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六．夾具設(shè)計
本夾具是工序粗銑、精銑調(diào)速杠桿銑小凸臺的專用夾具。
6.1設(shè)計要求
為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計調(diào)速杠桿銑小凸臺的專用夾具，本夾具將用于X62W銑床。
本夾具無嚴格的技術(shù)要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。
6.2夾具設(shè)計
6.2.1 定位基準的選擇
為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。方案：選底平面、和側(cè)面定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。
為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。
6.2.2 切削力及夾緊力的計算
刀具：銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：
有：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
夾緊力的確定
夾緊力方向的確定
夾緊力應朝向主要的定位基面。
夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。
(1) 夾緊力作用點的選擇
a. 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
b. 夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。
c. 夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面。
(3)夾緊力大小的估算
理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復雜的問題，只能進行粗略的估算。
估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。
估算的步驟：
a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。
b.實際需要的夾緊力FJ需，應考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。
c.校核夾緊機構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。
夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2]
夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。
僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設(shè)置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。
夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。
一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機構(gòu)和夾緊元件。
考慮到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。
螺旋夾緊機構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構(gòu)組成復合夾緊機構(gòu)來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構(gòu)。
螺旋夾緊機構(gòu)中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。
典型的螺旋夾緊機構(gòu)的特點：
（1）結(jié)構(gòu)簡單；
（2）擴力比大；
（3）自瑣性能好；
（4）行程不受限制；
（5）夾緊動作慢。
夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。
工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。
查參考文獻[5]1～2～26可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：
式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)， 由上述計算易得：
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
6.3定位誤差的分析
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)定的尺寸公差。
與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻[5]可得：
⑴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：
從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
6.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明
由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計，用2個V型塊，進行調(diào)節(jié)定位自由度。
七．總結(jié)
通過本次的設(shè)計，使我能夠?qū)镜闹R做進一步的了解與學習，對資料的查詢與合理的應用做了更深入的了解，本次進行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、銑鏜鉆夾具的設(shè)計與分析，對我們在大學期間所學的課程進行了實際的應用與綜合的學習。
八．參考文獻
[1] 李楠，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南，化學工業(yè)出版社，2009
[2] 機床夾具圖冊，機械工業(yè)出版社，1984
[3] 夾具設(shè)計手冊
[4] 吉衛(wèi)喜. 機械制造技術(shù)基礎(chǔ). 北京：高等教育出版社. 2008.6
[5] 機械加工工藝手冊 第二版 第一卷 工藝基礎(chǔ)卷 主編 王先逵
機械加工工序1卡片
機械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零（部件）圖號
產(chǎn)品名稱
調(diào)速杠桿
零（部件）名稱
共 1頁
第1 頁
車間
工序號
工序名
材料牌號
1
粗車
30鋼
毛坯種類
毛坯外型尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每件臺數(shù)
鑄件
165*16*15
2
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
臥式車床
Ca6140
2
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序時間/s
準終
單件
56.8
工序步
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速/r.min-1
切削速度 /m. min-1
進給量/mm.r
背吃刀量/mm
進給次數(shù)
工步工時/s
機動
輔助
1
粗車φ8和φ6圓孔的端面，
YG6 90偏刀，游標卡尺
320
1．05
0.8
1
3
25.7
1.42
2
粗車φ12圓孔的端面
320
1．05
0.8
0.5
8
3
粗車φ8和φ6圓孔另個一端面，
320
1．05
0.8
1
3
18.1
1.52
4
精車φ12圓孔的一端面
320
1．05
0.8
0.5
8
設(shè)計（日期）
審核（日期）
標準化（日期）
會簽（日期）
標記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
標記
處數(shù)
更改文件 號
簽字
日期
2009.06.25
機械加工工序2片
機械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零（部件）圖號
產(chǎn)品名稱
調(diào)速杠桿
零（部件）名稱
共 1 頁
第 1頁
車間
工序號
工序名
材料牌號
2
粗車
30鋼
毛坯種類
毛坯外型尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每件臺數(shù)
鑄件
18x9x4
2
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
臥式車床
Ca6140
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序時間/s
準終
單件
21
工序步
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速/r.s-1
切削速度 /m. s-1
進給量/mm.min-1
背吃刀量/mm
進給次數(shù)
走刀長度mm
工步工時/s
機動
輔助
1
粗車端面
YG6 90偏刀，游標卡尺
320
1．05
0.38
1
1
35
8.8
1.84
2
粗車傾斜角5°
160
0.13
1.5
0.08
1
35
3.0
1.96
設(shè)計（日期）
審核（日期）
標準（日期）
會簽（日期）
標記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
標記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
2009.06.25
機械加工工序3片
機械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零（部件）圖號
產(chǎn)品名稱
調(diào)速杠桿
零（部件）名稱
共 1 頁
第 1頁
車間
工序號
工序名
材料牌號
3
鉆孔
30鋼
毛坯種類
毛坯外型尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每件臺數(shù)
鑄件
165x16x15
2
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
Z535立式銑床
Z535
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序時間/s
準終
單件
21
工序步
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速/r.s-1
切削速度 /m. s-1
進給量/mm.min-1
背吃刀量/mm
進給次數(shù)
走刀長度mm
工步工時/s
機動
輔助
1
鉆孔至φ7.8
直柄麻花鉆
10.5
0.17
0.38
1.9
1
35
8.8
1.84
2
粗鉸孔至φ7.96
10.5
0.13
1.5
0.08
1
35
3.0
1.96
3
精鉸孔至φ8
10.5
0.14
0.5
0.02
1
35
3.0
1.96
4
鉆孔至φ5.8
直柄麻花鉆
10.5
0.17
0.38
1.9
1
35
8.8
1.84
5
精鉸孔至φ6
10.5
0.14
0.5
0.02
1
35
3.0
1.96
6
鉆孔至φ11
直柄麻花鉆
10.5
0.17
0.38
1.9
1
35
8.8
1.84
7
擴孔至φ11.85
10.5
0.16
0.38
0.08
1
35
3.0
1.96
8
粗鉸孔至φ11.95
10.5
0.13
1.5
0.08
1
35
3.0
1.96
9
精鉸孔至φ12
10.5
0.14
0.5
0.02
1
35
3.0
1.96
10
粗絞孔至φ12.5
10.5
0.13
1.5
0.08
1
35
3.0
1.96
設(shè)計（日期）
審核（日期）
標準（日期）
會簽（日期）
標記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
標記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
2009.06.25
機械加工工序4片
機械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零（部件）圖號
產(chǎn)品名稱
調(diào)速杠桿
零（部件）名稱
共 1 頁
第 1頁
車間
工序號
工序名
材料牌號
4
銑槽
30鋼
毛坯種類
毛坯外型尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每件臺數(shù)
鑄件
58x24x24
2
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
Z535立式鉆床
Z535
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序時間/s
準終
單件
21
工序步
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速/r.s-1
切削速度 /m. s-1
進給量/mm.min-1
背吃刀量/mm
進給次數(shù)
走刀長度mm
工步工時/s
機動
輔助
1
粗銑后半精銑剩0.5
高速鋼鑲齒三面刃銑刀
10.5
0.17
0.38
1.9
1
35
8.8
1.84
2
半精銑
10.5
0.13
1.5
0.08
1
35
3.0
1.96
設(shè)計（日期）
審核（日期）
標準（日期）
會簽（日期）
標記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
標記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
2009.06.25
機械加工工藝過程卡片
江南大學
機械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
零件名稱
杠桿
共1頁
第1頁
材料牌號
45鋼
毛坯種類
鑄件
毛坯外形尺寸
158.5mmx16mmx15mm
每壞件數(shù)1
每臺件數(shù)1
備注
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
車間
工段
設(shè)備
工藝裝備
工序時間
準終
單件
1
鑄造
專用夾具
2
時效處理
專用夾具
3
粗銑
粗銑φ8，φ6，φ12右端面
X62臥式銑床
專用夾具
描圖
4
半精銑
半精銑φ8，φ6，φ12左端面
X62臥式銑床
專用夾具
5
半精銑
半精銑φ8，φ6，φ12右端面
X62臥式銑床
專用夾具
6
鉆孔
鉆φ6H9孔
Z535立式鉆床
專用夾具
描校
7
擴孔
擴φ6H9孔
Z535立式鉆床
專用夾具
8
粗鉸孔
粗鉸φ6H9孔
Z535立式鉆床
專用夾具
9
精鉸孔
精鉸φ6H9孔
Z535立式鉆床
專用夾具
10
鉆孔
鉆φ8H9與φ12H7孔
Z535立式鉆床
專用夾具
底圖號
11
粗鉸孔
粗鉸φ8H9與φ12H7孔
Z535立式鉆床
專用夾具
12
精鉸孔
半精鉸φ8H9與φ12H7孔
Z535立式鉆床
專用夾具
13
粗銑
粗銑尺寸16的槽
Z535立式鉆床
專用夾具
14
粗銑
粗銑尺寸φ12.5的槽
X62臥式銑床
專用夾具
15
粗銑
粗銑凸臺
X62臥式銑床
專用夾具
16
磨外圓
用砂紙打磨外圓
砂紙
17
去毛刺
去除全部毛刺
18
終檢
按零件圖要求全面檢查
裝訂號
設(shè)計
（日期）
審核
（日期）
標準化
（日期）
會簽
（日期）
標記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
標記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
2008.7.4
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)
課程設(shè)計說明書
設(shè)計題目 設(shè)計“調(diào)速杠桿（135調(diào)速器）”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備
設(shè) 計 者
班 級
學 號
指導教師
機械制造工藝學課程設(shè)計任務(wù)書
題目: 調(diào)速杠桿的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備
內(nèi)容： 1.零件圖 1張
2.毛坯圖 1張
3. 機械加工工藝過程綜合卡片 1張
4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖 1張
5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計零件圖 1張
6. 課程設(shè)計說明書 1張
目錄
一、序言
二、零件分析
三、工藝規(guī)程設(shè)計
四、機械加工余量、工序尺寸及毛
皮尺寸的確定
五、確立切削量及基本工時
六、夾具設(shè)計
七、設(shè)計總結(jié)
八、參考書目
一、序言
機械制造工藝學課程設(shè)計使我們學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。
就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。
由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。
二、零件的工藝分析
(一)、零件的作用
題目所給的零件是調(diào)速杠桿，主要作用是用于連接調(diào)速器，對側(cè)面加工要求低，對下孔的的加工精度要求比較高，尤其是φ12mm的孔有粗糙度的要求高，加工有困難但是毛坯直接鑄造出，可降低難度。零件圖及零件的三維圖分別如圖1和圖2。
圖一零件圖
圖 二 立體圖
(二)、零件的工藝分析
通過對該零件的重新繪制，知道圖樣的視圖正確，完整尺寸，公差及技術(shù)要求齊全。但下表面的精度較高。要進行精銑才能達到粗糙度要求。
該零件屬于桿類零件，它的側(cè)面都是直接鑄造出來的，在加工時很方便，但要同時保證孔的平行度和同軸度比較困難，但毛坯基本確定位置，所以簡單了許多
(三)、零件的生產(chǎn)類型
零件為成批及大批量生產(chǎn)，毛坯鑄造出來。
三、工藝規(guī)程設(shè)計
（一）、確定毛坯的制造形式
零件材料為30鋼，考慮零件結(jié)構(gòu)比較簡單，但形狀結(jié)構(gòu)比較復雜，故選擇鑄件毛坯。
（二）、基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。
（1）、粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選杠桿的下表面為粗基準，利用定位銷定位。
（2）、精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。
（三）、制定工藝路線
制定工藝路線得出發(fā)點,應當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)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
工藝路線方案：
工序一：先鑄件回火
工序二：以下表面定位，粗銑上表面
工序三：以上表面定位，粗銑下表面
工序四：以外圓面和下端面定位，粗鏜φ6mm的圓和φ8的圓
工序六：粗鏜半精鏜和精鏜φ6mm，在粗鏜半精鏜和精鏜φ8mm的內(nèi)孔，
工序七: 以下端面和加工好的孔定位粗加工φ12內(nèi)孔
工序八：半精鉸工φ12 ，精鉸工φ12內(nèi)孔
工序八：以φ12內(nèi)孔和外圓面定位銑槽
工序九：加工各倒
工序十：去毛刺，檢驗
四、機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
（一）、毛胚的基本尺寸確定：
杠桿零件材料為30鋼，硬度187~217HB，生產(chǎn)批量成批及大批量，鑄造毛坯。
查《鑄件尺寸公差與機械加工余量》確定步驟如下
1.求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸，長158.5mm，寬16mm，高9mm。
故最大輪廓尺寸為158.5mm.。
2.選取公差等級CT 由表5-1 鑄造方法按機器造型，鑄件材料按鑄鐵得公差等級CT范圍8-12級，取9級
3. 求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT，由表5-3得，公差帶相對于基本尺寸對稱分布。
4．求機械加工余量等級 由表5-5知鑄鐵用砂型鑄造機器造型和殼體的方法選得機械加工余量等級E-G級，取為F級。
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