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課程設(shè)計 主離合器分杠桿機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 年 月 日 摘要 主離合器分杠桿零件加工工藝及夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，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；計算出夾具定位時產(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)計中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：工藝，定位，切削用量，夾緊 II Abstract The bolt body parts and milling fixture design process is the design process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in. Keywords: process, positioning, cutting dosage, clamping, 目 錄 前 言 3 一、零件的分析 3 二、確定毛坯 5 三、工藝規(guī)程設(shè)計 6 四、鉆φ12孔鉆床夾具的總體設(shè)計 17 4.1設(shè)計任務(wù) 17 4.2鉆床夾具的設(shè)計 17 4.3夾具的工作原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 4.4夾具的使用方法 19 4.5夾具與鉆床的固定 19 4.6鉆床夾具零件的具體設(shè)計 20 4.6.1夾具零件的設(shè)計 20 4.6.2夾具體的設(shè)計 20 4.6.3定位銷的設(shè)計 20 4.6.4鉆模板以及鉆套的設(shè)計 22 參考文獻(xiàn) 25 致 謝 26 前 言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們?nèi)跁炌ù髮W(xué)所學(xué)的知識，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，對專業(yè)知識的綜合運(yùn)用訓(xùn)練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。 機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。 而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機(jī)床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。 本設(shè)計是主離合器分離杠桿零件加工工藝及夾具設(shè)計。主離合器分離杠桿零件的主要加工表面是平面及孔。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易。因此，本設(shè)計遵循先面后孔、基準(zhǔn)先行前道工序?yàn)橄碌拦ば蜃鰷?zhǔn)備的工藝設(shè)計原則?；鶞?zhǔn)的選擇以杠桿大頭外圓外圓面作為粗基準(zhǔn)，以杠桿大頭花鍵底孔及其下表面作為精基準(zhǔn)。先將大頭底面加工出來，然后作為定位基準(zhǔn)，在以底面作為精基準(zhǔn)加工孔。由于內(nèi)孔花鍵較細(xì)小且精度要求較高故采用拉削加工最為合理?？紤]到零件年產(chǎn)量5000件，屬于大中批量，但是零件的結(jié)構(gòu)簡單尺寸較小，所以整個加工過程選用通用機(jī)床；在夾具方面選用專用夾具，夾緊方式多采用手動夾緊，夾緊簡單，機(jī)構(gòu)設(shè)計簡單，且能滿足設(shè)計要求。 一、零件的分析 1.1零件的作用 題目給出的零件是主離合器分離杠桿。是發(fā)動機(jī)動力輸出系統(tǒng)的一個零件，它的主要的作用是把離合器踏板產(chǎn)生的機(jī)械位移通過花鍵轉(zhuǎn)變成扭矩，帶動撥叉動作使離合器分離或者接合，控制發(fā)動機(jī)動力的輸出與停止。 1.2 零件的工藝分析 零件的材料為45鋼鍛造件， 217~255 HBW。現(xiàn)分析如下： 主要加工面： 1) 杠桿大頭下表面； 2) 小頭兩側(cè)端面； 3) 花鍵底孔、Φmm孔及Φ4mm孔； 4) 花鍵、Φ12.5mm及M12mm螺紋孔。 5）槽。 主要基準(zhǔn)面： 1) 以杠桿大頭下表面為基準(zhǔn)的加工表面。這一組加工表面包括：花鍵底孔、小頭端面 2) 以花鍵底孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：內(nèi)孔花鍵、Φ12.5mm孔、M12mm螺紋孔、Φmm孔、Φ4mm孔、mm槽及其倒角。其中主要加工面是內(nèi)孔花鍵和Φmm孔。 這兩組加工面之間有著一定的位置要求。現(xiàn)分述如下： 杠桿大頭端面與花鍵孔軸線要求相互垂直以保證杠桿曲臂尺寸85±1mm 花鍵孔軸線與Φ孔有距離230±0.75mm的要求以及與Φ12.5孔、M12螺紋孔距離22mm的要求。 由上述分析可知，對于兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并保證它們之間的位置精度要求。 二、確定毛坯 2.1 確定毛坯的制造方法 零件材料為45鋼，硬度217~255HBW，由于零件是一個傳遞扭矩的杠桿，工作時承受較大的負(fù)荷，因此此零件應(yīng)該選用鍛件；由于該零件年產(chǎn)量為5000件，已達(dá)大批生產(chǎn)的的水平，而且零件的輪廓尺寸也不大，故可鍛造成型。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。 2.2 繪制毛坯圖 三、工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 選擇定位基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn)的選擇 對于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的不加工表面是杠桿大頭側(cè)肩、面圓頭和下端面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用支撐板對側(cè)肩進(jìn)行定位，以限制、、自由度；用一個擋板對圓頭定位和一個支撐銷定對小頭部桿身定位，以限制、自由度；再以一個墊板支承42圓的底面作主要定位消除自由度，達(dá)到完全定位。就可加工上端面和花鍵底孔。 精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，和便于裝夾，采用杠桿大頭下端面和花鍵底孔作為精基準(zhǔn)。 3.2制定工藝路線 表2.1工藝路線方案一 工序5 熱處理 工序10 銑杠桿大頭下端面 工序15 鉆、鉸孔花鍵底孔至Фmm 工序20 銑杠桿小頭兩端面至mm 工序25 鉆Ф和Ф4孔 工序30 鉆M12螺紋底孔，擴(kuò)Ф12.5階梯孔，攻M12螺紋孔 工序35 拉杠桿大頭36槽內(nèi)孔花鍵 工序40 銑杠桿大頭4mm槽 工序45 檢查 表2.2工藝路線方案二 工序5 熱處理 工序10 銑杠桿大頭上端面 工序15 鉆、鉸孔花鍵底孔至Фmm 工序20 鉆Ф、锪Фmm平面以及鉆Ф4mm孔 工序25 锪Фmm另一面 工序30 鉆M12螺紋底孔，擴(kuò)Ф12.5階梯孔，攻M12螺紋孔 工序35 拉杠桿大頭36槽內(nèi)孔花鍵 工序40 銑杠桿大頭4mm槽 工序45 檢查 工藝路線的比較與分析： 第二條工藝路線不同于第一條是將“工序3銑寬度為mm的杠桿小頭兩端面”變?yōu)椤帮璃秏m兩個端面面”其它的先后順序均沒變化。通過分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動可以一定程度提高生產(chǎn)效率，但是不能很好保證零件的尺寸精度和位置精度。所以發(fā)現(xiàn)第二條工藝路線并不可行。 從提高效率和保證精度這兩個前提下，發(fā)現(xiàn)第一個方案也比較合理想。所以我決定以第一個方案進(jìn)行生產(chǎn)。具體的工藝過程如表2.3所示。 表2.3 最終工藝過程 工序5 熱處理。調(diào)質(zhì)處理，保證硬度HB217―255 工序10 銑杠桿大頭下表面。保證尺寸mm，粗糙度是25。選用立式升降臺銑床X52K，專用夾具。 工序15 鉆、鉸孔花鍵底孔至Фmm。鉆孔Φmm的毛坯到Φ22mm；鉸孔Φ22mm到Фmm。保證粗糙度是6.3；锪孔口倒角至1.5mm。采用立式鉆床Z535，專用夾具。 工序20 銑杠桿小頭兩端面。保證厚度為mm，保證尺寸85±1，粗糙度是25,采用臥式銑床XA6132，用專用夾具。 工序25 鉆Ф和Ф4孔。粗糙度是25,采用搖臂鉆床Z3032，為保證加工的孔的位置度，采用專用夾具。 工序30 鉆M12螺紋底孔，擴(kuò)Ф12.5階梯孔，攻M12螺紋。采用立式鉆床Z535，專用夾具。 工序35 拉杠桿大頭36槽內(nèi)孔花鍵。用內(nèi)花鍵拉刀拉孔Ф至36槽內(nèi)花鍵，粗糙度是3.2,采用臥式拉床L6120C，組合夾具。 工序40 銑杠桿大頭4mm槽。銑杠桿大頭開槽，保證寬度為mm，保證粗糙度是25,采用臥式銑床XA6132，用專用夾具。 工序45 檢查 3.3 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 杠桿的材料是45鋼鍛件，毛坯的重量約3kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。由于毛坯用采用模鍛件, 毛坯尺寸的確定如下： 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設(shè)計規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計算最大與最小余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，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： 1．杠桿大頭厚度46mm 考慮到花鍵孔端面的銑削加工方便性，故鍛造厚度方向的余量查《工藝手冊》表2.2~2.5，其余量值為2.0~2.5mm，現(xiàn)取2mm。 故厚度毛坯值為48mm 2．內(nèi)孔花鍵 考慮到鍛模的簡單方便，將內(nèi)孔花鍵鍛成實(shí)心，內(nèi)孔花鍵鉆、鉸、拉出。 鉆孔：φ22mm 鉸孔：mm 拉花鍵：專用拉刀拉成 3．杠桿小頭厚度 考慮到端面的銑削加工方便性，故鍛造厚度方向的余量查《工藝手冊》表2.2~2.5，其余量值為2.0~2.5mm，現(xiàn)取2mm。 故厚度毛坯值為17mm 4．杠桿小頭面上mm孔及φ4mm孔 考慮到孔徑很小鍛造很難實(shí)現(xiàn)，將內(nèi)孔鍛成實(shí)心，內(nèi)孔鉆出。 鉆孔：φ4mm 鉆孔：mm 5．M12-3螺紋、φ12.5mm孔 由上可知，此處鍛成實(shí)心，不用考慮留加工量。 6．4mm槽 由上可知，此處鍛成實(shí)心，不用考慮留加工量。 3.4 確定切削用量及基本工時 工序1：銑杠桿大頭下表面 機(jī)床：X52K立式銑床。 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 因其余量：α=2mm 所以銑削深度： 每齒進(jìn)給量：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>，取 銑削速度：參照參考文獻(xiàn)，取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 查機(jī)床說明書 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： 切削行程 工序2 鉆、鉸孔φ22.4mm，并锪倒角1.5×45° 1鉆孔φ22 mm 確定進(jìn)給量:查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10，當(dāng)鋼的<800MPa，=φ22mm時，=0.39~0.47mm/r。由于本零件在加工φ22mm孔時屬于中等剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75， 則 =（0.39~0.47）x0.75=0.29~0.35mm/r 根據(jù)Z535機(jī)床說明書，現(xiàn)取=0.25mm/r。 切削速度：根據(jù)《切削手冊》，查得切削速度v=18m/min。 所以 根據(jù)機(jī)床說明書，取=225r/min，故實(shí)際切削速度為 切削工時：h=46mm 2．鉸孔：mm 采用刀具：mm 專用鉸孔鉆。 進(jìn)給量：=（0. 9~1.2）×0.7=0.63~0.84mm/r （《切削手冊》表2.10） 查機(jī)床說明書，取=0.72mm/r。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取n=68r/min，則其切削速度v=8.26m/min 機(jī)動工時 l=46mm 3.锪倒角1.5×45° 采用90°锪鉆。 為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔時相同： =68r/min 手動進(jìn)給。 工序3 銑小頭兩端面 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.45m/s即27m/min 采用鑲齒三面刃銑刀，=160mm，齒數(shù)z=18。則 現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39），取=60r/min，故實(shí)際切削速度為 當(dāng)=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為： ==0.08×18×60=86.4mm/min 查機(jī)床說明書，取 =75mm/min， 切削工時：銑刀的行程=60+24mm，則機(jī)動工時為 工序4 鉆φ4mm、φ12mm孔 1．鉆φ4mm孔 確定進(jìn)給量:查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10，當(dāng)鋼的<800MPa，=φ4mm，=0.08~0.10mm/r。由于本零件在加工φ4mm孔時屬于中等剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 =（0.08~0.10）×0.75=0.06~0.08mm/r 根據(jù)Z3032機(jī)床說明書，現(xiàn)取=0.08mm/r。 切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=26m/min。所以 根據(jù)機(jī)床說明書，取=2000r/min，故實(shí)際切削速度為 切削工時：h=13mm 2. 鉆φ12mm孔 確定進(jìn)給量:查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10，當(dāng)鋼的<800MPa， =φ12mm時，=0.25~0.31mm/r。由于本零件在加工φ12mm孔時屬于中等剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 =（0.25~0.31）×0.75=0.19~0.24mm/r 根據(jù)Z3032機(jī)床說明書，現(xiàn)取=0.20mm/r。 切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=16m/min。所以 根據(jù)機(jī)床說明書，取=400r/min，故實(shí)際切削速度為 切削工時：h=13mm 工序5 鉆φ12.5mm孔，鉆M12螺紋底孔，攻M12螺紋孔。 機(jī)床：Z535立式鉆床，刀具：錐柄鉆頭φ12.5mm、φ10.2mm，加長柄機(jī)用絲錐（） 1．鉆孔φ12.5mm 確定進(jìn)給量:查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10，當(dāng)鋼的<800MPa， =φ12.5mm時，=0.25~0.31mm/r。由于本零件在加工φ12.5mm孔時屬于中等剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 =（0.25~0.31）×0.75=0.19~0.24mm/r 根據(jù)Z535機(jī)床說明書，現(xiàn)取=0.20mm/r。 切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=16m/min。所以 根據(jù)機(jī)床說明書，取=400r/min，故實(shí)際切削速度為 切削工時：h=22mm 2．鉆M12螺紋底孔 確定進(jìn)給量:查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10，當(dāng)鋼的<800MPa， =φ10.2mm時，=0.25~0.31mm/r。由于本零件在加工φ10.2mm孔時屬于中等剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 =（0.25~0.31）×0.75=0.19~0.24mm/r 根據(jù)Z535機(jī)床說明書，現(xiàn)取=0.20mm/r。 切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=16m/min。所以 根據(jù)機(jī)床說明書，取=500r/min，故實(shí)際切削速度為 切削工時：h=21mm 3.攻M12螺紋孔 切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表40-8，取 由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 根據(jù)機(jī)床說明書，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 實(shí)際切削速度： 確定進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量 切削工時：h=20mm 工序6 拉36槽內(nèi)花鍵 確定進(jìn)給量:當(dāng)鋼<800MPa，屬于中等剛度零件，查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表32-1根據(jù)零件材料選拉削速度分組Ⅱ， 則查表32-2拉削速度選 v=4.5~3.5m/min 根據(jù)LG120C機(jī)床說明書，現(xiàn)取v=4m/min。 切削工時： 工序7 銑大頭4mm開槽 采用高速鋼鋸片銑刀，=160mm，齒數(shù)z=80。 切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表30-23，確定v=15-35m/min，取v=30m/min，則 現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39），取=60r/min，故實(shí)際切削速度為 當(dāng)=60r/min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為： ==0.08×18×60=86.4mm/min 查機(jī)床說明書，取 =75mm/min， 切削工時：銑刀的行程=60+24mm，則機(jī)動工時為 最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過程卡片。 四、鉆φ12孔鉆床夾具的總體設(shè)計 4.1設(shè)計任務(wù) 本任務(wù)主要是設(shè)計鉆床鉆φ12孔的夾具，要對主離合器分離杠桿進(jìn)行固定定位，提高加工精度。主離合器分離杠桿專用夾具設(shè)計，方便加工以及裝卸，提高工作效率。 4.2鉆床夾具的設(shè)計 3.1鉆床夾具總裝圖 4.3夾具的工作原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.3.1定位方案與定位元件：為了滿足主離合器分離杠桿的需要，使主離合器分離杠桿左右兩端底面定位固定，因不同零件存在一定的誤差，應(yīng)使主離合器分離杠桿被加工兩孔軸線與鉆模板軸線的重合，所以將鉆模板固定，又因零件要求為垂直距離，所以設(shè)計右端平面固定，左端設(shè)置螺旋輔助支撐2進(jìn)行左右兩端垂直距離的調(diào)整定位。使其孔軸線與鉆模板軸線重合。（如圖2.2所示） 4.3.2夾緊機(jī)構(gòu)：防止鉆孔時零件晃動，應(yīng)對主離合器分離杠桿的兩端底面以及前后移動進(jìn)行定位固定，所以在右端設(shè)計定位銷7、開口墊圈6、夾緊螺母5對零件進(jìn)行固定；（如圖2.2所示）定位銷7通過墊圈16和六角螺母15固定于夾具體上。 4.3.3其他輔助設(shè)備：考慮到零件加工存在誤差，所以設(shè)計螺旋輔助支撐2可以上下升降，使所有零件都能使左右兩端面同時得到固定，為防止誤差使加工時上下顛簸，設(shè)置鎖緊螺母1對螺旋輔助支撐進(jìn)行鎖緊，防止鉆孔時輔助支撐受力太大而下降影響加工。設(shè)計可調(diào)支撐釘11為防止鉆孔時零件前后移動，影響加工精度；設(shè)計鎖緊螺母10，方便了可調(diào)支撐釘11的前后移動，提高了定位固定的精度。設(shè)計定位體17為了使零件右端底面固定精度更高。（如圖2.2所示） 夾緊螺母5 左底面固定 開口墊圈6 右底面固定定位體17 螺旋輔助支撐2 鎖緊螺母1 定位銷7 六角螺母15 墊圈16 鎖緊螺母10 可調(diào)支撐釘11 3.2定位零件、固定零件和其他輔助零件 4.4夾具的使用方法 被加工零件放在夾具體上時以右端底面與夾具體接觸面重合為基準(zhǔn)，將被加工零件右端底面放在平面上，調(diào)整螺旋輔助支撐2使零件左右底面同時接觸夾具，擰緊鎖緊螺母1是螺旋輔助支撐固定；調(diào)整可調(diào)支撐釘11使被加工零件的垂直孔軸線與鉆套軸線重合，擰緊定位銷7使零件固定于夾具體上。 4.5夾具與鉆床的固定 夾具加緊主離合器分離杠桿后，加工的時候?qū)⒊惺芟蛳?、向?nèi)的力以及鉆孔時的旋轉(zhuǎn)力，夾具將會受力而產(chǎn)生直線以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，所以夾具固定在鉆床上應(yīng)受到約束，是夾具加緊零件加工時，不因受力而產(chǎn)生位移，影響加工精度，所以對家具的下面以及左面進(jìn)行固定。 4.6鉆床夾具零件的具體設(shè)計 4.6.1夾具零件的設(shè)計 為了節(jié)省零件的加工時間，減少家具的成本，在同樣的情況下采用了國標(biāo)零件，減少因?yàn)閷Ｓ昧慵拈_發(fā)要花費(fèi)很多時間以及成本，螺母、墊圈、螺釘、鎖緊螺母等零件采用國標(biāo)零件 4.6.2夾具體的設(shè)計 夾具體是整個夾具的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，它與翻轉(zhuǎn)鉆床連接，支撐整個夾具，所以夾具體的設(shè)計應(yīng)符合與鉆床連接要求也要符合支撐整個夾具體以及加工時承受的力的機(jī)械性能要求。 1夾具體機(jī)構(gòu)分析設(shè)計 夾具體體型比較大，為了減輕其重量，方便在鉆床上裝卸，所以我將夾具體的后面以及下面?zhèn)€減去一個方形空間。為了提高夾具體對零件定位的精度，在夾具體上左右兩面各設(shè)一個突臺，提高定位固定精度。 2夾具體的制造 夾具體是鑄造件，鑄造完成后要進(jìn)行時效處理，滿足加工強(qiáng)度要求，要對表面進(jìn)行去除氧化層處理，保證表面粗糙度，滿足定位精度。 3夾具體的固定 夾具下端固定于鉆床上，通過凹槽直接防御鉆床上，方便與裝卸，并能滿足加工時對夾具的約束。 4.6.3定位銷的設(shè)計 1定位銷的設(shè)計 定位銷的作用是固定被加工零件的右端，時期在被加工時能夠固定不動，提高加工精度。定位銷應(yīng)先讓自己固定于夾具體上，然后將零件放在夾具體上進(jìn)行定位固定，因而定位銷屬于一個細(xì)長軸，所以定位銷要具有足夠的強(qiáng)度和韌性，一面在加工時承受不了沖擊力而折斷，影響加工。所以定位銷的材料選擇為20號鋼，并進(jìn)行滲碳處理，滲碳深度為0.8~1.2mm，達(dá)到HRC為55~60。 2定位銷加工時的問題及解決方法 定位銷的加工：由于細(xì)長軸本身剛性差（L/d值愈大，剛性愈差），在車削過程中會出現(xiàn)以下問題： 1、工件受切削力、自重和旋轉(zhuǎn)時離心力的作用，會產(chǎn)生彎曲、振動，嚴(yán)重影響其圓柱度和表面粗糙度。 2、在切削過程中，工件受熱伸長產(chǎn)生彎曲變形，；車削就很難進(jìn)行，嚴(yán)重時會使工件在頂尖間卡住。 因此，車細(xì)長軸是一種難度較大的加工工藝。雖然車細(xì)長軸的難度較大，但它也有一定的規(guī)律性，主要抓住中心架和跟刀架的使用、解決工件熱變形伸長以及合理選擇車刀幾何形狀等三個關(guān)鍵技術(shù)，問題就迎刃而解了。 細(xì)長軸的加工比較困難，在加工時可能會產(chǎn)生熱變形，對加工時的固定也是很困難，下面將介紹加工時的方法： 一：在車削細(xì)長軸時，可使用中心架來增加工件剛性。一般車削細(xì)長軸使用中心架的方法有： 1、中心架直接支承在工件中間 當(dāng)工件可以分段車削時，中心架支承在工件中間， 這樣支承，L/d值減少了一半，細(xì)長軸車削時的剛性可增加好幾倍。在工件裝上中心架之前，必須在毛坯中部車出一段支承中心架支承爪的溝槽，表面粗糙度及圓柱度誤差要小，否則會影響工件的精度。車削時，中心架的支承爪與工件接觸處應(yīng)經(jīng)常加潤滑油。為了使支承爪與工件保持良好的接觸，也可以在中心架支承爪與工件之間加一層砂布或研磨劑，進(jìn)行研磨抱合。 2、用過渡套筒支承車細(xì)長軸用上述方法車削支承承中心架的溝槽是比較困難的。為了解決這個問題，可加用過渡套筒的處表面接觸，過渡套筒的兩端各裝有四個螺釘，用這些螺釘夾住毛坯工件，并調(diào)整套筒外圓的軸線與主軸旋轉(zhuǎn)軸線相重合，即可車削。 二：使用跟刀架支承車細(xì)長軸 跟刀架固定在床鞍上，一般有兩個支承爪，跟刀架可以跟隨車刀移動，抵消徑向切削時可以增加工件的剛度，減少變形。從而提高細(xì)長軸的形狀精度和減小表面粗糙度。從跟刀架的設(shè)計原理來看，只需兩只支承爪就可以了因車刀給工件的切削抗力F`r，使工件貼住在跟刀架的兩個支承爪上。但是實(shí)際使用時，工件本身有一個向下重力，以及工件不可避免的彎曲，因此，當(dāng)車削時，工件往往因離心力瞬時離開支承爪、接觸支承爪而產(chǎn)生振動。如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由車刀抵住，使工件上下、左右都不能移動，車削時穩(wěn)定，不易產(chǎn)生振動。因此車細(xì)找軸時一個非常關(guān)鍵的問題是要應(yīng)用三個爪跟刀架。 三：減少工件的熱變形主要可采取以下措施： 1、使用彈性回轉(zhuǎn)頂尖 用彈性回轉(zhuǎn)頂尖加工細(xì)長軸，可有較地補(bǔ)償工件的熱變形伸長，工件不易彎曲，車削可順利進(jìn)行。 2、加注充分的切削液 車削細(xì)長軸時，不論是低速切削還是高速切削，為了減少工件的溫升而引起熱變形，必須加注切液充分冷卻。使用切削液還可以防止跟刀架支承爪拉毛工件，提高刀具的使用壽命和工件的加工質(zhì)量。 3、刀具保持銳利 ? 以減少車刀與工件的摩擦發(fā)熱。 四：合理選擇車刀幾何形狀 車削細(xì)長軸時，由于工件剛性差，車刀的幾何形狀對工件的振動有明顯的影響。選擇時主要考慮以下幾點(diǎn)： 1、由于細(xì)長軸剛生差，為減少細(xì)長軸彎曲，要求徑向切削力越小越好，而刀具的主偏角是影響徑向切削力的主要因素，在不影響刀具強(qiáng)度情況下，應(yīng)盡量增大車刀主偏角。車刀的主偏角取kr=80°～93°。 2、為減少切削煙力和切削熱，應(yīng)該選擇較大的前角，取r0=15°～30°。 3、車刀前面應(yīng)該磨有R11.5～3的斷屑槽，使切削順利卷曲折斷。 4、選擇正刃傾角，取入=3°使切削屑流向待加工表面，并使卷屑效果良好。 5、切削刃表面粗糙度要求在Ra0.4以下，并要經(jīng)常保持鋒利。 6、為了減少徑向切削力，應(yīng)選擇較小的刀尖圓弧半徑（re<0.3mm）。倒棱的寬度也應(yīng)選得較小，取倒棱寬br1=0.5f。 五：車削細(xì)長軸的車刀 1、刀片材料為YT15硬質(zhì)合金。 2、切削用量：粗車時，切削速度vc=50～60m/min；進(jìn)給量f=0..3～0.4mm/r；切削 深度ap=1.5～2mm。精車時，切削速度vc=60～100m/min；進(jìn)給量 f=0.08～0.12mm/r ；切削深度ap=0.5～1mm.。 3、采用乳化液作切削液。 4、適用范圍：適用于車削光杠、絲桿等細(xì)長軸。 4.6.4鉆模板以及鉆套的設(shè)計 1鉆模板的設(shè)計 鉆模板結(jié)構(gòu)形式的選擇：在設(shè)計鉆模板的結(jié)構(gòu)時，主要要根據(jù)工件的外形大小、加工部位、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)規(guī)模以及機(jī)床類型等條件而定。要求所設(shè)計的鉆模板結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、制造容易。 常見的鉆模板有固定式、鉸鏈?zhǔn)?、可卸式、懸掛式等四種結(jié)構(gòu)形式 1）固定式鉆模板 固定式鉆模板與夾具是固定連接的可以與夾具體做成一體，也可以用螺釘將它與夾具體相連接。采用這種鉆模板鉆孔，位置精確度較高。 2）鉸鏈?zhǔn)姐@模板 鉸鏈?zhǔn)姐@模板與夾具體通過鉸鏈連接。1.翻轉(zhuǎn)。裝卸工件時，將鉆模板往上翻；加工時將鉆模板往下翻，并用菱形夾緊螺釘。2.固緊。采用鉸鏈?zhǔn)姐@模板，工件可以在夾具上方裝入，裝卸工件方便；但翻轉(zhuǎn)鉆模板費(fèi)工費(fèi)時，效率較低，且鉆模板位置精度受鉸鏈間隙影響，鉆孔位置精度不高；它主要用于生產(chǎn)規(guī)模不大、鉆孔精度要求不高的場合。 3）懸掛式鉆模板 懸掛式鉆模板是與機(jī)床主軸箱連接的，懸掛式鉆模板通常用在多軸傳動頭加工平行孔系時采用，生產(chǎn)效率高，適于在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。 鉆模板上安裝鉆套的底孔與定位元件間的位置精度直接影響工件孔的位置精度，因此至關(guān)重要。在上述各鉆模板結(jié)構(gòu)中，以固定式鉆模板鉆套底孔的位置精度最高，而以懸掛式鉆模板鉆套底孔的位置精度為最低。主離合器分離杠桿的夾具屬于專用夾具，進(jìn)行小批量生產(chǎn)，考慮到夾具的加工成本，所以選擇固定式鉆模板。為了減少成本又可以進(jìn)行裝卸，我將通過螺釘將它與夾具體固定（如圖4.1所示）。固定鉆模板與夾具體，我選擇國標(biāo)零件圓錐銷14（6X30）和螺釘9（M8X25）。 在保證鉆模板有足夠剛度的前提下，要盡量減輕其重量。在生產(chǎn)中，鉆模板的厚度往往按鉆套的高度來確定，一般在10~30mm之間。如果鉆套較長，可將鉆模板局部加厚。此外，鉆模板一般不宜承受夾緊力。因?yàn)殂@模板13的鉆套在頂部，所以將鉆模板13的厚度設(shè)計為21mm。因?yàn)殂@模板4的鉆套位于靠右端，所以講鉆模板4厚度定位17mm。 鉆模板材料的選擇：鉆模板在滿足剛性要求的情況下減輕其重量，所以對材料的選擇進(jìn)行了對比。45號鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，硬度不高易切削加工,模具中常用來做45號鋼管模板,梢子,導(dǎo)柱等。45號鋼廣泛的應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)，二它的機(jī)械性能要求完全滿足鉆模板的要求，所以選擇45號鋼作為鉆模板的材料。夾具體8 鉆模板4 圓錐銷14 螺釘9 夾具體8 圖4.1鉆模板與夾具體的固定 2鉆套的設(shè)計 鉆套結(jié)構(gòu)形式的選擇： 鉆套的作用是確定鉆頭，鉸刀等刀具的軸線位置，防止刀具在加工過程中發(fā)生偏斜。根據(jù)使用二點(diǎn)，鉆套可分為固定式，可換式，快換式等多種結(jié)構(gòu)形式 1）固定鉆套 固定鉆套直接被壓在鉆模板上，其位置精度要求較高，但磨損后不易更換，鉆模板較薄時，為使鉆套具有足夠的引導(dǎo)長度，應(yīng)采用有肩鉆套。 2）可換鉆套 在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中，為便于更換鉆套，采用可換鉆套 3）快換鉆套 在工件的一次裝夾中，若順序進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔或攻絲等多個工步加工，需要不同孔徑的鉆套來引導(dǎo)刀具，此時應(yīng)使用快換鉆套。更換鉆套時，只需逆時針轉(zhuǎn)動鉆套使削邊平面轉(zhuǎn)至螺釘位置，即可向上快速取出鉆套。 4）專用鉆套 在一些特殊場合，可以根據(jù)具體要求自行設(shè)計鉆套 跟據(jù)鉆套的選擇原則，主離合器分離杠桿的加工屬于小批量生產(chǎn)，所以選擇固定鉆套。又因?yàn)橛叶舜怪笨卓讖酱?，鉆模板薄，應(yīng)采用有肩鉆套（如圖4.2所示） 無肩鉆套3 左端鉆垂直孔的鉆模板4 鉆套的選擇： 由于鉆套屬于國標(biāo)規(guī)定零件，按照主離合器分離杠桿鉆孔的大小要求，選擇國標(biāo)內(nèi)的鉆套：無肩鉆套3（10G7）和右肩鉆套12（B13F7X32）。 3鉆模板與夾具的連接固定 鉆模板支撐鉆套，對鉆套進(jìn)行定位固定，所以在加工時鉆模板將承受力而產(chǎn)生運(yùn)動，影響加工，所以應(yīng)對其進(jìn)行固定。因?yàn)槁葆敼潭〞锌障懂a(chǎn)生誤差，影響加工精度，所以在應(yīng)用螺釘?shù)墓潭ǖ幕A(chǔ)上，再加上圓錐銷進(jìn)行定位固定，是鉆模板與夾具體緊密結(jié)合，以免加工時螺釘松動產(chǎn)生誤差，影響加工。 24 參考文獻(xiàn) [1]《機(jī)床夾具設(shè)計》 第2版 肖繼德 陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社 [2]《機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社 [3]《機(jī)械制造工藝學(xué)》 周昌治、楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社 [4] 《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》李益民 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 [5] 《工藝師手冊》 楊叔子主編 機(jī)械工業(yè)出版社 [6] 《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》　　　王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔? 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John Wiley & Sons Inc,2008 致 謝 在學(xué)院學(xué)習(xí)期間,得到許多人的支持與幫助,值此論文即將完成之際,謹(jǐn)向所有關(guān)心我學(xué)業(yè)的老師、同學(xué)和朋友表示感謝! 衷心感老師在論文完成期間給予的熱情關(guān)心和悉心指導(dǎo).老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度和謙遜的性格，務(wù)實(shí)高效的工作作風(fēng)使我受益匪淺。在這里，謹(jǐn)向我的指導(dǎo)導(dǎo)師致以衷心的感謝！ 感謝同學(xué),正是有他的軟件指導(dǎo)才能使畢業(yè)設(shè)計得以完成。同時還要向其他幫助支持我的同學(xué)們表示深深的謝意！ 另外，我還要感謝學(xué)院曾經(jīng)教育過我的各位老師，感謝他們的不倦教誨，讓我在四年的本科課程的學(xué)習(xí)中不僅學(xué)習(xí)了知識，也學(xué)習(xí)到了他們身上所具有的勤奮刻苦、努力鉆研的精神。