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寧
課程設(shè)計(jì)
主離合器分杠桿鉆Φ12.5孔夾具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
年 月 日
摘要
主離合器分杠桿零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝，定位，切削用量，夾緊
Abstract
The bolt body parts and milling fixture design process is the design process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.
Keywords: process, positioning, cutting dosage, clamping,
目 錄
前 言…………………………………………………..1
第一章 零件的分析……………………………………2
1.1 零件的作用 ………………………………………..2
1.2 零件的工藝分析…………………………………...3
第二章 確定毛坯………………………………………5
2.1 確定毛坯的制造方法……………………………...5
2.2 繪制毛坯圖………………………………………...5
第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………………………6
3.1選擇定位基準(zhǔn)………………………………………6
3.2 制定工藝路線……………………………………...6
3.3 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定……8
3.4 確定切削用量及基本工時(shí) ………………………..9
4 加工Φ12.5孔夾具設(shè)計(jì) 30
4.1加工Φ12.5孔夾具設(shè)計(jì) 30
4.2定位方案的分析和定位基準(zhǔn)的選擇 30
4.3定位元件的設(shè)計(jì) 30
4.4定位誤差分析 32
4.5切削力的計(jì)算與夾緊力分析 32
4.6鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 32
4.7夾具精度分析 34
4.8夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 34
小結(jié)……………………………………………………33
參考文獻(xiàn)………………………………………………34
前 言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們?nèi)跁?huì)貫通大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，對專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用訓(xùn)練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。
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)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時(shí)須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。
而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。它們的研究對機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。
本設(shè)計(jì)是主離合器分離杠桿零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)。主離合器分離杠桿零件的主要加工表面是平面及孔。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易。因此，本設(shè)計(jì)遵循先面后孔、基準(zhǔn)先行前道工序?yàn)橄碌拦ば蜃鰷?zhǔn)備的工藝設(shè)計(jì)原則?；鶞?zhǔn)的選擇以杠桿大頭外圓外圓面作為粗基準(zhǔn)，以杠桿大頭花鍵底孔及其下表面作為精基準(zhǔn)。先將大頭底面加工出來，然后作為定位基準(zhǔn)，在以底面作為精基準(zhǔn)加工孔。由于內(nèi)孔花鍵較細(xì)小且精度要求較高故采用拉削加工最為合理?？紤]到零件年產(chǎn)量5000件，屬于大中批量，但是零件的結(jié)構(gòu)簡單尺寸較小，所以整個(gè)加工過程選用通用機(jī)床；在夾具方面選用專用夾具，夾緊方式多采用手動(dòng)夾緊，夾緊簡單，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，且能滿足設(shè)計(jì)要求。
一、零件的分析
1.1零件的作用
題目給出的零件是主離合器分離杠桿。是發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出系統(tǒng)的一個(gè)零件，它的主要的作用是把離合器踏板產(chǎn)生的機(jī)械位移通過花鍵轉(zhuǎn)變成扭矩，帶動(dòng)撥叉動(dòng)作使離合器分離或者接合，控制發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的輸出與停止。
1.2 零件的工藝分析
零件的材料為45鋼鍛造件， 217~255 HBW?，F(xiàn)分析如下：
主要加工面：
1) 杠桿大頭下表面；
2) 小頭兩側(cè)端面；
3) 花鍵底孔、Φmm孔及Φ4mm孔；
4) 花鍵、Φ12.5mm及M12mm螺紋孔。
5）槽。
主要基準(zhǔn)面：
1) 以杠桿大頭下表面為基準(zhǔn)的加工表面。這一組加工表面包括：花鍵底孔、小頭端面
2) 以花鍵底孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：內(nèi)孔花鍵、Φ12.5mm孔、M12mm螺紋孔、Φmm孔、Φ4mm孔、mm槽及其倒角。其中主要加工面是內(nèi)孔花鍵和Φmm孔。
這兩組加工面之間有著一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：
杠桿大頭端面與花鍵孔軸線要求相互垂直以保證杠桿曲臂尺寸85±1mm
花鍵孔軸線與Φ孔有距離230±0.75mm的要求以及與Φ12.5孔、M12螺紋孔距離22mm的要求。
由上述分析可知，對于兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并保證它們之間的位置精度要求。
二、確定毛坯
2.1 確定毛坯的制造方法
零件材料為45鋼，硬度217~255HBW，由于零件是一個(gè)傳遞扭矩的杠桿，工作時(shí)承受較大的負(fù)荷，因此此零件應(yīng)該選用鍛件；由于該零件年產(chǎn)量為5000件，已達(dá)大批生產(chǎn)的的水平，而且零件的輪廓尺寸也不大，故可鍛造成型。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。
2.2 繪制毛坯圖
三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 選擇定位基準(zhǔn)
粗基準(zhǔn)的選擇
對于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的不加工表面是杠桿大頭側(cè)肩、面圓頭和下端面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用支撐板對側(cè)肩進(jìn)行定位，以限制、、自由度；用一個(gè)擋板對圓頭定位和一個(gè)支撐銷定對小頭部桿身定位，以限制、自由度；再以一個(gè)墊板支承42圓的底面作主要定位消除自由度，達(dá)到完全定位。就可加工上端面和花鍵底孔。
精基準(zhǔn)的選擇
主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，和便于裝夾，采用杠桿大頭下端面和花鍵底孔作為精基準(zhǔn)。
3.2制定工藝路線
表2.1工藝路線方案一
工序5
熱處理
工序10
銑杠桿大頭下端面
工序15
鉆、鉸孔花鍵底孔至Фmm
工序20
銑杠桿小頭兩端面至mm
工序25
鉆Ф和Ф4孔
工序30
鉆M12螺紋底孔，擴(kuò)Ф12.5階梯孔，攻M12螺紋孔
工序35
拉杠桿大頭36槽內(nèi)孔花鍵
工序40
銑杠桿大頭4mm槽
工序45
檢查
表2.2工藝路線方案二
工序5
熱處理
工序10
銑杠桿大頭上端面
工序15
鉆、鉸孔花鍵底孔至Фmm
工序20
鉆Ф、锪Фmm平面以及鉆Ф4mm孔
工序25
锪Фmm另一面
工序30
鉆M12螺紋底孔，擴(kuò)Ф12.5階梯孔，攻M12螺紋孔
工序35
拉杠桿大頭36槽內(nèi)孔花鍵
工序40
銑杠桿大頭4mm槽
工序45
檢查
工藝路線的比較與分析：
第二條工藝路線不同于第一條是將“工序3銑寬度為mm的杠桿小頭兩端面”變?yōu)椤帮璃秏m兩個(gè)端面面”其它的先后順序均沒變化。通過分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)可以一定程度提高生產(chǎn)效率，但是不能很好保證零件的尺寸精度和位置精度。所以發(fā)現(xiàn)第二條工藝路線并不可行。
從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)第一個(gè)方案也比較合理想。所以我決定以第一個(gè)方案進(jìn)行生產(chǎn)。具體的工藝過程如表2.3所示。
表2.3 最終工藝過程
工序5
熱處理。調(diào)質(zhì)處理，保證硬度HB217―255
工序10
銑杠桿大頭下表面。保證尺寸mm，粗糙度是25。選用立式升降臺(tái)銑床X52K，專用夾具。
工序15
鉆、鉸孔花鍵底孔至Фmm。鉆孔Φmm的毛坯到Φ22mm；鉸孔Φ22mm到Фmm。保證粗糙度是6.3；锪孔口倒角至1.5mm。采用立式鉆床Z535，專用夾具。
工序20
銑杠桿小頭兩端面。保證厚度為mm，保證尺寸85±1，粗糙度是25,采用臥式銑床XA6132，用專用夾具。
工序25
鉆Ф和Ф4孔。粗糙度是25,采用搖臂鉆床Z3032，為保證加工的孔的位置度，采用專用夾具。
工序30
鉆M12螺紋底孔，擴(kuò)Ф12.5階梯孔，攻M12螺紋。采用立式鉆床Z535，專用夾具。
工序35
拉杠桿大頭36槽內(nèi)孔花鍵。用內(nèi)花鍵拉刀拉孔Ф至36槽內(nèi)花鍵，粗糙度是3.2,采用臥式拉床L6120C，組合夾具。
工序40
銑杠桿大頭4mm槽。銑杠桿大頭開槽，保證寬度為mm，保證粗糙度是25,采用臥式銑床XA6132，用專用夾具。
工序45
檢查
3.3 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
杠桿的材料是45鋼鍛件，毛坯的重量約3kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。由于毛坯用采用模鍛件, 毛坯尺寸的確定如下：
由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計(jì)算最大與最小余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1．杠桿大頭厚度46mm
考慮到花鍵孔端面的銑削加工方便性，故鍛造厚度方向的余量查《工藝手冊》表2.2~2.5，其余量值為2.0~2.5mm，現(xiàn)取2mm。
故厚度毛坯值為48mm
2．內(nèi)孔花鍵
考慮到鍛模的簡單方便，將內(nèi)孔花鍵鍛成實(shí)心，內(nèi)孔花鍵鉆、鉸、拉出。
鉆孔：φ22mm
鉸孔：mm
拉花鍵：專用拉刀拉成
3．杠桿小頭厚度
考慮到端面的銑削加工方便性，故鍛造厚度方向的余量查《工藝手冊》表2.2~2.5，其余量值為2.0~2.5mm，現(xiàn)取2mm。
故厚度毛坯值為17mm
4．杠桿小頭面上mm孔及φ4mm孔
考慮到孔徑很小鍛造很難實(shí)現(xiàn)，將內(nèi)孔鍛成實(shí)心，內(nèi)孔鉆出。
鉆孔：φ4mm
鉆孔：mm
5．M12-3螺紋、φ12.5mm孔
由上可知，此處鍛成實(shí)心，不用考慮留加工量。
6．4mm槽
由上可知，此處鍛成實(shí)心，不用考慮留加工量。
3.4 確定切削用量及基本工時(shí)
工序1：銑杠桿大頭下表面
機(jī)床：X52K立式銑床。
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其余量：α=2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
查機(jī)床說明書
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
切削行程
工序2 鉆、鉸孔φ22.4mm，并锪倒角1.5×45°
1鉆孔φ22 mm
確定進(jìn)給量:查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10，當(dāng)鋼的<800MPa，=φ22mm時(shí)，=0.39~0.47mm/r。由于本零件在加工φ22mm孔時(shí)屬于中等剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，
則 =（0.39~0.47）x0.75=0.29~0.35mm/r
根據(jù)Z535機(jī)床說明書，現(xiàn)取=0.25mm/r。
切削速度：根據(jù)《切削手冊》，查得切削速度v=18m/min。
所以
根據(jù)機(jī)床說明書，取=225r/min，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：h=46mm
2．鉸孔：mm
采用刀具：mm 專用鉸孔鉆。
進(jìn)給量：=（0. 9~1.2）×0.7=0.63~0.84mm/r （《切削手冊》表2.10）
查機(jī)床說明書，取=0.72mm/r。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取n=68r/min，則其切削速度v=8.26m/min
機(jī)動(dòng)工時(shí) l=46mm
3.锪倒角1.5×45°
采用90°锪鉆。
為縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔時(shí)相同：
=68r/min
手動(dòng)進(jìn)給。
工序3 銑小頭兩端面
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.45m/s即27m/min
采用鑲齒三面刃銑刀，=160mm，齒數(shù)z=18。則
現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39），取=60r/min，故實(shí)際切削速度為
當(dāng)=37.5r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
==0.08×18×60=86.4mm/min
查機(jī)床說明書，取 =75mm/min，
切削工時(shí)：銑刀的行程=60+24mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序4 鉆φ4mm、φ12mm孔
1．鉆φ4mm孔
確定進(jìn)給量:查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10，當(dāng)鋼的<800MPa，=φ4mm，=0.08~0.10mm/r。由于本零件在加工φ4mm孔時(shí)屬于中等剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則
=（0.08~0.10）×0.75=0.06~0.08mm/r
根據(jù)Z3032機(jī)床說明書，現(xiàn)取=0.08mm/r。
切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=26m/min。所以
根據(jù)機(jī)床說明書，取=2000r/min，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：h=13mm
2. 鉆φ12mm孔
確定進(jìn)給量:查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10，當(dāng)鋼的<800MPa， =φ12mm時(shí)，=0.25~0.31mm/r。由于本零件在加工φ12mm孔時(shí)屬于中等剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則
=（0.25~0.31）×0.75=0.19~0.24mm/r
根據(jù)Z3032機(jī)床說明書，現(xiàn)取=0.20mm/r。
切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=16m/min。所以
根據(jù)機(jī)床說明書，取=400r/min，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：h=13mm
工序5 鉆φ12.5mm孔，鉆M12螺紋底孔，攻M12螺紋孔。
機(jī)床：Z535立式鉆床，刀具：錐柄鉆頭φ12.5mm、φ10.2mm，加長柄機(jī)用絲錐（）
1．鉆孔φ12.5mm
確定進(jìn)給量:查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10，當(dāng)鋼的<800MPa， =φ12.5mm時(shí)，=0.25~0.31mm/r。由于本零件在加工φ12.5mm孔時(shí)屬于中等剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則
=（0.25~0.31）×0.75=0.19~0.24mm/r
根據(jù)Z535機(jī)床說明書，現(xiàn)取=0.20mm/r。
切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=16m/min。所以
根據(jù)機(jī)床說明書，取=400r/min，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：h=22mm
2．鉆M12螺紋底孔
確定進(jìn)給量:查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10，當(dāng)鋼的<800MPa， =φ10.2mm時(shí)，=0.25~0.31mm/r。由于本零件在加工φ10.2mm孔時(shí)屬于中等剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則
=（0.25~0.31）×0.75=0.19~0.24mm/r
根據(jù)Z535機(jī)床說明書，現(xiàn)取=0.20mm/r。
切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表28-10及表28-14，查得切削速度v=16m/min。所以
根據(jù)機(jī)床說明書，取=500r/min，故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：h=21mm
3.攻M12螺紋孔
切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表40-8，取
由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
根據(jù)機(jī)床說明書，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速
實(shí)際切削速度：
確定進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削工時(shí)：h=20mm
工序6 拉36槽內(nèi)花鍵
確定進(jìn)給量:當(dāng)鋼<800MPa，屬于中等剛度零件，查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表32-1根據(jù)零件材料選拉削速度分組Ⅱ，
則查表32-2拉削速度選 v=4.5~3.5m/min
根據(jù)LG120C機(jī)床說明書，現(xiàn)取v=4m/min。
切削工時(shí)：
工序7 銑大頭4mm開槽
采用高速鋼鋸片銑刀，=160mm，齒數(shù)z=80。
切削速度：查<<機(jī)械加工工藝師手冊>>表30-23，確定v=15-35m/min，取v=30m/min，則
現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書（見《工藝手冊》表4.2-39），取=60r/min，故實(shí)際切削速度為
當(dāng)=60r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
==0.08×18×60=86.4mm/min
查機(jī)床說明書，取 =75mm/min，
切削工時(shí)：銑刀的行程=60+24mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過程卡片。
第5 章 鉆削Φ12.5孔夾具設(shè)計(jì)
4.1研究原始資料
利用本夾具主要用來鉆削Φ12.5孔，加工時(shí)要滿足粗糙度要求。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定位方案與定位元件
由零件圖可知：在對鉆削Φ12.5孔進(jìn)行加工前，平面進(jìn)行了粗、精銑加工，孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工， 進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工。因此，定位、夾緊方案有：
方案Ⅰ：選底平面、工藝孔和大頭孔定位，即一面、心軸和棱形銷定位，夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。該心軸需要在上面鉆孔，以便刀具能加工工件上的小孔。
方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式，工藝孔用棱形銷，用短圓柱銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓板來夾緊。
分析比較上面二種方案：方案Ⅰ中的心軸夾緊、定位是不正確的，孔端是不加工的，且定位與夾緊應(yīng)分開，因夾緊會(huì)破壞定位。心軸上的開孔也不利于排銷。
通過比較分析只有方案Ⅱ滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔和大頭孔來定位，從而保證其尺寸公差要求。
圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇底平面和兩孔為定位基準(zhǔn)來設(shè)計(jì)鉆模，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和兩孔定位限制6個(gè)自由度。其中底面限制3個(gè)自由度，圓柱銷限制2個(gè)自由度，菱形銷限制1個(gè)自由度。
為了滿足主離合器分杠桿的需要，使主離合器分杠桿左右兩端底面定位固定，因不同零件存在一定的誤差，應(yīng)使主離合器分杠桿被加工兩孔軸線與鉆模板軸線的重合，所以將鉆模板固定，又因零件要求為垂直距離，所以設(shè)計(jì)右端平面固定，左端設(shè)置螺旋輔助支撐2進(jìn)行左右兩端垂直距離的調(diào)整定位。使其孔軸線與鉆模板軸線重合。
4.3夾緊機(jī)構(gòu)
增加夾緊方案的確定及夾緊元件的選擇
1）確定夾緊類型
由工序簡圖可知，本工序所要加緊的為上下兩平面，地面支撐 上面夾緊。
2）夾緊力的計(jì)算
對加緊力的要求：
（1）、 制定加緊力方案時(shí)，因盡可能避免加緊力與支撐反力構(gòu)成力偶。
（2）、 在加緊過程中，不至于因重力的影響而破壞正確定位。
（3）、 在加緊過程中，應(yīng)使工件不產(chǎn)生超出表面形狀精度允許范圍的變形。
（4）、 在切削過程中，應(yīng)避免工件產(chǎn)生不允許的振動(dòng)。
對夾緊裝置的要求：
（1）、夾緊裝置應(yīng)保證工件各定位面的定位可靠，而不能破壞定位。
（2）、夾緊力大小要適中，在保證工件加工所需夾緊力的同時(shí)，應(yīng)盡量減小工件的加緊變形。
（3）、夾緊裝置要具有可靠的自鎖，以防止加工中夾緊裝置突然松開。
（4）、夾緊裝置要有足夠的加緊行程，以滿足工件裝卸空間的需要。
（5）、加緊動(dòng)作要迅速，操作要方便、安全、省力。
（6）、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊，工藝性要好，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化元件。
防止鉆孔時(shí)零件晃動(dòng)，應(yīng)對搖臂桿的兩端底面以及前后移動(dòng)進(jìn)行定位固定，所以在右端設(shè)計(jì)定位銷7、開口墊圈6、夾緊螺母5對零件零件進(jìn)行固定；（如圖2.2所示）定位銷7通過墊圈16和六角螺母15固定于夾具體上。
4.4切削力及夾緊力的計(jì)算
鉆該孔時(shí)選用：鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。
由參考文獻(xiàn)[5]查表可得：
切削力公式：
式中
查表得：
其中：
即：
實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表得：
有：
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)[5]表 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)簡單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
取，，
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
螺旋夾緊力：
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誤差分析與計(jì)算
該夾具以底面、兩孔為定位基準(zhǔn)，要求保證被加工和孔粗糙度為3.2。該孔次性加工即可滿足要求。
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴ 兩定位銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
4.6零、部件的設(shè)計(jì)與選用
4.6.1定位銷選用
本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數(shù)如表4.1和4.2：
31
d
H
D
公稱尺寸
允差
31
16
31
～0.011
22
5
1
4
Φ12.5
4
表4.1可換定位銷
表4.2 固定棱形銷
d
H
d
公稱尺寸
允差
20
20
22
+0.034
～0.023
65
5
3
8
1
6
1.5
4.6.2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。
圖3.1 可換鉆套
鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表3.3：
表3.3 鉆套
d
H
D
公稱尺寸
允差
6
12
12
+0.018
+0.007
22
18
10
4
9
0.5
18
襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖4.2 固定襯套
4.7 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。
圖4.3 可換鉆套
.尺寸表4.4
d
D
D1
H
t
基本尺寸
極限偏差F7
基本尺寸
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
45
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
45
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
鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
4.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)
夾具體：夾具的定位、引導(dǎo)、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能正確的安裝在機(jī)床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個(gè)整體的最大最復(fù)雜的基礎(chǔ)件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機(jī)床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會(huì)落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外，夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝拆的便捷性等，在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)加以考慮。
夾具體設(shè)計(jì)的基本要求
（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性
夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取?
為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。
（2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度
為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。
（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性
夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。
（4）應(yīng)便于排除切屑
在機(jī)械加工過程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。
（5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠
夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。
工件裝夾方案確定以后，根據(jù)定位元件及夾緊機(jī)構(gòu)所需要的空間范圍及機(jī)床工作臺(tái)的尺寸，確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。
4.9 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
本夾具用于在鉆床上加工Φ12.5孔。工件以底平面、兩孔為定位基準(zhǔn)，在定位環(huán)上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用手動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。
總 結(jié)
加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計(jì)，使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時(shí)，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對某幾個(gè)工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)時(shí)，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率，為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對這些問題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動(dòng)夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。
完成了本次設(shè)計(jì)，通過做這次的設(shè)計(jì)，使對專業(yè)知識(shí)和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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20．《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 王啟平主編 哈工大出版社
14.《現(xiàn)代機(jī)械制圖》 呂素霞 何文平主編 機(jī)械工業(yè)出版社
致 謝
經(jīng)過了的很長時(shí)間，終于比較圓滿完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。回顧這日日夜夜，感覺經(jīng)過了一場磨練，通過圖書、網(wǎng)絡(luò)、老師、同學(xué)等各種可以利用的方法，鞏固了自己的專業(yè)知識(shí)。對所學(xué)知識(shí)的了解和使用都有了更加深刻的理解。
此時(shí)此刻，我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題，更重要的是為我們指引了設(shè)計(jì)的思路并給我們講解了設(shè)計(jì)中用到的實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從而使我們設(shè)計(jì)中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，提高分析和解決實(shí)際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導(dǎo)師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。
同時(shí)也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了重要保障。
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