2359 車床手柄座加工工藝及關(guān)鍵工序工裝設(shè)計(jì),車床,手柄,加工,工藝,關(guān)鍵,癥結(jié),樞紐,工序,工裝,設(shè)計(jì) 車床手柄座加工工藝及關(guān)鍵工序工裝設(shè)計(jì)1 緒論機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量 、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的重要保證和重要依據(jù)。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在加深對課程基本理論的理解和加強(qiáng)對解決工程實(shí)際問題能力的培養(yǎng)方面發(fā)揮極其重要的作用 [1]。利用更好的夾具可以保證加工質(zhì)量，機(jī)床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工面與定位面以及被加工表面相互之間的位置精度；提高生產(chǎn)率、降低成本，使用夾具后可以減少劃線、找正等輔助時(shí)間，且易于實(shí)現(xiàn)多工位加工。擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，在機(jī)床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍。減輕工人勞動強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)具進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù) [2]。1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的車床手柄座是某企業(yè)產(chǎn)品中的關(guān)鍵零件之一，生產(chǎn)量比較大。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高加工效率，需要對其加工工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在關(guān)鍵工序使用組合機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床進(jìn)行加工。本課題即以此為背景，要求學(xué)生根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和車床手柄座零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)之上，選擇其關(guān)鍵工序之一進(jìn)行專用夾具及加工用組合機(jī)床設(shè)計(jì)，并完成必要的設(shè)計(jì)計(jì)算 [3]。通過這樣一個(gè)典型環(huán)節(jié)綜合訓(xùn)練，達(dá)到綜合訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識，解決工程實(shí)際問題的能力。1.2 車床手柄座設(shè)計(jì)的基本情況車床手柄座是某企業(yè)產(chǎn)品的主要零件之一。本課題要求根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要和車床手柄座零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)之上，選擇其關(guān)鍵工序之一進(jìn)行專用夾具及加工用組合機(jī)床設(shè)計(jì)，并完成必要的設(shè)計(jì)計(jì)算。1.3 工藝方案1.3.1 工藝路線方案一 工序一 粗、精銑 φ 20 孔上端面 工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ 20、 φ 50 孔 工序三 粗、精銑 φ 50 孔上端面 工序四 粗、精銑 φ 50、 φ 20 孔下端面工序五 切斷 工序六 鉆 φ 4 孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔） 工序七 鉆一個(gè) φ 4 孔，攻 M6 螺紋 工序八 銑 47°凸臺 工序九 檢查 上面工序加工效率較高，但同時(shí)鉆三個(gè)孔，對設(shè)備有一定要求。且看另一個(gè)方案。 1.3.2 工藝路線方案二 工序一 粗、精銑 φ 20 孔上端面 工序二 粗、精銑 φ 20 孔下端面 工序三 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ 20 孔工序四 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ 50 孔 工序五 粗、精銑 φ 50 孔上端面 工序六 粗、精銑 φ 50 孔下端面 工序七 切斷 工序八 鉆 φ 4 孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔） 工序九 鉆一個(gè) φ 4 孔，攻 M6 螺紋 工序十 銑 47°凸臺 工序十一 檢查 上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，但效率較低。綜合考慮以上步驟，得到我的工藝路線。 1.3.3 方案一與方案二比較 雖然工序仍然是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線方案二快了一倍（實(shí)際銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整） 。多次加工 φ 50、 φ 20孔是精度要求所致。1.3.4 工藝路線方案三 工序一 銑 φ 45mm 凸臺端面工序二 鉆，擴(kuò)，鉸 φ 25H8mm 內(nèi)孔工序三 鉆，粗鉸，精鉸 φ 10H7mm 孔工序四 鉆，鉸 φ 13mm 孔工序五 鉆 φ 8.5mm 底孔工序六 鉆，粗鉸，精鉸 φ 14H7mm 孔工序七 鉆 φ 5mm 圓錐孔工序八 鉆槽底通孔 φ5.5mm工序九 拉鍵槽 6H9mm工序十 鉆底孔，攻螺紋 M10mm工序十一 檢查。 2 零件分析2.1 零件的工藝分析粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取 φ 20 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊 V 形塊支承這兩個(gè) φ 32 作主要定位面，限制 5 個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后 1 個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。 精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。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，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。2.2 零件的加工工序(1)銑，半精銑 φ 45mm 凸臺端面(2)銑，半精銑大端面(3)鉆，擴(kuò)，鉸 φ 25H8mm 內(nèi)孔(4)鉆，粗鉸，精鉸 φ 10H7mm 孔(5)銑槽 mm23.014?(6)鉆粗鉸精鉸 φ14H7mm 孔(7)鉆底孔，攻螺紋 M10mm(8)鉆 φ 5mm 圓錐孔(9)拉鍵槽 φ 6H9mm(10)鉆槽底通孔 φ 5.5mm2.3 粗加工零件時(shí)切削用量的選擇原則粗加工時(shí)加工精度與表面粗糙度要求不高,毛坯切削余量較大。因此，選擇粗加工的切削用量時(shí)，要盡可能保證較高的單位時(shí)間金屬切削量（金屬切除率）及必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)效率和降低加工成本 [4]。金屬切除率可以用下式計(jì)算：Zw=V.f.ap.1000 (2.1)式中：Zw 單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量（mm/s）V 切削速度（m/s）f 進(jìn)給量（mm/r）ap 切削深度（mm）提高切削速度、增大進(jìn)給量和切削深度，都能提高金屬切除率。但是，在這三個(gè)因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，影響最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的切削深度(ap） ，其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量度 f，最后確定一個(gè)合適的切削速度 V。選用較大的 ap和 f 以后，刀具耐用度顯然也會下降，但要比 V 對刀具耐用度的影響小得多，因此，使 V、 f、 ap 的乘積盡可能大，從而保證較高的金屬切除率。此外，增大 ap可使走刀次數(shù)減少，增大 f 又有利于斷屑。因此，根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的 [5]。2.3.1 切削深度的選擇粗加工時(shí)切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量將粗加工余量一次切除。只有當(dāng)總加工余量很大，一次不能切完時(shí)，應(yīng)考慮分多次走刀 [6]。2.3.2 進(jìn)給量的選擇粗加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的因素主要是切削力。因此，進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度來確定。選擇進(jìn)給量時(shí)應(yīng)考慮到機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長度等。在工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度好的情況下，可選用大一些的進(jìn)給量；在剛性和強(qiáng)度較差的情況下，應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量 [7]。2.3.3 切削速度的選擇粗加工時(shí)，切削速度主要受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制。切削深度、進(jìn)給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時(shí)必須考慮到機(jī)床的許用功率。如超過了機(jī)床的許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度 [8]。2.4 精加工零件時(shí)切削用量的選擇原則精加工時(shí)加工精度和表面質(zhì)量要求較粗加工高，加工余量小且均勻。因此，選擇精加工的切削用量時(shí)應(yīng)先考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率。2.4.1 切削深度的選擇精加工時(shí)的切削深度應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當(dāng)背吃刀量較大時(shí)，切削力顯著增加，影響加工質(zhì)量 [9]。2.4.2 進(jìn)給量的選擇精加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度。進(jìn)給量增大時(shí)，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力增大，表面質(zhì)量下降。2.4.3 切削速度的選擇切削速度提高時(shí)，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，盡可能提高切削速度。只有當(dāng)切削速度受到工藝條件限制而不能提高時(shí)，才選用低速，以避開積屑瘤產(chǎn)生的范圍。由此可見，精加工時(shí)選用較小的背吃刀量 ap 和進(jìn)給量 f，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度 V， 以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)滿足生產(chǎn)率的要求 [10]。3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1 制定工藝路線 制定工藝路線得出發(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)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(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 [11]。 3.2 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的作用及要求夾具是卡緊工件用的。比如機(jī)床加工時(shí)，主軸有幾千轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，工件必須要固定好，否則工件飛出傷人后果嚴(yán)重。卡具設(shè)計(jì)要合理，即卡緊可靠，又要定位準(zhǔn)確，較少誤差，并保護(hù)好已加工好的表面。才能保證工件質(zhì)量。夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件,在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。為保證工件的加工要求，必須使工件在機(jī)床上處于準(zhǔn)確的位置，夾具就是用來實(shí)現(xiàn)這一要求的 [12]。3.3 基本工序的設(shè)計(jì)3.3.1 工序 Ⅰ 切削用量及基本工時(shí)的確定(1)銑 Φ 45 端面選擇銑刀半徑為 25mm，齒數(shù) Z=6（見《工藝手冊》表 3.1－27）mm/z (3.1)1.0?zfmm, min（《切削》表 3.7 和《切削》表 3.8）5od80Tm/min（《切削》 表 3.9）2cvr/m 4.1275010????dnc向按機(jī)床選取 r/min6向?qū)嶋H切削速度 m/min (3.2)12.50ndVD??mm/min (3.3)4615.?Zfz銑床工作臺進(jìn)給量： mm/min向f基本工時(shí)： min3.0152??t(2)半精銑 Φ 45 端面加工余量為 Z=1mm切削速度為 m/min20?cVr/min4.17向n選用主軸為 r/min6向mm/min (3.4)1405.???ZfVz基本工時(shí)： min5.2?t3.3.2 工序Ⅱ切削用量及基本工時(shí)的確定(1)粗銑大端面進(jìn)行兩次銑削，第一次 Z=2mm，第二次 Z=1mmm/min20?cVr/min (3.5)1740dn?向選用主軸為 r/min6向?qū)嶋H切削速度： m/min (3.6)12.50?dnVC向工作臺進(jìn)給量： mm/min460.?Zfz基本工時(shí)： min5.1503?t(2)半精銑大端面切削速度： m/min2?cVr/min4.17向n選用主軸為 r/min60向工作臺進(jìn)給量： m/min10?f基本工時(shí)： min98.2356?t3.3.3 工序Ⅲ切削用量及基本工時(shí)的確定(1)鉆孔 Φ 23mm選擇 Φ23mm 高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見《工藝手冊》表 3.1－6）mm/r（《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16）43.0?向fm/min（《切削》表 2.15）硬度 200－21715cVr/min (3.7)2083???Dnc向按機(jī)床選取 r/min（《工藝》表 4.2－5）195向?qū)嶋H切削速度： m/min08.1490???向nVc基本工時(shí)： min（《工藝》表 6.2－5）6.3.158421???向flt(2)擴(kuò)孔 mm084.2?選擇 Φ24.8mm 高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆（《工藝》表 3.1－8）由《切削》表 2.10 得擴(kuò)孔鉆擴(kuò) Φ24.8mm 孔時(shí)的進(jìn)給量f=0.7mm/r～0.8mm/r，由《工藝》表 4.2－16 取 mm/r 擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度72.0?向f向ccV???????31~2由《切削》表 2.15 得 m/min，故：14c7m/min～4.7m/min???????c31~289r/min～60r/min???8.247~0?DVnc按機(jī)床選取 r/min6?向m/min (3.8)9.510.向c基本工時(shí)： min1.72.0683421?????向nflt(3)鉸 mm 孔023.15??選擇 Φ25mm 高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（《工藝》表 3.1－17）由《切削》表 2.24 得 f=1.1mm/r～1.5mm/r，a p=0.15mm～0.25 mm，VC=4m/min～8 m/min由《工藝》表 4.2－16 得 mm/r2.1?向f51r/min～10r/min????58~410?Dvnc按機(jī)床選取 r/min6向m/min34.1082向V基本工時(shí)： min65.02.168321?????向fnlt3.3.4 工序Ⅳ切削用量及基本工時(shí)的確定(1)鉆 Φ10 孔選擇 Φ9.8mm 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得 mm/r0.17?向fm/min（《切削》表 2.15）23?cvr/min4.78.923100???dVnc向按機(jī)床選取 r/min6向r/min (3.9)2.5410.0??向Vc基本工時(shí): min0.31.796???向fnlt(2)粗鉸 Φ 9.96mm 孔選擇 Φ9.96mm 的高速鋼鉸刀（《工藝》表 2.11）由《切削》表 2.24 和《工藝》表 4.2－15 查得 mm/r3.1?向fmm/min6?cV r/min8.19.6010????dVnc向按機(jī)床選取 r/min5向mm/min6.110.0??向Vc基本工時(shí)： min9.0395242???向fnlt(3)精鉸 Φ 20mm 孔選擇 Φ20mm 的鉸刀mm/r8.0?向fmm/min6cVr/min1.90610???dnc向按機(jī)床選取 r/min5向mm/min6.1201??向DVc基本工時(shí): min3.0895421???向fnlt3.3.5 工序Ⅴ切削用量及基本工時(shí)的確定選用高速鋼圓柱形銑刀，齒數(shù) Z=6(1)第一次走刀mm/z25.0?zfm/min1cVr/min (3.10)5.367100???dnc向按機(jī)床選取 r/min向mm/min5.3100??向Vc工作臺進(jìn)給量： mm/min56.272.0??向ZnfVz基本工時(shí): min94.5.6?fLt(2)第二次走刀m/min15?cVr/min5.367100???dnc向按機(jī)床選取 r/min向工作臺進(jìn)給量： mm/min56.2372.0??向ZnfVz基本工時(shí)： min94.5.613???fLt3.3.6 工序Ⅵ切削用量及基本工時(shí)的確定(1)鉆 Φ 13mm 孔選擇 Φ 13 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.5－6）由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得 mm/r3.0?向fm/min（《切削》表 2.15）14?cVr/min5.3410???Dnc向按機(jī)床選取 r/m27向m/min (3.11).010?向dVc基本工時(shí): min36..2748????向fnlt(2)粗鉸 Φ13.95mm 孔選擇 Φ13.95 高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（《工藝》表 3.1－17）=0.5mm/r～1.0mm/r, =0.1mm～0.15mm， =4m/min～8m/minf pacV91r/min～182r/min?????95.138~401?DVncc按機(jī)床選取 r/min（《工藝》表 42－15）向r/m6.8104.10向cmm/r（《工藝》表 4.2－16）.8?向f基本工時(shí)： min31.0814321????向fnlt(3)精銑 Φ 14mm 孔選擇 Φ 14 高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（《工藝》表 3.1－17）由《切削》表 2.24 查得=0.5mm/r～1.0mm/r ， 0.1mm～0.15mm， =4m/min～8m/minf ?pacV91r/min～182r/min????148~01?DVnccmm/r（《工藝》表 42－16）62.向f按機(jī)床選取 r/min0向m/min6.15410????向nVc基本工時(shí)： min40..203821??向flt3.3.7 工序Ⅶ切削用量及基本工時(shí)的確定(1)鉆 Φ 8.5 底孔選用 Φ8.5 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得 mm/r28.0?向fm/min（《切削》表 2.15）16?cVr/min605.810???Dnc向按機(jī)床選取 r/min4向m/min1.0.1?向向Vc基本工時(shí)： min0..2854321????向fnlt(2)攻螺紋 M10mm選擇 M10mm 高速鋼機(jī)用絲錐f 等于工件螺紋的螺距 p，即 mm/r25.1?fm/min7.5?cVr/min985.710??Dnc向按機(jī)床選取 r/min2向 m/min8.6?cV基本工時(shí)： min05.1.27321????向fnlt3.3.8 工序Ⅷ切削用量及基本工時(shí)的確定(1)鉆 Φ5 的圓錐孔選擇高速鋼麻花鉆mm/r10.?向fm/min2cV6r/min3向n按機(jī)床選取 r/min160?向m/mm5.20cV基本工時(shí)： min096.1362821????向fnlt(2)鉸 Φ5mm 的孔選擇 Φ5mm 的鉸刀mm/r6.0?向fr/min12.38510???dVnc向按機(jī)床選取 r/min9向m/min6.15010??向向Vc基本工時(shí)： min0.39281???向fnlt3.3.9 工序 IX 切削用量及基本工時(shí)的確定(1)鉆 Φ 5.5mm 孔選擇 Φ 4.8mm 的高速鋼錐柄麻花鉆mm/r10.向fm/min2?cVr/min13268.00???dnc向按機(jī)床選取 r/m1360?向nm/min2.5.80??向向dVc基本工時(shí)：min min075.136.1????向fnlt(2)鉸 Φ5.5mm 孔選擇 Φ5.5mm 的鉸刀mm/r8.0?機(jī)fr/min42.610???dVnc查按機(jī)床選取 r/min機(jī)m/min6.5910420??機(jī)機(jī)Vc基本工時(shí)： min04.832???機(jī)機(jī) fnlt4 夾具設(shè)計(jì)CA6140 車床手柄座材料為，年產(chǎn)量 5 萬件。為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。本夾具用于支座體小端面的銑削加工。機(jī)床夾具是一種在金屬切削機(jī)床上實(shí)現(xiàn)裝夾任務(wù)的工藝裝備，是機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。4.1 夾具的作用和分類(1)機(jī)床夾具的分類夾具的分類方法比較多，一般可分為通用夾具和專用夾具。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)品改型快、新品種多、小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，除使用專用夾具外，還發(fā)展了通用可調(diào)夾具、成組夾具和組合夾具等類型。(2)按夾具的應(yīng)用范圍、使用特點(diǎn)來分，有以下類型(a)通用夾具 它是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具，多由專門制造廠供應(yīng)，如三爪或四瓜卡盤、機(jī)器虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺、萬能分度頭、磁力工作臺等。（b）專用夾具 它是指專為某一工件的某道工序的加工而設(shè)計(jì)制造的夾具，一般在一定批量的生產(chǎn)中應(yīng)用。（c）通用可調(diào)夾具和成組夾具 這兩種夾具其結(jié)構(gòu)相似，其共同點(diǎn)是：在加工完一種工件后，經(jīng)過調(diào)整或更換個(gè)別元件，即可加工形狀相似、尺寸相近或加工工藝相似的多種工件。但通用可調(diào)夾具的加工對象并不很確定，通用范圍較大，如滑柱鉆模、帶各種鉗口的機(jī)器虎鉗等即是這類夾具。而成組夾具則是專門為成組加工工藝中某一組零件而設(shè)計(jì)的，針對性強(qiáng)，加工對象和適用范圍明確，結(jié)構(gòu)更為緊湊。在當(dāng)前多品種小批量生產(chǎn)的條件下，這兩類夾具是改革工藝裝備設(shè)計(jì)的一個(gè)發(fā)展方向。（d）組合夾具 它是指按某一工件的某道工序的加工要求，由事先準(zhǔn)備好的通用的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組合而成的夾具。這種夾具用完之后可以拆卸存放，或重新組裝新夾具時(shí)供再次使用。由于組合夾具是由各種標(biāo)準(zhǔn)元、部件組裝而成，故具有組裝迅速、周期短，能反復(fù)使用等特點(diǎn)，所以在多品種、小批量生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制中尤為適用。夾具也可按所適用的機(jī)床來分類，可為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具，鏜床夾具和其它機(jī)床夾具等類型 [17]。（3）機(jī)床夾具的作用機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的應(yīng)用廣泛，其作用為：保證工件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；提高勞動生產(chǎn)率，降低成本；改善工人勞動條件；擴(kuò)大機(jī)床范圍，改善機(jī)床用途 [18]。為了保證加工精度應(yīng)采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高而且穩(wěn)定，提高生產(chǎn)率、降低成本用夾具裝夾工件，無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時(shí) [13]。4.2 夾具的要求(1)保證工件加工的各項(xiàng)技術(shù)要求要求正確確定定位方案、夾緊方案，正確確定刀具的導(dǎo)向方式，合理制定夾具的技術(shù)要求，必要時(shí)要進(jìn)行誤差分析與計(jì)算。(2)具有較高的生產(chǎn)效率和較低的制造成本為提高生產(chǎn)效率，應(yīng)盡量采用多件夾緊、聯(lián)動夾緊等高效夾具，但結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單,造價(jià)要低廉。(3)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)化零部件盡量選用標(biāo)準(zhǔn)夾具元件和標(biāo)準(zhǔn)件，這樣可以縮短夾具的設(shè)計(jì)制造周期，提高夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量和降低夾具制造成本。(4)夾具操作方便安全、省力為便于操作，操作手柄一般應(yīng)放在右邊或前面；為便于夾緊工件，操縱夾緊件的手柄或扳手在操作范圍內(nèi)應(yīng)有足夠的活動空間；為減輕工人勞動強(qiáng)度，在條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用氣動、液壓等機(jī)械化夾緊裝置。(5)夾具應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性所設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整和維修 [14]。4.3 定位元件的選擇在設(shè)計(jì)夾具的過程中要考慮到工件是否正確定位，保證加工精度，縮短安裝時(shí)間，提高勞動生產(chǎn)率，擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能，操作方便，可降低對工人的技術(shù)要求，還可減輕工人的勞動強(qiáng)度。夾具包括定位元件裝置，夾緊裝置，對刀—導(dǎo)向元件，連接元件以及其他夾緊裝置和夾具體 [15]。常見的定位元件有支撐釘、支撐板、定位銷、錐面定位銷、V 形塊、定位套、錐度心軸等等。我選擇的加工工序的定位元件為定位銷,是以 φ 25 為圓心的定位銷定位。這樣選擇的好處是，最大限度的來約束零件的自由度。4.4 夾緊元件的選擇工件在夾具中定位后一般應(yīng)夾緊，使工件在加工過程中保持以獲得的定位不被破壞。由于工件在加工過程中受切削力，慣性力、夾緊力等的作用，會形成變形或位移，從而影響工件的加工質(zhì)量。所以工件的夾緊也是保證加工精度的一個(gè)十分重要的問題。為了獲得良好的加工效果，一定要把工件在加工過程中的位移、變形等控制在加工精度所允許的范圍之內(nèi)。夾緊時(shí)間的處理有時(shí)會比定位的設(shè)計(jì)更為困難，從設(shè)計(jì)難度上講，夾緊機(jī)構(gòu)往往花費(fèi)設(shè)計(jì)人員較多的心血 [16]。夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)滿足以下主要原則：(1)夾緊時(shí)不能破壞工件在定位元件上所獲得的位置。(2)夾緊力應(yīng)保證工件位置在整個(gè)加工過程中不變或不產(chǎn)生不允許的振動。(3)使工件不產(chǎn)生過大的變形表面損傷。(4)夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的剛度和強(qiáng)度，手動夾緊機(jī)構(gòu)必須保證自鎖，機(jī)動夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置，夾緊行程必須足夠。(5)夾緊機(jī)構(gòu)必須安全、省力、方便、符合工人操作習(xí)慣。針對我要加工的工序我選擇的夾緊元件為方板。這樣能將工件更好的固定在夾具體上，并且選用螺釘緊固。4.4.1 切削力與夾緊力比較由夾具結(jié)構(gòu)知，軸向力與夾緊力垂直，欲使夾具安全工作，夾緊力產(chǎn)生的摩擦力必須大于軸向力。一般鋼鐵接觸面的摩擦系數(shù)為：0.1～0.15。此處取小值 0.1。則 F 總=2×368=736>449.238 所以安全 。由于鉆頭直徑為 Ф14，所以產(chǎn)生的扭矩非常小，夾具可安全工作。5 組合機(jī)床的設(shè)計(jì)5.1 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)----“三圖一卡”繪制組合機(jī)床“三圖一卡” ，就是針對具體，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機(jī)床總體方案圖樣文件設(shè)計(jì)。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡等 [19]。5.2 組合機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的確定組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件，對一種或數(shù)種工件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的高效專用機(jī)床。組合機(jī)床能對工件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位同時(shí)加工。組合機(jī)床可分為具有固定夾具的單工位組合機(jī)床、具有移動夾具的多工位組合機(jī)床和轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床三類。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中對鉆 Φ 14 的孔來組合設(shè)計(jì)機(jī)床。該零件總體輪廓尺寸較小，屬于小型零件加工，零件的定位夾緊元件也不會太大，設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮到各方面的因素后，決定選用立式鉆床。5.3 被加工零件工序圖繪制由于是單工位加工，再加上零件結(jié)構(gòu)簡單，工序圖可以直接在零件圖上作必要的說明。工序圖見附圖被加工零件工序圖。5.4 被加工零件加工示意圖繪制被加工零件工序圖是根據(jù)制訂的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（或自動線）上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研究合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是制造、使用、調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件工序圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動線的加工內(nèi)容，并作必要的說明而繪制的。其主要內(nèi)容包括：被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)部位結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。本工序加工部位用粗實(shí)線表示,其余部位用細(xì)實(shí)線表示。當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向時(shí)，則應(yīng)把設(shè)置中間導(dǎo)向臨近的工件內(nèi)部肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸表示清楚，以便檢查工件、夾具、刀具之間是否相互干涉 [20]。本工序所選用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾緊方向。以便據(jù)此進(jìn)行夾具的支撐、定位、夾緊和導(dǎo)向等機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。本工序所選用加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技術(shù)要求以及對上道工序的技術(shù)要求。本工序加工部位的位置尺寸應(yīng)與定位基地直接發(fā)生關(guān)系。當(dāng)本工序定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不符時(shí)，必須對加工部位的位置精度進(jìn)行分析和換算，并把不對稱公差換算為對稱公差。對工件毛坯應(yīng)有要求，對孔的加工余量要認(rèn)真分析。當(dāng)本工序有特殊要求時(shí)必須注明。注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。5.5 組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系關(guān)系的，是開展各專用部件設(shè)計(jì)和確定機(jī)床最大占地面積的指導(dǎo)圖紙。組合機(jī)床是由一些通用部件和專用部件組成的。為了使所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床既能滿足預(yù)期的性能要求，又能做到配置上的勻稱合理，符合多快好省的精神，必須對所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床各個(gè)部件之間的關(guān)系進(jìn)行全面的分析研究。組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是在被加工零件工序圖與加工示意圖繪制之后，根據(jù)初步選定的通用部件，以及確定的專用部件的結(jié)構(gòu)原理而繪制的。(1)機(jī)床裝料高度的確定確定機(jī)床裝料高度要考慮車間運(yùn)送工件的滾道高度、工件最低孔的位置、主軸箱最低高度和通用部件高度尺寸的限制。根據(jù)我國具體情況，為了便于操作和省力，考慮道自動排削，裝料高度可采用 900mm。(2)夾具外形輪廓尺寸的確定夾具的外形尺寸參考前一章的夾具總體圖上的尺寸。(3)機(jī)床同用部件的選擇此次設(shè)計(jì)的專用組合機(jī)床所用的同用部件有；一個(gè)動力頭、一個(gè)液壓滑臺、一個(gè)立柱、一個(gè)側(cè)底座、一個(gè)底座、一個(gè)墊臺和一個(gè)電機(jī)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本組合機(jī)床通用部件查《組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》選取見表 5.1。表 5.1 通用部件表通用部件名稱 型號鉆削動力頭 1TZb12液壓滑臺 1HY25-IA立柱 1CL25側(cè)底座 1CD251電機(jī) YEJ802-4B5根據(jù)手冊上各通用部件的尺寸繪制組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。機(jī)床的聯(lián)系尺寸圖主要應(yīng)針對各部件之間的聯(lián)系尺寸進(jìn)行標(biāo)注，各部件只畫出必要的輪廓形狀即可，盡量減少不必要的線條和尺寸，各部件應(yīng)嚴(yán)格按同一比例繪制。在圖上應(yīng)標(biāo)明工件、夾具及動力頭的中心線之間的關(guān)系。組合機(jī)床設(shè)計(jì)總圖見附圖組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。結(jié)束語由本文的論述，我們了解到，通過車床手柄座的加工設(shè)備及工藝的研究與應(yīng)用，在機(jī)床、夾具、刀具、工藝流程等方面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和選擇，有效提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大了加工適應(yīng)范圍，提高了可靠性，具備一定的先進(jìn)性，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益.本機(jī)床所用夾具的通用性強(qiáng)，工件采用三角定位夾緊，快速方便。采用這種方式完全能夠滿足精度要求。而且簡易方便，制造成本低，通用性好。在專用組合機(jī)床的設(shè)計(jì)中，我設(shè)計(jì)的是小孔鉆加工的專用組合鉆床。專用組合鉆床，突出了專用二字，即非通用，只適合本工序。切削力、切削轉(zhuǎn)矩、切削功率是專用組合鉆床設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，求出以上個(gè)量鉆床最核心部位——鉆頭就可以確定了，之后的設(shè)計(jì)圍繞鉆頭和工件的相對位置及其一些關(guān)鍵件尺寸來選擇其它部件并確定它們的相對位置。通過本工藝改進(jìn)，車床手柄座小孔加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到較大幅度提高，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。而且加工精度也完全能夠滿足設(shè)計(jì)要求。則在直接經(jīng)濟(jì)效益方面，節(jié)省了大量加工工時(shí)。由于知識和能力有限，所以設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，請各位老師批評指正！致 謝首先要感謝一下王栓虎老師,每個(gè)星期五都不辭辛苦的來給我們輔導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì),盡心盡力,對同學(xué)們的畢業(yè)設(shè)計(jì)都認(rèn)真的批閱且回答我們的疑問,指出問題的所在，從王栓虎老師那里我們學(xué)到了不少知識,同時(shí)也要感謝本校輔導(dǎo)老師吳晟老師對同學(xué)的嚴(yán)格要求，一絲不茍的查看大家畢業(yè)稿。畢業(yè)設(shè)計(jì)是每個(gè)大學(xué)生必經(jīng)的一個(gè)階段。在畢業(yè)設(shè)計(jì)之前總覺得它可能非常難，因?yàn)橐郧奥爭熜謳熃阏f的，而現(xiàn)在自己做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)才覺得設(shè)計(jì)主要是考查基礎(chǔ)，在學(xué)校學(xué)的東西往往是理論，沒有進(jìn)行實(shí)際的練習(xí)，設(shè)計(jì)中我發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)東西很少有創(chuàng)新能力。在大學(xué)中缺少了實(shí)踐這個(gè)環(huán)節(jié)，一方面學(xué)的被動，一方面又沒有充分利用大學(xué)給予的條件，因?yàn)槊鎸蠋?，我總是找不出問題，面對圖書館的圖書，不知道看哪本才好。四年的大學(xué)生活讓我受益菲淺，最重要的是培養(yǎng)了我吃苦耐勞的精神，腳踏實(shí)地的作風(fēng)，較強(qiáng)的社會工作能力。為了使自己能夠全方位的發(fā)展，更好的適應(yīng)這個(gè)日新月異的社會，不斷的提高自己各方面的素質(zhì)，爭取在人生的道路上更好的實(shí)現(xiàn)社會價(jià)值、人生價(jià)值和自我價(jià)值！本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我們在校四年來所學(xué)知識與生產(chǎn)實(shí)踐技術(shù)所進(jìn)行的一次綜合性的全面考察；培養(yǎng)了我們運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識解決實(shí)際問題的能力；它還為我們了解一般機(jī)械工程設(shè)計(jì)的基本思想打下良好的基礎(chǔ)，是一次較全面的鍛煉。對我們進(jìn)入社會具備一定獨(dú)立工作能力起了良好的作用,能較好的適應(yīng)工作。經(jīng)過兩個(gè)月的時(shí)間，我對機(jī)械制造及自動化有了更深刻的了解，不僅回顧了以前所學(xué)的知識，還學(xué)到了許多以前沒有接觸過的新知識，對 CAD 和 Word 的應(yīng)用水平有了進(jìn)一步提高，也清楚了各種標(biāo)準(zhǔn)件的畫法，對數(shù)控技術(shù)，單片機(jī)，PLC 的認(rèn)識有了進(jìn)一步的深化。在此感謝王栓虎指導(dǎo)老師和吳晟老師以及同學(xué)們在這次設(shè)計(jì)中對我的熱心指導(dǎo)和幫助，通過本次設(shè)計(jì)使自己有一個(gè)綜合性的提高,達(dá)到了本次的設(shè)計(jì)的要求。參 考 文 獻(xiàn)[1] 裘愉弢主編. 組合機(jī)床[M].第一版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1995.[2] 金振華主編.組合機(jī)床及其調(diào)整與使用[M].第一版.北京：機(jī)械工業(yè)出版1990.[3] 沈延山.生產(chǎn)實(shí)習(xí)與組合機(jī)床設(shè)計(jì)[D].第一版.大連：大連理工大學(xué)出版1989.[4] 上海市機(jī)械制造工藝學(xué)協(xié)作組編著.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].福建：福建科學(xué)技術(shù)出版社,1996.[5] 張進(jìn)生.機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1998. [6] 機(jī)械工程材料手冊編輯組.機(jī)械工程材料手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[7] 張伯霖.超高速傳動與機(jī)床的零傳動[J].北京：中國機(jī)械工程,1996.[8] 楊可楨，程光蘊(yùn).機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].第四版,北京：高等教育出版社,2004.[9] 東北重型機(jī)械學(xué)院等合編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社,1979.[10] 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》聯(lián)合編寫組. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1987.[11] 楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001. [12] 孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝師手冊[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1991. [13] 武良臣.敏捷夾具設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用[S].天津：煤炭工業(yè)出版社,1986. [14] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第八版.北京：高等教育出版社,2006.[15] 王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004.[16] 王黎明.適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)床要求的新型夾具[J].北京：產(chǎn)品與技術(shù)，1999,11[17] 徐發(fā)仁.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[G].重慶：重慶大學(xué)出版社,2006.[18] 徐璉，邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1991.[19] 劉友才，肖繼德.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[G].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002.[20] 中國內(nèi)燃機(jī)工業(yè)年鑒[M].上海：上海交通大學(xué)出版社,1999.目 錄1 緒論 .....................................................................................................................11.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 ................................................................................................11.2 車床手柄座設(shè)計(jì)的基本情況 ..............................................................................11.3 工藝方案 ...........................................................................................................12 零件分析 ..............................................................................................................42.1 零件的工藝分析 ................................................................................................42.2 零件的加工工序 ................................................................................................42.3 粗加工零件時(shí)切削用量的選擇原則 ...................................................................42.4 精加工零件時(shí)切削用量的選擇原則 ...................................................................53 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .......................................................................................................73.1 制定工藝路線 ....................................................................................................73.2 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的作用及要求 ..............................................................................73.3 基本工序的設(shè)計(jì) ................................................................................................74 夾具設(shè)計(jì) ............................................................................................................164.1 夾具的作用和分類 ...........................................................................................164.2 夾具的要求 .....................................................................................................174.3 定位元件的選擇 ..............................................................................................174.4 夾緊元件的選擇 ..............................................................................................185 組合機(jī)床的設(shè)計(jì) .................................................................................................195.1 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)----“三圖一卡” .....................................................................195.2 組合機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的確定 ................................................................................195.3 被加工零件工序圖繪制 ...................................................................................195.4 被加工零件加工示意圖繪制 ............................................................................195.5 組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制 ............................................................................20結(jié)束語 .....................................................................................................................22致謝 .........................................................................................................................23參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................24