CA6140車床手柄座加工工藝及鉆5.5mm油孔夾具設計【含CAD圖紙、說明書、工藝工序卡】
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目錄
序言………………………………………………………………2
一、零件分析……………………………………………………3
（一）零件的作用………………………………………3
（二）零件的工藝分析…………………………………3
二、工藝規(guī)程設計………………………………………………4
（一）確定毛坯的制造形式……………………………4
（二）基面的選擇………………………………………4
（三）制定工藝路線……………………………………5
（四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定…7
（五）確立切削用量及基本工時………………………8
三、夾具設計……………………………………………………17
（一）問題提出………………………………………17
（二）夾具設計………………………………………17
四、論文小結………………………………………………………20
五、參考文獻………………………………………………………21
序 言
機械制造技術基礎課程設計是在學習完了機械制造技術基礎和大部分專業(yè)課，并進行了生產實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造技術基礎中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。
在這次設計中我們主要是設計CA6140手柄座的機械加工工藝規(guī)程。主要是用UG和CAD作為輔助設計工具。在此次課程設計過程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項設計。在此期間查閱了大量的書籍，并且得到了老師的指點。
一、零件的分析
1.1零件的作用
該零件是CA6140車床的手柄座，車床操縱部分的組成零件之一，該手柄座的作用就相當于一個連桿。它位于車床操作機構中，可同時操縱離合器和制動器，即同時控制主軸的開、停、換向和制動。操作過程如下：當手把控制手柄座向上扳動時，車床內部的拉桿往外移，則齒扇向順時針方向轉動，帶動齒條軸往右移動，通過撥叉使滑套向右移，壓下羊角形擺塊的右角，從而使推拉桿向左移動，于是左離合器接合，主軸正轉；同理，當手把控制手柄座向下扳動時，推拉桿右移，右離合器接合，主軸反轉。當手把在中間位置時，推拉桿處于中間位置，左、右離合器均不接合，主軸的傳動斷開，此時齒條軸上的凸起部分正壓在制動器杠桿的下端，制動帶被拉緊，使主鈾制動。
1.2零件的工藝分析
CA6140車床手柄座的加工表面分四種，主要是孔的加工，圓柱端面的加工，槽的加工，螺紋孔的加工，各組加工面之間有嚴格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，特別是孔的加工，部分孔要保證Ra1.6mm的表面粗糙度，因而需精加工，現將主要加工面分述如下：
1.3孔的加工
該零件共有5個孔要加工：φ45mm是零件的主要加工面，多組面，孔與其有位置尺寸度要求，因而定為后續(xù)工序的主要精基準面，需精加工且盡早加工出來；φ10mm孔與R13mm有平行度要求，也要精加工；φ14mm是不通孔，特別注意該孔的加工深度；φ5mm圓錐孔雖是小孔，但由于Ra1.6mm表粗面糙度要求高，仍需精鉸。φ5.5mm油孔是本組成員本次夾具設計的重點工序，它與槽14mm的小端面有7mm的尺寸位置要求，并且其孔的加工精度有R3.2mm表粗面糙度的要求，因此對其也應該要進行精鉸。
1.4面的加工
該零件共有3個端面要加工：φ45mm圓柱小端面有精度R3.2mm表粗面糙度要求較高，同時也是配合φ25mm孔作為后續(xù)工序的精基準面，需精加工；φ45mm圓柱大端面以及φ25mm孔端面粗銑既可。
1.5槽的加工
該零件僅有2個槽需加工：φ25mm孔上鍵槽兩側面粗糙度為Ra1.6mm，需精加工，底面加工精度要求不高，但與R13mm孔上表面有30mm的尺寸要求，而加工鍵槽時很難以φ45mm上表面為定位基準，因而要特別注意尺寸鏈的推算，保證加工尺寸要求；深槽要注意加工深度，由于表面粗糙度為Ra6.3mm，半精銑即可。
1.6螺紋孔的加工
M10mm螺紋孔的加工，它與R13mm孔和φ25mm孔中心線有30°角度要求，同時中心線與φ45mm圓柱小端面有11mm的尺寸位置要求。
由以上分析可知，該零件的加工應先加工φ45mm圓柱兩端面，再以端面為基準加工作為后續(xù)工序主要精基準的φ25mm孔，進而以該孔為精基準加工出所有的孔，面，槽，螺紋孔等。
二、工藝規(guī)劃設計
2.1毛坯的制造形式
零件材料為HT15-33，灰鑄鐵抗拉強度15Mpa、抗彎強度33Mpa。 根據選擇毛坯應考慮的因素，該零件體積較小，形狀較復雜，外表面可采用不去除材料方法獲得粗糙度要求，由于零件生產類型為成批，大批生產，而砂型鑄造生產成本低，設備簡單，故本零件毛坯采用砂型鑄造。由于零件上孔都較小，且都有嚴格的表面精度要求，故孔都不鑄出，留待后續(xù)機械加工。
2.2基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)劃設計中的重要工作之一，基準選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高，否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。
2.3粗基準的選擇
粗基準選擇應為后續(xù)加工提供精基準，由于該零件毛坯沒有鑄孔，故只能以3個主要端面為基準，由于φ45mm小端面表面粗糙度為Ra3.2mm，若直接以大端面為粗基準，恐不能一次達到加工精度，故先以φ45mm小端面為粗基準，粗銑φ45mm大端面，再以φ45mm大端面為基準，精銑小端面，并保證尺寸43mm。
2.4精基準的選擇
精基準主要考慮如何保證加工精度和裝夾方便，前面已多次提過以φ25mm孔為第一精基準，φ45mm圓柱小端面作為基準先加工出φ25mm孔，然后作為輔助基準面配合φ25mm孔加工后續(xù)工序中的孔，面，槽，螺紋等。
三、工藝路線的擬定
3.1工藝方案的確定
Ⅰ.粗銑φ45mm圓柱大端面,以φ45mm圓柱小端面為定位基準。
Ⅱ.半精銑φ45mm圓柱小端面,以φ45mm大端面為定位基準。
Ⅲ.鉆,擴,鉸φ25H8mm孔,以φ45mm圓柱大端面為定位基準。
Ⅳ.鉆,粗鉸，精鉸φ10H7mm,以φ25H8mm孔和φ45mm圓柱小端面為基準。
Ⅴ.粗銑φ14mm孔端面,利用φ45mm圓柱小端面,φ25H8mm孔和φ10H7mm孔定位,保證尺寸43mm。
Ⅵ.鉆,鉸φ14H7mm孔,定位與Ⅴ工序相同,保證孔深度25mm。
Ⅶ.鉆,攻M10mm螺紋孔,定位與Ⅴ工序相同。
Ⅷ.鉆,鉸φ5mm圓錐孔,定位與Ⅴ工序相同。
Ⅸ.插鍵槽6H9mm,為便于加工,以φ45mm圓柱小端面, φ10H7mm孔和φ14H7mm孔端面定位,同時要保證尺寸27.3H11mm。
Ⅹ.銑槽14,利用φ45mm圓柱小端面,φ25H8mm孔和φ10H7mm孔定位,保證尺寸30mm。
Ⅺ.鉆,鉸槽底φ5.5mm通孔,定位與Ⅴ工序相同。
Ⅻ.去銳邊,毛刺,尤其注意φ25H8mm孔表面可能因為鉆M10mm螺紋孔以及插槽帶來的表面鱗次損傷。
ⅩⅢ.終檢,入庫。
3.2毛坯尺寸及其加工余量的確定
CA6140車床手柄座零件材料為HT15-33,毛坯重量約為0.73kg，生產類型為大批生產，采用砂型鑄造生產。
毛坯鑄造時可以將φ25孔直接鑄造出來，由于其余孔均有精度要求，且尺寸小，均不鑄出。故僅確定三個端面的相關尺寸。
查表加確定工余量：
砂型鑄造，材料為灰鑄鐵，機器造型，公差等級為CT8~12,取CT10，加工余量等級E~G,取G.
切削余量： 查《機械制造技術基礎課程設計》附表4.3，
基本尺寸小于100mm，余量為1.4mm；
????? 基本尺寸小于63mm，加工余量為0.7mm。
鑄件公差等級：查《機械制造技術基礎課程設計》附表4.2，
基本尺寸小于100mm，取3.2mm；
????? ? 基本尺寸小于63mm，取2.8mm。
?3.2.1φ45mm圓柱兩端面毛坯尺寸及加工余量計算
根據工序要求，φ45mm圓柱兩端面經過兩道工序，先粗銑φ45mm圓柱大端面，再粗，精銑φ45mm圓柱小端面，各步余量如下：
粗銑：由《機械機械加工工藝手冊第一卷》表3.2-23，其余量值規(guī)定，對于小端面（≤50mm）為1.0~2.0mm，現取1.8mm。表3.2-27粗銑平面的厚度偏差（≤30mm）為―0.25~―0.39mm，現取―0.30mm。
精銑：由《機械加工工藝手冊》表3.2-25，其余量規(guī)定值為1.0mm。
故鑄造毛坯的基本尺寸為43＋1.2＋1.8＋1.0＝47mm?。又根據前面鑄件尺寸公差標準值，取尺寸公差為2.8mm。故：
毛坯的名義尺寸：43＋1.2＋1.8＋1.0＝47mm；
毛坯的最小尺寸：47－1.4＝45.6mm；
毛坯的最大尺寸：47＋1.4＝49.8mm；
粗銑大端面后的最大尺寸：43＋1.0＋1.2＝45.2mm；
粗銑大端面后的最小尺寸：45.2－0.30＝44.9mm；
粗銑小端面后的最大尺寸：:43＋1.0＝44mm；
粗銑小端面后的最小尺寸：:44－0.30＝43.7mm。
精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，現按《機械加工工藝手冊》表5.29，粗銑→精銑所能達到的經濟精度取IT8,按入體原則取值。故精銑后尺寸為43mm。
?3.2.2中心線端面毛坯尺寸及加工余量計算
根據工序要求，φ25H8mm孔中心線距離小端面的毛坯基本尺寸為43＋1.2＝44.2mm，故：
毛坯的名義尺寸：43＋1.2＝44.2mm；
毛坯的最大尺寸：44.2＋1.4＝45.6mm；
毛坯的最小尺寸：44.2－1.4＝42.8mm。
由于φ25H8mm孔有8精度要求，Ra＝1.6mm；
根據《機械加工工藝手冊》表3.2-10，加工該孔的工藝為：
擴→鉸
因此查《機械加工工藝手冊》表3-9得其孔的加工余量為2～5mm，我們取為3mm，故：
擴孔：φ24.85mm???2Z＝0.85mm（Z為單邊加工余量）；???
鉸孔：φ25H8mm。
毛坯φ25mm孔的尺寸為：25-3=22mm
?3.2.3φ14H7mm孔端面毛坯尺寸及加工余量計算
根據工序要求，φ14H7mm孔端面僅由粗銑得到，故φ14H7mm孔端面距φ25H8mm孔中心線的毛坯基本尺寸為43＋1.2＝44.2mm，故：
毛坯的名義尺寸：43＋1.2＝44.2mm；
毛坯的最大尺寸：44.2＋1.4＝45.6vmm；
毛坯的最小尺寸：44.2－1.4＝42.8mm。
粗銑后尺寸應于零件圖尺寸相同，但由于零件圖紙并未給出具體的公差等級，現按前面粗銑平面厚度偏差?。?.28mm。故粗銑后的尺寸為42.8mm。
3.3其他尺寸極其加工余量的確定
其他工序尺寸包括5個孔，2個槽，1個螺紋孔的基本尺寸，現僅分析主要的5個孔的加工余量及尺寸偏差。根據《機械加工工藝手冊》，由于5個孔的表面粗糙度要求均較高，所以都要經過精鉸工序，具體工序尺寸和加工余量為：
（1）φ25H8mm孔，Ra＝1.6mm；
根據《機械加工工藝手冊》表3.2-9，加工該孔的工藝為：
鉆→擴→鉸
鉆孔：φ24mm；
粗鉸：φ24.85mm；2Z=0.85mm(z為單邊余量)；
鉸：φ25H8mm。
（2）φ10H7mm孔，Ra＝1.6mm；
根據《機械加工工藝手冊》表3.2-9，加工該孔的工藝為：
鉆→粗鉸→精鉸
鉆孔：φ9.8mm；
粗鉸：φ9.96mm；
精鉸：φ10H7mm。
（3）φ14H7mm孔，Ra＝1.6mm；
根據《機械加工工藝手冊》表3.2-9，加工該孔的工藝為：
鉆→粗鉸→精鉸
鉆孔：φ13.0mm；
粗鉸：φ13.95mm；
精鉸：φ14H7mm。
（4）φ5mm圓錐孔，Ra＝1.6mm；
由于零件圖紙未給出具體的公差等級，現也按H7公差等級加工，按表3.2-9，加工該孔的工藝為：
鉆→精鉸
鉆孔：φ4.8mm；
精鉸：φ5H7mm。
（5）φ5.5mm孔，Ra＝3.2mm。
由于也未給出公差等級，現同樣按φ5mm圓錐孔加工方式：
鉆→精鉸
鉆孔：φ4.8mm；
精鉸：φ5.5H7mm。
3.4確定各工序切削用量及基本工時
3.4.1?工序Ⅰ：粗銑φ45mm圓柱大端面
??????機床：X51立式銑床
??????刀具：高速鋼端銑刀，直徑D=50mm，齒數Z=6
??????根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取每齒進給量f=0.15mm/Z,根據《切削工藝手冊》表3.9，取銑削速度Vc=20m/min。則fr=f*vc=127.4r/min。
按機床選取銑刀轉數n=160r/min，則實際切削速度Vc=25.12m/min.，
工作臺每分鐘進給量Ｆ＝Ｓ＊Ｚ＊Ｆz =144mm/min，
銑床工作臺進給量f=150mm/min，
按《機械加工工藝手冊》表6.2-5，
基本工時t=0.65min。
3.4.2?工序Ⅱ：半精銑φ45mm圓柱小端面
機床：X51立式銑床
??????刀具：高速鋼端銑刀，直徑D=50mm，齒數Z=6
（1）粗銑φ45mm小端面
??????銑削余量Z=1.2mm，
??????同樣查表選取確定f=20m/min，fv=0.15mm/Z，則Vc=127.4r/min，
??同樣選取vc=160r/min，則f=25.12m/min.， Ｆ＝Ｓ＊Ｚ＊Ｆz =144mm/min，
?取vc=150mm/min
??基本工時t=0.43min。
（2）半精銑φ45mm小端面
??????加工余量Z=1.0mm，
??????查表確定f=20m/min，fv =0.15mm/Z，則Vc==127.4r/min，
??選取Vc=160r/min，則f=25.12m/min.，?vc=144mm/min，
??取vc=100mm/min，
??基本工時t=0.65min。
3.4.3工序Ⅲ：鉆，擴，鉸φ25H8mm內孔
??????機床：Z535立式鉆床
（1）鉆φ25mm孔
???? 刀具：高速鋼錐柄麻花鉆，D=24mm
???? 由《切削工藝手冊》表2.7查得fz=0.17mm/r，由表2.15取vc=23m/min，則fr=747.4r/min
按機床選取n=960r/min，則vc=29.54m/min.，
??????基本工時t=0.31min。
（2）擴孔φ24.85mm
??????刀具：高速鋼錐柄標準麻花鉆，D=24.85mm
??????雙邊余量2Z=0.85mm（Z為單邊余量）
??????由《切削工藝手冊》表2.10查的擴孔鉆擴孔時進給量f=0.7~0.8mm/r，并由《機械加工工藝手冊》表4.2-16取fz=0.72mm/r?，擴孔鉆擴孔時?，根據《切削工藝手冊》表2.15查得f=14m/min，故：
??????f=7~4.7m/min，則fr=89~60r/min，
??????按機床選取fr=68r/min，則f=5.29m/min.，
??????基本工時t=1.1min。
（3）鉸φ25H8mm孔
??????刀具：高速鋼錐柄機用鉸刀，D=25mm
??????由《切削工藝手冊》表2.24查得f=1.0~1.5mm/r,?并由《機械加工工藝手冊》表4.2-16選取fz=1.22mm/r，取切削深度h=0.15~0.25mm，f=4~8m/min?,?則fr=51~102r/min，
按機床選取fr=68r/min，則f=5.34m/min.，
??????基本工時t=0.65min。
3.4.4工序Ⅳ：鉆，鉸φ10H7孔
???? 機床：Z535立式鉆床
（1）鉆φ10mm孔
???? 刀具：高速鋼錐柄麻花鉆，D=9.8mm
???? 由《切削工藝手冊》表2.7查得fz=0.17mm/r，由表2.15取vc=23m/min，則fr=747.4r/min
按機床選取n=960r/min，則vc=29.54m/min.，
??????基本工時t=0.31min。
?（2）粗鉸φ9.96mm孔
????? 刀具：高速鋼錐柄機用鉸刀，D=9.96mm
??????由《切削工藝手冊》表2.24查得fz=0.17mm/r，根據表2.15取f=6m/min，則fr=191.85r/min
按機床選取fr=195r/min，則f=6.1m/min.，
??????基本工時t=0.19min。
（3）精鉸φ10H7孔
?????刀具：高速鋼錐柄機用鉸刀，D=10mm
??????由《切削工藝手冊》表2.24查得fz=0.8mm/r，根據表2.15取f=6m/min，則fr=191.85r/min，
按機床選取fr=195r/min，則f=6.1m/min.
??????基本工時t=0.31min。
3.4.5工序Ⅴ：粗銑φ14mm孔端面
??????機床：X51立式銑床
??????刀具：高速鋼端銑刀，D=30mm?,Z=6
??????根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取asp=0.15mm/Z,根據《切削工藝手冊》表3.9，取f=20m/min,?則fr=212.3r/min，
按機床選取fr=220r/min，則f=20.72m/min.，vc =198mm/min，
取vc=150mm/min，
基本工時t=0.33min。
3.4.6工序Ⅵ：鉆，鉸φ14H7mm孔
?????機床：Z535立式鉆床
（1）鉆孔φ13mm
?????刀具：高速鋼錐柄麻花鉆，D=13mm
?????由《切削工藝手冊》表2.7查得fz=0.36mm/r，由表2.15取f=14m/min，
則fr=343r/min，
按機床選取fr=272r/min，則f=11.10m/min.，
?????基本工時t=0.36min。
（2）粗鉸φ13.95mm孔
?????刀具：高速鋼錐柄機用鉸刀，D=13.95mm
由《切削工藝手冊》表2.24查得f=0.5~1.0mm/r,?并由《機械加工工藝手冊》表4.2-16取fz=0.81mm/r，f=4~8m/min?,?則fr=91~182r/min，
?????按機床選取fr=140r/min，則f=6.13m/min.，
?????基本工時t=0.31min。
（3）精銑φ14H7mm孔
??????刀具：高速鋼錐柄機用鉸刀
?由《切削工藝手冊》表2.24查得f=0.5~1.0mm/r,?并由《機械加工工藝手冊》表4.2-16取fz=0.62mm/r，f=4~8m/min?,?則f=91~182r/min，
按機床選取fr=140r/min，則f=6.15m/min.，
??????基本工時t=0.40min。
3.4.7工序Ⅶ：鉆，攻M10mm螺紋孔
??????機床：Z525立式鉆床
（1）鉆φ8.5mm孔
???刀具：高速鋼錐柄麻花鉆，D=8.5mm
??????由《切削工藝手冊》表2.7查得fz=0.28mm/r，由表2.15取f=16m/min，
則fr=600r/min，
按機床選取fr=545r/min，則f=14.55m/min.
??????基本工時t=0.10min。
（2）攻螺紋M10mm
??????刀具：高速鋼錐柄機用絲錐
??????等于工件螺紋螺距p，即fz=1.25mm/r，由《切削工藝手冊》取f=7.5m/min，則fr=298r/min，
按機床選取fr=272r/min，則f=6.8m/min.，
??????基本工時t=0.05min。
3.4.8工序Ⅷ：鉆，鉸φ5mm圓錐孔
??????機床：Z525立式鉆床
?（1）鉆φ4.8mm圓錐孔
??????刀具：高速鋼麻花鉆，D=5mm
??????由《切削工藝手冊》表2.7查得fz=0.10mm/r，由表2.15取f=20m/min，則
則fr=1326r/min，
按機床選取fr=1360r/min，則f=20.5m/min.，
??????基本工時t=0.096min。
（2）鉸φ5mm孔
?????刀具：高速鋼錐柄機用機用鉸刀，D=5mm
??????由《切削工藝手冊》表2.24查得fz=0.6mm/r，根據表2.15取f=6m/min，則fr=382.17r/min，
按機床選取fr=392r/min，則f=6.15m/min.
??????基本工時t=0.055min。
3.4.9 工序Ⅸ：插鍵槽6H9
機床：X63臥式銑床
??? ?刀具：高速鋼鍵槽銑刀，D=6mm，Z=2
（1）第一次走刀
??????根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取 fz=0.2mm/Z，根據《切削工藝手冊》表3.9，
銑削速度vc=15m/min。則fr=367.5r/min。
按機床選取fr=375r/min，則f=15.31m/min.，vc =56.25mm/min，
基本工時t=0.21min。
（2）第二次走刀
??????切削用量與第一次走刀完全相同，fz=0.2mm/Z，f=15.31m/min，vc =56.25mm/min
基本工時t=0.21min。
3.4.10工序Ⅹ：銑槽14
??????機床：X63臥式銑床
??????刀具：高速鋼圓柱形銑刀，D=13mm，Z=6
?（1）第一次走刀
??????根據《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取fz=0.2mm/Z,根據《切削工藝手冊》表3.9，
銑削速度vc=15m/min。則fr=367.5r/min。
按機床選取fr=375r/min，則f=15.31m/min.，vc =56.25mm/min，
基本工時t=0.94min。
（2）第二次走刀
??????切削用量與第一次走刀完全相同，fz=0.2mm/Z，f=15.31m/min，vc =56.25mm/min
基本工時t=0.94min。
3.4.11工序Ⅺ：鉆，鉸φ5.5mm孔
??????機床：Z525立式鉆床
?（1）鉆φ4.8mm孔
??????刀具：高速鋼錐柄麻花鉆，D=4.8mm
??????由《切削工藝手冊》表2.7查得：
選擇的高速鋼錐柄麻花鉆
按機床選取
基本工時：
⑵鉸孔：
選擇的鉸刀
按機床選取
基本工時：
3.4.12工序Ⅻ：去銳邊,毛刺,尤其注意φ25H8mm孔表面可能因為鉆M10mm螺紋孔以及插槽帶來的表面鱗次損傷。
3.4.12工序ⅩⅢ：終檢,入庫。
四、專用夾具設計
4.1定位方案的確定
4.1.1工序要求
為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用的夾具。本次設計選擇設計的是工序Ⅲ的夾具，主要是針對擴,鉸φ25H8mm孔的夾具，它將用于Z525立式鉆床。
該工序要求φ25mm孔中心線與φ10mm通孔有平行度要求同時還有50mm的位置要求，因此可以得出該孔在14mm槽的正中心，并且還要求其孔深剛好鉆通到鍵槽位置為止，不能鉆到φ25的下一端面。由于小端面經過精銑，精度比較高，因而工序基準為φ45mm小端面，同時為了便于立式鉆床加工，零件應倒轉180°定位，因而也可以采用φ25H8mm和φ10H7mm兩孔為定位基準，保證其加工要求。夾具設計應首先滿足這些要求，在保證較高的生產效率的前提下，還應考慮夾具體制造工藝性和生產經濟性。加工過程中夾具的操作應方便，定位夾緊穩(wěn)定可靠，并且夾具體應具有較好的剛性。
4.1.2定位方案設計分析
左圖為圖2?攻φ5.5mm油孔工序簡圖
如圖2所示，為了加工φ5.5螺紋孔，必須使其完全定位。因此初步的設計方案如下,首先必須明確其加工時應如圖2所示，這樣垂直豎立放置，便于立式鉆床加工。那么要使其完全定位，可以采用:
(1) 一面兩銷定位，以φ25H8mm和φ10H7mm兩孔為定位基準就可以滿足其要求。
(2) 一面加圓柱銷和半“V”形塊定位，以φ25H8mm為定位基準，再在R13外圓表面用“V”形塊定位。
4.1.2確定最佳定位方式
如左圖所示，比較以上兩個方案，明顯第一個要好得多，因φ25H8mm和φ10H7mm兩孔的中心線在同一直線上，所以只要將其兩銷定在同一平面同一直線上，就可以很快的將其定位（如圖垂直放置）；而第二個方案和第一個方案不同點在于用的是“V”型快定位，要使零件很快垂直放置定位很難，并且需要量具對其精確測量，增加了工時。因此，選擇一面兩銷定位最佳！
如上圖所示，一面限制的自由度有3個，一個銷釘限制一個自由度，兩個一起再限制一個自由度；為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案如附圖A1圖紙——手柄座夾具體裝配圖所示，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，φ45mm圓柱小端面被夾具體上的一個支撐面頂住，限制了x軸的移動，y軸的旋轉，z軸的旋轉三個移動自由度。φ25H8mm孔內插入短銷，限制了y軸的移動，z軸的移動，φ10H7mm孔中插入削邊銷，限制了x軸的旋轉，這樣6個自由度全部被限制。定位面板如附圖A1圖紙——手柄座夾具體裝配圖所示。
?4.1.3定位誤差分析
定位誤差是指由于定位不準確引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。對于夾具設計中采用的定位方案，，只要可能產生的定位誤差小于工件相應尺寸或位置公差的1/3—1/2，即可認為定位方案符合加工要求。
對于本次設計的夾具，需要保證的尺寸要求：保證油孔軸線距φ45mm圓柱小端面17+7=24mm，保證螺紋孔軸線與φ25H8mm和φ10H7mm兩孔的中心線成50mm。
對于24mm的要求，由于定位基準也是φ45mm圓柱小端面，故基準不重和誤差為0，且由于φ45mm圓柱小端面經過半精銑，表面粗糙度達到Ra3.2mm，故可認為φ45mm圓柱小端面的平面度誤差為0，即不存在基準位置度誤差，綜上所述，只要支撐面的標準尺寸得到保證，是不存在定位誤差的。
對于本工序要求，定位基準與工序基準同為兩孔中心線，故基準不重合誤差為0?；鶞饰恢谜`差則取決于兩孔直徑尺寸公差以及圓度誤差，由于兩孔的表面精度都達到Ra1.6mm，都經過精鉸，故基準位置誤差也可以忽略，只要兩銷的標準尺寸以及相對位置關系得到保證，定位誤差也是很小的。
綜上所述，該定位方案是符合加工要求的。
?4.1.4定位元件的型號，尺寸和安裝方式
?4.1.4.1支撐面
在定位板面上做的一個突起4mm的一個支撐面，經過精銑得到精度較高的平面。其相關尺寸見右圖：
4.1.4.2短銷
本設計方案選用固定式定位銷，查《課程設計指導教程》，確定削邊銷為GB2205-1999標準，其相關尺寸見下圖3：
圖3?削邊銷尺寸
它和定位面板上的φ10mm銷孔呈H7/r6mm過盈配合，并用螺母固定，防止鉆孔時松動，影響加工。
4.1.4.3圓柱銷
本設計方案選用固定式定位銷，由于加工的φ5.5mm油孔恰好在定位基準φ25H8mm孔內表面上，打穿這面為止。若采用標準件，勢必影響φ5.5mm油孔的加工，因此可專門設計一個短銷，其尺寸如圖4所示：?
圖4?圓柱銷尺寸
圖中，該軸長為115mm，軸頸半徑為12.5mm，與φ25H8mm孔內表面僅有長度為17mm的面接觸，且為間隙配合，既保證了圓柱銷定位，又方便了裝夾工件。為了不影響加工φ5.5油孔，在標準銷元件上加上了長為30mm的軸身，直徑為14mm，要比φ25H8mm小11mm，即其半徑之差為5.5mm，再加上鍵槽深度2.5mm，那么L=5.5+2.5=8mm，這樣當鉆頭鉆φ5.5mm孔至終點時不會損傷銷，銷也不會影響鉆孔。
該銷與定位面板上的銷孔呈H7/r6間隙配合，外加螺紋結構，用螺母固定。??
4.2夾緊方案的確定
?4.2.1夾緊裝置的設計
夾緊力方向原則：
（1）夾緊力的作用方向不應破壞工件的既定位置；
（2）夾緊力的作用方向應使所需夾緊力盡可能小；
（3）夾緊力的作用方向應使工件的夾緊變形最小。
夾緊作用點原則：
（1）夾緊里的作用點應正對夾具定位支撐元件或位于支撐元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內，以免工件產生位移和偏轉；
（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少，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；
（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生振動。
根據以上要求，考慮加工零件的特點及定位方式，確定夾緊方式。
本設計方案選用的是螺旋夾緊機構，夾緊方向水平向右，通過螺母的轉動，帶動套在圓柱銷頭部的墊片向右移動，進而作用在工件φ45mm圓柱大端面上，實現夾緊，具體夾緊裝置的布置見A1圖紙。這種夾緊方式和夾緊裝置簡單實用，且對于大批量生產能較快裝夾工件，勞動強度較小，成本低，簡單可靠。
另外，考慮到工件沿φ25H8mm孔中心線軸向裝卸，因此為便于裝卸工件，該墊片為開口墊片，螺母為小于φ25H8mm孔的小螺母，只要將開口墊片取去，就可以很好的將零件取出。其圖如圖5
圖5 墊片加緊圖
圓柱銷的螺紋軸向行程至少要大于2倍的墊片厚度5mm，且墊片的孔應與工件φ25H8mm孔同軸，保證夾緊力作用均勻可靠。
?4.2.2夾具的操作及維護
安裝工件時，應先將螺母轉動退出足夠的行程空間以便于取出墊片，安裝工件，然后使工件的φ25H8mm孔穿過圓柱銷，使工件底部的φ10H7mm孔穿過短銷，將φ45mm圓柱小端面緊靠在定位板上的支撐面上，這樣工件以φ45mm圓柱小端面為定位基準安裝。工件裝好后，裝上開口墊片，轉動螺母，使開口墊片靠緊φ45mm大端面并夾緊工件。加工完成后松開工件，只需反向轉動螺母，退出開口墊片，即可取下工件。
夾具在使用中，應注意檢查鉆套的磨損情況，如果磨損后不能精確保證加工精度，則需要更換鉆套。本夾具定位面板是受力部件，夾緊時檢查其是否發(fā)生受力變形，如有變形，應及時設法修正，才能保證加工精度。為使其變形減小，需要嚴格控制螺桿的夾緊力。
?4.2.3工藝卡片
重慶大學應用技術學院
機械加工工藝卡片
工件名稱
鑄
工序號
Ⅹ
零件名稱
CA6140車床手柄座
零件號
零件重量
0.73kg
同時加工件數
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
HT200
HBS151~229
鑄件
0.72kg
設備
夾具
輔助工具
名稱
型號
立式鉆床
Z525
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數
切削深度mm
進給量mm/r
主軸轉速r/min
切削速度m/min
基本工
時min
1
鉆孔
高速鋼麻花鉆
1
0.10
1360
20
0.75
2
鉸孔至
高速鋼機用鉸刀
1
0.6
392
6.15
0.26
設計者
姜顯著
指導老師
李文貴
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五、自我小結
本次課程設計是在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性復習，是一次對我們所學的專業(yè)基礎知識的掌握情況的重要考察和檢驗，更是培養(yǎng)我們理論聯系實際，分析并解決問題能力的重要內容和階段。使我更好的掌握了UG和CAD制圖軟件。
這次課程設計，其設計圖主要用UG NX制圖軟件完成并轉換成CAD二維圖紙進行編輯。自我感覺尚有很多不足和錯誤，首先，在設計夾具裝配件時過于匆忙，裝配手柄時放在了左手邊，不符合工人正常勞作習慣；其次是課程設計前準備工作沒做好，在圖書館很多資料和文獻都沒能借到（早已借空了），在借閱同學的相關資料時沒有時間認真琢磨和分析相關信息和數據；最后就是課程設計說明書的編寫過于匆忙，時間很緊，很多文字和標準，公式，數據，計算上的錯誤沒有時間一一改正（確實，在打這篇文稿，發(fā)現了很多錯誤和缺憾）。
課程設計，是一個系統(tǒng)性、知識點廣泛的學習過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學習和結合，使自己把學過的知識聯系起來，運用到各個方面上去。同時，廣泛地運用設計手冊及各種參考資料，學會了在實際中運用工具書，和獨立完成每一步查找工作；整個零件的加工過程是和其他同學分工完成的，集中體現了團隊精神，合作分工能很好的提高辦事效率！在這次設計中培養(yǎng)了我獨立分工合作的能力！為以后出身社會的工作打下基礎！
六、參考文獻
1?徐洪本 ．機床夾具設計手冊．遼寧科技出版社．2004.1
2 鄧文英等．金屬工藝學．高等教育出版社．2008.4
3?付風嵐．公差與檢測技術．科學出版社．2006.9
4 王先逵等．機械加工工藝手冊．機械工業(yè)出版社．2007.9
5?陳宏鈞．金屬切削速算手冊．機械工業(yè)出版社．2007.9
6 陳立德. 《機械制造技術基礎課程設計》.高等教育出版社.2009.5
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