異形杠桿零件車削夾具設(shè)計(jì)與零件加工

異形杠桿零件車削夾具設(shè)計(jì)與零件加工,異形杠桿零件車削夾具設(shè)計(jì)與零件加工,異形,杠桿,零件,車削,夾具,設(shè)計(jì),加工 任務(wù)書 設(shè)計(jì)（論文）題目 異形杠桿零件車削夾具設(shè)計(jì)與零件加工 學(xué)生姓名 院系 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè) 年級(jí)班別 班 指導(dǎo)教師 職稱 下達(dá)任務(wù)日期 年 月 日 主要研究?jī)?nèi)容、方法和要求 主要研究?jī)?nèi)容：完成車削異形杠桿車孔的車削夾具設(shè)計(jì)以及該夾具的各個(gè)組成零件的加工工藝分析和夾具零件的制作與組裝。 要求： 1、零件形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等技術(shù)要求分析。 2、零件加工工藝分析，編制零件加工工藝卡（工序確定，機(jī)床設(shè)備確定，切削用量確定，刀、夾、量具確定，工時(shí)定額計(jì)算等）。 3、設(shè)計(jì)專用加工異形杠桿Φ10H7孔車床夾具。完成：夾具設(shè)計(jì)方案，夾具總裝配圖，各組成部分的零件圖。（尺寸公差、形位公差、技術(shù)要求齊全）。夾具總裝配后的三維圖形（用UG、SOLIDWORKS或其它軟件形成該圖均可）。 4、完成車床夾具零件的加工與組裝（可做模型）。 進(jìn)度計(jì)劃 2012.12.20～2013.1.10 選題、收集資料、文獻(xiàn)查閱，撰寫開題報(bào)告。 2013.1.11～2013.3.31 進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)作。 2013.4.1～2013.4.30 撰寫畢業(yè)論文。 2013.5.1～2013.5.15 修改論文，準(zhǔn)備答辯。 主要參考文獻(xiàn) [1] 大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，2007 [2] 胡鳳蘭.互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2010 [3] 李存霞，姬瑞海.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011 [4] 李名望.機(jī)床夾具選用簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011 [5] 曹巖，白瑀.機(jī)床夾具手冊(cè)與三維圖庫(kù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010 指導(dǎo)教師簽字 2012 年 12 月 20日 備注：此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，并于畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始前下達(dá)給學(xué)生。 開題報(bào)告 設(shè)計(jì) (論文)題目 異形杠桿零件車削夾具設(shè)計(jì)與零件加工 院 系 專 業(yè) 年 級(jí) 學(xué)生學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 學(xué)院教務(wù)處 制 綜述本課題研究動(dòng)態(tài)、選題目的及意義 本課題研究動(dòng)態(tài)： 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。近些年來(lái)，隨著數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代或加工設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)的機(jī)械加工的指導(dǎo)方法發(fā)生了重大變革，夾具的功能已經(jīng)從過(guò)去的裝夾、定位、引導(dǎo)刀具，轉(zhuǎn)變?yōu)檠b夾、定位。而數(shù)字化的設(shè)備加工功能的廣大化，給今后夾具的快速定位、快速裝夾提出了更高的要求。隨著我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)裝置的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提出了越來(lái)越高的要求，普通夾具已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)大批量高效生產(chǎn)的需要，而研制新型專用夾具是機(jī)械行業(yè)中重要的課題之一。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(dòng)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。 選題目的及意義： 機(jī)床夾具可以保證機(jī)械加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，使用專用夾具還可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，市場(chǎng)需求的變化多端及商品競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，使機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短，多品種、小批量生產(chǎn)的比例越來(lái)越高。為了適用這種形勢(shì)的需要，新型專用夾具設(shè)計(jì)便有了深刻的意義。 我選了“異形杠桿車削夾具夾具設(shè)計(jì)與零件加工”這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，一方面我想通過(guò)它可以檢驗(yàn)我這幾年來(lái)所學(xué)的知識(shí)，把我所學(xué)的東西全部聯(lián)系到了一起；另一方面我想通過(guò)本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我靈活運(yùn)用所學(xué)的能力得到一個(gè)的提升，我會(huì)好好把握這次機(jī)會(huì)，盡自己最大努力做好設(shè)計(jì)。 研究基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題 研究的基本內(nèi)容： 對(duì)異形杠桿進(jìn)行工藝分析，設(shè)計(jì)專用鉆Φ10H7孔車床夾具，并對(duì)夾具部分零件進(jìn)行加工。 擬解決的主要問(wèn)題： ① 對(duì)零件形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等技術(shù)要求分析 ② 零件加工工藝分析，編制零件加工工藝卡 ③ 分析夾具設(shè)計(jì)方案，畫各組成部分的零件圖、夾具總裝配圖（包括尺寸公差、形位公差、技術(shù)要求等）。 ④ 完成圖車床夾具上的零件“V形塊2”“鉸鏈壓板1”和連接它們的螺桿、螺母和墊圈的加工與組裝。 研究方法、步驟及措施 研究方法： 參考往屆畢業(yè)生畢業(yè)論文，吸取前研究者的成果，查閱資料，到圖書館借書仔細(xì)閱讀研究。借助“中國(guó)知網(wǎng)”等搜集相關(guān)資料，認(rèn)真研究所獲資料。同時(shí)，在查閱資料的過(guò)程中構(gòu)思好設(shè)計(jì)方案并作好記錄。研究過(guò)程中，遇到值得商榷的問(wèn)題，在自己查閱資料的同時(shí)，向指導(dǎo)老師請(qǐng)教，或與同學(xué)探討，訂立一個(gè)初步的框架，再根據(jù)這個(gè)方案進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)。 步驟及措施： ①設(shè)計(jì)準(zhǔn)備：仔細(xì)研究設(shè)計(jì)任務(wù)要求，明確設(shè)計(jì)任務(wù) ②總體方案設(shè)計(jì)：擬定方案、計(jì)算相關(guān)參數(shù) ③主要零件初步設(shè)計(jì)：通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，確定基本參數(shù)，為總體設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備 ④繪制草圖：初繪總體草圖，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與附屬機(jī)構(gòu)的連接計(jì)算 ⑤總體工作圖設(shè)計(jì)：草圖設(shè)計(jì)檢查無(wú)誤后，繪制總體裝配圖 ⑥組合零件設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)部分關(guān)鍵組合件零件圖 ⑦編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書：整理和編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 ⑧在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下對(duì)初稿進(jìn)行修改 ⑨根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行部分零件實(shí)物加工制作 ⑩反復(fù)修改，論文定稿，總結(jié)與答辯 研究進(jìn)度計(jì)劃 1、收集資料，撰寫開題報(bào)告；（1周） 2、明確設(shè)計(jì)方向，對(duì)存在的疑問(wèn)咨詢指導(dǎo)老師，確定工藝總體方案；（2周） 3、完成工藝規(guī)程設(shè)計(jì)；（2周） 4、完成夾具的全部零件圖；（3周） 5、完成夾具的總裝圖；（3周） 6、完成夾具設(shè)計(jì)的說(shuō)明書；（3周） 7、對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行整理，與老師進(jìn)行討論修改，校核定稿；（1周） 8、加工制作零件實(shí)物（2周） 9、遞交畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，準(zhǔn)備答辯材料，并進(jìn)行答辯。（最后） 指導(dǎo)教師意見 該生通過(guò)分析課題要求和查閱資料，明確了研究的目的和任務(wù)，制訂了較詳細(xì)的研究方法、步驟、進(jìn)度計(jì)劃切實(shí)可行。同意開題。 指導(dǎo)教師簽字 2013 年 1 月11日 院（系）審核意見 負(fù)責(zé)人簽字 ______年　　月　　日 備注：此報(bào)告應(yīng)根據(jù)下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立撰寫。 指導(dǎo)教師階段指導(dǎo)記錄表 指導(dǎo)教師 姓 名 職 稱 工作單位 學(xué) 生 姓 名 院、系 專業(yè)班級(jí) 設(shè)計(jì)（論文）題目 異形杠桿零件車削夾具設(shè)計(jì)與零件加工 主要指導(dǎo)內(nèi)容： 選題、資料收集整理、文獻(xiàn)查閱方法。 夾具設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)，夾具的裝夾定位方案選擇的基本思想。 課題研究的步驟、方法確定，課題研究的關(guān)鍵問(wèn)題分析。 2012 年 12 月 22 日 主要指導(dǎo)內(nèi)容： 夾具定位加緊方案的確定，車床夾具的主要部件組成及其基本形狀確定。 為保證杠桿上端軸和下端孔軸線中心距，采用螺釘對(duì)一個(gè)V形塊進(jìn)行調(diào)節(jié)。 兩個(gè)V型塊如何保證零件在高度方向上的定位精度。 2013 年 3 月 12日 主要指導(dǎo)內(nèi)容： 進(jìn)一步確定夾具的結(jié)構(gòu)和各組成零件的大小、形狀與技術(shù)要求。 確定夾具各零件的機(jī)械加工工藝，制訂夾具模型的材料與加工方法。 布置論文的構(gòu)成與基本框架，論文寫作方法。 2013 年 4 月 10 日 主要指導(dǎo)內(nèi)容： 修改論文、格式修改：頁(yè)面設(shè)置、頁(yè)眉頁(yè)腳、分節(jié)的設(shè)置、目錄自動(dòng)生成方法、三級(jí)標(biāo)題形成、文字、圖片、表格樣式。 CAD圖紙修改：圖形、圖層、線性、標(biāo)注樣式、尺寸、技術(shù)要求等的修改。 2013 年 4 月 23 日 主要指導(dǎo)內(nèi)容： 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文修改：切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算要詳細(xì)，并納入工藝卡中。 進(jìn)一步修改格式。歸納論文主要內(nèi)容，制作PPT，準(zhǔn)備答辯。 2013 年 5 月 15 日 注：此表由指導(dǎo)教師按畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要工作階段填寫指導(dǎo)的主要內(nèi)容。 院（系）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)小組組長(zhǎng)簽字： 答辯記錄 學(xué)生姓名 所在院、系 專業(yè)班級(jí) 設(shè)計(jì)（論文）題目 異形杠桿零件車削夾具設(shè)計(jì)與零件加工 答辯時(shí)間 答辯小組成員 答辯地點(diǎn) 2 對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）自述情況： 本課題以異形杠桿為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)異形杠桿零件圖的分析，明確了零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求，擬訂了較為合理的機(jī)械加工工藝規(guī)程，編制了機(jī)械加工工藝卡。在確定零件裝夾定位方案的基礎(chǔ)上，完成了異形杠桿車削夾具設(shè)計(jì)，該夾具簡(jiǎn)單可靠，保證了被加工零件的形狀位置精度。最后，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，制作了夾具實(shí)物模型。 提問(wèn)及學(xué)生答辯情況記錄 1.夾具能保證的位置和精度？ 答：保證孔距尺寸為50±0.01mm，孔的軸線對(duì)20h7軸線平行度公差為0.02mm。 2.焊接處會(huì)影響精度嗎？改用螺紋是否精度更高？ 答：焊接確實(shí)會(huì)影響精度，如果改用螺紋連接更能保證其精度。 3.哪些地方存在較大誤差？自由度是如何的？ 答：可調(diào)V型塊固定是存在較大誤差，但在精度要求以內(nèi)。限制了X移動(dòng)、Y移動(dòng)、X轉(zhuǎn)動(dòng)、Y轉(zhuǎn)動(dòng)和Z轉(zhuǎn)動(dòng)。 4.車床上孔和鉆頭的中心是如何保證一致的？ 答：夾具的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，以20h7外圓柱及其端面定基準(zhǔn)，采用V型塊定位，鉸鏈壓板夾緊的方式固定此定位基準(zhǔn)，從而保證孔和鉆頭中心保持一致。 5.該產(chǎn)品大量生產(chǎn)有何優(yōu)點(diǎn)？ 答：異形杠桿生產(chǎn)批量大，使用該夾具可減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、縮短零件加工輔助時(shí)間，提高工作效率，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 答辯小組組長(zhǎng)： 記錄員： 實(shí)做型題目結(jié)題申請(qǐng)表 專業(yè)： 班級(jí)：機(jī)械班 年 月 日 設(shè)計(jì)題目 異形杠桿零件車削夾具設(shè)計(jì)與零件加工 題目類型 指導(dǎo)設(shè)計(jì)√ 自由設(shè)計(jì)□ 校外設(shè)計(jì)□ 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 自我評(píng)價(jià) 自從2012年11月開始畢業(yè)論文選題以來(lái)，我借助圖書館等搜集相關(guān)資料，認(rèn)真研究，同時(shí)向老師請(qǐng)教，明確設(shè)計(jì)方向，確定工藝總體方案，完成工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，完成了夾具零件圖和裝配圖的二維、三維圖的繪制，夾具設(shè)計(jì)符合零件加工精度要求，達(dá)到預(yù)期目的，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)完成實(shí)物的制作，總體達(dá)到設(shè)計(jì)要求。特此申請(qǐng)結(jié)題。 本人簽字： 成績(jī)?cè)u(píng)定 工作情況 成績(jī)： 指導(dǎo)教師或?qū)徍私M成員簽字： 材料提交 成績(jī)： 指導(dǎo)教師或?qū)徍私M成員簽字： 設(shè)計(jì)制作完成情況 評(píng)語(yǔ)： 成績(jī)： 審核組組長(zhǎng)簽字： 合理性 技術(shù)性 成績(jī)1： 指導(dǎo)教師簽字： 成績(jī)2： 審核組簽字： 平均成績(jī)： 審核組簽字： 問(wèn)題質(zhì)詢 成績(jī)： 審核組簽字： 總成績(jī) 成績(jī)： 全體審核組成員簽字： 畢業(yè)設(shè)計(jì)工作組 組長(zhǎng)意見 簽字： 備注 設(shè)計(jì) 題 目 異形杠桿零件車削夾具設(shè)計(jì)與零件加工 院 系 專 業(yè) 年 級(jí) 學(xué)生學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 職稱 完成畢業(yè)論文時(shí)間 2013 年 5 月 II 目 錄 摘 要 I 第一章 緒論 1 1.1 夾具概述 1 1.1.1 夾具概念 1 1.1.2 夾具的主要功能 1 1.1.3 夾具的分類 1 1.2 夾具的組成 1 1.3 夾具研究的目的和意義 2 1.4 夾具設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀、發(fā)展方向與要求 2 第二章 零件分析 4 2.1 零件圖工藝性分析 4 2.1.1 零件結(jié)構(gòu)功用分析 4 2.1.2 零件技術(shù)條件分析 4 2.1.3 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 4 2.1.4 零件圖 4 2.2 毛坯選擇 5 第三章　機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂 7 3.1 機(jī)加工工藝路線確定 7 3.1.1 加工方法分析與確定 7 3.1.2 加工順序的安排 7 3.2 設(shè)備及其工藝裝備確定 7 3.3 切削用量及工時(shí)定額確定 7 第四章 夾具設(shè)計(jì) 11 4.1 概述 11 4.2 定位方案確定 11 4.3 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 11 4.4 切削力及夾緊力的分析計(jì)算 14 4.5 定位誤差的分析與計(jì)算 14 第五章 刀具和量具的設(shè)計(jì) 16 5.1 刀具的設(shè)計(jì) 16 5.2 量具的設(shè)計(jì) 17 5.2.1 量具類型確定 17 5.2.2 極限量具尺寸公差確定 17 結(jié) 論 18 致 謝 語(yǔ) 19 參 考 文 獻(xiàn) 20 Abstract 21 附 錄 22 異型杠桿零件車削夾具設(shè)計(jì)與零件加工 摘 要 機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段。異形杠桿是可用于連接其他零件起到杠桿支撐原理的零件，對(duì)異形杠桿的基本要求是高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨性和回轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。本課題以該異型杠桿為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)異型杠桿零件圖的分析，明確了零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求，擬訂了較為合理的機(jī)械加工工藝規(guī)程，編制了詳細(xì)的機(jī)械加工工藝卡。在確定零件裝夾定位方案的基礎(chǔ)上，完成了異型杠桿車削夾具設(shè)計(jì)，該夾具簡(jiǎn)單可靠，保證了被加工零件的形狀位置精度，提高了生產(chǎn)率。最后根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，制作了夾具實(shí)物模型。 關(guān)鍵詞 異型杠桿 加工工藝 夾具設(shè)計(jì) 零件 I 第一章 緒論 1.1 夾具概述 1.1.1 夾具概念 夾具是在機(jī)械制造過(guò)程中，用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測(cè)并保證加工要求的機(jī)床附加裝置，簡(jiǎn)稱為夾具。在我們實(shí)際生產(chǎn)中夾具的作用是將工件定位，以使加工工件獲得相對(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。 1.1.2 夾具的主要功能 在機(jī)床上加工工件的時(shí)候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。將工件裝好，就是在機(jī)床上確定工件相對(duì)于刀具的正確位置，這一過(guò)程稱為定位。將工件夾緊，就是對(duì)工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過(guò)程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過(guò)程，稱為裝夾。 1.1.3 夾具的分類 夾具的種類很多，形狀千差萬(wàn)別。為了設(shè)計(jì)、制造和管理的方便，往往按某一屬性進(jìn)行分類。目前中國(guó)常用夾具有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動(dòng)線夾具等五大類。 （1）通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具。其優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、不需要調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這類夾具已商品化。如三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤、臺(tái)虎鉗、萬(wàn)能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。其缺點(diǎn)是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)率較低且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。 （2）專用夾具 專用夾具是針對(duì)某一工件的某一道工序的加工要求而專門設(shè)計(jì)和制造的夾具。特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)。適用于產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。 （3）可調(diào)夾具 夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，以適應(yīng)多種工件的夾具，稱為可調(diào)夾具。它還分通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。 （4）組合夾具 組合夾具是由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零部件（或?qū)Ｓ昧悴考┙M裝成易于連接和拆卸的夾具。根據(jù)被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成專用夾具，夾具使用完畢，可以方便地拆開。夾具主要應(yīng)用在單件，中、小批量多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。 （5）自動(dòng)線夾具 自動(dòng)線夾具一般分為兩種，一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運(yùn)動(dòng)，并將工件沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移至下一個(gè)工位進(jìn)行加工。 1.2 夾具的組成 雖然夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個(gè)組成部分，這些組成部分既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。 （1）定位支承元件 定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。 （2）夾緊裝置 夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過(guò)程中工件的正確位置不變。 （3）定向裝置 這種元件用于將夾具與機(jī)床連接并確定夾具對(duì)機(jī)床主軸、工作臺(tái)或?qū)к壍南嗷ノ恢谩? （4）對(duì)刀元件或?qū)蛟? 這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工中正確位置的元件稱為對(duì)刀元件，用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱為導(dǎo)向元件。 （5）其他裝置或元件 根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件。 （6）夾具體 夾具體是夾具的基體骨架，用來(lái)配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。 上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。 1.3 夾具研究的目的和意義 夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機(jī)械制造的精度較低，機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動(dòng)者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過(guò)程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機(jī)床、汽車、飛機(jī)等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的緊密結(jié)合。夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對(duì)其提出新的要求。 異形杠桿的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)為本課題的研究?jī)?nèi)容，對(duì)此研究查閱了大量的資料，首先明白機(jī)械加工工藝過(guò)程就是用切削的方法來(lái)改變毛坯的形狀、尺寸和材料的物理機(jī)械性質(zhì)，使之成為具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。而編制機(jī)械加工工藝過(guò)程對(duì)零件的加工難易程度和準(zhǔn)確性都有很大的關(guān)系。 異形杠桿生產(chǎn)批量較大，一些加工部位使用專用夾具，可減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短零件加工的輔助時(shí)間，提高工作效率，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 1.4 夾具設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀、發(fā)展方向與要求 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)，盡管國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明中不批，多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習(xí)慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個(gè)具有中等生產(chǎn)的能力工廠中約擁有13000～15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量只有15%左右，特別最近年來(lái)柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機(jī)床（NC），加工中心（MC）成組加工（GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個(gè)方面： （1）精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必也相應(yīng)提高對(duì)其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度值可達(dá)正負(fù)0.1o，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓讀可達(dá)0.2～0.5um。 （2）高效化 高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的機(jī)動(dòng)時(shí)的和輔助時(shí)的，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，常見的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、高速化夾具、具有夾緊動(dòng)力模塊的夾具等。例如使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。 （3）柔性化 夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是通過(guò)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、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主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。 （4）標(biāo)準(zhǔn)化 夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面，在制造典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛坯和材料的通用化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入，并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國(guó)已有夾具零件、部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB2148～2249-80，GB2262～2269-80，以及通用夾具標(biāo)準(zhǔn)、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢(shì)，這類夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。 綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)夾具提出了如下新的要求： （1）快速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期； （2）裝夾一組相似性特征的工件； （3）用于精密加工的高精度的機(jī)床； （4）用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù)； （5）使用液壓汞站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 第二章 零件分析 2.1 零件圖工藝性分析 2.1.1 零件結(jié)構(gòu)功用分析 異形杠桿是可用于連接其他零件起到杠桿支撐原理的零件。本異形杠桿零件兩端為圓柱體，一端有鉆Ф10孔，其要求有較高的表面粗糙度、較高的強(qiáng)度和回轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。 2.1.2 零件技術(shù)條件分析 （1）異形杠桿本身精度： 外圓φ20h7尺寸公差等級(jí)IT11，表面粗糙度Ra為1.6μm，φ10H7尺寸公差等級(jí)為IT14，表面粗糙度Ra為0.8μm，其它加工面粗糙度為3.2μm，中心距離φ50±0.01尺寸公差等級(jí)為IT16級(jí)，φ10H7相對(duì)與基準(zhǔn)面A的平行度為0.02。 （2）加工此零件時(shí)，應(yīng)盡量統(tǒng)一定位基準(zhǔn)，減少裝夾次數(shù)，這樣有利于保證零件的加工精度。 2.1.3 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 此異形杠桿是由兩個(gè)回轉(zhuǎn)體和平面組成，由零件圖可知，該零件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但零件精度要求高，零件選用材料HT200，該材料用于強(qiáng)度要求不高的一般鑄件，不用人工時(shí)效，有良好的減振性，鑄造性能好。對(duì)異形杠桿的基本要求是高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨性和回轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，因而安排異形杠桿加工過(guò)程應(yīng)考慮到這些特點(diǎn)。 2.1.4 零件圖 異形杠桿二維零件圖如圖2-1所示，solidworks生成的零件三維圖如圖2-2所示。 圖2-1 異型杠桿零件圖 圖2-2 異型杠桿三維圖 2.2 毛坯選擇 （1） 毛坯類型確定 根據(jù)零件材料為HT200，確定毛坯為鑄件。由于本零件要求生產(chǎn)批量為中批量生產(chǎn)，毛坯鑄造方法選用金屬型鑄造（查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)資料 P4表1.2-1），鑄造的毛坯尺寸公差等級(jí)為8級(jí)（查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)資料 P6表1.2-5），選擇錯(cuò)型值為0.7（查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)資料 P6表1.2-4）。 （2）毛坯余量確定 對(duì)于批量生產(chǎn)的鑄件加工余量（查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)資料 P7表1.2-7），初步將本零件的加工余量定為1.5mm，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得為1.0mm。 （3）毛坯尺寸的確定 根據(jù)零件圖2-1可知，杠桿左邊Ф20h7外圓及端面需切削加工，故留加工余量1.5mm至尺寸Ф23×31.5（見圖2-3異型杠桿毛坯圖）。 圖2-1所示杠桿右下方Ф20外圓不加工，故不留加工余量，但其左右兩個(gè)端面要切削加工，故在長(zhǎng)度方向留加工余量共3mm，內(nèi)孔Ф10H7不鑄出，后續(xù)通過(guò)車床鉆孔和精車制出。因此，杠桿右下部尺寸確定為Ф20×29。 其余表面為無(wú)切削加工，毛坯尺寸與零件圖尺寸相同。 綜上，毛坯形狀及尺寸如圖2-3所示。 圖2-3 異型杠桿毛坯圖 第三章　機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂 3.1 機(jī)加工工藝路線確定 3.1.1 加工方法分析與確定 該零件是異形杠桿，中批量生產(chǎn)。由于此零件較為簡(jiǎn)單，但精度要求較高，為保證加工精度和表面粗糙度的要求，應(yīng)盡量減少裝夾次數(shù)，統(tǒng)一定位基準(zhǔn)，由于該異形杠桿是由回轉(zhuǎn)體和平面組成，根據(jù)具體需要初步確定的加工方法有車、銑、鉆等。 3.1.2 加工順序的安排 本著先粗后精、先主后次、基準(zhǔn)先行、先面后孔的原則安排加工順序，逐步提高加工精度。切削加工的順序是： （1）在銑床上銑削杠桿毛坯右下部Ф20×29圓柱左右兩個(gè)端面，使其長(zhǎng)度至最終尺寸26。 （2）以杠桿毛坯右下部Ф20×29外圓及端面定位，粗精車毛坯左上部Ф23×31.5外圓和端面至最終尺寸Ф20h7×30。 （3）用專用夾具裝夾（夾具見第四章），在車床上鉆、半精車、精車杠桿右下部孔Ф10H7至最終尺寸。 綜上，異形杠桿從毛坯至成品的成型工藝過(guò)程如下： 1、鑄：毛坯鑄造、清理 2、熱處理：正火 3、銑削右下部Ф20×29圓柱左右兩個(gè)端面，倒角C1.5。 4、粗精車毛坯左上部Ф20h7×30外圓和端面。 5、專用夾具裝夾，在車床上鉆、半精車、精車杠桿右下部孔Ф10H7，倒角C1.5。 6、去毛刺（在所有側(cè)面去除機(jī)械加工所留下的毛刺） 7、清洗吹凈：在乳化液中清洗異形杠桿，保證沒有鐵削、油污和其他贓物，清洗時(shí)間不少于3min，清洗的同時(shí)通入壓縮空氣以提高清洗效果，清洗后用壓縮空氣吹凈零件，并用擦布擦凈表面。 8、檢驗(yàn) 9、入庫(kù) 3.2 設(shè)備及其工藝裝備確定 所用的設(shè)備有：CA6140車床、臥式銑床、清洗機(jī)、檢驗(yàn)臺(tái)。 夾具有：三爪自定心卡盤、虎鉗、孔加工專用夾具。 刀具有：車刀、銑刀、鉆頭。 量具有：千分尺、游標(biāo)卡尺，卡規(guī)、檢驗(yàn)心軸（用于安裝到Ф10H7內(nèi)孔中檢測(cè)零件圖2-1所示中心距50±0.01。 3.3 切削用量及工時(shí)定額確定 （1）工序一：銑Ф20×29左右兩端面 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，選擇刀具前角γo＝18°后角αo＝10°,主偏角Kr=60°,副偏角Kr’=8°，D=100mm，齒數(shù)Z=8。 ① 銑左端面 A、背吃刀量 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需深度。 B、進(jìn)給量 機(jī)床功率為10kw。查《切削手冊(cè)》f=0.08～0.8mm/z。選較小量f=0.3mm。 按《切削手冊(cè)》表14，查得 Vf＝150m/min(2.6m/s)，n=400r/min。 C、工時(shí) 取刀具切入長(zhǎng)度L1=10mm，刀具切出長(zhǎng)度L2=10mm，走刀次數(shù)為2，機(jī)動(dòng)時(shí)間： 基本時(shí)間Tj =(L1+L2+1.5)/ Vf＝8.3S ② 銑右端面 其背吃刀量、進(jìn)給量、工時(shí)與①銑左端面相同。 所以工序一所需總的基本時(shí)間Tj＝8.3S×2=16.6S 輔助時(shí)間Tf＝20%Tj=20%×16.6=3.3s 作業(yè)時(shí)間Tg=Tj+Tf=16.6+3.3=19.9s 布置工地時(shí)間Tb=5%Tg=5%×19.9=1s 休息和生理需要時(shí)間Tx=3%Tg=3%×19.9=0.6s 準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間Tz=3%Tg=3%×202.2=0.6s 所以，單件工時(shí)定額Tdj=Tj+Tf+Tb+Tx+Tz=16.6+3.3+1+0.6+0.6=22.1s （2） 工序二：粗、精車Ф23×31.5外圓及端面 ① 粗、精車Ф23×31.5端面 粗車端面留0.2mm余量，因此粗車ap=1.3mm，精車ap=0.2mm。 根據(jù)粗切削速度v=S×F=600×0.2=120mm/min 根據(jù)精切削速度v=S×F=800×0.1=80mm/min 切削的半徑值為10mm 基本時(shí)間Tj=10mm÷120mm/min+10mm÷80mm/min=12.5s ② 粗、精車Ф23×31.5外圓 粗車外圓留0.2余量，因此粗車ap=1.3mm，精車ap=0.2mm 根據(jù)粗切削速度v=S×F=600×0.2=120mm/min 根據(jù)精切削速度v=S×F=800×0.1=80mm/min 車削的長(zhǎng)度30mm 基本時(shí)間Tj=2×30mm÷120mm/min+30mm÷80mm/min=34.5s 所以工序二所需總的基本時(shí)間Tj＝12.5+34.5=47s 輔助時(shí)間Tf＝20%Tj=20%×47=9.4s 作業(yè)時(shí)間Tg=Tj+Tf=47+9.4=56.4s 布置工地時(shí)間Tb=5%Tg=5%×56.4=2.8s 休息和生理需要時(shí)間Tx=3%Tg=3%×56.4=1.7s 準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間Tz=3%Tg=3%×56.4=1.7s 所以，單件工時(shí)定額Tdj=Tj+Tf+Tb+Tx+Tz=34.5+9.4+2.8+1.7+1.7=50.1s (3） 工序三：鉆、半精車、精車Ф10H7孔 鉆孔Ф10的毛坯到Ф8；半精車孔到Ф9.8；精車孔到Ф10H7 ① 鉆Ф10H7孔 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=0.4mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。 查《切削手冊(cè)》f=0.08～0.8mm/z。選較小量f=0.6mm。 按《切削手冊(cè)》表14，查得 Vf＝1.6m/min，n=15r/min。 切削的半徑值為10mm 查機(jī)械加工工時(shí)表，得L2=3.19；S=0.1～0.15(根據(jù)經(jīng)驗(yàn)實(shí)際所需) 取0.12，V=800～1000（同樣根據(jù)經(jīng)驗(yàn)實(shí)際所需）取900。 基本時(shí)間Tj=（H+L2）/(V×S)=（10+3.19）/（900×0.12）=0.12min=7.3s ② 半精車Ф10H7孔 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=4.9mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。 機(jī)床功率為10kw。查《切削手冊(cè)》f=0.08～0.8mm/z。選較小量f=0.2mm。 按《切削手冊(cè)》表14，查得 Vf＝3m/min，n=15r/min。 ③ 精車Ф10H7孔 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=5mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。 機(jī)床功率為10kw。查《切削手冊(cè)》f=0.08～0.8mm/z。選較小量f=0.1mm。 計(jì)算切削速度和主軸轉(zhuǎn)速： 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》表14，查得 Vf＝5m/min，n=15r/min。 根據(jù)粗切削速度v=S×F=600×0.2=120mm/min 精切削速度v=S×F=800×0.1=80mm/min 切削的值為26mm 基本時(shí)間Tj=2×26mm÷120mm/min+26mm÷80mm/min=45.5s 所以工序一所需總的基本時(shí)間Tj＝45.5+7.3=53.8s 輔助時(shí)間Tf＝20%Tj=20%×53.8=10.76s 作業(yè)時(shí)間Tg=53.8+10.76=64.56s 布置工地時(shí)間Tb=5%Tg=5%×64.56=3.2s 休息和生理需要時(shí)間Tx=3%Tg=3%×64.56=1.9s 準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間Tz=3%Tg=3%×64.56=1.9s 所以，單件工時(shí)定額Tdj=53.8+10.76+3.2+1.9+1.9=61.6s 根據(jù)上述分析計(jì)算，異形杠桿的機(jī)械加工工藝卡見表3-1。 表3-1 機(jī)械加工工藝卡 重慶三峽學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 機(jī)械加工工藝卡片 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 材料 零件圖號(hào) 搖臂 HT200 工序號(hào) 工序內(nèi)容 設(shè)備 夾具 刀具 切削用量 量具 工時(shí) （s） 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 進(jìn)給量mm/min 背吃刀量 mm 01 銑Ф20×29左右兩端面 X51 臺(tái)虎鉗 端銑刀 400 150 1.5 游標(biāo)卡尺 22.1 02 粗精車Ф23×31.5外圓和端面 CK6150 專用夾具 外圓刀 600/800 120/80 1.3/0.2 游標(biāo)卡尺 50.1 03 鉆、半精車、精車Ф10H7孔 CK6150 專用夾具 麻花鉆、內(nèi)孔粗車刀、內(nèi)孔精車刀 500/600/800 150/120/80 0.4/0.49/0.5 塞規(guī) 61.6 第四章 夾具設(shè)計(jì) 4.1 概述 利用本夾具主要用來(lái)鉆削和車削杠桿右下部Ф10H7孔。加工時(shí)除了要滿足尺寸精度和表面粗糙度的要求外，還應(yīng)滿足孔軸線對(duì)杠桿左上部Φ20h7圓柱軸線的平行度公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 4.2 定位方案確定 根據(jù)該工件的加工要求可知該工序必須限制工件五個(gè)自由度，即x移動(dòng)、y移動(dòng)、x轉(zhuǎn)動(dòng)、y轉(zhuǎn)動(dòng)、z轉(zhuǎn)動(dòng)，但為了方便的控制刀具的走刀位置，還應(yīng)限制z移動(dòng)一個(gè)自由度，因而工件的六個(gè)自由度都被限制，由分析可知要使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，以杠桿左上部Φ20h7外圓柱及其端面為定位基準(zhǔn)，采用V型塊定位，鉸鏈壓板夾緊的方式固定此定位基準(zhǔn)。 4.3 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 本夾具用于在車床上加工異形杠桿的孔Ф10H7孔。工件要控制的孔距尺寸為50±0.01mm，孔的軸線對(duì)Ф20h7外圓軸線的平行度公差為0.02mm。其車床夾具的結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。工件以Ф20h7、Ф20mm外圓為定位基準(zhǔn)面，分別在V型塊、可調(diào)V型塊上定位。并用鉸鏈壓板和兩個(gè)螺釘夾緊。其中，工件的定位主要是保證尺寸50±0.01mm和平行度公差的要求。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊可靠。 夾具的三維裝配圖如圖4-1。 圖4-1 夾具三維裝配圖 構(gòu)成夾具的部分零件的三維圖見圖4-2～4-7。 圖4-2 夾具體 圖4-3 支架 圖4-4 側(cè)面壓板 圖4-5 可調(diào)V型塊 圖4-6 V型塊 圖4-7 鉸鏈壓板 異形杠桿零件圖、夾具總裝配圖及其零件圖、夾具加工零件實(shí)物見附錄。 4.4 切削力及夾緊力的分析計(jì)算 由參考文獻(xiàn)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表1-2-7可得： 切削力公式： 式中： 查表1-2-8得： 即： 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-11得： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，有： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-1可得： 所以： 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，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 取，， 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力，有： 式中參數(shù)由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得： 其中： 由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-26得：原動(dòng)力計(jì)算公式： 由上述計(jì)算易得： 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 4.5 定位誤差的分析與計(jì)算 該夾具以兩個(gè)V型塊定位，主要要求保證Ф20H7外圓軸線與Ф10H7孔軸線的孔距尺寸50±0.01以及它們平行度。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 在夾具的使用中，可通過(guò)M12調(diào)整螺釘（見附錄夾具總裝配圖）對(duì)工件高度進(jìn)行調(diào)整，從而保證上述孔距尺寸和平行度。具體實(shí)現(xiàn)方法可采用圓柱心軸定位，以Ф10H7孔內(nèi)表面和心軸配合，測(cè)量心軸與Ф25軸間距離，工件孔與定位心軸(銷)過(guò)盈配合時(shí)(垂直或水平放置時(shí))△基=0。 在機(jī)械加工過(guò)程中，機(jī)床、夾具、刀具和工件在切削力的作用下，都將分別產(chǎn)生變形，致使刀具和被加工表面的相對(duì)位置發(fā)生變化，使工件產(chǎn)生誤差。主要誤差類型及其計(jì)算如下： 由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得： （1） 定位誤差（兩個(gè)垂直平面定位）：當(dāng)時(shí)；側(cè)面定位支承釘離底平面距離為，側(cè)面高度為；且滿足,則： （2） 夾緊誤差 ,由式： 其中接觸變形位移值： ，則： （3） 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò) （4） 夾具相對(duì)刀具的位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 第五章 刀具和量具的設(shè)計(jì) 5.1 刀具的設(shè)計(jì) 通過(guò)第三章杠桿機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂可知，切削加工中用到的刀具主要是車刀、銑刀和鉆頭，其中銑刀和鉆頭屬于成型刀具，主要工作是選擇，所以這里主要討論車刀的設(shè)計(jì)。 杠桿車削中用到的刀具包括車削其左上部Φ20h7外圓及其端面的車刀和右下部Φ10H7內(nèi)孔車刀。這里以外圓車刀為例來(lái)說(shuō)明其參數(shù)確定，所設(shè)計(jì)的車刀參數(shù)見表5-1，刀具工作草圖見圖5-1。 表5-1 刀具設(shè)計(jì)參數(shù)確定 序號(hào) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù)來(lái)源或公式計(jì)算 采用值 1 車刀外形 表2-6、2-7 焊接式90度強(qiáng)力外圓車刀 2 刀片材料 YT5 刀桿材料 45鋼 3 幾何角度 表2-8、2-9 λs=-10o γo=20 o αo=6 o αo’=4 o κr=90 oκr’=5 o γε=2mm 4 斷削參數(shù)前面型式 表2-11、2-12（f=1.3mm/r） 帶倒棱曲面圓弧卷削槽前面 Ln=8.5mγo1=-20度 br1=0.6 qn=9.3 5 過(guò)渡刃 表2-13（ap=2.6mm） 直線過(guò)渡刃 Kre=45度 bε=1 6 刀片型號(hào) 表2-3 A420 L=20 B=12 C=7 R=12.5 r=1 e=0.8 7 車刀外型結(jié)構(gòu)尺寸 表2-1、2-2、2-5 BxH=20x30 L=150 M=8(90度彎頭車刀) 8 刀槽型式 表2-4 Sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443 Γc=γo-γj=20度-26.3度 Hc=H+(1~2)-cCosαo/Cos(αo+ γc) =30+1-7Cos5/Cos(5+6.3)=31-7x1/1=24 Bc=B-Ctg(αo+γc) =12-7tg(5+6.3)=10.6 Lc=L-CCosαo/ Cos(αo+ γc).tgαo’ =20-7.Cos5/ Cos(5+6.3).tg5 =20-7x0.08=19.4 Γj=26.3度 Γc=6.3度 Hc=24mm Bc=10.6mm Lc=19.4mm 注：表中數(shù)據(jù)來(lái)自機(jī)械制造手冊(cè)。 圖5-1 刀具工作草圖 5.2 量具的設(shè)計(jì) 5.2.1 量具類型確定 杠桿零件上Φ10H7孔加工精度較高，且生產(chǎn)批量較大，為提高檢測(cè)的效率，確定采用塞規(guī)進(jìn)行測(cè)量，該量具測(cè)量面的材料用硬質(zhì)合金，測(cè)量面的硬度為58-65HRC，其它部分的材料為45鋼。 5.2.2 極限量具尺寸公差確定 設(shè)計(jì)該量具，首先確定被測(cè)孔的極限偏差，查《互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)》第一章極限與配合標(biāo)準(zhǔn)得Φ10H７的上偏差ES=+0.015mm,下偏差EI=0。公差等級(jí)為IT7。 （1）確定工作量規(guī)的制造公差和位置要素值，由公差書表6-1得IT7尺寸φ10的量規(guī)公差為T=0.0018mm,位置要素Z=0.0024mm.。 （2）計(jì)算工作量規(guī)的極限偏差： 通規(guī)：上偏差=EI+Z+T/2=0.015-0.0024+0.0018/2=0.0033mm 下偏差=EI+Z-T/2=0.015-0.0024-0.0018/2=0.0015mm 磨損極限=ES=0 止規(guī)：上偏差=ES=+0.015mm 下偏差=ES-T=0.015-0.0018mm=0.0132 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，畫出的極限量具尺寸公差帶如圖5-2所示。 圖5-2 量具尺寸公差帶圖 結(jié) 論 本文主要是異形杠桿零件車削夾具設(shè)計(jì)與零件加工。 首先，對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，得出本異形杠桿兩端車外圓，一端有Ф10H7孔，其要求有較高的表面粗糙度，較高的強(qiáng)度和回轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，所以加工要求比較高。 接著是對(duì)這個(gè)異形杠桿的加工工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，對(duì)工件加工順序進(jìn)行確定，并根據(jù)前面的工藝分析進(jìn)行機(jī)床設(shè)備確定，切削用量確定，刀、夾、量具確定，工時(shí)定額計(jì)算，然后編寫零件機(jī)械加工工藝卡。 其次是根據(jù)零件的外形和加工要求設(shè)計(jì)夾具，夾具的零件精度要求直接影響到工件加工的精度要求，所以對(duì)夾具的定位誤差、夾緊力等進(jìn)行了計(jì)算和驗(yàn)證，所設(shè)計(jì)的夾具簡(jiǎn)單可靠、完全能夠滿足零件加工的要求。 再次是針對(duì)加工要求，進(jìn)行了刀具和量具的設(shè)計(jì)。 致 謝 語(yǔ) 在這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我首先要感謝趙萬(wàn)軍老師，趙老師從選題指導(dǎo)、論文框架到細(xì)節(jié)修改，都給予了細(xì)致的指導(dǎo)，提出了很多寶貴的意見與建議。老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)的工作作風(fēng)對(duì)我產(chǎn)生重要影響，使我不僅接受了全新的思想觀念，還領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，給予我無(wú)盡的啟迪。 其次，要感謝數(shù)控加工中心的胡師傅，在實(shí)物制作的過(guò)程中胡師傅給我提出了很多操作上的建議，并為我解決了很多棘手的問(wèn)題。在這里，要感謝胡師傅的幫助，我才得以較為順利地完成夾具實(shí)物的制作。 最后感謝所有授我以業(yè)的老師，沒有這些年知識(shí)的積淀，我沒有這么大的動(dòng)力和信心完成這篇論文。在這里我要像諸位老師深深的鞠上一躬！本文的順利完成，還離不開各位同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助，他們的熱心指引給了我很大的精神動(dòng)力。 感恩之余，誠(chéng)懇地請(qǐng)各位老師對(duì)我的論文多加批評(píng)指正，使我及時(shí)完善論文的不足之處。最后祝愿機(jī)械工程學(xué)院學(xué)院明天更加輝煌，培養(yǎng)出一批批有志、有德、博學(xué)的優(yōu)秀社會(huì)人才！ 參 考 文 獻(xiàn) [1] 劉俊，徐四紅，馮新紅.畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)與案例分析[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2009 [2] 李存霞，姬瑞海.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社；北京交通大學(xué)出版社2011 [3] 李名望.機(jī)床夾具選用簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011 [4] 曹巖，白瑀.機(jī)床夾具手冊(cè)與三維圖庫(kù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010 [5] 吳拓.現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011 [6] 王丹.機(jī)械加工夾具及選用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009 [7] 徐鴻本，曹甜東.車削工藝手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011 [8] 大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，2007 [9] 胡鳳蘭.互換性與測(cè)量技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2005 [10] 張茂.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 [11] 詹迪維.solidworks快速入門教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010 [12] 王光斗.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：科學(xué)技術(shù)出版社，1988 [13] 李清旭.機(jī)械加工工藝[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 Fixture Design and Parts Machining of the Shaped Lever Liang shui-yong Grade 2009,Mechanical Design,Manufacture&Automation,School of Mechanical Engineering, Chongqing Three Gorges University, Chongqing Wanzhou 404000 Abstract Machining process is to achieve product design, to ensure product quality, save energy, reduce consumption of the important means. Shaped lever can be used to connect other parts of the principle of leverage support parts, a basic requirement is a high strength, high toughness, high wear resistance and rotary stability of the shaped lever.The topics to Shaped lever part turning fixture design and parts processing as the research object, firstly, through the analysis of the part drawing, understand the parts of the structure, clear the specific requirements, again developed a more reasonable machining process and prepared a detailed machining process card. Completed on the basis of the positioning program identified by Part clamping the shaped lever turning fixture design, the jig is simple and reliable, and to ensure that the shape of the part to be machined positional accuracy and improve productivity. Finally, according to the design standards, I made the fixture mock-ups. Keywords Shaped lever Machining process Fixture design Parts processing 附 錄 1、異形杠桿零件圖 2、異形杠桿車削夾具裝配圖和零件圖 （1）夾具裝配圖 （2）可調(diào)V型塊零件圖 （3）平頭滾花螺釘零件圖 （4）鉸鏈壓板零件圖 （5）側(cè)面壓板零件圖 （6）夾具體零件圖 （7）V型塊零件圖 （8）支架零件圖 （9）調(diào)整螺釘零件圖 （10）配重塊零件圖 3、夾具零件和總裝配實(shí)物展示 附3-1 側(cè)面壓板圖 附3-2 支架 附3-3 可調(diào)V型塊 附3-4 鉸鏈壓板 附3-5 V型塊 附3-6 配重塊 附3-7 夾具體 附3-8 圓柱銷 附3-9 V型塊與鉸鏈壓板配合圖 附3-10 支架、側(cè)面壓板和可調(diào)V型塊配合 附3-11 夾具體總裝配實(shí)物 第 23 頁(yè) 共 24 頁(yè)