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蘇州科技學(xué)院天平學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)題目 手柄座工藝規(guī)程制定與夾具設(shè)計(jì)
院 (系) 機(jī)械工程學(xué)院
專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名 高歡 學(xué) 號(hào) 1130116109
起迄日期 2015年03月02日~2015年06月19日
設(shè)計(jì)地點(diǎn) 天平校區(qū) 4教312
指導(dǎo)教師 楊建鋒 職稱 講師
職稱
填寫(xiě)日期: 2015 年 04月 15 日
摘 要
本設(shè)計(jì)是基于手柄座零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。手柄座零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，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(jì)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?zhǔn)選擇以手柄座的孔作為粗基準(zhǔn)，以結(jié)合面與兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn)。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(gè)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(zhuān)用夾具，夾緊方式多選用液壓夾緊，夾緊可靠，機(jī)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(jì)要求。
關(guān)鍵詞：手柄座類(lèi)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(jī)械加工工藝概述 1
1.2機(jī)械加工工藝流程 1
1.3夾具概述 2
1.4機(jī)床夾具的功能 3
1.5機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 3
1.5.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 3
1.5.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 4
第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 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(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)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(zhǔn)的選擇 7
2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 7
2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 7
2.4 手柄座加工主要工序安排 8
2.5 機(jī)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(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 11
2.7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 19
第3章 銑14槽夾具設(shè)計(jì) 21
3.1設(shè)計(jì)要求 21
3.2夾具設(shè)計(jì) 21
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 21
3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)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(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 25
第4章 鉆￠14孔夾具設(shè)計(jì) 27
4.1設(shè)計(jì)要求 27
4.2夾具設(shè)計(jì) 30
4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 30
4.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 30
4.3定位誤差的分析 34
4.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)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(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 37
總 結(jié) 38
致 謝 39
參 考 文 獻(xiàn) 41
第1章 緒論
1.1 機(jī)械加工工藝概述
機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對(duì)位置和取得良好份的全過(guò)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(guò)程的一部分是制造過(guò)程的一個(gè)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(gè)過(guò)程已知加工過(guò)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(yàn) - 包裝，是一般方法的過(guò)程。
加工過(guò)程是處理的基礎(chǔ)上，改變形狀，尺寸，相對(duì)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(gè)過(guò)程的詳細(xì)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(gè)步驟進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)據(jù)，如粗糙度，以實(shí)現(xiàn)得多，公差來(lái)實(shí)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(guò)程中，和寫(xiě)在過(guò)程的文件，這是所述處理的規(guī)劃的內(nèi)容。這是一個(gè)比較有針對(duì)性。每個(gè)工廠可能不一樣，因?yàn)閷?shí)際的情況是不同的。
總體來(lái)說(shuō)，該過(guò)程是一個(gè)程序，過(guò)程是對(duì)于每個(gè)步驟詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)劃是基于一個(gè)特定工廠編寫(xiě)過(guò)程的實(shí)際情況。
1.2機(jī)械加工工藝流程
機(jī)械加工工藝規(guī)程是加工過(guò)程是提供零件的加工過(guò)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(zhǔn)，以指導(dǎo)生產(chǎn)后所撰寫(xiě)的文件的形式。加工過(guò)程一般包括以下情況：在工件的加工工藝路線，每個(gè)過(guò)程的具體內(nèi)容和使用的設(shè)備和工藝設(shè)備，試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法的工件，切削時(shí)間配額的數(shù)量等。
步驟開(kāi)發(fā)流程規(guī)范
1）生產(chǎn)計(jì)劃的計(jì)算，以確定生產(chǎn)的類(lèi)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(gè)步驟中，計(jì)算處理的尺寸和公差的津貼。
6），以確定所使用的每一個(gè)過(guò)程的設(shè)備和工具，夾具，量具和艾滋病。
7）來(lái)確定切削的量和固定的工作小時(shí)。
8）確定的主要過(guò)程的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法。
9) 填寫(xiě)工藝文件。
在制訂工藝規(guī)程的過(guò)程中，往往要對(duì)前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以提高經(jīng)濟(jì)效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過(guò)程中，可能會(huì)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(jìn)，新材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時(shí)對(duì)工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完善。
1.3夾具概述
工件夾具是一個(gè)技術(shù)和設(shè)備，它被廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工，熱處理，裝配，焊接和測(cè)試過(guò)程機(jī)械制造工藝。
燈具在使用統(tǒng)稱為工裝夾具金屬切削機(jī)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(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品，如機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造和生產(chǎn)企業(yè)在技術(shù)制造成本準(zhǔn)備一個(gè)極其重要的地位。夾具設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的技術(shù)工作。
隨著科學(xué)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(jī)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(jī)械能、切削力進(jìn)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(jī)床的問(wèn)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(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過(guò)程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。
“工欲善其事，必先利其器?！?
工具是人類(lèi)文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)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(jī)床夾具對(duì)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(wú)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(jī)床夾具的功能
上機(jī)當(dāng)工件夾持夾具，其主要功能是使工件定位并夾緊。
1.機(jī)床夾具的主要功能
機(jī)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(guò)程中的正確位置。定位是通過(guò)與工件或夾具元件定位基準(zhǔn)表面接觸來(lái)實(shí)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?shī)A緊工件的定位固定，以保持加工過(guò)程中的定位操作的相同的位置。因?yàn)樵诩庸み^(guò)程中的工件，通過(guò)各種力的作用下，如果工件是固定的，工件會(huì)松動(dòng)。由此，夾緊工件，以提供安全，可靠的加工條件。
2．機(jī)床夾具的特殊功能
機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向。
（1）對(duì)刀 調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對(duì)刀塊，它能迅速地確定銑刀相對(duì)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(jìn)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(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)
隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)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(mén)類(lèi)齊全的工藝裝備。
1.5.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀
用于生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)研究國(guó)際協(xié)會(huì)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(jí)，以適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。然而，通常很多企業(yè)仍習(xí)慣于使用傳統(tǒng)的專(zhuān)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(zhuān)用夾具80％左右，但磨損夾具的實(shí)際量只有約15％。特別是近年來(lái)，新技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)控機(jī)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(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。
2）一組能夠夾緊工件具有類(lèi)似特征的。
3）適用于高精密機(jī)床夾具精密加工。
4）適用于所有現(xiàn)代燈具新機(jī)的制造技術(shù)。
5）高效利用液壓或氣動(dòng)夾緊裝置夾住，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
1.5.2現(xiàn)代機(jī)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(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)方面的發(fā)展方向。
精確
隨著越來(lái)越精密機(jī)械產(chǎn)品，必將在精密夾具相應(yīng)增加。許多類(lèi)型的精密夾具結(jié)構(gòu)，例如一個(gè)多精度索引鏈輪，其分度精度可達(dá)±0.1;高精度的三爪卡盤(pán)的精密車(chē)削，定心精度為5μm;精密心軸同心度公差在1μm以內(nèi)進(jìn)行控制;如果用于電磁無(wú)心磨床夾具軸承套圈，圓度公差的工件可達(dá)0.2?0.5微米。
效率
高效的工件夾具，主要用于降低基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的有效率夾子包括：自動(dòng)化裝置，高速與夾具夾緊動(dòng)力裝置的燈具。例如，在使用電動(dòng)銑削工件夾持虎鉗的，效率可提高約5倍;使用高速車(chē)床顎自定心卡盤(pán)爪保證（試驗(yàn)）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(jī)夾具類(lèi)似，它指的是機(jī)器通過(guò)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?shī)A具的特點(diǎn)是：組合夾具，通用可調(diào)夾具，夾具組，裝配夾具，數(shù)控機(jī)床和夾具。在很長(zhǎng)的，靈活的燈具燈具將成為發(fā)展的主要方向。
標(biāo)準(zhǔn)化
標(biāo)準(zhǔn)化和通用夾具是兩個(gè)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(lèi)型大小串聯(lián)或變體，以減少使用類(lèi)似的功能元件和夾具的類(lèi)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(wàn)能材料。標(biāo)準(zhǔn)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(guó)有一個(gè)固定部分和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的組成部分：GB/ T2148?T2259-91以及各類(lèi)通用夾具，組合夾具標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。
第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
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(chē)床操作機(jī)構(gòu)中，可同時(shí)操縱離合器和制動(dòng)器，即同時(shí)控制主軸的開(kāi)、停、換向和制動(dòng)。操作過(guò)程如下：當(dāng)手把控制手柄座向上扳動(dòng)時(shí)，車(chē)床內(nèi)部的拉桿往外移，則齒扇向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒條軸往右移動(dòng)，通過(guò)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(dòng)，于是左離合器接合，主軸正轉(zhuǎn)；同理，當(dāng)手把控制手柄座向下扳動(dòng)時(shí)，推拉桿右移，右離合器接合，主軸反轉(zhuǎn)。當(dāng)手把在中間位置時(shí)，推拉桿處于中間位置，左、右離合器均不接合，主軸的傳動(dòng)斷開(kāi)，此時(shí)齒條軸上的凸起部分正壓在制動(dòng)器杠桿的下端，制動(dòng)帶被拉緊，使主鈾制動(dòng)。
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(gè)平面需要進(jìn)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(gè)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(shí)測(cè)量深度為25mm，鉆孔深度為28mm。上孔壁有一個(gè)配鉸的錐銷(xiāo)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(gè))，及其兩個(gè)內(nèi)端面(對(duì)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(shí)應(yīng)先加工完一組表面，再以這組加工后的表面為基準(zhǔn)加工另外一組。
2.2 手柄座加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)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(lái)說(shuō)，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(duì)于手柄座來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)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(guò)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(lèi)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(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)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(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e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(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。
手柄座零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開(kāi)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(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)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(dāng)前應(yīng)選用在組合機(jī)床上用鏜模法鏜孔較為適宜。
（1）用坐標(biāo)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(shí)間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時(shí)，鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。
用坐標(biāo)法鏜孔，需要將手柄座孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運(yùn)動(dòng)的機(jī)床進(jìn)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(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計(jì)制造的。當(dāng)鏜刀桿通過(guò)鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時(shí)，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(shí)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(jī)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(zhǔn)的選擇
2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)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(zhǔn)。即以手柄座的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，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(duì)位置。
2.3.2 精基準(zhǔn)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(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證手柄座在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)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(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)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(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是手柄座的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c手柄座的主要支承孔系垂直。如果用來(lái)作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(duì)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(zhǔn)。手柄座加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)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(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。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(shí)加工出來(lái)。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)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(duì)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(shí)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(shí)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(lái)加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)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(jìn)行。
根據(jù)以上分析過(guò)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(xiāo)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(kuò)；
工序十：鉆、鉸錐銷(xiāo)通孔、M10-7H；
工序十一：終檢。
以上加工方案大致看來(lái)合理，但通過(guò)仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問(wèn)題，
采用互為基準(zhǔn)的原則，先加工上、下兩平面，然后以下、下平面為精基準(zhǔn)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(shí)為加兩平面上各孔保證了垂直度要求。
上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)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(zhǔn)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(shí)方案二采用車(chē)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(zhǔn)加工及插鍵槽，最后完成對(duì)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(shí)也更好的保證了精度要求。
綜上所述，零件的具體工藝過(guò)程如下：
工序一：備料
工序二：鑄造毛坯
工序三：銑凸臺(tái)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(xiāo)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(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
(1)毛坯種類(lèi)的選擇
零件機(jī)械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動(dòng)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(jì)意義。根據(jù)該零件的材料為HT200、生產(chǎn)類(lèi)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(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》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(lèi)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(jī)械加工工藝手冊(cè)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(shí)厚度偏差取。
精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。
差等級(jí)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(jí)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(lèi)型為大批量生產(chǎn)，采用砂型鑄模。相關(guān)數(shù)據(jù)參見(jiàn)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(jī)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(zhǎng)度方向的加工余量及公差（端面）。
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下稱《工藝手冊(cè)》）表2.2～2.5，取端面長(zhǎng)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(cè)》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(jì)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(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。
2.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）
1．工序三的切削用量及基本工時(shí)的確定：銑、半精銑凸臺(tái)端面和大端面。
⑴銑凸臺(tái)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）
，（《切削》表3.7和《切削》表3.8）
（《切削》表3.9）
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
銑床工作臺(tái)進(jìn)給量：
基本工時(shí)：
⑵半精銑凸臺(tái)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(tái)進(jìn)給量：
基本工時(shí)：
2．工序四的切削用量及基本工時(shí)的確定：鉆→擴(kuò)→粗、精鉸通孔。
⑴鉆孔：
選擇高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見(jiàn)《工藝手冊(cè)》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(jī)床選?。ā豆に嚒繁?.2－5）
實(shí)際切削速度：
基本工時(shí)：（《工藝》表6.2－5）
⑵擴(kuò)孔：
選擇高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆（《工藝》表3.1－8）
由《切削》表2.10得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的進(jìn)給量，并由《工藝》表4.2－16取，擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度。
由《切削》表2.15得，故：
按機(jī)床選取
基本工時(shí)：
⑶鉸孔：
選擇高速鋼錐柄機(jī)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(jī)床選取，則：
基本工時(shí)：
3．工序五的削用量及基本工時(shí)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(jī)床選取
基本工時(shí)：
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(jī)床選取
基本工時(shí)：
⑶精鉸孔：
選擇的鉸刀
按機(jī)床選取
基本工時(shí)：
4．工序六的切削用量及基本工時(shí)的確定：銑的槽。
選用高速鋼粗齒盤(pán)狀銑刀 ，Z=8
1)、根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》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(gè)走刀長(zhǎng)度為37mm。
2）、決定每齒進(jìn)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(jiǎn)明手冊(cè)（第3版）》 ）：
現(xiàn)選取
3)、決定切削速度和每分鐘進(jìn)給量
根據(jù)表3.27中的計(jì)算公式，也可以直接查表。
根據(jù)表3.9，當(dāng)，Z=8，=14mm，，0.24mm/z時(shí)，=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(shuō)明書(shū)，選擇 r /min； mm/min；
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為：
m/min；
mm/r ；
計(jì)算基本工時(shí)
式中 l =37mm，根據(jù)表3.25，入切量及超切量=27mm
則= min=1.067min
總時(shí)間：= ×N=1.067min×9=9.6min
5．工序七的切削用量及基本工時(shí)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(jī)床選取
基本工時(shí)：
⑵粗鉸孔：
選擇高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（《工藝》表3.1－17）
，，，
按機(jī)床選?。ā豆に嚒繁?2－15）
（《工藝》表4.2－16）
基本工時(shí)：
⑶精銑孔：
選擇高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（《工藝》表3.1－17）
由《切削》表2.24查得
，，
（《工藝》表42－16）
按機(jī)床選取
基本工時(shí)：
6．工序八的切削用量及基本工時(shí)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(jī)床選取
基本工時(shí)：
⑵攻螺紋M10mm：
選擇M10mm高速鋼機(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即
按機(jī)床選取
基本工時(shí)：
7．工序九的切削用量及基本工時(shí)的確定：加工的錐銷(xiāo)通孔。
⑴鉆的圓錐孔：
選擇的高速鋼麻花鉆
按機(jī)床選取
基本工時(shí)：
⑵鉸的孔：
選擇的鉸刀
按機(jī)床選取
基本工時(shí)：
8．工序十一的切削用量及基本工時(shí)的確定：加工的孔。
⑴鉆孔：
選擇的高速鋼錐柄麻花鉆
按機(jī)床選取
(一) 基本工時(shí)：
⑵鉸孔：
選擇的鉸刀
按機(jī)床選取
基本工時(shí)：
2.7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排
假設(shè)該零件年產(chǎn)量為10萬(wàn)件。一年以240個(gè)工作日計(jì)算。設(shè)每天的產(chǎn)量為420件。再以每天8小時(shí)工作時(shí)間計(jì)算，則每個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)不大于1.14min。
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.2，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類(lèi)型：中批以上）時(shí)間定額的計(jì)算公式為：
（大量生產(chǎn)時(shí)）
因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為：
其中： —單件時(shí)間定額 —基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間）
—輔助時(shí)間。用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間
—布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值
工序：粗銑端面
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.HT200，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.48，
單間時(shí)間定額：
因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序：銑端面
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.HT200，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.48，
單間時(shí)間定額：
因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
第3章 銑14槽夾具設(shè)計(jì)
3.1設(shè)計(jì)要求
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。本夾具將用于X52k銑床。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計(jì)一銑14槽夾具
本夾具無(wú)嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問(wèn)題。
3.2夾具設(shè)計(jì)
3.2.1 定位基準(zhǔn)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(duì)進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。
定位基準(zhǔn)的選擇：工件以Φ25H8孔及端面和Φ10H7孔為定位基準(zhǔn)；
3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)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(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)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(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
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，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)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(diǎn)的選擇
a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
b. 夾緊力的作用點(diǎn)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(duì)加工精度的影響。
c. 夾緊力的作用點(diǎn)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(guò)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(jì)算出。但實(shí)際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過(guò)程中是變化的，因此，夾緊力的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，只能進(jìn)行粗略的估算。
估算的方法：一是找出對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)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(shí)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(jī)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(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緊力，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。
工件通過(guò)定位銷(xiāo)的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板，通過(guò)精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡(jiǎn)單，便于手動(dòng)調(diào)整。通過(guò)松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng)，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對(duì)稱中心在規(guī)定位置上。
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
螺旋夾緊力：
該夾具采用夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計(jì)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(jī)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(guò)
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(jiàn)，所設(shè)計(jì)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(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)程中不因夾緊力，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，夾具必承受大的夾緊力切削力，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。
3.5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)夾緊的左端面定位三個(gè)自由度，一個(gè)固定V定位兩個(gè)自由度，用一個(gè)活動(dòng)的V型塊定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)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(guò)這一基礎(chǔ)件連接成一個(gè)有機(jī)整體。為了滿足加工要求，夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，同時(shí)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(shí)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(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，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(duì)工件進(jìn)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(dāng)?shù)目紤]強(qiáng)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(wèn)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(kāi)口墊圈的加緊力。
第4章 鉆￠14孔夾具設(shè)計(jì)
4.1設(shè)計(jì)要求
為為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。下面是鉆出花鍵的底部夾具，此夾具將用于鉆Z525。
沒(méi)有嚴(yán)格的技術(shù)要求，夾具，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度問(wèn)題，精度不是主要考慮因素。
當(dāng)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(duì)于正確位置的工件，并且該位置是不會(huì)因外力而變化的過(guò)程中的影響。因此，在進(jìn)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(kāi)正確的位置向右曾先后被外力（剪切力等）的過(guò)程。
3，刀或?qū)В渥饔檬谴_定刀具相對(duì)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(jī)器上的夾具的正確位置。
5，鉗鉗夾是機(jī)床夾具通過(guò)夾具作為一個(gè)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(zhǔn)確，往往設(shè)置了預(yù)先定位裝置;對(duì)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(jī)床夾具的基本組成部分。
分級(jí)機(jī)
夾具種類(lèi)繁多，從不同的角度燈具的分類(lèi)。
通過(guò)使用夾具的特性可分為：通用夾具，專(zhuān)用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具，
裝配夾具。
通過(guò)使用本機(jī)可分為：車(chē)床夾具，夾具銑，鉆夾具，坐標(biāo)鏜床，齒輪治具，夾具數(shù)控機(jī)床，自動(dòng)機(jī)床夾具，自動(dòng)線托盤(pán)等夾具。
夾具的分類(lèi)及其作用：
（1）按專(zhuān)業(yè)程度劃分
1）通用夾具
通用夾具是指已經(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。例如，車(chē)床上三爪卡盤(pán)和四爪單動(dòng)卡盤(pán)，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。這類(lèi)夾具一般由專(zhuān)業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床附件提供給用戶。其特點(diǎn)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(zhuān)用夾具
專(zhuān)用夾具是指專(zhuān)為某一工件的某道工序而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)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(jì)制造周期較長(zhǎng)、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，夾具將由于無(wú)法再使用而報(bào)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(diǎn)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。由專(zhuān)業(yè)廠家制造，其特點(diǎn)是靈活多變，萬(wàn)能性強(qiáng)，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(dòng)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(dòng)線從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位，進(jìn)行不同工序的加工。
（2）按使用的機(jī)床分類(lèi)
由于各類(lèi)機(jī)床自身工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對(duì)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(jī)床不同，夾具又可分為：車(chē)床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等。
（3）按夾緊動(dòng)力源分類(lèi)
根據(jù)夾具所采用的夾緊動(dòng)力源不同，可分為：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具等。
夾具的作用：1．縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
夾具的使用一般包括兩個(gè)過(guò)程：其一是夾具本身在機(jī)床上的安裝和調(diào)整，這個(gè)過(guò)程主要是依靠夾具自身的定向鍵、對(duì)刀塊來(lái)快速實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)找正、試切等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但速度稍慢；其二是被加工工件在夾具中的安裝，這個(gè)過(guò)程由于采用了專(zhuān)用的定位裝置(如V形塊等)，因此能迅速實(shí)現(xiàn)。
2．確保并穩(wěn)定加I精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量
加工過(guò)程中，工件與刀具的相對(duì)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(duì)操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動(dòng)強(qiáng)
由于多數(shù)專(zhuān)用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)間與難度，或者根本不需要找正和調(diào)整，所以，這些專(zhuān)用夾具的使用降低了對(duì)工人的技術(shù)要求并減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
按夾緊的動(dòng)力源可分為：手動(dòng)夾具，氣動(dòng)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(lèi)型的工件夾持方法：
直接在機(jī)床工作臺(tái)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(dāng)所述夾具與夾緊后針頭或面部對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)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(diǎn)：
一，確保準(zhǔn)確，穩(wěn)定的加工質(zhì)量
B，縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
C，擴(kuò)大利用機(jī)床，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能?！?
D，改善工人的工作條件，降低生產(chǎn)成本
本夾具無(wú)嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問(wèn)題。
4.2夾具設(shè)計(jì)
4.2.1 定位基準(zhǔn)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(duì)進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用液壓夾緊。
4.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：鉆頭Φ14
則軸向力：見(jiàn)《工藝師手冊(cè)》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(jì)算切削力時(shí),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(shí) T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),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(guò)程，該夾緊力的計(jì)算應(yīng)該根據(jù)機(jī)械平衡原理來(lái)設(shè)計(jì)。最后，為了確保可靠夾緊，數(shù)值乘以安全系數(shù)實(shí)際所需夾緊力。
初步確定液壓缸參數(shù)
表5-1 按負(fù)載選擇工作壓力[1]
負(fù)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~