【正文】 本組內(nèi)的零件，因此后者亦稱為專用可調(diào)夾具。 現(xiàn)制定該手柄座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。 零件 作用 題目所給的零件是 CA6140 車床的手柄座 ， 它位于車床操作機(jī)構(gòu)中，可同時(shí)操縱離合器和制動(dòng)器，即同時(shí)控制主軸的開、停、換向和制動(dòng)。當(dāng)手把在中間位置時(shí)，推拉桿處于中間位置，左、右離合器均不接合，主軸的傳動(dòng)斷開，此時(shí)齒條軸上的凸起部分正壓在制動(dòng)器杠桿的下端，制動(dòng)帶被拉緊，使主鈾制動(dòng)。 圖 CA6140 車床手柄座 零件三維模型圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 零件 工藝分析 CA6140 車床手柄座有多處加工表面，其間有一定 位置要求。 以 Φ14H7 為中心的加工表面 該組的加工表面有 Φ14H7 的螺紋孔 (有位置要求 )，加工時(shí)測量深度為 25mm，鉆孔深度為 28mm。 以 Φ10H7 為中心的加工表面 本組的加工表面有 Φ10H7 的孔 (兩個(gè) )，及其兩個(gè)內(nèi)端面 (對稱 )，兩端面均有位置要求，端面之間的距離為 ? mm，孔除了有位置要求以外還有平行度的形狀公差要求 (與Φ25H8 孔壁之間的平行度公差為 )。 由上面的分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工完一組表面，再以這組加工后的表面 為基準(zhǔn)加工另外一組。在加工過程中的精度保證很重要，它對工件的定位有一定的保證作用。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取 Φ25H8 孔的下端面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊 V 形塊分別支承 Φ25H8 和13R 作主要定位面，限制 5 個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后 1 個(gè)自由度，達(dá)到完全定位 ， 然后進(jìn)行銑削 [5]。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不作介紹。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 工藝路線方案二 工序一：備料 ； 工序二：鑄造毛坯 ； 工序三：鉆 Φ25H8； 工序四：粗銑上、下表面； 工序五：精銑下表面； 工序六：插鍵槽 6H9 mm； 工序七：銑槽 14 mm ? 43 mm； 工序八：鉆孔 ； 工序九：鉆、拉孔 Φ10H7； 工序十：鉆、擴(kuò) Φ14H7； 工序十一：鉆、 鉗 Φ5 錐銷通孔、 M107H； 工序十二：終檢。方案二則是先加孔Φ25H8 后再加工上下表面，再加工孔 Φ10H7，此時(shí)方案二采用車床加工工序一，這樣有利提高效率，節(jié)省成本。顯然方案一比方案二的裝夾次數(shù)減少了，同時(shí)也更好的保證了精度要求。 加工余量 確定 手柄座零件材料為鑄鐵，硬度為 HBS65～ 87，毛坯的重量約為 2Kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型鑄模 ,相關(guān)數(shù)據(jù)參見零件圖。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn) [6]。本夾具主要用來鉆底孔，攻螺紋孔 M10H7mm， 本夾具將用于 Z525 立式鉆床 。且在鉆孔后還要進(jìn)行拉孔，以保證其精度要求，為了使其誤差減小，在工序一、工序二、工序三中的加工也得有精度要求。 定 位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 定位方案的確定 工件以 Φ25H8孔及端面和 Φ10H7孔為定位基準(zhǔn)；夾緊時(shí)，首由開口墊圈夾緊 Φ25H8孔兩端面，再用汽缸通過連桿機(jī)構(gòu)夾緊。 定位誤差的分析計(jì)算 本工序選用的工件以圓孔在定位銷上定位，定位銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。 0 . 0 1 3 0 . 0 0 7 0 . 0 2 02DdYz TT?? ? ? ? ? 式中 DT —— 工件圓孔直徑公差（ mm）； Td —— 定位銷外圓直徑公差（ mm）。用轉(zhuǎn)套引導(dǎo)刀具的方式。 夾緊力大小 計(jì)算 軸 向力計(jì)算公式為 ： 0F F FFFx y nf p z ef qwC a f e zF dn? 其中： 30fC? ， 0 14d mm? ， ? ， /zf mm r? ， ? ， 14ea? ， 43pa ? ， ? ， z=3, ? 。 其中 ： 1K 為基本安全系數(shù) ； 2K 為加工性質(zhì)系數(shù) ； 3K 為刀具鈍化系數(shù) ； 4K 為斷續(xù)切削系數(shù) 。 1 . 5 1 . 1 1 . 1 1 . 1 8 6 6 . 3 8 5 1 7 2 9 . 7 ( )FN? ? ? ? ? ? 夾緊機(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計(jì) 利用氣缸活塞的拉力通過連桿機(jī)構(gòu)對工件進(jìn)行夾緊。 夾具操作及維護(hù)簡要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為提高生產(chǎn)率，首先想到是怎么樣方便的安裝和拆卸，本道工序就是采用了快換墊圈的方式。并設(shè)法減少夾具的 占地面積，使之很方便的操作和快速的切換工件。目前采取的措施有：一是提高毛坯的精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇 高 精度的心軸，使其定 位精確，并使心軸連在夾具體內(nèi)，這樣可以減少縱向傾斜的偏差；三是加大螺母和開口墊圈的 夾 緊力。夾具體上裝有 可 換鉆套，使夾具在一批零件之間能加工不同要求的零件，同時(shí)在夾具體上裝有一塊可翻動(dòng)的蓋模板，這樣有利于工件的拆裝 。 圖 夾具二維裝配 圖 [8] 5 鉆 孔夾具設(shè)計(jì) 22 5 鉆孔夾具 設(shè)計(jì) 任務(wù)的提出 本夾具用來鉆，鉸 Φ10mm 的孔，它將用于 Z525 立式鉆床 。且在鉆孔后還要進(jìn)行鉸孔，以保證其精度要求，為了使其誤差減小，在工序一、工序二、工序三中的加工也得有精度要求。 定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 定位方案的確定 為了加工 Φ10mm 孔，必須使其完全定位。 圖 CA6140 車床手柄座 零件定位圖 定位元件及裝置設(shè)計(jì) 要使其完全定位，可以采用 ： a． 一面兩銷定位，以 Φ25H8mm和 Φ10H7mm兩孔為定位基準(zhǔn)就可以滿足其要求 [9]。 確定最佳定位方式 比較以上兩個(gè)方案，明顯第一個(gè)要好得多，因 為 Φ25H8mm和 Φ10H7mm兩孔的中心線在同一直線上，所以只要將其兩銷定在同一平面同一直線上 ，就可以很快的將其定位；而第二個(gè)方案和第一個(gè)方案不同點(diǎn)在于用的是 V 形塊 定位，要使零件很快垂直放置定位很難，并且需要量具對其精確測量，增加了工時(shí) [10]。 如上圖 所示，一面限制的自由度有 3 個(gè)，一個(gè)銷釘限制一個(gè)自由度，兩個(gè)一起再限制一個(gè)自由度 。 在該定位方案中， Φ45mm 圓柱小端面被夾具體上的一個(gè)支撐面頂住，限制了 x 軸的移動(dòng)， y 軸的旋轉(zhuǎn)， z 軸的旋轉(zhuǎn)三 個(gè) 自由度。 定位誤差分析 定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)確引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。 對于本次設(shè)計(jì)的夾具，需要保證的尺寸要求：保證油孔軸線距 Φ45mm圓柱小端面17+7=24mm，保證螺紋孔軸線與 Φ25H8mm和 Φ10H7mm兩孔的中心線成 50mm。 對于本工序要求，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)同為兩孔中心線，故基準(zhǔn)不重合誤差為 0。 綜上所述，該定位方案是符合加工要求的。 b. 短銷 本設(shè)計(jì)方案選用固定式定位銷，查課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程，確定定位銷為畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 標(biāo)準(zhǔn) ， 其相關(guān)尺寸見三視圖。 c. 圓 柱銷 本設(shè)計(jì)方案選用固定式定位銷，由于加工的 Φ10mm 孔恰好在定位基準(zhǔn)Φ25H8mm 孔內(nèi)表面上，打穿這面為止。為了不影響加工 Φ10mm 孔，在標(biāo)準(zhǔn)銷元件上加上了長為 22mm 的軸身，直徑為 14mm，要比Φ25H8mm小 11mm，即其半徑之差為 ，再加上鍵槽深 度 ，那 么長度值為L=+=8mm，這樣當(dāng)鉆頭鉆 Φ10mm 孔至終點(diǎn)時(shí)不會(huì)損傷銷，銷也不會(huì)影響鉆孔。 圖 圓柱銷尺寸 [12] 夾緊方案 確定 夾緊裝置的設(shè)計(jì) 夾緊力方向原則： (1) 夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的既定位置； (2) 夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能小； (3）夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形最小。 根據(jù)以上要求，考慮加工零件的特點(diǎn)及定位方式，確定夾緊方式。這種夾緊方式和夾緊裝置簡單實(shí)用，且對于大批量生產(chǎn)能較快 地 裝夾工件，勞動(dòng)強(qiáng)度較小，成本低，簡單可靠 [13]。 圓柱銷的螺紋軸向行程至少要大于 2 倍的墊片厚度 5mm，且墊片的孔應(yīng)與工件Φ25H8mm孔同軸，保證夾緊力作用均勻可靠 [14]。工件裝好后，裝上開口墊片，轉(zhuǎn)動(dòng)螺母，使開口墊片靠緊 Φ45mm大端面并夾緊工件。 夾具在使用中，應(yīng)注意檢查鉆套的磨損情況，如果磨損后不能精確保證加工精度，則需要更換鉆套 [15]。為使其變形減小，需要嚴(yán)格控制螺桿的夾緊力 ，夾具三維裝配圖如圖 和圖 所示。第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。又根據(jù)毛坯圖和零件圖構(gòu)想出兩種工藝方案，比較確定其中較合理的方案來編制工藝。還結(jié)合了 我們生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所看到的實(shí)際情況選定設(shè)備，填寫了工藝文件。 通過設(shè)計(jì)夾具歸納出夾具工作原理的要點(diǎn)如下： (1) 使工件在夾具中占有正確的加工位置。 (2) 夾具對于機(jī)床應(yīng)先保證定位元件的定位工作面對夾具與機(jī)床相連接的表面之間的相對準(zhǔn)確位置，這就保證了夾具定位工作面相對機(jī)床切削運(yùn)動(dòng)形成表面的準(zhǔn)確幾何位置，也就達(dá)到了工件加工表面對定位基準(zhǔn)的相互位置精度要求。 參考文獻(xiàn) 28 參考文獻(xiàn) [1] 肖繼德 ,陳寧平主編 .《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》第 2 版 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020. 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