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鄭 州 科 技 學(xué) 院 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 題目：設(shè)計(jì)“操縱桿支架”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 內(nèi)容： 1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3.機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 1份 4.機(jī)械加工工序卡 1份 5.夾具設(shè)計(jì)裝配圖 1張 6.夾具體零件圖 1張 7.課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1份 班 級(jí)： 機(jī)制本9班 姓 名： 張 飛 騰 學(xué) 號(hào)： 201333265 指 導(dǎo) 教 師： 楊 晨 教研室主任： 2016 年 4 月 13 日  目錄 1、零 件 的 分 析 3 1.1 零件的作用 3 1.2 零件的工藝分析 3 2、工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) 3 2.1 選擇毛坯種類(lèi)并確定制造方法 3 2.2 基面的選擇 3 2.3選擇加工方法 4 2.4 制訂工藝路線(xiàn) 4 2.5 機(jī)械加工余量及毛坯尺寸的確定 5 （一）確定加工余量 5 （二）確定毛坯基本尺寸 5 （三）繪制毛坯簡(jiǎn)圖 5 2.6工序設(shè)計(jì) 6 (一)選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 6 2.7 確定切削用量及基本工時(shí) 7 (一) 工序05（粗銑底面A）切削用量及基本時(shí)間的確定 7 （二）工序10（粗銑36槽）切削用量及基本時(shí)間的確定 9 （三）工序15（鉆3xΦ11）切削用量及基本時(shí)間的確定 11 （四）工序20（鉆通孔）切削用量及基本時(shí)間的確定 14 （五）工序25（精鏜孔）切削用量及基本時(shí)間的確定 16 3、夾具設(shè)計(jì) 19 3.1 接受設(shè)計(jì)任務(wù)、明確加工要求 19 3.2 確定定位方案、選擇定位元件 19 3.3 確定加緊方案、設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) 20 3.4 確定導(dǎo)向方案和導(dǎo)向元件 20 3.5 夾具體設(shè)計(jì) 21 設(shè)計(jì)心得 22 參考文獻(xiàn) 23  1、零 件 的 分 析 1.1 零件的作用 題目所給定的零件是汽車(chē)換擋部分的操縱桿支架，它的主要作用是固定操縱桿，使其在行駛過(guò)程中牢固可靠。零件上的3XΦ11孔用螺栓固定在底座上，操縱桿用Φ20的定位銷(xiāo)固定在支架上，并且在換擋時(shí)依靠利用36槽軌跡不會(huì)引起偏差。 1.2 零件的工藝分析 操縱桿支架共有4組加工表面，分析如下： （1）2XΦ20孔， （2）支架底面 （3）36槽 （4）3XΦ11孔 此零件外形較小，圖中除2XΦ20孔，公差要求較嚴(yán)格外，其它加工面公差要求較低，并且無(wú)位置度要求，但是為了滿(mǎn)足裝配性能，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，在加工過(guò)程中要制定工藝基準(zhǔn)，并制定出工藝公差，利用工藝基準(zhǔn)來(lái)加工后續(xù)工序。 2、工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) 2.1 選擇毛坯種類(lèi)并確定制造方法 操縱桿支架材料為灰鐵件，牌號(hào)HT150，零件年產(chǎn)量為10000件，已達(dá)大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用精鑄件，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 2.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 （1）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)于有若干個(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做粗基準(zhǔn)。因?yàn)殂姷酌鏁r(shí)要保證540.5，所以以2XR20外圓表面為粗基準(zhǔn)。 （2）精基準(zhǔn)的選擇： 精基準(zhǔn)的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時(shí)，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一等問(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。精基準(zhǔn)選擇為底面及3XΦ11孔。 2.3選擇加工方法 （1）平面的加工 平面加工的方法很多，有車(chē)、刨、銑、磨、拉等。由于本零件對(duì)所加工表面粗糙度要求都不高。由表5-11，根據(jù)GB/T 1800-2009規(guī)定，選用中等級(jí)（m），相當(dāng)于IT13級(jí)，故可考慮粗車(chē)或粗端銑，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用端銑加工方式。 （2）孔的加工 孔的加工方式有鉆、擴(kuò)、鏜、拉、磨等。3XΦ11為工藝孔，加工時(shí)按工藝尺寸加工，直接在零件上鉆鉸完成。2XΦ20的要求較高，根據(jù)手冊(cè)表5-49，先用鉆頭鉆孔至Φ19，再用Φ20鏜刀加工。 2.4 制訂工藝路線(xiàn) 制訂工藝路線(xiàn)的出發(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)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能 性機(jī)床配以專(zhuān)用工夾具，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。 工藝路線(xiàn)方案 工序05 粗銑底面。 工序10 粗銑36槽。 工序15 鉆底面3Φ11孔。 工序20 鉆2Φ19孔。 工序25 精鏜2φ20孔 工序30 去毛刺 工序35 檢查 2.5 機(jī)械加工余量及毛坯尺寸的確定 （一）確定加工余量 操縱桿支架的材料為HT150，抗拉強(qiáng)度，采用砂型機(jī)器造型，且為批量生產(chǎn)。由表5-2知，鑄鋼件采用砂型機(jī)器造型時(shí)，鑄件的尺寸公差為CT8-CT12級(jí)，此處選為CT9級(jí)。由表5-3選擇加工余量為F級(jí)，根據(jù)機(jī)械加工后鑄件的最大輪廓尺寸由表5-4可查得個(gè)加工表面余量如下表： 表1-1 加工表面 參考 加工余量/mm 備注 底面（A面） 表5-4 1 粗銑一次完成 3XΦ11 表5-19 11 鉆鉸完成 2XΦ20孔 表5-19 5 先用鉆頭鉆孔至Φ19，再用Φ20鏜刀加工 36槽 表5-4 1 粗銑一次完成 （二）確定毛坯基本尺寸 加工表面的的毛坯尺寸只需將零件尺寸加上查取得相應(yīng)加工余量即可，所得毛坯尺寸如表3-2所示： 表3-2 零件尺寸/mm 加工余量/mm 毛坯尺寸/mm 12 1 13 Φ11 11 Φ11 Φ20 5 Φ15 （三）繪制毛坯簡(jiǎn)圖 根據(jù)以上內(nèi)容及砂型鑄件的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定，繪制毛坯簡(jiǎn)圖，如圖3-1： 如圖3-1 毛坯簡(jiǎn)圖 2.6工序設(shè)計(jì) (一)選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 1.選擇加工設(shè)備 選擇加工設(shè)備即選擇機(jī)床類(lèi)型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點(diǎn)，選擇了加工方法，因此機(jī)床的類(lèi)型也隨之確定。至于機(jī)床的型號(hào)，主要取決于現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備情況。若零件的加工余量較大，加工材料又硬，有必要校驗(yàn)機(jī)床功率。選擇加工設(shè)備要考慮加工經(jīng)濟(jì)精度。最終選擇的機(jī)床，其經(jīng)濟(jì)精度應(yīng)與零件表面的設(shè)計(jì)要求相適應(yīng)，初步選定各工序機(jī)床如下： （1） 工序05、10粗銑：X5032A型立式銑床，主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表5-13 （2） 工序15、20鉆孔：Z3025搖臂鉆床，主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表5-14、 （3） 工序25精鏜：用CA6140臥式車(chē)床。 2.選擇夾具 對(duì)于成批生產(chǎn)的零件，大多采用專(zhuān)用機(jī)床夾具。在保證加工質(zhì)量、操作方便、滿(mǎn)足高效的前提下，亦可部分采用通用夾具。本機(jī)械加工工藝規(guī)程中所有工序均采用了專(zhuān)用機(jī)床夾具，需專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)、制造。 3選擇刀具 （1） 銑刀 工序05、10中底面A、36槽采用面銑刀來(lái)進(jìn)行加工。工序05中要求銑削深度為，工序10要求銑削深度為，銑削寬度均為。根據(jù)表5—15，選用高速鋼鑲齒套式面銑刀。由表5-16知所需銑刀直徑75-90mm。查表5-17知，滿(mǎn)足加工要求的銑刀直徑 （2） 鉆刀 從零件要求和加工經(jīng)濟(jì)性考慮，采用錐柄麻花鉆頭完成加工工序。工序15中，采用麻花鉆，由表5-19知，選用d=11mm,l=94mm,莫氏圓錐號(hào)為2的高速鋼錐柄麻花鉆作為刀具。工序20中，采用麻花鉆，由表5-19知，選用，莫氏圓錐號(hào)為2號(hào)的高速鋼錐柄麻花鉆作為刀具。 （3） 鏜刀 在車(chē)床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合金工具。加工鋼質(zhì)零件可采用YG類(lèi)硬質(zhì)合金，此處為精鏜孔加工采用YG60，刀具參數(shù)為主偏角，桿部直徑為8mm的圓形鏜刀進(jìn)行加工。 2.7 確定切削用量及基本工時(shí) (一) 工序05（粗銑底面A）切削用量及基本時(shí)間的確定 1.切削用量 本道工序是粗銑端面，已知加工材料為HT200，，機(jī)床為X5032A型立式銑床，所選刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀，其參數(shù)。根據(jù)表5-26確定銑刀角度，選擇前角。已知銑削寬度銑削背吃刀量。 （1）確定每齒進(jìn)給量 根據(jù)表5-13知XA5032型立式銑床的主電機(jī)功率為7.5kw,查表5-24知當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鑄鐵時(shí)，其每齒進(jìn)給量。由于本工序被吃刀量和銑削寬度較小，故選擇最大的每齒進(jìn)給量。 （2）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用時(shí)度 根據(jù)表5-28，用高速鋼鑲齒端銑刀粗加工鑄劍時(shí)，選擇銑刀后刀面磨損極限值為2.0mm，查表5-29知銑刀直徑d=80mm時(shí)，經(jīng)插值的端銑刀的合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自開(kāi)始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍的標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的總切削時(shí)間。 （3）確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 查表5-30知，高速鋼銑刀銑削速度為，則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍是 根據(jù)XA5032機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-13選取n=60r/min,則實(shí)際銑削速度為 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 根據(jù)表5-13中工作臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)縱向進(jìn)給量，選取，則實(shí)際每齒進(jìn)給量為 （4）校驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-31和表5-32知，銑削力和銑削功率計(jì)算公式如下： 式中。所以，銑削梨為 X5023A銑床主電機(jī)功率為7.5kW。故選用切削用量合適。最后的切削用量為 2.基本時(shí)間 根據(jù)表5-33知，的端銑刀對(duì)銑削的基本時(shí)間為 式中； —工件銑削部分長(zhǎng)度，單位為mm； —切入行程長(zhǎng)度，單位為mm，； —切出行程長(zhǎng)度，單位mm； —工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，單位為mm/min。 已知。由表5-34查的切入切出行程長(zhǎng)度。所以，基本時(shí)間為 （二）工序10（粗銑36槽）切削用量及基本時(shí)間的確定 1.切削用量 本道工序是粗銑端面，已知加工材料為HT200，，機(jī)床為X5032A型立式銑床，所選刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀，其參數(shù)。根據(jù)表5-26確定銑刀角度，選擇前角。已知銑削寬度銑削被吃刀量。 （1）確定每吃進(jìn)給量 根據(jù)表5-13知XA5032型立式銑床的主電機(jī)功率為7.5kw,查表5-24知當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鑄鐵時(shí)，其每齒進(jìn)給量。由于本工序被吃刀量和銑削寬度較小，故選擇最大的每齒進(jìn)給量。 （2）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用時(shí)度 根據(jù)表5-28，用高速鋼鑲齒端銑刀粗加工鑄劍時(shí)，選擇銑刀后刀面磨損極限值為2.0mm，查表5-29知銑刀直徑d=80mm時(shí)，經(jīng)插值的端銑刀的合力耐用度T=50min。刀具耐磨用度是指刃磨后的刀具自開(kāi)始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍的標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的總切削時(shí)間。 （3）確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 查表5-30知，高速鋼銑刀銑削速度為，則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍是 根據(jù)X5032A機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-13選取n=60r/min,則實(shí)際銑削速度為 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 根據(jù)表5-13中工作臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)縱向進(jìn)給量，選取，則實(shí)際每齒進(jìn)給量為 （4）校驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-31和表5-32知，銑削力和銑削功率計(jì)算公式如下： 式中。所以，銑削梨為 X5023A銑床主電機(jī)功率為7.5kW。故選用切削用量合適。最后的切削用量為 2.基本時(shí)間 根據(jù)表5-33知，的端銑刀對(duì)銑削的基本時(shí)間為 式中， —工件銑削部分長(zhǎng)度，單位為mm； —切入行程長(zhǎng)度，單位為mm，； —切出行程長(zhǎng)度，單位mm； —工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，單位為mm/min。 已知。由表5-34查的切入切出行程長(zhǎng)度。所以，基本時(shí)間為 （三）工序15（鉆3xΦ11）切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@3個(gè)Φ11mm的孔，所選用機(jī)床為Z3025搖臂鉆床。根據(jù)表5-19知選取d=11mm,l=94mm,莫氏圓錐號(hào)為2的高速鋼錐柄麻花鉆作為刀具。根據(jù)表5-48選擇的麻花鉆參數(shù)由表5-49知，當(dāng)時(shí)，選擇鉆頭后刀面磨損極限值為0.8mm，耐用度T=45min。 1. 切削用量 （1） 確定背吃刀梁鉆孔時(shí)，，故可取=5mm。 （2） 確定進(jìn)給量按照加工要求決定進(jìn)給量。鉆頭直徑，工件材料為HT200SH時(shí)，根據(jù)表5-50，鉆頭進(jìn)給范圍mm/r.根據(jù)表5-51，選取。因?yàn)榭椎纳疃扰c孔的直徑相差不多，故無(wú)需修正系數(shù)來(lái)修正。 （3） 確定切削速度v 根據(jù)表5-52的計(jì)算公式 式中，。因本例的加工的條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故對(duì)切削速度進(jìn)行修正，由表5-53得：根據(jù)刀具耐磨度T=45min，得修正系數(shù)k;工件材料=200MPa，得修正系數(shù)為；刀具材料為高速鋼，得修正系數(shù)；鉆頭為標(biāo)準(zhǔn)刃磨形狀，得修正系數(shù)。所以 根據(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-54選取n=315m/min,實(shí)際轉(zhuǎn)速為： （4）校驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-55，查的轉(zhuǎn)矩T和切削功率計(jì)算公式如下： 式中，，由表5-56得：與加工材料有關(guān)的修正系數(shù)灰鑄鐵無(wú)；與刃磨形狀有關(guān)的修正系數(shù)；與刀具磨鈍有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為 所以鉆孔時(shí)的轉(zhuǎn)矩為 切削功率為 由表5-14知，Z3025機(jī)床主軸的最大轉(zhuǎn)矩 ，主電機(jī)功率。由于 ，故選用的切削用量可以用。最后確定的切削用量為 =5mm 2.基本時(shí)間 由表5-57的鉆孔的基本時(shí)間為 式中，—共建切削部分長(zhǎng)度，單位為mm； —切入量，單位mm，； —超入量，單位mm, : 已知=14mm, ==5.83mm 所以，加工3個(gè)空所用基本時(shí)間為 =3=3=0.35min （四）工序20（鉆通孔）切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)殂@2個(gè)通孔，所用機(jī)床為Z3025搖臂鉆床。根據(jù)表5-19知選取，莫氏圓錐號(hào)為2號(hào)的高速鋼錐柄麻花鉆作為刀具。根據(jù)表5-48選擇的麻花鉆參數(shù)。由表5-49知，當(dāng)時(shí)，選擇鉆頭后刀面磨損極限值為,耐用度 1. 切削用量 （1）確定背吃刀量 鉆孔時(shí)，。 （2）確定進(jìn)給量 按照加工要求決定進(jìn)給量。鉆頭直徑，工件材料為 鑄鋼且時(shí)，根據(jù)表5-50，進(jìn)給量取值范圍為0.70~0.86mm/r。由于鉆孔后不用絲錐攻螺紋，以及鉆孔深度小于直徑，不用乘修正系數(shù)。根據(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)給量，查表5-51，選取 。 （3）確定切削速度 根據(jù)表5-52的計(jì)算公式確定切削速度 式中，。因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故需對(duì)切削速度進(jìn)行修正，由表5-53得：根據(jù)道具耐用度，得修正系數(shù)；工件材料，得修正系數(shù)為；道具材料為高速鋼，得修正系數(shù)；鉆頭為標(biāo)準(zhǔn)刃磨形狀，得修正系數(shù)。所以 根據(jù)Z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，由表5-54選取，實(shí)際轉(zhuǎn)速為 （4）校驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-55，查得轉(zhuǎn)矩和切削功率計(jì)算公式如下： 式中，，，由表5-56得：與加工材料有關(guān)的修正系數(shù);與刃磨形狀有關(guān)的修正系數(shù)；與刀具磨鈍有關(guān)的修正系數(shù)。因此，總的修正系數(shù)為 所以鉆孔時(shí)的轉(zhuǎn)矩為 切削功率為 由表5-14知，Z3025機(jī)床主軸最大轉(zhuǎn)矩，主電機(jī)功率。由于，做選擇的切削用量可用。最后所確定的切削用量為 ； ； 。 2. 基本時(shí)間 由表5-57得鉆孔的基本時(shí)間為 式中，——工件切削部分長(zhǎng)度，單位為mm; ——切入量，單位為mm，； ——超出量，單位為mm，； 已知，，，，。所以，加工2個(gè)孔所用的基本時(shí)間為 （五）工序25（精鏜孔）切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榫M孔，機(jī)床采用最常用的CA6140臥式車(chē)床，采用YG60硬質(zhì)合金刀具，根據(jù)加工條件和工件材料由表5-35、表5-36、表5-37、表5-38得刀具參數(shù)為主偏角、前角、刃傾角、刀尖圓弧半徑鏜刀加工。由表5-39知，選用桿部直徑為8mm的圓形鏜刀。由表5-40知，鏜刀合理耐用度為。 1. 切削用量 （1）確定背吃刀量 由前述可知精鏜時(shí)雙邊加工余量為1mm,精鏜后孔直徑為，故單邊余量為0.5mm，即。 （2）確定進(jìn)給量 對(duì)于精加工，根據(jù)表5-42，按照CA6140機(jī)床的進(jìn)給量值，選取。 （3）確定切削速度 根據(jù)表5-43的計(jì)算公式確定切削速度 式中，，因本例的加工條件與該公式應(yīng)用條件不完全相同，故需根據(jù)表5-32對(duì)鏜削速度進(jìn)行修正：根據(jù)刀具耐用度T=60min，得修正系數(shù)為；根據(jù)工件材料，得修正系數(shù)為；根據(jù)毛坯表面狀態(tài)得修正系數(shù)為，刀具材料為YG60，得修正系數(shù)；主偏角，經(jīng)插值得修正系數(shù)。所以 查表5-44，根據(jù)CA6140機(jī)床上的主軸轉(zhuǎn)速選擇，則實(shí)際切削速度為 （4）檢驗(yàn)機(jī)床功率 由表5-45，查得切削力和切削功率計(jì)算公式如下： 式中，，，由表5-32得：與 刀具耐用度有關(guān)的修正系數(shù)，與工件材料有關(guān)的修正系數(shù)，鏜孔相對(duì)于外圓縱車(chē)時(shí)的修正系數(shù)，與主偏角相關(guān)的修正系數(shù)；與前角有關(guān)的修正系數(shù)。因此總的修正系數(shù)為 所以，切削力為 切削功率為 根據(jù)表5-46知：CA6140機(jī)床主電機(jī)功率，因，故上述切削用量可用，最后所確定的切削用量為 ； 。 2. 基本時(shí)間 由表5-47得鏜孔的基本時(shí)間為 式中，——切削加工長(zhǎng)度，單位為mm； ——刀具切人長(zhǎng)度，單位為mm，； ——刀具切入長(zhǎng)度，單位為mm，； ——單件小批量生產(chǎn)時(shí)的試切附加長(zhǎng)度，單位為mm； ——進(jìn)給次數(shù)。 已知，，，，，，。所以，基本時(shí)間為 3、夾具設(shè)計(jì) 3.1 接受設(shè)計(jì)任務(wù)、明確加工要求 本次專(zhuān)用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)用于操縱桿支架上的三個(gè)Φ11的鉆孔，是專(zhuān)用的鉆床夾具，具體設(shè)計(jì)應(yīng)以前文的工藝規(guī)程和后文的書(shū)籍資料為依據(jù)，有關(guān)零件的功用、工作條件方面可參照零件圖樣和工藝規(guī)程指定部分。由零件和課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中能得到的 本工序加工要求如下： （1）3個(gè)Φ11mm寸公差等級(jí)要求不高。 （2）3個(gè)Φ11mm面粗糙度要求為Ra12.5 （3）3個(gè)Φ11mm為通孔。 （4）3個(gè)Φ11孔，從工件底面高12mm，后兩孔相距96mm，前后孔距68mm。 （5）零件毛坯材料為HT250 （6）產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)：10000件/年。 3.2 確定定位方案、選擇定位元件 在鉆模的設(shè)計(jì)中，工件得定位方案和定位基準(zhǔn)的選擇一般應(yīng)與該工件的機(jī)械加工工藝規(guī)程一致。若工藝規(guī)程中的定位方案與定位基準(zhǔn)的選擇確有問(wèn)題時(shí)，可重新進(jìn)行考慮和確定。 前期方案分析過(guò)程中，是將36的毛坯槽定位工件的左右及上下，R12的圓弧定位工件的前后，A面緊貼鉆模板使其按要求加工，設(shè)計(jì)出來(lái)的鉆模板要保證3-Φ11的孔間距及孔徑，還要照顧到毛坯36H12槽的加工余量不至于后序加工不出來(lái)。有零件圖樣可知，工件上3個(gè)Φ11孔于工件的底面和各孔之間有距離要求，表明這3個(gè)Φ11孔的工序基準(zhǔn)是工件底面和后垂直面，在定位基準(zhǔn)面和定位方案選擇上要盡可能以底面和后垂直面為定位基準(zhǔn)以避免基準(zhǔn)不重合帶來(lái)的加工誤差。由零件的實(shí)際加工情況可知，由于考慮到夾緊方面的因素，工件后垂直面很難用于夾緊。若單獨(dú)以底面為定位基準(zhǔn)只能限制三個(gè)自由度，故必須另選擇定位基準(zhǔn)以滿(mǎn)足定位要求。 經(jīng)綜合分析比較，最終決定選擇用36槽及R12圓弧作為第二基準(zhǔn)，由此可以得到以底面為第一基準(zhǔn)限制三個(gè)自由度，以36槽及R12圓弧作為第二基準(zhǔn)限制三個(gè)自由度。 工件的定位是通過(guò)定位基準(zhǔn)面與定位元件接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，故定位元件的選擇應(yīng)與定位方案和工件定位表面相適應(yīng)。 第一定位基準(zhǔn)：工件底面 第二定位基準(zhǔn)：36槽及R12圓弧 3.3 確定加緊方案、設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) (1)根據(jù)工件的形狀特點(diǎn)和定位方案，可采用以下兩種加緊方案： 一種為手動(dòng)螺旋帶V形塊夾緊機(jī)構(gòu)，另一種為手動(dòng)偏心輪帶V形塊夾緊機(jī)構(gòu)。由于零件批量大，為了節(jié)約時(shí)間和制造成本，現(xiàn)采用偏心輪夾緊的方案較為合適，螺旋夾緊雖有一定優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是在拆裝過(guò)程中用時(shí)較多。經(jīng)過(guò)以上分析，最終確定未增力比大，自鎖性好的偏心夾緊機(jī)構(gòu)。 為了使夾緊可根據(jù)零件毛坯實(shí)際情況做出調(diào)節(jié)，現(xiàn)在夾具上桿與工件接觸的面上配V塊，并通過(guò)偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，可調(diào)節(jié)夾緊力。 （2）夾緊力： 在本夾具定位與夾緊方案確定后，現(xiàn)分析夾緊力。本零件是精鑄件，余量較小，切削力不大，要求夾緊力也不大，手動(dòng)夾緊滿(mǎn)足要求，手動(dòng)夾緊系數(shù)K=1.5---2.5，摩擦因數(shù)：u=0.16---0.25.。擴(kuò)孔時(shí)切削力有兩個(gè)，一個(gè)是主切削力，它形成扭矩；另一個(gè)是軸向進(jìn)給力。對(duì)于軸向進(jìn)給力來(lái)說(shuō)，由于手動(dòng)偏心輪上桿中偏心輪的壓緊， 本身可以承受很強(qiáng)的縱向載荷，故沒(méi)有必要校核扭矩。對(duì)于扭矩，由底座上一個(gè)與36槽配合的支桿，支桿本身就與夾具底座連接與一起，類(lèi)比其他結(jié)構(gòu)可知扭矩?zé)o法使其發(fā)生松動(dòng)和變形。 3.4 確定導(dǎo)向方案和導(dǎo)向元件 本次加工需要鉆孔，因次采用鉆套導(dǎo)向，，這樣可以起到減少加工過(guò)程中的震動(dòng)的作用，由于可換鉆套磨損后，可以迅速更換，適用于大批量生產(chǎn)，故選用可換鉆套。 可換鉆套的具體結(jié)構(gòu)可參考機(jī)床夾具手冊(cè)（[5]王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000。）鏜套中導(dǎo)向孔的孔徑以及其偏差應(yīng)根據(jù)所選取的刀具尺寸來(lái)確定。由前文可知本工序采用的是d=11麻花鉆，由課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（[13]王棟，李大磊，機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2010。）中表5-67可知Φ11麻花鉆的直徑上偏差為0，下偏差為-0.033，由機(jī)床夾具手冊(cè)（[5]王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000。）導(dǎo)向孔偏差應(yīng)取F7，筒套中和襯套配合部分應(yīng)取公差k6。鉆套和工件之間應(yīng)該有排屑間隙。由課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（[13]王棟，李大磊，機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2010。）中表5-68，鉆套與工件的間隙距離為h=（0.7~1.5）d=7.7---16.5mm，h值可適當(dāng)減小。 3.5 夾具體設(shè)計(jì) 本夾具主要用來(lái)鉆工件上3-Φ11的孔成，選用Z3040鉆床及專(zhuān)用鉆模,在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證工藝要求孔距及孔徑為下到序做基準(zhǔn)。，保證工藝要求孔的尺寸精度、位置精度以及表面粗糙準(zhǔn)。前期方案分析過(guò)程中，是將36的毛坯槽定位工件的左右及上下，R12的圓弧定位工件的前后，A面緊貼鉆模板使其按要求加工，設(shè)計(jì)出來(lái)的鉆模板要保證3-φ11的位置及孔徑，還要照顧到毛坯36H12槽的加工余量不至于后序加工不出來(lái)。如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，夾具的實(shí)用性及勞動(dòng)強(qiáng)度也要考慮在內(nèi)。本零件是精鑄件，余量較小，切削力不是太大，需要的壓緊力也不大，所以沒(méi)有必要使用氣動(dòng)或液壓夾緊，手動(dòng)壓緊就可以滿(mǎn)足需要。夾具上裝有鉆模板，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對(duì)刀與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的四個(gè)腰形槽可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安全加緊，以利于鉆削加工。 設(shè)計(jì)心得 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)零件制造過(guò)程、加工工藝和夾具設(shè)計(jì)都有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，也加深了對(duì)大學(xué)中所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解。課程設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際的最有效方法。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須考慮到方方面面的問(wèn)題，在理論上正確無(wú)誤的設(shè)計(jì)，在實(shí)際中往往存在各種問(wèn)題。這樣，在設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否合理，在實(shí)際運(yùn)用中能否正常工作，而不僅僅考慮理論上的可行性，課程設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)了從實(shí)際出發(fā)加工零件和設(shè)計(jì)夾具。 在本次設(shè)計(jì)中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問(wèn)題，所選用的零、部件都是操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時(shí)以最低的成本實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的加工。但也有不足之處。無(wú)論怎樣，這次的課程設(shè)計(jì)使我獲益良多，是我在學(xué)校的一次答卷，也是我成功邁向社會(huì)的第一步。 參考文獻(xiàn) [1] 王棟. 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010 [2] 王先逵. 機(jī)械制造工藝學(xué)[M].2版 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 [3] 王先逵. 機(jī)械制造工藝學(xué)手冊(cè)[M].2版 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 [4] 王蘭美. 畫(huà)法幾何及工程制圖[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [5] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].5版 北京：化工工業(yè)出版社，2007 [6] 柯建宏. 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