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蘇州科技學院天平學院 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目 手柄座工藝規(guī)程制定與夾具設(shè)計 院 (系) 機械工程學院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學生姓名 高歡 學 號 1130116109 起迄日期 2015年03月02日~2015年06月19日 設(shè)計地點 天平校區(qū) 4教312 指導(dǎo)教師 楊建鋒 職稱 講師 職稱 填寫日期: 2015 年 01月 15 日 1．畢業(yè)設(shè)計任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括技術(shù)要求、設(shè)計條件、工作要求等）： 1、課題的意義 近年來中國制造業(yè)快速發(fā)展，蘇州的機械行業(yè)發(fā)展得也非常好，急切需要工藝裝備方面的人才。根據(jù)工廠實際情況，要求工藝技術(shù)人員能制定合理的工藝規(guī)程，并設(shè)計出符合產(chǎn)品技術(shù)要求的夾具。 工藝規(guī)程的制定與夾具設(shè)計，可以使學生得到機械專業(yè)知識的系統(tǒng)鍛煉。首先，看懂加工零件的零件圖需要機械制圖和互換性與測量技術(shù)兩門課的知識；其次制定工藝規(guī)程需要機械制造工藝學的知識；夾具設(shè)計需要機械制造裝備設(shè)計的知識；最后還要畫出夾具圖總裝圖和重要零件的零件圖。 2、設(shè)計要求： (1) 制定出該零件的工藝規(guī)程，并作出工序卡片。 (2) 對加工過程中，需要夾具的工序，進行夾具設(shè)計 3、知識體系要求 (1) 互換性與測試技術(shù)、機械制圖、機械CAD、Pro_E三維繪圖； (2) 機械制造工藝學、機械制造裝備設(shè)計； 4、需查閱的資料 要求查閱以下幾方面的資料： (1) 互換性與測試技術(shù)中關(guān)于尺寸公差，形位公差以及粗糙度的知識； (2) 機械制圖中裝配圖和零件圖的繪制方法； (3) 機械制造工藝學中關(guān)于工藝規(guī)程制定方面的知識； (4) 機械制造裝備設(shè)計中夾具設(shè)計部分； (5) 有關(guān)的機械設(shè)計手冊； (6) 關(guān)于該零件工藝規(guī)程制定與夾具設(shè)計的其他相關(guān)資料。 2．畢業(yè)設(shè)計應(yīng)提交的成果（明細列出計算書、設(shè)計說明書、圖紙、計算成果、硬件實物、實驗報告及工作過程中應(yīng)提交的材料等）： (1) 設(shè)計論文一份； (2) 翻譯資料一份； (3) 夾具設(shè)計圖紙折合0號圖紙不少于1.5張，且60%以上需用計算機繪圖。 3．主要參考文獻： [1] 胡鳳蘭主編 . 互換性與測試技術(shù)基礎(chǔ) .?北京:高等教育出版社，2005 [2] 裘文言, 張祖繼, 瞿元賞主編 . 機械制圖 .?北京:高等教育出版社，2003 [3] 王先逵主編 . 機械制造工藝學 .?北京:機械工業(yè)出版社，1995 [4] 陳立德主編 . 機械制造裝備設(shè)計 .?北京:高等教育出版社，2006 4．畢業(yè)設(shè)計工作進度安排：（包括序號、起迄日期、工作內(nèi)容）： 2015-03-02至2015-03-27 查閱資料, 撰寫開題報告，翻譯外文資料 2015-03-28至2015-04-24 完成工藝規(guī)程制定中的計算部分，填寫工藝規(guī)程卡片 2015-04-25至2015-05-22 設(shè)計夾具總裝圖和零件圖 2015-05-23至2015-06-05 撰寫論文，打印圖紙，提交設(shè)計材料 2015-06-06至2015-06-19 準備答辯 指導(dǎo)教師簽字： 教研室/系 主任簽字： 年 月 日 注：表格的大小可視內(nèi)容的多少自行調(diào)整 機械加工工藝卡片 工件名稱 銑 工序號 10 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數(shù) 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設(shè)備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式銑床 X51 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 粗銑Φ45端面 高速鋼立銑刀 1 144 160 25.12 0.43 半精銑Φ45端面 高速鋼立銑刀 1 144 160 20 0.65 設(shè)計者 指導(dǎo)老師 共 11 頁 第 1 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 銑 工序號 20 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數(shù) 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設(shè)備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式銑床 X51 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 粗銑大端面 高速鋼立銑刀 2 144 160 25.12 0.65 半精銑大端面 高速鋼立銑刀 1 100 160 20 0.98 設(shè)計者 指導(dǎo)老師 共 11 頁 第 2頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 鉆擴鉸Φ25H8的孔 工序號 30 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數(shù) 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設(shè)備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式鉆床 Z535 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆孔至Φ 高速鋼錐柄麻花鉆 1 0.43 195 14.08 0.64 擴孔至Φ 高速鋼錐柄擴孔鉆 1 0.72 68 5.29 1.1 鉸孔Φ 高速鋼錐柄機用鉸刀 1 1.22 68 5.34 0.65 設(shè)計者 指導(dǎo)老師 共 11 頁 第 3 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 鉆 工序號 40 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數(shù) 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設(shè)備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式鉆床 Z525 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆Φ9.8mm孔 高速鋼錐柄麻花鉆 1 0.17 960 29.54 0.31 粗鉸Φ9.96mm孔 高速鋼機用鉸刀 1.3 195 6.1 0.19 精鉸Φ10mm孔 高速鋼機用鉸刀 0.8 195 6.1 0.3 設(shè)計者 指導(dǎo)老師 共 11 頁 第 4頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 銑 工序號 50 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數(shù) 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設(shè)備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 臥式銑床 X63 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/min 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 銑12mm槽 高速鋼圓柱形銑刀 1 56.25 375 15.31 0.94 銑14mm槽 高速鋼圓柱形銑刀 1 56.25 345 15 0.94 設(shè)計者 指導(dǎo)老師 共 11 頁 第5 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 鉆鉸精鉸孔 工序號 60 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數(shù) 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設(shè)備 夾具 輔助工具 名稱 型號 立式鉆床 Z525 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆孔至 高速鋼麻花錐柄鉆 1 0.36 272 11.10 0.36 粗鉸至 高速鋼機用鉸刀 1 0.81 140 6.13 0.31 精鉸至 高速鋼機用鉸刀 1 0.62 140 6.15 0.40 設(shè)計者 指導(dǎo)老師 共 11 頁 第6 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 鉆 工序號 70 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數(shù) 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設(shè)備 夾具 輔助工具 名稱 型號 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆Φ9.8孔 高速鋼麻花錐柄鉆 1 0.17 960 23 0.31 2 粗鉸Φ9.96mm孔 高速鋼機用鉸刀 2 1.3 195 6 0.19 設(shè)計者 指導(dǎo)老師 共 11 頁 第7頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 鉆 工序號 80 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數(shù) 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設(shè)備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式鉆床 Z525 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆圓錐孔 高速鋼麻花鉆 1 0.36 272 11.1 0.36 設(shè)計者 指導(dǎo)老師 共 11 頁 第 8 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 鑄 工序號 90 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數(shù) 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設(shè)備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 臥式拉床 L6120 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 拉鍵槽 高速鋼拉刀 1 1.5 3.6 0.42 設(shè)計者 指導(dǎo)老師 共 11 頁 第 9頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 鑄 工序號 100 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數(shù) 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 0.72kg 設(shè)備 夾具 輔助工具 名稱 型號 立式鉆床 Z525 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆孔 高速鋼麻花鉆 1 0.10 1360 20 0.75 2 鉸孔至 高速鋼機用鉸刀 1 0.6 392 6.15 0.26 設(shè)計者 指導(dǎo)老師 共 11 頁 第 10 頁 機械加工工藝卡片 工件名稱 終檢 工序號 110 零件名稱 CA6140車床手柄座 零件號 零件重量 0.73kg 同時加工件數(shù) 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 設(shè)備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 按圖紙要求檢查 設(shè)計者 指導(dǎo)老師 共 11 頁 第 11 頁 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 手柄座 零件名稱 手柄座 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工時/min 準終 單件 10 銑 銑，半精銑凸臺端面 機加工 二 立式銑床X51 高速鋼端銑刀,專用夾具,游標卡尺 1.08 20 銑 銑，半精銑大端面 機加工 二 立式銑床X51 高速鋼端銑刀,專用夾具,游標卡尺 1.63 30 鉆擴鉸 鉆，擴，鉸內(nèi)孔 機加工 二 立式鉆床Z525 高速鋼錐柄麻花鉆擴孔鉆鉸刀,專用夾具,游標卡尺 2.39 40 鉆鉸 鉆，粗鉸，精鉸孔 機加工 二 立式鉆床Z525 高速鋼錐柄麻花鉆,鉸刀,專用夾具,游標卡尺 0.8 50 銑 銑槽 機加工 二 臥式銑床X63 高速鋼圓柱形銑刀,專用夾具,游標卡尺 1.88 60 鉆鉸 鉆粗鉸精鉸孔 機加工 二 立式鉆床Z525 高速鋼錐柄麻花鉆,鉸刀,專用夾具,游標卡尺 1.07 70 攻螺紋 鉆底孔，攻螺紋M10mm 機加工 二 立式鉆床Z525 高速鋼錐柄麻花鉆,絲錐,專用夾具,游標卡尺 0.5 80 鉆孔 鉆圓錐孔 機加工 二 立式鉆床Z525 高速鋼錐柄麻花鉆,專用夾具,游標卡尺 0.36 90 拉鍵槽 拉鍵槽6H9mm 機加工 二 拉床 0.42 100 鉆孔 鉆槽底通孔 機加工 二 立式鉆床Z525 高速鋼錐柄麻花鉆,專用夾具,游標卡尺 1.01 110 終檢 終檢 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 蘇州科技學院天平學院 畢業(yè)設(shè)計 設(shè)計題目 手柄座工藝規(guī)程制定與夾具設(shè)計 院 (系) 機械工程學院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學生姓名 高歡 學 號 1130116109 起迄日期 2015年03月02日~2015年06月19日 設(shè)計地點 天平校區(qū) 4教312 指導(dǎo)教師 楊建鋒 職稱 講師 職稱 填寫日期: 2015 年 04月 15 日 摘 要 本設(shè)計是基于手柄座零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計。手柄座零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度?；鶞蔬x擇以手柄座的孔作為粗基準，以結(jié)合面與兩個工藝孔作為精基準。主要加工工序安排是系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用液壓夾緊，夾緊可靠，機構(gòu)可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計要求。 關(guān)鍵詞：手柄座類零件；工藝；夾具； ABSTRACT The design of special fixture processing procedures handle seat parts and process design based on. The main processing surface of the handle seat is the plane and a series of hole. In general, to ensure the processing accuracy of plane than to guarantee the machining accuracy of the series of hole. Therefore, the design follows the principle of the surface after the first hole. And the hole and the plane processing clearly divided into rough machining stage and finish machining stage in order to guarantee the working accuracy of the series of hole. The basis choice to handle seat hole as a rough benchmark, to combine with two holes as a precision technology base. The main processing arrangement is positioning processing out of holes. In the follow-up working procedure all working procedures except several special ones by using the top plane and hole positioning processing other series of hole and plane. Choose special fixture fixture, clamping means more choice of hydraulic clamping, clamping reliable, agencies can not self-locking. Therefore the production efficiency is higher. Suitable for large batch processing, assembly line. To meet the design requirements. Keywords: handle seat parts; technology; fixture; 41 目 錄 摘 要 II ABSTRACT III 第1章 緒論 1 1.1 機械加工工藝概述 1 1.2機械加工工藝流程 1 1.3夾具概述 2 1.4機床夾具的功能 3 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 3 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 3 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 4 第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 5 2.1 零件的分析 5 2.1.1 零件的作用 5 2.1.2 零件的工藝分析 5 2.2 手柄座加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 6 2.2.1 孔和平面的加工順序 6 2.2.2加工方案選擇 7 2.3 手柄座加工定位基準的選擇 7 2.3.1 粗基準的選擇 7 2.3.2 精基準的選擇 7 2.4 手柄座加工主要工序安排 8 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10 2.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 11 2.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 19 第3章 銑14槽夾具設(shè)計 21 3.1設(shè)計要求 21 3.2夾具設(shè)計 21 3.2.1 定位基準的選擇 21 3.2.2 切削力及夾緊力的計算 21 3.3定位誤差的分析 23 3.4 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 24 3.5夾具設(shè)計及操作的簡要說明 25 第4章 鉆￠14孔夾具設(shè)計 27 4.1設(shè)計要求 27 4.2夾具設(shè)計 30 4.2.1 定位基準的選擇 30 4.2.2 切削力及夾緊力的計算 30 4.3定位誤差的分析 34 4.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 34 4.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 36 4.6夾具設(shè)計及操作的簡要說明 37 總 結(jié) 38 致 謝 39 參 考 文 獻 41 第1章 緒論 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和取得良好份的全過程的性質(zhì)的加工坯料的方法，該方法是基于所述工作者的處理。 加工工件或所述過程的一部分是制造過程的一個步驟，加工的方法中，直接改變形狀，大小和坯件表面質(zhì)量等，使其成為一個過程已知加工過程的一部分。例如，該處理流程粗加工的共用部分 - 精加工 - 裝配 - 檢驗 - 包裝，是一般方法的過程。 加工過程是處理的基礎(chǔ)上，改變形狀，尺寸，相對于生產(chǎn)的物體的位置和性質(zhì)，使得它成品或半成品，每一步，每一個過程的詳細描述，如上面所述原油處理可以包括空白的制造，研磨等，可被分成轎廂精加工，鉗工，銑床，等等，必要的每個步驟進行了詳細的數(shù)據(jù)，如粗糙度，以實現(xiàn)得多，公差來實現(xiàn)。 視產(chǎn)品與技術(shù)人員，設(shè)備條件和工人的質(zhì)量等的數(shù)量，以確定所使用的過程中，和寫在過程的文件，這是所述處理的規(guī)劃的內(nèi)容。這是一個比較有針對性。每個工廠可能不一樣，因為實際的情況是不同的。 總體來說，該過程是一個程序，過程是對于每個步驟詳細參數(shù)，工藝規(guī)劃是基于一個特定工廠編寫過程的實際情況。 1.2機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程是加工過程是提供零件的加工過程和工藝文件操作方法之一，它是具體的生產(chǎn)條件下，更合理的工藝和操作方法，按照規(guī)定的處理的批準，以指導(dǎo)生產(chǎn)后所撰寫的文件的形式。加工過程一般包括以下情況：在工件的加工工藝路線，每個過程的具體內(nèi)容和使用的設(shè)備和工藝設(shè)備，試驗項目和試驗方法的工件，切削時間配額的數(shù)量等。 步驟開發(fā)流程規(guī)范 1）生產(chǎn)計劃的計算，以確定生產(chǎn)的類型。 2）分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖，零件加工分析。 3）選擇了空白。 4）制定工藝路線。 5）確定每個步驟中，計算處理的尺寸和公差的津貼。 6），以確定所使用的每一個過程的設(shè)備和工具，夾具，量具和艾滋病。 7）來確定切削的量和固定的工作小時。 8）確定的主要過程的技術(shù)要求和試驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進，新材料、先進設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。 1.3夾具概述 工件夾具是一個技術(shù)和設(shè)備，它被廣泛應(yīng)用于機械加工，熱處理，裝配，焊接和測試過程機械制造工藝。 燈具在使用統(tǒng)稱為工裝夾具金屬切削機床。在現(xiàn)代化的生產(chǎn)，工裝夾具是不可缺少的技術(shù)和設(shè)備，這直接影響到精密加工，幫助勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品，如機床夾具設(shè)計在產(chǎn)品的設(shè)計制造和生產(chǎn)企業(yè)在技術(shù)制造成本準備一個極其重要的地位。夾具設(shè)計是一個重要的技術(shù)工作。 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.4機床夾具的功能 上機當工件夾持夾具，其主要功能是使工件定位并夾緊。 1.機床夾具的主要功能 機器的主要功能是加載工件夾具，工件定位和夾具。 （1）確定在工件的定位占據(jù)夾緊過程中的正確位置。定位是通過與工件或夾具元件定位基準表面接觸來實現(xiàn)的?？梢员ＷC工件的正確的大小和位置的定位精度的要求。 （2）之后，以夾緊工件的定位固定，以保持加工過程中的定位操作的相同的位置。因為在加工過程中的工件，通過各種力的作用下，如果工件是固定的，工件會松動。由此，夾緊工件，以提供安全，可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向。 （1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學技術(shù)的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 用于生產(chǎn)統(tǒng)計研究國際協(xié)會顯示，目前，多品種小批量的生產(chǎn)工作的品種約占85％的總種工件的?，F(xiàn)代化的生產(chǎn)要求企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的品種定期升級，以適應(yīng)市場競爭。然而，通常很多企業(yè)仍習慣于使用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，生產(chǎn)企業(yè)在多品種，四年左右應(yīng)該更新專用夾具80％左右，但磨損夾具的實際量只有約15％。特別是近年來，新技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)控機床（NC），加工中心（MC），成組技術(shù)（GT），柔性制造系統(tǒng)（FMS）等夾具提出了如下新的要求： 1）可以快速，方便地裝備新產(chǎn)品投入生產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。 2）一組能夠夾緊工件具有類似特征的。 3）適用于高精密機床夾具精密加工。 4）適用于所有現(xiàn)代燈具新機的制造技術(shù)。 5）高效利用液壓或氣動夾緊裝置夾住，進一步提高勞動生產(chǎn)率。 6）提高機床夾具的標準化程度。 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代夾具主要用于精度，效率，靈活性，標準化四個方面的發(fā)展方向。 精確 隨著越來越精密機械產(chǎn)品，必將在精密夾具相應(yīng)增加。許多類型的精密夾具結(jié)構(gòu)，例如一個多精度索引鏈輪，其分度精度可達±0.1;高精度的三爪卡盤的精密車削，定心精度為5μm;精密心軸同心度公差在1μm以內(nèi)進行控制;如果用于電磁無心磨床夾具軸承套圈，圓度公差的工件可達0.2?0.5微米。 效率 高效的工件夾具，主要用于降低基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕勞動強度。常見的有效率夾子包括：自動化裝置，高速與夾具夾緊動力裝置的燈具。例如，在使用電動銑削工件夾持虎鉗的，效率可提高約5倍;使用高速車床顎自定心卡盤爪保證（試驗）的速度的條件下，2600r/ min的仍牢牢夾緊工件，使切割速度有很大的提高。 靈活性 柔性和撓性機夾具類似，它指的是機器通過調(diào)整夾具，組裝，組合等，以適應(yīng)可變因素的能力。變量是：所述步驟的特征，產(chǎn)量，所述工件的形狀和大小。新品種具有柔性夾具的特點是：組合夾具，通用可調(diào)夾具，夾具組，裝配夾具，數(shù)控機床和夾具。在很長的，靈活的燈具燈具將成為發(fā)展的主要方向。 標準化 標準化和通用夾具是兩個相互關(guān)聯(lián)的方面。在配制的典型的夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，第一固定部件和零件是普遍的，建立的類型大小串聯(lián)或變體，以減少使用類似的功能元件和夾具的類型的部件，駁回一些的功結(jié)構(gòu)差。常用的方法包括夾具，零部件，元器件，糟糕的發(fā)型和萬能材料。標準化階段夾具是普遍深入，主要是建立在零件或裝配夾具系列的大小，并為固定件審查地圖有利條件。目前，中國有一個固定部分和國家標準的組成部分：GB/ T2148?T2259-91以及各類通用夾具，組合夾具標準。標準化夾具和有利于商業(yè)化生產(chǎn)裝置，有助于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目給出的零件是手柄座。它位于車床操作機構(gòu)中，可同時操縱離合器和制動器，即同時控制主軸的開、停、換向和制動。操作過程如下：當手把控制手柄座向上扳動時，車床內(nèi)部的拉桿往外移，則齒扇向順時針方向轉(zhuǎn)動，帶動齒條軸往右移動，通過手柄座使滑套向右移，壓下羊角形擺塊的右角，從而使推拉桿向左移動，于是左離合器接合，主軸正轉(zhuǎn)；同理，當手把控制手柄座向下扳動時，推拉桿右移，右離合器接合，主軸反轉(zhuǎn)。當手把在中間位置時，推拉桿處于中間位置，左、右離合器均不接合，主軸的傳動斷開，此時齒條軸上的凸起部分正壓在制動器杠桿的下端，制動帶被拉緊，使主鈾制動。 圖1 手柄座 2.1.2 零件的工藝分析 由手柄座零件圖可知。手柄座是的外表面上有很多個平面需要進行加工。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： 1．以為中心的加工表面 這一組的加工表面有的孔，以及上下端面，，下端面為的圓柱端面；孔壁上有距下端面11mm、與孔中心軸所在前視面呈角的螺紋孔，尺寸為M10-7H，另外還有一個尺寸為6H9的槽，孔與槽的總寬度為27.3H11。 2．以為中心的加工表面 該組的加工表面有的螺紋孔(有位置要求)，加工時測量深度為25mm，鉆孔深度為28mm。上孔壁有一個配鉸的錐銷通孔，該通孔有位置要求。 3．以為中心的加工表面 本組的加工表面有的孔(兩個)，及其兩個內(nèi)端面(對稱)，兩端面均有位置要求，端面之間的距離為mm。，孔除了有位置要求以外還有平行度的形狀公差要求(與孔壁之間的平行度公差為) 4．以為中心的加工表面 這組的加工表面有的孔，該孔通至上的槽，并有位置要求。 由上面的分析可知，加工時應(yīng)先加工完一組表面，再以這組加工后的表面為基準加工另外一組。 2.2 手柄座加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 由以上分析可知。該手柄座零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于手柄座來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。 由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 2.2.1 孔和平面的加工順序 手柄座類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工手柄座上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。手柄座的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。 手柄座零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 2.2.2加工方案選擇 手柄座孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格最底的機床。 根據(jù)手柄座零件圖所示的手柄座的精度要求和生產(chǎn)率要求，當前應(yīng)選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。 （1）用坐標法鏜孔 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標法鏜孔。 用坐標法鏜孔，需要將手柄座孔系尺寸及公差換算成直角坐標系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標系中作精密運動的機床進行鏜孔。 在大批量生產(chǎn)中，手柄座孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計制造的。當鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。 采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。 2.3 手柄座加工定位基準的選擇 2.3.1 粗基準的選擇 粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）保證裝入手柄座的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準。即以手柄座的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 2.3.2 精基準的選擇 從保證手柄座孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應(yīng)能保證手柄座在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從手柄座零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是手柄座的裝配基準，但因為它與手柄座的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。 2.4 手柄座加工主要工序安排 對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。手柄座加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到手柄座加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，結(jié)合面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。 后續(xù)工序安排應(yīng)當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于手柄座，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。 根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將手柄座加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 工序一：備料 工序二：鑄造毛坯 工序三：粗銑上、下表面，精銑下表面； 工序四：鉆孔； 工序五：插鍵槽6H9； 工序六：銑槽1443 mm； 工序七：鉆、拉孔； 工序八：鉆，孔； 工序九：鉆、鉸孔； 工序十：鉆、鉗錐銷通孔、M10-7H； 工序十一：終檢。 工藝路線二： 工序一：備料 工序二：鑄造毛坯 工序三：鉆，鉸； 工序四：銑上、下表面； 工序五：插鍵槽6H9 mm； 工序六：銑槽14 mm 43 mm； 工序七：鉆孔； 工序八：鉆、拉孔； 工序九：鉆、擴； 工序十：鉆、鉸錐銷通孔、M10-7H； 工序十一：終檢。 以上加工方案大致看來合理，但通過仔細考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題， 采用互為基準的原則，先加工上、下兩平面，然后以下、下平面為精基準再加工兩平面上的各孔，這樣便保證了，上、下兩平面的平行度要求同時為加兩平面上各孔保證了垂直度要求。 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工上下表面為中心的一組工藝，然后加工的孔，再以的孔的孔為基準加工的孔。方案二則是先加孔后再加工上下表面，再加工孔，此時方案二采用車床加工工序一，這樣有利提高效率，節(jié)省成本。經(jīng)比較可知，先加工上下表面，再以上下表面為基準加工及插鍵槽，最后完成對的孔的定位。顯然方案一比方案二的裝夾次數(shù)減少了，同時也更好的保證了精度要求。 綜上所述，零件的具體工藝過程如下： 工序一：備料 工序二：鑄造毛坯 工序三：銑凸臺端面，選用X51立式銑床； 工序四：鉆，鉸內(nèi)孔，選用Z535立式鉆床； 工序五：鉆，鉸孔，選用Z525立式鉆床； 工序六：銑槽mm，選用X63臥式銑床； 工序七：鉆、鉸孔，選用Z525立式鉆床； 工序八：鉆底孔，攻螺紋孔M10-H7mm，選用Z525立式鉆床； 工序九：鉆，鉸錐銷通孔，選用Z525立式鉆床； 工序十：插鍵槽6H9mm； 工序十一：鉆槽底通孔鉆，選用Z525立式鉆床； 工序十二：終檢。 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 (1)毛坯種類的選擇 零件機械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動量等在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān)，因此，正確選擇毛坯具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟意義。根據(jù)該零件的材料為HT200、生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)形狀很復(fù)雜、尺寸大小中等大小、技術(shù)要求不高等因素，在此毛坯選擇鑄造成型。 (2)確定毛坯的加工余量 根據(jù)毛坯制造方法采用的鑄造造型，查取《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-5，“手柄座”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT200，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 （2）面的加工余量。 根據(jù)工序要求，結(jié)合面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。 差等級選用CT7。再查表2.3.9可得鑄件尺寸公差為。 材料為鑄件，硬度為HB170-241，成品重0.62kg，生產(chǎn)批量為大批生產(chǎn)，采用鑄造成型，二級精度組（成批生產(chǎn)） “手柄座”零件材料為鑄鐵，硬度為HBS65～87，毛坯的重量約為2Kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型鑄模。相關(guān)數(shù)據(jù)參見零件圖。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1．外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（端面）。 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表2.2～2.5，取端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工） 銑削加工余量為： 粗銑 2.5mm 精銑 0mm 2．內(nèi)孔（已鑄成孔） 查《工藝手冊》表2.2～2.5，取已鑄成孔徑度余量為3，即鑄成孔直徑為22mm。 工序尺寸加工余量： 鉆孔 1mm 鉸孔 0.5mm 3．其他尺寸直接鑄造得到 由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認。 2.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 1．工序三的切削用量及基本工時的確定：銑、半精銑凸臺端面和大端面。 ⑴銑凸臺端面： 選擇銑刀半徑為25mm，齒數(shù)Z=6（見《工藝手冊》表3.1－27） ，（《切削》表3.7和《切削》表3.8） （《切削》表3.9） 按機床選取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 銑床工作臺進給量： 基本工時： ⑵半精銑凸臺端面： 加工余量為Z=1mm 切削速度為 選用主軸轉(zhuǎn)速為 工作臺進給量： 基本工時： 2．工序四的切削用量及基本工時的確定：鉆→擴→粗、精鉸通孔。 ⑴鉆孔： 選擇高速鋼錐柄標準麻花鉆（見《工藝手冊》表3.1－6） （《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16） （《切削》表2.15）硬度200－217 按機床選?。ā豆に嚒繁?.2－5） 實際切削速度： 基本工時：（《工藝》表6.2－5） ⑵擴孔： 選擇高速鋼錐柄擴孔鉆（《工藝》表3.1－8） 由《切削》表2.10得擴孔鉆擴孔時的進給量，并由《工藝》表4.2－16取，擴孔鉆擴孔時的切削速度。 由《切削》表2.15得，故： 按機床選取 基本工時： ⑶鉸孔： 選擇高速鋼錐柄機用鉸刀（《工藝》表3.1－17）， 由《切削》表2.24得，，， 由《工藝》表4.2－16得， 按機床選取，則： 基本工時： 3．工序五的削用量及基本工時的確定：鉆→粗鉸→精鉸孔。 ⑴鉆孔： 選擇高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 按機床選取 基本工時： ⑵粗鉸孔： 選擇的高速鋼鉸刀（《工藝》表2.11） 由《切削》表2.24和《工藝》表4.2－15查得 按機床選取 基本工時： ⑶精鉸孔： 選擇的鉸刀 按機床選取 基本工時： 4．工序六的切削用量及基本工時的確定：銑的槽。 選用高速鋼粗齒盤狀銑刀 ，Z=8 1)、根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1-27查的： 粗銑 選定 因 走刀次數(shù)N==8.6次 故走刀次數(shù)N為9次，最后一次=3mm 。 根據(jù)零件形狀，確定那個走刀長度為37mm。 2）、決定每齒進給量，根據(jù)XA6132型銑床的功率為7.5KW，中等剛度。 根據(jù)表3.3（ 《切削用量簡明手冊（第3版）》 ）： 現(xiàn)選取 3)、決定切削速度和每分鐘進給量 根據(jù)表3.27中的計算公式，也可以直接查表。 根據(jù)表3.9，當，Z=8，=14mm，，0.24mm/z時，=19m/min， =62r/min，=104mm/min。 各修正系數(shù)為： 19×0.69×0.8m/min=10.5 m/min； =34 r/min； mm/min； 根據(jù)XA6132型銑床說明書，選擇 r /min； mm/min； 因此實際切削速度和每齒進給量為： m/min； mm/r ； 計算基本工時 式中 l =37mm，根據(jù)表3.25，入切量及超切量=27mm 則= min=1.067min 總時間：= ×N=1.067min×9=9.6min 5．工序七的切削用量及基本工時的確定。 ⑴鉆孔： 選擇高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.5－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 按機床選取 基本工時： ⑵粗鉸孔： 選擇高速鋼錐柄機用鉸刀（《工藝》表3.1－17） ，，， 按機床選?。ā豆に嚒繁?2－15） （《工藝》表4.2－16） 基本工時： ⑶精銑孔： 選擇高速鋼錐柄機用鉸刀（《工藝》表3.1－17） 由《切削》表2.24查得 ，， （《工藝》表42－16） 按機床選取 基本工時： 6．工序八的切削用量及基本工時的確定：鉆底孔，攻螺紋M10mm。 ⑴鉆底孔： 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 按機床選取 基本工時： ⑵攻螺紋M10mm： 選擇M10mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選取 基本工時： 7．工序九的切削用量及基本工時的確定：加工的錐銷通孔。 ⑴鉆的圓錐孔： 選擇的高速鋼麻花鉆 按機床選取 基本工時： ⑵鉸的孔： 選擇的鉸刀 按機床選取 基本工時： 8．工序十一的切削用量及基本工時的確定：加工的孔。 ⑴鉆孔： 選擇的高速鋼錐柄麻花鉆 按機床選取 (一) 基本工時： ⑵鉸孔： 選擇的鉸刀 按機床選取 基本工時： 2.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 假設(shè)該零件年產(chǎn)量為10萬件。一年以240個工作日計算。設(shè)每天的產(chǎn)量為420件。再以每天8小時工作時間計算，則每個工件的生產(chǎn)時間應(yīng)不大于1.14min。 參照《機械加工工藝手冊》表2.5.2，機械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時間定額的計算公式為： （大量生產(chǎn)時） 因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為： 其中： —單件時間定額 —基本時間（機動時間） —輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間 —布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值 工序：粗銑端面 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.HT200，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.48， 單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。 工序：銑端面 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5.HT200，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5.48， 單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。 第3章 銑14槽夾具設(shè)計 3.1設(shè)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(shè)計專用夾具。本夾具將用于X52k銑床。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計一銑14槽夾具 本夾具無嚴格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)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(shè)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。 定位基準的選擇：工件以Φ25H8孔及端面和Φ10H7孔為定位基準； 3.2.2 切削力及夾緊力的計算 刀具：立銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)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(yīng)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(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(guān)。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(fù)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(yīng)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(shè)置相應(yīng)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(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(wù)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(fù)合夾緊機構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)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： 螺旋夾緊力： 該夾具采用夾緊機構(gòu)， 由上述計算易得： 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(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： ⑴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(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.4 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 對夾具體的設(shè)計的基本要求 （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，時效處理，退火等處理方式。 （2）應(yīng)具有足夠的強度和剛度 保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當加固。 （3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯 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表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。 （4）應(yīng)便于鐵屑去除 在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(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夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當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。 加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，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度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。 3.5夾具設(shè)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(shè)計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計，用移動夾緊的左端面定位三個自由度，一個固定V定位兩個自由度，用一個活動的V型塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。 夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎(chǔ)件連接成一個有機整體。為了滿足加工要求，夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強度，同時結(jié)構(gòu)工藝性要好。 由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。 如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高生產(chǎn)率，首先想到是怎么樣方便的安裝和拆卸，本道工序就是采用了快換墊圈的方式。由于本夾具是對工件進行鉆孔，因此在鉛直方向受到很大的沖擊力，故在其相應(yīng)的方向上應(yīng)適當?shù)目紤]強度上的要求。并設(shè)法減少夾具的的占地面積，使之很方便的操作和快速的切換工件。 因此，應(yīng)設(shè)法解決上述問題。目前采取的措施有：一是提高毛坯的精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇精度的心軸，使其定位精確，并使心軸連在夾具體內(nèi)，這樣可以減少縱向傾斜的偏差；三是：加大螺母和開口墊圈的加緊力。 第4章 鉆￠14孔夾具設(shè)計 4.1設(shè)計要求 為為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，減輕勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。下面是鉆出花鍵的底部夾具，此夾具將用于鉆Z525。 沒有嚴格的技術(shù)要求，夾具，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度問題，精度不是主要考慮因素。 當工件的加工中，為了確保加工的要求，首先在道具和工具，以使相對于正確位置的工件，并且該位置是不會因外力而變化的過程中的影響。因此，在進行加工，第一名的好工件夾緊之前。 夾具組成 1，定位裝置，它的作用是占據(jù)工件在夾具的正確位置。 2，夾緊裝置，它的作用就是要牢牢夾緊工件夾緊，確保工件不受離開正確的位置向右曾先后被外力（剪切力等）的過程。 3，刀或?qū)?，其作用是確定刀具相對于所述定位元件的正確位置。 如圖4所示，原始的連接，其目的是確定在機器上的夾具的正確位置。 5，鉗鉗夾是機床夾具通過夾具作為一個整體連接的所有組件的基本部件，。 6，其他元件或設(shè)備指的是由于家用家具和設(shè)置的特殊需要的元件或器件。根據(jù)處理的需要，一些夾具分度裝置上設(shè)置，所述凸輪裝置;方便，定位準確，往往設(shè)置了預(yù)先定位裝置;對于大型燈具，往往設(shè)置升降組件。 以上的組件，定位元素，夾緊裝置和夾具是機床夾具的基本組成部分。 分級機 夾具種類繁多，從不同的角度燈具的分類。 通過使用夾具的特性可分為：通用夾具，專用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具， 裝配夾具。 通過使用本機可分為：車床夾具，夾具銑，鉆夾具，坐標鏜床，齒輪治具，夾具數(shù)控機床，自動機床夾具，自動線托盤等夾具。 夾具的分類及其作用： （1）按專業(yè)程度劃分 1）通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標準化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。 2）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計制造周期較長、制造費用也較高。當產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 3）通用可調(diào)夾具和成組夾具 其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。 4）組合夾具 組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。 5）隨行夾具 隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。 （2）按使用的機床分類 由于各類機床自身工作特點和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求。按所使用的機床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。 （3）按夾緊動力源分類 根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。 夾具的作用：1．縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率 夾具的使用一般包括兩個過程：其一是夾具本身在機床上的安裝和調(diào)整，這個過程主要是依靠夾具自身的定向鍵、對刀塊來快速實現(xiàn)，或者通過找正、試切等方法來實現(xiàn)，但速度稍慢；其二是被加工工件在夾具中的安裝，這個過程由于采用了專用的定位裝置(如V形塊等)，因此能迅速實現(xiàn)。 2．確保并穩(wěn)定加I精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量 加工過程中，工件與刀具的相對位置容易得到保證，并且不受各種主觀因素的影響，因而工件的加工精度穩(wěn)定可靠。 3．降低對操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動強 由于多數(shù)專用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實現(xiàn)對工件的夾緊，這在很大程度上減少了工人找正和調(diào)整工件的時間與難度，或者根本不需要找正和調(diào)整，所以，這些專用夾具的使用降低了對工人的技術(shù)要求并減輕了工人的勞動強度。 按夾緊的動力源可分為：手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。 有兩種類型的工件夾持方法： 直接在機床工作臺上或面板工件裝夾 工件夾緊家具 第一種方法使用夾緊效率低，一般需要在工件劃線的表面上按圖中，繪制的尺寸和加工表面的位置，當所述夾具與夾緊后針頭或面部對準點表。一般用于單件小批生產(chǎn)。大批量，用于工件的夾具。 使用工件夾具具有以下優(yōu)點： 一，確保準確，穩(wěn)定的加工質(zhì)量 B，縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率 C，擴大利用機床，實現(xiàn)“一機多能。” D，改善工人的工作條件，降低生產(chǎn)成本 本夾具無嚴格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)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。 4.2夾具設(shè)計 4.2.1 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，準備采用液壓夾緊。 4.2.2 切削力及夾緊力的計算 刀具：鉆頭Φ14 則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4 F=Cdfk……………………………………3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=( F=420 轉(zhuǎn)矩 T=Cdfk 式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8 T=0.206 功率 P= 在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK 式中 K—基本安全系數(shù)，1.5; K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1; K—刀具鈍化系數(shù), 1.1; K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1 則 F=KF=1.5 鉆削時 T=17.34 N 切向方向所受力: F= 取 F=4416 F> F 所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。 根據(jù)切削力，夾緊力的影響因素，在夾緊不利狀態(tài)過程，該夾緊力的計算應(yīng)該根據(jù)機械平衡原理來設(shè)計。最后，為了確?？煽繆A緊，數(shù)值乘以安全系數(shù)實際所需夾緊力。 初步確定液壓缸參數(shù) 表5-1 按負載選擇工作壓力[1] 負載/ KN <5 5~10 10~20 20~30 30~50 >50 工作壓力/MPa < 0.8~1 1.5~2 2.5~