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手柄座夾具課程設(shè)計 任 務(wù) 書 專 業(yè) 機械設(shè)計與制造 班 級 姓 名 指導(dǎo)教師 序言 機械制造機床夾具課程設(shè)計是機械設(shè)計中重要的一環(huán)，這次課程設(shè)計需要我們?nèi)孢\用之前所學(xué)的知識，也是一次綜合性較大的復(fù)習(xí)，更是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。我認(rèn)為在校完成這樣的設(shè)計作業(yè)很必要，對提高我們的理論知識有一定幫助，讓我們了解了學(xué)習(xí)的重點和方向，也鍛煉了我們分析問題、解決問題的能力，也是對我們進入工廠進行的一次適應(yīng)性訓(xùn)練，為以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。由于自身能力所限，設(shè)計有其不足之處或許還有錯誤，還懇請各位老師給予指出，也使我有進一步的提升。 目錄 一 零件的分析.............................................................1 1.1 零件的作用.........................................................1 1.2 零件的工藝分析.....................................................1 1.2.1 孔的加工........................................................1 1.2.2 面的加工........................................................1 1.2.3 槽的加工........................................................1 1.2.4 螺紋孔的加工....................................................2 二 工藝規(guī)程設(shè)計...........................................................2 2.1 毛坯的制造形式.....................................................2 2.2 基面的選擇.........................................................2 2.3 粗基準(zhǔn)的選擇.......................................................2 2.4 精基準(zhǔn)的選擇.......................................................3 2.5 工藝路線的擬定.....................................................3 2.5.1工藝路線方案一...................................................3 2.5.2 工藝路線方案二..................................................4 2.5.3 工藝方案的比較與分析............................................4 2.5.4 工藝方案的確定..................................................5 2.6 毛坯尺寸及其加工余量的確定.........................................5 2.6.1 φ45mm圓柱兩端面毛坯尺寸及加工余量計算..........................6 2.6.2 中心線端面毛坯尺寸及加工余量計算................................6 2.6.3 φ14H7mm孔端面毛坯尺寸及加工余量計算............................7 2.7 其他尺寸極其加工余量的確定..........................................7 2.8 確定各工序切削用量及基本工時........................................9 2.8.1工序Ⅰ：粗銑φ45mm圓柱大端面...................................9 2.8.2工序Ⅱ：半精銑φ45mm圓柱小端面.................................9 2.8.3 工序Ⅲ：擴，鉸φ25H8mm孔........................................10 2.8.4工序Ⅳ：鉆，鉸φ10H7孔..........................................10 2.8.5工序Ⅴ：粗銑φ14mm孔端面........................................11 2.8.6工序Ⅵ：鉆，鉸φ14H7mm孔........................................11 2.8.7工序Ⅶ：鉆，攻M10mm螺紋孔.......................................12 2.8.8工序Ⅷ：鉆，鉸φ5mm圓錐孔.......................................13 2.8.9工序Ⅹ：銑槽.....................................................13 2.8.10工序Ⅸ..........................................................14 三 專用夾具設(shè)計............................................................15 3.1定位方案的確定......................................................15 3.1.1工序要求.........................................................15 3.1.2定位方案設(shè)計分析.................................................16 3.1.3確定最佳定位方式.................................................16 3.1.4定位誤差分析.....................................................17 3.2定位元件的型號，尺寸和安裝方式......................................18 3.2.1 支撐面..........................................................18 3.2.2 短銷............................................................18 3.2.3 圓柱銷..........................................................18 3.3 夾緊方案的確定.....................................................19 3.3.1 夾緊裝置的設(shè)計..................................................19 3.3.2 夾具的操作及維護................................................21 四 自我小結(jié)...............................................................21 五 參考文獻...............................................................23 1． 零件的分析 1.1 零件的作用 該零件時CA6140車床操縱部分的組成零件之一，該手柄座的作用就相當(dāng)于一個連桿。車床外部手柄的運動是通過CA6140車床手柄座傳遞到車床內(nèi)部實現(xiàn)人為對機床的操縱。手柄與該零件通過φ25mm孔連接，機床內(nèi)部零件通過φ10mm孔與手柄座連接，即CA6140車床手柄座的作用是實現(xiàn)運動由外部到內(nèi)部的傳遞。 1.2 零件的工藝分析 CA6140車床手柄座的加工表面分四種，主要是孔的加工，圓柱端面的加工，槽的加工，螺紋孔的加工，各組加工面之間有嚴(yán)格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，特別是孔的加工，幾乎都要保證Ra1.6mm的表面粗糙度，因而需精加工，現(xiàn)將主要加工面分述如下： 1.2.1孔的加工 該零件共有5個孔要加工：φ45mm是零件的主要加工面，多組面，孔與其有位置尺寸度要求，因而是后續(xù)工序的主要精基準(zhǔn)面，需精加工且盡早加工出來；φ10mm孔與R13mm有平行度要求，也要精加工；φ14mm是不通孔，特別注意該孔的加工深度；φ5mm圓錐孔雖是小孔，但由于表面粗糙度要求高，仍需精鉸。φ5.5mm油孔是本組成員本次夾具設(shè)計的重點工序，它與槽14mm的小端面有7mm的尺寸位置要求，并且其孔的加工精度有R3.2的要求，因此對其也應(yīng)該要進行精鉸。 1.2.2 面的加工 該零件共有3個端面要加工：φ45mm圓柱小端面精度要求較高，同時也是配合φ25mm孔作為后續(xù)工序的精基準(zhǔn)面，需精加工；φ45mm圓柱大端面以及φ25mm孔端面粗銑既可。 1.2.3 槽的加工 該零件僅有2個槽需加工：φ25mm孔上鍵槽兩側(cè)面粗糙度為Ra1.6mm，需精加工，底面加工精度要求不高，但與R13mm孔上表面有30mm的尺寸要求，而加工鍵槽時很難以φ45mm上表面為定位基準(zhǔn)，因而要特別注意尺寸鏈的推算，保證加工尺寸要求；深槽要注意加工深度，由于表面粗糙度為Ra6.3mm，半精銑即可。 1.2.4 螺紋孔的加工 M10mm螺紋孔的加工，它與R13mm孔和φ25mm孔中心線有30角度要求，同時中心線與φ45mm圓柱端面有11mm的尺寸位置要求。 由以上分析可知，該零件的加工應(yīng)先加工φ45mm圓柱兩端面，再以端面為基準(zhǔn)加工作為后續(xù)工序主要精基準(zhǔn)的φ25mm孔，進而以該孔為精基準(zhǔn)加工出所有的孔，面，槽，螺紋孔等。 二.工藝規(guī)劃設(shè)計 2.1 毛坯的制造形式 零件材料為HT200，根據(jù)選擇毛坯應(yīng)考慮的因素，該零件體積較小，形狀較復(fù)雜，外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度要求，由于零件生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，而砂型鑄造生產(chǎn)成本低，設(shè)備簡單，故本零件毛坯采用鑄砂鑄造。 由于零件上孔都較小，且都有嚴(yán)格的表面精度要求，故都不鑄出，留待后續(xù)機械加工反而經(jīng)濟實用。 2.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)劃設(shè)計中的重要工作之一，基準(zhǔn)選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 2.3 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)為后續(xù)加工提供精基準(zhǔn)，由于該零件毛坯沒有鑄孔，故只能以3個主要端面為基準(zhǔn)，由于φ45mm小端面表面粗糙度為Ra3.2mm，若直接以大端面為粗基準(zhǔn)，恐不能一次達到加工精度，故先以φ45mm小端面為粗基準(zhǔn)，粗銑φ45mm大端面，再以φ45mm大端面為基準(zhǔn)，精銑小端面，并保證尺寸43mm。 2.4 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)主要考慮如何保證加工精度和裝夾方便，前面已多次提過以φ25mm孔為第一精基準(zhǔn)，φ45mm圓柱小端面作為基準(zhǔn)先加工出φ25mm孔，然后作為輔助基準(zhǔn)面配合φ25mm孔加工后續(xù)工序中的孔，面，槽，螺紋等。 2.5 工藝路線的擬定 擬定工藝路線的內(nèi)容除選擇定位基準(zhǔn)外，還要選擇各加工表面的加工方法，安排工序的先后順序，確定加工設(shè)備，工藝裝備等。工藝路線的擬定要考慮使工件的幾何形狀精度，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證，成批生產(chǎn)還應(yīng)考慮采用組合機床，專用夾具，工序集中，以提高效率，還應(yīng)考慮加工的經(jīng)濟性，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 2.5.1工藝路線方案一 Ⅰ.銑φ45mm圓柱小端面; Ⅱ.粗銑φ45mm圓柱大端面,保證尺寸43mm; Ⅲ. 擴,鉸φ25H8mm孔; Ⅳ.鉆,擴,鉸φ10H7mm孔; Ⅴ.鉆,擴,鉸φ14H7mm孔; Ⅵ.鉆,攻M10mm螺紋孔; Ⅶ.插鍵槽,保證尺寸27.3H11; Ⅷ.鉆,鉸φ5mm圓錐孔; Ⅸ.銑槽,保證尺寸14mm,深度30mm; Ⅹ.鉆,鉸φ5.5mm孔; Ⅺ.去銳邊,毛刺; Ⅻ.終檢,入庫。 2.5.2 工藝路線方案二 Ⅰ.粗銑φ45mm圓柱大端面; Ⅱ.半精銑φ45mm圓柱小端面,保證尺寸43mm; Ⅲ. 擴,鉸φ25H8mm孔; Ⅳ.粗銑φ14H7mm孔端面; Ⅴ.鉆,擴,鉸φ14H7mm孔; Ⅵ.鉆,鉸φ5mm圓錐孔,鉆,擴,鉸φ10H7mm孔; Ⅶ.鉆,攻M10螺紋孔; Ⅷ.插鍵槽,保證尺寸27.3H11mm Ⅸ.銑槽,保證尺寸14mm,深度30mm; Ⅹ.鉆,鉸φ5.5mm孔; Ⅺ.去銳邊,毛刺; Ⅻ.終檢,入庫。 2.5.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案區(qū)別在兩點:一是方案一先加工有Ra3.2mm表面精度要求的小端面,再加工大端面,而方案二是先粗銑大端面,再加工小端面;二是方案一將φ5mm圓錐孔和φ10mm孔按部就班順序加工,而方案二顯得更靈活聰明,看出這兩個孔的定位方式,夾緊方式相同,故而在一臺機床上同時加工出來.另外,方案一沒有銑φ14mm小端面,但由于φ14mm孔有嚴(yán)格深度要求,故最好還是粗銑一遍. 兩套方案顯然方案二更簡潔更符合要求,但正如前面所分析的,方案二將φ5mm圓錐孔φ10mm孔的加工合并在一道工中,雖然減少了裝夾次數(shù),簡化了工藝設(shè)計,但在一道工序中完成這兩個鉆孔,由于兩孔的加工深度,加工刀具尺寸,加工時產(chǎn)生的軸向力等等都相差較大,且兩孔的加工精度要求都較高，顯然組合機床不適用。如果采用搖臂鉆床，對于大批量生產(chǎn)，則要頻繁更換鉆頭刀具，大大增加了勞動強度，降低了生產(chǎn)效率，因此，決定還是將兩個孔分開加工。 綜上所述，零件的最后加工路線如下： 2.5.4 工藝方案的確定 Ⅰ.粗銑φ45mm圓柱大端面,以φ45mm圓柱小端面為定位基準(zhǔn); Ⅱ.半精銑φ45mm圓柱小端面,以φ45mm大端面為定位基準(zhǔn); Ⅲ. 擴,鉸φ25H8mm孔,以φ45mm圓柱大端面為定位基準(zhǔn); Ⅳ.鉆,擴,鉸φ10H7mm,以φ25H8mm孔和φ45mm圓柱小端面為基準(zhǔn); Ⅴ.粗銑φ14mm孔端面,利用φ45mm圓柱小端面,φ25H8mm孔和φ10H7mm孔定位,保證尺寸43mm; Ⅵ.鉆,擴,鉸φ14H7mm孔,定位與Ⅴ工序相同,保證孔深度25mm; Ⅶ.鉆,攻M10mm螺紋孔,定位與Ⅴ工序相同; Ⅷ.鉆,鉸φ5mm圓錐孔,定位與Ⅴ工序相同; Ⅸ.插鍵槽,為便于加工,以φ45mm圓柱小端面,φ10H7mm孔和φ14H7mm孔端面定位,同時要保證尺寸27.3H11mm; Ⅹ.銑槽,定位與Ⅴ工序相同,保證尺寸30mm; Ⅺ.鉆,鉸φ5.5mm孔,定位與Ⅴ工序相同; Ⅻ.去銳邊,毛刺,尤其注意φ25H8mm孔表面可能因為鉆M10mm螺紋孔以及插槽帶來的表面鱗次損傷; ⅩⅢ.終檢,入庫。 2.6 毛坯尺寸及其加工余量的確定 CA6140車床手柄座零件材料為HT200,毛坯重量約為0.73kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用砂型鑄造生產(chǎn)。 毛坯鑄造時可以將φ25孔直接鑄造出來，由于其余孔均有精度要求，且尺寸小，均不鑄出。故僅確定三個端面的相關(guān)尺寸。 查表確定加工余量： 砂型鑄造，材料為灰鑄鐵，機器造型，公差等級為CT8~12,取CT10，加工余量等級E~G,取G. 切削余量：查表，基本尺寸小于100mm，加工余量為1.4mm； 基本尺寸小于63mm，加工余量為0.7mm。 鑄件公差等級：查表，基本尺寸小于100mm，取3.2mm； 基本尺寸小于63mm，取2.8mm。 2.6.1 φ45mm圓柱兩端面毛坯尺寸及加工余量計算 根據(jù)工序要求，φ45mm圓柱兩端面經(jīng)過兩道工序，先粗銑φ45mm圓柱大端面，再粗，精銑φ45mm圓柱小端面，各步余量如下： 粗銑：由《機械加工工藝手冊第一卷》表3.2-23，其余量值規(guī)定，對于小端面（≤50mm）為1.0~2.0mm，現(xiàn)取1.8mm。表3.2-27粗銑平面的厚度偏差（≤30mm）為―0.25~―0.39mm，現(xiàn)取―0.30mm。 精銑：由《加工工藝手冊》表3.2-25，其余量規(guī)定值為1.0mm。 故鑄造毛坯的基本尺寸為43＋1.2＋1.8＋1.0＝47mm。又根據(jù)前面鑄件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)值，取尺寸公差為2.8mm。故： 毛坯的名義尺寸：43＋1.2＋1.8＋1.0＝47mm； 毛坯的最小尺寸：47－1.4＝45.6mm； 毛坯的最大尺寸：47＋1.4＝49.8mm； 粗銑大端面后的最大尺寸：43＋1.0＋1.2＝45.2mm； 粗銑大端面后的最小尺寸：45.2－0.30＝44.9mm； 粗銑小端面后的最大尺寸：:43＋1.0＝44mm； 粗銑小端面后的最小尺寸：:44－0.30＝43.7mm。 精銑后尺寸與零件尺寸相同，但由于設(shè)計零件圖紙并未給出具體的公差等級，現(xiàn)按《加工工藝手冊》表5.29，粗銑→精銑所能達到的經(jīng)濟精度取IT8,按入體原則取值。故精銑后尺寸為43.7mm。 2.6.2 中心線端面毛坯尺寸及加工余量計算 根據(jù)工序要求，φ25H8mm孔中心線距離小端面的毛坯基本尺寸為43＋1.2＝44.2mm，故： 毛坯的名義尺寸：43＋1.2＝44.2mm； 毛坯的最大尺寸：44.2＋1.4＝45.6mm； 毛坯的最小尺寸：44.2－1.4＝42.8mm。 由于φ25H8mm孔有8精度要求，Ra＝1.6mm； 根據(jù)《加工工藝手冊》表3.2-10，加工該孔的工藝為： 擴→鉸 因此查《實用機械加工工藝手冊》表3-9得其孔的加工余量為2～5mm，我們?nèi)?mm，故： 擴孔：φ24.8mm2Z＝1.8mm（Z為單邊加工余量）； 鉸孔：φ25H8mm。 毛坯φ25mm孔的尺寸為：25-3=22mm 2.6.3 φ14H7mm孔端面毛坯尺寸及加工余量計算 根據(jù)工序要求，φ14H7mm孔端面僅由粗銑得到，故φ14H7mm孔端面距φ25H8mm孔中心線的毛坯基本尺寸為43＋1.2＝44.2mm，故： 毛坯的名義尺寸：43＋1.2＝44.2mm； 毛坯的最大尺寸：44.2＋1.4＝45.6vmm； 毛坯的最小尺寸：44.2－1.4＝42.8mm。 粗銑后尺寸應(yīng)于零件圖尺寸相同，但由于零件圖紙并未給出具體的公差等級，現(xiàn)按前面粗銑平面厚度偏差?。?.28mm。故粗銑后的尺寸為mm 其他毛坯尺寸由于零件圖紙未做具體的工序尺寸要求，且對后面諸孔，槽的加工影響不大，僅荒銑即可，故不再一一贅述分析。 2.7 其他尺寸極其加工余量的確定 其他工序尺寸包括5個孔，2個槽，1個螺紋孔的基本尺寸，現(xiàn)僅分析主要的5個孔的加工余量及尺寸偏差。 5個孔均不鑄出，機械加工出來，根據(jù)《加工工藝手冊》，由于5個孔的表面粗糙度要求均較高，所以都要經(jīng)過精鉸工序，具體工序尺寸和加工余量為： （1）φ10H7mm孔，Ra＝1.6mm； 根據(jù)《加工工藝手冊》表3.2-9，加工該孔的工藝為： 鉆→粗鉸→精鉸 鉆孔：φ9.8mm； 粗鉸：φ9.96mm； 精鉸：φ10H7mm。 （2）φ14H7mm孔，Ra＝1.6mm； 根據(jù)《加工工藝手冊》表3.2-9，加工該孔的工藝為： 鉆→擴→粗鉸→精鉸 鉆孔：φ13.0mm； 擴孔：φ13.85mm；2Z＝0.85mm（Z為單邊加工余量）； 粗鉸：φ13.95mm； 精鉸：φ14H7mm。 （3）φ5mm圓錐孔，Ra＝1.6mm； 由于零件圖紙未給出具體的公差等級，現(xiàn)也按H7公差等級加工，按表3.2-9，加工該孔的工藝為： 鉆→精鉸 鉆孔：φ4.8mm； 精鉸：φ5H7mm。 （4）φ5.5mm孔，Ra＝3.2mm。 由于也未給出公差等級，現(xiàn)同樣按φ5mm圓錐孔加工方式： 鉆→精鉸 鉆孔：φ4.8mm； 精鉸：φ5.5H7mm。 2.8 確定各工序切削用量及基本工時 2.8.1工序Ⅰ：粗銑φ45mm圓柱大端面 機床：X51立式銑床 刀具：高速鋼端銑刀，直徑D=50mm，齒數(shù)Z=6 根據(jù)《加工工藝手冊》表2.4-73，取每齒進給量f=0.15mm/Z,根據(jù)《切削工藝手冊》表3.9，取銑削速度Vc=20m/min。則fr=f*vc=127.4r/min。 按機床選取銑刀轉(zhuǎn)數(shù)n=160r/min，則實際切削速度Vc=25.12m/min.， 工作臺每分鐘進給量Ｆ＝Ｓ＊Ｚ＊Ｆz =144mm/min， 銑床工作臺進給量f=150mm/min， 按《加工工藝手冊》表6.2-5， 基本工時t=0.65min。 2.8.2工序Ⅱ：半精銑φ45mm圓柱小端面 機床：X51立式銑床 刀具：高速鋼端銑刀，直徑D=50mm，齒數(shù)Z=6 （1）粗銑φ45mm小端面 銑削余量Z=1.2mm， 同樣查表選取確定f=20m/min，fv=0.15mm/Z，則Vc=127.4r/min， 同樣選取vc=160r/min，則f=25.12m/min.， Ｆ＝Ｓ＊Ｚ＊Ｆz =144mm/min， 取vc=150mm/min 基本工時t=0.43min。 （2）半精銑φ45mm小端面 加工余量Z=1.0mm， 查表確定f=20m/min，fv =0.15mm/Z，則Vc==127.4r/min， 選取Vc=160r/min，則f=25.12m/min.，vc=144mm/min， 取vc=100mm/min， 基本工時t=0.65min。 2.8.3 工序Ⅲ：擴，鉸φ25H8mm孔 機床：Z535立式鉆床 （1）擴孔φ24.8mm 刀具：高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，D=24.8mm 雙邊余量2Z=1.8mm 由《切削工藝手冊》表2.10查的擴孔鉆擴孔時進給量f=0.7~0.8mm/r，并由《加工工藝手冊》表4.2-16取fz=0.72mm/r，擴孔鉆擴孔時，根據(jù)《切削工藝手冊》表2.15查得f=14m/min，故 f=7~4.7m/min，則fr=89~60r/min， 按機床選取fr=68r/min，則f=5.29m/min.， 基本工時t=1.1min。 （2）鉸φ25H8mm孔 刀具：高速鋼錐柄機用鉸刀，D=25mm 由《切削工藝手冊》表2.24查得f=1.0~1.5mm/r,并由《加工工藝手冊》表4.2-16選取fz=1.22mm/r，取切削深度h=0.15~0.25mm，f=4~8m/min,則fr=51~102r/min， 按機床選取fr=68r/min，則f=5.34m/min.， 基本工時t=0.65min。 2.8.4工序Ⅳ：鉆，鉸φ10H7孔 機床：Z535立式鉆床 （1）鉆φ10mm孔 刀具：高速鋼錐柄麻花鉆，D=9.8mm 由《切削工藝手冊》表2.7查得fz=0.17mm/r，由表2.15取vc=23m/min，則fr=747.4r/min 按機床選取n=960r/min，則vc=29.54m/min.， 基本工時t=0.31min。 （2）粗鉸φ9.96mm孔 刀具：高速鋼錐柄機用鉸刀，D=9.96mm 由《切削工藝手冊》表2.24查得fz=0.17mm/r，根據(jù)表2.15取f=6m/min，則fr=191.85r/min 按機床選取fr=195r/min，則f=6.1m/min.， 基本工時t=0.19min。 （3）精鉸φ10H7孔 刀具：高速鋼錐柄機用鉸刀，D=10mm 由《切削工藝手冊》表2.24查得fz=0.8mm/r，根據(jù)表2.15取f=6m/min，則fr=191.85r/min， 按機床選取fr=195r/min，則f=6.1m/min.， 基本工時t=0.31min。 2.8.5工序Ⅴ：粗銑φ14mm孔端面 機床：X51立式銑床 刀具：高速鋼端銑刀，D=30mm,Z=6 根據(jù)《加工工藝手冊》表2.4-73，取asp=0.15mm/Z,根據(jù)《切削工藝手冊》表3.9，取f=20m/min,則fr=212.3r/min， 按機床選取fr=220r/min，則f=20.72m/min.，vc =198mm/min， 取vc=150mm/min， 基本工時t=0.33min。 2.8.6工序Ⅵ：鉆，鉸φ14H7mm孔 機床：Z535立式鉆床 （1）鉆孔φ13mm 刀具：高速鋼錐柄麻花鉆，D=13mm 由《切削工藝手冊》表2.7查得fz=0.36mm/r，由表2.15取f=14m/min， 則fr=343r/min， 按機床選取fr=272r/min，則f=11.10m/min.， 基本工時t=0.36min。 （2）粗鉸φ13.95mm孔 刀具：高速鋼錐柄機用鉸刀，D=13.95mm 由《切削工藝手冊》表2.24查得f=0.5~1.0mm/r,并由《加工工藝手冊》表4.2-16取fz=0.81mm/r，=4~8m/min,則fr=91~182r/min， 按機床選取fr=140r/min，則f=6.13m/min.， 基本工時t=0.31min。 （3）精銑φ14H7mm孔 刀具：高速鋼錐柄機用鉸刀 由《切削工藝手冊》表2.24查得f=0.5~1.0mm/r,并由《加工工藝手冊》表4.2-16取=0.62mm/r，=4~8m/min,則f=91~182r/min， 按機床選取fr=140r/min，則f=6.15m/min.， 基本工時t=0.40min。 2.8.7工序Ⅶ：鉆，攻M10mm螺紋孔 機床：Z525立式鉆床 （1）鉆φ8.5mm孔 刀具：高速鋼錐柄麻花鉆，D=8.5mm 由《切削工藝手冊》表2.7查得fz=0.28mm/r，由表2.15取f=16m/min， 則fr=600r/min， 按機床選取=545r/min，則=14.55m/min.， 基本工時t=0.10min。 （2）攻螺紋M10mm 刀具：高速鋼錐柄機用絲錐 等于工件螺紋螺距p，即fz=1.25mm/r，由《切削工藝手冊》取f=7.5m/min，則fr=298r/min， 按機床選取fr=272r/min，則f=6.8m/min.， 基本工時t=0.05min。 2.8.8工序Ⅷ：鉆，鉸φ5mm圓錐孔 機床：Z525立式鉆床 （1）鉆φ4.8mm圓錐孔 刀具：高速鋼麻花鉆，D=5mm 由《切削工藝手冊》表2.7查得fz=0.10mm/r，由表2.15取f=20m/min，則 則fr=1326r/min， 按機床選取fr=1360r/min，則f=20.5m/min.， 基本工時t=0.096min。 （2）鉸φ5mm孔 刀具：高速鋼錐柄機用機用鉸刀，D=5mm 由《切削工藝手冊》表2.24查得fz=0.6mm/r，根據(jù)表2.15取f=6m/min，則fr=382.17r/min， 按機床選取fr=392r/min，則f=6.15m/min.， 基本工時t=0.055min。 2.8.9工序Ⅹ：銑槽 機床：X63臥式銑床 刀具：高速鋼圓柱形銑刀，D=13mm，Z=6 （1）第一次走刀 根據(jù)《加工工藝手冊》表2.4-73，取fz=0.2mm/Z,根據(jù)《切削工藝手冊》表3.9， 銑削速度vc=15m/min。則fr=367.5r/min。 按機床選取fr=375r/min，則f=15.31m/min.，vc =56.25mm/min， 基本工時t=0.94min （1）第二次走刀 切削用量與第一次走刀完全相同，fz=0.2mm/Z，f=15.31m/min，vc =56.25mm/min 基本工時t=0.94min。 2.8.10工序Ⅸ 機床：Z525立式鉆床 （1）鉆φ4.8mm孔 刀具：高速鋼錐柄麻花鉆，D=4.8mm 由《切削工藝手冊》表2.7查得： 選擇的高速鋼錐柄麻花鉆 按機床選取 基本工時： ⑵鉸孔： 選擇的鉸刀 按機床選取 基本工時： 三、專用夾具設(shè)計 由于生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動強度，保證加工質(zhì)量，故需設(shè)計專用夾具。 3.1定位方案的確定 3.1.1工序要求 本次設(shè)計選擇設(shè)計的是工序Ⅹ的夾具，主要是針對鉆,鉸φ5.5mm孔的夾具;，它將用于Z525立式鉆床。 該工序要求φ5.5mm油孔中心線與14mm槽端面（往小端面走的那個面）有7mm的位置要求，因此可以得出該孔在14mm槽的正中心，并且還要求其孔深剛好鉆通到鍵槽位置為止，不能鉆到φ25的下一端面。由于小端面經(jīng)過精銑，精度比較高，因而工序基準(zhǔn)為φ45mm小端面，同時為了便于立式鉆床加工，零件應(yīng)倒轉(zhuǎn)180定位，因而也可以采用φ25H8mm和φ10H7mm兩孔為定位基準(zhǔn)，保證其加工要求。夾具設(shè)計應(yīng)首先滿足這些要求，在保證較高的生產(chǎn)效率的前提下，還應(yīng)考慮夾具體制造工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟性。加工過程中夾具的操作應(yīng)方便，定位夾緊穩(wěn)定可靠，并且夾具體應(yīng)具有較好的剛性。 3.1.2定位方案設(shè)計分析 左圖為圖2攻φ5.5mm油孔工序簡圖 如圖2所示，為了加工φ5.5螺紋孔，必須使其完全定位。因此初步的設(shè)計方案如下,首先必須明確其加工時應(yīng)如圖2所示，這樣垂直豎立放置，便于立式鉆床加工。那么要使其完全定位，可以采用: (1) 一面兩銷定位，以φ25H8mm和φ10H7mm兩孔為定位基準(zhǔn)就可以滿足其要求。 (2) 一面加圓柱銷和半“V”形塊定位，以φ25H8mm為定位基準(zhǔn)，再在R13外圓表面用“V”形塊定位。 3.1.3確定最佳定位方式 如左圖所示，比較以上兩個方案，明顯第一個要好得多，因φ25H8mm和φ10H7mm兩孔的中心線在同一直線上，所以只要將其兩銷定在同一平面同一直線上，就可以很快的將其定位（如圖垂直放置）；而第二個方案和第一個方案不同點在于用的是“V”型快定位，要使零件很快垂直放置定位很難，并且需要量具對其精確測量，增加了工時。因此，選擇一面兩銷定位最佳！ 如上圖所示，一面限制的自由度有3個，一個銷釘限制一個自由度，兩個一起再限制一個自由度；為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計的定位方案如附圖A1圖紙——手柄座夾具體裝配圖所示，總共限制了工件的全部6個自由度，屬于完全定位。 在該定位方案中，φ45mm圓柱小端面被夾具體上的一個支撐面頂住，限制了x軸的移動，y軸的旋轉(zhuǎn)，z軸的旋轉(zhuǎn)三個移動自由度。φ25H8mm孔內(nèi)插入短銷，限制了y軸的移動，z軸的移動，φ10H7mm孔中插入削邊銷，限制了x軸的旋轉(zhuǎn)，這樣6個自由度全部被限制。定位面板如附圖A1圖紙——手柄座夾具體裝配圖所示。 3.1.4定位誤差分析 定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)確引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。對于夾具設(shè)計中采用的定位方案，，只要可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相應(yīng)尺寸或位置公差的1/3—1/2，即可認(rèn)為定位方案符合加工要求。 對于本次設(shè)計的夾具，需要保證的尺寸要求：保證油孔軸線距φ45mm圓柱小端面17+7=24mm，保證螺紋孔軸線與φ25H8mm和φ10H7mm兩孔的中心線成50mm。 對于24mm的要求，由于定位基準(zhǔn)也是φ45mm圓柱小端面，故基準(zhǔn)不重和誤差為0，且由于φ45mm圓柱小端面經(jīng)過半精銑，表面粗糙度達到Ra3.2mm，故可認(rèn)為φ45mm圓柱小端面的平面度誤差為0，即不存在基準(zhǔn)位置度誤差，綜上所述，只要支撐面的標(biāo)準(zhǔn)尺寸得到保證，是不存在定位誤差的。 對于本工序要求，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)同為兩孔中心線，故基準(zhǔn)不重合誤差為0?；鶞?zhǔn)位置誤差則取決于兩孔直徑尺寸公差以及圓度誤差，由于兩孔的表面精度都達到Ra1.6mm，都經(jīng)過精鉸，故基準(zhǔn)位置誤差也可以忽略，只要兩銷的標(biāo)準(zhǔn)尺寸以及相對位置關(guān)系得到保證，定位誤差也是很小的。 綜上所述，該定位方案是符合加工要求的。 3.2定位元件的型號，尺寸和安裝方式 3.2.1 支撐面 在定位板面上做的一個突起4mm的一個支撐面，經(jīng)過精銑得到精度較高的平面。其相關(guān)尺寸見右圖： 3.2.2 短銷 本設(shè)計方案選用固定式定位銷，查《課程設(shè)計指導(dǎo)教程》，確定削邊銷為GB2205-1999標(biāo)準(zhǔn)，其相關(guān)尺寸見下圖3： 圖3削邊銷尺寸 它和定位面板上的φ10mm銷孔呈H7/r6mm過盈配合，并用螺母固定，防止鉆孔時松動，影響加工。 3.2.3 圓柱銷 本設(shè)計方案選用固定式定位銷，由于加工的φ5.5mm油孔恰好在定位基準(zhǔn)φ25H8mm孔內(nèi)表面上，打穿這面為止。若采用標(biāo)準(zhǔn)件，勢必影響φ5.5mm油孔的加工，因此可專門設(shè)計一個短銷，其尺寸如圖4所示： 圖4圓柱銷尺寸 圖中，該軸長為115mm，軸頸半徑為12.5mm，與φ25H8mm孔內(nèi)表面僅有長度為17mm的面接觸，且為間隙配合，既保證了圓柱銷定位，又方便了裝夾工件。為了不影響加工φ5.5油孔，在標(biāo)準(zhǔn)銷元件上加上了長為30mm的軸身，直徑為14mm，要比φ25H8mm小11mm，即其半徑之差為5.5mm，再加上鍵槽深度2.5mm，那么L=5.5+2.5=8mm，這樣當(dāng)鉆頭鉆φ5.5mm孔至終點時不會損傷銷，銷也不會影響鉆孔。 該銷與定位面板上的銷孔呈H7/r6間隙配合，外加螺紋結(jié)構(gòu)，用螺母固定。 3.3 夾緊方案的確定 3.3.1 夾緊裝置的設(shè)計 夾緊力方向原則： （1）夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的既定位置； （2）夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能??； （3）夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形最小。 夾緊作用點原則： （1）夾緊里的作用點應(yīng)正對夾具定位支撐元件或位于支撐元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)，以免工件產(chǎn)生位移和偏轉(zhuǎn)； （2）夾緊力的作用點應(yīng)正對工件剛性較好的部位上，以使夾緊變形盡可能少，有時可采用增大工件受力面積或合理分布夾緊點位置等措施來實現(xiàn)； （3）夾緊力的作用點應(yīng)盡可能靠近工件的加工表面，以保證夾緊力的穩(wěn)定性和可靠性，減少工件的夾緊力，防止加工過程中可能產(chǎn)生振動。 根據(jù)以上要求，考慮加工零件的特點及定位方式，確定夾緊方式。 本設(shè)計方案選用的是螺旋夾緊機構(gòu)，夾緊方向水平向右，通過螺母的轉(zhuǎn)動，帶動套在圓柱銷頭部的墊片向右移動，進而作用在工件φ45mm圓柱大端面上，實現(xiàn)夾緊，具體夾緊裝置的布置見A1圖紙。這種夾緊方式和夾緊裝置簡單實用，且對于大批量生產(chǎn)能較快裝夾工件，勞動強度較小，成本低，簡單可靠。 另外，考慮到工件沿φ25H8mm孔中心線軸向裝卸，因此為便于裝卸工件，該墊片為開口墊片，螺母為小于φ25H8mm孔的小螺母，只要將開口墊片取去，就可以很好的將零件取出。其圖如圖5 圖5 墊片加緊圖 圓柱銷的螺紋軸向行程至少要大于2倍的墊片厚度5mm，且墊片的孔應(yīng)與工件φ25H8mm孔同軸，保證夾緊力作用均勻可靠。 3.3.2 夾具的操作及維護 安裝工件時，應(yīng)先將螺母轉(zhuǎn)動退出足夠的行程空間以便于取出墊片，安裝工件，然后使工件的φ25H8mm孔穿過圓柱銷，使工件底部的φ10H7mm孔穿過短銷，將φ45mm圓柱小端面緊靠在定位板上的支撐面上，這樣工件以φ45mm圓柱小端面為定位基準(zhǔn)安裝。工件裝好后，裝上開口墊片，轉(zhuǎn)動螺母，使開口墊片靠緊φ45mm大端面并夾緊工件。加工完成后松開工件，只需反向轉(zhuǎn)動螺母，退出開口墊片，即可取下工件。 夾具在使用中，應(yīng)注意檢查鉆套的磨損情況，如果磨損后不能精確保證加工精度，則需要更換鉆套。本夾具定位面板是受力部件，夾緊時檢查其是否發(fā)生受力變形，如有變形，應(yīng)及時設(shè)法修正，才能保證加工精度。為使其變形減小，需要嚴(yán)格控制螺桿的夾緊力。 四、自我小結(jié) 本次課程設(shè)計是在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，是一次對我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識的掌握情況的重要考察和檢驗，更是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際，分析并解決問題能力的重要內(nèi)容和階段。使我更好的掌握了UG NX制圖軟件。 這次課程設(shè)計，其設(shè)計圖主要用UG NX制圖軟件完成。自我感覺尚有很多不足和錯誤，首先，在設(shè)計夾具裝配件時過于匆忙，裝配手柄時放在了左手邊，不符合工人正常勞作習(xí)慣；其次是課程設(shè)計前準(zhǔn)備工作沒做好，在圖書館很多資料和文獻都沒能借到（早已借空了），在借閱同學(xué)的相關(guān)資料時沒有時間認(rèn)真琢磨和分析相關(guān)信息和數(shù)據(jù)；最后就是課程設(shè)計說明書的編寫過于匆忙，時間很緊，很多文字和標(biāo)準(zhǔn)，公式，數(shù)據(jù)，計算上的錯誤沒有時間一一改正（確實，在打這篇文稿，發(fā)現(xiàn)了很多錯誤和缺憾）。 課程設(shè)計，是一個系統(tǒng)性、知識點廣泛的學(xué)習(xí)過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和結(jié)合，使自己把學(xué)過的知識聯(lián)系起來，運用到各個方面上去。同時，廣泛地運用設(shè)計手冊及各種參考資料，學(xué)會了在實際中運用工具書，和獨立完成每一步查找工作；整個零件的加工過程是和其他同學(xué)分工完成的，集中體現(xiàn)了團隊精神，合作分工能很好的提高辦事效率！在這次設(shè)計中培養(yǎng)了我獨立分工合作的能力！為以后出身社會的工作打下基礎(chǔ)！ 1. 參考文獻 1徐洪本 ．機床夾具設(shè)計手冊．遼寧科技大學(xué)出版社．2004.3 2鄧文英等．金屬工藝學(xué)．高等教育出版社．2008.4 3付風(fēng)嵐等．公差與檢測技術(shù)．科學(xué)出版社．2006.9 4王先逵等．機械加工工藝手冊．機械工業(yè)出版社．2007.9 5陳宏鈞．金屬切削速算手冊．機械工業(yè)出版社．2007.9