手柄座831015工艺及铣槽及钻孔夹具设计

设计说明书手柄座加工工艺及钻铣夹具设计院系：专业：姓名：指导教师：年月目录7786摘要 摘要手柄座加工工艺及夹具设计在机械加工中占有十分重要的地位。传统的机床使用的手柄座加工工艺及夹具设计存在工作强度大，而且操作维护也不方便，这给生产带来很大的困难，特别是增加了工人的工作强度，而且费工费时，若果手柄座加工工艺及夹具设计不够紧凑的情况下，生产的产品品质就大打折扣，这会使得生产的成本增加了很多，同时也影响了公司企业或工厂的效益和名誉，生产效率也会降低很多，所以着手设计全新的手柄座加工工艺及夹具设计装置势在必行。课题提出一种全新的手柄座加工工艺及夹具设计设计，不仅降低了引进设备的成本增加，还可以大大提高生产的精度和生产效率，此外本设计的手柄座加工工艺及夹具设计结构简单、工作性能十分可靠，同时也降低了工人的工作强度，所以手柄座加工工艺及夹具设计设计与制造将会产生很大的市场效益，具有十分良好的经济效益和可行性。【关键词】工艺，工序，夹具，定位，夹紧AbstractThepostbracketprocessingtechnologyandfixturedesignplayaveryimportantroleinmechanicalprocessing.Theprocessingtechnologyandfixturedesignoftherearbracketusedbytraditionalmachinetoolshavegreatworkintensityandinconvenientoperationandmaintenance.Thisbringsgreatdifficultytoproduction,especiallytheworkstrengthofworkers,andthetimeandtime,theproductionisproducedifthepostbracketprocessingtechnologyandfixturedesignisnotcompactenough.Thequalityoftheproductisdiscounted,whichwillincreasethecostofproduction,atthesametime,italsoaffectsthebenefitandreputationofthecompanyorthefactory,andtheproductionefficiencywillbereducedmuch.Soitisimperativetodesignanewpostbracketprocessingtechnologyandfixturedesigndevice.Anewtypeofpostbracketprocessingtechnologyandfixturedesigndesignisproposed,whichnotonlyreducesthecostoftheimportedequipment,butalsogreatlyimprovestheproductionprecisionandproductionefficiency.Inaddition,thedesignofthepostbracketprocessingtechnologyandfixturedesignissimple,theworkingperformanceistenpointsreliable,andtheworkersarealsoreduced.Asaresult,thepostbracketprocessingtechnologyandfixturedesignandmanufacturewillproducegreatmarketbenefits,andhaveverygoodeconomicbenefitandfeasibility.Keywords:technology,process,fixture,positioning,clamping序言工艺规程及夹具设计的基础是完成机床夹具设计,镗床加工培训,互换性与测量技术、机械制图、机械制造、机械设计基础设计、夹具设计是下一个课程教学后的一个重要环节。机床夹具设计是学习产品零部件的加工生产的需求定位,夹紧,指导,刀,所以如何合理,如何高效,而且他还需要我们熟悉产品从零件到粗糙的路线安排,整个过程和部分确定的大小如何计算,根据学到的知识这些材料设计用于满足零件的特点和需要特殊夹具,根据不同地区的不同设计不同的固定程序,确保加工的零件加工质量和加工效率。这个设计包含一个概括和总结的知识学会了在过去的两年里,包括CAD图纸,机械设计和制造基地,夹具设计课程和其他的再学习和总结,这是一个有意义的设计。也许在这个设计,也许是因为我们只有理论知识,一些地方但不亲自实践,知识和技能不可避免的一些不足,但是通过毕业设计也让我学到很多以前没有学到的知识,让我知道如何处理当面对困难时,如何解决。这个设计让我知道自己的缺点,而是因为这只让我学习课本以外的知识,让我知道如何处理如何克服困难。因为我没有实际的工作经验，理论知识还不够，毕业设计水平也有限，所以做整体设计的缺点和错误是不可避免的，多多请老师指点。第一章零件的分析1.1手柄座的结构对于零件的结构分析对于手柄座加工工艺及夹具设计的设计十分重要。设计主要考虑的方面有设计是否符合要求、机械加工工艺是否合理、施加加工是否可能等等，特别是要考虑的是加工方便，而且加工的质量也要有所保证，同时要让加工需要的劳动强度处在最小化的状态。1.2手柄座的工艺要求及工艺分析在设计的时候，考虑各种性因素可以知道设计出手柄座零件工程图纸，具体见图1可以看出。手柄座零件图本次设计的手柄座零件，手柄座按在车床的变速箱体外面，作用是改变齿轮啮合的，有改变传动比，改变传动方向，也有传递或者脱开动力源的。根据设计的手柄座零件的机械结构之中，能够知道加工表面对于手柄座的需求，以及孔系的对手柄座要求的重要性。加工表面的要求要满足平面加工的精度，孔系加工的精度要严格按照设计尺寸制造。所以在手柄座零件加工的时候，在孔和平面的关系上要处理严谨。主要关注一下几个方面：（1）各表面加工方案的确定在设计本手柄座时，结构的重要性对于设计要求的重要性不言而喻，所以在设计的时候，必须思考加工工艺这方面的问题。那么权衡设计和工艺是必不可少的问题。此外在设计时除了要考虑手柄座的精度和效率两方面考虑之外，还需要考虑经济成本的因素影响。（2）各表面和孔的要求①加工的方式方法对于加工表面的精度和表面质量具有十分重要的影响，所以在选择加工的方式方法时需要严格按照技术要求执行。②在生产过程中由于受到市场需求产品的影响，为了节约成本所以在小批量或者单件的加工时，用通用设备加工即可，在大批量生产中，需要采用高效率的专用设备。③因为手柄座使用场合的不同要求，所以对于加工材料的选择也至关重要。④在选择工厂或车间加工时，需要考虑实际的设备情况和技术方式，另一方面也可以加工方法和设备的更换或者创新，以此用来在工艺水平上进行提高。⑤其他因素此，比如说物理性能、工件形状等等。工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。该零件为大量生产的小型零件，在生产时要注意零件的：1．便于装夹零件的结构应便于加工时的定位和夹紧，装夹次数要少。2．便于加工零件的结构应尽量采用标准化数值，以便使用标准化刀具和量具。同时还注意退刀和进刀，易于保证加工精度要求，减少加工面积及难加工表面等。手柄座的加工共有两组加工表面，它们相互之间有一定的要求。现分述如下：1、以工件的上下表面为中心加工孔和槽。钻Φ12的孔，钻Φ16的孔，钻Φ6mm的孔，铣14mm*43mm的槽，钻Φ5mm，钻M12并配加钳工加工。。其中主要加工孔Φ12。2、以Φ28mm的孔为中心加工表面和孔。铣上下表面，钻Φ12，钻Φ16的孔，钻Φ6mm的孔，钻Φ5mm，钻M12并配加钳工加工。有以上的分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于主要能够夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。第二章工艺规程设计2.1选择毛坯确定毛坯包括选择毛坯类型及其制造方法。毛坯类型有铸、锻、压制、冲压、焊接、型材和板材等。确定毛坯时要考虑下列因素：1）零件的材料及其力学性能。当零件的材料选定后，毛坯的类型就大致确定了。例如，材料是铸铁，就选铸造毛坯；材料是钢材，且力学性能要求高时，可选锻件；当力学性能要求较低时，可选型材或铸钢。2）零件的形状和尺寸。形状复杂的毛坯，常用铸造方法。薄壁零件，不可用砂型铸造；尺寸大的铸件宜用砂型铸造；中、小型零件可用较先进的铸造方法。3）生产类型。大量生产应选精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。如铸件应采用金属模机器造型或精密铸造；锻件应采用模锻、冷轧和冷拉型材等。单件小批生产则应采用木模手工造型或自由锻。4）生产条件。确定毛坯必须结合具体生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力、外协的可能性等。有条件时，应积极组织地区专业化生产，统一供应毛坯。5）充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性。目前毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的发展很快。例如，精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等在机械中的应用日益增加。应用这些方法后，可大大减少机械加工量，有时甚至可不再进行机械加工，其经济效果非常显著。零件材料为铸铁。手柄座在使用过程中不经常的变动，它的只起支撑的作用，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。毛坯图如下图：2.2确定定位基准当然在设计过程之中基面的选择也十分重要的步骤之一。在对是基面的选择方面，要求能够做到正确且严谨合理，只有这样去要求才可以在加工质量上得到应有的保证，在生产率方面得到极大的提高。如果不这样做的话，那么可能在加工工艺时，出现各种意想不到的问题，严重的话将会造成零件大批报废，对财产造成极大的损失，使得生产进度受到严重的影响。2.2.1粗基准的选择在设计时，也要考虑粗基准的选择，由于其功能的重要，所以具体要求如下：（1）在进行粗基准选择时，主要采用加工表面。这是为了满足加工精度的要求。（2）在加工余量的设计需求时，要求表面采用均匀的。这主要是为了保证可以有效的去掉较少的余量，使导轨细致的组织能够得以保留，从而实现在耐磨性方面的要求。（3）为了满足要有充足的加工余量，粗基准的选择中还包括对加工余量最小的表面的选择。（4）不管如何选择，都要考虑到产品表面平整、光洁等因素，所以在粗基准的选择当中包括这方面的要求。（5）由于粗糙和不规则的基准面没有重复使用，所以对粗基准的选择应该考虑较多，保证了加工精度。粗基准的的选择对于一般的箱体零件而言，以外表面作为粗基准是合理的。但本对于零件来说Φ28mm作为粗基准，则可造成钻孔的垂直度和轴的平行度不能保证。对箱体零件应以相关的表面作为粗基准，现选取零件的上下表面互为基准，再利用四爪卡盘卡住车Φ28mm。利用内孔Φ28mm及键槽定位进行钻Φ12mm，在Φ28mm中以长心轴、键槽及零件的下表面进行自由定位，达到完全定位。2.2.2精基准的选择当然在粗基准的要求基础之上，也有精基准选择，主要是要求的更加严格，要完全合乎标准的设计，具有要求有：（1）基准重合性原则。在选择一个设计时，严格按照基准标准的选择，这样做以保证精基准的选择不会导致定位基准和设计基准不一致的出现，也不会出现基准偏差误差或者偏差。（2）基准统一性原则，规范的标准决定了定位基准的统一性，规范标准主要是为了统一市场上设计产品的通用性，这样可以实现产品的互换。所以在选用的定位基准方面采用标准选取。（3）互为基准的原则。设计过重因为精基准的选择关系到成败的问题，所以在两个被加工面的方面上，能够实现互为基准的面反复加工操作，可以实现产品面的均匀性的需求。（4）自为基准原则。有时候在一些加工工艺的设计中有特殊的要求，选择作为加工表面的参考。可以避免使用不同工件的误差，这有助于提高精度。所在选择精基准的时候，考虑的重点是加工精度和安装准确度。精基准的选择主要考虑的是基准的中和问题。当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。2.3工艺路线的拟定由于市场需求的影响，在生产前需要对部分批量生产进行加工和发布。确定支架加工标准是非常重要的，主要因为支架在各种分析加工、设计和制造中都非常重要，是不可缺少的部分。它体现在孔洞位置和完成加工的顶部平面，然后将考虑后续程序。2.3.1工序的合理组合一般经过加工方法比较后，可以根据生产的类型、技术要求，并根据具体的生产条件，如机床需要知道生产过程中的工序编号。那么如何确定步骤的数量，基本上需要遵循以下几个原则要求：（1）工序分散原则单一的工序可以知道其操作内容十分的简单，这样才可实现切削用量的合理性和高效性，也方便通用相关设备的使用。工序分散原则使得对机床工艺装备需求也比较简单，生产工作量方面也比较小，这样在产品的更换上才会显得更加容易。所以因为这样对工人的各方面的技术也就不会要求高。但存在设备需求量大、劳动力需求数量庞大，占用的生产面积也会比较大，另外生产流水线也会标厂，这对于生产管理来说存在复杂难度高。（2）工序集中原则如果在生产商采用工序集中化的原则，可以有效的缩短生产流水线的长度，同时话可以减少占用的生产面积，在工件装夹的次数上也会减少很多，相应地也减少了劳动力的数量，此外还解放了生产管理的难度，更加有利于管理，使用的相关设备也会减少，在生产率方面也得到了很大的提高。但是这种原则多余设备的需求精度和技术要求比较高，这也使的胜场成本上增高了不少，在生产准备方面的工作量也很大。为了考虑生产的要求，需要合搭配，特别是在权衡工序分散原则和工序集中原则这两个方面。2.3.2工序的集中与分散在考虑工艺路线的制定时，首先要注意的是过程的数量，具体应用过程浓度的原则或过程分散的原则需要根据实际情况来确定。工序集中其实是指利用以较少的工序数量实现完成加工零件的操作的选择原则，与之相关的就是工序分散原则。因为这两种工序的选择上各有其自身的特点，所以实际的选择要结合生产类型、生产工艺、结构和精度等多个方面考虑来最终确定该使用哪一种原则比较合理。随着互联网技术的发展，计算机控制技术在机床和加工中心也显得十分重要了，在利用这种技术下载工序集中上能够得到十分有效的解决，在单一工序上的生产也变得精度可控，在机械制造加工方面创造的戒指不容我们小看。2.3.3加工阶段的划分在确定了零件加工的工序选择后，由于考虑到加工质量问题，所以加工过程由以下步骤层次：（1）粗加工阶段正在进行粗加工，主要是为了切断大部分多余金属的加工，这可以对这些不必要的不需要加工的东西进行精加工，从而保护设备和创造完美的精加工水平，这也减少了加工所需的时间，可以及时发现缺陷的空白，进行处理。因为粗加工面临的都是一些毛坯料，所以加工上存在一定的难度，这就使得加工使用的折别功率损耗比较大，对加工使用的设备还要求刚性两好，精度当然越高越好，只能说选用尽量好的设备，这样可以是毛坯料加工出来更好。在粗糙度Ra的选择上选取在80到100μm之间，粗加工公差等级在IT11到IT12之间，（2）半精加工阶段粗加工之后还需要对加工料进行半精加工处理，这个阶段主要是完成精加工对于一些表面平整度的要求所进行的操作，这样可以加工余量上得到合理的保证。因此为了保证精加工的需求，在选择的半精加工阶段公差等级的时候选取在IT9到IT10范畴。粗糙度Ra的选择上选取在10到1.25微米之间。（3）精加工阶段完成以上两个操作阶段后，才轮到精加工阶段进行处理，主要是对于一些谢姐进行行之有效的处理，切除加工工件上剩余的余量,确保加工零件的形状、位置、尺寸和表面粗糙度的精度。因此，为了确保完成的需要，在精加工的加工精度选择的时候选择在IT6至IT7范畴，在精加工表面粗糙度Ra上选择的时候应在10至1.25微米的范畴之内。2.3.4加工方案的比较在设计制造时，由于零件对尺寸、形状公差的要求，以及对表面粗糙度等的要求，所以在大批量生产时考虑使用专用机床进行加工和制造，可以大大提高生产率。同时也将带动经济效益的快速发展，有效降低生产成本，在于配方设计中2种工艺设计方案的比较，力求找到最佳的加工方案。工艺路线方案一：1铸造铸造2时效处理时效处理3铣铣下端面4铣铣上端面5钻钻，扩，铰Φ28孔6钻钻Φ12孔7钻钻M12螺纹孔8钻钻Φ6孔9铣铣14mm槽10拉拉宽6mm键槽11检验检验12入库入库工艺路线方案二：1铸造铸造2时效处理时效处理3钻钻，扩，铰Φ28孔4钻钻Φ12孔5铣铣下端面6铣铣上端面7钻钻M12螺纹孔8钻钻Φ6孔9铣铣14mm槽10拉拉宽6mm键槽11检验检验12入库入库（3）、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，然后钻扩铰Φ28的孔，再以钻扩铰好的Φ28H8孔为基准加工其他各个孔及槽。方案二则是先加孔Φ28后再加工上下表面，违背了先面后孔的基本原则，不能更好的保证加工精度要求和位置度要求。综合考虑我们选择方案一。具体的工艺过程如下：1铸造铸造2时效处理时效处理3铣铣下端面4铣铣上端面5钻钻，扩，铰Φ28孔6钻钻Φ12孔7钻钻M12螺纹孔8钻钻Φ6孔9铣铣14mm槽10拉拉宽6mm键槽11检验检验12入库入库2.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定“手柄座”零件材料为铸铁，硬度为HBS151~229，毛坯的重量约为0．72Kg，生产类型为大批量生产。钻，扩，铰Φ28mm孔： 毛胚为实心，孔精度要求H7，参照工艺手册表2．3-9及表2．3-12确定工序尺寸及余量为： 钻孔：Φ27mm;扩:Φ27．96mm; 2Z=0．16mm铰:Φ28mm 2Z=0．04mm 2.5确定切削用量及工时工序：铣下端面1.选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝750当＝750r/min时按机床标准选取计算工时切削工时：，，，则机动工时为工序：铣上端面1.选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝750当＝750r/min时按机床标准选取计算工时切削工时：，，，则机动工时为.工序：钻，扩，铰Φ28孔工步一钻孔至φ27确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工Φ27孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为 切削工时：，，，则机动工时为 工步二：扩孔利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 根据机床说明书，选取 则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为 切削工时：，，，则机动工时为 工步3：铰孔根据参考文献Ⅳ表2-25，，，得 查参考文献Ⅴ表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，，实际切削速度。切削工时：，，，则机动工时为 工序：钻Φ12孔机床：Z525立式钻床刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ121)进给量取f=0.13mm/r2)切削速度V=8~24m/min.取V=12m/min3)确定机床主轴转速ns==318r/min与318r/min相近的机床转速为392r/min。现选取=392r/min。所以实际切削速度==5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l=20mm;=4mm;=3mm;t===0.529min工序：钻M12螺纹孔选用高速钢锥柄麻花钻（《机械零件工艺设计手册》表3.1－6）由《切削用量工时计算手册》表2.7和《机械零件工艺设计手册》表4.2－16查得（《切削用量工时计算手册》表2.15）按机床选取基本工时：min攻螺纹M12mm：选择M12mm高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距，即按机床选取基本工时：工序：钻Φ6孔机床：Z525立式钻床刀具：根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ61)进给量取f=0.13mm/r2)切削速度V=24~34m/min.取V=15m/min3)确定机床主轴转速ns==1190r/min与1190r/min相近的机床转速为1200r/min。现选取=1200r/min。所以实际切削速度==5)切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。t=i;其中l=60mm;=4mm;=3mm;t===0.429min工序：铣14mm槽1.选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝600当＝600r/min时按机床标准选取计算工时切削工时：，，，则机动工时为第三章铣夹具设计因此，应根据生产要求来安排加工工艺。最后，将上述工艺的切削参数和额定工时与其它加工数据相结合，填写加工工艺卡。在设计时考虑到多方面因素经，最终确定设计铣14mm槽夹具进行夹具的设计。3.1专用夹具简介专用夹具是为满足工件特定加工工艺的要求而设计制造的。其职能主要包括以下几个方面：1.能够确保所要加工的专用夹具表面的精度位置，比如常见的有效距离的精度上、还有专用夹具的平行度、以及专用夹具的同轴度等。2.专用夹具的使用能够缩短需要的工作时间，这样的话能在劳动生产率方面得到很大的提高。还可以缩减某一工序进行过程之中所需的话费的时间，比如说在加工工件时在加工辅助装置所需的时间与在装卸零部件方面所需的时间。此外通过利用专用夹具，可以在工件安装上和转换工作站安装上，将需要的工作难度大大的简化，提高工作时间利用率。安装之前所说的话可以不再需要在绘制直线上和对齐上所花费的辅助时间，这样就可以节省该工序的绘制线。与此之外，在需要与多个工件夹具实现并行加工和生产的同时，少数工件的操纵时间将与工件的移动时间相同。一种旋转多工位连续加工夹具，用于在加工某些工件时对其他工件进行装卸，使辅助时间与操纵时间相吻合。总之，专用夹具的在结构上和功能上的不断完善，使得生产和加工话费的时间得到有效地缩短，这样可以满足目前提倡的持续生产需要。3.专用夹具的使用能够扩大机床的使用技术的有效范围。比如说在普通车床上的镗床装入专用的夹具后能够实现镗孔机的工作性能，通过使用专用夹具可以将通用机床的功能充分发挥和利用。4.专用夹具的使用能够降低劳动的强度，这样才能高效的确保生产的安全进行。在生产过程中所需要的专用夹具的场合恰当的采用气动方式、液压方式或其他的方式，可实现生产的机械化、高度的自动化，从而劳动强度方面实现大幅度的降低，保障工人身体健康，因此保证生产过程的安全以及产品质量的稳定，实现产品的高产。此外在加工大型的工件时候，比如说在车床床身的加工时，车床床身的下两侧，所需要的螺旋孔需要多次的进行翻转，而且存在劳动强度比较大，安全存在隐患，但是当采用电动旋转钻床专用夹具之后，使得这个问题迎刃而解，也提高了生产效率，在劳动强度上得到了大大降低，从而保证了生产安全和质量稳定。虽然专用夹具在在一些方面作用十分突出，但也存在一些不足之处，即特殊夹具的特殊性与产品品种之间的矛盾。由于特殊夹具只能在工件的一个工作过程中使用，夹具的数量随着产品种类的增加而增加，使得存储和管理困难;当产品不再生产时，原有的设备不能重复使用，造成浪费。与此同时，特殊夹具生产周期的设计也很长，生产的快速发展也是矛盾的。然而，在目前的机械工厂的大规模生产中，还是采用通用机床配合专用的夹具来实现产品的加工。3.2问题的提出手柄座加工工艺及夹具设计在机械加工中占有十分重要的地位。传统的机床使用的手柄座加工工艺及夹具设计存在工作强度大，而且操作维护也不方便，这给生产带来很大的困难，特别是增加了工人的工作强度，而且费工费时，若果手柄座加工工艺及夹具设计不够紧凑的情况下，生产的产品品质就大打折扣，这会使得生产的成本增加了很多，同时也影响了公司企业或工厂的效益和名誉，生产效率也会降低很多，所以着手设计全新的手柄座加工工艺及夹具设计装置势在必行。课题提出一种全新的手柄座加工工艺及夹具设计设计，不仅降低了引进设备的成本增加，还可以大大提高生产的精度和生产效率，此外本设计的手柄座加工工艺及夹具设计结构简单、工作性能十分可靠，同时也降低了工人的工作强度，所以手柄座加工工艺及夹具设计设计与制造将会产生很大的市场效益，具有十分良好的经济效益和可行性。3.3夹具的设计3.3.1定位基准的选择本次夹具设计的是铣槽夹具，在加工槽之前，孔已经加工过，可以采用一面两销定位，工件以一面，一心轴，一削边销（又称菱形销）定位方式，心轴和面配合限制5个自由度，Φ12孔用菱形销定位限制了工件1个自由度，共限制6个自由度，达到完全定位。3.3.2切削力及夹紧力的计算（1）刀具：采用端铣刀φ160mm三面刃铣刀机床：x63W卧式铣床由[3]所列公式得查表9.4—8得其中：修正系数z=24代入上式，可得F=889.4N因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数K=其中：为基本安全系数1.5为加工性质系数1.1为刀具钝化系数1.1为断续切削系数1.1所以（2）夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机由其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+GG为工件自重夹紧螺钉：公称直径d=15mm，材料45钢性能级数为6.8级螺钉疲劳极限：极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为[s]=3.5~4取[s]=4得满足要求经校核：满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力3.4误差分析在误差分析之前，需要知道什么是工件的定位，所谓工件的定位其实就是在同一种生产工序中利用夹具生产时，使需要生产的结构部件摆在正确的位置的机械加工的工艺。但是在生产时会因为各种潜在的因素导致存在误差，有的生产误差会很大，这样的产品生产出来就成了完全不合格的产品，有的生产误差就会非常小，在我们能够接受的范围内，这一类产品我们暂且认为其使合格的产品，能够在现在的市场销售。在现在的市场无论是食品加工还是机械加工的攻击，都会在标称值后面看到正负多少的标识，也就是说生产过程中会存在误差，因此误差的分析，对于产品的合格和销售至关重要。那么定位误差又是如何产生该如何处理，其实定位误差主要因为工件在加工过程中采用调整法进行加工操作时，因为存在不确定的定位造成的偏离工序生产基准的位置相对误差。比如说在加工基件的时候，使用的夹具偏离加工刀具或者说夹具偏离切削成形过程运动的位置，在进行调整期间产生的误差。因此在设计中，将会存在各种潜在的因素导致存在误差，这样就会导致产品存在各种差异性，产品的性能也会受到不同程度的影响。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，见下图。式中——定位副间的最小配合间隙（mm）；——工件圆孔直径公差（mm）；——定位销外圆直径公差（mm）。定位销水平放置时定位分析图3.5夹具设计及操作说明采用Ф25孔和Ф10孔及端面作为定位基准，端面，心轴和削边销定位，限制空间的6个自由度，同时采用开口垫圈夹紧工件即可满足要求。铣装配图如下图：铣夹具体如下图：第四章钻夹具设计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。有老师分配的任务，我被要求设计第四道工序钻Φ16孔，本夹具将用于Z525立式钻床。4.1问题提出本夹具主要用来钻Φ16孔，同时对孔的同轴度及加工精度有一定的要求。且在钻Φ16孔后还要保证其精度要求，为了使其误差减小，在工序工序二、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。4.2定位基准的选择基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基准两大类。1.设计基准在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。2.工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。（1）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。（2）测量基准测量时用以检验已加工表面尺寸几位置的基准，称为测量基准。（3）工序基准在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。（4）定位基准工件定位时所采用的基准，称为定位基准。本次夹具设计的是钻Φ16孔夹具设计，采用已经加工好的Φ28孔及Φ12孔及端面作为定位基准，端面限制3个自由度，采用心轴定位，限制2个自由度，Φ12孔采用削边销定位，限制一个旋转自由度，这样空间的六个自由度就限制完全了，同时采用开口垫圈夹紧工件即可满足要求。4.3切削力和夹紧力计算钻削力的计算：由《切削手册》得：钻削力式（5-1）钻削力矩式（5-2）式中：式（5-3）代入公式（5-1）和（5-2）得夹紧力的计算： =()*((r')*tan(φ1)+()*tan(α+(φ'2)))*L/((η0)*l)式中-原动力（N.mm）-实际所需夹紧力（N）r'-螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm）-螺纹中径之半（mm）螺纹升角（°）φ1-螺杆端部与工件间的磨擦角（°）φ'2-螺旋副的当量磨擦角（°），φ'2=其中φ2为螺旋副的磨擦角（°），为螺纹牙型半角（°）-除螺旋外机构的效率，其值为0.85-0.95公式：MQ=(Wk)*((r')*tan(φ1)+(rz)*tan(α+(φ'2)))*L/((η0)*l)参数:Wk=1902N参数:r'=6.9参数:φ1=8.53参数:rz=5.513参数:α=2.5参数:φ'2=9.83参数:L=100参数:η0=0.88参数:l=60计算结果=8068.94N由以上结果可知，夹紧力8068.94N，切削力1902N，夹紧力远远大于切削力，故满足要求。4.4定位误差分析(1)移动时基准位移误差（式5-5）式中：————心轴孔的最大偏差————心轴孔的最小偏差————心轴定位孔与定位销最小配合间隙代入（式5-5）得：==(2)转角误差（式5-6）式中：————心轴孔的最大偏差————心轴孔的最小偏差————心轴定位孔与定位销最小配合间隙————削边销孔的最大偏差————削边销孔的最小偏差————削边销定位孔与定位销最小配合间隙其中：则代入（式5-6）得：则：经检验合格4.5夹具设计及操作说明使用心轴和削边销定位，开口垫圈的压紧力即可指定可靠的卡紧力。同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产。钻装配图如下图：钻夹具体如下图：总结本课题所设计的手柄座加工工艺及夹具设计设计在经过长时间的准备，从一步步的构思到设计，从一点点功能设计到实现的过程中，让我非常清楚地认识到机械设计任务的设计和生产加工的全过程，知道在进行一个完整的机械设计需要准备多少东西，从软件安装到软件绘图，再到实现设计，我需要合理地去安排，此外在机械设计期间我学习到了机械设计的一般常用方法，还学习掌握了机械设计的一般规律并加以实践；在此设计过程中我还将课本上的知识学以致用，理论结合实践，另外在时间过中对出现的问题的我经过仔细分析克服重重困难是问题得以解决，使自己分析问题的能力得到了大大提高；还学会了运用计算机进行机械设计的计算、比例图的绘制、查阅国内外中英文参考资料和相关手册、掌握运用多个国际国家的标准来规范设计。通过本次毕业设计更加激发了我的学习兴趣，相信这次经历将在我今后的工作和学习受益匪浅，使我受益终生。所有项目和设计的完成并不是一帆风顺的，在手柄座加工工艺及夹具设计设计中，同时我也遇到了很多大大小小的问题，可是经过与同学讨论和老师的悉心指导，使得问题得以解决，我想这也许就是团队精神的伟大力量。仔细分析自己在手柄座加工工艺及夹具设计设计中的困难，令我深刻明要完成一项工程项或设计并不像我们想的理