KCSJ-14 曲柄加工工藝及鉆Φ10孔夾具設(shè)計【版本2】【含三維SW】

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In this paper, the handle structure is taken as the research object to design a processing process card and fixture manufacturing scheme based on the handle structure. The process is mainly composed of process design and special fixture design. Process design mainly includes the determination of parts and components materials, allowance, processing order, processing accuracy, etc., aiming at the hole with diameter of 10, the precision and roughness are studied and analyzed, and the process steps are divided into drilling, expanding and reaming holes. The design of special fixture is to drill and expand the diameter of the hinge 10mm, the main heart shaft and edge cutting pin are positioning elements, belonging to the precision benchmark positioning, and draw CAD drawings and Solidworks three-dimensional drawings. At the same time, a clamping device is designed for the handle, that is, an open washer and a nut. Drilling template is fixed drilling template, because it involves large and medium batch production, the accuracy is Ra1.6, using quick change drill sleeve as the guide device. Clip concrete and drill template material is HT200. The overall design paper is composed of three parts, the first part is the handle related analysis and introduction, the second part is the design of special fixture, the third part is the summary and experience, thanks and references. Key words: handle, process fixture, diameter 10mm, batch production, guide device - V - 目 錄 第一章 緒論 1 1.1 手柄介紹 1 1.2 夾具和工藝的介紹 1 1.3 設(shè)計的內(nèi)容 1 第二章 零件的分析 2 2.1 零件的介紹 2 2.2 工藝分析 3 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計 4 3.1 確定毛坯的制造形式 4 3.2 確定生產(chǎn)類型 5 3.3 確定毛坯尺寸 5 3.4確定重要部位加工定位方式 6 3.5 制定工藝路線 7 3.6 定位基準(zhǔn)的選擇 7 3.7 工序尺寸及加工方式 8 3.8 加工工序內(nèi)容 9 第四章 切削用量及工時計算 10 第五章 鉆夾具設(shè)計 13 5.1 設(shè)計任務(wù)分析 13 5.2 工件定位、夾緊方案的確定 13 5.3 定位誤差分析與計算 13 5.4 夾緊力的計算 15 5.5 導(dǎo)向裝置設(shè)計 16 5.6 夾具體的設(shè)計及與機(jī)床的聯(lián)接 16 5.7 安裝與拆卸 17 總結(jié) 18 參考文獻(xiàn) 19 致 謝 20 第一章 緒論 1.1 手柄介紹 手柄是一種機(jī)械結(jié)構(gòu)，它可以使工人操作機(jī)械的時候更加的方便。按照工藝分析，有幾點(diǎn)需要注意： 1、在測量手柄的尺寸的時候是否非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌凑招袠I(yè)操作的標(biāo)準(zhǔn)加工(最主要的是去關(guān)注安裝時候的尺寸)。 2、我們需要著重去區(qū)別手柄的螺絲部位，它是挫制螺紋還是用機(jī)床板牙套出來的，這是有很大區(qū)別的，搓出來的螺絲精度比較低且它的硬度也不是非常的令人滿意，還存在表面粗糙的問題。 3、處理手柄的表面時要盡量做到表面光滑并且盡量無毛刺，同時還要兼顧防銹處理這一塊是否合格達(dá)標(biāo)。 4、看手柄安裝部位、螺絲的精準(zhǔn)度及整體手柄尺寸是否完全按照機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn)加工。 5、手柄表面是否粗糙、有砂眼。 1.2 夾具和工藝的介紹 工藝工裝夾具，在日常生產(chǎn)中起到非常關(guān)鍵的作用，但是它最主要的還是在機(jī)械加工中被大量的使用?？傊?，它具有以下特點(diǎn)： 1. 保證工件的加工精度 2. 擴(kuò)大機(jī)床工藝所涉及的領(lǐng)域并且去創(chuàng)新機(jī)床的更廣泛的用途 3. 改善勞動條件和保證生產(chǎn)安全 1.3 設(shè)計的內(nèi)容 第一階段：查閱資料，寫任務(wù)書，開題報告 第二階段：研究手柄的加工制造工藝，針對性的制造工藝設(shè)計的過程卡 第三階段：根據(jù)工藝路線制定工序卡 第四階段：研究設(shè)計出夾具設(shè)計所需要的手冊，并且分析提供合理的設(shè)計夾具方案 第五階段：繪制出夾具的裝配圖并且還要依據(jù)這個畫出夾具的零件圖 第六階段：寫工藝規(guī)程設(shè)計說明書 第七階段：寫夾具設(shè)計說明書。 - 23 - 第二章 零件的分析 2.1 零件的介紹 本課題零件見圖2.1與2.2所示，屬于連桿類零件，材料為HT200，整體為規(guī)則的圖形，大圓體與小圓體的距離為100mm和70mm，大圓體和小圓體的高度為17mm，整體結(jié)構(gòu)對稱，要求大批量生產(chǎn)。該零件尺寸Φ18mm和Φ10mm孔的精度較高，加工工序?yàn)殂@擴(kuò)鉸，其余粗加工即可。 圖2.1 零件二維工程圖 圖2.2 零件3D圖 2.2 工藝分析 由零件圖可知，手柄的直徑30mm，直徑20mm的兩個端面的粗糙度要求為Ra1.6，Φ18和Φ10孔表面粗糙度Ra1.6，并達(dá)到IT10級精度。三個外圓的凸臺端面和凸臺直徑4mm孔的表面粗糙度Ra12.5，一次加工完成。 該零件為手柄，為整體鑄造，制坯和加工困難，但是裝配精度高。其形狀復(fù)雜，具有較復(fù)雜的截面形狀和加強(qiáng)肋；具有一定形狀，它們在表面粗糙度、形位公差、尺寸精度要求高，并且直接影響手柄的裝配精度和使用性能。  第三章 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 確定毛坯的制造形式 手柄零件HT200，HT200的材質(zhì)具有良好的鑄造性，因此可以采用批量生產(chǎn)的鑄造方法，鑄件毛胚采用砂型鑄造方法生產(chǎn)，不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以提高精度和小的加工余量。 在加工過程中，通常根據(jù)零件的批量生產(chǎn)確定具有相應(yīng)精度的鑄坯。通過查閱《材料成型技術(shù)基礎(chǔ)》、《工程材料與成型工藝》，比較各種毛坯鑄造方法優(yōu)缺點(diǎn)之后，最后決定采用金屬型鑄造。與砂鑄相比，金屬鑄件具有更高的尺寸精度，更低的表面粗糙度和更快的導(dǎo)熱速度。另外，金屬型鑄件的表面質(zhì)量和力學(xué)性能好于砂型鑄件，表面粗糙度可以達(dá)到Ra12.5，尺寸精度能夠達(dá)到IT12。金屬型鑄造可實(shí)現(xiàn)“一模多鑄”，促進(jìn)機(jī)械化、自動化生產(chǎn)，生產(chǎn)的效率提高。這種鑄造方法主要適用于大批量生產(chǎn)。鑄造后，應(yīng)進(jìn)行人工時效處理，減少坯料內(nèi)部應(yīng)力和變形程度。 為了使模樣方便從鑄型取出，制造模樣的時候應(yīng)該設(shè)置一定的斜度，即拔模斜度。設(shè)置拔模斜度為1°。值得注意的是，設(shè)計鑄件的時候，要考慮到圓弧過渡，可以防止鑄件轉(zhuǎn)角處產(chǎn)生黏砂和由于鑄造應(yīng)力太大產(chǎn)生裂紋，還能避免鑄型尖角損壞而產(chǎn)生砂眼的缺陷Error! Reference source not found.。毛胚的制造見圖3.1。 圖3.1 毛坯圖 3.2 確定生產(chǎn)類型 見圖3.2，根據(jù)設(shè)計主題：Q=2500臺/年，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)，備件率為2%，廢品率為0.3%。替代指南中的公式（1--1）給出N=2500×1×（1+4.5%）×（1+0.7%）=2630.7件/年，則杠桿的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。 圖3.2 生產(chǎn)類型規(guī)范 3.3 確定毛坯尺寸 經(jīng)過上述分析，最終確定了手柄的毛坯尺寸，如表3.1所示。 表3.1 毛坯尺寸 加工面 加工方式 加工余量 毛坯尺寸 粗銑φ30的底端面 粗銑 2.8mm Φ30×17+2.8 粗銑φ30的頂端面 粗銑 2.8mm Φ30×17+2.8 精銑φ30的底端面 精銑 0.2mm Φ30×17+0.2 精銑φ30的頂端面 精銑 0.2mm Φ30×17+0.2 鉆擴(kuò)鉸Φ18的孔 鉆--擴(kuò)--鉸 實(shí)心 實(shí)心 粗銑長度100處Φ20的兩端面 粗銑 2.8mm Φ20×17+2.8 精銑長度100處Φ20的兩端面 精銑 0.2mm Φ20×17+0.2 鉆擴(kuò)鉸長度100處Φ10的孔 鉆--擴(kuò)--鉸 實(shí)心 實(shí)心 粗銑長度70處Φ20的兩端面 粗銑 2.8mm Φ20×17+2.8 精銑長度70處Φ20的兩端面 精銑 0.2mm Φ20×17+0.2 鉆擴(kuò)鉸長度70處Φ10的孔 鉆--擴(kuò)--鉸 實(shí)心 實(shí)心 銑長度100處Φ9的端面 粗銑 3mm Φ9×11+3 銑長度70處Φ9的端面 粗銑 3mm Φ9×11+3 銑大圓處Φ9的端面 粗銑 3mm Φ9×16+3 鉆長度100處Φ4的孔 鉆 實(shí)心 實(shí)心 鉆長度70處Φ4的孔 鉆 實(shí)心 實(shí)心 鉆大圓處Φ4的孔 鉆 實(shí)心 實(shí)心 3.4確定重要部位加工定位方式 同時，經(jīng)過分析研究，我們確定了重要部位加工定位方式。如表3.2所示。 表3.2 加工定位方式 粗銑 以頂端面和外圓為粗基準(zhǔn) 粗銑 以底端面和外圓為精基準(zhǔn) 精銑 以頂端面和外圓為精基準(zhǔn) 精銑 以底端面和外圓為精基準(zhǔn) 鉆擴(kuò)鉸Φ18的孔 鉆--擴(kuò)--鉸 以一端面和外圓為精基準(zhǔn) 粗銑長度100mm處Φ20的 粗銑 以一端面和內(nèi)孔為精基準(zhǔn) 精銑長度100mm處Φ20的 精銑 以一端面和內(nèi)孔為精基準(zhǔn) 鉆擴(kuò)鉸長度100處Φ10的孔 鉆--擴(kuò)--鉸 以一端面和內(nèi)孔為精基準(zhǔn) 粗銑長度70mm處Φ20的兩個端面 粗銑 以一端面和內(nèi)孔為精基準(zhǔn) 精銑長度70mm處Φ20的兩個端面 精銑 以一端面和內(nèi)孔為精基準(zhǔn) 鉆擴(kuò)鉸長度70處Φ10的孔 鉆--擴(kuò)--鉸 以一端面和內(nèi)孔為精基準(zhǔn) 銑長度100處Φ9的端面 粗銑 以一端面和內(nèi)孔為精基準(zhǔn) 銑長度70處Φ9的端面 粗銑 以一端面和內(nèi)孔為精基準(zhǔn) 銑大圓處Φ9的端面 粗銑 以一端面和內(nèi)孔為精基準(zhǔn) 鉆長度100處Φ4的孔 鉆 以一端面和內(nèi)孔為精基準(zhǔn) 鉆長度70處Φ4的孔 鉆 以一端面和內(nèi)孔為精基準(zhǔn) 鉆大圓處Φ4的孔 鉆 以一端面和內(nèi)孔為精基準(zhǔn) 3.5 制定工藝路線 經(jīng)過分析計算可以看出，我們最終確定了該手柄的工藝路線，如表3.3所示： 表3.3 工藝路線 1 鑄造 鑄造 2 處理 時效處理 3 銑 粗銑φ30的底端面 4 銑 粗銑φ30的頂端面 5 銑 精銑φ30的底端面 6 銑 精銑φ30的頂端面 7 鉆 鉆擴(kuò)鉸Φ18的孔 8 銑 粗銑長度100處Φ20的兩端面 9 銑 精銑長度100處Φ20的兩端面 10 鉆 鉆擴(kuò)鉸長度100處Φ10的孔 11 銑 粗銑長度70處Φ20的兩端面 12 銑 精銑長度70處Φ20的兩端面 13 鉆 鉆擴(kuò)鉸長度70處Φ10的孔 14 銑 銑長度100處Φ9的端面 15 銑 銑長度70處Φ9的端面 16 銑 銑大圓處Φ9的端面 17 鉆 鉆長度100處Φ4的孔 18 鉆 鉆長度70處Φ4的孔 19 鉆 鉆大圓處Φ4的孔 20 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 21 入庫 入庫 3.6 定位基準(zhǔn)的選擇 3.6.1 精基準(zhǔn)的選擇 在手柄的加工過程中，對于精基準(zhǔn)的確定，原則上要在確保精工的前提下，盡可能的簡單方便。查閱《機(jī)械制造工藝學(xué)》工藝過程設(shè)計部分可知，我們綜合采用各個基準(zhǔn)統(tǒng)一協(xié)調(diào)配合，最終制造出滿足工藝要求的手柄結(jié)構(gòu)。 對于該手柄的零件，選擇直徑30mm的底端面，直徑18mm的孔和長度為100mm的直徑10mm孔作為精基準(zhǔn)，即一個面兩個孔的方式，符合精基準(zhǔn)原則。 3.6.2 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的確定對于各個制造表面會有不同程度的影響，如未加工表面與加工表面的位置關(guān)系。調(diào)研相關(guān)書籍和文獻(xiàn)得知，對于粗基準(zhǔn)的確定方式主要包括：以不加工平面作為粗基準(zhǔn)；確保關(guān)鍵平面的余量均衡，并且以該面作為粗基準(zhǔn)；粗基準(zhǔn)平面應(yīng)平整；對于該零件的加工，本文所選的粗基準(zhǔn)僅用一次，沒有多次利用。結(jié)合以上原則，分析零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，直徑30mm的外圓和直徑20mm的外圓為未加工表面，表面平整，無澆口、冒口、飛邊等缺陷。作為粗基準(zhǔn)能夠保證加工余量和位置要求。綜合以上分析和研究，最終確定手柄的粗基準(zhǔn)為直徑30mm和20mm的外圓。 3.7 工序尺寸及加工方式 a：工序直徑30mm的上下端面 粗銑直徑30mm的上下端面：Φ30×17+（1.8×2）=Φ30×20.6 精銑直徑30mm的上下端面：Φ30×20.6+（0.2×2）=Φ30×21 b：工序直徑20mm的上下端面（兩處） 粗銑直徑20mm的上下端面：Φ20×17+（1.8×2）=Φ20×20.6 精銑直徑20mm的上下端面：Φ20×20.6+（0.2×2）=Φ20×21 c：直徑18mm的孔 手柄中?18mm的孔其加工方式是：首先采用直徑17mm的鉆頭進(jìn)行鉆孔，然后在使用直徑為17.5mm的鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔，最后使用直徑為18mm的鉆頭進(jìn)行鉸孔。 d：直徑10孔（兩處） 手柄中?10mm的孔其加工方式是：首先采用直徑為9mm的鉆頭進(jìn)行鉆孔，然后在使用直徑為10.5mm的鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔，最后使用直徑為10mm的鉆頭進(jìn)行鉸孔。 e：外圓凸臺端面 粗加工直徑9mm，一次加工完成。 f：直徑4mm的孔 粗加工，鑄造實(shí)心。 3.8 加工工序內(nèi)容 （1）機(jī)床的選擇 對于機(jī)床選擇的時候，應(yīng)該遵循：機(jī)床的加工必須保證可以精確加工手柄的外形尺寸，并且其精度可以達(dá)到各個工序的加工要求。其生產(chǎn)效率能夠與零件的生產(chǎn)類型相匹配。此外，通過結(jié)合具體實(shí)際環(huán)境，最大化利用自有資源，合理選擇先進(jìn)制造裝備。 查閱《機(jī)械制造工藝學(xué)》各種生產(chǎn)類型的特點(diǎn)和要求可知，由于該零件是大批生產(chǎn)，應(yīng)當(dāng)采用專用設(shè)備和自動生產(chǎn)線，所以機(jī)床選用專用機(jī)床。 （2）夾具的選擇 對于夾具的確定，同其他制造裝備相類似，必須與零件的生產(chǎn)類型相匹配。本論文制造的手柄結(jié)構(gòu)是采用大批量生產(chǎn)，每個工序所需要的制造機(jī)械，以手動的專用機(jī)床為主。 （3）刀具的選擇 對于刀具的確定，本文做了一個全面的衡量，從制造方案、制造零件的尺寸、手柄的材料確定、加工手柄表面的粗糙度和制造水平、加工效率及清潔型等因素全面評價。 現(xiàn)對指定工序進(jìn)行刀具選擇。 銑端面使用面銑刀，鉆孔使用麻花鉆，擴(kuò)刀和鉸刀。 （4）量具的選擇 對于測量工具的確定主要有游標(biāo)卡尺、百分尺、百分表等。對于該手柄來說，我們采用大批量生產(chǎn)，因此采用精度較高的極限量規(guī)和專用檢具。  第四章 切削用量及工時計算 當(dāng)我們在確定切削手柄材料用量的時候，首先要確保零件的制造精度，其次還要確保它的表面粗糙度合理；要盡量提高生產(chǎn)效率；要充分發(fā)揮機(jī)床的性能；要讓刀具保證恰當(dāng)?shù)氖褂脡勖，F(xiàn)在，對指定13道工序的切削用量進(jìn)行選擇，以及計算各道工序的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。 工序：粗銑直徑30mm的底端面 背吃刀量ap的確定：通過查看《簡明金屬機(jī)械加工工藝手冊》P421我們可以得知，背吃刀量選擇1.8mm會更加的合理。 進(jìn)給量的確定：查閱《機(jī)械加工工藝簡明速查手冊》表6.26硬質(zhì)合金端銑刀、盤銑刀加工平面和臺階時的進(jìn)給量fz可知，fz=0.14mmz。進(jìn)給量可按下式進(jìn)行計算： fm=fz?z （2.3） 式中 fm—每轉(zhuǎn)進(jìn)給量； fz—每齒進(jìn)給量； z—銑刀齒數(shù)。 由公式（2.3）可知進(jìn)給量為： fm=fz?z ＝0.14×12 ＝1.68（mmr） 切削速度vc的確定：通過查看《簡明金屬機(jī)械加工工藝手冊》表7-31各種常用工件材料的銑削速度推薦范圍，由于我們選擇的手柄材料為灰鑄鐵并且是粗銑，所以對應(yīng)的切削速度為1ms。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的確定： 通過查看《機(jī)床制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)》P21可以得到主軸轉(zhuǎn)速的公式如下所示： ns=1000vcπdw （2.4） 式中 ns—主軸轉(zhuǎn)速； vc—切削速度； dw—銑刀直徑。 由公式（2.4）可知主軸的轉(zhuǎn)速為： ns=1000vcπdw =1000×60π×40 ≈ 500（rmin） 工序：鉆、擴(kuò)、鉸2×Φ10孔 背吃刀量ap的確定：通過查看《機(jī)械加工工藝簡明速查手冊》表8.4的鉆銷要素可以得出： ap=d02 （2.5） 式中 ap—背吃刀量； d0—鉆頭直徑。 由公式（2.5）可知： ap=d02 =92 =4.5（mm） 進(jìn)給量和鉆削速度的確定：在確定硬質(zhì)合金的鉆削速度vc和進(jìn)給量f的時候，查看相關(guān)資料可知，選擇鉆削速度為1ms，進(jìn)給量0.5mmr是比較合理的。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的確定： 由公式（2.4）可知主軸的轉(zhuǎn)速為： ns=1000vcπdw =1000×30π×9 ≈ 1000（rmin） 工序：銑Φ20的端面 背吃刀量ap的確定：通過查看相關(guān)資料，選擇合理的背吃刀量，即為1.8mm。 進(jìn)給量的確定：查閱《機(jī)械加工工藝簡明速查手冊》表6.26硬質(zhì)合金端銑刀、盤銑刀加工平面和臺階時的進(jìn)給量fz可知，fz=0.15mmz。 由公式（2.3）可知進(jìn)給量為： fm=fz?z ＝0.15×10 ＝1.5（mmr） 切削速度vc的確定：通過查看工藝手冊中各種常用的工件材料的銑削速度推薦范圍,結(jié)合自己的加工設(shè)計選擇了切削速度為1.5ms。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的確定： 由公式（2.4）可知主軸的轉(zhuǎn)速為： ns=1000vcπdw =1000×1.5×60π×30 ≈ 955（rmin）  第五章 鉆夾具設(shè)計 5.1 設(shè)計任務(wù)分析 生產(chǎn)類型決定著生產(chǎn)率、夾具結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性。本課題加工設(shè)計因?yàn)槭谴笈康纳a(chǎn)，所以我們要運(yùn)用專用夾具。加工制造專用夾具的時候，要細(xì)致的研究考察零件圖和工序圖。在本次設(shè)計中，指定工序：鉆擴(kuò)鉸直徑10mm的孔，進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，這套夾具應(yīng)該從夾緊的方向考慮來提高效率。對于此工序來說，主要是鉆擴(kuò)鉸直徑10mm的孔，需要保證孔的垂直度要求和表面粗糙度等要求，合理安排鉆套的形式、鉆模板的布置形式，以及如何引刀。 5.2 工件定位、夾緊方案的確定 根據(jù)本文設(shè)計的工序圖可以得出，我們確定的定位方案是一面兩銷。定位基準(zhǔn)面確定為直徑30mm的一個端面，直徑18mm的孔和長度100mm位于直徑10mm的孔。我們約束直徑30mm的底端面，并且約束中心軸外圓的其他兩個自由度，菱形定位銷則限制一個自由度，從而可以保證手柄的精確定位。平面定位元件選擇了心軸端面，一方面是該元件所定位的底端面是已經(jīng)加工過的平面。 由于在本次設(shè)計中工件是大批生產(chǎn)，在選擇夾緊機(jī)構(gòu)時選用機(jī)動夾緊中的手動夾緊機(jī)構(gòu)，這是因?yàn)槭謩訆A緊的夾緊力基本穩(wěn)定；夾緊響應(yīng)要快，可以提高效率、降低工作時間；使用簡單并且工作不費(fèi)力，從而大大的降低勞動者的工作強(qiáng)度。 5.3 定位誤差分析與計算 對于手柄的制造裝備的夾具設(shè)計中，手柄在所使用的夾具中采用一面兩孔定位，手柄的底端面被確定為第一定位基準(zhǔn)。此外，將手柄上的其他兩個孔作為第二和第三定位基準(zhǔn)。我們知道，在手柄的定位之中，我們將底斷面用作第一定位基準(zhǔn)面，從而可以確保工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，不會產(chǎn)生基準(zhǔn)位置誤差；由于本設(shè)計的定位孔不深，因此由內(nèi)孔和底面垂直度誤差導(dǎo)致內(nèi)孔中心線基準(zhǔn)位置誤差基本上不存在。但是，兩個定位孔與定位銷的配合誤差、兩銷中心距誤差引起的基準(zhǔn)位置誤差影響很大，我們應(yīng)該精確計算得到。與此同時，這種產(chǎn)生的誤差由兩方面組成，即兩定位孔中心線直接的位置誤差和轉(zhuǎn)角誤差。 如圖5.1，位置誤差示意圖所示，本設(shè)計產(chǎn)生的位置誤差是定位孔與定位銷兩者之間的間隙配合所引起的。此外，孔所在的中心線和銷所在的中心線沒有發(fā)生重疊，因此會導(dǎo)致手柄發(fā)生位移。因?yàn)閳A柱銷孔的配合間隙一直處于小于菱形銷的削邊量的狀態(tài)，并且手柄在兩孔的中心線的基準(zhǔn)邊緣位置，配合間隙會對其造成很大的影響。 圖5.1 位置誤差示意圖 所以位置誤差可采用如下公式： δ位置=TD1+Td1+?1min （5.1） 式中 TD1—工件內(nèi)孔O1的公差； Td1—夾具上圓柱銷的公差； ?1min—工件上定位孔O1與圓柱銷的最小配合間隙。 定位銷的尺寸為Φ18-0.027-0.016mm ，定位孔是按7級精度加工出來的，其尺寸為Φ10 0+0.018mm，所以由公式（3.1）可知δ位置=0.018+0.011+0.016=0.045mm。而工件上兩定位孔中心距的尺寸為100±0.08mm，其公差為0.16mm。因?yàn)檫@個地方的誤差小于手柄的兩定位孔中心距公差的33%，這樣就符合這個手柄的加工精度的需要。 如下圖5.2轉(zhuǎn)角誤差示意圖所示，由于手柄的兩個定位孔之間的中心連接線會圍著Z軸旋轉(zhuǎn)，所以產(chǎn)生了較大的誤差，這同樣是是由孔銷的配合間隙所導(dǎo)致的。 圖5.2 轉(zhuǎn)角誤差示意圖 所以轉(zhuǎn)角誤差可采用如下公式： δ角度=2tan-1TD1+Td1+?1min+TD2+Td2+?2min2L （5.2） 式中 TD1—工件內(nèi)孔O1的公差； TD1—夾具上圓柱銷的公差； ?1min—手柄上定位孔O1與圓柱銷的最小配合間隙。 TD2—工件內(nèi)孔O2的公差； Td2—夾具上菱形銷的公差； ?2min—手柄上定位孔O2與菱形銷的最小配合間隙。 由公式（5.2）可得： δ角度=2tan-1TD1+Td1+?1min+TD2+Td2+?2min2L =2tan-10.018+0.011-0.005+0.018+0.011-0.0052×140 =36″ 因?yàn)槭直系膬蓚€定位孔的中距尺寸在轉(zhuǎn)動時的的轉(zhuǎn)動公差是5′。這個轉(zhuǎn)角的誤差也小于手柄兩個定位孔中心距尺寸轉(zhuǎn)角公差的1/3，這種情況下，符合了這個加工設(shè)計的加工精度需要。 5.4 夾緊力的計算 確定夾緊力的時候首先要通過計算得到鉆頭進(jìn)給時的鉆削力，通過查看《機(jī)床夾具設(shè)計冊》表1-2-3資料，可以知道鉆削力的計算公式，切削力Fc的計算公式為 Fc=902ts0.75Kp （5.3） 式中 t—切削深度； s—每轉(zhuǎn)進(jìn)給量； Kp—修正系數(shù)。 其中修正系數(shù)Kp可由公式（3.4）計算。 Kp=KmpKφpKγpKλpKΥp （5.4） 式中 Kmp—考慮手柄材料力學(xué)性能的系數(shù)； Kφp、Kγp、Kλp、KΥp—考慮刀具幾何參數(shù)的系數(shù)。 通過查看機(jī)床夾具設(shè)計相關(guān)的資料，可以得到系數(shù)如下：Kmp值、指數(shù)n值、系數(shù)Kφp、Kγp、Kλp、KΥp值，結(jié)合公式（3.4）進(jìn)行修正系數(shù)Kp的計算。 Kp=KmpKφpKγpKλpKΥp = 2001500.4×1×1.1×1×1 =1.23 由公式（5.3）得 Fc=902ts0.75Kp =902×0.20.75×1.2×1.23 =399.5（N） 通過查看設(shè)計指導(dǎo)書可以得到夾緊力的計算公式，如下： P=KFcμ1+μ2 （5.5） 式中 K—安全系數(shù)，一般K=1.5~3； μ1—夾緊元件與工件間的摩擦系數(shù)； μ2—工件與定位面間得到摩擦系數(shù)。 查閱《現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計》（第二版）表4-21典型夾緊形式實(shí)際所需的夾緊力的計算可得，K=2，μ1=0.2，μ2=0.16。則所需夾緊力為 P=KFcμ1+μ2 =2×399.50.2+0.16 = 2219.4（N） 5.5 導(dǎo)向裝置設(shè)計 由于我們加工設(shè)計的夾具是一個鉆床夾具，所以在加工設(shè)計的過程中還要加工設(shè)計鉆模板，通過這種方式來牽引鉆頭去確保被加工的這個孔的位置的具體的的精度。 鉆套一共有3種，它們是固定鉆套，可換鉆套和快換鉆套，而本課題選擇的是快換鉆套，并且它的直徑是10mm。 5.6 夾具體的設(shè)計及與機(jī)床的聯(lián)接 夾具體是一個基本元件，它是夾具中最大并且最復(fù)雜的基本元件，夾具體上的一些關(guān)鍵的表面要有的精度和尺寸波動較小。由于該零件為大批生產(chǎn)，所以夾具體的毛坯結(jié)構(gòu)采用鑄造結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)在于工藝性好，具有良好的抗振、抗壓性能。為了降低重量，夾具體選擇運(yùn)用框性薄壁結(jié)構(gòu)，這樣使得壁厚比較勻稱。由于承受力較大，在夾具體內(nèi)部相應(yīng)位置設(shè)置加強(qiáng)筋。放置楔塊的位置為夾具體內(nèi)部凸臺，其下部需要設(shè)置加強(qiáng)筋提高剛度。該凸臺可以通過活塊鑄造的方式鑄造出來。設(shè)計加工一個小凸臺用來在夾具表面上安放一些足按模支架等類似的加工零件。這樣的做的效果是不僅可以縮小加工的面積，還可以縮短加工的耗時，與此同時確保了它的平面度。 為了提高效率，減少輔助時間。我們確定的找正方法是通過樣棒，并沒有通過本論文所涉及的夾具上找正基面，樣棒不僅可以保證同軸度，還可以輔助鉆模的安裝。另外，由于夾具體質(zhì)量較大，所以我設(shè)置了吊環(huán)螺釘，方便夾具體的吊裝。 由于采用了專用機(jī)床，所以夾具體與機(jī)床的聯(lián)接方式是螺紋聯(lián)接以及兩銷釘進(jìn)行定位。該銷釘不采用菱形銷的原因是：夾具體為單件生產(chǎn)，安裝一次，而且銷釘配作。 5.7 安裝與拆卸 安裝：首先，把心軸通過螺母固定到夾具體上，加上削邊銷，然后，把工件直徑30mm的端面和心軸的端面重合，工件直徑18mm的內(nèi)孔和心軸的直徑18mm外圓，通過過度配合放到心軸上，最后用開口墊圈和螺母夾緊工件。由于大中批量生產(chǎn)和精度高，所以使用快換鉆套，一一安裝在夾具體上。 拆卸順序?yàn)椋簩?dǎo)向裝置，固定式鉆模板，夾緊裝置，工件，心軸和削邊銷。 總結(jié) 寫到這個部分時候，意味著本次畢業(yè)設(shè)計即將進(jìn)入尾聲。在這一個學(xué)期中，我認(rèn)認(rèn)真真的做畢業(yè)設(shè)計，發(fā)現(xiàn)了不足的地方，也收獲了很多干貨，同時也對這四年所學(xué)習(xí)的知識進(jìn)行了一次全面的鞏固，大抵算得了一次小小的鍛煉。 在剛開始接觸畢業(yè)設(shè)計時，很多東西都不了解，心里是慌張的，尤其是當(dāng)老師拿出那一堆零件圖。當(dāng)我拿到我的零件圖時，真的是苦笑不得，圖紙的年齡和我年齡也差不多。剛看到零件的時候，覺得圖紙比較復(fù)雜，心里總是害怕完不成完成任務(wù)，感覺很難。經(jīng)過老師的指導(dǎo)，漸漸的熟悉了設(shè)計思路。其實(shí)，只要我們按照老師的指導(dǎo)，把畢業(yè)設(shè)計分解成一個又一個的子任務(wù)，每周把每周的任務(wù)認(rèn)認(rèn)真真的按時做完，到最后，就能完成畢業(yè)設(shè)計。 在這次畢業(yè)設(shè)計中，發(fā)現(xiàn)了很多的不足之處。在考慮問題的時候，不夠全面。在進(jìn)行夾具的設(shè)計時，沒有考慮到后面的加工工藝性沒有給夾具體上放置鉆模支架、對刀塊支架處，設(shè)置凸臺，直接加工整個平面的話，精度低，成本高。比如，在設(shè)計偏心讓刀機(jī)構(gòu)的時候，沒有考慮軸向定位，使兩個偏心輪的位置固定。還有就是對以前所學(xué)習(xí)的知識，掌握的不夠牢靠。有時候蘇老師提出問題后，我卻無法回答，可以說是很慚愧了。這些不足之處的指出，會激勵我繼續(xù)向前，同時不斷補(bǔ)充完善這些不足之處。 必須承認(rèn)的是，畢業(yè)設(shè)計真的很鍛煉人，它讓我提高了查閱資料和學(xué)習(xí)相關(guān)知識的能力，同時可以將以前的知識相互聯(lián)系起來，還讓我更多的考慮細(xì)節(jié)問題。哪怕是以前再怎么對專業(yè)知識的不了解，來回的查閱、交流、討論會讓你熟悉起來，大抵是“最熟悉的陌生人”吧。比如在我們的專業(yè)設(shè)置中，對于鑄造相關(guān)的知識講的很少，通過在圖書查閱相關(guān)書籍，豐富了我的知識和眼界。另外，還應(yīng)該擺正學(xué)習(xí)態(tài)度，不能只知道玩，這是對自己的不負(fù)責(zé)任。 參考文獻(xiàn) [1] 許曉旸, 專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計[M]. 重慶: 重慶大學(xué)出版社, 2003. 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[14] 李慶壽, 機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計適用手冊[M]. 銀州: 寧夏人民出版社, 1991 致 謝 時光如流水般從指縫悄悄溜走，不知不覺中三年的大學(xué)時光悄然流逝。回首光陰長河，三年的生活歷歷在目。在這里想要說一聲感謝，感謝對我學(xué)習(xí)和生活上提供幫助的老師和同學(xué)。 回顧這次的畢業(yè)設(shè)計，真的讓我學(xué)習(xí)了很多，受益匪淺。在做畢業(yè)設(shè)計的過程中也遇到了很多困難，有的翻閱資料，有的詢問老師和同學(xué)，讓我明白了沒有什么難事，只要自己肯用心去做那就一定會成功。同時也讓我明白了，自己所學(xué)的知識有很多都不扎實(shí)，不認(rèn)真的去思考其中的問題和難點(diǎn)就容易出錯，但是通過這次的畢業(yè)設(shè)計讓我明白了做事情要用心、細(xì)心，不會的問題就要想辦法弄會，不可以模棱兩可。不能因?yàn)橐稽c(diǎn)小小的問題和挫折就放棄，要堅持不懈、持之以恒。也讓我理解了紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行的道理！要把書上學(xué)來的知識和現(xiàn)實(shí)實(shí)際相結(jié)合，這樣才能更好的做出自己想要的設(shè)計。 在這里還要特別感謝我的指導(dǎo)老師—謝云舫老師。謝云舫老師在我做畢業(yè)設(shè)計的過程當(dāng)中一直細(xì)心指導(dǎo)，給我提供幫助和鼓勵。從選題到最后畢業(yè)設(shè)計的完成，老師一直悉心指導(dǎo)，幫我解答我有疑惑的地方，不會的地方老師都會耐心指導(dǎo)，讓我體會到了學(xué)習(xí)的溫暖。每次問問題老師都會停下她的工作，以學(xué)生的問題為首任，耐心的給我講解我遇到的一些問題。讓我深刻的明白自己問題出在了哪里。老師孜孜不倦的態(tài)度，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，深深的感染和激勵著我。因疫情在家期間，不能夠當(dāng)面找到老師的時候，老師也會在手機(jī)上隨時和學(xué)生聯(lián)系，告訴我們當(dāng)下需要完成的任務(wù)。雖然沒有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)那么方便，但是老師依然有問必答的為我們解惑。在這里再次感謝謝云舫老師在我做畢業(yè)設(shè)計以來給我提供的幫助，如果沒有您的指導(dǎo)與幫助也就沒有我畢業(yè)設(shè)計完成的這一天。 最后想說的是，畢業(yè)后馬上就要步入社會，可能很少有機(jī)會會像現(xiàn)在一樣能和老師和同學(xué)一起討論學(xué)習(xí)上面的事情，但是我還是希望此次畢業(yè)設(shè)計可以讓老師和學(xué)生都有一個圓滿的答卷。希望以后的生活中可以遇到更多像謝云舫老師一樣溫暖善良的人，也希望以后可以像老師一樣幫助他人，在社會中對他人會有所幫助。希望此次的離別只是為了下次更好的相遇。希望每一個人都配妥了劍，出門在遇到江湖。