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车床手柄座零件机械加工工艺及夹具设计,设计
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无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书无锡职业技术学院毕业设计（论文）题目车床手柄座零件机械加工工艺及夹具设计英文并列题目TURNINGTHEHANDLEBASEPARTSMACHININGTECHNOLOGYANDFIXTUREDESIGN院系机械系班级机制11281班学生姓名于伟强学号1020128132所在团队指导老师（1）周刚职称讲师指导老师（2）职称答辩委员会主任主答辩人二零一四年四月无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书毕业设计（论文）开题报告学生姓名于伟强学号1020128132班级机制11281所属院系专业机械系指导教师周刚职称讲师所在部门毕业设计（论文）题目车床手柄座零件机械加工工艺及夹具设计题目类型工程设计（项目）论文类作品设计类其他一、选题简介、意义11题目背景机械加工工业是国民经济的基础工业，也是一个国家发展的重要经济来源。在机械零件的加工过程中，机械加工工艺是相当重要的一环；因为机械工艺对产品的质量控制起着重要作用，直接影响到产品的生产成本和生产效率，以及价格的高低。所以作为一名机械设计者，应该具备以下基本要求零件的结构设计基本合理；制定良好的加工工艺路线；在此基础上尽可能优化结构，降低成本，提高生产率12研究意义1对于机械产品的设计可以从到零件到装配有一个完整的了解和初步的掌握。以进一步的熟练掌握PRO/E和CAD的运用。2锻炼自己的独立思考能力和创造能力，进一步将所学知识和实践结合，为更好更快的适应工作作准备。无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）1国内外相关研究情况11国内发展情况目前国内机械行业的基本情况是，随着工业及汽车制造业的迅发展，机械设计制造日渐受到人们的广泛关注，已形成一个热门行业。但是我国机械加工行业缺乏技术人员，存在制造周期长、寿命短、供不应求。目前存在的主要问题是1）从设计结构上看，我们的设计还不够细致，许多细节考虑的欠周到，以至于零件使用受命不长，特别是加工工艺和热处理技术，在这方面与国外的差距更大。2）从零件材料看，我国的机械加工行业起步时间不长，而国际上产品的材料品种则有很多可供选择。目前，我国虽然也有个别品种诸如高速钢具有较好的质量，但应用较少，主要是国产的钻头、端铣刀等切削工具难以切削诸如HRC40等很硬的钢。3）从加工工艺水平看，主要是设备水平不高，专门设备使用的少，加工出来的零件表面精度很难达到国外水平，检测手段落后，装配水平不高，导致容易出现报废或裂痕现象。为了提高企业的设计水平和加工能力，国家推荐适合于机械企业用的CAD/CAM系统。但国内优秀的CAD/CAM系统很少，只有少数适合应用。而国外购买的虽有强大的三维曲面造型能力、强大的结构有限元分析能力、强大的计算机辅助制造能力、产品数据管理能力等，但价格昂贵，一般企业难以支持。12国外的发展情况进入21世纪，发达国家把机械制造工艺装置于更为优先发展的重要地位，机械制造工艺的基础地位毫不动摇。机械制造工艺位居工业的核心地位，担负着为国民经济发展和国防建设提供技术装备的责任，是工业化国家的主导地位。工业发达国家不断加大对机械制造工艺的研发投入，持续加强核心技术创新，增强高技术在机械制造工艺发展的影响力和渗透力，从而更加凸显了现代机械制造工艺对于推动产业技术升级和国民经济发展的重要性。2本课题的研究内容、要求、目的及拟采用的工艺路线21本课题的研究内容课程设计题目通常定为设计手柄座零件的机械加工工艺规程及专用夹具设计。零件图样、生产纲领和生产条件是设计的主要原始资料，由指导教师提供给学生。零件复杂程度以中等为宜，生产类型为成批生产。学生根据教师设计任务书中规定的设计题目，按照所给零件编写出相应的加工工艺规程，设计出其中由教师指定的一道重要工序（如工艺规程中所要求的车、铣、钻夹具中的一种）的专用夹具，并撰写说明书。学生在指导教师的指导下，参考设计指导书，认真地、有计划地、独立按时完成设计任务。无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书具体设计内容如下1对零件进行工艺分析，拟定工艺方案，绘制零件工作图1张（如下图1、图2）。2确定毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图1张。3拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备（刀具、夹具、量具、辅具），确定某一代表工序的切削用量及工序尺寸。编制机械加工工艺规程卡片（工艺过程卡片和工序卡片）1套。4设计重要工序中的一种专用夹具，绘制夹具装配总图和大件零件图（通常为夹具体）各1张。5撰写设计说明书1份。22本课题的研究要求（1）绘图要求（用AUTOCAD和PRO/E软件）绘制零件图（二维及三维图）（2）编写15000字左右论文一篇（3）工艺分析，计算编写加工工艺；各夹具的定位分析，设计计算23本课题的研究目的（1）巩固与扩充“机械制造、机械设计”等课程所学的内容，掌握夹具设计的方法无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书和步骤。检验理论知识掌握情况，将理论与实践结合。（2）掌握进行夹具设计的方法、过程，为将来走向工作岗位进行科技开发工作和撰写科研论文打下基础。（3）掌握零件及夹具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范。24本课题拟采用的工艺路线。241工艺路线一工序一备料；工序二铸造毛坯；工序三粗铣上、下表面，精铣下表面；工序四钻孔；825H工序五插键槽6H9；工序六铣槽1443MM；工序七钻、拉孔；710工序八钻孔；5工序九钻、扩螺纹孔；4H工序十钻、钳锥销通孔、M107H；工序十一终检。242工艺路线方案二工序一备料；工序二铸造毛坯；工序三钻；825H工序四粗铣上、下表面；工序五精铣下表面；工序六插键槽6H9MM；工序七铣槽14MM43MM；工序八钻孔；5工序九钻、拉孔；710H工序十钻、扩；4工序十一钻、钳锥销通孔、M107H；工序十二终检。243工艺方案的分析比较上述两个工艺方案的特点在于方案一是先加工上下表面为中心的一组工艺，然后加工的孔，再以的孔的孔为基准加工的孔。方案二则是先加孔825H825H710H无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书后再加工上下表面，再加工孔，此时方案二采用车床加工工序一，这样825H710H有利提高效率，节省成本。经比较可知，先加工上下表面，再以上下表面为基准加工及插键槽，最后完成对的孔的定位。显然方案一比方案二的装夹次数减少了，同时也更好的保证了精度要求。综上所述，零件的具体工艺过程如下工序一备料；工序二铸造毛坯；工序三粗铣、半精铣凸台端面，选用X51立式铣床；45工序四铣，半精铣大端面；工序五钻，扩，铰内孔，选用Z535立式钻床；82H工序六钻，粗铰，精铰孔，选用Z525立式钻床；710工序七铣槽MM，选用X63卧式铣床；401工序八钻、粗铰、精铰螺纹孔，选用Z525立式钻床；工序九钻底孔，攻螺纹孔M10H7MM，选用Z525立式钻床；工序十钻锥销通孔，选用Z525立式钻床；5工序十一拉键槽6H9MM；工序十二钻槽底通孔钻，选用Z525立式钻床；5工序十三终检。25夹具初步设计气缸联动夹紧装置，比较高效和省力，故采用了气缸推动压块夹紧装置。3本课题研究的重点及难点，前期已开展工作31本课题研究的重点及难点本课题的重点是CA6140手柄座的机械加工工艺与工装设计。通过毕业设计，全面复习、巩固机械制造工艺学、机械制造装备设计以及相关课程的基本知识，并运用所学知识解决机械加工中的工艺、工艺装备等实际设计问题，提高分析问题、解决问题的能力。难点包括机械制造工艺规程的设计方法，切削用量的确定、刀具与机床的选用、热处理方法的确定；夹具设计的基本原理和方法；用CAD软件进行模具设计；镗模夹具装配图与零件图设计等等。32前期已开展的工作深入理解课题的内涵；广泛搜集国内外相关的文献资料，进行学习和研究，了解国内外机械加工工艺现状；借阅相关书籍，对这次设计将要用到的基础知识进行学习和了解；初步制定设计的方案。4设计进度安排和周计划排列（1）13周查阅资料学习相关知识，完成基础知识的积累和开题报告无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书（2）46周典型工件的工艺分析，计算、编写各工件加工工艺（3）78周各夹具的设计计算，定位分析，设计中存在的问题（4）第9周中期检查（5）1013周绘制各夹具的装配图、部分零件工程图（6）1415周完成毕业论文（7）第16周答辩无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书3、设计（论文）体系、结构（大纲）1绪论2零件的分析3工艺规程设计4钻螺纹孔夹具设计5钻孔夹具设计6结论参考文献致谢指导教师意见签字年月日院（系）审批意见签章年月日无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书车床手柄座零件机械加工工艺及典型夹具设计摘要本文是对手柄座零件进行加工工艺及夹具设计，在设计中，主要目的是根据零件选择合理的工艺路线，然后制定出一套可行的夹具。本文涉及两大部分，第一部分是对手柄座零件的分析及工艺规程的制定；第二部分是对于零件中的两次钻孔加工采用不同的定位、夹紧方式进行典型夹具的设计。通过设计一方面使我们更进一步熟悉了产品加工设计的全过程，在制定加工方案的时候，充分考虑其经济性和可行性。关键字加工工艺；夹具设计；手柄座；TURNINGTHEHANDLEBASEPARTSMACHININGTECHNOLOGYANDFIXTUREDESIGNABSTRACTTHISISTHESEATOFTHEHANDLEPARTSANDFIXTUREDESIGNPROCESS,THEDESIGN,THEMAINPURPOSEISTOCHOOSETHERIGHTPARTSOFTHEPROCESSROUTEBASEDON,ANDTHENDEVELOPAWORKABLEJIGTHISPAPERRELATESTOTWOPARTS,THEFIRSTPARTISTODEVELOPANALYSISANDTECHNICALRULESHANDLEBASEPARTTHESECONDPARTISTHEPARTOFTHETWODRILLINGDIFFERENTPOSITIONING,CLAMPINGMANNERTYPICALFIXTUREDESIGNBYDESIGNINGTHEONEHANDWEAREFAMILIARWITHTHEWHOLEPROCESSOFFURTHERPROCESSINGDESIGN,INTHEDEVELOPMENTOFTHEPROCESSINGPROGRAM,THEFULLACCOUNTOFITSECONOMICANDFEASIBILITYKEYWORDSPROCESSINGFIXTUREDESIGNHANDLESEATI目录1绪论111题目背景及意义112国内外相关研究情况113本课题研究内容22零件的分析421生产纲领422零件作用423零件工艺分析53工艺规程设计631毛坯制造632基面选择6321粗基准选择6322精基准选择633制定工艺路线6331工艺路线方案一6332工艺路线方案二7333工艺方案分析734加工余量确定835确立切削用量及基本工时84钻螺纹孔夹具设计1841任务提出1842定位方案及定位装置设计18421定位方案确定18422定位元件设计18423定位误差分析1843导引元件（装置）设计1844夹紧方案设计19441夹紧方案确定19442夹紧力大小分析19443夹紧机构及装置设计1945夹具操作及维护简要说明195钻孔夹具设计21II51任务提出2152定位方案及定位装置设计21521定位方案确定21522定位元件及装置设计21523确定最佳定位方式22524定位误差分析22525定位元件型号尺寸和安装方式2253夹紧方案确定2354夹具的操作及维护246结论26参考文献28致谢2901绪论11题目背景及意义进入21世纪，随着科学技本的迅猛发展，传统的制造技术已进入现代制造技术的新阶段。机械制造工艺学则是现代制造技术的主要基础近年来随着经济的飞速发展，无论是国防建设，还是汽车、轮船、交通等都对机械产品的需求越来越大，因此，极大的推动了机械制造业的发展1。然而机械制造业的发展离不开加工机械机床。为了满足生产的需要，对机床的种类、性能业都有了很高的要求。同时，为了使机械产品由原材料在机床上经过加工变为机械成品这就需要相应的机床夹具及合理的机械加工工艺。先进的机床夹具和合理的制造工艺是制造业降低成本提高生产效率的关键2。因此，设计高效能的机床夹具和制定经济合理的工艺方案对提高制造企业的竞争力有着很大的帮助。所以，我们有必要研究他，而且应该仔细研究他。机械设计制造及其自动化专业毕业设计所设计的内容比较多，他集专业课、基础课知识于一体，是在学习完机械制造工艺学（含机床夹具）、机械设计基础、机械制图、计算机绘图、工程力学等全部专业课的基础上进行的，是对我们所有课程的一次综合性的复习，业师理论联系实际的练习，为今后走上工作岗位打下台阶，因此我们必须以严谨、认真务实的态度对待这次设计，把设计做好。机械工业是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。机械工业的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。经过建国40多年的发展，机械工业已成为我国工业中产品门类比较齐全，具有相当规模和一定技术基础的支柱产业之一。为了达到产品的要求，必须研究和控制机械产品的制造过程，研究和解决工艺技术问题的方法和措施312国内外相关研究情况机械制造工艺学的研究范畴是零件的机械加工和装配的工艺过程。很长时间以来机械加工工艺最广泛采用的方法是切削加工和磨削加工4。随着科学技术的发展，出现了很多硬度极高的难加工材料，这些材料很难用传统的切削或磨削的方法来加工；另一方面，科学技术的发展对机械产品的精度提出了越来越高的要求，于是各种精密加工方法应运而生，而且其加工的精度等级还在不的提高5。刀具材料的革新和新刀具材料的开发，优良的机床静态、动态特性和高转速，使告诉切削和高速磨削成为可能，从而缩短了机动切削时间，充分发挥了传统加工方法的技术潜力，使劳动生产率1得到显著提高6。制造过程的自动化发展是机械制造业中最新技术进步的又一个重要方面。随着数控加工的应用和推广，计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造CAM逐步进入实用阶段，尤其是柔性制造系统FMS的出现，不仅大大提高了生产效率，降低了生产成本，同时也可靠的保证了产品的质量和从根本上改善了劳动条件7。目前，世界各国正致力于计算机集成制造系统CIMS的研究和开发。这种计算机集成制造系统是由一个多级计算机控制的全盘自动化系统。它通过一套软件将设计、制造和管理综合为一个整体。它是工厂各个环节自动化的有机地集成是工厂自动化的发展方向8。13本课题研究内容具体设计内容如下1、对零件进行工艺分析，拟定工艺方案，绘制零件工作图1张。2、确定毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图1张。3、拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备（刀具、夹具、辅具），确定某一代表工序的切削用量及工序尺寸。编制机械加工工艺规程卡片（工艺过程卡片和工序卡片）1套。4、设计重要工序中的一种专用夹具，绘制夹具装配总图和大件零件图（通常为夹具体）各1张。5、撰写设计说明书1份。2零件的分析22零件的分析21生产纲领任务书上的题目内容为加工一个手柄座零件，该零件年产量为20000台，设其备品率为10，机械加工废品率为1，试进行该零件的工艺规程设计。现制定该手柄座零件的机械加工工艺规程。N1AB2010120NQ（）（）（）（）（件/年）该零件的年产量为22220件，根据机械制造技术基础教材中生产类型与生产纲领的关系，确定其生产类型为大批生产3。22零件作用题目所给的零件是CA6140车床的手柄座，它位于车床操作机构中，可同时操纵离合器和制动器，即同时控制主轴的开、停、换向和制动。操作过程如下当手把控制手柄座向上扳动时，车床内部的拉杆往外移，则齿扇向顺时针方向转动，带动齿条轴往右移动，通过拨叉使滑套向右移，压下羊角形摆块的右角，从而使推拉杆向左移动，于是左离合器接合，主轴正转；同理，当手把控制手柄座向下扳动时，推拉杆右移，右离合器接合，主轴反转。当手把在中间位置时，推拉杆处于中间位置，左、右离合器均不接合，主轴的传动断开，此时齿条轴上的凸起部分正压在制动器杠杆的下端，制动带被拉紧，使主铀制动。零件的三维图如图21所示。图21CA6140车床手柄座零件三维模型图2零件的分析323零件工艺分析CA6140车床手柄座有多处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下231以25H8为中心的加工表面这一组的加工表面有25H8的孔，以及上下端面，下端面为45的圆柱端面；孔壁上有距下端面11MM、与25H8孔中心轴所在前视面呈角的螺纹孔，尺寸为30M107H，另外还有一个尺寸为6H9的槽，孔与槽的总宽度为273H11。232以14H7为中心的加工表面该组的加工表面有14H7的螺纹孔有位置要求，加工时测量深度为25MM，钻孔深度为28MM。上孔壁有一个5配铰的锥销通孔，该通孔有位置要求。233以10H7为中心的加工表面本组的加工表面有10H7的孔两个，及其两个内端面对称，两端面均有位置要求，端面之间的距离为MM，孔除了有位置要求以外还有平行度的形状公差要求2401与25H8孔壁之间的平行度公差为02。234以55为中心的加工表面这组的加工表面有55的孔，该孔通至25H8上的槽，并有位置要求4。由上面的分析可知，加工时应先加工完一组表面，再以这组加工后的表面为基准加工另外一组。3工艺规程设计43工艺规程设计31毛坯制造零件材料为HT200，手柄座在使用过程中不经常的变动，它只起支撑的作用，受到的冲击不是很大，只是在纵向上受到很大的压力。在加工过程中的精度保证很重要，它对工件的定位有一定的保证作用。32基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。321粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取25H8孔的下端面作为粗基准，利用一组共两块V形块分别支承25H8和作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，13R达到完全定位，然后进行铣削5。322精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不作介绍。33制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用加工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。331工艺路线方案一工序一备料；工序二铸造毛坯；工序三粗铣上、下表面，精铣下表面；工序四钻25H8工序五插键槽6H9；工序六铣槽1443MM；工序七钻、拉孔10H7；工序八钻孔55；西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）5工序九钻、扩14H7螺纹孔；工序十钻、钳5锥销通孔、M107H；工序十一终检。332工艺路线方案二工序一备料；工序二铸造毛坯；工序三钻25H8；工序四粗铣上、下表面；工序五精铣下表面；工序六插键槽6H9MM；工序七铣槽14MM43MM；工序八钻孔55；工序九钻、拉孔10H7；工序十钻、扩14H7；工序十一钻、钳5锥销通孔、M107H；工序十二终检。333工艺方案的分析上述两个工艺方案的特点在于方案一是先加工上下表面为中心的一组工艺，然后加工25H8的孔，再以25H8的孔的孔为基准加工10H7的孔。方案二则是先加孔25H8后再加工上下表面，再加工孔10H7，此时方案二采用车床加工工序一，这样有利提高效率，节省成本。经比较可知，先加工上下表面，再以上下表面为基准加工25H8及插键槽，最后完成对10H7的孔的定位。显然方案一比方案二的装夹次数减少了，同时也更好的保证了精度要求。综上所述，零件的具体工艺过程如下工序一备料；工序二铸造毛坯；工序三粗铣、半精铣45凸台端面，选用X51立式铣床；工序四铣，半精铣大端面，选用X51立式铣床；工序五钻，扩，铰25H8内孔，选用Z535立式钻床；西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）6工序六钻，粗铰，精铰10H7孔，选用Z525立式钻床；工序七铣槽MM，选用X63卧式铣床；2401工序八钻、粗铰、精铰14H7螺纹孔，选用Z525立式钻床；工序九钻底孔，攻螺纹孔M10H7MM，选用Z525立式钻床；工序十钻5锥销通孔，选用Z525立式钻床；工序十一拉键槽6H9MM，选用L6120卧式拉床；工序十二钻槽底通孔钻55，选用Z525立式钻床；工序十三终检。34加工余量确定手柄座零件材料为铸铁，硬度为HBS6587，毛坯的重量约为2KG，生产类型为大批量生产，采用砂型铸模,相关数据参见零件图。据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下341外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（25H8端面）取端面长度余量均为25MM（均为双边加工），铣削加工余量为粗铣1MM精铣0MM342内孔（25H8已铸成孔）取25H8已铸成孔长度余量为3MM，即铸成孔半径为21MM，工序尺寸加工余量钻孔2MM扩孔0125MM343其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认6。35确立切削用量及基本工时351工序三切削用量及基本工时的确定铣45端面，选用机床X51立式铣床A铣45端面选择铣刀半径为25MM，齿数Z6FZ015MM/Z，05DM180INT2/CV查70120N174/MIND5CVR查意31按机床选取16/INR机实际切削速度320521/MIN10NCDV机机工作台每分钟进给量64/IFZ机（33）铣床工作台进给量150/MINFV横向基本工时4203IN15T（34）B半精铣45端面加工余量为Z1MM切削速度为20/MINCV174R查选用主轴为60/INN机工作台进给量154/MIFZVZ机基本工时4206INT352工序四切削用量及基本工时的确定铣削大端面A粗铣大端面进行两次铣削，第一次Z2MM，第二次Z1MM20/MINCV查选用主轴为8160/MINNR机C0V274/ID意意（实际切削速度1651/MINNCV机机工作台每分钟进给量04/IFZ机基本工时5132065MINTB半精铣大端面切削速度/ICV1274RN意选用主轴为60/MIN机工作台进给量F1/I基本工时6532098INT353工序五切削用量及基本工时的确定钻扩粗铰精铰25H8MM通孔，选用机床Z535立式钻床A钻孔23MM选择23MM高速钢锥柄标准麻花钻F043M/R机15INCV查C028R/I3ND查查按机床选取195/MINR机实际切削速度923195408/MINCV机机DN10基本工时1246I953LTNF机机B扩孔MM选择248MM高速钢锥柄扩孔钻0842扩孔钻扩248MM孔时的进给量，扩孔钻扩孔078/FMR072/FMR机时的切削速度123CCV钻得，故4/MINC钻CC11V47M/IN2323钻（08960/I4CNRD按机床选取6/MINR机N24859/I100CV机机基本工时1231MIN687LTNF机机C铰孔选择25MM高速钢锥柄机用铰刀得，02315M105/FMR，01PA48/ICV得12/FMR机10485102/INCCVND按机床选取68/INR机10256834M/IN10V机（基本工时1205I68LTNF机机354切削用量及基本工时的确定钻粗铰精铰10H7孔，选用机床Z525立式机床7A钻10孔选择98MM高速钢锥柄麻花钻得017/FMR机23INCV查按机床选取960/INR机0CD8V254R/MIN1机机（基本工时124301I967LTNF机机B粗铰996MM孔选择996MM的高速钢铰刀得13/FMR机6INCV查0VN1985R/ID查意（）按机床选取195/MINNR机110CDN9615VM/IN1机机（基本工时1243019I95LTNF机机C精铰20MM孔选择20MM的铰刀08/FMR机C01V6N19/IND查查（/ICV查按机床选取195/MINNR机0D623/INCV机机（基本工时124301MI958LTNF机机355工序七切削用量及基本工时的确定铣的槽，选用机床X63卧式铣床02314选用高速钢圆柱形铣刀，齿数Z6，A第一次走刀025/ZFM1INCV查01V367R/IDN查查（按机床选取5/MINR机120DN3751M/IN1CV机机（工作台进给量262/IFZV机基本工时43109MIN5FLTB第二次走刀1/ICV查C01V5N367R/MIND查查（按机床选取/IR机工作台进给量02563725/MINFZVN机基本工时,419IFLT356工序八切削用量及基本工时的确定选用机床Z525立式钻床A钻13MM孔选择13高速钢锥柄麻得036/FMR机14/INCV查0VN3R/ID查查（按机床选取27/MINR机N130/I0CV机机（）13基本工时1284306MIN7LTNF机机B粗铰1395MM孔选择1395高速钢锥柄机用铰刀，051/FMR015PAM48/INCVCCV0N912RM3D（）（）按机床选取4/INR机CN13950V182R/IN0机机（8/FMR机基本工时124301INLTNF机机C精铣14MM孔选择14高速钢锥柄机用铰刀得，051/FMR，PA48/INCVCC1VN92R1D（）（06/F机按机床选取14/MINNR机065/IN0CDV机机（基本工时128430MI6LTNF机机14357工序九切削用量及基本工时的确定钻85MM底孔，攻螺纹M10MM，选用机床Z525立式钻床A钻85底孔选用85高速钢锥柄麻花钻得028/FMR机16INCV查V0NR/I85D查查（按机床选取4/MINR机851/IN100CNV机机基本工时123MI548LTNF机机B攻螺纹M10MM选择M10MM高速钢机用丝锥F等于工件螺纹的螺距P，即125/FMR75/MINCV机10V0N298R/ID查查（按机床选取7/INR机68MCV机基本工时12035IN7LTNF机15358工序十切削用量及基本工时的确定加工5的圆锥孔，选用机床Z525立式钻床A钻5的圆锥孔选择高速钢麻花钻01/FMR机2/INCV查36NR查按机床选取10/MIN机25CV机基本工时83096IN16TB铰5的孔选择5的铰刀/FMR机C01V6N38217/IND5机查（按机床选取9/INR机0DN53261M/IN1CV机机（基本工时80I392T359工序十二切削用量及基本工时的确定加工55MM的圆锥孔，选用机床Z525立式钻床A钻55MM孔选择48的高速钢锥柄麻花钻01/FMR机2INCV查16C01V20N136R/MIND8查查（按机床选取/IR机0DN8136025/IN1CV机机（基本工时527MI3601TB铰55MM孔选择55MM的铰刀/FR机C01V6N3472/MIND5查查（按机床选取9/INR机0D53267/IN10CV机机（基本工时MI4392T174钻螺纹孔夹具设计41任务提出为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。本夹具主要用来钻底孔，攻螺纹孔M10H7MM，本夹具将用于Z525立式钻床。同时对孔的同轴度及加工精度有一定的要求。且在钻孔后还要进行拉孔，以保证其精度要求，为了使其误差减小，在工序一、工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高生产率、降低劳动强度、提高加工质量。42定位方案及定位装置的设计计算421定位方案的确定工件以25H8孔及端面和10H7孔为定位基准；夹紧时，首由开口垫圈夹紧25H8孔两端面，再用汽缸通过连杆机构夹紧。422定位元件及装置设计用圆柱定位销进行完全定位。423定位误差的分析计算本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位，定位销为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下。0137022DDYZT式中工件圆孔直径公差（MM）；定位销外圆直径公差（MM）。43导引元件（装置）设计对刀装置用来确定刀具与夹具的相对位置,由于本道工序是完成M10H7孔的加工。用转套引导刀具的方式。44夹紧方案设计441夹紧方案确定夹紧时，首先由圆柱定位销定位25H8孔和10H7孔，再用地脚气缸夹紧。442夹紧力大小计算轴向力计算公式为0FFXYNFPZEFQWCAD18其中，30FC14DM083FU1/ZFMR065FY14EA，Z3,。故4PAFXFQ06583469FN在计算切削时，必须把安全系数考虑在内,安全系数。1234K其中为基本安全系数15；1K为加工性质系数11；2为刀具钝化系数11；3为断续切削系数11。4所以15186351729FN443夹紧机构及装置设计利用气缸活塞的拉力通过连杆机构对工件进行夹紧。夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。45夹具操作及维护简要说明如前所述，在设计夹具时，为提高生产率，首先想到是怎么样方便的安装和拆卸，本道工序就是采用了快换垫圈的方式。由于本夹具是对工件进行钻孔，因此在铅直方向受到很大的冲击力，故在其相应的方向上应适当的考虑强度上的要求。并设法减少夹具的占地面积，使之很方便的操作和快速的切换工件。因此，应设法解决上述问题。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；二是选择高精度的心轴，使其定位精确，并使心轴连在夹具体内，这样可以减少纵向倾斜的偏差；三是加大螺母和开口垫圈的夹紧力。使工作进行时工作紧凑,保证加工要求。夹具体上装有可换钻套，使夹具在一批零件之间能加工不同要求的零件，同时在夹具体上装有一块可翻动的盖模板，这样有利于工件的拆装。装配图如图41所示。19图41夹具二维装配图8205钻孔夹具设计51任务的提出本夹具用来钻，铰10MM的孔，它将用于Z525立式钻床。同时对孔的同轴度及加工精度有一定的要求。且在钻孔后还要进行铰孔，以保证其精度要求，为了使其误差减小，在工序一、工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高生产率、降低劳动强度、提高加工质量。52定位方案及定位装置的设计计算521定位方案的确定为了加工10MM孔，必须使其完全定位。因此初步的设计方案如下，首先必须明确其加工时应如图51所示，这样水平放置，便于立式钻床加工,使其完全定位。图51CA6140车床手柄座零件定位图522定位元件及装置设计要使其完全定位，可以采用A一面两销定位，以25H8MM和10H7MM两孔为定位基准就可以满足其要求9。B一面加圆柱销和半V形块定位，以25H8MM为定位基准，再在R外圆表面用V形块定位。21523确定最佳定位方式比较以上两个方案，明显第一个要好得多，因为25H8MM和10H7MM两孔的中心线在同一直线上，所以只要将其两销定在同一平面同一直线上，就可以很快的将其定位；而第二个方案和第一个方案不同点在于用的是V形块定位，要使零件很快垂直放置定位很难，并且需要量具对其精确测量，增加了工时10。因此，选择一面两销定位最佳。如上图51所示，一面限制的自由度有3个，一个销钉限制一个自由度，两个一起再限制一个自由度。为使定位可靠，加工稳定，我所设计的定位方案如附图A1图纸手柄座夹具体装配图所示，总共限制了工件的全部6个自由度，属于完全定位。在该定位方案中，45MM圆柱小端面被夹具体上的一个支撑面顶住，限制了X轴的移动，Y轴的旋转，Z轴的旋转三个自由度。25H8MM孔内插入短销，限制了Y轴的移动，Z轴的移动，10H7MM孔中插入削边销，限制了X轴的旋转，这样6个自由度全部被限制。524定位误差分析定位误差是指由于定位不准确引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工误差。对于夹具设计中采用的定位方案，只要可能产生的定位误差小于工件相应尺寸或位置公差的1/31/2，即可认为定位方案符合加工要求。对于本次设计的夹具，需要保证的尺寸要求保证油孔轴线距45MM圆柱小端面17724MM，保证螺纹孔轴线与25H8MM和10H7MM两孔的中心线成50MM。对于24MM的要求，由于定位基准也是45MM圆柱小端面，故基准不重合误差为0，且由于45MM圆柱小端面经过半精铣，表面粗糙度达到RA32MM，故可认为45MM圆柱小端面的平面度误差为0，即不存在基准位置度误差，综上所述，只要支撑面的标准尺寸得到保证，是不存在定位误差的11。对于本工序要求，定位基准与工序基准同为两孔中心线，故基准不重合误差为0。基准位置误差则取决于两孔直径尺寸公差以及圆度误差，由于两孔的表面精度都达到RA16MM，都经过精铰，故基准位置误差也可以忽略，只要两销的标准尺寸以及相对位置关系得到保证，定位误差也是很小的。综上所述，该定位方案是符合加工要求的。525定位元件的型号，尺寸和安装方式A支撑面在定位板面上做的一个突起4MM的支撑面，经过精铣得到精度较高的平面。B短销本设计方案选用固定式定位销，查课程设计指导教程，确定定位销为GB801421999标准，其相关尺寸见三视图。它和定位面板上的10MM销孔呈H7/R6MM过盈配合，并用螺母固定，防止钻孔时松动，影响加工。22C圆柱销本设计方案选用固定式定位销，由于加工的10MM孔恰好在定位基准25H8MM孔内表面上，打穿这面为止。若采用标准件，势必影响10MM孔的加工，因此可专门设计一个短销，其尺寸如图52所示图中，该轴长为90MM，轴颈半径为125MM，与25H8MM孔内表面仅有长度为17MM的面接触，且为过盈配合，既保证了圆柱销定位，又方便了装夹工件。为了不影响加工10MM孔，在标准销元件上加上了长为22MM的轴身，直径为14MM，要比25H8MM小11MM，即其半径之差为55MM，再加上键槽深度25MM，那么长度值为L55258MM，这样当钻头钻10MM孔至终点时不会损伤销，销也不会影响钻孔。该销与定位面板上的销孔呈H7/R6过盈配合，外加螺纹结构，用螺母固定。图52圆柱销尺寸1253夹紧方案确定531夹紧装置的设计夹紧力方向原则1夹紧力的作用方向不应破坏工件的既定位置；2夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可能小；3）夹紧力的作用方向应使工件的夹紧变形最小。夹紧作用点原则（1）夹紧里的作用点应正对夹具定位支撑元件或位于支撑元件所形成的稳定受力区域内，以免工件产生位移和偏转；（2）夹紧力作用点应正对工件刚性较好的部位上，以使夹紧变形尽可能少，有时可采用增大工件受力面积或合理分布夹紧点位置等措施来实现；（3）夹紧力的作用点应尽可能靠近工件的加工表面，以保证夹紧力的稳定性和可靠性，减少工件的夹紧力，防止加工过程中可能产生振动。23根据以上要求，考虑加工零件的特点及定位方式，确定夹紧方式。本设计方案选用的是螺旋夹紧机构，夹紧方向水平向右，通过螺母的转动，带动套在圆柱销头部的垫片向右移动，进而作用在工件45MM圆柱大端面上，实现夹紧，具体夹紧装置的布置见A1图纸。这种夹紧方式和夹紧装置简单实用，且对于大批量生产能较快地装夹工件，劳动强度较小，成本低，简单可靠13。另外，考虑到工件沿25H8MM孔中心线轴向装卸，因此为便于装卸工件，该垫片为开口垫片，螺母为小于25H8MM孔的小螺母，只要将开口垫片取去，就可以很好的将零件取出。圆柱销的螺纹轴向行程至少要大于2倍的垫片厚度5MM，且垫片的孔应与工件25H8MM孔同轴，保证夹紧力作用均匀可靠14。54夹具的操作及维护安装工件时，应先将螺母转动退出足够的行程空间以便于取出垫片，安装工件，然后使工件的25H8MM孔穿过圆柱销，使工件底部的10H7MM孔穿过短销，将45MM圆柱小端面紧靠在定位板上的支撑面上，这样工件以45MM圆柱小端面为定位基准安装。工件装好后，装上开口垫片，转动螺母，使开口垫片靠紧45MM大端面并夹紧工件。加工完成后松开工件，只需反向转动螺母，退出开口垫片，即可取下工件。夹具在使用中，应注意检查钻套的磨损情况，如果磨损后不能精确保证加工精度，则需要更换钻套15。本夹具定位面板是受力部件，如有变形，应及时设法修正，才能保证加工精度。为使其变形减小，需要严格控制螺杆的夹紧力。246结论本设计主要经过了两个阶段。第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶
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