車床手柄座的加工工藝裝備規(guī)程及鉆φ14H7孔氣動夾具設計含非標6張CAD圖

車床手柄座的加工工藝裝備規(guī)程及鉆14H7孔氣動夾具設計含非標6張CAD圖,車床,手柄,加工,工藝,裝備,設備,規(guī)程,14,h7,氣動,夾具,設計,非標,cad 車床手柄座機械加工工藝規(guī)程及鉆14H7孔夾具設計摘 要此次設計內(nèi)容涵蓋了機械制造工藝學、機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與技術(shù)測量、機械設計等多方面的知識。我設計的是手柄座機械加工工藝規(guī)程和針對14H7mm孔加工的夾具進行設計。在進行工藝設計時要先對零件進行詳細分析，要知道它每個表面、各個孔和槽所要達到的加工要求，接著通過這些要求設計出它的毛坯，并選擇好加工時用來定位的基準，關鍵要確定出每道工序所用的設備及其切削用量；最后針對14H7mm孔加工進行夾具設計，在進行其設計之前要考慮好它的各個組成部分，如定位裝置、夾緊元件、刀具導向元件或裝置、連接原件、夾具體以及其它原件或裝置；并計算在加工過程產(chǎn)生的定位誤差。通過查閱資料可知這種工件在使用的時候不會經(jīng)常發(fā)生變動，所以在很大程度只起支撐的作用卻不會受到很大的沖擊載荷，在設計其夾具時還應該考慮這個因素。關鍵詞 ：手柄座零件；工藝規(guī)程；夾具；設計IABSTRACTThis design covers the knowledge of mechanical manufacturing technology, machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and technical measurement, mechanical design and so on. I designed the mechanical processing procedure of the handle seat and the fixture designed for the processing of the 14H7mm hole. In the process design, detailed analysis was carried out on the parts before you know it every surface, every hole and slot is required for processing the blank, and then pass these requirements to design it and choose the good process used for locating the benchmark, every working procedure to identify the key equipment and its cutting dosage; Finally for the phi 14 h7mm hole machining fixture design, to consider it in advance of its design of each component, such as positioning device, clamping element, cutter guide element, or device, original connection, specific and original or other device; And calculate the positioning error during processing. By looking at data shows the artifacts when using wont change often, so much as supporting role only has not been great impact load, should also take this factor into consideration when designing the fixture.Key words：handle block; technological procedure; clamp; designII目 錄摘 要IABSTRACTII1序言11.1設計目的11.2設計意義11.3手柄座的作用21.4 機床夾具的發(fā)展22 分析工件32.1零件的技術(shù)要求32.2各表面的工藝分析42.2.1 各孔的加工42.2.2 各槽的加工42.2.3 每個平面的加工52.2.4 M10螺紋孔的加工53 工件的工藝過程設計63.1確定生產(chǎn)類型、毛坯63.2基面的選擇63.2.1選擇粗基準63.2.2選擇精基準63.3擬定加工路線73.3.1工藝路線方案一73.3.2 工藝路線方案二73.3.3 兩種方案的分析和比較83.3.4 確定最終方案83.4 確定毛坯尺寸、加工余量和工序尺寸93.4.1 確定46mm圓柱兩個端面的毛坯尺寸和機械加工余量93.4.2 確定14H7mm孔端面的毛坯尺寸和機械加工余量103.4.3 確定其它尺寸和機械加工余量103.5切削用量和基本工時的計算124 工件夾具設計234.1提出問題234.2進行夾具設計234.2.1 定位元件、定位基準及其他設計元件的選擇234.2.2 切削力和夾緊力的計算、夾緊裝置設計與選擇244.2.3、定位誤差分析264.2.4、夾具設計因素和操作說明26總結(jié)29參考文獻30致謝31IV1序言1.1設計目的大學畢業(yè)之前進行的畢業(yè)設計是對我們本科階段學習的一次綜合測驗，也是一次學習和鍛煉的機會。通過此次畢業(yè)設計可以提高我們的設計能力為后面的工作打下一點點基礎。具體的設計目的如下：(1)通過此次設計加強我們識圖、制圖、查閱技術(shù)文件等基本能力(2)提高我們在機械加工工藝設計中分析問題、解決問題的能力(3)提高我們的專業(yè)素養(yǎng)，增強我們對專業(yè)方面的知識的了解1.2設計意義此次我的畢業(yè)設計任務是對車床手柄座這個工件進行機械加工和針對14H7mm孔這道工序進行夾具設計，進行設計的意義在于使自己對這個工件的整個加工過程有一個充分的認識，能夠更好地將我們以前所學的知識和實際聯(lián)系起來，培養(yǎng)我們的設計性思維。對夾具設計的研究有如下意義：(1)提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本在進行工件加工時，使用夾具就可以不進行找正便能使工件快速且準確地在機床中占據(jù)正確的位置，極大地減少了非加工時間；同時提高了工件的剛性；還可使用多個工位、多件的夾具對工件進行裝夾，并采用高效夾緊裝置，這些方面都有利于提高勞動生產(chǎn)效率。另外，使用夾具還可以使產(chǎn)品降低廢品率，減輕工作人員的勞動強度，這樣就可以安排技術(shù)較低的人員進行操作，顯著地降低了生產(chǎn)成本。(2)確保加工精度采用夾具，可以保證工件與刀具、機床之間的位置準確，同時還可以保證工件的正確位置由夾具保證，受工人操作水平的影響較小。 (3)減輕工作人員的勞動程度使用夾具比較方便、省力、操作起來也相對安全，同時可以降低工作人員的勞動強度，改善其勞動條件。(4)擴大機床的使用范圍，保證工藝紀律使用組裝的各種夾具可以擴大原機床的使用范圍，可以實現(xiàn)一個機床加工不同要求的工件。例如通過專用夾具可將車床改為拉床使用，同時再生產(chǎn)過程中使用夾具，可以確保產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中比較順暢。(5)獲得可觀的經(jīng)濟利益現(xiàn)代的制造企業(yè)生產(chǎn)的主旋律是品種多、批量小、品質(zhì)較高的低成本生產(chǎn)。在加工中使用先進的夾具，可以使廠家在如此激烈的市場里獲得可觀的經(jīng)濟利益。1.3手柄座的作用車床手柄座是位于車床操作機構(gòu)中，同時控制主軸的啟停、制動和換向，其過程如下，當控制手柄座往上面扳動時內(nèi)部拉桿向外面運動，則齒扇順時針方向轉(zhuǎn)動，這樣就帶動齒條向右方向運動，接著通過撥叉使滑套向右方向移動就會使擺塊右角被按下，從而使推拉桿向左面運動，這樣就達到主軸正轉(zhuǎn)、左離合器接上。同樣的做法，當控制手柄座往下面運動時，后面產(chǎn)生相反的動作從而達到主軸反轉(zhuǎn)、右離合器結(jié)合。當手柄座處于中間不動時，推拉桿就處于中間位置這樣就可以使左右離合器均不接上，此時齒條軸上的往上凸起的地方就剛好壓在制動器的下面，使制動帶拉緊主軸使其停住。1.4 機床夾具的發(fā)展隨著科技的日益先進，在現(xiàn)代的生產(chǎn)加工中，夾具的作用越來越大。同時機床的加工范圍的擴大和對工件的精度要求日益提高，這就需要夾具向著更高水平方向發(fā)展。它的發(fā)展趨勢有如下幾點：(1)高精化：高精度機床使零件加工精度提高，這就夾具制造精度要求越來越高，現(xiàn)在機床夾具精度已可以達高到微米級，同時，為了適應不同行業(yè)需求夾具有各種型號，以及不同精度等級以供選擇。(2)模塊、組合化：模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎。利用它來設計標準化的一系列夾具，再根據(jù)實際的生產(chǎn)要求來組合成相應的夾具。同時更快、環(huán)保的理念也體現(xiàn)在各種先進夾具設計工作之中。(3)降低成本化：模塊、組合化的夾具雖然優(yōu)點較多，但一次性投入較大不經(jīng)濟。夾具應該實現(xiàn)可重新組合性能和可擴展使用性強的優(yōu)點，同時使用范圍更廣，才能體現(xiàn)出更經(jīng)濟、更實用。2 分析工件2.1零件的技術(shù)要求圖1 車床手柄座零件圖如圖1，我們可以從圖里面看到這個工件的一些要進行加工的表面、孔和槽的一些加工要求，并以這個進行具體的分析，具體的分析結(jié)果如下表1所示：表1 零件技術(shù)要求表加工表面尺寸偏差公差等級表面粗糙度Ra26mm的孔f26+0.033 0IT81.614mm的孔14+0.018 0IT71.610mm的孔10+0.013 0IT71.66mm的孔6IT73.26mm圓錐孔6IT71.6續(xù)表1M10的螺紋孔IT7 46mm圓柱孔兩端面46IT12左凸臺端面3.2鍵槽7+0.02 07+0.02 0 IT7兩側(cè)面1.6底面6.3槽1515+0.22 0IT86.314mm孔左端面距46mm孔軸線45IT126.32.2各表面的工藝分析通過對上面圖1和表1進行一系列的分析可知，手柄座的左右兩個端面和14mm孔的端面都要進行加工，其中6mm孔的端面、10mm孔的端面、14mm孔的端面和26mm孔左凸臺端面均為平面加工，可以在加工過程中保證孔的尺寸精度，同時可以防止鉆頭引偏保證位置精度；而M10mm的螺紋孔和6mm的圓錐孔的端面都是在圓柱表面上，孔要達到的精度很難被保證；此外在26mm孔的孔深方向上的凸臺端面在加工時要當作為基準，所以在加工時它的要求要比其他地方高。雖然其余的各個表面加工要求也比較高，但是可以在一般的加工條件下采取比較合理的加工方法將各個表面加工出來?，F(xiàn)在將各主要表面的加工工藝性分析如下：2.2.1 各孔的加工這個零件一共有5個孔要進行加工：26mm孔的凸臺端面是此零件的重要加工表面，而對于其他的面和孔與它們有一定的位置要求，因此它們是后面工序的主要精基準面，需要對其精加工。26mm孔與10mm孔的軸線有平行度要求，也需要對其精加工；14mm孔是一個不通孔，需要特別注意其孔的加工深度；6mm的孔是一個圓錐孔雖然孔比較小但因為其表面粗糙度要求較高Ra1.6um，仍然需要對其進行精鉸，6mm油孔的表面粗糙度為3.2um所以也要進行精鉸。2.2.2 各槽的加工此零件只有兩個槽需要進行加工，一個是26mm孔的鍵槽的兩個側(cè)面的Ra為1.6um，需要進行精加工，而其底面的Ra為3.2um要求相對較小。而槽 的兩個側(cè)面和上表面的Ra為6.3um，只需要進行半精加工銑削。2.2.3 每個平面的加工這個零件一共有4個表面要進行加工，46mm外圓的凸臺端面是和26mm孔一起作為后續(xù)表面的定位基準，同時其表面粗糙度為3.2um精度要求相對較高故需要進行精加工。而46mm外圓柱的右大端面、26mm孔的右端面和14+0.018 0 mm孔的端面加工精度和表面粗糙度要求都不是很高所以只需要進行粗銑即可。2.2.4 M10螺紋孔的加工該工件的M10mm的螺紋孔軸心線，它與孔軸心和孔軸心連線之間必須保證有30的要求，同時要滿足與46mm圓柱凸臺端面有12mm的尺寸要求。通過上面可知，這個工件應先加工46mm的兩個端面，接著在這個端面基礎上加工后面重要的26+0.033 0孔，然后用這個孔和端面為基準加工剩下的孔和平面、螺紋、槽等。3 工件的工藝過程設計 3.1確定生產(chǎn)類型、毛坯我本次設計的車床手柄座其材料為HT200，重量為0.73kg，屬于輕型零件。因為它在平時只起支撐的作用，所以受到的沖擊載荷不是很大，但是它對保證工件定位有一定的作用，所以在加工過程中應保證其精度要求，在選擇毛坯時應該從這幾個方面進行思考：零件的外輪廓形狀和結(jié)構(gòu)、零件在力學方面上的性能使用要求、零件的生產(chǎn)數(shù)目、實際的生產(chǎn)狀況。因為該零件本身較小，重量較輕，外形輪廓表面比較復雜，所以外表面應該使用鑄、鍛等這種不去除材料的方法進行加工，根據(jù)畢業(yè)設計課題任務書零件生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)年產(chǎn)量為1000件，而砂型鑄造的生產(chǎn)費用較少，比較經(jīng)濟，所以該工件的毛坯應該使用砂型鑄造。鑄造的起模斜度應該不大于2，其圓角半徑為R2R4mm。3.2基面的選擇零件設計的一個很重要的工作就是選擇合適的基面，如果基面選擇合適可以保證加工出來的產(chǎn)品的質(zhì)量精度高，工作時的效率得到很大的提高。相反，如果基面選擇錯誤，則會在加工中出現(xiàn)很多的問題，甚至會使生產(chǎn)出來的產(chǎn)品在實際中生產(chǎn)不能滿足使用要求，同時還會使生產(chǎn)計劃不能如期進行。3.2.1選擇粗基準 進行粗基準選擇時應該考慮：保證相互位要求、應保證要加工的表面的余量得到比較合理的、理想的分配、應該要方便于工件進行裝夾、粗基準一般是不能夠再次使用。對于一般而言，盡可能選取不要加工的表面作為粗基準。因為46mm的小端面Ra3.2um，若先以大端面作為粗基準，則很難一次達到所要求的加工精度，所以先以46mm的小端面為粗基準，粗銑46mm右大端面，再掉頭以46mm大端面為基準，粗銑、半精銑其小端面，并保證尺寸要求45mm。3.2.2選擇精基準進行精基準選擇時應該考慮的原則有：基準應該要達到重合的原則、基準也應該要統(tǒng)一的原則、兩個表面應該互相為對方基準的原則、加工表面以自己的某個表面為基準的原則、應該考慮要方便于工件進行裝夾的原則。在考慮精加工的基準時主要考慮兩個基準應該達到重合的問題，把工件設計選擇的基準作為定位時來用的基準是實現(xiàn)兩個基準達到重合的關鍵，可以減少兩個基準在加工時因為不重合產(chǎn)生的基準不重合誤差，從而可以減少其定位誤差。在有多種方案可以選擇時應盡量選擇使定位準確、夾緊可靠同時使夾具結(jié)構(gòu)相對簡單的加工表面作為精基準，當某道工序的工序尺寸上的基準和其設計時考慮的基準不能夠重合時應當對定位產(chǎn)生的誤差進行一系列的計算。3.3擬定加工路線要確定零件的加工路線，主要包括有這幾個方面：要選擇好加工過程中定位時要選用的基準、加工前要確定好工件加工的各種方法方法、考慮好工件每個表面加工的先后順序以及安排工件在哪道工序的前后進行熱處理加工、最后就是檢驗工件和其他不那么重要的工序的加工等。在確定加工路線時應當以確保工件在加工后其生產(chǎn)質(zhì)量要滿足加工要求，同時又能以很高的效率和較低的生產(chǎn)成本為主，使零件各個表面形狀、尺寸和位置要求都能得到保證。在確定中批生產(chǎn)的條件下，可以使用萬能機床和專用的工裝夾具來進行生產(chǎn)，并且盡可能的將工序集中起來以此提高生產(chǎn)效率，此外，還要考慮經(jīng)濟性，盡可能的減少生產(chǎn)成本。3.3.1工藝路線方案一工序1:粗銑46mm圓柱右大端面，粗銑46mm圓柱凸臺端面工序2:半精加工銑削46mm圓柱的小端面,保證其尺寸45mm;工序3:鉆擴鉸26H8mm的孔;工序4:粗銑14H7mm孔的端面，保證其尺寸45mm;工序5:鉆孔擴孔粗鉸精鉸14H7mm的孔;工序6:鉆鉸6mm的圓錐孔,鉆孔粗鉸精加工鉸削10H7mm的孔;工序7:鉆孔攻M10mm的螺紋孔（攻螺紋）;工序8:拉鍵槽7H9mm,保證其尺寸28.3H10mm工序9:粗銑1544mm槽,保證其寬度為15mm,深度為44mm;工序10:鉆孔鉸6mm的孔;工序11:去銳邊、毛刺、清洗工序12:最終檢測,入庫。3.3.2 工藝路線方案二工序1:粗銑46mm圓柱的凸臺端面;工序2:粗加工銑削半精加工銑削46mm圓柱大端面,保證其尺寸45mm;工序3:鉆孔擴孔鉸26H8mm的孔;工序4:鉆粗鉸精加工鉸削10H7mm的孔;工序5:鉆孔粗鉸精鉸14H7mm的孔;工序6:鉆攻M10mm螺紋孔（攻螺紋）;工序7:拉鍵槽7H9mm,要保證其尺寸28.3H10mm;工序8:鉆孔鉸6mm圓錐孔;工序9:粗銑1544mm的槽,并保證寬度為15mm,深度為44mm;工序10:鉆孔鉸6mm的孔;工序11:去銳邊、毛刺、清洗;工序12:最終檢測,入庫。3.3.3 兩種方案的分析和比較上面兩個方案的主要差別有兩個方面：一方面是方案一開始先以小端面為定位時用的基準來粗加工銑削其大端面，然后再以銑削過的大端面為加工時的定位用的基準粗加工銑削、半精加工銑削其小端面；而另一方面方案二是先以其大端面為加工時定位用的基準粗加工銑削其小端面，再以其凸臺端面為基準加工大端面；另外一個是方案一將6mm的孔和10mm的孔一次性加工出來使工序更為集中效率更高，并且方案一粗銑了14mm孔的端面使孔的軸線位置精度更高而方案二將6mm的孔和10mm的孔分兩次加工出來使工序更為分散，同時方案二沒有粗銑14mm孔的端面很難保證其孔的深度要求，所以綜上所述方案一比方案二更好。雖然經(jīng)過比較方案一比方案二更好，但方案一把6mm的圓錐孔加工和10mm孔的加工放在一道工序中，表面上減少了工件的裝夾次數(shù)，簡化了其工序的設計，實際上因為兩孔的加工深度、孔的直徑不一樣且加工時軸向方向上產(chǎn)生的力的差異，導致采用組合機床是不實際的。假如使用搖臂鉆床而對于中批生產(chǎn)，就需要頻繁更換鉆頭，這樣就增加了工時并且加強了勞動強度。所以還是兩孔分兩道工序加工。故零件的加工路線最后確定如下：3.3.4 確定最終方案工序1:以46mm圓柱的凸臺端面為粗基準，粗銑46mm圓柱的右大端面;工序2:以其大端面為基準，粗加工銑削半精加工銑削46mm圓柱的小端面;工序3:以46mm圓柱的右大端面為定位基準，鉆孔擴孔鉸26H8mm孔;工序4:以26H8mm的孔和46mm的小端面為基準，鉆孔粗加工鉸削精加工鉸削10H7mm的孔;工序5:以46mm的小端面和26H8mm孔、10H7mm孔為基準，粗加工銑14mm孔的端面,保證其尺寸45mm; 工序6:基準和工序5一樣，鉆擴粗加工鉸削精加工鉸削14+0.018 0mm孔,保證其孔深度為26mm;工序7: 基準和工序5一樣，鉆攻M10mm的螺紋孔;工序8:基準和工序5一樣，鉆鉸6mm的圓錐孔，保證與14mm端面的距離為12mm工序9:基準和工序5一樣,加工鍵槽7H9mm,并保證其尺寸28.3mm;工序10:基準和工序5一樣，銑削加工1544mm槽,要保證其寬度為15，深度為44mm;工序11:基準和工序5一樣，鉆鉸6mm的孔工序12:去銳邊,毛刺、清洗,工序13:最終檢測，,入庫。 3.4 確定毛坯尺寸、加工余量和工序尺寸該工件的材料為HT200，其硬度為163255HBS，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用砂型鑄造。具體數(shù)據(jù)參照零件圖紙，其內(nèi)容如下：由于工件的材料為HT200，并且已經(jīng)確定為砂型鑄造中的機器造型，其公差的級別為CT8-CT12,在此選取CT10,其余量的等級為E-G,在此選取G等級。確定切削余量：根據(jù)文獻4中的表2-4可知，當基本尺寸小于100mm時加工余量一般選取1.4mm；基本尺寸小于63mm時，加工余量選取0.7mm。確定鑄件的公差等級：根據(jù)文獻4中的表2-3，當基本尺寸小于100mm時，其公差等級取3.2mm，當基本尺寸小于63mm時，其公差等級取2.8mm。毛坯圖如下所示： 圖2 工件的毛坯圖3.4.1 確定46mm圓柱兩個端面的毛坯尺寸和機械加工余量依照加工工序的要求，46mm圓柱的兩個端面的加工要經(jīng)過兩個工序內(nèi)容，先以其小端面為加工時定位用的基準粗加工銑削其大端面，接著以粗加工銑削過的大端面為基準粗加工銑削半精加工銑削其小端面，其計算如下：粗銑：查文獻3表5-45可知，對于小端面（50mm）其余量為1.0-1.2mm，在此取1.8mm。根據(jù)表5-49可知當粗銑平面的厚度30mm時其偏差為0.250.39mm，在此取0.30mm。半精加工銑削：由文獻3表5-47可知,其半精加工銑削的余量規(guī)定為1.0mm。所以其鑄造的毛坯基礎尺寸為。又由上面的鑄件公差等級取其尺寸公差為2.8mm，同時毛坯的公差按雙向?qū)ΨQ分布，所以;毛坯名義尺寸為：毛坯最大尺寸為：毛坯最小尺寸為：大端面粗銑后的最大尺寸為：大端面粗銑后的最小尺寸為：小端面粗銑后的最大尺寸為：小面粗銑后的最小尺寸為：小端面半精加工銑削后的尺寸就達到了所給的尺寸所要達到的要求，但是因為圖紙并沒有給出其具體的精度等級，所以現(xiàn)在根據(jù)文獻1表5.29，粗加工銑削半精加工銑削所能夠得到的經(jīng)濟精度選取IT8=0.039mm，接著以入體原則取值，所以半精銑后的尺寸為。3.4.2 確定14H7mm孔端面的毛坯尺寸和機械加工余量依照加工工序的要求，孔的端面只需要經(jīng)過粗銑就能得到，所以它到孔中心的距離尺寸為：距離毛坯的尺寸為：；距離毛坯最大尺寸為：；距離毛坯的最小尺寸為：。該尺寸經(jīng)過粗銑后就可以滿足加工要求所以粗銑后的尺寸就和零件圖紙要求的尺寸一樣，但是因為零件圖紙并沒有給出其精度等級，所以按照前面介紹的粗銑平面厚度偏差取值，這里選取0.28mm。所以粗銑后的尺寸為。因為零件圖紙對于其他毛坯尺寸沒有做出具體的工序尺寸要求，并且對于后面的一些孔和槽的加工影響較小，所以只需要荒銑即可，就不再詳細敘述了。 3.4.3 確定其它尺寸和機械加工余量其他的工序尺寸主要包括5個孔、1個螺紋孔和2個槽的基本尺寸，此次著重分析5個孔的加工余量和尺寸偏差，這5個孔都不鑄造出來都需要進行機械加工。因為這5個孔的粗糙度為Ra1.6，所以根據(jù)文獻1可知這些孔中的每一個都要精加工鉸削來滿足其要求。具體計算如下：(1)的孔，表面粗糙度；根據(jù)文獻1表3.2-10這個孔的加工為：鉆孔擴孔鉸孔鉆孔：用麻花鉆鉆至擴孔： 鉸孔：鉸孔至 表2 工序尺寸表（mm）工序名稱基本尺寸工序尺寸加工余量鉆孔24240擴孔2425.81.8鉸孔25.8260.2(2)10H7mm的孔， ；根據(jù)文獻1表3.2-9這個孔的加工為：鉆孔粗鉸孔精鉸孔鉆孔：麻花鉆鉆至； 粗加工鉸削孔：鉸刀鉸至；精鉸孔：。 表3 工序尺寸表（mm）工序名稱基本尺寸工序尺寸加工余量鉆孔9.89.80粗鉸孔9.89.960.16精鉸孔9.96100.04(3)的孔， ；根據(jù)文獻1表3.2-10這個孔的加工為：鉆孔擴孔粗鉸孔精鉸孔鉆孔：麻花鉆鉆至；擴孔：擴孔至； 粗鉸：； 精鉸：鉸刀鉸至。 表4 工序尺寸表（mm）工序名稱基本尺寸工序尺寸加工余量鉆孔13130擴孔1313.850.85粗鉸孔13.8513.950.1精鉸孔13.95140.05(4)油孔的孔，因為這個尺寸沒有給出具體的公差，所以按照H7級進行加工，根據(jù)文獻1表3.2-10這個孔的加工為：鉆孔精鉸孔鉆孔：鉆頭鉆至；精鉸：鉸刀鉸至。 表5 工序尺寸表（mm）工序名稱基本尺寸工序尺寸加工余量鉆孔5.35.30精鉸孔5.360.7(5)的圓錐孔，；因為這個尺寸沒有給出具體的公差，所以也按照上面6mm孔的方法加工，所以其工藝為：鉆精加工鉸削孔鉆孔：鉆至；精鉸：鉸刀鉸至。 表6 工序尺寸表（mm）工序名稱基本尺寸工序尺寸加工余量鉆孔5.85.80精鉸孔5.860.2(6)其他尺寸在鑄造時直接鑄造出來由于此次設計為中批生產(chǎn)，故應該采用調(diào)整的方法加工。其它的尺寸要求不高，所以可以直接鑄造出來。3.5切削用量和基本工時的計算1工序1：粗銑46mm大端面。選擇機床類型:X51型立式銑床選擇刀具：根據(jù)文獻5表14-71選擇高速鋼鑲齒套式面銑刀，其直徑為，齒數(shù)為，刀具壽命為同時根據(jù)其表14-71選取刀具每齒進給量為,又可知 ， (1) 根據(jù)文獻1表4.2-36選擇銑刀的轉(zhuǎn)速為,那么實際的切削速度為 : (2)所以每分鐘進給量為： (3)據(jù)文獻5表15-18選擇其切入長度和切出長度分別為：，根據(jù)文獻1表6.2-7可知：基本工時= (4)(l為加工長度，利用作圖法得知)2工序2：粗銑半精銑46mm凸臺端面(1)以46mm的大端面為基準，粗銑其凸臺端面機床類型：選擇X51型立式銑床選擇刀具：根據(jù)文獻5表14-71選擇高速鋼鑲齒套式面銑刀，粗加工銑削選擇，半精加工銑削，又有上面可知這里取。，刀具壽命為。又由表10-40可知其直徑為，齒數(shù)為根據(jù)文獻5表14-71選擇選取每齒進給量為， 根據(jù)文獻1表4.2-36選擇銑刀轉(zhuǎn)速為,那么實際的切削速度為 : 每分鐘進給量為： 根據(jù)文獻5表15-18選擇切入長度和切出長度分別為：，根據(jù)文獻1表6.2-7可知：基本工時 (2)半精銑46mm的凸臺端面機床類型:X51型立式銑床選擇刀具：根據(jù)文獻5表14-71選擇高速鋼鑲齒套式面銑刀，又考慮此次加工為半精加工銑削，所以選取每齒進給量，余量，又由表10-40可知其直徑為，齒數(shù)為， 根據(jù)文獻1表4.2-36選擇銑刀轉(zhuǎn)速為,那么實際的切削速度為 : 所以每分鐘進給量為： 根據(jù)文獻5表15-18選擇：根據(jù)文獻1表6.2-7可知：基本工時計算： 3工序3：鉆孔擴孔鉸26H8mm的通孔選擇機床：根據(jù)文獻1表4.2-14選擇Z535型立式鉆床。(1)鉆孔鉆至24mm根據(jù)文獻1表3.1-6選擇24mm的高速鋼錐柄標準麻花鉆根據(jù)文獻2表2.7和文獻1表4.2-16選取機床進給量為,根據(jù)表2.15可知。根據(jù)查到的數(shù)據(jù)計算轉(zhuǎn)速 再根據(jù)文獻1表4.2-5選取轉(zhuǎn)速為所以實際切削速度為：基本工時計算：根據(jù)文獻1表6.2-5可知l1為切入長度， l2為超出長度，根據(jù)文獻5表15-9查得，所以基本工時(2)擴孔至根據(jù)文獻1表3.1-8選擇25.80mm的高速鋼錐柄擴孔鉆由文獻2表2.10得擴孔鉆擴25.8mm孔時其，并由文獻1表4.216取用擴孔鉆擴孔由文獻2表2.15得,所以： (5)按照機床型號選取轉(zhuǎn)速，故機床實際切削速度為：基本工時計算：根據(jù)文獻5表15-7查得，所以基本工時(3)鉸孔至26H8mm根據(jù)文獻1表3.1-17選擇26mm的高速鋼錐柄機用鉸刀。由文獻2表2.24可得,，根據(jù)文獻1表4.2-16可得選取轉(zhuǎn)速，故機床實際切削速度為：基本工時計算：根據(jù)文獻5表15-7查得所以基本工時 4工序4：鉆孔粗鉸孔精鉸10H7mm的通孔選擇機床：根據(jù)文獻1表4.2-14選擇Z525型立式鉆床。(1)鉆9.8mm的孔根據(jù)文獻1表3.1-6選擇9.8mm的高速鋼錐柄麻花鉆由文獻2表2.7和文獻【1】表4.2-16得，由文獻2表2.15的， 選取轉(zhuǎn)速，故實際切削速度為：基本工時計算：根據(jù)文獻5表15-7查得所以基本工時 (2)粗鉸9.96mm的孔根據(jù)文獻1表3.1-17選擇9.96mm高速鋼錐柄機用鉸刀由文獻2表2.24和文獻1表4.2-15得，選取轉(zhuǎn)速，故實際切削速度為：基本工時計算：根據(jù)文獻5表15-7查得所以基本工時 (3)精鉸10H7mm的孔根據(jù)文獻1表3.1-17選擇10mm的高速鋼錐柄機用鉸刀。由文獻2表2.24和文獻【1】表4.2-15得，選取轉(zhuǎn)速，故實際切削速度為：基本工時計算：根據(jù)文獻5表15-7查得所以基本工時5.工序5：粗銑14H7mm孔的端面選擇機床類型：X51型立式銑床選擇刀具：根據(jù)文獻5表14-71選擇高速鋼鑲齒套式面銑刀，粗加工銑削選擇，又由表10-40可知其直徑為，齒數(shù)為根據(jù)文獻5表14-71選擇選取， 根據(jù)文獻1表4.2-36按選擇銑刀轉(zhuǎn)速為,那么實際的切削速度為 : 所以每分鐘進給量為： 根據(jù)文獻5表15-18選擇：根據(jù)文獻1表6.2-5可知：基本工時計算：6工序6：鉆孔擴孔粗鉸孔精鉸14H7mm孔選擇機床：根據(jù)文獻1表4.2-14選擇Z525型立式鉆床。(1)鉆孔鉆至13mm 根據(jù)文獻1表3.1-6選擇13mm的高速鋼錐柄麻花鉆由文獻2表2.7和文獻【1】表4.2-16得，由文獻2表2.15選取，按照其型號選取轉(zhuǎn)速，故實際切削速度為：基本工時計算：根據(jù)文獻5表15-7查得所以基本工時 (2)擴孔至13.85mm根據(jù)文獻1表3.1-8選擇13.85mm的高速鋼錐柄擴孔鉆由文獻2表2.10得擴孔鉆擴13.85mm孔時，并由文獻1表4.216取用擴孔鉆擴孔的由文獻2表2.15得,所以：按照型號選取轉(zhuǎn)速，故實際切削速度為：基本工時計算：根據(jù)文獻5表15-7查得所以基本工時 (3)粗鉸鉸孔至13.95mm根據(jù)文獻1表3.1-17選擇13.95mm的高速鋼錐柄機用鉸刀。由文獻2表2.24可得,，根據(jù)文獻1表4.2-16可得選取轉(zhuǎn)速，故實際切削速度為：基本工時計算：根據(jù)文獻5表15-7查得所以基本工時 (4)精鉸鉸孔至14H7mm根據(jù)文獻1表3.1-17選擇14mm的高速鋼錐柄機用鉸刀。由文獻2表2.24可得，根據(jù)文獻1表4.2-16可得選取轉(zhuǎn)速，故實際切削速度為：基本工時計算：根據(jù)文獻5表15-7查得所以基本工時 7工序7：鉆8.5mm的底孔，攻M10mm的螺紋孔選擇機床：根據(jù)文獻1表4.2-14選擇Z525型立式鉆床。(1)鉆孔鉆至8.5mm 根據(jù)文獻1表3.1-6選擇8.5mm的高速鋼錐柄麻花鉆由文獻2表2.7和文獻1表4.2-16得，由文獻2表2.15的，選取轉(zhuǎn)速，故實際切削速度為： 基本工時計算：根據(jù)文獻5表15-7查得所以 (2)攻M10mm的螺紋孔選擇刀具：根據(jù)工件材料，選用M10mm的高速鋼機用絲錐因為f等于工件螺紋的螺距p，又查文獻1表3.1-48可知所以選取轉(zhuǎn)速，故實際切削速度為：基本工時計算：根據(jù)文獻5表15-7查得所以基本工時 8工序8：鉆孔精鉸6mm的圓錐孔選擇機床：根據(jù)文獻1表4.2-14選擇Z525型立式鉆床。(1)鉆孔鉆至5.8mm根據(jù)文獻1表3.1-6選擇5.8mm的高速鋼錐柄麻花鉆由文獻2表2.7和文獻1表4.2-16得，由文獻2表2.15的 選取轉(zhuǎn)速，故實際切削速度為： 基本工時計算：根據(jù)文獻5表15-7查得所以基本工時 (2)精鉸鉸至6mm根據(jù)文獻1表3.1-17選擇6mm高速鋼錐柄機用鉸刀。由文獻2表2.7和文獻1表4.2-16得， 選取轉(zhuǎn)速，故實際切削速度為：基本工時計算：根據(jù)文獻5表15-7查得所以基本工時 9.工序9：拉削鍵槽7H9mm選擇機床：此次加工選用L6120型臥式內(nèi)拉床選擇刀具：依據(jù)文獻5表10-44選擇鍵槽拉刀，其余量為，按照表14-118確定拉削鍵槽時拉刀的單面齒升為0.05mm，查表8-76確定速度，根據(jù)表15-32可知工時為： （6）其中單邊的余量 l拉削長度為45mm 校準部分長度系數(shù)，考慮工件材料取1.2mm k機床的反行程系數(shù)，取1.4mm v拉削速度，取3.5 m/min 拉刀的單面齒升，取0.05mm Z拉刀同時工作的齒數(shù)，Z=l/p F拉刀的齒距 （7）故它同時工作的齒數(shù)為 （8）所以工時 （9）10.工序10：銑削1544mm的槽選擇機床：考慮到工件的外形輪廓，此次加工選用X62W型萬能臥式銑床(1)選擇刀具：依據(jù)文獻5表14-78選擇高速鋼三面刃圓盤銑刀，它的一些參數(shù)為，齒數(shù)，刀具壽命為由文獻5表3.1-27可知：粗加工銑削的，此次選擇，因為走到次數(shù)次，所以取走到次數(shù)為9次，最后一次的，根據(jù)零件的外形，確定其的走刀長度(2)確定刀具每齒進給量查5表4.2-38知X62W型萬能臥式銑床的功率為7.5KW，中等剛度水平。由文獻2表3.3查的，此次選擇(3)確定其切削速度及每分鐘進給量由每齒進給量并根據(jù)文獻5表14-78得按照文獻2表4.2-39，選擇銑刀的轉(zhuǎn)速，那么的實際切削速度為：所以每分鐘進給量為(4)計算其基本工時公式為： 公式中l(wèi)=38mm，根據(jù)文獻5表14-78得：，那么總時間為11工序11：鉆孔鉸6mm的油孔選擇機床：根據(jù)文獻1表4.2-14選擇Z525型立式鉆床。(1)鉆孔鉆至5.8mm根據(jù)文獻1表3.1-6選擇5.8mm的高速鋼錐柄麻花鉆由文獻2表2.7和文獻1表4.2-16得，由文獻2表2.15的 選取轉(zhuǎn)速，故實際切削速度為： 基本工時計算：根據(jù)文獻5表15-7查得所以基本工時 (2)精鉸鉸至6mm根據(jù)文獻1表3.1-17選擇6mm高速鋼錐柄機用鉸刀。由文獻2表2.7和文獻1表4.2-16得， 選取轉(zhuǎn)速，故實際切削速度為： 基本工時計算：根據(jù)文獻5表15-7查得所以基本工時 4 工件夾具設計在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床的夾具是在加工中用來準確的確定工件在機床中的位置，并將它牢固夾緊的一種很重要的工藝裝備，它直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量、加工時的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的生產(chǎn)成本等，故夾具的設計在企業(yè)的產(chǎn)品設計和制造以及生產(chǎn)準備中占有及其重要的地位。它的作用有：保證產(chǎn)品加工完成后所獲得的精度、提高工人在實際生產(chǎn)中的生產(chǎn)量、改善了工作人員的勞動環(huán)境、很大程度上降低了在加工過程中產(chǎn)生的成本、同時保證了良好的工藝生產(chǎn)紀律、還獲得了可觀的經(jīng)濟利益等。夾具廣泛的用于產(chǎn)品制造的切削加工、生產(chǎn)裝配、檢測等過程，如在機床中使用的夾具、在焊接工件某部分時所用的夾具、加工完成后對工件進行檢測的一種夾具、還有專門針對某一部分進行的特別設計的夾具等。專用夾具是針對工件的某個部分的加工而專門設計和制造出來的夾具。其特點是有很強的針對性、結(jié)構(gòu)相對來說比較緊湊。通常是由廠家自己設計制造，用于批量生產(chǎn)中。4.1提出問題本次畢業(yè)設計我設計的是14H7mm孔加工所用的專用夾具，此夾具是使用在Z525型立式鉆床上。這部分加工要求14H7mm孔的檢查長度為24mm，其孔軸線與26H8mm軸線的距離為8mm，同時還要確?？椎馁|(zhì)量要求，在保證這些要求的基礎上還要考慮如何提高工人的生產(chǎn)效率、降低成本。4.2進行夾具設計4.2.1 定位元件、定位基準及其他設計元件的選擇經(jīng)過分析，此次設計用來定位的方案是一面兩銷定位。一面是指采用46mm的小端面，兩銷是指26mm孔使用一個固定式的短圓柱銷4和10mm孔使用一個固定式的菱形削邊銷1。其中一個平面限制了三個自由度，一個短的圓柱銷限制兩個自由度，又將一個菱形的削邊銷和短圓柱銷組合限制了剩余的一個自由度，三者綜合起來一共限制了六個自由度，六個自由度全部被限制。其結(jié)果如下面圖3所示： 1-菱形銷 2-工件 3-大平墊圈 4-短圓柱銷圖3工件定位示意圖根據(jù)上面所述，定位銷和菱形銷都是采用固定式的，根據(jù)文獻6表2-1-2分別選擇其型號為A2625和B1030.根據(jù)文獻6表3-3-1可知，當被加工的孔直徑大于10mm時，應該使用固定式鉆模。所以此次設計選用固定式鉆模，它通常固定在鉆床的工作臺上，鉆模板上安裝鉆套，鉆模板大多裝在夾具體上。通過考慮此道工序要達到的要求，此次設計選用固定式的鉆模板，它與夾具體和它與鉆模的連接都是使用銷釘定位、螺釘緊固。這樣的話加工出來的孔位置不會發(fā)生偏移。對于鉆套的選用，考慮它要滿足的加工要求，并根據(jù)文獻6表2-1-47，此次設計選用快換鉆套，其型號為142220，其材料是T10A，根據(jù)實際中的生產(chǎn)條件和需要，本次設計選用氣缸夾緊機構(gòu)，由氣缸的活塞推動槽面壓塊直接過去就可以夾緊工件，使其固定。4.2.2 切削力和夾緊力的計算、夾緊裝置設計與選擇在切削加工中，工件將會受到各種外力的綜合作用，為了確保工件在這么多外力的作用下，仍然能保持在夾具中的正確位置，而不至于發(fā)生位置的的偏移而產(chǎn)生加工誤差，故在夾具中一般都會設置夾緊機構(gòu)，可靠地夾緊工件。此次設計選用的夾緊裝置是氣缸夾緊機構(gòu)如下面圖4所示，夾緊的方向是活塞桿4推動槽面壓塊1水平向左，通過其槽面壓塊1直接作用在工件上，夾緊工件。這種裝置比較實用，對于批量生產(chǎn)能夠比較快的夾緊工件，在很大程度上提高了生產(chǎn)效率。 1-槽面壓塊 2-氣管接件 3-螺母 4-活塞桿圖4 工件夾緊示意圖此次選用的刀具為高速鋼錐柄麻花鉆，其直徑為， ，根據(jù)文獻6表1-2-7可知其切削力為：查表1-2-8知為修正系數(shù): （10）取，得 （11） 計算夾緊力時應該考慮的安全系數(shù) （12）公式中是基本安全系數(shù) 是加工性質(zhì)系數(shù) 是刀具的鈍化系數(shù) 是斷續(xù)切削系數(shù)查文獻6表1-2-9得,則： （13）根據(jù)文獻6表1-2-11可知，其實際夾緊力為： （14）其中的是夾具的定位面和夾緊面的摩擦系數(shù)，查表1-2-12可得，所以實際夾緊力為： 通過查閱資料和手冊可以知道氣缸產(chǎn)生夾緊力遠遠大于8272N，所以這個夾具可以安全的工作。4.2.3、定位誤差分析定位誤差是由定位引起的同一批工件的工序尺寸上的基準在加工的尺寸方向上的最大變量。出現(xiàn)它的原因是工件加工時定位用的基準與工序尺寸上所用的基準沒有重合以及定位時的基準的位置偏移誤差兩個方面。對于夾具設計只要產(chǎn)生的誤差不超過工件尺寸或位置公差的1/31/2即可。此次夾具設計需要保證的尺寸有：孔深26mm，用來檢查的長度為24mm，保證14mm孔的軸線和26mm孔軸線的垂直距離8mm，由于定位時的所用的基準是46mm的小端面、26H8mm孔以及10H7mm孔已經(jīng)是實現(xiàn)了全部定位。因為46mm的小端面經(jīng)過了半精加工銑削，粗糙度 Ra為3.2um，所以可以認為其平面的誤差為0，則可以認為不存在基準沒有重合而產(chǎn)生的誤差，而兩個定位銷是水平放置的，因為工件自重，所以定位用的孔與定位使用的銷的母線接觸，故在垂直方向其定位產(chǎn)生的誤差非常小，而加工14mm孔在深度尺寸上的要求不是很嚴格。基準的位置產(chǎn)生的誤差與兩個定位孔的直徑尺寸公差和圓度誤差有關，因為兩個孔的等級都達到了IT8、IT7，其Ra為1.6um，都經(jīng)過精鉸加工，所以認為其基準位移而產(chǎn)生的誤差可以忽視，只要兩個銷的尺寸和它與孔的相對的位置關系得到保證即可。綜上所述，這個定位方案是可以滿足加工要求的。4.2.4、夾具設計因素和操作說明根據(jù)上文所述，進行夾具設計時應該從盡量保證產(chǎn)品的質(zhì)量和提高其生產(chǎn)的效率的角度來思考問題，對于提高生產(chǎn)效率和降低工作人員的勞動程度，最先想到的是如何比較方便的安裝和拆卸。此次采用了氣缸夾緊方式，因為本次是進行孔加工，故在鉛垂方向上會受到較大的沖擊力，所以在此方向上應該考慮強度要求。為解決此問題，采取的措施有：提高毛坯的制造質(zhì)量，使其最大的深度減小，從而降低其切削力。本夾具進行工件安裝時，應該先將槽面壓塊13退到有足夠的空間，以便于將工件11的裝到機床上，然后將工件的26mm孔對準其短圓柱銷10，同時使工件下面的10mm孔對準其菱形削邊銷2，并將46mm圓柱面的小端面緊靠定位板上的支撐面，這樣就是以46mm的小端面為定位時所用的基準進行裝好。工件裝完后，氣缸18推動槽面壓塊13壓緊工件，加工完畢后，只需要通過汽缸18使槽面壓塊13退回就可以取出工件。它的結(jié)果如下面圖5所示：1- 夾具體 2-菱形銷 3-鉆模板 4-圓錐銷 5、20-內(nèi)六角圓柱頭螺釘6-鉆套螺釘 7-鉆套 8- 襯套 9-平墊圈 10-短圓柱銷 11-工件 12-定位螺釘 13-槽面壓塊 14-氣管接件 15-軸 16-螺母 17-支撐板 18-管接式地腳氣缸 19-彈簧墊圈圖5 工件裝配示意圖在夾具的使用過程中，應時常注意其鉆套的損壞情況，如果損壞到一定程度就會影響其加工的要求，那么就需要更換它了。平面墊圈是一個受力部件，在加工時也應該時常檢查有沒有變形，如果有則需及時修好，這樣就能夠保證其加工所要求的質(zhì)量了。34總結(jié)在畢業(yè)離校前的最后一次綜合性的畢業(yè)設計即將結(jié)束，它對于我來說是一項很重要的事情，是對于我們這幾年來所學的專業(yè)知識的一次綜合檢驗。雖然老師只是給了一個課題，看起來不是很復雜。但做起來真的不那么簡單，它包括如機械制圖、機械制造工藝學、機床夾具設計等等一系列的知識，在此期間我查閱了大量的資料，經(jīng)常泡在圖書館里面查相關書籍，并且從各個網(wǎng)站下載了很多資料。在設計的過程中出現(xiàn)了很多問題，但是隨著設計的深入，一個又一個項目的完成如編寫完說明書、工件二維圖紙的繪制、三維立體圖形的繪出等。我感覺在自己的專業(yè)知識得到了很大的提高。通過幾個月的不懈努力，我的設計即將完成。雖然在設計時感到很苦惱，但是每天都很充實，通過此次畢業(yè)設計我將前面所學的專業(yè)課基本上都復習了一遍，我深刻的體會到了我們所學的知識還是很有用的。同時我也明白了此次畢業(yè)設計的意義所在，它是我們進入工作崗位前的一次模擬訓練，鍛煉了我們動手實踐能力和培養(yǎng)了我們的設計思維，此次畢業(yè)設計會存在許多問題，希望老師給與批評和指正。參考文獻1 李益民.機械制造工藝設計簡明手冊.M.機械工業(yè)出版社.20042 艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊（第3版）.M.機械工業(yè)出版社.20043 孫本緒，熊萬威.機械加工余量手冊.M.國防工業(yè)出版社.20014 鄒青主.機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程.M.機械工業(yè)出版社.20045 徐學林、李亞非等互換性與技術(shù)測量M湖南大學出版社，20146 薛源順主編.機床夾具設計M.第三版.機械工業(yè)出版社.20117 張益芳、褚全興金屬切削手冊M上海：上海科學技術(shù)出版社，20118 宋春霞.淺談機械的設計與制造.J.中國電子商務2010年第12期9 王穎.機械加工工藝規(guī)程及工藝文件.J.科技資訊2008年第30期10 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