定，其加工需完成車削、鉆削以及插削。加工機床及加工裝備的選擇如下： 1、車削加工 （1）加工設備：CA6140臥式車床； （2）裝夾裝備：三爪卡盤； （3）車削刀具：端面、外圓以及內(nèi)孔車刀； （4）測量工具：游標卡尺； 2、鉆削加工 （1）加工設備：Z525立式鉆床； （2）裝夾裝備：專用夾具； （3）鉆削刀具：鉆頭、絲錐鉆； （4）測量工具：游標卡尺、螺紋量規(guī)； 3、鏜削加工 （1）加工設備：T618臥式鏜床； （2）裝夾裝備：專用夾具； （3）鏜削刀具：內(nèi)孔鏜刀； （4）測量工具：游標卡尺； 4、銑削加工 （1）加工設備：XH714數(shù)控銑床； （2）裝夾裝備：專用夾具； （3）銑削刀具：立銑刀； （4）測量工具：圓弧量規(guī)； 5、磨削加工 （1）加工設備：M1420-520外圓磨床； （2）裝夾裝備：專用夾具； （3）磨削刀具：砂輪； （4）測量工具：千分尺。 3.5 確定加工余量 工序1、鍛造； 工序2、熱處理：時效退火，去應力； 工序3、粗車196右端面，Ф74.5、Ф50f9、Ф45外圓及端面； 工步1：粗車196右端面； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為2mm； 工步2：粗車Ф74.5外圓及端面； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為1mm（單邊）； 工步3：粗車Ф50f9外圓及端面； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為1mm（單邊）； 工步4：粗車Ф45外圓及端面； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為2.5mm（單邊）； 工序4、粗車196左端面； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為2mm； 工序5、熱處理：桿體調(diào)質(zhì)處理220-250HBW； 工序6、半精車Ф74.5，Ф50f9及Ф45外圓； 工步1：半精車Ф74.5外圓及端面； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為0.75mm（單邊）； 工步2：半精車Ф50f9外圓及端面； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為0.75mm（單邊）； 工步3：半精車Ф45外圓及端面； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為0.75mm（單邊）； 工序7、精車Ф74.5，Ф50f9及Ф45外圓； 工步1：精車Ф74.5外圓及端面； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為0.25mm（單邊）； 工步2：精車Ф50f9外圓及端面； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為0.25mm（單邊）； 工步3：精車Ф45外圓及端面； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為0.25mm（單邊）； 工序8、粗車3X0.5砂輪越程槽及M45X1.5外螺紋； 工步1：粗車3X0.5砂輪越程槽； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為0.5mm（單邊）； 工步2：粗車M45X1.5外螺紋； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為0.5mm（單邊）； 工序9、鉆、擴、鉸Ф20孔； 工步1：鉆Ф20孔的底孔； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為2.5mm（單邊）； 工步2：擴Ф20孔； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為7.4mm（單邊）； 工步3：鉸Ф20孔； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為0.1mm（單邊）； 工序10、粗鏜、半精鏜、精鏜Ф23.825錐孔，Ф64X3倒角； 工步1：粗鏜Ф23.825錐孔； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為1mm（單邊）； 工步2：半精鏜Ф23.825錐孔； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為0.75mm（單邊）； 工步3：精鏜Ф23.825錐孔； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為0.25mm（單邊）； 工步4：粗鏜Ф64X3倒角； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為2mm（單邊）； 工序11、粗銑、半精銑、精銑大頭凸輪外輪廓； 工步1：粗銑大頭凸輪外輪廓； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為1mm； 工步2：半精銑大頭凸輪外輪廓； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為0.75mm； 工步3：精銑大頭凸輪外輪廓； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為0.25mm； 工序12、熱處理：凸輪圓周面及錐孔火焰淬火45-50HRC； 工序13、磨削Ф50f9外圓及左臺階面； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為0.01mm（單邊）； 工序14、磨削Ф23.825錐孔； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為0.01mm（單邊）； 工序15、磨削大頭凸輪外輪廓； 查閱切削加工手冊，取本工步加工余量為0.01mm（單邊）； 工序16、清洗； 工序17、終檢； 工序18、入庫。 3.6 計算切削用量、基本時間及輔助時間 工序1、鍛造； 工序2、熱處理：時效退火，去應力； 工序3、粗車196右端面，Ф74.5、Ф50f9、Ф45外圓及端面； 工步1：粗車196右端面； 1、設備：CA6140臥式車床；該車床是依然是現(xiàn)在企業(yè)加工車間中，最為常見和常用的機床，該機床能夠?qū)α慵耐鈭A、端面、內(nèi)孔、螺紋孔等進行加工。粗加工的時候其加工精度能夠保證在80-10um；半精加工的時候其加工精度能夠保證在10-2.5um；精加工的時候其加工精度能夠保證在5-1.25um；因此，該工步的加工精度能夠得到保證。 2、刀具：合金車刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量2mm； 5、進給量。 6、切削速度=45m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=330r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=27，則 9、輔助時間 式中：，則 工步2：粗車Ф74.5外圓及端面； 1、設備：CA6140臥式車床； 2、刀具：合金車刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量1mm； 5、進給量。 6、切削速度=45m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=200r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=16，則 9、輔助時間 式中：，則 工步3：粗車Ф50f9外圓及端面； 1、設備：CA6140臥式車床； 2、刀具：合金車刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量1mm； 5、進給量。 6、切削速度=45m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=280r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=174，則 9、輔助時間 式中：，則 工步4：粗車Ф45外圓及端面； 1、設備：CA6140臥式車床； 2、刀具：合金車刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量2.5mm； 5、進給量。 6、切削速度=45m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=330r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=89，則 9、輔助時間 式中：，則 工序4、粗車196左端面； 1、設備：CA6140臥式車床； 2、刀具：合金車刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量2mm； 5、進給量。 6、切削速度=45m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=330r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=55，則 9、輔助時間 式中：，則 工序5、熱處理：桿體調(diào)質(zhì)處理220-250HBW； 工序6、半精車Ф74.5，Ф50f9及Ф45外圓； 工步1：半精車Ф74.5外圓及端面； 1、設備：CA6140臥式車床； 2、刀具：合金車刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.75mm； 5、進給量。 6、切削速度=55m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=280r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=14.25，則 9、輔助時間 式中：，則 工步2：半精車Ф50f9外圓及端面； 1、設備：CA6140臥式車床； 2、刀具：合金車刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.75mm； 5、進給量。 6、切削速度=55m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=330r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=85，則 9、輔助時間 式中：，則 工步3：半精車Ф45外圓及端面； 1、設備：CA6140臥式車床； 2、刀具：合金車刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.75mm； 5、進給量。 6、切削速度=55m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=450r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=89.75，則 9、輔助時間 式中：，則 工序7、精車Ф74.5，Ф50f9及Ф45外圓； 工步1：精車Ф74.5外圓及端面； 1、設備：CA6140臥式車床； 2、刀具：合金車刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.25mm； 5、進給量。 6、切削速度=65m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=280r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=14，則 9、輔助時間 式中：，則 工步2：精車Ф50f9外圓及端面； 1、設備：CA6140臥式車床； 2、刀具：合金車刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.25mm； 5、進給量。 6、切削速度=65m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=450r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=85，則 9、輔助時間 式中：，則 工步3：精車Ф45外圓及端面； 1、設備：CA6140臥式車床； 2、刀具：合金車刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.25mm； 5、進給量。 6、切削速度=65m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=450r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=90，則 9、輔助時間 式中：，則 工序8、粗車3X0.5砂輪越程槽及M45X1.5外螺紋； 工步1：粗車3X0.5砂輪越程槽； 1、設備：CA6140臥式車床； 2、刀具：合金車刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.5mm； 5、進給量。 6、切削速度=45m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=330r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=3，則 9、輔助時間 式中：，則 工步2：粗車M45X1.5外螺紋； 1、設備：CA6140臥式車床； 2、刀具：合金車刀； 3、量具：螺紋量規(guī)； 4、背吃刀量0.5mm； 5、進給量。 6、切削速度=45m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=330r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=25，則 9、輔助時間 式中：，則 工序9、鉆、擴、鉸Ф20孔； 工步1：鉆Ф20孔的底孔； 1、設備：Z525立式鉆床；鉆床的型號有Z3040、Z3050等等，本次選擇最為常見，性價比比較高的Z525立式鉆床。該鉆床能夠完成圓柱孔、螺紋孔、錐銷孔的鉆削、擴孔、鉸孔鉆螺紋孔等等加工。鉆孔加工的時候其加工精度能夠保證在20-5um；擴孔加工的時候其加工精度能夠保證在10-2.5um；鉸孔加工的時候其加工精度能夠保證在5-1.25um；因此，該工步的加工精度能夠得到保證。 2、刀具：麻花鉆； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量2.5mm； 5、進給量。 6、切削速度=8m/min。 7、實際轉(zhuǎn)速及切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=525r/min； 實際切削速度為 8、基本時間 式中：l=196，則 9、輔助時間 式中：，則 工步2：擴Ф20孔； 1、設備：Z525立式鉆床； 2、刀具：擴孔鉆； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量7.4mm； 5、進給量。 6、切削速度=20m/min。 7、實際轉(zhuǎn)速及切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=331r/min； 實際切削速度為 8、基本時間 式中：l=196，則 9、輔助時間 式中：，則 工步3：鉸Ф20孔； 1、設備：Z525立式鉆床； 2、刀具：鉸孔鉆； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.1mm； 5、進給量。 6、切削速度=30m/min。 7、實際轉(zhuǎn)速及切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=423r/min； 實際切削速度為 8、基本時間 式中：l=196，則 9、輔助時間 式中：，則 工序10、粗鏜、半精鏜、精鏜Ф23.825錐孔，Ф64X3倒角； 工步1：粗鏜Ф23.825錐孔； 1、設備：T618臥式鏜床； 2、刀具：合金鏜刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量1mm； 5、進給量。 6、切削速度=25m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=360r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=41，則 9、輔助時間 式中：，則 工步2：半精鏜Ф23.825錐孔； 1、設備：T618臥式鏜床； 2、刀具：合金鏜刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.75mm； 5、進給量。 6、切削速度=30m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=400r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=41，則 9、輔助時間 式中：，則 工步3：精鏜Ф23.825錐孔； 1、設備：T618臥式鏜床； 2、刀具：合金鏜刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.25mm； 5、進給量。 6、切削速度=35m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=500r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=41，則 9、輔助時間 式中：，則 工步4：粗鏜Ф64X3倒角； 1、設備：T618臥式鏜床； 2、刀具：合金鏜刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量1mm； 5、進給量。 6、切削速度=25m/min。 7、實際、轉(zhuǎn)速切削速度 ，取主軸轉(zhuǎn)速n=125r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=3，則 9、輔助時間 式中：，則 工序11、粗銑、半精銑、精銑大頭凸輪外輪廓； 工步1：粗銑大頭凸輪外輪廓； 1、設備：XH714數(shù)控銑床。 2、刀具：立銑刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量1mm； 5、進給量。 6、切削速度=80m/min。 7、實際轉(zhuǎn)速、切削速度 ，其主軸轉(zhuǎn)速為n=300r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=338，則 9、輔助時間 式中：，則 工步2：半精銑大頭凸輪外輪廓； 1、設備：XH714數(shù)控銑床。 2、刀具：立銑刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.75mm； 5、進給量。 6、切削速度=90m/min。 7、實際轉(zhuǎn)速、切削速度 ，其主軸轉(zhuǎn)速為n=375r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=338，則 9、輔助時間 式中：，則 工步3：精銑大頭凸輪外輪廓； 1、設備：XH714數(shù)控銑床。 2、刀具：立銑刀； 3、量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.25mm； 5、進給量。 6、切削速度=100m/min。 7、實際轉(zhuǎn)速、切削速度 ，其主軸轉(zhuǎn)速為n=375r/min； 實際切削速度 8、基本時間 式中：l=338，則 9、輔助時間 式中：，則 工序12、熱處理：凸輪圓周面及錐孔火焰淬火45-50HRC； 工序13、磨削Ф50f9外圓及左臺階面； 1、設備：M1420-520外圓磨床； 2、刀具：砂輪； 3、量具：千分尺； 4、背吃刀量0.01mm； 5、進給量。 6、切削速度=27.5m/min 7、實際轉(zhuǎn)速、切削速度 ，取 。 8、基本時間 式中：l=82，則 9、輔助時間 式中：，則 工序14、磨削Ф23.825錐孔； 1、設備：M1420-520外圓磨床； 2、刀具：砂輪； 3、量具：千分尺； 4、背吃刀量0.01mm； 5、進給量。 6、切削速度=27.5m/min 7、實際轉(zhuǎn)速、切削速度 ，取 。 8、基本時間 式中：l=38，則 9、輔助時間 式中：，則 工序15、磨削大頭凸輪外輪廓； 1、設備：M1420-520外圓磨床； 2、刀具：砂輪； 3、量具：千分尺； 4、背吃刀量0.01mm； 5、進給量。 6、切削速度=27.5m/min 7、實際轉(zhuǎn)速、切削速度 ，取 。 8、基本時間 式中：l=338，則 9、輔助時間 式中：，則 工序16、清洗； 工序17、終檢； 工序18、入庫。 4 鉆Ф20孔專用夾具設計 4.1 定位方案及裝置的確定 4.1.1設計定位方案應滿足的要求 在對工件進行定位的時候，要讓需要生產(chǎn)的產(chǎn)品工序都是一樣的，讓產(chǎn)品在夾具上所處的工位是正確的，對于生產(chǎn)時候的技術要求不符合的，它都是不對的，盡管100%難以實現(xiàn)，不過加工產(chǎn)品的誤差要在可控范圍里面才行。 4.1.2定位方案的確定 1、凸輪桿定位方案的確定 （1）Ф74.5外圓右端面和夾具體上端面進行定位，完成3個方向自由度的限制。 （2）Ф50f9外圓和V型定位塊進行定位，完成2個方向自由度的限制。 通過對零件圖的分析，因Ф20孔只需在Ф50f9外圓軸線上即可。因此，完成本次加工零件的完全定位。 2、V型定位塊定位方案的確定 （1）下端面和夾具體凸臺右端面定位，完成3個方向自由度的限制。 （2）一個孔內(nèi)插入圓柱銷，完成2個方向自由度的限制。 （3）對角線方向另一個孔內(nèi)插入菱形銷，完成1個方向自由度的限制。 3、鉆模座定位方案的確定 （1）下端面和夾具體上端面進行定位，完成3個方向自由度的限制。 （2）一個孔內(nèi)插入圓柱銷，完成2個方向自由度的限制。 （3）對角線方向另一個孔內(nèi)插入菱形銷，完成1個方向自由度的限制。 4.1.3定位元件的確定 1、凸輪桿定位元件的確定 定位元件有：夾具體、V型定位塊。 2、V型定位塊定位元件的確定 定位元件有：夾具體、圓柱銷、菱形銷。 3、鉆模座定位元件的確定 定位元件有：夾具體、圓柱銷和菱形銷。下圖4.1為夾具裝配圖。 圖4.1 夾具裝配圖 4.2 夾緊方案及裝置的確定 4.2.1設計夾緊裝置應遵循的原則 1、工件不移動原則 在對工件進行夾緊的時候，不能將工件定位之后所處的工位改變。 2、工件不變形原則 在對工件進行夾緊的時候，力的大小要恰當，在夾緊的時候可靠性要好，還要讓工件在被夾緊的時候出現(xiàn)形狀的改變，并且加工的精度也不會有任何變化。 3、工件不振動原則 工件的剛性不好的，還有壓緊工件的時候不能直接用氣缸的，要能夠讓支承零部件跟夾緊零部件的剛性變得更高，要讓夾緊的地方跟加工面靠的更加的近，這樣一來防止工件還有夾緊系統(tǒng)出現(xiàn)振動。 4、安全可靠原則 夾緊行程一定要滿足要求，并且手動夾緊可以進行自鎖，這樣一來夾緊的時候可靠性才能得到保證。 5、經(jīng)濟實用原則 夾具的自動化程度跟復雜的程度，還有生產(chǎn)綱領要相匹配，確保了生產(chǎn)效率之后，它的構造應力一定要簡單，這樣一來不管是生產(chǎn)，維修，還是工藝的性能都是非常好的；使用起來非常便利，性能也非常不錯。 4.2.2夾緊裝置滿足的基本要求 要想讓產(chǎn)品的加工質(zhì)量有所保障，下面從幾個方面對產(chǎn)品加工提出要求： 1、“正” 對工件進行夾緊的時候原來所處的正確定位不能有改變。 2、“牢” 夾緊力的可靠性要好，并且力的大小要恰當，夾緊工件之后，它的工位不能出現(xiàn)移動，并且工件不能出現(xiàn)形狀的改變。 3、“簡” 構造不能復雜，工藝性能要好，并且加工起來要簡單。如果需要加工的產(chǎn)品數(shù)量非常多，那么夾具裝置可以更加復雜，自動化程度可以更高。 4、“快” 夾緊部分在使用的時候安全性更好，用起來更快，并且更加便利，使用的力氣更少。 夾緊裝置進行設計的時候，首先對夾緊力的方向進行合理的選擇，之后將它的著力點，還有力的大小都定下來，之后將夾緊力傳送的方法定下來，將跟它匹配的機構定下來，之后將夾緊裝置的機體構造選定，這樣一來前面所說的這些要求就都可以實現(xiàn)了。 4.2.3夾緊方案的確定 1、凸輪桿夾緊方案的確定 利用夾具體、V型夾緊塊、方頭螺栓對工件進行夾緊。 2、V型定位塊夾緊方案的確定 在對角線方向上采用內(nèi)六角螺栓對其進行夾緊。 3、鉆模座夾緊方案的確定 在對角線方向上采用內(nèi)六角螺栓對其進行夾緊。 4.2.4夾緊元件的確定 1、凸輪桿夾緊元件的確定 夾緊元件有：夾具體、V型夾緊塊、方頭螺栓。 2、V型定位塊夾緊元件的確定 夾緊元件有：2個內(nèi)六角螺栓。 3、鉆模座夾緊元件的確定 夾緊元件有：2個內(nèi)六角螺栓。 4.3 夾具體的設計 夾具體的毛坯種類： 1、鑄造夾具體 它的好處就是工藝性能好，可以加工的產(chǎn)品形狀比較復雜，并且抵抗壓力的強度也是非常好的，抵抗壓力的剛度也非常好，抵抗振動的性能也是非常好的，不過公共刮飛的時間是比較長的，后期要進行時效處理，這樣內(nèi)應力就尅有了。用的比較多的材質(zhì)是灰鑄鐵，強度的要求非常高的時候用鑄鋼，要是質(zhì)量要求非常輕就用鑄鋁?，F(xiàn)在用的比較多的是鑄造夾具體。 2、焊接夾具體 這種夾具體的組成部分是鋼板和型材焊接起來的，生產(chǎn)這種夾具非常容易，并且耗費的時間比較短，花費也不是很大，并且非常輕。不過對夾具體進行焊接的時候，熱應力是很大的，非常容易出現(xiàn)形狀的改變，要進行退火處理，這樣才能讓夾具的尺寸穩(wěn)定下來。 3、鍛造夾具體 這種夾具體可以用的地方是形狀不復雜，外形不大，并且強度要求高，剛度要求高，在鍛造好了之后還要進行退火，這種類型的夾具在生產(chǎn)中用的比較少。 本次設計采用HT200的灰鑄鐵來作為夾具的材料，其制造形式采用鑄造的方式獲得。下圖4.2為夾具體零件圖： 圖4.2 夾具體零件圖 4.4 確定導向裝置—鉆套 本次設計的要求是要對零件上Ф20孔進行鉆孔加工，除了夾具裝配圖上面繪制的鉆模座、鉆模板之外，還應該有鉆頭的導向裝置。本次選快換鉆套作為鉆頭的導向元件。 4.5 計算切削力 加工機床：Z525立式鉆床；刀具：Φ20鉆頭 根據(jù)相關設計資料和設計指南，得鉆削力計算方法： 其中P—鉆削力； D─鉆頭直徑，Φ20mm； S—進給量，0.1mm； HB─布氏硬度，220-250HB，取230HB。 所以 4.6 計算夾緊力 。 為基本安全系數(shù)，取1.5； 為加工性質(zhì)系數(shù)，取1.1； 為刀具鈍化系數(shù)，取1.1； 為繼續(xù)切削系數(shù)，取1.1； 為夾緊力穩(wěn)定系數(shù)，取1.3； 為手動夾緊手柄位置系數(shù)，取1.0。 所以=2.6 實際夾緊力應為：。 其中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，，。 所以 取螺栓預緊力。 選材料為45鋼，M16方頭螺栓。 則，小于45鋼許用應力。 選材料為45鋼，M16方頭螺栓，合適。 4.7 分析與計算定位誤差 定位誤差是在對工件進行定位時，需要加工的那個面跟工序基準之間的位置誤差。針對某一批工件，調(diào)整了刀具之后，所處的位置是沒有改變的，也就是說需要加工的那個面所處的地方跟定位基準是沒有變化的，那么說定位誤差的意思是工序基準在生產(chǎn)的時候，加工尺寸方向上變動量的最大值。出現(xiàn)定位誤差的原因是，因為定位基準跟工序基準不一樣，這樣就出現(xiàn)了定位誤差；因為定位副加工誤差還有他們配合間隙產(chǎn)生的定位誤差，也就是基準位移誤差，即定位基準的相對位置在加工尺寸方向上的最大變動量。零件的主要定位元件為V型定位塊。 1、徑向誤差 V型定位塊兩斜面的加工尺寸保證其徑向誤差。 2、軸線誤差 Ф74.5外圓右端面加工尺寸保證其軸線誤差。 通過對零件圖的分析，以及確定Ф20內(nèi)孔其加工精度不高，因此上述定位誤差在范圍內(nèi)。 5 結論 說明書寫到這里，發(fā)現(xiàn)自己不管是理論上，還是實踐上，我都有很多不足的地方，所以自身的能力還需要不斷的提高?，F(xiàn)在我明白了做事一定要認真，要仔細。夾具設計是對我大學所學知識的一次檢驗，也是一次總復習，將薄弱知識點通過這次機會又復習了一次。 通過本次設計，對夾具的設計流程有了大致的了解，零部件的作用，使用的材質(zhì)，還有技術要求等等；將零件圖紙畫出來，毛坯圖紙畫出來；確定加工工藝路線，確定工藝路線；計算切削用量，計算加工工時；確定專用夾具的定位方案，夾緊方案，夾具體，確定切削力、夾緊力等。 我自身的水平有限，設計肯定還有不足的地方，希望老師們能夠幫我指正。 6 致謝 在這里最要感謝的就是指導老師，他對于學術的要求是非常高的，在平常生活中，老師跟我們的關系很好，就像是朋友一樣，不過，在對于我論文的要求上絲毫沒有放松，相反要求更高。論文在確定零部件，還有設計夾具，CAD畫圖，寫說明書這些方面，老師都給我很多的幫助，并且還指出應該向什么方向去努力。 當然，我不僅要感謝老師，還要謝謝我的同學們，因為有你們，我的大學生活才能如此難忘，祝愿你們前程似錦。 參考文獻 [1] 楊叔子主編.機械加工工藝師手冊[S].北京：機械工業(yè)出版社，2001. [2] 趙家齊.機械制造裝備設計基礎[M].上海：上海交通大學出版社，2004. [3] 徐學林.互換性性與測試技術基礎[M].長沙：湖南大學出版社，2007. [4] 李益民. 機械制造工藝設計簡明手冊[S].北京：機械工業(yè)出版社，2001. [5] 張耀震.機械加工工藝設計手冊[M].第一版，北京：航天工業(yè)出版社，1987. [6] 艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊[M].第一版，北京：北京出版社，1993. [7] 鞏云鵬、田萬祿等編.機械設計畢業(yè)設計[M].東北大學出版社，2008.7 [8] 李慶余，張佳等主編.機械制造裝備設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007. [9] 龔定安，蔡建國編著.機床夾具設計原理[M].西安：陜西科學技術出版社1999. [10] 徐發(fā)仁.氣動液壓機床夾具設計[M]. 上海：上?？茖W技術出版社，1982. [11] 孫志禮、冷興聚等.機械設計[M].東北大學出版社，2000.9 [12] 濮良貴，紀名剛. 機械設計[M]. 第八版，北京：高等教育出版社，2006. [13] 薛源順.機床夾具設計[M]. 第二版，北京：機械工業(yè)出版社，2003. [14] 中國亞德客企業(yè)（集團）有限公司.氣動裝置產(chǎn)品[M]. 第三版 2005. [15] 孫麗媛主編.機械制造工藝及專用夾具設計指導[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002. [16] 張耀震，馬占永.機械加工工藝設計實用手冊[M].第一版，北京：航天工業(yè)出版社，1993. [17] 王光斗.機床夾具設計手冊[M].上海:上?？茖W技術出版,2000.11. [18] 王伯平.互換性與測量技術基礎（第2版）[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2004.4.