KCSJ-01手柄的工藝規(guī)程及多套夾具設計

喜歡就充值下載吧，，資源目錄下展示的全都有，，下載后全都有，dwg格式的為CAD圖紙，有疑問咨詢QQ：414951605 或1304139763 Southwest university of science and technology 課程設計說明書 手柄加工工藝及夾具設計 學院名稱 制造科學與工程學院 專業(yè)名稱 機械設計制造及其自動化 學生姓名 甘杰、吳佳浚、向步云、李澤農(nóng)、曹智勛 學號 5120184923、5120184804、5120185483、5120182428、5120184894 指導教師 李占鋒老師 二〇二一年一月任務書 題目名稱：手柄加工工藝及夾具設計 1 課程設計的內容 l 批量：年產(chǎn)5000件，中批生產(chǎn) l 小組繪制零件圖一張、毛坯圖一張 l 小組編制工藝過程卡片一份 l 每人編制組長制定的一道工序卡片 l 每人設計規(guī)定工序的夾具，繪制總裝圖 l 小組編寫設計說明書 2 課程設計完成時需提交的成果 l 課程設計說明書（每個小組交打印稿裝訂1份: 裝訂順序：說明書封面、任務書、零件圖、任務分工說明、目錄、正文、總結、參考文獻、毛坯圖、工藝卡、工序卡、封底），其中零件圖、毛坯圖、工藝卡、工序卡用A4橫向幅面。 l 夾具總裝圖（每人一張，A1或A0幅面） l 刻有設計說明書、工藝卡、工序卡、零件圖、毛坯圖和夾具圖紙光盤 附上產(chǎn)品零件圖 任務分工說明 序號 姓名 學號 班級 角色 負責 工序 1 甘杰 5120184923 機卓1801 組長 工序5 2 吳佳浚 5120184804 機卓1801 組員 工序4 3 向步云 5120185483 機卓1801 組員 工序3 4 李澤農(nóng) 5120182428 機卓1801 組員 工序6 5 曹智勛 5120184894 機卓1801 組員 工序2  目錄 1.零件的分析 1 1.1零件的介紹和作用 1 1.2主要加工表面及技術要求分析 1 2 工藝流程設計 2 2.1生產(chǎn)方式確定 2 2.2毛坯的設計 2 2.2.1兩端面毛坯尺寸及加工余量計算 2 2.2.2小頭孔毛坯尺寸及加工余量計算 3 2.2.3大頭孔毛坯尺寸及加工余量計算 3 2.2.4其他尺寸及其加工余量的確定 3 2.3基準的選擇 4 2.4工藝路線及綜合工藝過程卡設計 4 3.工序設計 1 3.1 銑下端面工序 1 3.1.1 銑下端面工序工序分析 1 3.1.2 基準的選擇 1 3.1.3 設備的選擇 1 3.1.4 工序尺寸的確定 1 3.1.5切削用量及工時定額的確定 2 3.2 銑上端面工序 2 3.2.1 銑上端面工序工序分析 2 3.2.2 基準的選擇 2 3.2.3 設備的選擇 3 3.2.4 工序尺寸的確定 3 3.2.5切削用量及工時定額的確定 3 3.3 擴鉸孔Φ38H8mm和Φ22H9mm工序 4 3.3.1 工序工序分析 4 3.2.2 基準的選擇 4 3.3.3 設備的選擇 4 3.3.4 工序尺寸的確定 4 3.3.5切削用量及工時定額的確定 5 3.4 銑10H9mm槽工序 6 3.4.1 工序分析 6 3.4.2 基準的選擇 6 3.4.3 設備的選擇 6 3.4.4 工序尺寸的確定 6 3.4.5切削用量及工時定額的確定 6 3.5 鉆Φ4mm孔工序 7 3.5.1 工序分析 7 3.5.2 基準的選擇 7 3.5.3 設備的選擇 7 3.5.4 工序尺寸的確定 8 3.5.5切削用量及工時定額的確定 8 4 夾具設計 10 4.1銑上端面工序夾具設計 10 4.1.1 定位設計 10 4.1.2 定位誤差的分析 10 4.1.3 夾緊機構的設計及夾緊力的計算 11 4.1.4 夾具方案及結構設計 12 4.2銑下端面工序夾具設計 13 4.2.1 定位設計 13 4.2.2 定位誤差的分析 13 4.2.3 夾緊機構的設計及夾緊力的計算 14 4.2.4 夾具方案及結構設計 15 4.3 擴鉸孔Φ38H8mm和Φ22H9mm工序夾具設計 16 4.3.1 定位設計 16 4.3.2 定位誤差的分析 16 4.3.3 夾緊機構的設計及夾緊力的計算 16 4.3.4 夾具方案及結構設計 16 4.4 銑10H9mm槽工序夾具設計 17 4.4.1 定位設計 17 4.4.2 定位誤差的分析 17 4.4.3 夾緊機構的設計及夾緊力的計算 17 4.4.4 夾具方案及結構設計 18 4.5 鉆Φ4mm孔工序夾具設計 18 4.5.1 定位設計 18 4.5.2 定位誤差的分析 18 4.5.3 夾緊機構的設計及夾緊力的計算 19 4.5.4 夾具方案及結構設計 20 總結 致謝 參考文獻 附錄1 毛坯圖 附錄2 綜合工藝卡 附錄3 工序卡片 9 1.零件的分析 1.1零件的介紹和作用 設計對象是手柄，是手柄零件組中最主要的部分，它的主要作用是傳遞轉矩。其主要的加工表面包括兩大側面，大、小頭孔和一個槽。零件頭部Φ38H8mm的孔和軸配合連接，零件尾部Φ22H9mm的孔和搖柄連接起來，搖動搖柄使軸轉動，寬度尺寸為10H9mm的槽起到夾緊搖柄的作用，其次要加工表面是Φ4mm的孔，此孔是潤滑油孔，保證零件潤滑。 1.2主要加工表面及技術要求分析 對產(chǎn)品零件圖進行分析可看出：該手柄的加工表面分三種，主要是孔的加工，兩側面的加工，槽的加工，各組加工面之間有嚴格的尺寸位置精度要求和一定的表面加工精度要求。大頭孔Φ38H8mm和平面之間有位置精度要求，兩孔的中心距有尺寸精度要求。次要加工表面是Ф4孔和倒角。 零件圖上已有各項技術要求，尺寸精度、表面粗糙度和位置精度屬于普通精度。10H9mm的槽底部是R5mm的圓弧，雖然沒有結構工藝性方面的問題，但需要重點考慮加工方法和刀具選擇。 2 工藝流程設計 2.1生產(chǎn)方式確定 根據(jù)產(chǎn)品的年產(chǎn)量，確定為批量生產(chǎn)。零件材料為45鋼，選擇采用模鍛成型的毛坯制造方式，這樣有利于提高生產(chǎn)率、保證加工質量。 2.2毛坯的設計 手柄零件材料為45,毛坯重量約為1.56kg，生產(chǎn)類型為中批大批生產(chǎn)，采用普通模鍛生產(chǎn)。 查表確定加工余量： 普通模鍛，材料為45鋼，分模線平直對稱，材質系數(shù)M1,復雜系數(shù)=1.56/1.8≈0.87,為S1級，厚度為26mm，普通級，查的上下偏差分別為+1.4和-0.6，確定毛坯尺寸為28mm。 2.2.1兩端面毛坯尺寸及加工余量計算 根據(jù)工序要求，兩端面經(jīng)過兩道工序，先銑端面B，再銑端面A。 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，零件厚度大于6mm到30mm，寬度小于100mm，其加工余量為1mm。 故鍛造造毛坯的基本尺寸為26＋1.0＋1.0＝28mm?。又根據(jù)前面鑄件尺寸公差標準值，取尺寸公差的上偏差為2.5mm，下偏差為0mm。故： 毛坯的名義尺寸：26＋1.0＋1.0＝28mm； 毛坯的最小尺寸：28―0＝28mm； 毛坯的最大尺寸：28＋2.5＝30.5mm； 粗銑端面B后的最大尺寸：26＋1.0＋2.5＝29.5mm； 粗銑端面B后的最小尺寸：26＋1.0―0＝27mm； 粗銑端面A后的最大尺寸：:26＋2.5＝28.5mm； 粗銑端面A后的最小尺寸：: 26―0＝26mm。 粗銑后尺寸與零件尺寸相同，但由于設計零件圖紙并未給出具體的公差等級，現(xiàn)按《機械加工工藝手冊》表5.29，粗銑所能達到的經(jīng)濟精度取IT11,按入體原則取值。故銑后尺寸為26mm。 2.2.2小頭孔毛坯尺寸及加工余量計算 根據(jù)工序要求，Φ22H9mm孔由擴到鉸得到，查《機械加工工藝手冊》得粗鏜的公差上偏差0.21mm，下偏差為0，故： 毛坯的名義尺寸：22－0.8－3.2＝18mm； 毛坯的最大尺寸：18＋1.4＝19.4mm； 毛坯的最小尺寸：18－0.4＝17.6mm； 擴小頭孔后的最大尺寸：18＋3.2＋0.4＋0.21＝21.81 mm； 擴小頭孔后的最小尺寸：18＋3.2－1.4＝19.8 mm。 鉸后尺寸與零件尺寸相同，但由于設計零件圖紙并未給出具體的公差等級，現(xiàn)按《機械加工工藝手冊》表5.29，擴→鉸所能達到的經(jīng)濟精度取IT8,按入體原則取值。故鉸后尺寸為Φ22H9mm。 2.2.3大頭孔毛坯尺寸及加工余量計算 根據(jù)工序要求，Φ38H8mm孔由擴到鉸得到，查《機械加工工藝手冊》得擴的公差上偏差0.25mm，下偏差為0故： 毛坯的名義尺寸：38－1－3＝34 mm； 毛坯的最大尺寸：34＋1.4＝35.4mm； 毛坯的最小尺寸：34－0.4＝33.6mm； 擴大頭孔后的最大尺寸：34＋3＋0.4＋0.25=37.65mm； 擴大頭孔后的最小尺寸：34＋3－1.4＋0.25=35.85mm。 鉸后尺寸與零件尺寸相同，但由于設計零件圖紙并未給出具體的公差等級，現(xiàn)按《機械加工工藝手冊》表5.29，擴→鉸所能達到的經(jīng)濟精度取IT8,按入體原則取值。故鉸后尺寸為Φ38H8mm。 2.2.4其他尺寸及其加工余量的確定 其他工序尺寸包括1個孔，1個槽，現(xiàn)僅分析主要的1個槽的加工余量及尺寸偏差。 半精銑槽，； 根據(jù)《機械加工工藝手冊》，根據(jù)銑床加工精度和實際情況可直接銑一次槽到達圖樣要求。 2.3基準的選擇 精基準的選擇： （1）基準重合選擇 （2）基準統(tǒng)一原則 （3）自為基準原則 （4）互為基準原則 粗基準的選擇： （1）選擇與加工表面有位置要求的不加工表面 （2）選擇質量較高，光滑平整表面 （3）主要表面要求保證余量均勻 （4）同方向粗基準只能用一次 幾個原則不可能同時滿足，要盡量周全考慮。例如加工兩側面時先以其中一個側面為粗基準加工另一個面，然后根據(jù)“互為基準原則”，再以加工好的側面為精基準，加工未加工的側面。其他具體每個工序的基準在后面具體敘述。 2.4工藝路線及綜合工藝過程卡設計 工藝路線的安排一般應該按照：先粗加工后精加工；先基準面加工后其他面加工；先主要表面加工后次要表面加工；先平面加工后孔加工。 兩端面的加工，如果安排在一個工序中完成，需要使用雙面銑床，由于工件尺寸較小，夾具設計和工件安裝較困難，分散加工較容易解決。10H9mm的槽的加工應放在兩孔加工后面，如果放在前面加工，就會使孔加工時容易變形，難以保證加工精度甚至使零件報廢。 因此工藝路線定為： 10.模鍛毛坯; 20.銑端面B，以端面A為定位基準; 30.銑端面A，以端面B為定位基準; 40.擴小頭孔和大頭孔，利用端面A，大頭孔和小頭孔定位，保證128mm; 50.鉸大頭孔和小頭孔，定位與上道工序相同； 60.銑小頭槽，利用端面A，大頭孔和小頭孔槽定位，保證85mm; 70.鉆大頭徑向孔，利用兩端面，大頭孔和小頭孔中心連線定位; 80.倒角，手工倒角，去毛刺; 90.檢驗入庫。 49 3.工序設計 3.1 銑下端面工序 3.1.1 銑下端面工序工序分析 本工序是對手柄零件的端面進行加工，加工的粗糙度要求是6.3，兩端面之間的距離為27偏差正負0.5。 3.1.2 基準的選擇 銑下端面B，以端面A為定位基準; 3.1.3 設備的選擇 機床：X5032型立式銑床 3.1.4 工序尺寸的確定 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，零件厚度大于6mm到30mm，寬度小于100mm，其加工余量為1.0mm。 半精銑：由《機械加工工藝手冊第一卷》表3.2-25，其余量值規(guī)定，零件厚度大于6mm到30mm，寬度小于100mm，其加工余量為0.5mm。 故鍛造造毛坯的基本尺寸為26＋1＋1＝28mm。又根據(jù)前面鑄件尺寸公差標準值，取尺寸公差的上偏差為1.4mm，下偏差為-0.4mm。故： 毛坯的名義尺寸：26＋1.0＋1.0＝28mm； 毛坯的最小尺寸：28―0.4＝27.6mm； 毛坯的最大尺寸：28＋1.4＝29.4mm； 粗銑端面B后的最大尺寸：26＋1.0＋0.5＝27.5mm； 粗銑端面B后的最小尺寸：26＋1.0―0.5＝26.5mm； 3.1.5切削用量及工時定額的確定 （1）銑端面B 取背吃到量ap=1mm，選用X5032型立式銑床 ，每齒進給量fz=0.07mm/z 工件材料 45 ，鍛造 ，高速鋼鑲齒面銑刀、dw=80mm 齒數(shù) z=20，查表5.8 確定銑削速度 vc=54.6m/min ns=1000Vcπd=1000×54.6π×80=217.2r/min 采用X5032立式銑床 ，查表3.6，取轉速 nw=235r/min， 故實際銑削速度 vc=πdnw1000=π×80×2351000=59.1m/min 當nw=235r/min工作臺每分鐘進給 vf為 vf=fz?z?nw=0.07×20×235=329mm/min l=170mml1=6.9mml2=4mm tj3=l+l1+l2fm=170+6.9+4329≈0.55min=33s tdj1+tdj2+tdj3=19.5+36.89+33=93.39s 3.2 銑上端面工序 3.2.1 銑上端面工序工序分析 本工序是對手柄零件的端面進行加工，加工的粗糙度要求是6.3，兩端面之間的距離為26。 3.2.2 基準的選擇 銑上端面A，以端面B為定位基準; 3.2.3 設備的選擇 機床：X5032型立式銑床 3.2.4 工序尺寸的確定 經(jīng)過銑下端面工序零件尺寸為27±0.5； 零件的名義尺寸：26＋1.0＝27mm； 零件的最小尺寸：27―0.5＝26.5mm； 零件的最大尺寸：27＋0.5＝27.5mm； 銑端面A后的尺寸：26 mm 3.2.5切削用量及工時定額的確定 （1）銑端面B 取背吃到量ap=1mm，選用X5032型立式銑床 ，每齒進給量fz=0.07mm/z 工件材料 45 ，鍛造 ，高速鋼鑲齒面銑刀、dw=80mm 齒數(shù) z=20，查表5.8 確定銑削速度 vc=54.6m/min ns=1000Vcπd=1000×54.6π×80=217.2r/min 采用X5032立式銑床 ，查表3.6，取轉速 nw=235r/min， 故實際銑削速度 vc=πdnw1000=π×80×2351000=59.1m/min 當nw=235r/min工作臺每分鐘進給 vf為 vf=fz?z?nw=0.07×20×235=329mm/min l=170mml1=6.9mml2=4mm tj3=l+l1+l2fm=170+6.9+4329≈0.55min=33s tdj1+tdj2+tdj3=19.5+36.89+33=93.39s 3.3 擴鉸孔Φ38H8mm和Φ22H9mm工序 3.3.1 工序工序分析 本工序是在加工完兩個大平面之后進行的工序。加工精度要求為H8、直徑為38的孔和精度要求為H9、直徑為22的孔兩孔中心距公差為0.4.為提高效率保證加工質量，本工序采用專用夾具，先擴孔再鉸孔。 3.2.2 基準的選擇 本工序加工兩孔，加工基準與設計基準重合。兩孔之間距離的誤差取決于鉆夾具。鉆模板設計的兩孔距離公差為零件兩孔距離尺寸公差的五分之一，及誤差不會超過公差的五分之一，完全符合要求。 3.3.3 設備的選擇 孔表面粗糙度為，要求一般，采用Z5140A立式鉆床，選擇相應型號的擴孔鉆和機用高速鋼鉸刀進行加工。 3.3.4 工序尺寸的確定 1）孔 毛坯制出預留孔，孔的最終精度為H8。查表5-52確定工序尺寸及加工余量如下。 （1）預留孔：工序尺寸為。 （2）擴孔：工序尺寸為，加工余量為3.75mm。 （3）鉸孔：工序尺寸為，加工余量為0.25mm。 2）孔 毛坯制出預留孔，孔的最終精度為H9。查表5-53確定工序尺寸及加工余量如下。 （1）預留孔：工序尺寸為。 （2）擴孔：工序尺寸為，加工余量為3.7mm。 （3）鉸孔：工序尺寸為，加工余量為0.3mm。 3.3.5切削用量及工時定額的確定 1）孔 （1）擴孔 選用專用擴孔鉆。查表5-81與綜合表5-78，得進給量，取。取機床主軸轉速，則其切削速度為 取走刀長度，切入長度，切出長度。得機動時間 （2）鉸孔 選用?38機用高速鋼鉸刀。查表5-8得進給量，取。取機床主軸轉速，則其切削速度為 取走刀長度，切入長度，切出長度。得機動時間 2）孔 同上述計算，擴孔，孔的機動時間為 鉸孔的機動時間為 3.4 銑10H9mm槽工序 3.4.1 工序分析 該工序主要是在表面和孔加工完之后，在手柄的橫向中心銑深度為63mm的槽，該槽起到夾緊搖柄的作用，?？梢栽谂P式銑床上，用立銑刀進行銑槽。該立銑刀需要專用的刀柄裝夾來保證銑槽精度，由于采用橫向銑槽的方法，槽的縱向最大深度為30mm,所以選擇每次銑槽5mm,一共需要6次走刀次數(shù)。需要的表面粗糙度Ra6.3槽寬10H9mm可以采用上述方法直接加工一次就能保證其精度要求，所以在銑槽時，只需銑槽一次就可達到要求，然后去除毛刺即可。 3.4.2 基準的選擇 工件的兩個平面均已精加工，表面較為光滑，其應用了基準重合原則，基準不重合誤差沒有，所以就選擇其為銑槽的基準。 3.4.3 設備的選擇 首先根據(jù)工件和夾具的尺寸，查表5-19的，臥式銑床可選X6130A，并且配備專用刀柄夾持立銑刀。在加工效率，刀具的剛度和使用壽命上來說，這套加工設備更加合適。 加工內容 銑床 刀具 說明 銑槽 X6130A 立銑刀 直徑為Φ10的銑刀，需用專用的刀柄裝夾在臥式銑床，以滿足橫向銑槽的需要。 3.4.4 工序尺寸的確定 毛坯兩表面加工后，在橫向中心處銑槽，槽的最終精度為10H9mm。 銑槽：工序尺寸為10mm，加工時精度要求合格。 3.4.5切削用量及工時定額的確定 切削用量主要根據(jù)工件的材料、精度要求以及刀具材料、機床功率和剛度等情況確定，在保證工序質量的前提下，充分利用刀具的切削性能和機床的功率、轉矩等特性，獲得高生產(chǎn)率和低加工成本。 銑寬度為10mm的槽，選用Φ10直柄立銑刀，為保證一次銑槽達到圖樣要求。綜合表5-91和5-92，可設計其進給量f=0.1mm/r，根據(jù)機床參數(shù)，可以取機床轉速n=1200r/min，其切削速度應為 取走刀長度L=54mm，切入長度為L1=3mm，切出長度為L2=0。每次走刀的機動工時為 ，一共需要6次。輔助時間為T1≈1min。 3.5 鉆Φ4mm孔工序 3.5.1 工序分析 零件圖中的油孔在高度方向位置不明確，應將油孔在全剖的主視圖中表達出來；注明油孔和倒角的表面粗糙度要求，以表明這些表面需要通過加工獲得。將油孔Φ4mm設計為通過兩孔的中心連線以及兩側對稱面。其作用為通潤滑油，表面粗糙度要求不高，為Ra12.5。 3.5.2 基準的選擇 根據(jù)零件圖樣手柄的側面A為鉆Φ4mm的孔的工序基準。然后根據(jù)基準重合原則，選擇其工序基準——手柄的側面A為其定位基準，這樣可以減少由于定位基準的轉化引起的加工誤差。 3.5.3 設備的選擇 該孔表面粗糙度為Ra12.5，要求較低，適合選用鉆床進行加工。根據(jù)表5-21立式鉆床的型號與主要技術參數(shù)，選擇Z5125A鉆床加工。根據(jù)表5-36，刀具選擇Φ4mm直柄麻花鉆。 3.5.4 工序尺寸的確定 毛坯上Φ4mm的油孔為實心，未沖孔。根據(jù)技術要求查閱標準GB/T 1804--c，得到Φ4mm的油孔極限偏差數(shù)值為±0.3mm，距離側面高度方向尺寸13的極限偏差數(shù)值為±0.5mm，用鉆床Z5125A一次性即可加工至要求的尺寸。因此該工序的工序尺寸為，。 3.5.5切削用量及工時定額的確定 切削用量主要根據(jù)工件的材料、精度要求以及刀具材料、機床功率和剛度等情況確定，在保證工序質量的前提下，充分利用刀具的切削性能和機床的功率、轉矩等特性，獲得高生產(chǎn)率和低加工成本。 背吃刀量a的確定 已知該油孔直徑為4mm，且機床的剛度及刀具強度完全足夠，背吃刀量為2mm以提高生產(chǎn)效率。 進給量的確定 根據(jù)表5-78 高速鋼鉆頭鉆孔的進給量，以及45鋼的為600MPa，查出進給量應為，由于表面粗糙度要求不高，最終取。 切削速度的確定 毛坯是45鋼，查資料得到材料的硬度（HBS）在225~275HBS的范圍內，再根據(jù)表5-80查到合適的切削速度為0.25 m/s。 工時定額的估計 工時定額由作業(yè)時間、布置工作地時間、休息和生理需要時間、準備與結束時間等組成。 機床主軸轉速n,根據(jù)公式有 ，取1100 r/min進行計算。 根據(jù)表3-12計算公式，算出鉆孔的基本時間為 成批生產(chǎn)單件計算時間：  4 夾具設計 4.1銑上端面工序夾具設計 4.1.1 定位設計 首先必須明確其加工時應如圖所示，這樣水平放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定V型塊和滑動V型塊定位，這樣既簡單又方便。一底面限制的自由度有3個，一個固定V型塊限制兩個自由度，一個滑動V型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案，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，一個支撐面頂住，限制了z軸的移動，z軸的旋轉，y軸的旋轉三個移動自由度。一個固定V型塊限制了y軸的移動，x軸的移動，一個滑動V型塊限制了z軸的旋轉，這樣6個自由度全部被限制。 根據(jù)上面敘述選擇方案。 4.1.2 定位誤差的分析 （1）定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和V型塊間隙配合。 （2）工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[5]可得： ⑴ 兩V型塊定位誤差 ： 其中： ， ， ， 且：L=100mm ，得： 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 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.1.3 夾緊機構的設計及夾緊力的計算 夾緊機構的設計 夾緊機構主要由活動V形塊，固定V形塊，手柄，活動V形壓板以及銷和螺栓構成。先將螺栓擰松，撥動手柄使工件推向固定V形塊方向，然后擰緊螺栓確保松手后不會松動。 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 [s]=2.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核：滿足強度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。 4.1.4 夾具方案及結構設計 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為銑余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構。 4.2銑下端面工序夾具設計 4.2.1 定位設計 首先必須明確其加工時應如圖所示，這樣水平放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定V型塊和滑動V型塊定位，這樣既簡單又方便。一底面限制的自由度有3個，一個固定V型塊限制兩個自由度，一個滑動V型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案，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，一個支撐面頂住，限制了z軸的移動，z軸的旋轉，y軸的旋轉三個移動自由度。一個固定V型塊限制了y軸的移動，x軸的移動，一個滑動V型塊限制了z軸的旋轉，這樣6個自由度全部被限制。 根據(jù)上面敘述選擇方案。 4.2.2 定位誤差的分析 （1）定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和V型塊間隙配合。 （2）工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[5]可得： ⑴ 兩V型塊定位誤差 ： 其中： ， ， ， 且：L=100mm ，得： 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 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.2.3 夾緊機構的設計及夾緊力的計算 夾緊機構的設計 夾緊機構主要由活動V形塊，固定V形塊，手柄，活動V形壓板以及銷和螺栓構成。先將螺栓擰松，撥動手柄使工件推向固定V形塊方向，然后擰緊螺栓確保松手后不會松動。 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 [s]=2.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核：滿足強度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。 4.2.4 夾具方案及結構設計 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為銑余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構。 4.3 擴鉸孔Φ38H8mm和Φ22H9mm工序夾具設計 4.3.1 定位設計 在定位時，底板支撐板與夾具體固定，工件放在支撐板上。支撐板可以限制三個自由度：z軸平移，x、y軸旋轉。固定V形塊限制x、y軸平移，移動V形塊限制y軸平移，相當于與固定V形塊一起限制z軸旋轉。共限制了六個自由度。屬于完全定位。 4.3.2 定位誤差的分析 兩孔之間距離的誤差取決于夾具。鉆模板設計的兩孔距離公差為零件兩孔距離尺寸公差的五分之一，及誤差不會超過公差的五分之一，完全符合要求。 4.3.3 夾緊機構的設計及夾緊力的計算 夾緊機構主要由活動V形塊、固定V形塊、偏心輪、手柄以及蓋板和螺栓構成。先將螺栓擰松，撥動手柄，偏心輪可以將工件推向固定V形塊方向，然后在擰緊螺栓確保不會去掉力之后松動。 由文獻及公式得到最大軸向力F=18712N，最大扭矩。摩擦系數(shù)取0.1，安全系數(shù)取1.2，直徑取最大直徑54。由表4-10的公式，為防止工件繞軸線轉動 代入數(shù)據(jù)計算得 4.3.4 夾具方案及結構設計 夾具的具體結構參考夾具總裝圖。 4.4 銑10H9mm槽工序夾具設計 4.4.1 定位設計 在定位時，是以夾具底座，短圓柱銷，削邊銷進行定位，底板可以限制三個自由度；z軸平移，x、y軸旋轉。短圓柱銷可以限制x、y軸平移，削邊銷限制z軸旋轉。共限制了六個自由度。屬于完全定位。 4.4.2 定位誤差的分析 以夾具體底板和工件平面進行定位，在其橫向定位基準和工序基準重合，所以基準不重合誤差為0。 其基準位置誤差是原件制造過程中產(chǎn)生的，所以其誤差應為。 在其縱向上，基準不重合誤差為e不=0.043/2=0.0215mm，基準誤差e基=0，所以。 4.4.3 夾緊機構的設計及夾緊力的計算 夾緊力作用點選擇原則： （1）夾緊力的作用點應正對夾具定位支撐元件獲位于支撐元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內，以免工件產(chǎn)生位移和偏轉； （2）夾緊力的作用點應正對工件剛性較好的部位上，以使夾緊變形盡可能小，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。 本方案是選用螺旋夾緊機構，夾緊力作用在靠近加工孔的表面，這樣有利于減少振動產(chǎn)生的誤差。但該機構中的移動壓板為特殊設計，目的是為了實現(xiàn)工件兩個部位的夾緊，簡單實用。需要夾緊工件時，可以用人工將一個螺母擰緊，確保工件夾緊不會影響加工時的精度。 銑刀在切削工件時，會產(chǎn)生摩擦力。其摩擦系數(shù)，進給量為，修正系數(shù)為1. 其切削力約為400 N. 夾緊是由人工手動夾緊，一個螺旋壓板機構進行兩點固定，所以有兩倍的夾緊力朝下。確保在橫向銑槽的時候，工件不會移動，保證整個工藝系統(tǒng)的剛度。 夾緊力應為，安全系數(shù)為1.2，允許切削力為1200N. 夾緊力大約為1500N。 4.4.4 夾具方案及結構設計 該套夾具是由兩個支撐板，短圓柱銷，削邊銷，一個螺旋壓板夾緊機構組成的。兩個支撐板，短銷，削邊銷起定位作用，兩個支撐板分別用三個螺釘和夾具體聯(lián)接在一起。夾具主要就是靠螺栓來夾緊工件，讓其完全固定。夾具上有兩個支撐板作為支撐面，板上分別有1個通孔用來安裝短圓柱銷和削邊銷，作用就是完全限制了工件的六個自由度，方便加工，既不會欠定位也不會過定位。所用的夾緊機構為螺旋壓板結構，但壓板為特殊設計，這樣可以實現(xiàn)兩點壓緊工件，保證了銑槽過程中的剛度，使得加工更加穩(wěn)定，防止損壞工件和夾具。 4.5 鉆Φ4mm孔工序夾具設計 4.5.1 定位設計 每道工序的定位方案都需要根據(jù)被加工零件的結構、加工方法和具體的加工要素等情況來確定。首先要根據(jù)加工要求分析必須限制工件的哪些自由度，然后選擇合適的定位元件來限制工件必須限制的自由度。 如圖所示，本工序要保證油孔的正確位置和加工尺寸，需要限制5個自由度，其中除去繞Z軸的旋轉不用限制外，其他自由度都要進行限制?？梢圆捎靡粋€平面+兩個短銷（其中一個在Z方向上削邊）的方案進行定位，共限制6個自由度，完全定位，簡單方便，便于設計。 4.5.2 定位誤差的分析 定位誤差是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準的位置誤差。因為對一批工件來說，刀具調整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準是不變的，所以定位誤差就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。它有兩部分： （1）基準不重合誤差 加工φ4mm油孔時,距側面尺寸13的工序基準和定位基準都是側面，即基準重合，因此 （2）基準位置誤差 定位基準側面A的制造誤差，根據(jù)定義 （3）總的定位誤差 4.5.3 夾緊機構的設計及夾緊力的計算 夾緊力的方向選擇選擇： （1）夾緊力的作用方向不應破壞工件的即定位置； （2）夾緊力的作用方向應使所需夾緊力盡可能?。? （3）夾緊力的作用方向應使工件的夾緊變形最小。 夾緊力作用點選擇原則： （1）夾緊力的作用點應正對夾具定位支撐元件獲位于支撐元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內，以免工件產(chǎn)生位移和偏轉； （2）夾緊力的作用點應正對工件剛性較好的部位上，以使夾緊變形盡可能小，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。 本方案是選用螺旋夾緊機構，夾緊力作用在靠近加工孔的表面，這樣有利于減少振動產(chǎn)生的誤差。 夾緊力計算： 接觸面的摩擦系數(shù)取f=0.15，鉆油孔的切削力約為300N。擰緊螺母施加壓力，通過面間的摩擦力防止工件跑動。 為克服工件傾轉所需要的實際夾緊力 為防止工件平移所需要的實際夾緊力 取夾緊力400N。 4.5.4 夾具方案及結構設計 對上述夾具方案進行構思以后，確定夾具的各元件和裝置。選擇合適的定位夾緊件的規(guī)格，夾具的具體結構參考夾具總裝圖。  總結 這次課題，對我們來說有一定的難度，但是通過對這些問題的探索，不僅鞏固了我們的已了解的知識方面，而且還在其他方面有了一定的拓展，也培養(yǎng)了大家在團隊方面的協(xié)作能力和單體作圖分析能力。通過繪制夾具的裝配圖，對夾具的整個設計過程有了更深刻的認識和理解，同時提高了我們的CAD繪圖的能力。很慶幸自已能在這一次課程設計中，能夠積極對待，也為自已能掌握這門所謂工科里最難的專業(yè)而自豪。回想起來 ,?總覺得自已還是有很多的不足，要掌握的東西很多，很感謝我能有這么一次機會，讓自已更有興趣去學習、 去了解，這樣一來??,?通過它，我學會了一些平時疏忽的問題，鞏固了一些半信半疑的知識點，為今后的學習，畢業(yè)設計，邁向社會打下了一定基礎。 致謝 今年是一個注定不平凡的一年，面臨著未知的新冠疫情各位老師們仍然陪我們一起戰(zhàn)斗，授予我們知識和技能。特別感謝唐毅老師在這特殊的時期依然不忘在期末為我們再次展開全面的復習，也讓我們這次的機械制造技術基礎的課程設計能夠有更全面的了解和把握。 參考文獻 [1] 柯建宏.機械制造技術基礎課程設計.華中科技大學出版社，2008. [2] 呂明，等.機械制造技術基礎.武漢理工大學出版社，2001. [3] 王啟平，等.機床夾具設計.哈爾濱工業(yè)大學出版社，2006. [4] 孫恒，等.機械原理.高等教育出版社，2006. [5] 上海市金屬切削技術協(xié)會，金屬切削手冊［Ｍ］，上?？茖W技術出版社，2544. [6] 李洪，機械加工工藝手冊［Ｍ］，北京出版社，1996. 西南科技大學 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 　 零件圖號 KCSJ-01　 　 產(chǎn)品名稱 手柄 零件名稱 手柄 共 頁 第 頁 材 料 牌 號 45號鋼 毛坯種類 模鍛件 毛壞外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1　 每臺件數(shù) 1 備注 　 工序號 工序名稱 工 序 內 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 1 模鍛 2 銑 粗銑上端面至尺寸27±0.5 　 　 X5032 面銑刀 　 　 3 銑 粗銑下端面至尺寸26，達到圖示要求 　 　 X5032 面銑刀 　 　 4 擴、鉸 擴φ38H8孔至φ31.75H12，鉸至φ38H8； 擴φ22H9孔至φ21.7H12，鉸至φ22H9 　 　 Z5140A 擴孔鉆、鉸刀 　 　 5 銑 銑10H9槽至圖樣尺寸 　 　 X6130A 立銑刀 　 　 6　 鉆 鉆φ4孔至尺寸φ4±0.3 　 　 Z5125A 麻花鉆 　 　 7　 倒角 孔口倒角 　 　 Z5125A 锪鉆 　 　 8　 去毛刺 　 　 鉗工工具 　 　 9　 檢驗 　 　 　 　 10　 入庫 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 標記 處理 更改文件號 簽字 日期 標記 處理 更改文件號 簽字 　 設計（日期） 校對（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 　 日期 　 　 　 　 　 西南科技大學 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 KCSJ-01 文件編號 產(chǎn)品名稱 手柄 零件名稱 手柄 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 01 2 銑上端面 45號鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯數(shù) 每臺件數(shù) 模鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 X5032 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 01 專用夾具 含硫礦物油 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 切削工具 編號及名稱 輔助工序 編號及名稱 量檢具編號及名稱 主軸轉速（轉/分） 切削速度（米/分） 走刀量（毫米/轉） 吃刀深度（毫米） 走刀 次數(shù) 工時 機動 輔助 1 銑上端面至27±0.5 ?80面銑刀 專用夾具 游標卡尺 235 59.1 1.4 1 1 0.55 0.99 編制（日期） 校對（日期） 會簽（日期） 標準（日期） 審核（日期） 標記 處理 更改文件號 簽字 日期 標記 處理 更改文件號 簽字 日期 西南科技大學 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 KCSJ-01 文件編號 產(chǎn)品名稱 手柄 零件名稱 手柄 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 01 3 銑上端面 45號鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯數(shù) 每臺件數(shù) 模鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 X5032 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 01 專用夾具 含硫礦物油 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 切削工具 編號及名稱 輔助工序 編號及名稱 量檢具編號及名稱 主軸轉速（轉/分） 切削速度（米/分） 走刀量（毫米/轉） 吃刀深度（毫米） 走刀 次數(shù) 工時 機動 輔助 1 銑下端面至26 ?80面銑刀 專用夾具 游標卡尺 235 59.1 1.4 1 1 0.55 0.99 編制（日期） 校對（日期） 會簽（日期） 標準（日期） 審核（日期） 標記 處理 更改文件號 簽字 日期 標記 處理 更改文件號 簽字 日期 西南科技大學 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 KCSJ-01 文件編號 產(chǎn)品名稱 手柄 零件名稱 手柄 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 4 擴、鉸 45號鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯數(shù) 每臺件數(shù) 模鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z5140A 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 切削工具 編號及名稱 輔助工序 編號及名稱 量檢具編號及名稱 主軸轉速（轉/分） 切削速度（米/分） 走刀量（毫米/轉） 吃刀深度（毫米） 走刀 次數(shù) 工時 機動 輔助 1 擴φ37.75孔 Φ37.75擴孔鉆 專用夾具 卡尺 63 7.5 0.9 1.9 1 0.51 2 鉸φ38H8孔 Φ38H8機用高速鋼鉸刀 專用夾具 卡尺 125 14.9 1.8 0.125 1 0.13 3 擴φ21.7孔 Φ21.7擴孔鉆 專用夾具 卡尺 63 4.3 0.9 1.85 1 0.51 4 鉸φ22H9孔 Φ22H9機用高速鋼鉸刀 專用夾具 卡尺 125 8.6 0.9 0.15 1 0.26 編制（日期） 校對（日期） 會簽（日期） 標準（日期） 審核（日期） 標記 處理 更改文件號 簽字 日期 標記 處理 更改文件號 簽字 日期 西南科技大學 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 KCSJ-01 文件編號 產(chǎn)品名稱 手柄 零件名稱 手柄 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 5 銑 45號鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯數(shù) 每臺件數(shù) 模鍛件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 臥式銑床 X6130A 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 工步號 工步內容 切削工具 編號及名稱 輔助工序 編號及名稱 量檢具編號及名稱 主軸轉速（轉/分） 切削速度（米/分） 走刀量（毫米/齒） 吃刀深度（毫米） 走刀 次數(shù) 工時（分） 機動 輔助 1 銑10H9槽至圖樣要求 Φ10高速鋼直柄立銑刀 專用夾具 內徑千分尺 1200 37.7 0.02 5 6 3.06 1 編制（日期） 校對（日期） 會簽（日期） 標準（日期） 審核（日期） 標記 處理 更改文件號 簽字 日期 標記 處理 更改文件號 簽字 日期 西南科技大學 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 KCSJ-01 零件圖號 KCSJ-01 文件編號 產(chǎn)品名稱 手柄 零件名稱 手柄 共 1頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 6 鉆Ф4mm孔 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯數(shù) 每臺件數(shù) 模鍛件 175*54*28 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z5125A 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 專用器具 工步號 工步內容 切削工具 編號及名稱 輔助工序 編號及名稱 量檢具編號及名稱 主軸轉速（轉/分） 切削速度（米/分） 走刀量（毫米/轉） 吃刀深度（毫米） 走刀 次數(shù) 工時 機動 輔助 1 鉆Ф4mm孔 直柄麻花鉆鉆Ф4mm孔 專用夾具 內徑千分尺 1194 15 0.10 2 1 0.133 2 3 編制（日期） 校對（日期） 會簽（日期） 標準（日期） 審核（日期） 標記 處理 更改文件號 簽字 日期 標記 處理 更改文件號 簽字 日期