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機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)
課程設(shè)計(jì)說明書
設(shè)計(jì)題目： 操縱手柄及相關(guān)工序夾具的設(shè)計(jì)
設(shè) 計(jì) 者：
班 級(jí)：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)老師：
目錄
設(shè)計(jì)任務(wù)書
一、序言
二、零件分析
2.1零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型
2.2零件的作用
2.3零件的加工工藝分析
三、毛坯成形工藝方案設(shè)計(jì)
3.1 確定毛坯的成形方法
3.2確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差
3.3確定毛坯的熱處理方式
四、機(jī)械加工工藝規(guī)程工藝
4.1基準(zhǔn)的選擇
4.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇
4.1.2 精基準(zhǔn)的選擇
4.2確定加工余量及工序尺寸
4.3制訂工藝路線
4.4確定切屑用量及基本工時(shí)
五、夾具方案設(shè)計(jì)
5.1確定定位方案
5.2夾緊力計(jì)算
5.3定位誤差計(jì)算
六、總結(jié)心得
七、參考文獻(xiàn)
設(shè)計(jì)任務(wù)書
設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：
設(shè)計(jì)“操縱手柄”零件機(jī)械加工工藝規(guī)程（大批量）
設(shè)計(jì)要求：
1、未注圓角R2~3
2、去毛刺
3、材料45鋼
設(shè)計(jì)內(nèi)容：
1、熟悉零件圖，
2、繪制零件圖1張，
3、繪制毛坯圖1張，
4、編寫工藝過程卡1張和工序卡片2張，
5.、夾具設(shè)計(jì)裝配圖1張，
6、主要零件圖1張，
7、課程設(shè)計(jì)說明書1份。
一、 序言
設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)全部基礎(chǔ)課程、技術(shù)基礎(chǔ)課程以及全部專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是對(duì)我們各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是我們?cè)谧哌M(jìn)社會(huì)工作崗位前的一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力。
本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是制訂操縱手柄加工工藝規(guī)程。詳細(xì)討論操縱手柄從毛坯到成品的機(jī)械加工工藝過程，分析總結(jié)操縱手柄的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要加工表面，并制定相應(yīng)的機(jī)械加工工藝規(guī)程；針對(duì)操縱手柄零件的主要技術(shù)要求，設(shè)計(jì)先端面用的銑床夾具。
本著力求與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合的指導(dǎo)思想，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)到了綜合運(yùn)用基本理論知識(shí)，解決實(shí)際生產(chǎn)問題的目的。由于個(gè)人能力所限、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)少、資料缺乏，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教。
二 零件分析
2.1 零件的生產(chǎn)綱型領(lǐng)及生產(chǎn)類
生產(chǎn)綱領(lǐng)是企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)量。在畢業(yè)設(shè)計(jì)題目中，操縱手柄的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年。生。產(chǎn)類型是企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。操縱手柄輪廓尺寸小，屬于輕型零件。因此，按生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型的關(guān)系確定，該零件的生產(chǎn)類型屬于中批生產(chǎn)。
2.2 零件的作用
課程設(shè)計(jì)題目給定的零件是車床操縱手柄，屬于板塊類零件，是機(jī)床操縱桿上的一個(gè)零件，該零件的功用是傳遞扭矩。工人操縱手柄即可使操縱桿獲得不同的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，從而使機(jī)床主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.3 零件的加工工藝分析
該零件主要有平面、孔和鍵槽，是一個(gè)形狀比較簡(jiǎn)單的零件。
⑴ 以工件的上下表面為中心加工孔和槽。鉆Φ10的孔，鉆Φ12H8的孔，銑16mm×8mm的槽。
⑵ 以Φ18 mm外圓為中心加工Φ24表面和孔，鉆Φ9H7，鉆Φ16H7的孔。
有以上的分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于夾具加工另一組表面，并保證它們的精度。
三、毛坯成形工藝方案設(shè)計(jì)
3.1 確定毛坯的成形方法
操縱手柄是一種常用的傳動(dòng)件，要求具有一定的強(qiáng)度。零件材料采用45鋼。由于零件成批生產(chǎn)，輪廓尺寸不大，形狀也不復(fù)雜，考慮到其運(yùn)用場(chǎng)合，選擇毛坯為鍛造成型。并且該零件年產(chǎn)量為5000件/年，采用模鍛比較合適，故可采用模鍛成形。此外應(yīng)盡可能選擇各種已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的通用刀具、通用量檢具及輔助工具加工及檢驗(yàn)工件。
3.2確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差
參考《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》，鋼質(zhì)模鍛件的公差及機(jī)械加工余量按GB/T 12362-2003確定。要確定毛坯的尺寸公差及加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。此處參考書《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》
（1） φ24外圓的毛坯余量由表2-10得雙邊余量4±1mm，取單邊3.5mm，毛坯尺寸 mm，
（2） φ24外圓端面的毛坯余量由表2-10得單邊4±1mm，取3.5mm，毛坯尺寸 mm，
（3） D兩端面及螺紋孔端面的毛坯余量由表2-20得雙邊余量 mm，取單邊3.5mm，毛坯尺寸分別為 mm和 mm。
（4） 所有孔的毛坯尺寸均為實(shí)心。
3.3確定毛坯的熱處理方式
鋼質(zhì)齒輪毛坯經(jīng)鍛造后應(yīng)安排正火，以消除殘余的鍛造應(yīng)力，并使不均勻的金相組織通過重結(jié)晶得到細(xì)化、均勻的組織，從而改善加工性。
四 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
4.1 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇得正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工過程中會(huì)問題百出，甚至造成零件大批量報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
4.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇
Φ18的外表面不需要加工，選擇為粗基準(zhǔn)加工Φ24外圓，選擇Φ20外圓面作為粗基準(zhǔn)，加工尺寸為18的端面。
4.1.2 精基準(zhǔn)的選擇
主要考慮的是基準(zhǔn)的中和問題。當(dāng)設(shè)計(jì)與工序的基準(zhǔn)不重合時(shí)，因該進(jìn)行尺寸換算。選擇Φ24外圓中心線和端面以及D面作為精基準(zhǔn) 。
4.2 確定機(jī)械加工方法和余量及工序尺寸
根據(jù)以上原始資料及機(jī)械加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸如下：
1. Φ12 mm的孔：
毛坯為實(shí)心，而Φ12 mm的孔的精度為H8，Ra=6.3um（參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南計(jì)》表（5-30，5-15），確定工序尺寸及余量：
鉆孔： mm，
鉸孔：Φ12H8 mm， 2Z=0.5mm。
2.Φ10mm的孔：
毛坯為實(shí)心，Ra=6.3um參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南計(jì)》（5-15），確定工序尺寸及余量：
鉆孔： mm；
鉸孔：Φ10mm，2Z = 0.5mm。
3.Φ9 mm的孔：
毛坯為實(shí)心，而Φ9 mm的孔的精度為H12，Ra=12.5um（參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南計(jì)》5-15），確定工序尺寸及余量：
鉆孔：Φ9 mm
4.Φ16mm的孔
毛坯為Φ9 mm孔，而Φ16 mm的孔的精度為H11，Ra=6.3um（參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南計(jì)》表5-15,5-30），確定工序尺寸及余量：
擴(kuò)孔： mm， 2Z=6.5mm；
鉸孔： mm， 2Z=0.5mm。
5.車外圓端面：
根據(jù)端面的精度要求Ra=12.5um，參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南計(jì)》（5-38），確定工序尺寸及余量：
粗車：保證mm尺寸，Z=3.5mm
6.車Φ24mm外圓面
根據(jù)外圓面的精度h9，Ra=12.5um要求，參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南計(jì)》（5-32,5-33），確定工序尺寸及余量：
粗車： mm
半精車： mm， 2Z=1mm
7. 銑16X8mm鍵槽：
根據(jù)槽的精度Ra=6.3um要求，參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南計(jì)》（5-40），確定工序尺寸及余量：
粗銑15X7mm槽； 半精銑16X8mm槽。
8.銑D兩端面厚度18 mm：
根據(jù)銑面的精度Ra=6.3um要求，參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南計(jì)》（5-49），確定工序尺寸及余量：
粗銑： 保證厚度 mm，
半精銑： 保證厚度18mm， 2Z=2mm
9.銑螺紋的端面：
根據(jù)銑面的精度Ra=6.3um要求，參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南計(jì)》（5-49，），確定工序尺寸及余量：
粗銑： 螺紋的端面厚度到16mm
半精銑： 螺紋的端面厚度到15mm
10.在Φ18mm圓上銑扁槽11.5H10mm：
根據(jù)槽的精度Ra=6.3um要求，參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南計(jì)》（5-40,5-16），確定工序尺寸及余量：
粗銑： 保證扁槽厚度 mm
半精銑： 保證扁槽厚度11.5H10mm
4.3制訂工藝路線
工序號(hào) 工名序稱 工 序 內(nèi) 容
00 車 粗車大端面，粗車外圓φ24，半精車外圓φ24，倒角3X45°，
4X45°，鉆孔φ9，鉸孔至φ16，擴(kuò)孔φ9至φ15.8，鉸孔φ15.8至φ16，倒角0.5 X45°
05 銑 粗銑D兩端面至18，半精銑D兩端面至18，
06 銑 在φ18外圓上粗銑長(zhǎng)28平面，半精銑長(zhǎng)28平面
10 銑 粗銑螺紋圓端面至15，半精銑螺紋圓端面至15，
15 鉆 鉆孔φ11.8，鉆孔φ10，鉸孔φ12，倒角0.5X45°，鉸孔φ10，倒角1X45°
20 銑 粗銑銑鍵槽16X8，半精銑鍵槽16X8
25 鉆 φ5，倒角0.5 X45°
30 攻絲 對(duì)φ5的孔進(jìn)行攻絲M6X1-3
35 去毛刺 去毛刺
40 清洗 清洗
45 終檢 終檢入庫(kù)
4.4確定切削用量及基本工時(shí)
以工序05：銑兩端面作為計(jì)算的例子
1)加工條件
工件材料：45鋼,=670MPa，鍛件。
加工要求：粗銑D兩端面加工余量2.5mm。
機(jī)床、刀具：X51立式銑床、硬質(zhì)合金立銑刀。表5-101選擇銑刀的尺寸銑刀直徑，L=72，Z=4。已知銑削寬度，銑削深度
確定每齒進(jìn)給量fz。根據(jù)表5-74，X51型臥式銑床的功率為4.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等，查得每齒進(jìn)給量，取。
選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度。根據(jù)表5-149，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.2mm，直徑d=10mm，耐用度T=60min。
確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量。根據(jù)表2-17中公式計(jì)算：式中，，，，，，T=60min，，，，，，
根據(jù)X51轉(zhuǎn)速表，選擇，實(shí)際切削速度，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為
根據(jù)表5-72，，實(shí)際
校驗(yàn)機(jī)床功率。根據(jù)表2-18計(jì)算公式，
式中， ，，，，，，，，，，
X62銑床功率為4.5KW，符合要求，可以采用。
2)計(jì)算基本工時(shí)
mm
3)輔助工時(shí)
根據(jù)書《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》由表4-106可查得：
輔助工時(shí)大約為T=100s
工序1 鉆Φmm孔。以零件的Φ18mm外圓柱面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以孔Φ10mm為輔助基準(zhǔn)。
鉆Φ15孔，采用高速鋼鉆頭,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-64，f=0.31～0.37mm/r,由于l/d<3,故系數(shù)為1。取f=0.32mm/r。
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-66，取=0.33m/s=19.8m/min
n=1000/πd=1000×19.8/(π×15)=420.17 r/min
取n=480r/min,所以實(shí)際切削速度為：
=πd n/1000=π×15×480/1000=22.62 m/min
計(jì)算工時(shí) ＝L/nf=（40+1）/(480*0.32)=0.27min
擴(kuò)Φmm孔并倒角
采用高速鋼擴(kuò)鉆。
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-67，f=0.6～0.7mm/r。取f=0.6mm/r。
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-67, =(1/2～1/3) mm/r
故=0.4=0.4×19.8=7.95 m/min
n=1000/πd=1000×7.92/(π×16)=157.64 r/min
取n=180r/min
計(jì)算工時(shí) ＝L/nf=41/(180*0.6)=0.38min
Φmm孔倒角0.5*450兩端.
采用900锪鉆,為縮短輔助時(shí)間,取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔相同。即 n=180r/min
工序2 鉆Φmm孔并倒角。以Φmm孔為精基準(zhǔn)，保證與Φ的同軸度誤差不超過0.2mm。
采用高速鋼鉆頭,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-64，f=0.22～0.28mm/r,由于l/d>7～10,故系數(shù)為0.75。取f=0.24*0.75=0.18mm/r。
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-66，取=0.35m/s=21m/min,則
n=1000/πd=1000×21/(π×9)=742.72 r/min
取n=780r/min。
計(jì)算工時(shí) ＝L/nf=88/(780*0.18)=0.63min
采用900锪鉆,為縮短輔助時(shí)間,取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同。即 n=780r/min
工序3 粗車，半精車Φmm外圓表面及右端面。以Φmm孔為精基準(zhǔn)。粗車時(shí)，選用高速鋼車刀。由于加工余量為2mm，因此此次切削，吃刀深
度為=1m。
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-57，f=0.3～0.4mm/r,取f=0.3mm/r。
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-60，v=2.170～2.667m/s, 取v=2.5m/s。
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
n==1000*2.5/(3.14*27.3)=29.15r/s (1749r/min)
按機(jī)床取n=1740r/min=29r/s
實(shí)際切削速度為v=29r/s =149.23m/min
＝L/nf=80/(1740*0.3)=0.153min
粗車右端面時(shí)，吃刀深度=1mm，＝L/nf=15/(1740*0.3)=0.029min
半精車時(shí)，由于加工余量為1.3mm，因此此次切削，吃刀深度為=0.65 m。
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-58，f=0.5mm/r。因其不限切削速度，故取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為粗車的轉(zhuǎn)速n=1740r/min=29r/s
＝L/nf=80/(1740*0.5)=0.09min
倒角4*450時(shí), 吃刀深度=2mm，＝L/nf=5.6/(1740*0.5)=0.006min
倒角3*450時(shí), 吃刀深度=2mm，＝L/nf=4.3/(1740*0.5)=0.005min
（在本工序未注明的進(jìn)給量f和機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n分別為0.5mm/r和1740r/min）
工序4 粗銑Φ10孔和R4通槽（即D和A）的上下端面。。以Φmm孔為精基準(zhǔn)，以孔Φ10mm為輔助基準(zhǔn)。
零件材料為45鋼，故可用高速鋼圓柱銑刀。
查表得取銑刀直徑d=30mm，粗齒，z=20齒。
由于粗銑加工單邊余量為1mm，小于5mm，故銑削寬度=1mm。
由于A面上兩端突出故將28mm作為銑削深度從而進(jìn)給18mm，所以?。?8mm
查表可知， =0.1～0.15mm/z, 取=0.1 mm/齒。
查表可知，=0.35～0.65m/s.取=0.4m/s.
n=1000 /πd=1000×0.4/(π×30)=4.25 r/s =255 r/min
=*n*Z=0.1*255*20=510mm/min
?。?80mm/min
L=18*4=72mm
＝L/=72/480=0.15min
工序5 半精銑R4通槽（即A）的上下端面。以Φmm孔為精基準(zhǔn)，以孔Φ10mm為輔助基準(zhǔn)。
選用高速鋼圓柱銑刀，細(xì)齒，d=30mm,z=20齒。
由于粗銑加工單邊余量為0.5mm，故銑削寬度=0.5mm。
查表,f=1.2～2.7mm/s，取f=2mm/s
查表可知，=0.35～0.65m/s.
因?yàn)樵摴ば驗(yàn)榘刖娝俣葢?yīng)取較大值，故取=0.65m/s.
n=1000 /πd=1000×0.65/(π×30)= 414 r/min
=*n=2*414=828mm/min
?。?80mm/min
＝L/=18*2/780=0.05min
粗銑R4通槽（即A槽）。以Φmm孔為精基準(zhǔn)，以孔Φ10mm為輔助基準(zhǔn)。
選用高速鋼立銑刀，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-75，d=8mm,z=5齒。
=0.008～0.015mm/z, 取=0.008 mm/齒。
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-75可知，=90m/min.
n=1000 /πd=1000×90/(π×8)= 3583 r/min
=*n=0.008*3583=28.66mm/min
取=28.8mm/min
＝L/=16/28.8=0.56min
工序6 鉆M6側(cè)孔，攻螺紋，以Φmm孔為精基準(zhǔn)，以D上端面為輔助基準(zhǔn)。
1鉆螺紋底孔 4.8mm
選用高速鋼麻花鉆，查表11-10可知，f=0.14～0.18mm/r，取f=0.18mm/r
查表1可知,v=0.35m/s=21m/min
n=1000/πd=1000×21/(π×4.8)=1393 r/min 取n=960r/min
=πd n/1000=π×4.8×960/1000=14.47 m/min
計(jì)算工時(shí) ＝L/nf=15/(960*0.18)=0.087min
2攻M6螺紋
選用M6絲錐，螺距P=1mm。切削用量選為v=0.1m/s=6m/s.
n=1000/πd=1000×6/(π×6)=318 r/min
取n=272 r/min ,則=πd n/1000=π×6×272/1000=5.1 m/min
計(jì)算工時(shí) ＝L/nf=15/(272*1)=0.055min
工序7 擴(kuò)，鉸Φ孔并兩端倒0.5*450 。以Φmm孔為精基準(zhǔn)，以D面為輔助基準(zhǔn)。保證Φ孔與D面的垂直度誤差不超過0.15mm
擴(kuò)孔時(shí)，采用高速鋼擴(kuò)鉆。
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-67，f=0.5～0.6mm/r。取f=0.5mm/r。
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-67, =(1/2～1/3) mm/r
故=0.4=0.4×19.8=7.92 m/min
n=1000/πd=1000×7.92/(π×11.8)=213.75 r/min
取n=240r/min
計(jì)算工時(shí) ＝L/nf=8/(240*0.5)=0.067min
鉸Φ孔時(shí)，采用高速鋼鉸刀
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-68，f=0.65～1.40mm/r。取f=1mm/r。
查表可知，=0.113m/s=6.78m/min。
n=1000/πd=1000×6.78/(π×12)=180r/min。
計(jì)算工時(shí) ＝L/nf=8/(180*1)=0.044 min
Φ孔兩端倒0.5*450 。
采用900锪鉆,為縮短輔助時(shí)間,取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔相同。即 n=180r/min
工序8 擴(kuò)Φ10孔并兩端倒1*450。以Φmm孔為精基準(zhǔn)，以Φ孔為輔助基準(zhǔn)。保證與Φ孔的圓心距為mm。
采用高速鋼擴(kuò)鉆
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-67，f=0.5～0.6mm/r。取f=0.5mm/r。
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-67, =(1/2～1/3) mm/r
故=0.4=0.4×19.8=7.92 m/min
n=1000/πd=1000×7.92/(π×10)=252.23 r/min
取n=240r/min
計(jì)算工時(shí) ＝L/nf=18/(240*0.5)=0.15min
Φ10孔兩端倒0.5*450
采用900锪鉆,為縮短輔助時(shí)間,取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔相同。即 n=240r/min
五、夾具設(shè)計(jì)
3.1 夾具的設(shè)計(jì)
在本次夾具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)鉆M6螺紋孔的夾具，在工件夾緊方面要求手動(dòng)夾緊。這類夾具的特點(diǎn)是：針對(duì)性強(qiáng)，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產(chǎn)效率高和定位精度高，但是設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)，產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)往往不能繼續(xù)使用適應(yīng)性差，費(fèi)用較高。
3.1.1 定位分析
在工件的定位中有很多種不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件支撐釘定位，工件以小V型塊定位等。
根據(jù)零件的形狀，我們可以選擇以平面定位或以工件中心圓孔定位。在夾具設(shè)計(jì)過程中盡量以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，以便減小加工誤差。所以在這道設(shè)計(jì)中采用外圓表面以及底平面和一側(cè)端面為定位基準(zhǔn)。
3.1.2 定位原理
在機(jī)械加工過程中，為了保證工件某道工序的加工要求，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具處于正確的相對(duì)位置。當(dāng)采用機(jī)床夾具安裝一批工件時(shí)，是通過夾具來實(shí)現(xiàn)這些要求的。要實(shí)現(xiàn)工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具占有一個(gè)正確的加工位置，必須做到以下三點(diǎn)：
（1） 使一批工件在夾具中都占有一致的正確的加工位置；
（2） 使夾具在機(jī)床上占有正確的位置；
（3） 使刀具相對(duì)于夾具占有正確的位置。
工件在夾具中定位，就是要使工件在夾具中占據(jù)正確的加工位置，這就可以通過設(shè)置定位支承點(diǎn)，限制工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。工件在沒有采取定位措施之前，可視為一個(gè)處于空間自由狀態(tài)的剛體，根據(jù)運(yùn)動(dòng)原理學(xué)可知，任一剛體在空間直角坐標(biāo)系中都有六個(gè)自由度，即沿三個(gè)坐標(biāo)軸軸向移動(dòng)的自由度，分別用、、來表示；繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，分別用、、來表示。由此看來，未限制六個(gè)自由度的工件的位置是不確定的，當(dāng)然也是無(wú)法加工的。因此要使工件在夾具中處于正確的位置，必須對(duì)影響工件加工面位置精度的相應(yīng)自由度進(jìn)行限制。
工件的六個(gè)自由度都是客觀存在的，是工件在夾具中所占空間位置確定的最高程度。也就是說。工件最多只有六個(gè)自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夾具中該方向的位置就確定下來。工件在夾具中定位，意味著通過定位元件限制工件相應(yīng)的自由度。
3.1.3 定位元件的分析
在加工過程中，因?yàn)樵摿慵^為復(fù)雜，加上零件的特殊性，因此在設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)定位板一塊來限制零件的自由度，定位板限制了零件的X 、Y的移動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)計(jì)一拉桿限制了零件繞Z軸旋轉(zhuǎn)的方面，一共限制了零件的五個(gè)自由度，達(dá)到不完全定位狀態(tài)。
不完全定位可分為下列兩種情況：
①. 由于工件的加工前的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，無(wú)法也沒有必要限制某些方面的自由度；
②. 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位時(shí)允許某些方面的自由度不被限制。
3.1.4 夾緊元件的選擇
工件在夾緊過程中應(yīng)避免夾緊元件跟工件進(jìn)行點(diǎn)接觸。因?yàn)樵邳c(diǎn)接觸的過程中，即使有很小的夾緊力也可以產(chǎn)生很大的應(yīng)力，由于定加工過程產(chǎn)生的誤差在夾緊上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)接觸的情況。但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺(tái)的相對(duì)位置安裝誤差，必須進(jìn)行自位平衡，則鉆模板和夾具體之間采用鉸鏈連接，使鉆模板形成自位平衡。本次設(shè)計(jì)中鉆模板材料為45鋼，其外還有自制導(dǎo)軌。
①.選擇鉆套
鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中。鉆套有固定鉆套，固定鉆套直接壓入鉆模板采用或配合，磨損后不容易更換，適用于中、小批量生產(chǎn)或用來加工孔距較小以及孔距精度較高的孔。
可換鉆套：可換鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板中。鉆套由螺釘固定，以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。鉆套與襯套間采用或配合，鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產(chǎn)。
快換鉆套：當(dāng)要取出鉆套時(shí)，只要將鉆套朝逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)使螺釘頭部剛好對(duì)準(zhǔn)鉆套上的削邊上面，即可取出鉆套。
在這次設(shè)計(jì)中我選擇可換鉆套，因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套，必須把鉆套和襯套加長(zhǎng)來保證精度和它的高度?？鞊Q鉆套如圖所示：
圖4-1 快換鉆套
②.夾具底座與工作臺(tái)的連接
由于加工過程中選用的機(jī)床為Z525搖臂鉆床，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編第二卷，表10.1-5搖臂鉆床聯(lián)系尺寸可得，底座T型槽數(shù)為5個(gè)，工作臺(tái)上面T型槽數(shù)為5個(gè)，工作臺(tái)側(cè)面槽數(shù)為3個(gè)，，，，，，，，，，，，，。
3.1.5定位誤差的分析
定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對(duì)夾具設(shè)計(jì)中采用的某一定位方案，只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置公差的1/3，即可認(rèn)為該定方案符合加工精度的要求。
在用夾具裝夾工件時(shí)，當(dāng)工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸或相配合時(shí)，工件的位置即由定位元件確定下來。而對(duì)一批工件來說，因各工件的有關(guān)表面本身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差，且夾具上的定位元件本身及相互間存在尺寸和位置公差，因此，雖然工件已經(jīng)定位，但每個(gè)被定位的工件上的一些表面的位置仍然會(huì)產(chǎn)生變化，這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。
該夾具以2個(gè)平面和和1個(gè)活動(dòng)V型塊定位，螺旋機(jī)構(gòu)， 要求保證孔軸線間的尺寸公差。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。
由[5]和[6]可得：
1 定位誤差：
當(dāng)以任意邊接觸時(shí)
當(dāng)以固定邊接觸時(shí)
式中為彼此最小間隙
通過分析可得：
因此：當(dāng)以任意邊接觸時(shí)
2 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.1.6切削力及夾緊力的計(jì)算
該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則； 參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
由資料《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 可得：
所以
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用液壓泵螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
取，，
螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力，由式（2.9）有：：
式中參數(shù)由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得：
其中：
由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得：原動(dòng)力計(jì)算公式：
由上述計(jì)算易得：
因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。
3.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以底平面、心軸為定位基準(zhǔn)，在V型塊板上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用螺旋夾緊壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊可靠。
六、總結(jié)心得
1、為期兩周的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過程，在老師的指導(dǎo)下，我取得了可喜的成績(jī)，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。
2、本次課程設(shè)計(jì)主要是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識(shí)。
3、通過此次設(shè)計(jì)，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊(cè)、選擇使用工藝裝備等等。
總的來說，這次設(shè)計(jì)，使我們?cè)诨纠碚摰木C合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)們批評(píng)指正！
七、參考文獻(xiàn)
設(shè)計(jì)資料及主要參考書
參考書：
崇凱 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)程設(shè)計(jì)指南》 化學(xué)工業(yè)出版社
吉衛(wèi)喜 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 》 高等教育出版社
吳宗澤 羅升國(guó) 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 三版 高等教育出版社
孫康寧 李愛菊 《工程材料及其成型技術(shù)基礎(chǔ)》 一版 高等教育出版社
毛淮平 《 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》 一版 機(jī)械工業(yè)出版社
魯平宇 《工程圖學(xué)》 一版 機(jī)械工業(yè)出版社
設(shè)計(jì)資料：
《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》
《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理》
《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)
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