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寧 課程設計 主離合器分杠桿鉆孔夾具設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 目 錄 前 言…………………………………………………..1 第一章 零件的分析……………………………………2 1.1 零件的作用 ………………………………………..2 1.2 零件的工藝分析…………………………………...3 第二章 確定毛坯………………………………………5 2.1 確定毛坯的制造方法……………………………...5 2.2 繪制毛坯圖………………………………………...5 第三章 工藝規(guī)程設計…………………………………6 3.1選擇定位基準………………………………………6 3.2 制定工藝路線……………………………………...6 3.3 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定……8 3.4 確定切削用量及基本工時 ………………………..9 小結(jié)……………………………………………………17 參考文獻………………………………………………18 前 言 機械制造工藝學課程設計是我們?nèi)跁炌ù髮W所學的知識，將理論與實踐相結(jié)合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎。 機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，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、科學性、完善性。 而機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、改善工人的勞動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機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。 本設計是主離合器分離杠桿零件加工工藝及銑大頭端面夾具設計。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，本設計遵循先面后孔、基準先行前道工序為下道工序做準備的工藝設計原則。基準的選擇以杠桿大頭外圓外圓面作為粗基準，以杠桿大頭花鍵底孔及其下表面作為精基準。先將大頭底面加工出來，然后作為定位基準，在以底面作為精基準加工孔。由于內(nèi)孔花鍵較細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，機構(gòu)設計簡單，且能滿足設計要求。 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。 主要基準面： 1) 以杠桿大頭下表面為基準的加工表面。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?，F(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荷，因此此零件應該選用鍛件；由于該零件年產(chǎn)量為5000件，已達大批生產(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，也是應該的。 2.2 繪制毛坯圖 三、工藝規(guī)程設計 3.1 選擇定位基準 粗基準的選擇 對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，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，可用支撐板對側(cè)肩進行定位，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，達到完全定位。就可加工上端面和花鍵底孔。 精基準的選擇 主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用杠桿大頭下端面和花鍵底孔作為精基準。 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 00 鍛造 時效處理 05 粗銑尺寸46一端面 10 粗銑尺寸46另外一個一端面 15 鉆孔Φ22鉸孔Φ22锪倒角1.5×45° 20 銑尺寸46的兩側(cè)端面 25 鉆孔Φ12，鉆孔Φ4 30 鉆M12螺紋底孔 擴Φ12.5階梯孔 攻M12螺紋 35 拉槽數(shù)為36的花鍵 40 銑寬度尺寸為4m的槽 50 去毛刺、清洗、檢驗 3.3 機械加工余量、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)定的加工余量其實只是名義上的加工余量，實際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設計規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整法加工，因此計算最大與最小余量時應按調(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現(xiàn)，將內(nèi)孔鍛成實心，內(nèi)孔鉆出。 鉆孔：φ4mm 鉆孔：mm 5．M12-3螺紋、φ12.5mm孔 由上可知，此處鍛成實心，不用考慮留加工量。 6．4mm槽 由上可知，此處鍛成實心，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： 每齒進給量：查<<機械加工工藝師手冊>>，取 銑削速度：參照參考文獻，取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： 查機床說明書 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 切削行程 工序2 鉆、鉸孔φ22.4mm，并锪倒角1.5×45° 1鉆孔φ22 mm 確定進給量:查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10，當鋼的<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，故進給量應乘系數(shù)0.75， 則 =（0.39~0.47）x0.75=0.29~0.35mm/r 根據(jù)Z535機床說明書，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)機床說明書，取=225r/min，故實際切削速度為 切削工時：h=46mm 2．鉸孔：mm 采用刀具：mm 專用鉸孔鉆。 進給量：=（0. 9~1.2）×0.7=0.63~0.84mm/r （《切削手冊》表2.10） 查機床說明書，取=0.72mm/r。 機床主軸轉(zhuǎn)速：取n=68r/min，則其切削速度v=8.26m/min 機動工時 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 手動進給。 工序3 銑小頭兩端面 切削速度：參考有關手冊，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)機床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39），取=60r/min，故實際切削速度為 當=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為： ==0.08×18×60=86.4mm/min 查機床說明書，取 =75mm/min， 切削工時：銑刀的行程=60+24mm，則機動工時為 工序4 鉆φ4mm、φ12mm孔 1．鉆φ4mm孔 確定進給量:查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10，當鋼的<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，故進給量應乘系數(shù)0.75，則 =（0.08~0.10）×0.75=0.06~0.08mm/r 根據(jù)Z3032機床說明書，現(xiàn)取=0.08mm/r。 切削速度：查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=26m/min。所以 根據(jù)機床說明書，取=2000r/min，故實際切削速度為 切削工時：h=13mm 2. 鉆φ12mm孔 確定進給量:查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10，當鋼的<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，故進給量應乘系數(shù)0.75，則 =（0.25~0.31）×0.75=0.19~0.24mm/r 根據(jù)Z3032機床說明書，現(xiàn)取=0.20mm/r。 切削速度：查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=16m/min。所以 根據(jù)機床說明書，取=400r/min，故實際切削速度為 切削工時：h=13mm 工序5 鉆φ12.5mm孔，鉆M12螺紋底孔，攻M12螺紋孔。 機床：Z535立式鉆床，刀具：錐柄鉆頭φ12.5mm、φ10.2mm，加長柄機用絲錐（） 1．鉆孔φ12.5mm 確定進給量:查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10，當鋼的<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，故進給量應乘系數(shù)0.75，則 =（0.25~0.31）×0.75=0.19~0.24mm/r 根據(jù)Z535機床說明書，現(xiàn)取=0.20mm/r。 切削速度：查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=16m/min。所以 根據(jù)機床說明書，取=400r/min，故實際切削速度為 切削工時：h=22mm 2．鉆M12螺紋底孔 確定進給量:查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10，當鋼的<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，故進給量應乘系數(shù)0.75，則 =（0.25~0.31）×0.75=0.19~0.24mm/r 根據(jù)Z535機床說明書，現(xiàn)取=0.20mm/r。 切削速度：查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=16m/min。所以 根據(jù)機床說明書，取=500r/min，故實際切削速度為 切削工時：h=21mm 3.攻M12螺紋孔 切削速度：查<<機械加工工藝師手冊>>表40-8，取 由式（2.1）機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 根據(jù)機床說明書，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 實際切削速度： 確定進給量：由于其螺距,因此進給量 切削工時：h=20mm 工序6 拉36槽內(nèi)花鍵 確定進給量:當鋼<800MPa，屬于中等剛度零件，查<<機械加工工藝師手冊>>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)機床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39），取=60r/min，故實際切削速度為 當=60r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為： ==0.08×18×60=86.4mm/min 查機床說明書，取 =75mm/min， 切削工時：銑刀的行程=60+24mm，則機動工時為 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)，一并填入機械加工工藝過程卡片。 第3章 銑φ46端面夾具設計 3.1設計要求 為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。下面即為銑φ46端面的專用夾具，本夾具將用于X52K銑床。 本夾具無嚴格的技術(shù)要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。 3.2夾具設計 3.2.1 定位基準的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。 由零件圖可知：在對銑φ46端面進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，進行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案Ⅰ：選底平面、和側(cè)面V型塊定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。 方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式，2面用擋銷，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。 通過比較分析只有方案Ⅰ滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇外圓和側(cè)面支撐釘來定位，從而保證其尺寸公差要求。 為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。 3.2.2 切削力及夾緊力的計算 刀具：面銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關幾何參數(shù)： 由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 夾緊力的確定 夾緊力方向的確定 夾緊力應朝向主要的定位基面。 夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。 (1) 夾緊力作用點的選擇 a. 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。 c. 夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面。 (3)夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構(gòu)的傳遞效率等有關。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復雜的問題，只能進行粗略的估算。 估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。 估算的步驟： a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。 b.實際需要的夾緊力FJ需，應考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。 c.校核夾緊機構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。 夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2] 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。 夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構(gòu)和夾緊元件。 考慮到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。 螺旋夾緊機構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構(gòu)組成復合夾緊機構(gòu)來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構(gòu)。 螺旋夾緊機構(gòu)中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機構(gòu)的特點： （1）結(jié)構(gòu)簡單； （2）擴力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。 查參考文獻[5]1～2～26可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)， 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 3.3定位誤差的分析 為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[5]可得： ⑴V型塊定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.4夾具設計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。 總 結(jié) 加工工藝的編制和專用夾具的設計，使對零件的加工過程和夾具的設計有進一步的提高。在這次的設計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導老師的精心指導下，針對這些問題查閱了大量的相關資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。 完成了本次設計，通過做這次的設計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅實的基礎。 參考文獻 參考文獻 1.《機床夾具設計》 第2版 肖繼德 陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 2.《機械制造工藝及專用夾具設計指導》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社 3.《機械制造工藝學》 周昌治、楊忠鑒等 重慶大學出版社 3. 《機械制造工藝設計簡明手冊》李益民 主編 機械工業(yè)出版社 5. 《工藝師手冊》 楊叔子主編 機械工業(yè)出版社 3. 《機床夾具設計手冊》　　　王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔? 7. 《機床專用夾具設計圖冊》南京市機械研究所 主編 機械工業(yè)出版社 8. 《機械原理課程設計手冊》 鄒慧君主編 機械工業(yè)出版社 9.《金屬切削手冊》第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 上?？茖W技術(shù)出版社 10.《幾何量公差與檢測》第五版 甘永立 主編 上?？茖W技術(shù)出版社 11．《機械設計基礎》 第三版 陳立德主編 高等教育出版社 12．《工程材料》 丁仁亮主編 機械工業(yè)出版社 13．《機械制造工藝學課程設計指導書》， 機械工業(yè)出版社 14．《機床夾具設計》 王啟平主編 哈工大出版社 15.《現(xiàn)代機械制圖》 呂素霞 何文平主編 機械工業(yè)出版社 致 謝 經(jīng)過了的很長時間，終于比較圓滿完成了設計任務?；仡欉@日日夜夜，感覺經(jīng)過了一場磨練，通過圖書、網(wǎng)絡、老師、同學等各種可以利用的方法，鞏固了自己的專業(yè)知識。對所學知識的了解和使用都有了更加深刻的理解。 此時此刻，我要特別感謝我的導師的精心指導，不僅指導我們解決了關鍵性技術(shù)難題，更重要的是為我們指引了設計的思路并給我們講解了設計中用到的實際工程設計經(jīng)驗，從而使我們設計中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學會綜合應用所學知識，提高分析和解決實際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。 同時也要感謝其他同學、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領導對我們課程設計的重視和關心，為我們提供了作圖工具和場所，使我們能夠全身心的投入到設計中去，為更好、更快的完成課程設計提供了重要保障。 寧 課程設計 主離合器分杠桿鉆Φ12.5孔夾具設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 摘要 主離合器分杠桿零件加工工藝及夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機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，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝，定位，切削用量，夾緊 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…………………………………………………..1 第一章 零件的分析……………………………………2 1.1 零件的作用 ………………………………………..2 1.2 零件的工藝分析…………………………………...3 第二章 確定毛坯………………………………………5 2.1 確定毛坯的制造方法……………………………...5 2.2 繪制毛坯圖………………………………………...5 第三章 工藝規(guī)程設計…………………………………6 3.1選擇定位基準………………………………………6 3.2 制定工藝路線……………………………………...6 3.3 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定……8 3.4 確定切削用量及基本工時 ………………………..9 4 加工Φ12.5孔夾具設計 30 4.1加工Φ12.5孔夾具設計 30 4.2定位方案的分析和定位基準的選擇 30 4.3定位元件的設計 30 4.4定位誤差分析 32 4.5切削力的計算與夾緊力分析 32 4.6鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計 32 4.7夾具精度分析 34 4.8夾具設計及操作的簡要說明 34 小結(jié)……………………………………………………33 參考文獻………………………………………………34 前 言 機械制造工藝學課程設計是我們?nèi)跁炌ù髮W所學的知識，將理論與實踐相結(jié)合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎。 機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，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、科學性、完善性。 而機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、改善工人的勞動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機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。 本設計是主離合器分離杠桿零件加工工藝及夾具設計。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，本設計遵循先面后孔、基準先行前道工序為下道工序做準備的工藝設計原則?；鶞实倪x擇以杠桿大頭外圓外圓面作為粗基準，以杠桿大頭花鍵底孔及其下表面作為精基準。先將大頭底面加工出來，然后作為定位基準，在以底面作為精基準加工孔。由于內(nèi)孔花鍵較細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，機構(gòu)設計簡單，且能滿足設計要求。 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?，F(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。 主要基準面： 1) 以杠桿大頭下表面為基準的加工表面。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荷，因此此零件應該選用鍛件；由于該零件年產(chǎn)量為5000件，已達大批生產(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，也是應該的。 2.2 繪制毛坯圖 三、工藝規(guī)程設計 3.1 選擇定位基準 粗基準的選擇 對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，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，可用支撐板對側(cè)肩進行定位，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，達到完全定位。就可加工上端面和花鍵底孔。 精基準的選擇 主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用杠桿大頭下端面和花鍵底孔作為精基準。 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)定的加工余量其實只是名義上的加工余量，實際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設計規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整法加工，因此計算最大與最小余量時應按調(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現(xiàn)，將內(nèi)孔鍛成實心，內(nèi)孔鉆出。 鉆孔：φ4mm 鉆孔：mm 5．M12-3螺紋、φ12.5mm孔 由上可知，此處鍛成實心，不用考慮留加工量。 6．4mm槽 由上可知，此處鍛成實心，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： 每齒進給量：查<<機械加工工藝師手冊>>，取 銑削速度：參照參考文獻，取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： 查機床說明書 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 切削行程 工序2 鉆、鉸孔φ22.4mm，并锪倒角1.5×45° 1鉆孔φ22 mm 確定進給量:查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10，當鋼的<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，故進給量應乘系數(shù)0.75， 則 =（0.39~0.47）x0.75=0.29~0.35mm/r 根據(jù)Z535機床說明書，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)機床說明書，取=225r/min，故實際切削速度為 切削工時：h=46mm 2．鉸孔：mm 采用刀具：mm 專用鉸孔鉆。 進給量：=（0. 9~1.2）×0.7=0.63~0.84mm/r （《切削手冊》表2.10） 查機床說明書，取=0.72mm/r。 機床主軸轉(zhuǎn)速：取n=68r/min，則其切削速度v=8.26m/min 機動工時 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 手動進給。 工序3 銑小頭兩端面 切削速度：參考有關手冊，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)機床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39），取=60r/min，故實際切削速度為 當=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為： ==0.08×18×60=86.4mm/min 查機床說明書，取 =75mm/min， 切削工時：銑刀的行程=60+24mm，則機動工時為 工序4 鉆φ4mm、φ12mm孔 1．鉆φ4mm孔 確定進給量:查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10，當鋼的<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，故進給量應乘系數(shù)0.75，則 =（0.08~0.10）×0.75=0.06~0.08mm/r 根據(jù)Z3032機床說明書，現(xiàn)取=0.08mm/r。 切削速度：查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=26m/min。所以 根據(jù)機床說明書，取=2000r/min，故實際切削速度為 切削工時：h=13mm 2. 鉆φ12mm孔 確定進給量:查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10，當鋼的<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，故進給量應乘系數(shù)0.75，則 =（0.25~0.31）×0.75=0.19~0.24mm/r 根據(jù)Z3032機床說明書，現(xiàn)取=0.20mm/r。 切削速度：查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=16m/min。所以 根據(jù)機床說明書，取=400r/min，故實際切削速度為 切削工時：h=13mm 工序5 鉆φ12.5mm孔，鉆M12螺紋底孔，攻M12螺紋孔。 機床：Z535立式鉆床，刀具：錐柄鉆頭φ12.5mm、φ10.2mm，加長柄機用絲錐（） 1．鉆孔φ12.5mm 確定進給量:查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10，當鋼的<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，故進給量應乘系數(shù)0.75，則 =（0.25~0.31）×0.75=0.19~0.24mm/r 根據(jù)Z535機床說明書，現(xiàn)取=0.20mm/r。 切削速度：查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=16m/min。所以 根據(jù)機床說明書，取=400r/min，故實際切削速度為 切削工時：h=22mm 2．鉆M12螺紋底孔 確定進給量:查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10，當鋼的<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，故進給量應乘系數(shù)0.75，則 =（0.25~0.31）×0.75=0.19~0.24mm/r 根據(jù)Z535機床說明書，現(xiàn)取=0.20mm/r。 切削速度：查<<機械加工工藝師手冊>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=16m/min。所以 根據(jù)機床說明書，取=500r/min，故實際切削速度為 切削工時：h=21mm 3.攻M12螺紋孔 切削速度：查<<機械加工工藝師手冊>>表40-8，取 由式（2.1）機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 根據(jù)機床說明書，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 實際切削速度： 確定進給量：由于其螺距,因此進給量 切削工時：h=20mm 工序6 拉36槽內(nèi)花鍵 確定進給量:當鋼<800MPa，屬于中等剛度零件，查<<機械加工工藝師手冊>>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)機床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39），取=60r/min，故實際切削速度為 當=60r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為： ==0.08×18×60=86.4mm/min 查機床說明書，取 =75mm/min， 切削工時：銑刀的行程=60+24mm，則機動工時為 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)，一并填入機械加工工藝過程卡片。 第5 章 鉆削Φ12.5孔夾具設計 4.1研究原始資料 利用本夾具主要用來鉆削Φ12.5孔，加工時要滿足粗糙度要求。為了保證技術(shù)要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 4.2定位方案與定位元件 由零件圖可知：在對鉆削Φ12.5孔進行加工前，平面進行了粗、精銑加工，孔進行了鉆、擴、鉸加工， 進行了鉆、擴、鉸加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案Ⅰ：選底平面、工藝孔和大頭孔定位，即一面、心軸和棱形銷定位，夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。該心軸需要在上面鉆孔，以便刀具能加工工件上的小孔。 方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式，工藝孔用棱形銷，用短圓柱銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。 分析比較上面二種方案：方案Ⅰ中的心軸夾緊、定位是不正確的，孔端是不加工的，且定位與夾緊應分開，因夾緊會破壞定位。心軸上的開孔也不利于排銷。 通過比較分析只有方案Ⅱ滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔和大頭孔來定位，從而保證其尺寸公差要求。 圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇底平面和兩孔為定位基準來設計鉆模，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和兩孔定位限制6個自由度。其中底面限制3個自由度，圓柱銷限制2個自由度，菱形銷限制1個自由度。 為了滿足主離合器分杠桿的需要，使主離合器分杠桿左右兩端底面定位固定，因不同零件存在一定的誤差，應使主離合器分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，所以設計右端平面固定，左端設置螺旋輔助支撐2進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。 4.3夾緊機構(gòu) 增加夾緊方案的確定及夾緊元件的選擇 1）確定夾緊類型 由工序簡圖可知，本工序所要加緊的為上下兩平面，地面支撐 上面夾緊。 2）夾緊力的計算 對加緊力的要求： （1）、 制定加緊力方案時，因盡可能避免加緊力與支撐反力構(gòu)成力偶。 （2）、 在加緊過程中，不至于因重力的影響而破壞正確定位。 （3）、 在加緊過程中，應使工件不產(chǎn)生超出表面形狀精度允許范圍的變形。 （4）、 在切削過程中，應避免工件產(chǎn)生不允許的振動。 對夾緊裝置的要求： （1）、夾緊裝置應保證工件各定位面的定位可靠，而不能破壞定位。 （2）、夾緊力大小要適中，在保證工件加工所需夾緊力的同時，應盡量減小工件的加緊變形。 （3）、夾緊裝置要具有可靠的自鎖，以防止加工中夾緊裝置突然松開。 （4）、夾緊裝置要有足夠的加緊行程，以滿足工件裝卸空間的需要。 （5）、加緊動作要迅速，操作要方便、安全、省力。 （6）、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)應緊湊，工藝性要好，盡量采用標準化元件。 防止鉆孔時零件晃動，應對搖臂桿的兩端底面以及前后移動進行定位固定，所以在右端設計定位銷7、開口墊圈6、夾緊螺母5對零件零件進行固定；（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。 4.4切削力及夾緊力的計算 鉆該孔時選用：鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻[5]查表可得： 切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即： 實際所需夾緊力：由參考文獻[5]表得： 有： 安全系數(shù)K可按下式計算有： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[5]表 可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 取，， 查參考文獻[5]1～2～26可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 螺旋夾緊力： 由上述計算易得： 因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。 4.5誤差分析與計算 該夾具以底面、兩孔為定位基準，要求保證被加工和孔粗糙度為3.2。該孔次性加工即可滿足要求。 由參考文獻[5]可得： ⑴ 兩定位銷的定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 4.6零、部件的設計與選用 4.6.1定位銷選用 本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數(shù)如表4.1和4.2： 31 d H D 公稱尺寸 允差 31 16 31 ～0.011 22 5 1 4 Φ12.5 4 表4.1可換定位銷 表4.2 固定棱形銷 d H d 公稱尺寸 允差 20 20 22 +0.034 ～0.023 65 5 3 8 1 6 1.5 4.6.2鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。 圖3.1 可換鉆套 鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表3.3： 表3.3 鉆套 d H D 公稱尺寸 允差 6 12 12 +0.018 +0.007 22 18 10 4 9 0.5 18 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖4.2 固定襯套 4.7 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。 圖4.3 可換鉆套 .尺寸表4.4 d D D1 H t 基本尺寸 極限偏差F7 基本尺寸 極限偏差D6 ＞0～1 +0.016 +0.006 3 +0.010 +0.004 6 6 9 -- 0.008 ＞1～1.8 4 +0.016 +0.008 7 ＞1.8～2.6 5 8 ＞2.6～3 6 9 8 12 16 ＞3～3.3 +0.022 +0.010 ＞3.3～4 7 +0.019 +0.010 10 ＞4～5 8 11 ＞5～6 10 13 10 16 20 ＞6～8 +0.028 +0.013 12 +0.023 +0.012 15 ＞8～10 15 18 12 20 25 ＞10～12 +0.034 +0.016 18 22 ＞12～15 22 +0.028 +0.015 26 16 28 36 ＞15～18 26 30 0.012 ＞18～22 +0.041 +0.020 30 34 20 36 45 ＞22～26 35 +0.033 +0.017 39 ＞26～30 42 46 25 45 56 ＞30～35 +0.050 +0.025 48 52 ＞35～42 55 +0.039 +0.020 59 30 56 67 ＞42～48 62 66 ＞48～50 70 74 0.040 鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 4.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 夾具體：夾具的定位、引導、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能正確的安裝在機床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體的最大最復雜的基礎件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動，因此夾具體必須具有必要的強度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設計夾具體時，必須考慮結(jié)構(gòu)應便于排屑。此外，夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟性以及操作和裝拆的便捷性等，在設計時也應加以考慮。 夾具體設計的基本要求 （1）應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹龋鼈冎g應有適當?shù)奈恢镁取? 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。 （2）應有足夠的強度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。 （3）應有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。 （4）應便于排除切屑 在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。 （5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠 夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。 工件裝夾方案確定以后，根據(jù)定位元件及夾緊機構(gòu)所需要的空間范圍及機床工作臺的尺寸，確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。 4.9 夾具設計及操作的簡要說明 本夾具用于在鉆床上加工Φ12.5孔。工件以底平面、兩孔為定位基準，在定位環(huán)上實現(xiàn)完全定位。采用手動螺旋機構(gòu)夾緊工件。該夾緊機構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。 總 結(jié) 加工工藝的編制和專用夾具的設計，使對零件的加工過程和夾具的設計有進一步的提高。在這次的設計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導老師的精心指導下，針對這些問題查閱了大量的相關資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。 完成了本次設計，通過做這次的設計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅實的基礎。 參考文獻 參考文獻 1.《機床夾具設計》 第2版 肖繼德 陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 2.《機械制造工藝及專用夾具設計指導》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社 3.《機械制造工藝學》 周昌治、楊忠鑒等 重慶大學出版社 3. 《機械制造工藝設計簡明手冊》李益民 主編 機械工業(yè)出版社 4. 《工藝師手冊》 楊叔子主編 機械工業(yè)出版社 3. 《機床夾具設計手冊》　　　王光斗、王春福主編 上海科技出版社 7. 《機床專用夾具設計圖冊》南京市機械研究所 主編 機械工業(yè)出版社 8. 《機械原理畢業(yè)設計手冊》 鄒慧君主編 機械工業(yè)出版社 9.《金屬切削手冊》第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 上海科學技術(shù)出版社 10.《幾何量公差與檢測》第五版 甘永立 主編 上?？茖W技術(shù)出版社 11．《機械設計基礎》 第三版 陳立德主編 高等教育出版社 12．《工程材料》 丁仁亮主編 機械工業(yè)出版社 13．《機械制造工藝學畢業(yè)設計指導書》， 機械工業(yè)出版社 20．《機床夾具設計》 王啟平主編 哈工大出版社 14.《現(xiàn)代機械制圖》 呂素霞 何文平主編 機械工業(yè)出版社 致 謝 經(jīng)過了的很長時間，終于比較圓滿完成了設計任務?；仡欉@日日夜夜，感覺經(jīng)過了一場磨練，通過圖書、網(wǎng)絡、老師、同學等各種可以利用的方法，鞏固了自己的專業(yè)知識。對所學知識的了解和使用都有了更加深刻的理解。 此時此刻，我要特別感謝我的導師的精心指導，不僅指導我們解決了關鍵性技術(shù)難題，更重要的是為我們指引了設計的思路并給我們講解了設計中用到的實際工程設計經(jīng)驗，從而使我們設計中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學會綜合應用所學知識，提高分析和解決實際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。 同時也要感謝其他同學、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領導對我們畢業(yè)設計的重視和關心，為我們提供了作圖工具和場所，使我們能夠全身心的投入到設計中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設計提供了重要保障。 43