車(chē)床手柄座（831015）加工工藝及關(guān)鍵工序工裝設(shè)計(jì)【鉆φ14孔】【說(shuō)明書(shū)+CAD】

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擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，在機(jī)床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍。減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)具進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)[2]。 1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 車(chē)床手柄座是某企業(yè)產(chǎn)品中的關(guān)鍵零件之一，生產(chǎn)量比較大。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高加工效率，需要對(duì)其加工工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在關(guān)鍵工序使用組合機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床進(jìn)行加工。本課題即以此為背景，要求學(xué)生根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和車(chē)床手柄座零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)之上，選擇其關(guān)鍵工序之一進(jìn)行專用夾具及加工用組合機(jī)床設(shè)計(jì)，并完成必要的設(shè)計(jì)計(jì)算[3]。 通過(guò)這樣一個(gè)典型環(huán)節(jié)綜合訓(xùn)練，達(dá)到綜合訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。 1.2 車(chē)床手柄座設(shè)計(jì)的基本情況 車(chē)床手柄座是某企業(yè)產(chǎn)品的主要零件之一。本課題要求根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和車(chē)床手柄座零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)之上，選擇其關(guān)鍵工序之一進(jìn)行專用夾具及加工用組合機(jī)床設(shè)計(jì)，并完成必要的設(shè)計(jì)計(jì)算。 1.3 工藝方案 1.3.1 工藝路線方案一 工序一 粗、精銑φ20孔上端面 工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ20、φ50孔 工序三 粗、精銑φ50孔上端面 工序四 粗、精銑φ50、φ20孔下端面 工序五 切斷 工序六 鉆φ4孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔） 工序七 鉆一個(gè)φ4孔，攻M6螺紋 工序八 銑47°凸臺(tái) 工序九 檢查 上面工序加工效率較高，但同時(shí)鉆三個(gè)孔，對(duì)設(shè)備有一定要求。且看另一個(gè)方案。 1.3.2 工藝路線方案二 工序一 粗、精銑φ20孔上端面 工序二 粗、精銑φ20孔下端面 工序三 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ20孔 工序四 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ50孔 工序五 粗、精銑φ50孔上端面 工序六 粗、精銑φ50孔下端面 工序七 切斷 工序八 鉆φ4孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔） 工序九 鉆一個(gè)φ4孔，攻M6螺紋 工序十 銑47°凸臺(tái) 工序十一 檢查 上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，但效率較低。綜合考慮以上步驟，得到我的工藝路線。 1.3.3 方案一與方案二比較 雖然工序仍然是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線方案二快了一倍（實(shí)際銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整）。多次加工φ50、φ20孔是精度要求所致。 1.3.4 工藝路線方案三 工序一 銑φ45mm凸臺(tái)端面 工序二 鉆，擴(kuò)，鉸φ25H8mm內(nèi)孔 工序三 鉆，粗鉸，精鉸φ10H7mm孔 工序四 鉆，鉸φ13mm孔 工序五 鉆φ8.5mm底孔 工序六 鉆，粗鉸，精鉸φ14H7mm 孔 工序七 鉆φ5mm圓錐孔 工序八 鉆槽底通孔φ5.5mm 工序九 拉鍵槽6H9mm 工序十 鉆底孔，攻螺紋M10mm 工序十一 檢查。 2 零件分析 2.1 零件的工藝分析 粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ20 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)φ32作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷(xiāo)釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。 精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門(mén)計(jì)算，此處不再重復(fù)。 2.2 零件的加工工序 (1)銑，半精銑φ45mm凸臺(tái)端面 (2)銑，半精銑大端面 (3)鉆，擴(kuò)，鉸φ25H8mm內(nèi)孔 (4)鉆，粗鉸，精鉸φ10H7mm孔 (5)銑槽mm (6)鉆粗鉸精鉸φ14H7mm孔 (7)鉆底孔，攻螺紋M10mm (8)鉆φ5mm圓錐孔 (9)拉鍵槽φ6H9mm (10)鉆槽底通孔φ5.5mm 2.3 粗加工零件時(shí)切削用量的選擇原則 粗加工時(shí)加工精度與表面粗糙度要求不高,毛坯切削余量較大。因此，選擇粗加工的切削用量時(shí)，要盡可能保證較高的單位時(shí)間金屬切削量（金屬切除率）及必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)效率和降低加工成本[4]。 金屬切除率可以用下式計(jì)算： Zw=V.f.ap.1000 (2.1) 式中：Zw單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量（mm/s） V切削速度（m/s） f 進(jìn)給量（mm/r） ap切削深度（mm） 提高切削速度、增大進(jìn)給量和切削深度，都能提高金屬切除率。但是，在這三個(gè)因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，影響最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的切削深度(ap），其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量度f(wàn)，最后確定一個(gè)合適的切削速度V。 選用較大的ap和f以后，刀具耐用度顯然也會(huì)下降，但要比V對(duì)刀具耐用度的影響小得多，因此，使V、f、ap的乘積盡可能大，從而保證較高的金屬切除率。此外，增大ap可使走刀次數(shù)減少，增大f又有利于斷屑。因此，根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對(duì)提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的[5]。 2.3.1 切削深度的選擇 粗加工時(shí)切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來(lái)確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量將粗加工余量一次切除。只有當(dāng)總加工余量很大，一次不能切完時(shí)，應(yīng)考慮分多次走刀[6]。 2.3.2 進(jìn)給量的選擇 粗加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的因素主要是切削力。因此，進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度來(lái)確定。選擇進(jìn)給量時(shí)應(yīng)考慮到機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長(zhǎng)度等。在工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度好的情況下，可選用大一些的進(jìn)給量；在剛性和強(qiáng)度較差的情況下，應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量[7]。 2.3.3 切削速度的選擇 粗加工時(shí)，切削速度主要受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制。切削深度、進(jìn)給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時(shí)必須考慮到機(jī)床的許用功率。如超過(guò)了機(jī)床的許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度[8]。 2.4 精加工零件時(shí)切削用量的選擇原則 精加工時(shí)加工精度和表面質(zhì)量要求較粗加工高，加工余量小且均勻。因此，選擇精加工的切削用量時(shí)應(yīng)先考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率。 2.4.1 切削深度的選擇 精加工時(shí)的切削深度應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當(dāng)背吃刀量較大時(shí)，切削力顯著增加，影響加工質(zhì)量[9]。 2.4.2 進(jìn)給量的選擇 精加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度。進(jìn)給量增大時(shí)，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力增大，表面質(zhì)量下降。 2.4.3 切削速度的選擇 切削速度提高時(shí)，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，盡可能提高切削速度。只有當(dāng)切削速度受到工藝條件限制而不能提高時(shí)，才選用低速，以避開(kāi)積屑瘤產(chǎn)生的范圍。 由此可見(jiàn)，精加工時(shí)選用較小的背吃刀量ap和進(jìn)給量f，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度V，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)滿足生產(chǎn)率的要求[10]。 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降[11]。 3.2 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的作用及要求 夾具是卡緊工件用的。比如機(jī)床加工時(shí)，主軸有幾千轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，工件必須要固定好，否則工件飛出傷人后果嚴(yán)重。卡具設(shè)計(jì)要合理，即卡緊可靠，又要定位準(zhǔn)確，較少誤差，并保護(hù)好已加工好的表面。才能保證工件質(zhì)量。夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件,在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。為保證工件的加工要求，必須使工件在機(jī)床上處于準(zhǔn)確的位置，夾具就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)這一要求的[12]。 3.3 基本工序的設(shè)計(jì) 3.3.1 工序Ⅰ切削用量及基本工時(shí)的確定 (1)銑Φ45端面 選擇銑刀半徑為25mm，齒數(shù)Z=6（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表3.1－27） mm/z (3.1) mm,min（《切削》表3.7和《切削》表3.8） m/min（《切削》表3.9） r/m 按機(jī)床選取r/min 實(shí)際切削速度m/min (3.2) mm/min (3.3) 銑床工作臺(tái)進(jìn)給量： mm/min 基本工時(shí)： min (2)半精銑Φ45端面 加工余量為Z=1mm 切削速度為m/min r/min 選用主軸為r/min mm/min (3.4) 基本工時(shí)： min 3.3.2 工序Ⅱ切削用量及基本工時(shí)的確定 (1)粗銑大端面 進(jìn)行兩次銑削，第一次Z=2mm，第二次Z=1mm m/min r/min (3.5) 選用主軸為r/min 實(shí)際切削速度： m/min (3.6) 工作臺(tái)進(jìn)給量： mm/min 基本工時(shí)： min (2)半精銑大端面 切削速度： m/min r/min 選用主軸為r/min 工作臺(tái)進(jìn)給量： m/min 基本工時(shí)： min 3.3.3 工序Ⅲ切削用量及基本工時(shí)的確定 (1)鉆孔Φ23mm 選擇Φ23mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表3.1－6） mm/r（《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16） m/min（《切削》表2.15）硬度200－217 r/min (3.7) 按機(jī)床選取r/min（《工藝》表4.2－5） 實(shí)際切削速度： m/min 基本工時(shí)： min（《工藝》表6.2－5） (2)擴(kuò)孔mm 選擇Φ24.8mm高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆（《工藝》表3.1－8） 由《切削》表2.10得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)Φ24.8mm孔時(shí)的進(jìn)給量 f=0.7mm/r～0.8mm/r， 由《工藝》表4.2－16取mm/r擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度 由《切削》表2.15得m/min，故： 7m/min～4.7m/min 89r/min～60r/min 按機(jī)床選取r/min m/min (3.8) 基本工時(shí)： min (3)鉸mm孔 選擇Φ25mm高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（《工藝》表3.1－17） 由《切削》表2.24得f=1.1mm/r～1.5mm/r，ap=0.15mm～0.25 mm， VC=4m/min～8 m/min 由《工藝》表4.2－16得mm/r 51r/min～10r/min 按機(jī)床選取r/min m/min 基本工時(shí)：min 3.3.4 工序Ⅳ切削用量及基本工時(shí)的確定 (1)鉆Φ10孔 選擇Φ9.8mm高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得mm/r m/min（《切削》表2.15） r/min 按機(jī)床選取r/min r/min (3.9) 基本工時(shí): min (2)粗鉸Φ9.96mm孔 選擇Φ9.96mm的高速鋼鉸刀（《工藝》表2.11） 由《切削》表2.24和《工藝》表4.2－15查得mm/r mm/min r/min 按機(jī)床選取r/min mm/min 基本工時(shí)：min (3)精鉸Φ20mm孔 選擇Φ20mm的鉸刀 mm/r mm/min r/min 按機(jī)床選取r/min mm/min 基本工時(shí):min 3.3.5 工序Ⅴ切削用量及基本工時(shí)的確定 選用高速鋼圓柱形銑刀，齒數(shù)Z=6 (1)第一次走刀 mm/z m/min r/min (3.10) 按機(jī)床選取r/min mm/min 工作臺(tái)進(jìn)給量： mm/min 基本工時(shí):min (2)第二次走刀 m/min r/min 按機(jī)床選取r/min 工作臺(tái)進(jìn)給量： mm/min 基本工時(shí)： min 3.3.6 工序Ⅵ切削用量及基本工時(shí)的確定 (1)鉆Φ13mm孔 選擇Φ13高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.5－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得mm/r m/min（《切削》表2.15） r/min 按機(jī)床選取r/m m/min (3.11) 基本工時(shí): min (2)粗鉸Φ13.95mm孔 選擇Φ13.95高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（《工藝》表3.1－17） =0.5mm/r～1.0mm/r,=0.1mm～0.15mm， =4m/min～8m/min 91r/min～182r/min 按機(jī)床選取r/min（《工藝》表42－15） r/m mm/r（《工藝》表4.2－16） 基本工時(shí)： min (3)精銑Φ14mm孔 選擇Φ14高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（《工藝》表3.1－17） 由《切削》表2.24查得 =0.5mm/r～1.0mm/r，0.1mm～0.15mm， =4m/min～8m/min 91r/min～182r/min mm/r（《工藝》表42－16） 按機(jī)床選取r/min m/min 基本工時(shí)：min 3.3.7 工序Ⅶ切削用量及基本工時(shí)的確定 (1)鉆Φ8.5底孔 選用Φ8.5高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得mm/r m/min（《切削》表2.15） r/min 按機(jī)床選取r/min m/min 基本工時(shí)：min (2)攻螺紋M10mm 選擇M10mm高速鋼機(jī)用絲錐 f等于工件螺紋的螺距p，即mm/r m/min r/min 按機(jī)床選取r/min m/min 基本工時(shí)：min 3.3.8 工序Ⅷ切削用量及基本工時(shí)的確定 (1)鉆Φ5的圓錐孔 選擇高速鋼麻花鉆 mm/r m/min 6r/min 按機(jī)床選取r/min m/mm 基本工時(shí)：min (2)鉸Φ5mm的孔 選擇Φ5mm的鉸刀 mm/r r/min 按機(jī)床選取r/min m/min 基本工時(shí)：min 3.3.9 工序IX切削用量及基本工時(shí)的確定 (1)鉆Φ5.5mm孔 選擇Φ4.8mm的高速鋼錐柄麻花鉆 mm/r m/min r/min 按機(jī)床選取r/m m/min 基本工時(shí)：minmin (2)鉸Φ5.5mm孔 選擇Φ5.5mm的鉸刀 mm/r r/min 按機(jī)床選取r/min m/min 基本工時(shí)：min 4 夾具設(shè)計(jì) CA6140車(chē)床手柄座材料為，年產(chǎn)量5萬(wàn)件。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。本夾具用于支座體小端面的銑削加工。機(jī)床夾具是一種在金屬切削機(jī)床上實(shí)現(xiàn)裝夾任務(wù)的工藝裝備，是機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。 4.1 夾具的作用和分類 (1)機(jī)床夾具的分類 夾具的分類方法比較多，一般可分為通用夾具和專用夾具。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)品改型快、新品種多、小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，除使用專用夾具外，還發(fā)展了通用可調(diào)夾具、成組夾具和組合夾具等類型。 (2)按夾具的應(yīng)用范圍、使用特點(diǎn)來(lái)分，有以下類型 (a)通用夾具 它是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具，多由專門(mén)制造廠供應(yīng)，如三爪或四瓜卡盤(pán)、機(jī)器虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、萬(wàn)能分度頭、磁力工作臺(tái)等。 （b）專用夾具 它是指專為某一工件的某道工序的加工而設(shè)計(jì)制造的夾具，一般在一定批量的生產(chǎn)中應(yīng)用。 （c）通用可調(diào)夾具和成組夾具 這兩種夾具其結(jié)構(gòu)相似，其共同點(diǎn)是：在加工完一種工件后，經(jīng)過(guò)調(diào)整或更換個(gè)別元件，即可加工形狀相似、尺寸相近或加工工藝相似的多種工件。但通用可調(diào)夾具的加工對(duì)象并不很確定，通用范圍較大，如滑柱鉆模、帶各種鉗口的機(jī)器虎鉗等即是這類夾具。而成組夾具則是專門(mén)為成組加工工藝中某一組零件而設(shè)計(jì)的，針對(duì)性強(qiáng)，加工對(duì)象和適用范圍明確，結(jié)構(gòu)更為緊湊。在當(dāng)前多品種小批量生產(chǎn)的條件下，這兩類夾具是改革工藝裝備設(shè)計(jì)的一個(gè)發(fā)展方向。 （d）組合夾具 它是指按某一工件的某道工序的加工要求，由事先準(zhǔn)備好的通用的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組合而成的夾具。這種夾具用完之后可以拆卸存放，或重新組裝新夾具時(shí)供再次使用。由于組合夾具是由各種標(biāo)準(zhǔn)元、部件組裝而成，故具有組裝迅速、周期短，能反復(fù)使用等特點(diǎn)，所以在多品種、小批量生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制中尤為適用。 夾具也可按所適用的機(jī)床來(lái)分類，可為車(chē)床夾具、銑床夾具、鉆床夾具，鏜床夾具和其它機(jī)床夾具等類型[17]。 （3）機(jī)床夾具的作用 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的應(yīng)用廣泛，其作用為：保證工件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本；改善工人勞動(dòng)條件；擴(kuò)大機(jī)床范圍，改善機(jī)床用途[18]。 為了保證加工精度應(yīng)采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高而且穩(wěn)定，提高生產(chǎn)率、降低成本用夾具裝夾工件，無(wú)需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時(shí)[13]。 4.2 夾具的要求 (1)保證工件加工的各項(xiàng)技術(shù)要求 要求正確確定定位方案、夾緊方案，正確確定刀具的導(dǎo)向方式，合理制定夾具的技術(shù)要求，必要時(shí)要進(jìn)行誤差分析與計(jì)算。 (2)具有較高的生產(chǎn)效率和較低的制造成本 為提高生產(chǎn)效率，應(yīng)盡量采用多件夾緊、聯(lián)動(dòng)夾緊等高效夾具，但結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單,造價(jià)要低廉。 (3)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)化零部件 盡量選用標(biāo)準(zhǔn)夾具元件和標(biāo)準(zhǔn)件，這樣可以縮短夾具的設(shè)計(jì)制造周期，提高夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量和降低夾具制造成本。 (4)夾具操作方便安全、省力 為便于操作，操作手柄一般應(yīng)放在右邊或前面；為便于夾緊工件，操縱夾緊件的手柄或扳手在操作范圍內(nèi)應(yīng)有足夠的活動(dòng)空間；為減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，在條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用氣動(dòng)、液壓等機(jī)械化夾緊裝置。 (5)夾具應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性 所設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整和維修[14]。 4.3 定位元件的選擇 在設(shè)計(jì)夾具的過(guò)程中要考慮到工件是否正確定位，保證加工精度，縮短安裝時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能，操作方便，可降低對(duì)工人的技術(shù)要求，還可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。夾具包括定位元件裝置，夾緊裝置，對(duì)刀—導(dǎo)向元件，連接元件以及其他夾緊裝置和夾具體[15]。 常見(jiàn)的定位元件有支撐釘、支撐板、定位銷(xiāo)、錐面定位銷(xiāo)、V形塊、定位套、錐度心軸等等。 我選擇的加工工序的定位元件為定位銷(xiāo),是以φ25為圓心的定位銷(xiāo)定位。這樣選擇的好處是，最大限度的來(lái)約束零件的自由度。 4.4 夾緊元件的選擇 工件在夾具中定位后一般應(yīng)夾緊，使工件在加工過(guò)程中保持以獲得的定位不被破壞。由于工件在加工過(guò)程中受切削力，慣性力、夾緊力等的作用，會(huì)形成變形或位移，從而影響工件的加工質(zhì)量。所以工件的夾緊也是保證加工精度的一個(gè)十分重要的問(wèn)題。為了獲得良好的加工效果，一定要把工件在加工過(guò)程中的位移、變形等控制在加工精度所允許的范圍之內(nèi)。夾緊時(shí)間的處理有時(shí)會(huì)比定位的設(shè)計(jì)更為困難，從設(shè)計(jì)難度上講，夾緊機(jī)構(gòu)往往花費(fèi)設(shè)計(jì)人員較多的心血[16]。 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)滿足以下主要原則： (1)夾緊時(shí)不能破壞工件在定位元件上所獲得的位置。 (2)夾緊力應(yīng)保證工件位置在整個(gè)加工過(guò)程中不變或不產(chǎn)生不允許的振動(dòng)。 (3)使工件不產(chǎn)生過(guò)大的變形表面損傷。 (4)夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的剛度和強(qiáng)度，手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)必須保證自鎖，機(jī)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置，夾緊行程必須足夠。 (5)夾緊機(jī)構(gòu)必須安全、省力、方便、符合工人操作習(xí)慣。 針對(duì)我要加工的工序我選擇的夾緊元件為方板。這樣能將工件更好的固定在夾具體上，并且選用螺釘緊固。 4.4.1 切削力與夾緊力比較 由夾具結(jié)構(gòu)知，軸向力與夾緊力垂直，欲使夾具安全工作，夾緊力產(chǎn)生的摩擦力必須大于軸向力。一般鋼鐵接觸面的摩擦系數(shù)為：0.1～0.15。此處取小值0.1。則F總=2×368=736>449.238 所以安全 。 由于鉆頭直徑為Ф14，所以產(chǎn)生的扭矩非常小，夾具可安全工作。 5 組合機(jī)床的設(shè)計(jì) 5.1 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)----“三圖一卡” 繪制組合機(jī)床“三圖一卡”，就是針對(duì)具體，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機(jī)床總體方案圖樣文件設(shè)計(jì)。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡等[19]。 5.2 組合機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的確定 組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件，對(duì)一種或數(shù)種工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的高效專用機(jī)床。組合機(jī)床能對(duì)工件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位同時(shí)加工。組合機(jī)床可分為具有固定夾具的單工位組合機(jī)床、具有移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床三類。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)鉆Φ14的孔來(lái)組合設(shè)計(jì)機(jī)床。該零件總體輪廓尺寸較小，屬于小型零件加工，零件的定位夾緊元件也不會(huì)太大，設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮到各方面的因素后，決定選用立式鉆床。 5.3 被加工零件工序圖繪制 由于是單工位加工，再加上零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工序圖可以直接在零件圖上作必要的說(shuō)明。 工序圖見(jiàn)附圖被加工零件工序圖。 5.4 被加工零件加工示意圖繪制 被加工零件工序圖是根據(jù)制訂的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（或自動(dòng)線）上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研究合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件工序圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動(dòng)線的加工內(nèi)容，并作必要的說(shuō)明而繪制的。其主要內(nèi)容包括： 被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。本工序加工部位用粗實(shí)線表示,其余部位用細(xì)實(shí)線表示。當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向時(shí)，則應(yīng)把設(shè)置中間導(dǎo)向臨近的工件內(nèi)部肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸表示清楚，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉[20]。 本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。以便據(jù)此進(jìn)行夾具的支撐、定位、夾緊和導(dǎo)向等機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 本工序所選用加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對(duì)上道工序的技術(shù)要求。本工序加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基地直接發(fā)生關(guān)系。當(dāng)本工序定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不符時(shí)，必須對(duì)加工部位的位置精度進(jìn)行分析和換算，并把不對(duì)稱公差換算為對(duì)稱公差。對(duì)工件毛坯應(yīng)有要求，對(duì)孔的加工余量要認(rèn)真分析。當(dāng)本工序有特殊要求時(shí)必須注明。 注明被加工零件的名稱、編號(hào)、材料、硬度以及加工部位的余量。 5.5 組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制 機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系關(guān)系的，是開(kāi)展各專用部件設(shè)計(jì)和確定機(jī)床最大占地面積的指導(dǎo)圖紙。 組合機(jī)床是由一些通用部件和專用部件組成的。為了使所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床既能滿足預(yù)期的性能要求，又能做到配置上的勻稱合理，符合多快好省的精神，必須對(duì)所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床各個(gè)部件之間的關(guān)系進(jìn)行全面的分析研究。組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是在被加工零件工序圖與加工示意圖繪制之后，根據(jù)初步選定的通用部件，以及確定的專用部件的結(jié)構(gòu)原理而繪制的。 (1)機(jī)床裝料高度的確定 確定機(jī)床裝料高度要考慮車(chē)間運(yùn)送工件的滾道高度、工件最低孔的位置、主軸箱 最低高度和通用部件高度尺寸的限制。根據(jù)我國(guó)具體情況，為了便于操作和省力，考慮道自動(dòng)排削，裝料高度可采用900mm。 (2)夾具外形輪廓尺寸的確定 夾具的外形尺寸參考前一章的夾具總體圖上的尺寸。 (3)機(jī)床同用部件的選擇 此次設(shè)計(jì)的專用組合機(jī)床所用的同用部件有；一個(gè)動(dòng)力頭、一個(gè)液壓滑臺(tái)、一個(gè)立柱、一個(gè)側(cè)底座、一個(gè)底座、一個(gè)墊臺(tái)和一個(gè)電機(jī)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本組合機(jī)床通用部件查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取見(jiàn)表5.1。 表5.1 通用部件表 通用部件名稱 型號(hào) 鉆削動(dòng)力頭 1TZb12 液壓滑臺(tái) 1HY25-IA 立柱 1CL25 側(cè)底座 1CD251 電機(jī) YEJ802-4B5 根據(jù)手冊(cè)上各通用部件的尺寸繪制組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。機(jī)床的聯(lián)系尺寸圖主要應(yīng)針對(duì)各部件之間的聯(lián)系尺寸進(jìn)行標(biāo)注，各部件只畫(huà)出必要的輪廓形狀即可，盡量減少不必要的線條和尺寸，各部件應(yīng)嚴(yán)格按同一比例繪制。在圖上應(yīng)標(biāo)明工件、夾具及動(dòng)力頭的中心線之間的關(guān)系。 組合機(jī)床設(shè)計(jì)總圖見(jiàn)附圖組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。 結(jié)束語(yǔ) 由本文的論述，我們了解到，通過(guò)車(chē)床手柄座的加工設(shè)備及工藝的研究與應(yīng)用，在機(jī)床、夾具、刀具、工藝流程等方面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和選擇，有效提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大了加工適應(yīng)范圍，提高了可靠性，具備一定的先進(jìn)性，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益. 本機(jī)床所用夾具的通用性強(qiáng)，工件采用三角定位夾緊，快速方便。采用這種方式完全能夠滿足精度要求。而且簡(jiǎn)易方便，制造成本低，通用性好。 在專用組合機(jī)床的設(shè)計(jì)中，我設(shè)計(jì)的是小孔鉆加工的專用組合鉆床。專用組合鉆床，突出了專用二字，即非通用，只適合本工序。切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率是專用組合鉆床設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，求出以上個(gè)量鉆床最核心部位——鉆頭就可以確定了，之后的設(shè)計(jì)圍繞鉆頭和工件的相對(duì)位置及其一些關(guān)鍵件尺寸來(lái)選擇其它部件并確定它們的相對(duì)位置。 通過(guò)本工藝改進(jìn)，車(chē)床手柄座小孔加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到較大幅度提高，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。而且加工精度也完全能夠滿足設(shè)計(jì)要求。則在直接經(jīng)濟(jì)效益方面，節(jié)省了大量加工工時(shí)。 由于知識(shí)和能力有限，所以設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，請(qǐng)各位老師批評(píng)指正！ 致 謝 首先要感謝一下王栓虎老師,每個(gè)星期五都不辭辛苦的來(lái)給我們輔導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì),盡心盡力,對(duì)同學(xué)們的畢業(yè)設(shè)計(jì)都認(rèn)真的批閱且回答我們的疑問(wèn),指出問(wèn)題的所在，從王栓虎老師那里我們學(xué)到了不少知識(shí),同時(shí)也要感謝本校輔導(dǎo)老師吳晟老師對(duì)同學(xué)的嚴(yán)格要求，一絲不茍的查看大家畢業(yè)稿。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是每個(gè)大學(xué)生必經(jīng)的一個(gè)階段。在畢業(yè)設(shè)計(jì)之前總覺(jué)得它可能非常難，因?yàn)橐郧奥?tīng)?zhēng)熜謳熃阏f(shuō)的，而現(xiàn)在自己做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)才覺(jué)得設(shè)計(jì)主要是考查基礎(chǔ)，在學(xué)校學(xué)的東西往往是理論，沒(méi)有進(jìn)行實(shí)際的練習(xí)，設(shè)計(jì)中我發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)東西很少有創(chuàng)新能力。 在大學(xué)中缺少了實(shí)踐這個(gè)環(huán)節(jié)，一方面學(xué)的被動(dòng)，一方面又沒(méi)有充分利用大學(xué)給予的條件，因?yàn)槊鎸?duì)老師，我總是找不出問(wèn)題，面對(duì)圖書(shū)館的圖書(shū)，不知道看哪本才好。 四年的大學(xué)生活讓我受益菲淺，最重要的是培養(yǎng)了我吃苦耐勞的精神，腳踏實(shí)地的作風(fēng)，較強(qiáng)的社會(huì)工作能力。為了使自己能夠全方位的發(fā)展，更好的適應(yīng)這個(gè)日新月異的社會(huì)，不斷的提高自己各方面的素質(zhì)，爭(zhēng)取在人生的道路上更好的實(shí)現(xiàn)社會(huì)價(jià)值、人生價(jià)值和自我價(jià)值！ 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們?cè)谛Ｋ哪陙?lái)所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐技術(shù)所進(jìn)行的一次綜合性的全面考察；培養(yǎng)了我們運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；它還為我們了解一般機(jī)械工程設(shè)計(jì)的基本思想打下良好的基礎(chǔ)，是一次較全面的鍛煉。對(duì)我們進(jìn)入社會(huì)具備一定獨(dú)立工作能力起了良好的作用,能較好的適應(yīng)工作。 經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的時(shí)間，我對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化有了更深刻的了解，不僅回顧了以前所學(xué)的知識(shí)，還學(xué)到了許多以前沒(méi)有接觸過(guò)的新知識(shí)，對(duì)CAD和Word的應(yīng)用水平有了進(jìn)一步提高，也清楚了各種標(biāo)準(zhǔn)件的畫(huà)法，對(duì)數(shù)控技術(shù)，單片機(jī)，PLC的認(rèn)識(shí)有了進(jìn)一步的深化。 在此感謝王栓虎指導(dǎo)老師和吳晟老師以及同學(xué)們?cè)谶@次設(shè)計(jì)中對(duì)我的熱心指導(dǎo)和幫助，通過(guò)本次設(shè)計(jì)使自己有一個(gè)綜合性的提高,達(dá)到了本次的設(shè)計(jì)的要求。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 裘愉弢主編. 組合機(jī)床[M].第一版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1995. [2] 金振華主編.組合機(jī)床及其調(diào)整與使用[M].第一版.北京：機(jī)械工業(yè)出版 1990. [3] 沈延山.生產(chǎn)實(shí)習(xí)與組合機(jī)床設(shè)計(jì)[D].第一版.大連：大連理工大學(xué)出版 1989. [4] 上海市機(jī)械制造工藝學(xué)協(xié)作組編著.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].福建：福建科學(xué)技術(shù)出版社,1996. [5] 張進(jìn)生.機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1998. [6] 機(jī)械工程材料手冊(cè)編輯組.機(jī)械工程材料手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. [7] 張伯霖.超高速傳動(dòng)與機(jī)床的零傳動(dòng)[J].北京：中國(guó)機(jī)械工程,1996. [8] 楊可楨，程光蘊(yùn).機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].第四版,北京：高等教育出版社,2004. [9] 東北重型機(jī)械學(xué)院等合編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社,1979. [10] 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》聯(lián)合編寫(xiě)組. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1987. [11] 楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001. [12] 孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1991. [13] 武良臣.敏捷夾具設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用[S].天津：煤炭工業(yè)出版社,1986. [14] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第八版.北京：高等教育出版社,2006. [15] 王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004. [16] 王黎明.適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)床要求的新型夾具[J].北京：產(chǎn)品與技術(shù)，1999,11 [17] 徐發(fā)仁.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[G].重慶：重慶大學(xué)出版社,2006. [18] 徐璉，邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1991. [19] 劉友才，肖繼德.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[G].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002. [20] 中國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)年鑒[M].上海：上海交通大學(xué)出版社,1999. 目 錄 1 緒論 1 1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 1 1.2 車(chē)床手柄座設(shè)計(jì)的基本情況 1 1.3 工藝方案 1 2 零件分析 4 2.1 零件的工藝分析 4 2.2 零件的加工工序 4 2.3 粗加工零件時(shí)切削用量的選擇原則 4 2.4 精加工零件時(shí)切削用量的選擇原則 5 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7 3.1 制定工藝路線 7 3.2 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的作用及要求 7 3.3 基本工序的設(shè)計(jì) 7 4 夾具設(shè)計(jì) 16 4.1 夾具的作用和分類 16 4.2 夾具的要求 17 4.3 定位元件的選擇 17 4.4 夾緊元件的選擇 18 5 組合機(jī)床的設(shè)計(jì) 19 5.1 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)----“三圖一卡” 19 5.2 組合機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的確定 19 5.3 被加工零件工序圖繪制 19 5.4 被加工零件加工示意圖繪制 19 5.5 組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制 20 結(jié)束語(yǔ) 22 致謝 23 參考文獻(xiàn) 24