杠桿（二）機(jī)械加工工藝及其鉆φ10孔的工裝夾具設(shè)計

杠桿（二）機(jī)械加工工藝及其鉆φ10孔的工裝夾具設(shè)計,杠桿（二）機(jī)械加工工藝及其鉆φ10孔的工裝夾具設(shè)計,杠桿,機(jī)械,加工,工藝,及其,10,工裝,夾具,設(shè)計 29 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計 題 目：杠桿加工工藝及鉆φ10孔夾具設(shè)計 班　　級：　機(jī)械10-5班 姓　　名：　 指導(dǎo)教師：　 完成日期：　2013年7月1日 一、設(shè)計題目　　 杠桿加工工藝及鉆φ10孔夾具設(shè)計 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖 1張 (2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)） 三、上交材料 1．繪制零件圖 1張 2．毛坯圖 1張 3．編制機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1套 4．編制機(jī)械加工工藝卡片（僅編制所設(shè)計夾具對應(yīng)的那道工序的機(jī)械加工工藝卡片） 1套 5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張 6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導(dǎo)教師為學(xué)生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張 7．編寫課程設(shè)計說明書（約5000-8000字）。 1份 四、進(jìn)度安排 本課程設(shè)計要求在3周內(nèi)完成。 1．第l～2天查資料，熟悉題目階段。 2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計并編制出零件的機(jī)械加工工藝卡片。 3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計（畫出草圖，與指導(dǎo)教師溝通，在其同意的前提下，進(jìn)行課程設(shè)計的下一步）。 4．第11～13天，完成夾具總裝圖的繪制。 5．第14～15天，零件圖的繪制。 6．第16～18天，整理并完成設(shè)計說明書的編寫。 7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。 8．第20～21天，答辯 五、指導(dǎo)教師評語 該同學(xué)在課程設(shè)計過程中表現(xiàn) 認(rèn)真，工藝路線 夾具設(shè)計方案 ，說明書及圖紙質(zhì)量 ，綜合 評定其成績?yōu)? 。 成 績： 指導(dǎo)教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘　要 杠桿起到連接作用，用途十分的廣泛。本文主要論述了如何設(shè)計杠桿以及其中一個孔的加工。杠桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而剛性比較差，形狀復(fù)雜，容易產(chǎn)生變形，因此在安排工藝過程時，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開，并使工序集中。逐步減少加工余量、切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用，并修正加工后的變形，就能最后達(dá)到零件的技術(shù)要求。通過該課程設(shè)計，將所學(xué)理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合， 鍛煉了自己分析問題、解決問題的能力，在這個過程中我獨立地分析和解決了零件機(jī)械制造的工藝問題，設(shè)計了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計及對自己未來將從事的工作進(jìn)行了一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從而打下了良好的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：設(shè)計 鍛煉 Abstract Lever is used when connect something, and it is used wild. This article mainly tell how to design a lever and how to work out a hole. The lever’s bearing accuracy of the size, shape and location precision accuracy of the requirements are very high, and the rigid linkage relatively poor, the shape complex, prone to deformation, in the process of arrangement when it needs to the surface of the main crude Finishing processes to separate and focus on processes. Gradually reduce cutting force and the role of stress and deformation of the amendment process, will be able to reach parts of the final technical The adoption of the curriculum design, will learn theory and practice of combining production, tempered his analysis, problem-solving abilities, in the process I am an independent analysis and solution of the manufacture of mechanical parts of the problem, design a machine for this fixture A typical technology equipment, improved structural design capability for future graduates to design their own future and will be engaged in the work of an adaptation training, thus laying a good foundation. key words: design exercise 目錄 1.零件圖分析 8 1.1零件的功用 8 1.2零件的技術(shù)要求 8 1.3審查杠桿的工藝性 9 1.4確定杠桿的生產(chǎn)類型 9 2.確定毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖 10 2.1確定毛坯制造方法 10 2.2確定毛坯尺寸公差和加工余量 10 2.2.1確定毛坯尺寸 10 2.2.2確定毛坯尺寸公差等級和公差 11 2.3 繪制毛坯圖 12 3.制定零件工藝路線 13 3.1選擇定位基準(zhǔn) 13 3.1.1精基準(zhǔn)的選擇 13 3.1.2粗基準(zhǔn)的選擇 13 3.2表面加工方法的確定 13 3.3加工階段的劃分 15 3.4工序集中與分散 15 3.5工序順序的安排 15 3.5.1機(jī)械加工工序的安排 15 3.5.2熱處理工序及表面處理工序的安排 16 3.5.3輔助工序安排 16 3.6確定工藝路線 16 4工序設(shè)計(加工Φ10孔) 19 4.1確定加工方案 19 4.2確定加工余量 19 4.3工序尺寸的基本尺寸及加工等級 19 4.4兩次工步計算 19 4.4.1鉆孔工步 19 4.4.2鉸孔工步 20 5.時間定額的計算 21 5.1兩工步時間定額的計算 21 5.1.1鉆孔工步 21 5.1.2鉸孔工步 21 5.2 輔助時間的計算 21 5.3 其他時間的計算 21 5.4 單件時間tdj的計算 22 6夾具設(shè)計 23 6.1問題的提出 23 6.2.1 定位方案設(shè)計 23 6.2.2上述方案的比較： 23 6.2.3夾緊力方向的選擇。 24 6.2.4夾緊力作用點的選擇 24 6.2.5切削力及夾緊力計算 24 6.2.6夾具操作簡要說明 27 7.體會與展望 28 8．參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………….30 1.零件圖分析 1.1零件的功用 　　本零件為用于某些機(jī)械中的杠桿，其功用是傳遞驅(qū)動力。 1.2零件的技術(shù)要求 加工表面 尺寸及偏差/mm 公差/mm及精度等級 表面粗糙度Ra 形位公差/mm Φ20孔外端面 30±0.2 0.4 3.2 Φ35孔外端面 30±0.2 0.4 3.2 Φ16孔外端面 12 0.1 3.2 Φ10孔上端面 48.5 12.5 插槽內(nèi)表面 0.1 3.2 Φ8H7孔加工 Φ8H7 1.6 Φ20H7孔加工 Φ20H7 1.6 // 0.1 AB Φ8F9孔加工 Φ8F9 1.6 Φ10孔加工 Φ10 12.5 M4螺孔加工 M4 左端缺口 8 12.5 該杠桿形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的杠桿類零件。為實現(xiàn)傳遞驅(qū)動力的功能，其杠桿各孔與機(jī)器有配合要求，因此加工精度要求較高。杠桿左端兩臂內(nèi)表面在工作中需承受較大的沖擊載荷，為增強(qiáng)其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理；為保證裝配時有準(zhǔn)確的位置，Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9三個端面孔有平行度要求，中間孔與兩端的孔的平行度為0.1mm。 綜上所述，該杠桿的各項技術(shù)要求制定的較合理，符合該零件在傳遞驅(qū)動力中的功用。 1.3審查杠桿的工藝性 分析零件圖可知，杠桿零件中的Φ8H7、Φ20H7、Φ8F9孔的外端面均要求銑削加工,并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了其接觸剛度；φ8H7和φ20H7孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭偏離，以保證加工精度；另外，該零件除主要工作表面外，其余表面加工精度較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 1.4確定杠桿的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N=Qm（1+a%）（1+b%）=5000×1×（1+3%）×（1+0.5%）=5176件/年 查表1-3可知，該杠桿為輕型零件；由此再查表1-4可知，該杠桿的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 2.確定毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖 2.1確定毛坯制造方法 零件材料是QT45-5。零件年產(chǎn)量為中批量，而且零件加工的輪廓尺寸不大，在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型中的金屬模鑄造。零件形狀復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，Φ8H7、Φ8F9三個小孔不鑄出，中間Φ20H7大孔鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。 2.2確定毛坯尺寸公差和加工余量 2.2.1確定毛坯尺寸 分析本零件，所有加工表面Ra≥1.6，因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量即可 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量/mm 說明 Φ8H7兩孔外端面 15mm CT8 1.25 單邊余量 Φ20H7孔外端面 15mm CT8 1.25 單邊余量 Φ8F7孔外端面 6mm CT7 1.00 單邊余量 Φ10孔上端面 48.5mm CT9 3.0 單邊余量 兩Φ8H7孔之間的表面 5mm CT8 1.25 單邊余量 缺口 8mm CT7 2.00 單邊余量 2.2.2確定毛坯尺寸公差等級和公差 （1） 確定毛坯尺寸公差等級由《課程設(shè)計指導(dǎo)書》中表2-1大批量生產(chǎn)的毛坯鑄件的公差等級表確定毛坯的尺寸的公差等級。由于鑄件材料為球墨鑄鐵加工方法為金屬型鑄造，確定毛坯尺寸公差等級為CT8-10. （2） 確定毛坯尺寸公差 查《鑄造工藝手冊》中表2-3確定本零件的毛坯尺寸公差如下。 杠桿尺寸公差 零件毛坯尺寸 公差 Φ8H7兩孔外端面 19.5mm 1.2 Φ20H7孔外端面 19.5mm 1.2 Φ8F9孔外端面 9.1mm 1.2 Φ10孔上端面 53mm 1.4 兩Φ8H7孔之間的表面5mm 1 缺口 12.5mm 1.1 2.3 繪制毛坯圖 3.制定零件工藝路線 3.1選擇定位基準(zhǔn) 基準(zhǔn)面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要過程之一?；娴倪x擇正確與否，可以是加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率提高，否則，不但加工工藝過程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的報廢，使用無法進(jìn)行，難以在工期內(nèi)完成加工任務(wù)。 3.1.1精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該杠桿零件的技術(shù)要求和裝配要求,對于精基準(zhǔn)而言，主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，本題目以Φ20H7的孔為精基準(zhǔn)，基本滿足要求。 3.1.2粗基準(zhǔn)的選擇 重點考慮到既要保證在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，又要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以選杠桿零件Φ20H7孔及Φ8H7孔外端面為粗基準(zhǔn)。 3.2表面加工方法的確定 1、杠桿零件中零件Φ20H7、Φ8H7孔的外端面，它是毛坯鑄造出來之后第一個加工的端面，此面將作為粗基準(zhǔn)，表面粗糙度為3.2。根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，即節(jié)省時間又能達(dá)到技術(shù)要求。 2、Φ10孔上端面，表面粗糙度為12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑的加工方式。 3、Φ8F9孔的外端面，表面粗糙度為3.2，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑—半精銑的加工方式。 4、兩Φ8H7孔之間的表面，該表面需要檢查，要求檢查范圍與Φ8H7同心在Φ20內(nèi)，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑—半精銑的加工方式。 5、Φ20H7孔加工，它將作為精基準(zhǔn)以完成以后的加工，為達(dá)到題目要求我們采取粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸的工序過程，最終完成Φ20H7孔加工。 6、Φ8H7、Φ8F9孔加工，加工時對于Φ20H7孔有平行度要求，表面粗糙度為1.6，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取鉆—精鉸的加工方式。 7、Φ10孔加工，表面粗糙度為12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取鉆孔就能達(dá)到要求。 8、缺口的加工，表面粗糙度為12.5，根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗車就能達(dá)到要求。 9、M4螺孔加工，考慮到工藝要求，我們采取鉆、攻絲兩步工序。在加工的適當(dāng)工藝過程中我們對產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢查，以滿足工藝要求。 各表面加工方案如下表 加工表面 尺寸精度等級 表面粗超度Ra/μm 加工方案 備注 Φ20H7、Φ8H7孔外端面 IT11 3.2 粗銑—半精銑 表1-8 Φ10孔上端面 IT10 12.5 粗銑 表1-8 Φ8F9孔的外端面 IT11 3.2 粗銑—半精銑 表1-8 兩Φ8H7孔之間的表面 IT11 3.2 粗銑—半精銑 表1-8 Φ20H7孔加工 IT7 1.6 粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸 表1-7 Φ8H7孔加工 IT8 1.6 鉆—精鉸 表1-7 Φ8F9孔加工 IT7 1.6 鉆—精鉸 表1-7 Φ10孔加工 IT11 12.5 鉆 表1-7 缺口的加工 IT11 12.5 粗銑 表1-7 M4螺孔加工 3.2 鉆—攻 表1-10 3.3加工階段的劃分 該杠桿加工質(zhì)量要求一般，可將加工階段劃分成粗加工和精加工兩個階段。 在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（Φ20H7孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑三個圓孔的外端面、粗銑Φ10孔上端面以及兩Φ8H7孔之間的表面、鉆Φ8H7及Φ8F9孔、缺口的粗銑、鉆Φ10孔及M4螺孔；在精加工階段，進(jìn)行三個圓孔的外端面的半精銑、Φ8H7及Φ8F7孔的精鉸、M4螺孔的攻絲加工。 3.4工序集中與分散 在生產(chǎn)綱領(lǐng)一確定成批生產(chǎn)的情況下，考慮到經(jīng)濟(jì)效益，工藝簡單，盡量降低成本等因素我們采用工序集中。該杠桿的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，可以采用萬用型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。 3.5工序順序的安排 3.5.1機(jī)械加工工序的安排 方案一： 1、粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸Φ20H7孔 2、粗銑—半精銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面 3、粗銑兩Φ8H7孔之間的表面 4、粗銑—半精銑Φ8F9孔的外端面 5、檢驗 6、粗銑Φ10孔上端面 7、粗銑缺口 8、鉆—精鉸Φ8H7孔及Φ8F9孔 9、鉆Φ10孔 10、鉆—攻M4螺孔 方案二： 1、粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸Φ20H7孔 2、鉆—精鉸Φ8H7孔及Φ8F9孔 3、粗銑—半精銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面 4、粗銑兩Φ8H7孔之間的表面 5、檢驗 6、鉆Φ10孔 7、粗銑Φ10孔上端面 8、粗銑—半精銑Φ8F9孔的外端面 9、粗銑缺口 10、鉆—攻M4螺孔 3.5.2熱處理工序及表面處理工序的安排 1、鑄造成型后，為改善工件材料切削性能和消除毛坯內(nèi)應(yīng)力而安排的熱處理工序：時效處理。 2、在粗加工之后，為消除切削加工過程中工件的內(nèi)應(yīng)力而安排的熱處理工序：人工時效處理 3.5.3輔助工序安排 在粗加工和熱處理后，安排去毛刺；在精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述：該杠桿工序的安排順序為：基準(zhǔn)加工—主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工—熱處理—主要表面精加工。 3.6確定工藝路線 對于上述工序安排的兩個方案進(jìn)行比較： 　　方案一工序相對集中，便于管理。方案二則采用工序分散原則，各工序工作相對獨立。考慮到該零件生產(chǎn)批量較大，工序集中可簡化調(diào)整工作，易于保證加工質(zhì)量，且采用氣動夾具，可提高加工效率，故采用方案一較好。 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，下表列出了杠桿的工藝路線。 杠桿工藝路線及設(shè)備、工裝的選用 工序號 工序名稱 機(jī)床設(shè)備 刀具 量具 1 粗?jǐn)U、精擴(kuò)、鉸Φ20H7孔 四面組合鉆床 麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 2 粗銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面 立式銑床X51 端銑刀 游標(biāo)卡尺 3 半精銑Φ20H7、Φ8H7孔外端面 立式銑床X51 端銑刀 游標(biāo)卡尺 4 粗銑兩Φ8H7孔之間的表面 立式銑床X51 端銑刀 游標(biāo)卡尺 5 粗銑Φ8F9孔的外端面 立式銑床X51 端銑刀 游標(biāo)卡尺 6 半精銑Φ8F9孔的外端面 立式銑床X51 端銑刀 游標(biāo)卡尺 7 去毛刺 鉗工臺 平銼 8 檢驗 塞規(guī)、百分尺、卡尺等 9 粗銑Φ10孔上端面 立式銑床X51 端銑刀 游標(biāo)卡尺 10 粗銑缺口 立式銑床X51 端銑刀 游標(biāo)卡尺 11 鉆—精鉸Φ8H7孔及Φ8F9孔 四面組合鉆床 麻花鉆、擴(kuò)孔鉆 卡尺、塞規(guī) 12 鉆Φ10孔 立式鉆床ZX525 麻花鉆 塞規(guī) 13 鉆、攻M4螺孔 四面組合鉆床 麻花鉆、絲錐 塞規(guī) 14 清洗 清洗機(jī) 15 終檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 4. 工序設(shè)計(加工Φ10孔) 4.1確定加工方案 根據(jù)《課程設(shè)計指導(dǎo)書》中表2-40，孔最大公稱直徑為10mm公差等級為IT11級.確定加工方案為：鉆—鉸。 4.2確定加工余量 由表2-1和2-5查得對于中批生產(chǎn)，采用金屬型鑄造成型，取其尺寸公差等級為8級，加工余量等級為F級. 由表2-28（孔的加工余量），查得：鉆孔的加工余量為9.8mm、鉸孔的加工余量為0.2mm。 4.3計算兩次工序尺寸的基本尺寸以及加工等級 由表2-28（孔的加工余量），查得：鉆孔的加工余量為9.8mm、鉸孔的加工余量為0.2mm。 查表2-28知鉆孔的直徑為Φ9.8mm，鉸孔的加工尺寸為：Φ10mm。 查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為，鉸：IT9，鉆IT12. 根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表格確定各工步的公差值分別為，鉸孔：0.036mm；鉆孔：0.15mm。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：Φ10mm上偏差：+0.049mm下偏差： +0.013mm；鉆孔：Φ7.8上偏差：+0.163mm下偏差：+0.013mm. 4.4兩次工步計算 4.4.1鉆孔工步 1、背吃刀量的確定 取ap=9.8mm 2、進(jìn)給量的確定 查表5-22選取該工步的每鉆進(jìn)給量f=0.10mm/r 3、切削速度的計算 查表5-22得 v=15m/min 由公式（5-1）得： n=1000×v/3.14d=1000×15/(3.14×10)=447r/min 參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=392r/min。 再將此轉(zhuǎn)速帶入公式（5-1）可求出該工序的實際鉆削速度v=nπd/1000=12.3m/min 4.4.2鉸孔工步 1、背吃刀量的確定 取ap=0.2mm 2、進(jìn)給量的確定 查表5-31選取該工步的每鉆進(jìn)給量f=0.4mm/r 3、切削速度的計算 查表5-31得 v=5m/min 由公式（5-1）得： n=1000×v/3.14d=1000×5/(3.14×10)=159r/min 參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=140r/min，將此帶入公式（5-1）實際鉆削速度v=nπd/1000=4.396m/min 5.時間定額的計算 5.1兩工步時間定額的計算 5.1.1鉆孔工步 根據(jù)表5-41（鉆削基本時間的計算），鉆孔的基本時間可由下面公式計算 tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中：l=12mm；l2=1mm；l1=（D/2）cotkr+(1~2)=9.8/2mm×cot54°+1mm≈4.6mm；f=0.1mm/r；n=447r/min將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=（12mm+4.6mm+1mm）/（0.1mm/r×392r/min）≈0.44min=26.9s。 5.1.2鉸孔工步 根據(jù)表5-41（鉆削基本時間的計算），鉸圓柱孔的基本時間可由下面公式計算 tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn 式中：l1、l2由表5-42按kr=15°、ap=（D-d）/2=（10-9.8）/2=0.1mm的條件查得l1=0.37mm、l2=15mm；而l=12mm；f=0.4 mm/r；n=140r/min。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=（12mm+0.37mm+15mm）/（0.4mm/r×140r/min）≈0.49min=29.4s。 5.2 輔助時間的計算 根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時間tf與基本時間tj之間的關(guān)系為tf=（0.15~0.2）tj，這里取tf=0.15tj，則工序的輔助時間分別為： 計算鉆孔工步的輔助時間tf=4.035s 計算鉸孔工步的輔助時間tf=4.41s 5.3其他時間的計算 除了作業(yè)時間（基本時間與輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間包括布置工作地時間、休息時間與生理需要時間和準(zhǔn)備與終結(jié)時間。由于本例中撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計；布置工作地時間tb是作業(yè)時間的2%~7%，休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的2%~4%，這里均取為3%，則各工序的其他時間（tb+tx）可按關(guān)系式（3%+3%）×（tj+tf）計算，它們分別為： 鉆孔工步的其他時間：tb+tx=6%×（26.9+4.0356）=1.8561s 鉸孔工步的其他時間：tb+tx=6%×（29.4+4.41）=2.0286s 5.4單件時間tdj的計算 工序9的單件時間tdj為兩個工步單件時間的和，其中 鉆孔工步tdj鉆=26.9s+4.035s+1.8561s=32.7911s 鉸孔工步tdj鉸=29.4s+4.41s+2.2086s=36.0186s 因此，工序9的單件時間tdj=68.8097s 6夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。設(shè)計鉆-鉸Φ10孔，本夾具將用于立式鉆床，刀具為麻花鉆、鉸刀。 6.1問題的提出 本夾具是用來加工Φ10孔時的夾具,加工該孔需要兩道工序才能完成，因此本工序加工時要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強(qiáng)度,保證精度。 6.2.1 定位方案設(shè)計 對于該杠桿零件的夾具設(shè)計中的定位方案的設(shè)定，在課程設(shè)計前期設(shè)定方案一，在設(shè)計中后期設(shè)定了方案二，將其列于下面進(jìn)行比較。 方案一： 分析該零件圖的工藝性，采用一面一孔定位一面夾緊的定位方式。并采用手動偏心夾緊的方式。選擇Φ20H7孔為定位孔及Φ20H7的端面定位。 方案二： 分析該零件圖的工藝性，并考慮到機(jī)床的結(jié)構(gòu)限制，采用一面兩孔的定位方式，采用手動螺旋壓板組合夾緊機(jī)構(gòu)。選擇Φ20H7、Φ8F9孔為定位孔及Φ20H7端面定位。 6.2.2上述方案的比較： 分析加工Φ10孔時的工序定位要求可知，該工序定位需要限制六個自由度。方案一的定位方法，屬于過定位，雖然實際可以，當(dāng)可能導(dǎo)致定位干涉或工件裝夾困難，進(jìn)而導(dǎo)致工件或定位元件產(chǎn)生變形、定位誤差增大，因此在定位設(shè)計中應(yīng)該盡量避免過定位。方案二，在方案一的基礎(chǔ)上將長圓柱銷改為短圓柱銷再加了一個“削邊銷”來限制第六個自由度，將零件固定，其定位符合要求，能保證加工精度要求。 分析夾緊力的動力源，單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)簡單，制造容易，夾緊行程大，自鎖性能好，同時與杠桿壓板構(gòu)成螺旋壓板組合夾緊機(jī)構(gòu)。 定位誤差的分析： 基準(zhǔn)位移誤差： △D(1X)= △D(1Y)=δD1+δd1+△1min=△1max=0.021+0.013+0=0.034 △D(2X)= △D(1X)+2ΔLd=0.034+2×0.36=0.754; △D(2Y)= δD2+δd2+△2min=△2max=0.022+0.015=0.037 △D(α)=2α=2arctan（△1max+△2max）/2L=2arctan（0.034+0.037）/(2×65)=0.06° 基準(zhǔn)不重合誤差為0. 114°的未標(biāo)注公差為40′即0.67°。故0.06°<0.067°/3。 經(jīng)分解在加工尺寸方向的基準(zhǔn)位移誤差為：0.034×cos（114°-90°）+0.034×sin（114°-90°）=0.04 工件被加工尺寸的公差為0.4即0.04<0.4/3。 綜上所述，。該方案可靠，操作方便、工作效率高。 6.2.3夾緊力方向的選擇。 考慮到夾緊力的方向與工件定位基準(zhǔn)所處的位置，以及工件所受外力的作用方向等有關(guān)。所以選擇夾緊力方向為垂直于主要定位基準(zhǔn)面，以保證工件夾緊的穩(wěn)定性。并與工件剛度最大的方向一致，以減少變形。即夾緊力方向向下。 6.2.4夾緊力作用點的選擇 夾緊力作用點的選擇對夾緊的穩(wěn)定性和工件變形有很大的影響。選擇時注意：應(yīng)落在支撐元件上或幾個支撐元件所形成的支承面內(nèi)，應(yīng)落在工件剛度好的部位上，應(yīng)盡量靠近加工面。下端面作用面積大，穩(wěn)定，所以夾緊力作用在杠桿中間Φ20H7圓的外端面上。 6.2.5切削力及夾緊力計算 在加工過程中,鉆Φ10孔時的主要切削力為鉆頭或鉸刀的切削方向。 ①鉆孔切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式： 式中 P───鉆削力 t───鉆削深度,12mm S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.1mm D───麻花鉆直徑, Φ10mm HB───布氏硬度，55HRC 所以 =620（N） 鉆孔的扭矩： 式中 S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.1mm D───麻花鉆直徑, Φ10mm HB───布氏硬度，55HRC =1.78(N·M) ②鉸孔時的切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式： 式中 P───切削力 t───鉆削深度, 16mm S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.4mm D───鉸孔鉆直徑, Φ10mm HB───布氏硬度，55HRC 所以 = 1945（N） 鉸孔的扭矩： 式中 t───鉆削深度, 12mm S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.4mm D───鉸刀直徑, Φ10mm HB───布氏硬度，55HRC =5.75（N·M） ③鉆孔夾緊力：查《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》P70表3-6，查得工件以一個面和兩個孔定位時所需夾緊力計算公式： d2———螺紋中徑 式中 ———螺母與螺桿間的摩擦角 ———工件與螺桿頭部間的摩擦角 ───壓緊螺釘端部的當(dāng)量摩擦半徑 ───螺旋中徑的一半 ───螺紋升角 P───手柄作用力 L ───手柄長度 =21319（N） 實際提供的夾緊力大于所需夾緊力，故符合要求。 6.2.6夾具操作簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本夾具操作簡單，省時省力，裝卸工件時只需旋轉(zhuǎn)螺紋桿控制桿的收縮即可輕松實現(xiàn)。 7.體會與展望 經(jīng)過老師的指導(dǎo)，我基本完成了機(jī)械制造課課程設(shè)計的全部內(nèi)容。通過這次的課程設(shè)計，我收獲頗多。 1、 對理論知識的理解更加深刻 通過對實際零件的功用分析、工藝分析、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計及指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計等學(xué)習(xí)，對理論知識有了進(jìn)一步的理解，有了更加感性的認(rèn)識。 2、 激發(fā)了自己學(xué)習(xí)的積極性 通過此次課程設(shè)計，使我對專用夾具的設(shè)計有了全局式的感覺，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性。將課堂上學(xué)習(xí)的知識轉(zhuǎn)化為實際成果，提高了我對于該課程的積極性。 在這次課程設(shè)計中，我按照課程設(shè)計指導(dǎo)書中的要求和進(jìn)度來進(jìn)行的，完全達(dá)到了培養(yǎng)實際動手設(shè)計能力的目的。對于這種類型的實踐類學(xué)習(xí)對于以后工作的發(fā)展和問題的解決起到了鋪墊和指引的意義。 參考文獻(xiàn) 【1】作者：繼德、陳寧平，書名:《機(jī)床夾具設(shè)計（第二版）》，出版者：機(jī)械工業(yè)出版社，出版年：2000.05 【2】作者：張耀霍，書名:《機(jī)械加工工藝設(shè)計實用手冊》，出版者：機(jī)械工業(yè)出版社，出版年：2000.04 【4】作者：陳國香，書名:《機(jī)械制造與模具制造工藝學(xué)》，出版者：清華大學(xué)出版社，出版年：2006.05 【5】作者：李彩霞，書名:《機(jī)械精度設(shè)計與檢測技術(shù)》，出版者：上海交通大學(xué)出版社，出版年：2006.01 【6】作者：秦寶榮，書名:《機(jī)床夾具設(shè)計》，出版者：中國建材工業(yè)出版社，出版年：1998.02 【8】作者：方子良，書名:《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，出版者：上海交通大學(xué)出版社，出版年：2005.01 【9】作者：李弘英，書名:《鑄造工藝設(shè)計》，出版者：機(jī)械工業(yè)出版社，出版年：2005.02 【10】作者：武良臣、郭培紅，書名:《敏捷夾具設(shè)計理論及應(yīng)用》，出版者：煤炭工業(yè)出版社，出版年：2003.09 【11】作者：鄒青，書名:《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》，出版者：機(jī) 械工業(yè)出版社，出版年：2004.08 【12】作者：秦國華、張衛(wèi)紅，書名:《機(jī)床夾具的現(xiàn)代設(shè)計方法》，出版者：航空工業(yè)出版社，出版年：2006.11 【13】作者：崇凱，書名:《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》，出版者：化學(xué)工業(yè)出版社，出版年：2007.02 【14】作者：黃健求，書名:《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，出版者：機(jī)械工業(yè)出版社，出版年：2005.11 【15】作者：王伯平，書名:《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》，出版者：機(jī)械工業(yè)出版社，出版年：2007.5 【16】作者：孫麗媛，書名:《機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)》，出版者：冶金工業(yè)出版社，出版年：2002.12 29