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機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品代號(hào)
零件圖號(hào)
零件名稱(chēng)
KCSJ-13
01
手柄套
材料
45
供應(yīng)狀態(tài)
毛坯種類(lèi)
毛坯重量(kg)
每一毛坯可制零件數(shù)
零件重量(kg)
大批量
45#
0.54
1
0.486
部門(mén)
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
設(shè)備
主要工藝裝備名稱(chēng)及規(guī)格
名稱(chēng)
型號(hào)
夾具
刀具
量具
輔具
10
下料
鋸床
專(zhuān)用夾具
游標(biāo)卡尺
20
粗銑端面、打中心孔
銑打?qū)C(jī)
Z8205
專(zhuān)用夾具
銑刀
游標(biāo)卡尺
30
粗車(chē)外圓
臥式車(chē)床
CA6140
專(zhuān)用夾具
普通外圓車(chē)刀
外徑千分尺
40
調(diào)質(zhì)處理
50
半精銑右端面
銑床
Z8205
專(zhuān)用夾具
端銑刀
游標(biāo)卡尺
60
半精車(chē)精車(chē)外圓，倒角C1
臥式車(chē)床
CA6140
專(zhuān)用夾具
普通外圓車(chē)刀
外徑千分尺
70
加工12H7mm孔倒角C1
立式鉆床
Z525
專(zhuān)用夾具
直柄麻花鉆
錐柄圓柱塞規(guī)
80
加工5mm孔，進(jìn)行鉆-精鉸
立式鉆床
Z525
專(zhuān)用夾具
直柄麻花鉆，鉸刀
錐柄圓柱塞規(guī)
深度百分尺
90
加工8mm孔和2x6H8mm孔
立式鉆床
Z525
專(zhuān)用鉆夾具
直柄麻花鉆，鉸刀
針式塞規(guī)、深度百分尺
鉆套
100
擴(kuò)32mm孔，倒角45°
立式鉆床
Z525
專(zhuān)用夾具
擴(kuò)孔鉆
錐柄圓柱塞規(guī)、深度百分尺
110
鉗工去毛刺
鉗工臺(tái)
120
檢驗(yàn)入庫(kù)
設(shè)計(jì)
共1頁(yè)
標(biāo)記
處數(shù)
文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
文件號(hào)
簽字
日期
車(chē) 間
1
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
1
共1頁(yè)
小 組
1
產(chǎn)品名稱(chēng)
手柄套
零件名稱(chēng)
手柄套
第1頁(yè)
工序號(hào)
30
工序名稱(chēng)
粗車(chē)外圓
零件毛重
零件凈重
一個(gè)工人看管機(jī)床臺(tái)數(shù)
1
零件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
1
每次加工數(shù)
1
材料
名 稱(chēng)
45鋼
牌 號(hào)
熱軋
狀 態(tài)
設(shè)備
名稱(chēng)型號(hào)
臥式車(chē)床
編 號(hào)
CA6410
夾具
名 稱(chēng)
專(zhuān)用夾具
代 號(hào)
冷 卻 液
乳化液
每批件數(shù)
10000
準(zhǔn)終時(shí)間
1min
基本時(shí)間
7.04s
單件時(shí)間
7.04s
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
刀具名稱(chēng)規(guī)格
或代號(hào)
量具名稱(chēng)規(guī)格
或代號(hào)
輔具名稱(chēng)規(guī)格或代號(hào)
加工尺寸(mm)
背吃刀量
(mm)
切削長(zhǎng)度
(mm)
加工余量
(mm)
切削速度
(m/min)
主軸轉(zhuǎn)速
(r/min)
進(jìn)給
量
mm/r
切削時(shí)間
(min)
1
粗車(chē)
YT5車(chē)刀
游標(biāo)卡尺
35
1.3
35
0.65
108
430
0..65
0.12
目錄
目錄…………………………………………………………………………………1
設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)…………………………………………………………………………2
序言…………………………………………………………………………………3
一、 零件的分析…………………………………………………………………3
（一） 零件的作用……………………………………………………………3
（二） 零件的工藝分析………………………………………………………3
二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………………………………………4
（一） 確定毛坯的制造形式…………………………………………………4
（二） 基面的選擇……………………………………………………………4
1. 粗基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………………4
2. 精基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………………4
（三） 制定工藝路線…………………………………………………………4
1. 工藝路線方案一………………………………………………………5
2. 工藝路線方案二………………………………………………………5
3. 工藝方案的比較和分析………………………………………………6
（四） 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定………………………7
1. 機(jī)械加工余量…………………………………………………………8
2. 工序尺寸和毛坯尺寸的確定…………………………………………9
三、 專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)………………………………………………………………9
（一） 設(shè)計(jì)主旨…………………………………………………………………9
（二） 夾具設(shè)計(jì)…………………………………………………………………9
1. 定位基準(zhǔn)的選擇………………………………………………………9
2. 鉆銷(xiāo)力以及夾緊力的計(jì)算……………………………………………10
3. 定位誤差分析…………………………………………………………11
4. 夾具設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明…………………………………………………14
四、 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)…………………………………………………………16
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………17
工藝與夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
(第6組)
設(shè)計(jì)題目：“手柄套”零件機(jī)械加工工藝及? 8mm孔鉆夾具設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)條件：批量生產(chǎn)
設(shè)計(jì)內(nèi)容：
1 產(chǎn)品零件圖（一張，CAD圖，打?。?
2 產(chǎn)品毛坯圖（鍛造毛坯）（一張，CAD圖打?。?
3 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片（該零件完整的工藝過(guò)程，手寫(xiě)或打?。?
4 機(jī)械加工工序卡片（所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)的工序，一張，手寫(xiě)或打?。?
5 夾具設(shè)計(jì)（裝配圖一張，主要零件圖三張，全部為1：1鉛筆圖）
6 工藝、夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（6000字以上，用專(zhuān)用紙撰寫(xiě)）
序言
機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)是機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)課程教學(xué)的一個(gè)不可或缺的輔助環(huán)節(jié)。它是我們?nèi)孢\(yùn)用課程及其有關(guān)選修課程的理論和實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一次重要實(shí)踐。
我希望能通過(guò)這次設(shè)計(jì)鞏固我們前面所學(xué)的知識(shí)，并深化我對(duì)它的理解，為以后更好地走向工作打下基礎(chǔ)。
因知識(shí)和能力有限，設(shè)計(jì)過(guò)程難免會(huì)有許多不足之處，還請(qǐng)老師指正。
一、零件的分析
圖1.1 手柄套零件圖
（一） 零件的作用
題目給出的是機(jī)床用“手柄套”，如圖1.1所示,它起著連接手柄和轉(zhuǎn)軸的作用，主要是用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而起到調(diào)控作用。其中?12孔用來(lái)安裝轉(zhuǎn)軸，并通過(guò)兩個(gè)?6H8mm孔進(jìn)行軸向固定。?8孔則用于安裝手柄，借此來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。?5H7mm孔只用于加工時(shí)的定位作用，通過(guò)它來(lái)保證3個(gè)徑向孔的位置精度。
（二） 零件的工藝分析
手柄套主要有兩組加工表面，她們相互間有一定的位置精度?，F(xiàn)分述如下：
1. 以?12H7mm孔為中心的加工表面。
它包括，?16mm孔，?12H7mm孔，左右兩端面，?45mm外圓面以及定位用的?5H7mm孔，它們?cè)诩庸r(shí)互為基準(zhǔn)，彼此相互聯(lián)系來(lái)保證形狀位置精度。另，工件的四個(gè)1x45°直角也可以并入該組加工表面。
2. 以?8mm為主的加工表面
它包括，?8mm孔和兩個(gè)?6H8mm孔，即徑向的三個(gè)圓面加孔。
這兩組表面以及表面組內(nèi)之間，有一定的位置要求，主要是：
(1) ?12mm孔軸線與?45mm右端面的垂直度公差為0.05mm；
(2) 兩個(gè)?6mm孔與?12mm孔軸線的位置度公差為0.12mm。
由上可知，對(duì)于這兩組表面，可以先加工一組（第一組）表面，然后借助專(zhuān)用夾具以及定位孔加工另一組表面（第一組），并且通過(guò)一次裝或互為基準(zhǔn)來(lái)保證其位置精度。
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
（一） 確定毛坯的制造形式
零件材料為45鋼?？紤]其耐磨性其受到的局部沖擊，選用鍛件。又因?yàn)榱慵戤a(chǎn)量為4000件，可采用普通模煅，以提高生產(chǎn)效率并保證加工質(zhì)量。
（二） 基面的選擇
基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高加工效率。否則，就會(huì)使加工工藝問(wèn)題百出，嚴(yán)重影響零件加工質(zhì)量和效率。
1. 粗基準(zhǔn)的選擇
因?yàn)榇肆慵Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，選用?45mm外圓面作為粗基準(zhǔn)即可。但加工時(shí)注意，因?yàn)榱慵绦?，不能以粗基?zhǔn)一次定位即完成初步加工，而需要兩次使用粗基準(zhǔn)，期間產(chǎn)生的二次定位誤差可通過(guò)后序的半精、精加工來(lái)彌補(bǔ)。
2. 精基準(zhǔn)的選擇
因?yàn)樵摿慵骷庸っ嬗幸欢ǖ男挝痪纫螅跃鶞?zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合和互為基準(zhǔn)的原則。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。
(三) 制定工藝路線
零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題。制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度等技術(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，可以采用萬(wàn)能機(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。初次以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。
1. 工藝路線方案一：
工序 1：粗車(chē)右端面和部分?45mm外圓面；
工序 2：粗車(chē)左端面和?45mm外圓面剩余部分，鉆?12mm孔；
工序 3：半精車(chē)、磨銷(xiāo)?45mm外圓；
工序 4：半精車(chē)左端面，車(chē)?16mm孔；
工序 5：擴(kuò)、鉸?12mm孔并半精車(chē)?45mm右端面，鉆?5mm孔；
工序 6：鉆?8mm孔；
工序 7：鉆2x ?6H8mm孔；
工序 8：精鉸?12mm孔并磨銷(xiāo)?45mm右端面；
工序 9：倒左端面1x45°直角；
工序10：倒右端面1x45°直角；
工序11：去毛刺；
工序12：清洗；
工序13：終檢。
2. 工藝路線方案二：
工序 1：粗車(chē)?45mm右斷面和部分?45mm外圓面；
工序 2：粗、半精車(chē)?45mm左端面，粗車(chē)剩余的?45mm外圓面，鉆?12mm孔，車(chē)?16mm孔；
工序 3：半精車(chē)、磨銷(xiāo)?45mm外圓面；
工序 4：擴(kuò)孔、鉆、鉸、精鉸?12mm孔，半精車(chē)?45mm右端面；
工序 5：磨銷(xiāo)?45mm右端面；
工序 6：鉆?5mm孔；
工序 7：鉆?8mm孔；
工序 8：鉆、精鉸兩個(gè)?6mm孔；
工序 9：倒左端面1x45°角；
工序10：右端面1x45°角；
工序11：去毛刺；
工序12：清洗；
工序13：終檢。
3. 工藝方案的比較和分析
上述兩個(gè)方案最大的區(qū)別在于兩個(gè)面組的加工順序的不同。方案一是將第二面組插入到第一面組中加工。而方案二則是先完全加工完第一面組后再加工第二面組，雖然方案一能減少去毛刺的工作量，但違背了基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，且在定位面和基準(zhǔn)面未加工的情況下，第二面組位置精度難以滿足，特別是150+0.08mm。而方案二中，工序2過(guò)于集中，粗精未分離，這將導(dǎo)致左端面偏斜，?16mm孔偏小，工序5則恰好相反，未了保證?12mm軸心和右端面的垂直度，應(yīng)該將它和工序4放在一起，即一起加工。故決定采用方案二加工的順序并分離和合并部分工序。具體工藝過(guò)程如下：
工序 1：粗車(chē)?45mm右端面和部分?45mm外圓面；
工序 2：粗車(chē)?45mm左端面和剩余的外圓面部分；
工序 3：鉆?12mm孔；
工序 4：半精車(chē)，磨銷(xiāo)?45mm外圓面；
工序 5：半精車(chē)?45左端面，車(chē)?16面；
工序 6：擴(kuò)、鉸、精鉸?12mm孔，半精車(chē)、磨銷(xiāo)?45mm右端面；
工序 7：鉆?5mm孔；
工序 8：鉆?8mm孔；
工序 9：鉆兩個(gè)?6mm孔；
工序10：倒左端面1x45°角；
工序11：倒右端面1x45°角；
工序12：去毛刺；
工序13：清洗；
工序14：終檢。
以上工藝過(guò)程理論上說(shuō)是非常合理的，但一旦考慮到機(jī)床工具的選擇，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，它還是不理想。首先，工序2和工序3精度要求不高，完全可以用轉(zhuǎn)塔式車(chē)床將它們并作一道工序；其次，工序4和工序6中都需要進(jìn)行車(chē)銷(xiāo)加磨銷(xiāo)，這就得使用加工中心才能實(shí)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)性差，查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表2—4和2—6，發(fā)現(xiàn)使用精車(chē)代替磨銷(xiāo)一樣能達(dá)到精度要求。再者，倒角工序10和11完全可以在前面加工過(guò)程中一起加工，無(wú)需再次裝夾。綜合，最終確定工藝路線如下：
工序 1：普通模鍛；
工序 2：正火；
工序 3：粗車(chē)右端面和部分外圓面。以?45mm外圓面為基準(zhǔn)，選用CA6140車(chē)床；
工序 4：粗車(chē)左端面和剩余的?45mm外圓面部分，鉆?12mm孔。以?45mm外圓面為基準(zhǔn)，選用C365L式轉(zhuǎn)塔式車(chē)床；
工序 5：半精車(chē)，精車(chē)?45mm外圓面。以?12mm孔為基準(zhǔn)，選用CA6140車(chē)床；
工序 6： 半精車(chē)?45mm左端面，車(chē)?16mm孔，倒1x45°直角。以?45mm外圓面為基準(zhǔn)，并選CA6140車(chē)床；
工序 7：擴(kuò)、鉸、精鉸?12mm孔，半精車(chē)，精車(chē)?45mm右端面，保證尺寸35mm，倒直角1x45°。以?45mm外圓面為基準(zhǔn)，選用C365L轉(zhuǎn)塔式車(chē)床；
工序 8：鉆，精鉸?5mm孔，使用專(zhuān)用夾具CJ—01。以?45mm左端面和?12mm孔定位，選用Z525鉆床；
工序9：鉆?8mm孔，使用專(zhuān)用夾具CJ-02。以?45右端面?12mm孔、?5mm孔定位，選用Z525鉆床；
工序10：鉆成90°的?6mm孔，保證13尺寸和相應(yīng)位置度，使用專(zhuān)用夾具CJ-03.以?45mm右端面、?12mm孔、?5mm孔定位，選用Z525鉆床；
工序11：去毛刺；
工序12：清洗；
工序13：終檢。
以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)“機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片”和“機(jī)械加工工序卡片”。
（四） 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“手柄套”零件材料為45鋼，硬度為207-241HBW，毛坯重量約為0.46kg，生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，采用普通模鍛毛坯。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，結(jié)合《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.機(jī)械加工余量
確定外圓表面沿軸線及徑向方向的加工余量（?45mm及35mm），查《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《手冊(cè)》）表2-7及2-9，其中鍛件重量為0.4kg，鍛件復(fù)雜數(shù)為S1，鍛件輪廓尺寸≤315mm，采用一般加工精度F1,故軸向余量1.5mm∽2.0mm，取2mm，徑向余量1.5mm∽2.0mm，取1.9mm。
2.工序尺寸和毛坯尺寸的確定
（1）. 外圓表面（?45mm）分步加工余量
查《手冊(cè)》表7-2/7-5，結(jié)合1所得結(jié)果，擬定加工余量，如下：
粗 車(chē)： ?46.8mm 2Z=2mm
半精車(chē)： ?45.3mm 2Z=1.5mm
精 車(chē)： ?45.0mm 2Z=0.3mm
（2）. 左右端面分步加工余量
由上述已確定了毛坯的長(zhǎng)度為39mm。查《手冊(cè)》表7-2/7-4，結(jié)合1所得結(jié)果，擬定加工余量如下：
右端面
左端面
粗車(chē)：37.8mmZ=1.2mm
粗 車(chē)： 36.4mmZ=1.4mm
半精車(chē)： 35.8mmZ=0.6mm
半精車(chē)：35.3mmZ=0.5mm
精 車(chē)：35mmZ=0.3mm
（左右端面交替加工，尺寸彼此聯(lián)系）
（3）. 內(nèi)孔?12mm
毛坯為實(shí)心，不沖孔?？拙葹镮T7，參照《手冊(cè)》表7-11，可確定工序尺寸及余量為:
鉆孔: ?11.0mm
擴(kuò)孔：?11.85mm 2Z=0.85mm
粗鉸：?11.95mm 2Z=0.1mm
精鉸：?120+0.018mm 2Z=0.05mm
（4）. 定位孔?5mm
孔具有較高的位置精度，參照《手冊(cè)》表7-11，可確定工序尺寸及余量為：
鉆孔：?4.8mm
精鉸：?5.0mm 2Z=0.2mm
（5）. 兩個(gè)徑向孔?6mm
?6mm孔具有較高的位置度，參照《手冊(cè)》表7—11，可確定其工序尺寸及余量為：
鉆孔：?5.8mm
精鉸：?6.0mm 2Z=0.2mm
由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量。
綜合以上分析，可確定毛坯長(zhǎng)度為39mm，直徑為45.8 mm，如下圖4.2所示：
圖4.2 零件毛坯圖
5確定切削用量及基本時(shí)間
切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先確定切削深度、進(jìn)給量，再確定切削速度。選擇兩個(gè)典型的工序，工序3粗車(chē)外圓和工序7加工12H7mm孔，進(jìn)行鉆-粗鉸-精鉸進(jìn)行計(jì)算。
5.1工序30粗車(chē)外圓的切削用量及基本時(shí)間
本工序?yàn)榇周?chē)外圓面。已知工件材料：45鋼，，熱軋制型材；機(jī)床為CA6140臥式車(chē)床；刀具：硬質(zhì)合金，YT5。下面的相關(guān)數(shù)據(jù)根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》確定。
CA6140機(jī)床中心高為200mm，查表1.1，選擇刀桿，刀片厚度4.5mm，由表1.3，選擇車(chē)刀幾何形狀為平面帶倒棱型，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
5.1.1工序30切削用量的確定
（1）確定切削深度 此工序直徑加工余量為1.3mm，單邊余量?jī)H為0.65mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故。
（2）確定進(jìn)給量f 根據(jù)表1.4，在粗車(chē)鋼料，刀桿尺寸為，，工件直徑為40～60mm，，查表1.31，選擇f=0.56mm/r.
（3）選擇車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由表1.9，車(chē)刀后面最大磨損限度選擇1.0mm，普通車(chē)刀壽命T=60min。
（4）確定切削速度v 根據(jù)表1.10查得切削速度查表1.28得切削速度修正系數(shù)為
修正后的切削速度為
按CA6140機(jī)床轉(zhuǎn)速，選擇n=11.8 ，則實(shí)際切削速度
5.1.2檢驗(yàn)機(jī)床功率
由表1.24，查得Pc=2.4k W。切削功率的修正系數(shù)
，
故實(shí)際切削時(shí)功率為,而機(jī)床主軸允許功率為，，故選用的切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行。
最后確定切削用量為：。
5.1.3基本時(shí)間的確定
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6.2-1，車(chē)外圓的基本時(shí)間為
，式中
取，
查表6.2—2取，
則基本時(shí)間
5.2工序70加工12H7mm孔的切削用量及基本時(shí)間
本工序?yàn)榧庸た准庸?，要求：加?2H7mm孔，進(jìn)行鉆-粗鉸-精鉸。先鉆孔再粗鉸、精鉸孔，尺寸保證到。機(jī)床：Z525立式鉆床，刀具：高速鋼的標(biāo)準(zhǔn)鉆頭和標(biāo)準(zhǔn)鉸刀。查表2.12，直柄麻花鉆直徑，刀具壽命T=45min；標(biāo)準(zhǔn)鉸刀,刀具壽命T=40min。
5.2.1鉆孔
5.2.1.1確定進(jìn)給量f 根據(jù)表2.7，查得f=0.25~0.31mm/r，由Z525鉆床參數(shù)確定f=0.28mm/r。
5.2.1.2確定切削速度v 根據(jù)表2.14，表2.13查得，由表2.31得切削速度修正系數(shù)
，故
按機(jī)床轉(zhuǎn)速參數(shù)，選擇n=392r/min，則實(shí)際切削速度
5.2.1.3檢驗(yàn)扭矩功率 根據(jù)表2.32，表2.33，鉆孔時(shí)扭矩及功率 ，式中，則。而轉(zhuǎn)速為n=392r/mim的Z525型立式鉆床能傳遞的扭矩為。。經(jīng)計(jì)算 ，檢驗(yàn)成立。
5.2.2鉸孔
5.2.2.1確定進(jìn)給量f 根據(jù)表2.11查得f=0.65~1.4mm/r，按Z525鉆床選擇
三、專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)
專(zhuān)用夾具能大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，在批量和大量生產(chǎn)重意義重大。
經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，我需要設(shè)計(jì)的是第9道工序，即?8mm孔加工用夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床。刀具為一個(gè)高速鋼麻花鉆。
(一) 設(shè)計(jì)主旨
本夾具主要用來(lái)鉆?8mm通孔，技術(shù)要求不高，沒(méi)有形位精度限制，且孔徑不大，可一次鉆銷(xiāo)完成。因此，本道工工序加工時(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，而精度則不是主要問(wèn)題。
(二) 夾具設(shè)計(jì)
1. 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，零件對(duì)于?8mm孔的加工并沒(méi)有位置及公差要求。但考慮到零件右端面與?12H7mm中心孔的垂直度，右端面的精度較高以及右端面采用一面兩銷(xiāo)定位方式的方便性，此處的定位基準(zhǔn)選擇?12H7mm中心孔的右端面。
2. 鉆銷(xiāo)力以及夾緊力的計(jì)算
（1） 鉆銷(xiāo)力的計(jì)算：
材料為高速鋼，則據(jù)《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表3—4，查得鉆銷(xiāo)時(shí)軸向力、轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式為：
Ff=CFfdZFffYFfKFf
Mc=CMfdZMcfYMcKMc
式中, CFf=600,d=8mm,ZFf=1.0, f=195r/min,YFf=0.7,KFf=1,
CMf=0.305,ZMc=2.0,f=195r/min,YMc=0.8,KMc=1
代入數(shù)據(jù)，得：Ff = 600X0.008X(195/60)0.7X1 = 11N
Mc = 0.305X0.0082.0X(195/60)0.8X1 = 5X10-6N·m
由于轉(zhuǎn)矩的值太小，對(duì)工件的定位加工影響不大，故可以忽略不計(jì)。
（1） 夾緊力的計(jì)算：
左端面及右端面與夾具上的開(kāi)口墊圈及夾具體的摩擦系數(shù)分別為0.3及0.1，所以理論上，夾緊力：
F= Ff/u=11/(0.3+0.1)=27.5N
在計(jì)算鉆銷(xiāo)力時(shí)必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)K=K1K2K3K4。
式中：K1—基本安全系數(shù)，K1=1.5；
K2—加工性質(zhì)系數(shù)，K2=1.1；
K3—刀具鈍化系數(shù)，K3=1.1；
K4—斷續(xù)切銷(xiāo)系數(shù)，K4=1.1；
于是:F′=K X Ff=1.5X1.1X1.1X1.1X27.5=55N。此時(shí)，F(xiàn)′已大于所需的27.5N夾緊力，故本夾具可以安全地工作。
3. 定位誤差分析
（1） 定位元件及公差的確定
<1> 本夾具采用一面兩銷(xiāo)定位，由于用于定位的兩孔直徑分別為5mm及12mm，故主要定位元件為一圓柱銷(xiāo)和一菱形銷(xiāo)。
1） 確定兩銷(xiāo)的中心距 兩銷(xiāo)中心距的偏差一般取兩孔中心距偏差的1/5—1/3，當(dāng)孔距公差大時(shí)，取小值；反之，取大值，以便于制造。因此處孔距公差為0.08mm，故取0.026mm。
2） 確定第一個(gè)定銷(xiāo)直徑尺寸d1 取d1min=D1max，定位銷(xiāo)的直徑公差一般按g6、h7配合選取，最后取d1=12.008h7mm。
3） 確定菱形銷(xiāo)寬度b和B 菱形銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，查《機(jī)械制造工藝學(xué)》表5—1選?。篵=2mm，B=4.5mm。
4） 計(jì)算菱形銷(xiāo)直徑尺寸 先按下式計(jì)算出菱形銷(xiāo)與孔配合的最小間隙，再計(jì)算菱形銷(xiāo)直徑尺寸d2，并按g6或f7選取偏差，然后圓整處理：
Δ2min≈2b（δLD+δLd）/D2
d2=D2-Δ2min
式中 Δ2min—菱形銷(xiāo)與孔配合的最小間隙，單位為mm；
b—菱形銷(xiāo)的寬度，單位為mm；
δLD、δLd—為工件上兩孔中心距公差和夾具上兩銷(xiāo)中心距公差，單位為mm；
D2—工件上菱形銷(xiāo)定位孔直徑，單位為mm；
D2—菱形銷(xiāo)直徑尺寸，單位為mm。
分別代入數(shù)據(jù)，得：Δ2min ≈ 2X2（0.08+0.026）/5 = 0.0848mm
d2 = 5-0.0848 = 4.9152mm
<2> 定位銷(xiāo)的設(shè)計(jì)
查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)手冊(cè)》圖2-1-3及表2-1-3，得定位銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)如下圖3.3.1.2所示：
圖3.3.1.2 定位銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)
<3> 鉆套的設(shè)計(jì)
查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)手冊(cè)》圖2-1-146及表2-1-146，得鉆套的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)如下圖3.3.1.3所示：
圖3.3.1.3 鉆套的結(jié)構(gòu)
其中，d=8F7mm，D=12m6mm，D1=22mm，D2=18mm，H=20mm，h=10m，h1=6mm，h2=12mm，h3=14mm，r=16mm，r1=1mm，m=7mm，m1=7mm，a=0.5mm，b=2mm，α=50°，δ=0.008mm，配鉆套螺釘M6。
<4>鉆套襯套的計(jì)設(shè)計(jì)
查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)手冊(cè)》圖2-1-174及表2-1-174，得鉆套襯套的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)如下圖3.3.1.4所示：
圖3.3.1.4 鉆套襯套的結(jié)構(gòu)
其中：d=18F7mm，D=26n6mm，D1=30mm，H=16mm，h=4mm，C=1mm,C1=2mm,
C2=1.5mm,a=0.5mm,b=2mm, δ=0.008mm。
<5>手柄的設(shè)計(jì)
查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)手冊(cè)》圖2-1-224及表2-1-222，得手柄的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)如下圖3.3.1.5所示：
圖3.3.1.5 手柄的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)
（2） 零件的位置誤差
零件圖上并沒(méi)有對(duì)孔的公差及配合等進(jìn)行規(guī)定，故孔的定位精度并不高。即在實(shí)際工作過(guò)程中，夾具體對(duì)工件的一般誤差，并不影響鉆床對(duì)工件的加工。
1> 由于?8mm孔的軸向定位是以右端面為基準(zhǔn)的，而此處夾具的設(shè)計(jì)同樣是以右端面為基準(zhǔn)，即符合基準(zhǔn)重合原則，誤差為0。
2> 從零件圖上可知，?12mm孔與右端面的垂直度最大偏差為0.05mm。所以，?8mm孔與右端面的垂直度最大偏差也為0.05mm。
3> 圓柱位銷(xiāo)的定位誤差 ：由于是孔的誤差引起，故此誤差為0.08mm。
4> 磨損造成的誤差一般不超過(guò)0.005mm。
5> 鉆模對(duì)刀誤差：因加工孔的孔徑D’等于鉆頭孔徑d，由于鉆套孔徑D的約束，一般情況下，D’大于D,即加工孔中心實(shí)際上與轉(zhuǎn)套中心重合，因此，鉆模對(duì)刀誤差趨于0。
6> 夾具相對(duì)于刀具的誤差取0.01mm。
4. 夾具設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明
本夾具用于在鉆床上加工孔,采用了一面兩銷(xiāo)定位，六個(gè)自由度完全限制。外加左端面的夾緊，夾具對(duì)工件在加工過(guò)程中的固定完全能達(dá)到要求。因本工件的加工量為大批量生產(chǎn)，故夾具要盡量簡(jiǎn)單，且方便拆卸。所以?shī)A具又采用了手動(dòng)螺旋壓板機(jī)構(gòu)對(duì)工件左端面的夾緊方式。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊可靠。
夾具體三維圖如下圖3.2.4所示:
圖3.2.4 夾具體三維立體圖及爆炸圖
四、課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)
經(jīng)過(guò)兩個(gè)星期的艱苦奮斗，夾具設(shè)計(jì)結(jié)束了。在我完成的那一剎那，心里是百感交集，心曠神怡，豁然開(kāi)朗。在兩周的設(shè)計(jì)中，我遇到了很多的困難，我沒(méi)有氣餒，沒(méi)有放棄，沒(méi)有妥協(xié)。而是通過(guò)一次又一次的計(jì)算，一次又一次的修改，反復(fù)的推敲，分析。不懂的就看書(shū)，看不懂的就去問(wèn)。最終是，山重水復(fù)疑無(wú)路，柳暗花明又一村。
此次設(shè)計(jì)是對(duì)手柄套的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，其零件為模鍛，具有體積小，零件簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時(shí)，就先加工面，再以面為基準(zhǔn)來(lái)加工其它，其中各工序夾具都采用專(zhuān)用夾具，特別的對(duì)于加工?8mm孔工序中，選一面兩銷(xiāo)的定位方式，并以操作簡(jiǎn)單的手動(dòng)夾緊方式夾緊，其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，方便且能滿足要求。
回顧這兩周的設(shè)計(jì)，總體上說(shuō)我還是學(xué)到了很多的東西。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)3年中所學(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。這次課程設(shè)計(jì)還使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。
生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見(jiàn)證著收獲。勞動(dòng)是人類(lèi)生存生活永恒不變的話題。我想說(shuō)，設(shè)計(jì)確實(shí)有些辛苦，但苦中也有樂(lè)，，一起工作可以讓我們有說(shuō)有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂(lè)在這里灑下,讓我感覺(jué)我和同學(xué)們之間的距離更加近了；我想說(shuō)，設(shè)計(jì)確實(shí)很累，但當(dāng)我們研究出數(shù)據(jù)制成成果時(shí)，心中也不免產(chǎn)生興奮； 這次設(shè)計(jì)是我成功邁向成功的第一步。
雖然這次設(shè)計(jì)中會(huì)有錯(cuò)誤，做的也沒(méi)有別人的好，但是這畢竟是我的第一次獨(dú)立完成的設(shè)計(jì)。我為之付出了汗水，百分百的心意。不管結(jié)果的成績(jī)會(huì)怎樣，我已經(jīng)努力過(guò)。只有經(jīng)過(guò)地獄的磨練才能創(chuàng)造天堂的美。沒(méi)有流過(guò)血的手指，彈奏不出世間的絕唱。
五、參考文獻(xiàn)
[1] 楊叔子主編.機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002
[2] 吳拓，方瓊珊主編.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[3] 孫本緒，熊萬(wàn)武主編.機(jī)械加工余量手冊(cè).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1999
[4] 李云主編.機(jī)械制造工藝及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998
[5] 王光斗，王春福主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000
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[7] 劉守勇主編.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999（5）
第 20 頁(yè) 共 20 頁(yè)
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱(chēng)
零件名稱(chēng)
手柄套
共
8
頁(yè)
第
1
頁(yè)
車(chē)間
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
材 料 牌 號(hào)
1
加工12H7mm孔倒角C1
45#
毛 坯 種 類(lèi)
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
模鍛件
1
1
設(shè)備名稱(chēng)
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
立式鉆床
Z525
1
夾具編號(hào)
夾具名稱(chēng)
切削液
夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱(chēng)
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
加工12H7mm孔倒角C1
立式鉆床專(zhuān)用夾具直柄麻花鉆
100
31.4
0.2
3.2
1
1
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱(chēng)
零件名稱(chēng)
手柄套
共
頁(yè)
第
頁(yè)
車(chē)間
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
材 料 牌 號(hào)
2
加工5mm孔，進(jìn)行鉆-精鉸
45#
毛 坯 種 類(lèi)
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
模鍛件
1
1
設(shè)備名稱(chēng)
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
立式鉆床
Z525
1
夾具編號(hào)
夾具名稱(chēng)
切削液
夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱(chēng)
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
錐柄圓柱塞規(guī)
深度百分尺
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
加工5mm孔，進(jìn)行鉆-精鉸
專(zhuān)用鉆夾具、游標(biāo)卡尺、鉆頭
300
94.2
1.5
1
1
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱(chēng)
零件名稱(chēng)
手柄套
共
8
頁(yè)
第
3
頁(yè)
車(chē)間
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
材 料 牌 號(hào)
3
擴(kuò)32mm孔，倒角45
45#
毛 坯 種 類(lèi)
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
模鍛件
1
1
設(shè)備名稱(chēng)
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
立式鉆床
Z525
1
夾具編號(hào)
夾具名稱(chēng)
切削液
夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱(chēng)
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
錐柄圓柱塞規(guī)、深度百分尺
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
擴(kuò)32mm孔，倒角45
專(zhuān)用鉆夾具、游標(biāo)卡尺、鉆頭
600
188.4
1.5
4.2
1
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期