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四川大學(xué)錦城學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
題 目 撥叉機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
系 別 機(jī)械工程系
專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào) 年級(jí) 級(jí)
指導(dǎo)教師
二零一五 年 10 月 三十 日
摘 要
本設(shè)計(jì)是基于撥叉零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。撥叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度?；鶞?zhǔn)選擇以撥叉的輸入軸和輸出軸的花鍵孔作為粗基準(zhǔn)，以頂面與兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先以花鍵孔系定位加工出頂平面，再以頂平面與花鍵孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個(gè)別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面?；ㄦI孔系的加工采用的是坐標(biāo)法鏜孔。整個(gè)加工過(guò)程均選用組合機(jī)床。夾具選用專(zhuān)用夾具，夾緊方式多選用液動(dòng)夾緊，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖，因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線(xiàn)上加工，能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：撥叉類(lèi)零件；工藝；夾具；
31
Abstract
This design is the special fixture for machining process of forked plectrum parts and process design based on. The main processing surface fork parts of the plane and a series of hole. In general, ensure the machining accuracy of plane than to ensure machining accuracy hole easily. Therefore, the design follows the surface after the first hole of the principle. And the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure the accuracy of the hole. The supporting hole of the input shaft and the output shaft of the benchmark by a shifting fork as a rough benchmark, the top two holes as a precision technology base. Main processing process arrangement is to support hole positioning processing the top plane, and then the top plane and the series of supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are used in the top plane positioning technology and other processing Kong and plane. The supporting hole processing system using the method of coordinate boring. The whole process selection of combined machine tool. The special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, agencies can not self-locking, therefore the production efficiency is higher, suitable for high-volume, line processing, can meet the design requirements.
Key Words: fork parts; technology; fixture;
目 錄
摘 要 II
Abstract III
目 錄 IV
第1章 緒論 1
1.1 機(jī)械加工工藝概述 1
1.2機(jī)械加工工藝流程 1
1.3夾具概述 2
1.4機(jī)床夾具的功能 3
1.5機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 3
1.5.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 3
1.5.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 4
第2章 零件的工藝性分析 5
2.1零件的作用 5
2.2零件的工藝分析 6
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7
3.1確定毛坯的制造形成 7
3.2基準(zhǔn)的選擇 8
3.3制定工藝路線(xiàn) 8
3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10
3.5確定切削用量及基本工時(shí) 11
第3章 鉆花鍵槽底孔液動(dòng)夾具設(shè)計(jì) 22
3.1設(shè)計(jì)要求 22
3.2夾具設(shè)計(jì) 25
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 25
3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 25
3.3定位誤差的分析 29
3.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 30
3.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 31
3.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 32
結(jié) 論 33
參 考 文 獻(xiàn) 34
致 謝 35
第1章 緒論
1.1 機(jī)械加工工藝概述
機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過(guò)程，加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個(gè)依據(jù)。
機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過(guò)程稱(chēng)為機(jī)械加工工藝過(guò)程。比如一個(gè)普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗(yàn)-包裝，就是個(gè)加工的籠統(tǒng)的流程。
機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個(gè)步驟，每個(gè)流程的詳細(xì)說(shuō)明，比如，上面說(shuō)的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車(chē)，鉗工，銑床，等等，每個(gè)步驟就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)到多少。
技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過(guò)程，并將有關(guān)內(nèi)容寫(xiě)成工藝文件，這種文件就稱(chēng)工藝規(guī)程。這個(gè)就比較有針對(duì)性了。每個(gè)廠(chǎng)都可能不太一樣，因?yàn)閷?shí)際情況都不一樣。
總的來(lái)說(shuō)，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個(gè)步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程是某個(gè)廠(chǎng)根據(jù)實(shí)際情況編寫(xiě)的特定的加工工藝。
1.2機(jī)械加工工藝流程
機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過(guò)程和操作方法，按照規(guī)定的形式書(shū)寫(xiě) 成工藝文件，經(jīng)審批后用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線(xiàn)、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及 檢驗(yàn)方法、切削用量、時(shí)間定額等。
制訂工藝規(guī)程的步驟
1) 計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型。
2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。
3) 選擇毛坯。
4) 擬訂工藝路線(xiàn)。
5) 確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差。
6) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。
7) 確定切削用量及工時(shí)定額。
8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。
9) 填寫(xiě)工藝文件。
在制訂工藝規(guī)程的過(guò)程中，往往要對(duì)前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以提高經(jīng)濟(jì)效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進(jìn)，新材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時(shí)對(duì)工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完善。
1.3夾具概述
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。
在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工作。
“工欲善其事，必先利其器?！?
工具是人類(lèi)文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無(wú)論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
1.4機(jī)床夾具的功能
在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。
1．機(jī)床夾具的主要功能
機(jī)床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過(guò)程。定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會(huì)松動(dòng)、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機(jī)床夾具的特殊功能
機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向。
（1）對(duì)刀 調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對(duì)刀塊，它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。
（2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱(chēng)為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。
1.5機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)
隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門(mén)類(lèi)齊全的工藝裝備。
1.5.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀
國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類(lèi)總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專(zhuān)用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為15%左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。
3）適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。
4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。
5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
1.5.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)方面。
精密化
隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多，例如用于精密分度的多齒盤(pán)，其分度精度可達(dá)±0.1；用于精密車(chē)削的高精度三爪卡盤(pán)，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓度公差可達(dá)0.2～0.5μm。
高效化
高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、高速化夾具、具有夾緊動(dòng)力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車(chē)床上使用的高速三爪自定心卡盤(pán)，可保證卡爪在（試驗(yàn)）轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。
柔性化
機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類(lèi)主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機(jī)床夾具等。在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。
標(biāo)準(zhǔn)化
機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立類(lèi)型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259—91以及各類(lèi)通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。
第2章 零件的工藝性分析
2.1零件的作用
題目給定的零件是CA6140撥叉（見(jiàn)附圖1）它位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求進(jìn)行工作。獲得所需要的速度和扭矩寬度為30mm的面寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿鎿軇?dòng)滑移齒輪時(shí)如果槽的尺寸精度不夠或間隙很大時(shí)，滑移齒輪得不到高的位置精度，所以寬度為30mm的面槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。
2.2零件的工藝分析
分析零件圖可知，該撥叉形狀、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，通過(guò)鑄造毛坯可得到基本形狀，減少了工序加工，又節(jié)約了材料。除了撥叉上表面外，其余加工表面精度低，不需要高度機(jī)床加工，可通過(guò)銑削、鉆床等車(chē)床的粗加工就可以達(dá)到要求；而主要工作表面----撥叉上表面加工精度雖然較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來(lái)。由此可見(jiàn)，該零件工藝性較好。 CA6140撥叉共有三組加工表面
（1） 零件兩端面，可以后端面加工精度高，可以先以后端面為粗基準(zhǔn)加工右端面，再以前端面為精基準(zhǔn)加工左端面；
(2） 以花鍵中心線(xiàn)為基準(zhǔn)的加工面：這一組面包括?25H7的六齒方花鍵孔、?22H12的花鍵底孔、兩端的2X150倒角和距花鍵中心線(xiàn)為22mm的上頂面；
（3) 以工件右端面為基準(zhǔn)的18H11mm的槽、上頂面的2-M8通孔和?5錐孔。
經(jīng)上述分析可知， 對(duì)于后兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專(zhuān)用夾具加工另一組表面。
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1確定毛坯的制造形成
（1）選擇毛坯
零件材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能良好，考慮到零件加工表面少，精度要求不高，有強(qiáng)肋，且工作條件不差，既沒(méi)有變載荷，又屬間歇性工作，故選用金屬型鑄件，以滿(mǎn)足不加工表面的粗糙度要求及生產(chǎn)要求。
零件的形狀簡(jiǎn)單，因此毛坯形狀需要與零件形狀盡量接近，又因內(nèi)花鍵較小，因此不可直接鑄出。
（2)確定毛坯尺寸公差和機(jī)械加工余量
1.公差等級(jí)
由撥叉的功能和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為IT10
2.零件表面粗糙度
由零件圖可知，該撥叉各加工表面粗糙度Ra均大于等于1.6um
3.機(jī)械加工余量
由鑄件鑄造類(lèi)型為金屬鑄造，因此加工余量等級(jí)選用F
機(jī)械加工余量為3
3.2基準(zhǔn)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，基準(zhǔn)的選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則，加工工藝過(guò)程中將會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇 因?yàn)橐ＷC花間道中心線(xiàn)垂直于右端面，所以Φ40的外圓表面為粗基準(zhǔn)。
（2）精基準(zhǔn)的選擇 為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，加工2—M8、Φ5錐孔、18H11槽以零件的左端面和花鍵的中心線(xiàn)為精基準(zhǔn)，銑上頂面以花鍵中心線(xiàn)為精基準(zhǔn)。
3.3制定工藝路線(xiàn)
制定工藝路線(xiàn)的出發(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)已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外好應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
1、 工藝路線(xiàn)方案一
工序10：粗、精銑后端面；
工序20：鉆、擴(kuò)花鍵底孔Φ22H12；
工序30：倒角1.5 X 15°；
工序40：粗、精銑上頂面；
工序50：粗、精銑18H11底槽；
工序60：鉆2—M8通孔并攻絲，鉆Φ5錐孔；
工序70：拉內(nèi)花鍵Φ25H7；
工序80：挫圓角；
工序90：去毛刺，清洗；
工序100：終檢。
2、 工藝路線(xiàn)方案二
工序10：粗、精銑后端面；
工序20：鉆、擴(kuò)花鍵底孔Φ22H12；
工序30：倒角1.5 X 15°；
工序40：拉內(nèi)花鍵Φ25H7；
工序50：粗、精銑18H11底槽；
工序60：粗、精銑上頂面；
工序70：鉆2—M8通孔并攻絲，鉆Φ5錐孔；
工序80：挫圓角；
工序90：去毛刺，清洗；
工序100：終檢。
3、 兩套工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一把拉內(nèi)花鍵Φ25H7放在粗、精銑18H11底槽之后，這樣后面的工序50、工序60、工序70很難對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊。造成生產(chǎn)率的下降。而工藝路線(xiàn)二把花鍵底孔Φ22H12鉆削出來(lái)并倒角后緊接著就拉內(nèi)花鍵Φ25H7。這樣后面的工序就很容易對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊，即以花鍵中心線(xiàn)進(jìn)行定位、進(jìn)行螺旋夾緊。此方案定位精度高，專(zhuān)用夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠。
通過(guò)以上兩種工藝路線(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn)分析。最后確定工藝路線(xiàn)二為該零件的加工路線(xiàn)，工藝過(guò)程詳見(jiàn)加工工序卡片。
3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“CA6140撥叉（編號(hào)831003）”零件材料為HT200，毛坯重量約為0.84kg。生產(chǎn)類(lèi)型為中批量生產(chǎn)。采用鑄造毛坯。
根據(jù)上述原始資料加工工藝，分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸如下：
1、后端面加工余量
后端面有3±0.8mm的加工余量，足以把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除。后端面粗銑一次、精銑一次。粗銑加工余量2.8mm、工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)IT11、公差值0.22mm。精銑加工余量0.2mm、工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)IT7、公差值0.035mm、表面粗糙度Ra3.2um、工序基本尺寸80mm。
2、矩形花鍵底孔
要求以花鍵外徑定心，故先鉆中心孔。再擴(kuò)最后拉削內(nèi)孔尺寸為Φ22H12（見(jiàn)零件圖）。參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表3—59確定孔加工余量的分配：
鉆孔Φ20mm。工序經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)IT11、公差值0.13mm；
擴(kuò)孔Φ22H12mm、工序經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)IT10、公差值0.084mm、粗糙度Ra6.3um；
拉內(nèi)花鍵，花鍵孔以外徑定心，拉削時(shí)加工余量參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》取2Z=1mm。
3、18H11底槽的加工余量
槽底面粗銑余量為35mm。槽側(cè)面的銑削余量為17.9mm、工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT12、公差值0.25mm、槽底面表面粗糙度Ra6.3um。精銑的加工余量為側(cè)面余量0.1mm、工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT9、公差值為0.021mm、側(cè)面粗糙度為Ra3.2um。
4、上頂面的加工余量
此工序?yàn)閮蓚€(gè)工步：①、粗銑上頂面 ②、精銑上頂面
粗銑加工余量為2.8mm、工序經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)為IT11、公差值0.22mm；
精銑加工余量為0.2mm、工序經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)為IT7、公差值0.035mm、表面粗糙度Ra3.2um。
3.5確定切削用量及基本工時(shí)
工序10:以Φ40外圓為基準(zhǔn)，粗、精銑后端面。
1、 加工條件：
工件材料：HT200， ,鑄造。
加工要求：粗、精銑后端面，尺寸保證80mm。
機(jī)床:
刀具材料：鑲齒銑刀
2. 計(jì)算切削用量：
工步1：粗銑
背吃刀量為
進(jìn)給量的確定：機(jī)床的功率5～10Kw，工件夾具系統(tǒng)的剛度為中等條件，按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表3.3選取該工序的每齒進(jìn)給量為。
銑削速度：參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》得，選用鑲齒銑刀，其中在的條件下選取。銑削速度為。有公式 可以得到：。
由于手冊(cè)中的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速為，所以，實(shí)際銑削速度為：。
基本時(shí)間t：根據(jù)面銑刀平面（對(duì)稱(chēng)銑削、主偏角）的基本時(shí)間計(jì)算公式：。其中，，，取，。則有：
。
工步2：精銑
背吃刀量的確定。
進(jìn)給量的確定：由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表3.3，按表面粗糙度為的條件選取，該工序的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為。
銑削速度的計(jì)算：根據(jù)其他有關(guān)資料確定，按鑲齒銑刀，，的條件選取，銑削速度v為。由公式可以求得銑刀轉(zhuǎn)速。參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中4-15的X51立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，選取轉(zhuǎn)速為。再將此轉(zhuǎn)速代入上面公式?？梢郧蟮茫?
。
基本時(shí)間的確定：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中表5-43中面銑刀銑平面（對(duì)稱(chēng)銑削、主偏角）的基本時(shí)間公式，可以求得該工序的基本時(shí)間，其中，，取，，，得：
。
工序20：以Φ40mm外圓為基準(zhǔn)鉆、擴(kuò)花鍵底孔Φ22H12mm
1、加工條件：
工件材料：HT200， ,鑄造。
加工要求：鉆花鍵底孔，尺寸保證20mm。
機(jī)床：
刀具材料：高速鋼直柄麻花鉆Φ20mm、擴(kuò)孔鉆Φ22mm
計(jì)算切削用量：
工步1：鉆Φ20mm花鍵底孔
背吃刀量：
進(jìn)給量的確定：選取該工步的每齒進(jìn)給量 。
切削用量的計(jì)算：因?yàn)樵摴ぜ牟牧蠟镠T200，所以選取切削速度為。由式可以求得：
參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中表4-9所列的的主軸轉(zhuǎn)速。先取，再將n代入中，得到：
基本時(shí)間t：
其中，，，取。所以基本時(shí)間t為：
工步2：擴(kuò)Φ20mm花鍵底孔至Φ22H12mm
背吃刀量確定 。
進(jìn)給量的確定：由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表2.10的資料，選取該工件的沒(méi)轉(zhuǎn)進(jìn)給量。
切削速度的確定：根據(jù)相關(guān)資料，確定：
由公式?？梢缘玫剑?
按機(jī)床選取，得到切削速度
基本時(shí)間t：
其中，，
取。所以基本時(shí)間t為：
工序30：以Φ40mm外圓為基準(zhǔn)，倒角1.5 X 15°
加工條件
工件材料：HT200, ,鑄造。
加工要求：倒角1.515°
機(jī)床：
刀具材料：專(zhuān)用刀具。
此工步使用到專(zhuān)用刀具與手動(dòng)進(jìn)給。
檢驗(yàn)機(jī)床功率 按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.24
可以查出 當(dāng)σｂ＝160～241HBS
工藝過(guò)程詳見(jiàn)加工工序卡片
按 車(chē)床說(shuō)明書(shū) 主電機(jī)功率
可見(jiàn)比P小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求
鉆削功率檢驗(yàn)按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 2.21
當(dāng)
查得轉(zhuǎn)矩
《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表由表2.32 得功率公式
按車(chē)床說(shuō)明書(shū) 主電機(jī)功率
可見(jiàn)比小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要求。
工序40：拉內(nèi)花鍵Φ25H7
1、加工條件：
工件材料：HT200，鑄件；
加工要求：花鍵底孔粗糙度Ra6.3μm，鍵槽側(cè)面粗糙度Ra3.2μm，鍵槽底面粗糙度Ra1.6μm，鍵槽尺寸6mm，偏差代號(hào)H9；
刀具：高速鋼拉刀；④切削液：乳化液；
機(jī)床：拉床。
①確定齒升量：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒升量為0.06mm；
②切削速度：查有《切削簡(jiǎn)明手冊(cè)》有切削速度為0.06m/s（3.6m/min）；
③切削工時(shí)： t=Zblηk/1000vfzZ
式中： 單面余量1.5mm(由Φ22mm拉削到Φ25mm)；
拉削表面長(zhǎng)度，80mm；
η 考慮校準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取1.2；
考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4 ；
拉削速度（m/min）；
fz 拉刀單面齒升；
Z 拉刀同時(shí)工作齒數(shù)，Z=l/p；
P 拉刀齒距。
所以
因?yàn)槔锻瑫r(shí)工作齒數(shù)z=l/p=80/127所以其本工時(shí) Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13min=7.8s 。
工序50：粗、精銑18H11底槽
加工條件
工件材料：HT200, ,鑄造。
加工要求：以花鍵中心線(xiàn)為基準(zhǔn)粗、精銑18H11底槽、底面表面粗糙度、側(cè)面表面粗糙度。
機(jī)床：立式升降臺(tái)銑床（）
刀具材料：根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表21-5選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀。外徑160mm，內(nèi)徑40mm，刀寬粗銑16mm，精銑18mm，齒數(shù)為24齒。
工步1、粗銑16槽
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-75，得，取。
銑削速度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-33，得
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-74取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
=81mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)1次
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工步2、精銑18槽
切削深度：
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表查得：進(jìn)給量,查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-82得切削速度，
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-74取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
=81mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序60：粗、精銑上頂面
機(jī)床：立式升降臺(tái)銑床
刀具：根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-231，選用高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀，規(guī)格為：，齒數(shù)為12齒。
工步1、粗銑上端面
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-75，，取。
銑削速度：查《實(shí)用機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表11-94，得，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-74取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
=82mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工步2、精銑上端面
切削深度：
根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝師冊(cè)》表11-91查得：每齒進(jìn)給量,取，根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝師冊(cè)》表11-94
查得切削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-74取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
=81mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序70：鉆孔并攻絲
機(jī)床：搖臂鉆床
刀具：根據(jù)參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4.3-9硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。
工序1、鉆孔
鉆孔前鑄件為實(shí)心，根據(jù)上文所的加工余量先鉆孔到再攻絲，所以。
鉆削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-38，取
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，有：
，
按照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-31取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1，鉆孔數(shù)為2個(gè)
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序2、攻2-M8螺紋通孔
刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐
進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1.8-1得所加工螺紋孔螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：，加工數(shù)為2
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間：。
第3章 鉆花鍵槽底孔液動(dòng)夾具設(shè)計(jì)
3.1設(shè)計(jì)要求
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。下面即鉆花鍵槽底孔專(zhuān)用夾具，本夾具將用于Z525鉆床。
本夾具無(wú)嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問(wèn)題。
在對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工的要求，首先要使工件相對(duì)道具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過(guò)程中不因外力的影響而變動(dòng)。因此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝夾好。
機(jī)床夾具的組成
1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。
2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過(guò)程中受到外力（切削力等）作用時(shí)不離開(kāi)已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。
3、對(duì)刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對(duì)定位元件的正確位置。
4、連接原件 其作用是確定夾具在機(jī)床上的正確位置。
5、夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過(guò)它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。
6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準(zhǔn)確定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對(duì)于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。
以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)組成部分。
機(jī)床的分類(lèi)
機(jī)床夾具種類(lèi)繁多，可以從不同的角度對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行分類(lèi)。
按夾具的使用特點(diǎn)可分為：通用夾具，專(zhuān)用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具，
拼裝夾具。
按使用機(jī)床可分為：車(chē)床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機(jī)床夾具，數(shù)控機(jī)床夾具，自動(dòng)機(jī)床夾具，自動(dòng)線(xiàn)隨行夾具以及其他機(jī)床夾具。
夾具的分類(lèi)和作用：
（1）按專(zhuān)業(yè)程度劃分
1）通用夾具
通用夾具是指已經(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。例如，車(chē)床上三爪卡盤(pán)和四爪單動(dòng)卡盤(pán)，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。這類(lèi)夾具一般由專(zhuān)業(yè)工廠(chǎng)生產(chǎn)，常作為機(jī)床附件提供給用戶(hù)。其特點(diǎn)是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。
2）專(zhuān)用夾具
專(zhuān)用夾具是指專(zhuān)為某一工件的某道工序而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)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(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，夾具將由于無(wú)法再使用而報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。
3）通用可調(diào)夾具和成組夾具
其特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱(chēng)為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對(duì)象不很明確，適用范圍更廣一些。
4）組合夾具
組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。由專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家制造，其特點(diǎn)是靈活多變，萬(wàn)能性強(qiáng)，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。
5）隨行夾具
隨行夾具是一種在自動(dòng)線(xiàn)上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動(dòng)線(xiàn)從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位，進(jìn)行不同工序的加工。
（2）按使用的機(jī)床分類(lèi)
由于各類(lèi)機(jī)床自身工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對(duì)所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求。按所使用的機(jī)床不同，夾具又可分為：車(chē)床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等。
（3）按夾緊動(dòng)力源分類(lèi)
根據(jù)夾具所采用的夾緊動(dòng)力源不同，可分為：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具等。
夾具的作用：1．縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
夾具的使用一般包括兩個(gè)過(guò)程：其一是夾具本身在機(jī)床上的安裝和調(diào)整，這個(gè)過(guò)程主要是依靠夾具自身的定向鍵、對(duì)刀塊來(lái)快速實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)找正、試切等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但速度稍慢；其二是被加工工件在夾具中的安裝，這個(gè)過(guò)程由于采用了專(zhuān)用的定位裝置(如V形塊等)，因此能迅速實(shí)現(xiàn)。
2．確保并穩(wěn)定加I精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量
加工過(guò)程中，工件與刀具的相對(duì)位置容易得到保證，并且不受各種主觀因素的影響，因而工件的加工精度穩(wěn)定可靠。
3．降低對(duì)操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動(dòng)強(qiáng)
由于多數(shù)專(zhuān)用夾具的夾緊裝置只需廠(chǎng)人操縱按鈕、手柄即可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊，這在很大程度上減少了工人找正和調(diào)整工件的時(shí)間與難度，或者根本不需要找正和調(diào)整，所以，這些專(zhuān)用夾具的使用降低了對(duì)工人的技術(shù)要求并減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
按夾緊的動(dòng)力源可分為：手動(dòng)夾具，氣動(dòng)夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。
工件的裝夾方法
工件裝夾的方法有兩種：
將工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)或花盤(pán)上
將工件裝夾在家具上
采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線(xiàn)，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時(shí)，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時(shí)，都采用夾具裝夾工件。
采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點(diǎn)：
a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量
b、縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
c、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”
d、改善工人的勞動(dòng)條件，降低生產(chǎn)成本
本夾具無(wú)嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問(wèn)題。
3.2夾具設(shè)計(jì)
3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對(duì)進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用液壓夾緊。
3.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：鉆頭Φ22。
則軸向力：見(jiàn)《工藝師手冊(cè)》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉(zhuǎn)矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
鉆削時(shí) T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。
根據(jù)切削力，夾緊力的影響因素，在夾緊不利狀態(tài)過(guò)程，該夾緊力的計(jì)算應(yīng)該根據(jù)機(jī)械平衡原理來(lái)設(shè)計(jì)。最后，為了確?？煽繆A緊，數(shù)值乘以安全系數(shù)實(shí)際所需夾緊力。
初步確定液壓缸參數(shù)
表5-1 按負(fù)載選擇工作壓力[1]
負(fù)載/ KN
<5
5~10
10~20
20~30
30~50
>50
工作壓力/MPa
< 0.8~1
1.5~2
2.5~3
3~4
4~5
≥5
表5-2 各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力[1]
機(jī)械類(lèi)型
機(jī) 床
農(nóng)業(yè)機(jī)械
小型工程機(jī)械
建筑機(jī)械
液壓鑿巖機(jī)
液壓機(jī)
大中型挖掘機(jī)
重型機(jī)械
起重運(yùn)輸機(jī)械
磨床
組合
機(jī)床
龍門(mén)
刨床
拉床
工作壓力/MPa
0.8~2
3~5
2~8
8~10
10~18
20~32
由于鉆削力為4239N，往往要取大一些，在這取負(fù)載約為10000N，初選液壓缸的設(shè)計(jì)壓力P1=3MPa，為了滿(mǎn)足工作這里的液壓缸課選用單桿式的，并在快進(jìn)時(shí)差動(dòng)連接，則液壓缸無(wú)桿腔與有桿腔的等效面積A1與A2應(yīng)滿(mǎn)足A1=2A2（即液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d應(yīng)滿(mǎn)足：d=0.707D。為防止切削后工件突然前沖，液壓缸需保持一定的背壓，暫取背壓為0.5MPa，并取液壓缸機(jī)械效率。則液壓缸上的平衡方程
故液壓缸無(wú)桿腔的有效面積：
液壓缸直徑
液壓缸內(nèi)徑：
按GB/T2348-1980，取標(biāo)準(zhǔn)值D=80mm；因A1=2A，故活塞桿直徑d=0.707D=56mm（標(biāo)準(zhǔn)直徑）
則液壓缸有效面積為：
2.缸體壁厚的校核
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取壁厚為10mm。則
根據(jù)時(shí)； （4-2）
可算出缸體壁厚為：
<10mm
則液壓缸的外徑
式中 ————許用應(yīng)力；（Q235鋼的抗拉強(qiáng)度為375-500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取5，即缸體的強(qiáng)度適中），P-缸筒試驗(yàn)壓力。
3.缸筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
缸筒兩端分別與缸蓋和缸底鏈接，構(gòu)成密封的壓力腔，因而它的結(jié)構(gòu)形式往往和缸蓋及缸底密切相關(guān)[6]。因此，在設(shè)計(jì)缸筒結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，選用結(jié)構(gòu)便于裝配、拆卸和維修的鏈接形式，缸筒內(nèi)外徑應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整。
活塞桿是液壓缸傳遞力的主要零件，它主要承受拉力、壓力、彎曲力及振動(dòng)沖擊等多種作用，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。其材料取Q235鋼。
1.活塞桿直徑的計(jì)算[1]
由=2 可知活塞桿直徑：
按GB/T2348—1993將所計(jì)算的d值圓整到標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封裝置。圓整后得：
d=56mm
按最低工進(jìn)速度驗(yàn)算液壓缸尺寸，查產(chǎn)品樣本，調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量，因工進(jìn)速度v=0.4m/min為最小速度，則由式
（4-3）
本例=78.5>1.25，滿(mǎn)足最低速度的要求。
2.活塞桿強(qiáng)度計(jì)算：
<56mm （4-4）
式中 ————許用應(yīng)力；（Q235鋼的抗拉強(qiáng)度為375-500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取5，即活塞桿的強(qiáng)度適中）
3．活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
活塞桿的外端頭部與負(fù)載的拖動(dòng)電機(jī)機(jī)構(gòu)相連接，為了避免活塞桿在工作生產(chǎn)中偏心負(fù)載力，適應(yīng)液壓缸的安裝要求，提高其作用效率，應(yīng)根據(jù)負(fù)載的具體情況，選擇適當(dāng)?shù)幕钊麠U端部結(jié)構(gòu)。
4.活塞桿的密封與防塵
活塞桿的密封形式有Y形密封圈、U形夾織物密封圈、O形密封圈、V形密封圈等[6]。采用薄鋼片組合防塵圈時(shí)，防塵圈與活塞桿的配合可按H9/f9選取。薄鋼片厚度為0.5mm。為方便設(shè)計(jì)和維護(hù)，本方案選擇O型密封圈。
由上述計(jì)算易得：
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用液壓缸夾緊機(jī)構(gòu)。
3.3定位誤差的分析
制造誤差ZZ
（1）中心線(xiàn)對(duì)定位件中心線(xiàn)位置精度
. 取.
（2）內(nèi)外圓同軸度誤差（查表P297）
.故，.
則.
知此方案可行。
3.4 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿(mǎn)足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。
為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套，以來(lái)滿(mǎn)足達(dá)到孔的加工的要求。
表
d
D
D1
H
t
基本
極限
偏差F7
基本
極限
偏差D6
＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
13
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.013
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
HT200
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
HT200
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
62
66
＞48～50
70
74
0.040
鉆模板選用固定式鉆模板，用沉頭螺釘錐銷(xiāo)定位于夾具體上。
3.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對(duì)夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求
（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性
在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時(shí)效處理，退火等處理方式。
（2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度
保證在加工過(guò)程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。
（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò)
夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿(mǎn)足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡(jiǎn)單。
（4）應(yīng)便于鐵屑去除
在加工過(guò)程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時(shí)清除，切削熱的積累會(huì)破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會(huì)破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個(gè)過(guò)程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對(duì)切削過(guò)程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。
（5）安裝應(yīng)牢固、可靠
夾具安裝在所有通過(guò)夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過(guò)程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過(guò)程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過(guò)程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，切割積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以?shī)A具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。
3.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用移動(dòng)夾緊的大平面定位三個(gè)自由度，定位兩個(gè)自由度，用定位塊定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。此時(shí)雖然有過(guò)定位，但底面是經(jīng)精銑的面，定位是允許的。
結(jié) 論
通過(guò)本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我能夠?qū)?shū)本的知識(shí)做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對(duì)資料的查詢(xún)與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進(jìn)行工件的工藝路線(xiàn)分析、工藝卡的制定、工藝過(guò)程的分析，對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)提高了我了思考問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
由于能力有限，設(shè)計(jì)中還有很多不足之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指導(dǎo)
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 李 洪．機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M] ．北京出版社，2006．1．
[2] 陳宏鈞．實(shí)用金屬切削手冊(cè)[M] ．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．1．
[3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)．金屬切削手冊(cè)[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002．
[4] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000．
[5] 徐鴻本．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10．
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[7] 胡建新．機(jī)床夾具[M] ．中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2001．5．
[8] 馮 道．機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)[M] ．安徽文化音像出版社，2003．
[9] 王先逵．機(jī)械制造工藝學(xué)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000．
[10] 馬賢智．機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)[M]．中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994．12．
[11] 劉文劍．夾具工程師手冊(cè)[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，2007
[12] 王光斗．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002．8．
致 謝
在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)說(shuō)一聲，謝謝！我想沒(méi)有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。XX老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中也遇到了不少的問(wèn)題，XX老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢(xún)問(wèn)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話(huà)或者發(fā)電子郵件過(guò)來(lái)指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。
在論文工作中，得到了機(jī)電學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。
最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過(guò)老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！