應急控制手柄軸的加工工藝規(guī)程及鉆Φ4孔夾具設計含非標6張CAD圖

應急控制手柄軸的加工工藝規(guī)程及鉆Φ4孔夾具設計含非標6張CAD圖,應急,控制,手柄,加工,工藝,規(guī)程,夾具,設計,非標,CAD 摘要 應急控制手柄軸是設備上非常重要的零件之一。該零件為實現(xiàn)應急控制以及設備的正常工作提供保障。應急控制手柄軸是比較典型的軸類零件，軸類零件應用非常廣泛，從而對應急控制手柄軸進行研究非常有必要。 這次設計的內(nèi)容主要有零件的機械加工工藝過程及鉆Φ4孔專用夾具設計。在一開始對其進行設計的時候，主要研究應急控制手柄軸的作用，材料的選擇，加工工藝路線的制定還有零件在加工的時候其切削用量的選擇等等。 依據(jù)設計任務書確定設計鉆Φ4孔專用夾具。依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點設計了定位方案和夾緊方案并選擇了相應的定位和夾緊元件。對夾具體進行設計，畫出裝配圖以及所有非標零件圖等。 關鍵詞：應急控制；手柄軸；加工工藝；鉆Φ4孔；專用夾具 目 錄 摘要 I 序言 1 第一節(jié) 零件的分析 2 一 零件的功用分析 2 二 零件的工藝分析 3 第二節(jié) 機械加工工藝規(guī)程的制定 6 一 確定生產(chǎn)類型 6 二 選擇毛坯 6 三 定位基準的選擇 7 四 選擇加工方法，制定工藝路線 8 五 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 9 六 確定切削用量和時間定額 10 第三節(jié) 夾具設計部分 18 一 定位方案的設計 18 二 夾緊方案的設計 19 三 設計夾具體 19 四 鉆套的選擇 21 五 鉆削力和夾緊力的計算 22 六 夾具總體結(jié)構(gòu)分析及夾具的使用說明 23 總結(jié) 25 參考文獻 26 II 序言 本次設計的應急控制手柄軸主要研究機械加工工藝過程及專用夾具設計，下面將對這2點進行講述： 1、工藝過程的概述 進行生產(chǎn)的時候，將需要生產(chǎn)的零部件形狀，大小，所處地點等都改變了，這樣原材料就加工成為我們需要的半成品或者是成品，這么一個流程就是工藝過程。比方說生產(chǎn)毛坯，進行機械生產(chǎn)，熱處理等這些都是工藝過程。在工藝過程里面，如果說只需要進行機械生產(chǎn)，零部件的外形，大小，產(chǎn)品表面質(zhì)量都符合質(zhì)量要求，這個流程就是我們說的機械工藝過程。 2、機床夾具的概述 機床夾具是機床上用以裝夾工件和引導刀具的一種裝置。指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設計制造周期較長、制造費用也較高。當產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。它與工件的定位基準相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時工件相對于刀具和機床加工運動間的相對正確位置。機床夾具的組成如下： （1）定位元件 它與工件的定位基準相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時工件相對于刀具和機床加工運動間的相對正確位置。 （2）夾緊裝置 用于夾緊工件，在切削時使工件在夾具中保持既定位置。 （3）對刀、引導元件或裝置 這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對刀元件，如對刀塊。 （4）連接元件 使夾具與機床連接的元件，保證機床與夾具間的相互位置關系。 （5）夾具體 用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎件。它與機床有關部件進行連接、對定，使夾具相對機床具有確定的位置。 （6）其它元件及裝置 有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有分度機構(gòu)，銑床夾具還要有定位鍵等。 第一節(jié) 零件的分析 一 零件的功用分析 本次設計以應急控制手柄軸為研究對象，該零件是設備上非常重要的零件之一。該零件為實現(xiàn)應急控制以及設備的正常工作提供保障。應急控制手柄軸是比較典型的軸類零件，軸類零件應用非常廣泛，從而對應急控制手柄軸進行研究非常有必要。該零件的結(jié)構(gòu)見下圖1.1。 圖1.1 應急控制手柄軸 該零件是牌號為鈦合金，該材料的概述如下： 鈦合金指的是多種用鈦與其他金屬制成的合金金屬。鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質(zhì)含量有關，最純的碘化鈦雜質(zhì)含量不超過0.1%，但其強度低、塑性高。99.5%工業(yè)純鈦的性能為：密度ρ=4.5g/cm3，熔點為1725℃，導熱系數(shù)λ=15.24W/(m.K)，抗拉強度σb=539MPa，伸長率δ=25%，斷面收縮率ψ=25%，彈性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。 1、強度高 鈦合金的密度一般在4.51g/cm3左右，僅為鋼的60%，一些高強度鈦合金超過了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強度。因此鈦合金的比強度遠大于其他金屬結(jié)構(gòu)材料，可制出單位強度高、剛性好、質(zhì)輕的零部件。飛機的發(fā)動機構(gòu)件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。 2、熱強度高 使用溫度比鋁合金高幾百度，在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450～500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150℃～500℃范圍內(nèi)仍有很高的比強度，而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃，鋁合金則在200℃以下。 3、抗蝕性好 鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作，其抗蝕性遠優(yōu)于不銹鋼；對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強；對堿、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質(zhì)的抗蝕性差。 4、低溫性能好 鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學性能。低溫性能好，間隙元素極低的鈦合金，如TA7，在-253℃下還能保持一定的塑性。因此，鈦合金也是一種重要的低溫結(jié)構(gòu)材料。 5、化學活性大 鈦的化學活性大，與大氣中O2、N2、H2、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產(chǎn)生強烈的化學反應。含碳量大于0.2%時，會在鈦合金中形成硬質(zhì)TiC；溫度較高時，與N作用也會形成TiN硬質(zhì)表層；在600℃以上時，鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層；氫含量上升，也會形成脆化層。吸收氣體而產(chǎn)生的硬脆表層深度可達0.1～0.15 mm，硬化程度為20%～30%。鈦的化學親和性也大，易與摩擦表面產(chǎn)生粘附現(xiàn)象。 二 零件的工藝分析 在制訂零件的機械加工工藝規(guī)程時，首先要對照產(chǎn)品裝配圖分析零件圖，熟悉該產(chǎn)品的用途、性能及工作條件，明確零件在產(chǎn)品中的位置、作用及相關零件的位置關系；了解并研究各項技術(shù)條件制定的依據(jù)，找出其主要技術(shù)要求和技術(shù)關鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時采用適當?shù)拇胧┘右员ＷC。然后著重對零件進行結(jié)構(gòu)分析和技術(shù)要求的分析。 零件的結(jié)構(gòu)分析主要包括以下三方面： 1、零件表面的組成和基本類型 盡管組成零件的結(jié)構(gòu)多種多樣，但從形體上加以分析，都是由一些基本表面和特形表面組成的?；颈砻嬗袃?nèi)外圓柱表面、圓錐表面和平面等；特形表面主要有螺旋面、漸開線齒形表面、圓弧面等。在零件結(jié)構(gòu)分析時，根據(jù)機械零件不同表面的組合形成零件結(jié)構(gòu)上的特點，就可選擇與其相適應的加工方法和加工路線，例如外圓表面通常由車削或磨削加工；內(nèi)孔表面則通過鉆、擴、鉸、鏜和磨削等加工方法獲得。 機械零件不同表面的組合形成零件結(jié)構(gòu)上的特點。在機械制造中，通常按零件結(jié)構(gòu)和工藝過程的相似性，將各類零件大致分為軸類零件、套類零件、箱體類零件、齒輪類零件和叉架類零件等。 2、主要表面與次要表面區(qū)分 根據(jù)零件各加工表面要求的不同，可以將零件的加工表面劃分為主要加工表面和次要加工表面；這樣，就能在工藝路線擬定時，做到主次分開以保證主要表面的加工精度。 3、零件的結(jié)構(gòu)工藝性 所謂零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件在滿足使用要求的前提下，制造該零件的可行性和經(jīng)濟性。功能相同的零件，其結(jié)構(gòu)工藝性可以有很大差異。所謂結(jié)構(gòu)工藝性好，是指在現(xiàn)有工藝條件下，既能方便制造又有較低的制造成本。 零件圖樣上的技術(shù)要求，既要滿足設計要求，又要便于加工，而且齊全和合理。其技術(shù)要求包括下列幾個方面： 1、加工表面的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量； 2、各加工表面之間的相互位置精度； 3、工件的熱處理和其它要求，如動平衡、鍍鉻處理、去磁等。 零件的尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面粗糙度的要求，對確定機械加工工藝方案和生產(chǎn)成本影響很大。因此，必須認真審查，以避免過高的要求使加工工藝復雜化和增加不必要的費用。 在認真分析了零件的技術(shù)要求后，結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特點，對零件的加工工藝過程便有一個初步的輪廓。加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和有無熱處理要求，決定了該表面的最終加工方法，進而得出中間工序和粗加工工序所采用的加工方法。如，軸類零件上IT7級精度、表面粗糙度Ra1.6um的軸頸表面，若不淬火，可用粗車、半精車、精車最終完成；若淬火，則最終加工方法選磨削，磨削前可采用粗車、半精車等加工方法加工。表面間的相互位置精度，基本上決定了各表面的加工順序。 本次研究的軸其組成表面及加工要求如下： （1）組成表面：零件兩端面；各外圓及端面；M6螺紋孔；Φ4孔；Φ2.5孔等。 （2）加工要求：零件上圓柱孔的表面粗糙度公差為Ra1.6um，其余表面及端面，其表面粗糙度公差為Ra3.2um。 第二節(jié) 機械加工工藝規(guī)程的制定 一 確定生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型是按工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)過程的連續(xù)程度或生產(chǎn)產(chǎn)品的重復程度劃分的類型。按工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)過程的連續(xù)程度不同，可以分為連續(xù)生產(chǎn)和間斷生產(chǎn)。連續(xù)生產(chǎn)的工藝技術(shù)過程連續(xù)程度高，不允許有任何間斷出現(xiàn)，一般沒有在產(chǎn)品、半成品和其它中間產(chǎn)品，如發(fā)電、化工、冶煉生產(chǎn)等。間斷生產(chǎn)的工藝技術(shù)過程可以分階段間斷進行，產(chǎn)品整個生產(chǎn)過程既可以由一個企業(yè)單獨完成，也可以由若干個企業(yè)分工協(xié)作完成，生產(chǎn)過程中一般都需要有一定的在制品和半成品儲備，如機械、電器產(chǎn)品的生產(chǎn)等。 通過對任務書的分析，確定生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)。 二 選擇毛坯 毛坯的種類很多，同一種毛坯又有多種制造方法，機械制造中常用的毛坯有以下幾種： 1、鑄件 形狀復雜的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前鑄件大多用砂型鑄造，它又分為木模手工造型和金屬模機器造型。木模手工造型鑄件精度低，加工表面余量大，生產(chǎn)率低，適用于單件小批生產(chǎn)或大型零件的鑄造。金屬模機器造型生產(chǎn)率高，鑄件精度高，但設備費用高，鑄件的重量也受到限制，適用于大批量生產(chǎn)的中小鑄件。其次，少量質(zhì)量要求較高的小型鑄件可采用特種鑄造。 2、鍛件 機械強度要求高的鋼制件，一般要用鍛件毛坯。鍛件有自由鍛造鍛件和模鍛件兩種。自由鍛造鍛件可用手工鍛打、機械錘鍛或壓力機壓鍛等方法獲得。這種鍛件的精度低，生產(chǎn)率不高，加工余量較大，而且零件的結(jié)構(gòu)必須簡單；適用于單件和小批生產(chǎn)，以及制造大型鍛件。 模鍛件的精度和表面質(zhì)量都比自由鍛件好，而且鍛件的形狀也可較為復雜，因而能減少機械加工余量。模鍛的生產(chǎn)率比自由鍛高得多，但需要特殊的設備和鍛模，故適用于批量較大的中小型鍛件。 3、型材 型材按截面形狀可分為：圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼及其它特殊截面的型材。型材有熱軋和冷拉兩類。熱軋的型材精度低，但價格便宜，用于一般零件的毛坯；冷拉的型材尺寸較小、精度高，易于實現(xiàn)自動送料，但價格較高，多用于批量較大的生產(chǎn)，適用于自動機床加工。 4、焊接件 焊接件是用焊接方法而獲得的結(jié)合件，焊接件的優(yōu)點是制造簡單、周期短、節(jié)省材料，缺點是抗振性差，變形大，需經(jīng)時效處理后才能進行機械加工。 除此之外，還有沖壓件、冷擠壓件、粉末冶金等其它毛坯。 通過對零件圖的分析，決定選擇Φ25.4X140棒料為毛坯。通過上面對毛坯制造方式的選擇，結(jié)合零件圖的加工要求和現(xiàn)代夾具設計手冊。毛坯圖如圖2.1所示。 圖2.1 應急控制手柄軸毛坯圖 三 定位基準的選擇 基準是機械制造中應用廣泛的一個概念，機械產(chǎn)品從設計時零件尺寸的標注，制造時工件的定位，校驗時尺寸的測量，一直到裝配時零部件的的裝配位置確定等，都要用到基準的概念?；鶞示褪怯脕泶_定生產(chǎn)對象上幾何關系所依據(jù)的點，線或面。 1、粗基準的選擇 選擇粗基準時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。 結(jié)合零件圖，選擇Φ20外圓及端面作為粗基準。 2、精基準的選擇 應采用同一組基準定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準統(tǒng)一原則。這樣做可以簡化工藝規(guī)程的制訂工作，減少夾具設計、制造工作量和成本，縮短生產(chǎn)準備周期；由于減少了基準轉(zhuǎn)換，便于保證各加工表面的相互位置精度。某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準，稱為自為基準原則。所選精基準應保證工件安裝可靠，夾具設計簡單、操作方便。 結(jié)合零件圖，選擇兩端Φ19.05外圓及端面作為粗基準。 四 選擇加工方法，制定工藝路線 軸類、套類和盤類零件是具有外圓表面的典型零件。外圓表面常用的機械加工方法有車削、磨削和各種光整加工方法。車削加工是外圓表面最經(jīng)濟有效的加工方法，但就其經(jīng)濟精度來說，一般適于作為外圓表面粗加工和半精加工方法；磨削加工是外圓表面主要精加工方法，特別適用于各種高硬度和淬火后零件精加工；光整加工是精加工后進行的超精密加工方法（如滾壓、拋光、研磨等），適用于某些精度和表面質(zhì)量要求很高的零件。由于各種加工方法所能達到的經(jīng)濟加工精度、表面粗糙度、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本各不相同，因此必須根據(jù)具體情況，選用合理的加工方法，從而加工出滿足零件圖紙上要求的合格零件。 表2.1 加工工藝路線方案1 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 Φ25.4X140； 2 熱處理 退火； 3 鉆中心孔 兩端面鉆中心孔； 4 粗車 粗車兩端面； 5 粗車 粗車各外圓及端面； 6 半精車 半精車兩端面； 7 半精車 半精車各外圓及端面； 8 精車 精車兩端面； 9 精車 精車各外圓及端面； 10 鉆 鉆、擴、鉸Φ15孔； 11 鉆 鉆、攻M6螺紋孔； 12 鉆 鉆、擴、鉸Φ4孔； 13 鉆 鉆、擴、鉸Φ2.5孔； 14 終檢 終檢 表2.2 加工工藝路線方案2 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 1 鍛造 Φ25.4X140； 2 熱處理 退火； 3 車 車兩端面； 4 車 車各外圓及端面； 5 鉆 鉆Φ15孔； 6 鉆 鉆M6螺紋孔； 7 鉆 鉆Φ4孔； 8 鉆 鉆Φ2.5孔； 9 終檢 終檢 方案1的制造方式為棒料，直接對其進行下料即可，而后先對零件的2個端面進行粗車，對零件兩端鉆中心孔，為下面的半精車和精車奠定基礎。中心孔的鉆削為零件使用頂尖裝夾提供保證。接下來對零件上孔進行鉆孔等方式，保障零件的尺寸要求以及形位公差的要求等。 方案2的制造方式采用鍛造，而后對零件進行加工前的熱處理，接下來對零件的端面以及外圓端面進行相應的車加工。然后完成零件孔的鉆削加工，本方案加工工藝路線比較編輯。 通過上面對2種加工工藝路線的分析，其中方案2采用鍛造的方式獲得毛坯不經(jīng)濟，因為直接有相對于的棒料。方案2在對零件上外圓、端面進行加工時，未對其粗精加工分開。方案2顯然是不合適，因此，加工本零件選擇方案1。 表2.3 加工工藝裝備對照表 工序 號 工序 名稱 工序 內(nèi)容 加工 設備 裝夾 裝置 切削 刀具 檢測 工具 1 備料 Φ25.4X140； 2 熱處理 退火； 3 鉆中心孔 兩端面鉆中心孔； CA6140 三爪卡盤 頂尖 麻花鉆 合金車刀 游標 卡尺 4 粗車 粗車兩端面； 5 粗車 粗車各外圓及端面； 6 半精車 半精車兩端面； 7 半精車 半精車各外圓及端面； 8 精車 精車兩端面； 9 精車 精車各外圓及端面； 10 鉆 鉆、擴、鉸Φ15孔； Z525 專用夾具 合金鉆頭 卡尺 量規(guī) 11 鉆 鉆、攻M6螺紋孔； 12 鉆 鉆、擴、鉸Φ4孔； 13 鉆 鉆、擴、鉸Φ2.5孔； 14 終檢 終檢 五 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 表2.4 加工余量對照表 工序 號 工序 名稱 工序 內(nèi)容 加工余量 （mm） 1 備料 Φ25.4X140； 2 熱處理 退火； 3 鉆中心孔 兩端面鉆中心孔； 2.5（單邊） 4 粗車 粗車兩端面； 3.5 5 粗車 粗車各外圓及端面； 2.18（單邊） 6 半精車 半精車兩端面； 0.85 7 半精車 半精車各外圓及端面； 0.85（單邊） 8 精車 精車兩端面； 0.15 9 精車 精車各外圓及端面； 0.15（單邊） 10 鉆 鉆Φ15孔的底孔； 2.5（單邊） 擴Φ15孔； 4.9（單邊） 鉸Φ15孔； 0.1（單邊） 11 鉆 鉆M6螺紋孔的底孔； 2.5（單邊） 攻M6螺紋孔； 0.5（單邊） 12 鉆 鉆Φ4孔的底孔； 1.5（單邊） 擴Φ4孔； 0.4（單邊） 鉸Φ4孔； 0.1（單邊） 13 鉆 鉆Φ2.5孔的底孔； 1（單邊） 擴Φ2.5孔； 0.15（單邊） 鉸Φ2.5孔； 0.1（單邊） 14 終檢 終檢 六 確定切削用量和時間定額 工序1：備料Φ25.4X140； 工序2：熱處理退火； 工序3：兩端面鉆中心孔； 1、加工機床及型號：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量2.5mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=8m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖，取n=500r/min； 計算實際切削速度 工序4：粗車兩端面； 1、加工機床及型號：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量3.5mm； 5、進給量0.2。 6、初步取機床切削速度=20m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖，取n=330r/min； 計算實際切削速度 工序5：粗車各外圓及端面； 1、加工機床及型號：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量2.18mm； 5、進給量0.2。 6、初步取機床切削速度=20m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖，取n=330r/min； 計算實際切削速度 工序6：半精車兩端面； 1、加工機床及型號：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.85mm； 5、進給量0.25。 6、初步取機床切削速度=25m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖，取n=400r/min； 計算實際切削速度 工序7：半精車各外圓及端面； 1、加工機床及型號：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.85mm； 5、進給量0.25。 6、初步取機床切削速度=25m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖，取n=400r/min； 計算實際切削速度 工序8：精車兩端面； 1、加工機床及型號：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.15mm； 5、進給量0.3。 6、初步取機床切削速度=30m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖，取n=500r/min； 計算實際切削速度 工序9：精車各外圓及端面； 1、加工機床及型號：臥式車床，型號CA6140； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.15mm； 5、進給量0.3。 6、初步取機床切削速度=30m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查CA6140臥式車床轉(zhuǎn)速圖，取n=500r/min； 計算實際切削速度 工序10：鉆、擴、鉸Φ15孔； 工步1：鉆Φ15孔的底孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量2.5mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=8m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=525r/min； 計算實際切削速度 工步2：擴Φ15孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量4.9mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=15m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=331r/min； 計算實際切削速度 工步3：鉸Φ15孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.1mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=20m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=465r/min； 計算實際切削速度 工序11：鉆、攻M6螺紋孔； 工步1：鉆M6螺紋孔的底孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量2.5mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=8m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=525r/min； 計算實際切削速度 工步2：攻M6螺紋孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.5mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=10m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=525r/min； 計算實際切削速度 工序12：鉆、擴、鉸Φ4孔； 工步1：鉆Φ4孔的底孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量1.5mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=8m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=735r/min； 計算實際切削速度 工步2：擴Φ4孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.4mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=8m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=735r/min； 計算實際切削速度 工步3：鉸Φ4孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.1mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=10m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=735r/min； 計算實際切削速度 工序13：鉆、擴、鉸Φ2.5孔； 工步1：鉆Φ2.5孔的底孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量1mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=5m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=735r/min； 計算實際切削速度 工步2：擴Φ2.5孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.4mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=6m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=735r/min； 計算實際切削速度 工步3：鉸Φ2.5孔； 1、加工機床及型號：臺式鉆床，型號Z525； 2、加工刀具：合金鉆頭； 3、檢查量具：游標卡尺； 4、背吃刀量0.1mm； 5、進給量0.1。 6、初步取機床切削速度=6m/min。 7、選擇主軸轉(zhuǎn)速及計算實際切削速度 ，查Z525轉(zhuǎn)速圖，取n=735r/min； 計算實際切削速度 工序14：終檢。 第三節(jié) 夾具設計部分 本專用夾具是為鉆Φ4孔而設計的鉆床專用夾具，在對該工序進行加工之前，已完成零件左端面，Φ19.05外圓的加工。本夾具將采用其作為主要定位面，下圖3.1為工序簡圖具體如下： 圖3.1 工序簡圖 一 定位方案的設計 通過對上圖3.1工序簡圖的分析，本定位方案設計如下： （1）設計V型定位塊利用90°V型面對2處Ф19.05外圓定位，限制4自由度； （2）設計定位鉆模座利用凸臺端面對零件軸向進行定位，限制1自由度； 通過分析，本次鉆孔只需在Ф19.05外圓上即可，旋轉(zhuǎn)自由度不需要限制。因此，完成零件定位。下圖3.2和圖3.3分別為V型定位塊和定位鉆模座零件圖。 圖3.2 V型定位塊零件圖 圖3.3 定位鉆模座零件圖 二 夾緊方案的設計 通過對上圖3.1工序簡圖的分析，本夾緊方案設計如下：利用雙頭螺栓，六角螺母、墊圈、移動壓板及彈簧等對工件Φ19.05外圓進行夾緊。 三 設計夾具體 夾具體是夾具的基礎件。在夾具體上，要安裝組成該夾具所需要的各種元件，機構(gòu)和裝置等。在設計的時候，應該滿足下面的一些基本要求。夾具體的剛度和強度要滿足相應的要求；夾具體的設計結(jié)構(gòu)要簡單，具有良好的工藝性；尺寸要穩(wěn)定；便于排屑。 1、夾具體的毛坯結(jié)構(gòu) 在選擇夾具體的毛坯機構(gòu)時，應以結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟性、標準化的可能性以及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。 2、夾具體外形尺寸的確定 夾具制造屬于單件生產(chǎn)，為縮短設計和制造周期，減少設計和制造費用，所以在夾具體設計時，需要計算的地方都不是特別復雜。我們通常的做法是參照相同或類似的其它夾具結(jié)構(gòu)，并根據(jù)相關的夾具體設計經(jīng)驗進行確認。當我們在設計夾具體總體裝配圖的時候，根據(jù)當前現(xiàn)有工件、對刀和定位元件、預緊和裝夾裝置、以及其他的一些機構(gòu)和裝置之間的裝配關系，夾具體的外形結(jié)構(gòu)和外形尺寸我們就可以大概的確定下來了。 3、夾具體的排屑結(jié)構(gòu) 為了便于排除切屑，不使其聚積在定位工件工作表面上而影響工件正確定位，一般在設計夾具時，應采用必要措施。 4、夾具設計相關技術(shù)要點 在夾具的設計過程中，要保證整個夾具工作的精度，需要滿足下面兩方面要求。第一要確定相關的尺寸精度，第二要保證夾具的各個元件和相關元件間的位置。我們通常用符號來表示，也可以使用文字來表示，并統(tǒng)稱為夾具的設計技術(shù)要點。大致可以概括為以下幾方面內(nèi)容： （1）各個定位元件之間的相互位置是有要求的，各個定位元件與夾具體底面之間也是有相互的位置要求的。 （2）對刀元件與各個連接元件之間也要有相互的位置要求。 （3）各個定位元件與各個定位元件的連接元件之間要有相應的位置要求。 （4）各個定位元件與其他元件之間（如引導元件）也要有相應的位置要求。 通過上面的分析，本次設計的夾具體其材料選擇HT200，制造方式選擇砂型鑄造，結(jié)構(gòu)詳見圖3.4。 圖3.4 夾具體零件圖 四 鉆套的選擇 鉆套主要是用來確定鉆頭、擴孔鉆、鉸刀等定尺寸刀具的軸線位置,鉆套的結(jié)構(gòu)和尺寸已經(jīng)標準化。根據(jù)使用特點，鉆套具有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套四種型式。而且采用“過盈配合”把鉆套鑲?cè)脬@模板上。鉆套的意義在于他可以定位和引導刀具進行加工，從而提高加工的精度。本鉆套選用快換鉆套JB/T 8045.3-1999，在工件的一次裝夾中，若順序進行鉆孔、擴孔、鉸孔或攻絲等多個加工工步，需要不同孔徑的鉆套來引導刀具，此時應使用快換鉆套（如圖3.5）。更換鉆套時，只需逆時針轉(zhuǎn)動鉆套使削邊平面轉(zhuǎn)至螺釘位置，即可向上快速取出鉆套。 圖3.5 快換鉆套 五 鉆削力和夾緊力的計算 1、鉆削力的計算 計算公式： 其中： P—鉆削力； D─鉆頭直徑，Φ20mm； S—進給量，0.1mm； HB─布氏硬度，取230HBS。 2、計算夾緊力 。 —基本安全系數(shù)，取1.5； —加工性質(zhì)系數(shù)，取1.1； —刀具鈍化系數(shù)，取1.1； —繼續(xù)切削系數(shù)，取1.1； —夾緊力穩(wěn)定系數(shù)，取1.3； —手動夾緊位置系數(shù)，取1.0。 =2.6 。 —定位面摩擦系數(shù)，； —夾緊面摩擦系數(shù)，。 取螺栓預緊力。 選M6雙頭螺栓，材料為45#鋼。 則，小于45#鋼許用應力 故M6雙頭螺栓，合適。 六 夾具總體結(jié)構(gòu)分析及夾具的使用說明 本夾具是為鉆Φ4孔而設計，應急控制手柄軸采用2處Φ19.05外圓及零件左端面定位。工件的夾緊利用雙頭螺栓，六角螺母、墊圈、V型壓板及彈簧等對工件Φ19.05外圓進行夾緊。下圖3.6為夾具裝配圖。 圖3.6 夾具裝配圖 總結(jié) 本次設計共分為3部分，具體總結(jié)如下： 1、對生產(chǎn)過程與工藝過程進行概述，對其主要內(nèi)容做到了了解和掌握，為后面設計工藝做好鋪墊。掌握鉆床及其加工范圍，為后面設計專用夾具做好鋪墊。 2、設計零件加工工藝規(guī)程主要包括零件的作用 、零件組成表面、加工要求及形位公差分析、零件材料選擇和分析、零件生產(chǎn)類型、加工基準、加工工藝路線、切削用量及工時等，這部分內(nèi)容設計比較麻煩也是耗時較長的。 3、設計專用夾具主要包括確定定位方案、確定定位元件、確定夾緊方案、確定夾緊元件、設計夾具體、計算鉆削力、夾緊力等。 因我能夠有限設計水平也有限，請指導老師批評指正，我將在今后的學習和工作中改進。在這里尤其要感謝我的指導老師，在遇到困難的時候，老師就算是再忙，都會抽出時間來給我指導，告訴我應該怎么去解決遇到的問題，怎么去查找專業(yè)資料，一時找不到書寫方向也不要著急，告訴我接下來應該向什么方向去進行研究，所以，如果沒有老師的幫助，相信我的設計是沒有這么順利完成的，在這里再次對我的論文指導老師表示衷心的感謝。 參考文獻 [1] 東北重型機械學院,洛陽農(nóng)業(yè)機械學院,長春汽車廠工人大學,機床夾具設計手冊[M],上海:上海科學技術(shù)出版社,1980 [2] 張進生.機械制造工藝與夾具設計指導[M],機械工業(yè)出版社,1995 [3] 李慶壽.機床夾具設計[M],機械工業(yè)出版社,1991 [4] 李洪.機械加工工藝手冊[M],北京出版社,1996 [5] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會,金屬切削手冊[M],上?？茖W技術(shù)出版社,2005 [6] 黃如林,劉新佳,汪群.切削加工簡明實用手冊[M],化學工業(yè)出版社,2005 [7] 余光國,馬俊,張興發(fā).機床夾具設計[M].重慶:重慶大學出版社,1995 [8] 周永強,高等學校畢業(yè)設計指導[M].北京:中國建材工業(yè)出版社,2008 [9] 劉文劍,曹天河.夾具工程師手冊[M].哈爾濱:黑龍江科學技術(shù)出版社,1987 [10] 王光斗.王春福.機床夾具設計手冊[M].上海科學技術(shù)出版社,2012 [11] 薛源順.機床夾具設計[M].第二版.北京:機械工業(yè)出版社,2003. 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