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1 概述 2 審查零件圖的工藝性 3 選擇毛坯 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4.1 選擇定位基準(zhǔn)： 4.2零件各部分加工方法的選擇 4.3制定工藝路線 5確定機(jī)械加工余量及毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖 5.1確定加工余量 5.2 確定毛坯尺寸 5.3 確定圓角半徑 5.4 確定拔模角 5.5 確定分模位置 5.6 確定毛坯的熱處理 6 工序設(shè)計(jì) 6.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 6.1.1 選擇機(jī)床 6.1.2 選擇夾具 6.1.3 選擇量具 6.2 確定工序尺寸 6.2.1 確定內(nèi)孔的工序尺寸 6.2.2 確定軸向工序尺寸 7 確定切削用量及時(shí)間定額 7.1 銑 mm外圓柱兩端面以及兩叉頭左右兩側(cè) 7.2 加工φ14H9內(nèi)孔 7.3 加工φ8.7mm孔 7.4 銑槽 8 夾具設(shè)計(jì) 小 結(jié) 1 概述 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)，是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)原理課程，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)所獲得的感性知識(shí)后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用以前學(xué)過(guò)的全部課程，并且獨(dú)立完成一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練。同時(shí)，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好基礎(chǔ)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的： （1）、能熟練地運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及合理制定工藝規(guī)程等問(wèn)題方法，培養(yǎng)自我學(xué)習(xí)能力和解決問(wèn)題能力。 （2）、通過(guò)對(duì)零件某道工序的夾具設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過(guò)學(xué)生親手設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)能力設(shè)計(jì)。 （3）、課程設(shè)計(jì)過(guò)程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過(guò)程，并學(xué)會(huì)使用手冊(cè)，查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)解決實(shí)際工程問(wèn)題的獨(dú)立能力。 2 審查零件圖的工藝性 撥叉副變速撥叉圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。零件各表面的加工并不困難。只是φ14H9的要求精度較高，且對(duì)應(yīng)軸線的直線度要求也較高，需進(jìn)行半精加工。槽14H13兩壁關(guān)于孔φ8.7軸線的對(duì)稱度有要求，需在數(shù)控機(jī)床上完成加工。 圖1 副變速零件圖 3 選擇毛坯 零件材料為KTH350-10,考慮到零件在加工過(guò)程中所受沖擊力不大，并且為大批量生產(chǎn)，所以，選擇金屬模機(jī)械砂型鑄造毛坯。查《機(jī)械設(shè)計(jì)工藝制造設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.3-1。選用鑄件尺寸公差等級(jí)為CT10。保證的尺寸公差在1-3mm。 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4.1 選擇定位基準(zhǔn)： 1：粗基準(zhǔn)選擇：以鑄件左邊的端面為主要粗基準(zhǔn)，以鑄件的φ24mm外圓為輔助粗基準(zhǔn)。 2：精基準(zhǔn)選擇：本零件是帶孔的零件。其中φ14H9和右端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則“基準(zhǔn)重合原則”，以及考慮到工件的裝夾與加工方便。在孔φ14H9未加工出來(lái)前可選用右端面為主要精基準(zhǔn)，以鑄件的φ24mm外圓為輔助精基準(zhǔn)。在孔φ14H9mm未加工出來(lái)后，以φ14H9mm的內(nèi)孔面為定位精基準(zhǔn)，右端面為輔助精基準(zhǔn)。 4.2零件各部分加工方法的選擇 本零件的加工面有：內(nèi)孔、平面以及槽，其材料為KTH350-10，參考《機(jī)械制造工藝學(xué)》其各部分加工方法如下： （1）圓柱左/右端面:由于表面粗糙度Ra為25μm,只需進(jìn)行粗銑。 （2）兩叉頭左/右側(cè)面：由于表面粗糙度Ra為6.3μm,需進(jìn)行粗銑、半精銑。 （3）φ14H9內(nèi)孔：由于公差等級(jí)為9級(jí)，且表面粗糙度為Ra3.2μm,需進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸。 （4）兩叉頭內(nèi)側(cè)：由于表面粗糙度Ra為12.5μm，只需進(jìn)行粗銑。 （5）槽14H13：由于公差等級(jí)為13級(jí)，且表面粗糙度為Ra12.5μm,只需進(jìn)行粗銑。 （6）孔：由于表面粗糙度Ra為25μm,只需進(jìn)行鉆孔即可。 4.3制定工藝路線 按照先粗后精的原則同時(shí)考慮到零件的幾何形狀，尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求，以及加工時(shí)的經(jīng)濟(jì)性，盡量使工序能夠集中起來(lái)。選擇零件的加工方法及工藝路線如下： 工序1：以mm外圓柱面及其左端面定位，粗銑mm右端面。 工序2: 以mm外圓柱面及其右端面定位，粗銑mm左端面。 工序3：以mm圓柱右端面以及mm外圓柱面為定位，鉆，擴(kuò)，鉸H9mm孔。 工序4：以H9mm內(nèi)孔面及mm外圓柱右端面定位，粗銑兩叉頭內(nèi)側(cè)。 工序5：以H9mm內(nèi)孔面及mm外圓柱左端面定位，粗銑14H13mm槽。 工序6：以H9mm內(nèi)孔面及mm外圓柱右端面定位，鉆φ8.7mm的孔。 工序7：以H9mm內(nèi)孔面及mm外圓柱右端面定位，粗銑兩叉頭至8mm。 工序8：以H9mm內(nèi)孔面及mm外圓柱右端面定位，半精銑兩叉頭至mm。 工序9：鉗工去毛刺，并到0.5×45°角。 工序10：終檢。 5確定機(jī)械加工余量及毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖 5.1確定加工余量 由于該撥叉才有啥新機(jī)器造型，材料為可鍛鑄鐵，且為大批量生產(chǎn)，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》可選鑄件的尺寸公差等級(jí)為10級(jí)，又鑄件基本尺寸在63-100范圍內(nèi)，故取鑄件尺寸公差數(shù)值為3.2，鑄件機(jī)械加工余量單側(cè)為4mm,雙側(cè)為3mm。 5.2 確定毛坯尺寸 本零件的外表面均屬于雙側(cè)切削，主要以粗加工為主，故取粗加工余量為3mm,但撥叉兩側(cè)面需進(jìn)行半精加工，取半精加工余量為1mm?？傻妹鞒叽绫砣缦隆Ｆ溆喑叽缈梢灾苯予T造出來(lái)。其毛坯圖如下。 表1 副變速撥叉毛坯尺寸 零件尺寸 雙側(cè)余量 機(jī)加工余量 鑄件尺寸 70 3 0 76 3 1 14 3 0 34 3 0 8 5.3 確定圓角半徑 由于采用砂型鑄造，所以圓角計(jì)算公式，取，所以本鑄件內(nèi)外圓角取R=5mm。對(duì)于特殊位置φ24mm圓柱與撥叉連接處的圓角要求為R=2mm，故可直接取其為2mm。 5.4 確定拔模角 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》可查得，砂型鑄造外表面拔模斜度為0°30′，內(nèi)表面拔模斜度為1°。 5.5 確定分模位置 本零件較復(fù)雜，分型面為不同平面組合而成。 5.6 確定毛坯的熱處理 鑄造完毛坯后應(yīng)安排正火處理，以消除殘留的鑄造應(yīng)力，以減少加工中的變形，同時(shí)改善加工性。 圖2 副變速撥叉毛坯圖 6 工序設(shè)計(jì) 6.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 6.1.1 選擇機(jī)床 （1） 工序1、2是粗銑。各工序的步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選擇立式銑床就能滿足要求，本零件外輪廓尺寸不大，精度要求不高，選用最常用的X51。 （2） 工序3為孔加工，且一次定位需完成三個(gè)工步，可選用Z525的四聯(lián)鉆床，并采用隨行夾具。 （3） 工序4為粗銑，且工步數(shù)較少，精度要求不高，選用最常用的X51。 （4） 工序5、6為半精銑，工步數(shù)較少，精度要求不高，選用最常用的X51。 （5） 工序7粗銑，精度要求不高，選用最常用的X51。 （6） 工序8為鉆孔，精度要求不高，選用最常用的Z525。 6.1.2 選擇夾具 在各工序中由于是大批量生產(chǎn)，所以都采用專用夾具。 6.1.3 選擇量具 本零件屬于大批生產(chǎn)，一般采用通用量具，對(duì)于精度要求高，不易測(cè)量的可采用專用夾具。 6.1.3.1 選擇各軸向測(cè)量量具 工序2中要保證φ24圓柱兩端面的距離為70mm，且未標(biāo)注公差，取IT14級(jí)，T=0.74mm,按計(jì)量器具的不確定度選擇該表面加工時(shí)所用的量具，由于它所對(duì)應(yīng)的不確定允許值為0.054mm，所以可選分度值為0.05mm的游標(biāo)卡尺。即取測(cè)量范圍為0-150mm，分度值為0.05mm的游標(biāo)卡尺。在此工序中，還要保證撥叉兩叉頭的厚度為8mm，未標(biāo)注公差，取IT14級(jí)，T=0.36mm，不確定允許值為0.029mm，所用的量具為分度值為0.02mm的游標(biāo)卡尺。即取測(cè)量范圍為0-150mm，分度值為0.02mm的游標(biāo)卡尺。兩個(gè)外部軸向測(cè)量在同一工序中，故可采用其中一個(gè)精度較高的游標(biāo)卡尺即可，故選用范圍為0-150mm，分度值為0.02mm的游標(biāo)卡尺。 工序6中，加工撥叉的右側(cè)，且保證與φ24mm圓柱右端面的距離為5mm，由于未標(biāo)注公差，取IT14級(jí)，T=0.30mm,其不確定允許值為0.016mm,故選用的量具為分度值為0.01mm的游標(biāo)卡尺，測(cè)量范圍為0-100mm。 工序7中加工撥叉的左側(cè)，且保證撥叉厚度為mm，此時(shí)可采用專用量具，通規(guī)、止規(guī)的具體參數(shù)如下： 6.1.3.2 選擇加工孔用量具 工序3中經(jīng)過(guò)鉆、擴(kuò)、鉸三次孔加工，鉆孔至12mm，擴(kuò)孔至13.8mm，鉸孔至mm。 （1） 鉆孔時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)鉆頭，且其精度要求低，可不需要量具； （2） 擴(kuò)孔時(shí)，按計(jì)量器具的測(cè)量方法極限誤差選擇量具，由于公差等級(jí)為IT9，則K=20%.=KT=0.20.09=0.018mm?？蛇x擇測(cè)量范圍為50-100mm的游標(biāo)卡尺，分度值為0.01mm； （3） 鉸孔時(shí)，由于精度要求較高，加工每個(gè)工件都要進(jìn)行測(cè)量，故宜選擇極限量規(guī)，其具體尺寸如下:通規(guī)、止規(guī) 工序8中，鉆φ8.7mm的內(nèi)孔時(shí)由于采用標(biāo)準(zhǔn)鉆頭，且其精度要求低，可不需要量具。 6.1.3.3 選擇加工所用的量具 銑槽時(shí)，由于采用了標(biāo)準(zhǔn)刀具，平時(shí)無(wú)需測(cè)量，但刀具磨損到一定時(shí)候時(shí)，應(yīng)進(jìn)行測(cè)量以便及時(shí)更換刀具，此時(shí)可以選擇通用量具。槽的精度為13級(jí)，T=0.27mm, 其不確定允許值為0.016mm,故選用的量具為分度值為0.01mm的游標(biāo)卡尺，測(cè)量范圍為0-100mm。 6.2 確定工序尺寸 確定工序尺寸的一般方法，由表面加工的最后工序往前推，最后工序的工序尺寸按零件圖的要求標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)無(wú)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，統(tǒng)一表面多車加工的工序尺寸（或工步）的加工余量有關(guān)。當(dāng)基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序尺寸應(yīng)用尺寸鏈計(jì)算。 6.2.1 確定內(nèi)孔的工序尺寸 內(nèi)孔表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面已確定零件各工序的加工余量，現(xiàn)由后往前計(jì)算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)精度確定。 本零件各內(nèi)孔的各工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如下表所示。 表2 內(nèi)孔的各工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 鉆 擴(kuò) 鉸 鉆 擴(kuò) 鉸 鉆 擴(kuò) 鉸 φ14H9 6 0.9 0.1 φ12 Ra25μm Ra6.3μm Ra3.2μm φ8.7 4.35 —— —— φ8.7 —— —— Ra25μm — — 6.2.2 確定軸向工序尺寸 圖3 工序軸向尺寸 6.2.2.1確定各加工面的工序尺寸 表3 各加工面的工序尺寸 工序 加工表面 總加工余量 工序加工余量 1 1、 3 0 2 3 1 2 3 3 0 4 3 1 6 5 1 0 7 6 1 0 6.2.2.2 確定工序尺寸、、 該尺寸在工序6和工序2中應(yīng)達(dá)到零件的圖樣要求，則，=mm，=70mm，=5mm。 6.2.2.3 確定工序尺寸、、、 該尺寸只與加工余量有關(guān)，所以=+1=7mm，=+1=8mm，=+3=73mm、=-1=4mm。 6.2.2.4 確定工序尺寸 尺寸徐階工藝尺寸鏈來(lái)確定。工藝尺寸鏈如圖4所示。 圖4 含尺寸L4的工藝尺寸鏈 尺寸L4的基本尺寸：L4（基）=70-5-3-50.5mm=11.5mm 尺寸L4的上偏差：EI（L4）=-（-0.12）-（-0.15）=0.27mm 尺寸L4的下偏差：ES（L4）=-0.06-0.15=-0.21mm 所以L4的尺寸為：L4=mm，此尺寸為槽14H13mm的中心線距外圓柱左端面的距離。 7 確定切削用量及時(shí)間定額 7.1 銑mm外圓柱兩端面以及兩叉頭左右兩側(cè) 加工條件：被加工材料KTH350-10 其最小抗拉強(qiáng)度為330MPa，最低延伸率為10的黑心可鍛鑄鐵。零件大小為x=70mm，y=85mm。加工要求：粗銑右端面，加工余量為3mm。 1、刀具選擇：選擇硬質(zhì)合金端銑刀YG8，銑刀直徑80mm。背吃刀量，，齒數(shù)12。 2、切屑深度:因?yàn)榧庸び嗔枯^小，一次走刀即可完成。 即。 3、選用銑床：查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》，選用X51立式銑床，同時(shí)查得主軸轉(zhuǎn)速：100電動(dòng)機(jī)功率：4.5kw。 4、確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量。查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表2-17中公式計(jì)算查表 74.8m/min 5、工時(shí)定額的確定 完成零件加工的一個(gè)工序的時(shí)間定額公式：其中-單件時(shí)間定額；-基本時(shí)間 ；-輔助時(shí)間；-布置工作時(shí)間；-休息及生理需要時(shí)間；-準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間；N-一批零件的數(shù)量。 基本時(shí)間： 計(jì)算可得. 輔助時(shí)間：=0.2=0.08min. 布置工作時(shí)間：=0.05*0.48=0.024min. 休息及生理需要時(shí)間=0.03*0.480.02min 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間在中批量生產(chǎn)中可以忽視。 工時(shí)定額T=0.53min 7.2 加工H9內(nèi)孔 加工條件：被加工材料KTH350-10 其最小抗拉強(qiáng)度為330MPa，最低延伸率為10的黑心可鍛鑄鐵，孔直徑為14mm。鉆孔至12mm，擴(kuò)孔至13.8mm，鉸至14mm。 1，選擇刀具：鉆孔時(shí)，高速鋼，鉆頭直徑12mm，擴(kuò)孔時(shí)，高速鋼，擴(kuò)孔刀直徑13.8mm，鉸孔時(shí)，YG8，鉸刀直徑為14mm。進(jìn)給量，切削速度 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表， 算得擴(kuò)孔時(shí)，硬質(zhì)合金，擴(kuò)孔刀直徑13.8mm。 2，選用鉆床：查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表，選用立式鉆床Z525。主軸最大行程175mm，主軸轉(zhuǎn)速97r/min，主軸最大轉(zhuǎn)矩245.25N，功率2.8kw。 3，時(shí)間定額的確定 完成零件加工的一個(gè)工序的時(shí)間定額公式：其中-單件時(shí)間定額；-基本時(shí)間 ；-輔助時(shí)間；-布置工作時(shí)間；-休息及生理需要時(shí)間；-準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間；N-一批零件的數(shù)量。 鉆孔的基本時(shí)間：；計(jì)算可得： 輔助時(shí)間：=0.2=0.76min. 布置工作時(shí)間：=0.05*3.8=0.19min. 休息及生理需要時(shí)間=0.03*3.80.11min 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間在中批量生產(chǎn)中可以忽視。 工時(shí)定額4.86min 擴(kuò)孔的基本時(shí)間：；計(jì)算可得： 輔助時(shí)間：=0.2=1.02min. 布置工作時(shí)間：=0.05*5.1=0.26min. 休息及生理需要時(shí)間=0.03*5.10.15min 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間在中批量生產(chǎn)中可以忽視。 工時(shí)定額6.53min 鉸孔的基本時(shí)間：：；計(jì)算可得： 輔助時(shí)間：=0.2=0.98min. 布置工作時(shí)間：=0.05*4.9=0.25min. 休息及生理需要時(shí)間=0.03*4.90.15min 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間在中批量生產(chǎn)中可以忽視。 工時(shí)定額6.28min 加工H9mm孔所用的額定工時(shí)為：T=17.6min 7.3 加工mm孔 加工條件：被加工材料KTH350-10 其最小抗拉強(qiáng)度為330MPa，最低延伸率為10的黑心可鍛鑄鐵，孔直徑為8.7mm。直接鉆孔至8.7mm。 1，選擇刀具：鉆孔時(shí)，高速鋼，鉆頭直徑8.7mm。進(jìn)給量，切削速度 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表2-13 算得。 2，選用鉆床：查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表5-64，選用立式鉆床Z525。主軸最大行程175mm，主軸轉(zhuǎn)速97r/min，主軸最大轉(zhuǎn)矩245.25N，功率2.8kw。 3，時(shí)間定額的確定 完成零件加工的一個(gè)工序的時(shí)間定額公式：其中-單件時(shí)間定額；-基本時(shí)間 ；-輔助時(shí)間；-布置工作時(shí)間；-休息及生理需要時(shí)間；-準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間；N-一批零件的數(shù)量。 鉆孔的基本時(shí)間：；計(jì)算可得： 輔助時(shí)間：=0.2=0.46min. 布置工作時(shí)間：=0.05*2.3=0.12min. 休息及生理需要時(shí)間=0.03*2.3=0.07min 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間在中批量生產(chǎn)中可以忽視。 工時(shí)定額2.95min 加工H13mm孔所用的額定工時(shí)為:2.95min 7.4 銑槽 1、加工情況：銑槽寬：14mm，槽長(zhǎng)度：19mm，槽深度16mm。被加工材料KTH350-10 其最小抗拉強(qiáng)度為350MPa，最低延伸率為10的黑心可鍛鑄鐵。 2、選用刀具：YG8硬質(zhì)合金盤銑刀。銑刀直徑為80mm，寬度14mm，齒數(shù)20。 3、選機(jī)床：查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-74，選用X62型臥式銑床。機(jī)床功率為7.5kw。每齒進(jìn)給量為0.06-0.1mm/z。取f=0.08mm/z。確定切屑速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量。查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表2-17中公式計(jì)算 式中， 計(jì)算得25.4m/min 根據(jù)X62型臥式銑床工作臺(tái)進(jìn)給表，選擇n=60r/min=1r/s，則實(shí)際的切削速度v=0.36m/s，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為： 根據(jù)X62型臥式銑床工作臺(tái)進(jìn)給表，選擇。則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為 5，工時(shí)定額的確定 完成零件加工的一個(gè)工序的時(shí)間定額公式：其中-單件時(shí)間定額；-基本時(shí)間 ；-輔助時(shí)間；-布置工作時(shí)間；-休息及生理需要時(shí)間；-準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間；N-一批零件的數(shù)量。 基本時(shí)間： 計(jì)算可得. 輔助時(shí)間：=0.2=0.16min. 布置工作時(shí)間：=0.05*0.8=0.04min. 休息及生理需要時(shí)間=0.03*0.80.024min 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間在中批量生產(chǎn)中可以忽視。 工時(shí)定額T=1.02min=62s 8 夾具設(shè)計(jì) 第3章 加工8.7孔夾具設(shè)計(jì) 3.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過(guò)程緊密聯(lián)系在一起的。定位問(wèn)題已在前面研究過(guò)，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(chǎng)合下，還無(wú)法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。 夾緊裝置的基本任務(wù)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(dòng)和震動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過(guò)程中實(shí)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(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A具受力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。 考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。 螺旋夾緊機(jī)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(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)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(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來(lái)夾緊工件的。不過(guò)這里上是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來(lái)夾緊的。 典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： （1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； （2）擴(kuò)力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動(dòng)作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊，通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。 如圖4.1所示在這次夾具設(shè)計(jì)中，定位是采用一根心軸和一個(gè)定位插銷來(lái)定位水平方向的。在垂直方向，用兩個(gè)同心半圓環(huán)來(lái)定位。當(dāng)被加工零件放到夾具體同心圓環(huán)上后，用定位插銷把夾具上的鉆模板和零件通過(guò)先加工的孔進(jìn)行定位，把壓板壓緊，之后取出定位插銷。 3.2 夾具的導(dǎo)向 在鉆床上加工孔時(shí)，大都采用導(dǎo)向元件或?qū)蜓b置，用以引導(dǎo)刀具進(jìn)入正確的加工位置，并在加工過(guò)程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的剛性，從而保證零件上孔的精度，在鉆床上加工的過(guò)程中，導(dǎo)向裝置保證同軸各孔的同軸度、各孔孔距精度、各軸線間的平行度等，因此，導(dǎo)向裝置如同定位元件一樣，對(duì)于保證工件的加工精度有這十分重要的作用。 導(dǎo)向元件包括刀桿的導(dǎo)向部分和導(dǎo)向套。 在這套鉆床夾具上用的導(dǎo)向套是鉆套。 鉆套按其結(jié)構(gòu)可分為固定鉆套，可換鉆套，快換鉆套及特殊鉆套。 因此套鉆夾具加工量不大，磨損較小，孔距離精度要求較高，則選用固定鉆套。如圖4.2。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。 圖4.2 鉆套 鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材料選擇20Mn2。淬火HRC60。我選擇的鉆套:12.5F7*22K6*35 GB2264-1991。 相同的，為了防止定位銷與模板之間的磨損，在模板定位孔之間套上兩個(gè)固定襯套。選取的標(biāo)準(zhǔn)件代號(hào)為12*18 GB2263-1991。材料仍選取T10A， 淬火HRC60。公差采用H7/p6的配合。 3.3 鉆孔與工件之間的切屑間隙[1] [2] 鉆套的類型和特點(diǎn): 1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。 2、可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個(gè)襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。 3、快換鉆套：當(dāng)對(duì)孔進(jìn)行鉆鉸等加工時(shí)，由于刀徑不斷增大，需要不同的導(dǎo)套引導(dǎo)刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。 4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標(biāo)準(zhǔn)鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。 鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙C，使開始鉆孔時(shí)，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔，如圖4.3。 圖4.3 切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。 在本次夾具鉆模設(shè)計(jì)中考慮了多方面的因素，確定了設(shè)計(jì)方案后，選擇了C=8。因?yàn)榇算@的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。 3.4 鉆模板 在導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動(dòng)鉆模板等。 在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時(shí)需從夾具體上裝上或卸下，鉆模板在夾具體上采用定位銷一面雙孔定位，螺栓緊固，鉆模精度較高。[4] 3.5定位誤差的分析 制造誤差ZZ （1）中心線對(duì)定位件中心線位置精度 . 取. （2）內(nèi)外圓同軸度誤差（查表P297） .故，. 則. 知此方案可行。 3.6 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)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(shí)間。 為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套，以來(lái)滿足達(dá)到孔的加工的要求。 表 d D D1 H t 基本 極限 偏差F7 基本 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 HT200 ＞22～26 35 +0.033 +0.017 39 ＞26～30 42 46 25 HT200 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 0.045 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。 3.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 對(duì)夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求 （1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性 在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時(shí)效處理，退火等處理方式。 （2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 保證在加工過(guò)程中不因夾具受力，切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。 （3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò) 夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡(jiǎn)單。 （4）應(yīng)便于鐵屑去除 在加工過(guò)程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時(shí)清除，切削熱的積累會(huì)破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會(huì)破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個(gè)過(guò)程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對(duì)切削過(guò)程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。 （5）安裝應(yīng)牢固、可靠 夾具安裝在所有通過(guò)夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。 加工過(guò)程中，夾具必承受大的夾具受力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過(guò)程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過(guò)程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，切割積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。 3) 夾具體設(shè)計(jì) 夾具體的作用是將定位、夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機(jī)床上，加工時(shí)，能承受一部分切削力。擴(kuò)大頭孔夾具體圖如下： 夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長(zhǎng)。 3.8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用移動(dòng)夾緊的大平面定位三個(gè)自由度，定位兩個(gè)自由度，用定位塊定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。此時(shí)雖然有過(guò)定位，但面是經(jīng)精銑的面，定位是允許的。 小 結(jié) 為期兩周的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》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)。 本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我們運(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)；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。 通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我們基本掌握了零件的加工過(guò)程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。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(lái)說(shuō)，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(wèn)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(wèn)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)老師指正 參考文獻(xiàn) [1]崇凱.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南.北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12 [2]張龍勛. 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書及習(xí)題.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1 [3]孟少農(nóng)，機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1991.9 [4]艾興，肖詩(shī)綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社 [5]李益明.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版 [6] 趙家奇，機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書—2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000.10 [7] 李云，機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1997.8