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課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
課 題：
離合器踏板下部加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
專 業(yè)：
學(xué) 生 姓 名：
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學(xué) 號(hào)：
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完 成 時(shí) 間：
摘 要
本設(shè)計(jì)是基于離合器踏板下部零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。離合器踏板下部零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。夾具選用專用夾具，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖，因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：離合器踏板下部零件；工藝；夾具；
目 錄
摘 要 II
第1章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
1.1 零件的分析 5
1.1.1 零件的作用 5
1.1.2 零件的工藝分析 5
1.2 確定毛坯的制造形式 6
1.3 離合器踏板下部加工工藝措施 6
1.3.1 孔和平面的加工順序 6
1.3.2 孔系加工方案選擇 6
1.4 離合器踏板下部加工定位基準(zhǔn)的選擇 6
1.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 6
1.4.2 精基準(zhǔn)的選擇 6
1.5 離合器踏板下部加工主要工序安排 6
1.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8
1.7 確定切削用量及基本工時(shí) 8
第2章 鉆φ16孔鉆床夾具的總體設(shè)計(jì) 15
2.1設(shè)計(jì)任務(wù) 15
2.2鉆床夾具的設(shè)計(jì) 15
2.3夾具的工作原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15
2.4夾具的使用方法 17
2.5夾具與鉆床的固定 17
2.6鉆床夾具零件的具體設(shè)計(jì) 18
2.6.1夾具零件的設(shè)計(jì) 18
2.6.2夾具體的設(shè)計(jì) 18
2.6.3定位銷的設(shè)計(jì) 18
2.6.4鉆模板以及鉆套的設(shè)計(jì) 20
參考文獻(xiàn) 23
致 謝 24
III
4
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第1章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
1.1 零件的分析
1.1.1 零件的作用
題目給出的零件是離合器踏板下部。離合器踏板下部的主要作用是載重后，使鋼板能夠得到延伸，伸展，能有正常的緩沖作用。因此汽車離合器踏板下部零件的加工質(zhì)量會(huì)影響汽車的工作精度、使用性能和壽命。汽車離合器踏板下部主要作用是減震功能、阻尼緩沖部分功能、導(dǎo)向功能.因此離合器踏板下部零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命。
1.1.2 零件的工藝分析
由離合器踏板下部零件圖可知。它的外表面上有3個(gè)平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為2組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：
1. 以?25mm孔為基準(zhǔn)加工部位這一組加工包括：一個(gè)的?25mm孔以及對(duì)其倒角
2. 以?40端面為中心的加工面，這組加工面主要是?40端面
2. 以?16mm孔為基準(zhǔn)加工部位這一組加工包括：一個(gè)?16mm孔以及對(duì)其倒角
3. 以2-?12.5mm孔為基準(zhǔn)加工部位這一組加工包括：一個(gè)?12.5mm孔
4. 以K1/8螺紋孔為基準(zhǔn)加工部位這一組加工包括：K1/8螺紋孔
1.2 確定毛坯的制造形式
零件材料為可鍛鑄鐵，考慮到零件在工作過(guò)程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度為2級(jí)，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
1.3 離合器踏板下部加工工藝措施
由以上分析可知。該離合器踏板下部零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于離合器踏板下部來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。
由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過(guò)程中的主要考慮因素。
1.3.1 孔和平面的加工順序
離合器踏板下部類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工離合器踏板下部上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。離合器踏板下部的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。
離合器踏板下部零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。
1.3.2 孔系加工方案選擇
離合器踏板下部孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。
1.4 離合器踏板下部加工定位基準(zhǔn)的選擇
1.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入離合器踏板下部的零件與箱壁有一定的間隙。
為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以離合器踏板下部的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對(duì)位置。
1.4.2 精基準(zhǔn)的選擇
從保證離合器踏板下部孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證離合器踏板下部在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從離合器踏板下部零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是離合器踏板下部的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c離合器踏板下部的主要支承孔系垂直。如果用來(lái)作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。
1.5 離合器踏板下部加工主要工序安排
對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。離合器踏板下部加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到離合器踏板下部加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，底面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來(lái)。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于離合器踏板下部，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來(lái)加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。
加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
方案一
1、鑄造
2、時(shí)效處理
3、粗銑?40端面
4、 鉆擴(kuò)鉸?25mm孔以及對(duì)其倒角
5、鉆擴(kuò)鉸?16mm孔孔以及對(duì)其倒角
6、鉆2-?12.5孔
7、鉆孔K1/8螺紋孔底孔并進(jìn)行攻絲
8、終檢
方案二
1、鑄造
2、時(shí)效處理
3、鉆擴(kuò)鉸?25mm孔以及對(duì)其倒角
4、粗銑?40端面
5、鉆擴(kuò)鉸?16mm孔孔以及對(duì)其倒角
6、鉆2-?12.5孔
7、鉆孔K1/8螺紋孔底孔并進(jìn)行攻絲
8、終檢
方案一和方案二的區(qū)別在于，方案一在加工外40側(cè)面后，及時(shí)的加工了Φ25的孔，這樣可以利用加工好的Φ25孔作為定位基準(zhǔn)，加工其他的工序，這樣為后續(xù)的工序提供了基準(zhǔn)，提高了加工效率，適合于批量生產(chǎn)，而方案二則不能達(dá)到這樣的效果，因此綜合考慮我們選擇方案一。
工藝路線選擇方案一:
1、鑄造
2、時(shí)效處理
3、粗銑?40端面
4、鉆擴(kuò)鉸?25mm孔以及對(duì)其倒角
5、鉆擴(kuò)鉸?16mm孔孔以及對(duì)其倒角
6、鉆2-?12.5孔
7、鉆孔K1/8螺紋孔底孔并進(jìn)行攻絲
8、終檢
1.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量和工步如下：
“吊環(huán)-后鋼板彈簧”零件材料為1號(hào)可鍛鑄鐵，硬度HBS為149～187，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
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） 加工25孔
其表面粗糙度要求較高為，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，鉸三步，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：
鉆孔：21
擴(kuò)孔：24 2Z=3
鉸孔：25
(2) 銑?40端面
考慮其表面粗糙度要求為，只要求粗加工，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3—48，取z=3已能滿足要求。
1.7 確定切削用量及基本工時(shí)
工序3、粗銑?40端面
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)[10]
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序4：鉆擴(kuò)鉸?25mm孔以及對(duì)其倒角
工件材料硬度200HBS?？椎闹睆綖?5mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z525立式鉆床，加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔——Φ21mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔——Φ24.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔——Φ25mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。選擇各工序切削用量。
（1）確定鉆削用量
1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z525立式鉆床說(shuō)明書，取。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書查出），根據(jù)表28-9，允許的進(jìn)給量。
由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。
2）確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得：
，
，
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。
由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故
查Z525機(jī)床說(shuō)明書，取。實(shí)際切削速度為：
由表28-5，，故
3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為
機(jī)床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
（2）確定擴(kuò)孔切削用量
1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-31，。根據(jù)Z525機(jī)床說(shuō)明書，取=0.57mm/r。
2）確定切削速度及 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-33，取。修正系數(shù)：
，
故
查機(jī)床說(shuō)明書，取。實(shí)際切削速度為
（3）確定鉸孔切削用量
1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-36，，按該表注4，進(jìn)給量取小植。查Z525說(shuō)明書，取。
2）確定切削速度及 由參考文獻(xiàn)[7]表28-39，取。由
參考文獻(xiàn)[7]表28-3，得修正系數(shù)，
故
查Z525說(shuō)明書，取，實(shí)際鉸孔速度
（4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算，各工序切削用量如下：
鉆孔：，，，
擴(kuò)孔：，，，
鉸孔：，，，
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=60mm; =4mm; =3mm;
t= ==1.28min
工序2：鉆擴(kuò)鉸?16mm孔以及對(duì)其倒角
機(jī)床：立式鉆床 Z525
刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-10，取
由于本零件在加工孔時(shí)屬于底剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-13，取
取切削速度
取=24, =9代入公式（2-1）得
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表9-3，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
取，，, ,代入公式（2-4）得：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
以上為鉆一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為
（2）、擴(kuò)孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-30，
參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-31，取
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-31，取
取=25, =10.5代入公式（2-1）得
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表9-3取
實(shí)際切削速度：
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-42
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
取，，, ,代入公式（2-4）得：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
以上為擴(kuò)一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序6：鉆2-?12.5孔
鉆孔選用機(jī)床為Z525搖臂機(jī)床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷。
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-2查得鉆孔進(jìn)給量為0.20～0.35。
則取
確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第2卷表10.4-9
切削速度計(jì)算公式為
（3-20）
查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35
則 ==1.6
所以 ==72
選取
所以實(shí)際切削速度為=2.64
確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） =
工序8：鉆K1/8孔底孔，然后攻絲K1/8孔
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.4～38，取。
切削速度：參照《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.4～41，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1～31，取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
刀具：高速鋼機(jī)動(dòng)絲錐
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（1.5）有：
第2章 鉆φ16孔鉆床夾具的總體設(shè)計(jì)
2.1設(shè)計(jì)任務(wù)
本任務(wù)主要是設(shè)計(jì)鉆床鉆φ16孔的夾具，要對(duì)主離合器分離杠桿進(jìn)行固定定位，提高加工精度。主離合器分離杠桿專用夾具設(shè)計(jì)，方便加工以及裝卸，提高工作效率。
2.2鉆床夾具的設(shè)計(jì)
2.1鉆床夾具總裝圖
2.3夾具的工作原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3.1定位方案與定位元件：為了滿足主離合器分離杠桿的需要，使主離合器分離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)使主離合器分離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。（如圖2.2所示）
2.3.2夾緊機(jī)構(gòu)：防止鉆孔時(shí)零件晃動(dòng)，應(yīng)對(duì)主離合器分離杠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(duì)零件進(jìn)行固定；（如圖2.2所示）定位銷7通過(guò)墊圈16和六角螺母15固定于夾具體上。
2.3.3其他輔助設(shè)備：考慮到零件加工存在誤差，所以設(shè)計(jì)螺旋輔助支撐2可以上下升降，使所有零件都能使左右兩端面同時(shí)得到固定，為防止誤差使加工時(shí)上下顛簸，設(shè)置鎖緊螺母1對(duì)螺旋輔助支撐進(jìn)行鎖緊，防止鉆孔時(shí)輔助支撐受力太大而下降影響加工。設(shè)計(jì)可調(diào)支撐釘11為防止鉆孔時(shí)零件前后移動(dòng)，影響加工精度；設(shè)計(jì)鎖緊螺母10，方便了可調(diào)支撐釘11的前后移動(dòng)，提高了定位固定的精度。設(shè)計(jì)定位體17為了使零件右端底面固定精度更高。（如圖2.2所示）
鎖緊螺母10
可調(diào)支撐釘11
3.2定位零件、固定零件和其他輔助零件
2.4夾具的使用方法
被加工零件放在夾具體上時(shí)以右端底面與夾具體接觸面重合為基準(zhǔn)，將被加工零件右端底面放在平面上，調(diào)整螺旋輔助支撐2使零件左右底面同時(shí)接觸夾具，擰緊鎖緊螺母1是螺旋輔助支撐固定；調(diào)整可調(diào)支撐釘11使被加工零件的垂直孔軸線與鉆套軸線重合，擰緊定位銷7使零件固定于夾具體上。
2.5夾具與鉆床的固定
夾具加緊主離合器分離杠桿后，加工的時(shí)候?qū)⒊惺芟蛳?、向?nèi)的力以及鉆孔時(shí)的旋轉(zhuǎn)力，夾具將會(huì)受力而產(chǎn)生直線以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以?shī)A具固定在鉆床上應(yīng)受到約束，是夾具加緊零件加工時(shí)，不因受力而產(chǎn)生位移，影響加工精度，所以對(duì)家具的下面以及左面進(jìn)行固定。
2.6鉆床夾具零件的具體設(shè)計(jì)
2.6.1夾具零件的設(shè)計(jì)
為了節(jié)省零件的加工時(shí)間，減少家具的成本，在同樣的情況下采用了國(guó)標(biāo)零件，減少因?yàn)閷Ｓ昧慵拈_發(fā)要花費(fèi)很多時(shí)間以及成本，螺母、墊圈、螺釘、鎖緊螺母等零件采用國(guó)標(biāo)零件
2.6.2夾具體的設(shè)計(jì)
夾具體是整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，它與翻轉(zhuǎn)鉆床連接，支撐整個(gè)夾具，所以?shī)A具體的設(shè)計(jì)應(yīng)符合與鉆床連接要求也要符合支撐整個(gè)夾具體以及加工時(shí)承受的力的機(jī)械性能要求。
1夾具體機(jī)構(gòu)分析設(shè)計(jì)
夾具體體型比較大，為了減輕其重量，方便在鉆床上裝卸，所以我將夾具體的后面以及下面?zhèn)€減去一個(gè)方形空間。為了提高夾具體對(duì)零件定位的精度，在夾具體上左右兩面各設(shè)一個(gè)突臺(tái)，提高定位固定精度。
2夾具體的制造
夾具體是鑄造件，鑄造完成后要進(jìn)行時(shí)效處理，滿足加工強(qiáng)度要求，要對(duì)表面進(jìn)行去除氧化層處理，保證表面粗糙度，滿足定位精度。
3夾具體的固定
夾具下端固定于鉆床上，通過(guò)凹槽直接防御鉆床上，方便與裝卸，并能滿足加工時(shí)對(duì)夾具的約束。
2.6.3定位銷的設(shè)計(jì)
1定位銷的設(shè)計(jì)
定位銷的作用是固定被加工零件的右端，時(shí)期在被加工時(shí)能夠固定不動(dòng)，提高加工精度。定位銷應(yīng)先讓自己固定于夾具體上，然后將零件放在夾具體上進(jìn)行定位固定，因而定位銷屬于一個(gè)細(xì)長(zhǎng)軸，所以定位銷要具有足夠的強(qiáng)度和韌性，一面在加工時(shí)承受不了沖擊力而折斷，影響加工。所以定位銷的材料選擇為20號(hào)鋼，并進(jìn)行滲碳處理，滲碳深度為0.8~1.2mm，達(dá)到HRC為55~60。
2定位銷加工時(shí)的問(wèn)題及解決方法
定位銷的加工：由于細(xì)長(zhǎng)軸本身剛性差（L/d值愈大，剛性愈差），在車削過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：
1、工件受切削力、自重和旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力的作用，會(huì)產(chǎn)生彎曲、振動(dòng)，嚴(yán)重影響其圓柱度和表面粗糙度。
2、在切削過(guò)程中，工件受熱伸長(zhǎng)產(chǎn)生彎曲變形，；車削就很難進(jìn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使工件在頂尖間卡住。
因此，車細(xì)長(zhǎng)軸是一種難度較大的加工工藝。雖然車細(xì)長(zhǎng)軸的難度較大，但它也有一定的規(guī)律性，主要抓住中心架和跟刀架的使用、解決工件熱變形伸長(zhǎng)以及合理選擇車刀幾何形狀等三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，問(wèn)題就迎刃而解了。
細(xì)長(zhǎng)軸的加工比較困難，在加工時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生熱變形，對(duì)加工時(shí)的固定也是很困難，下面將介紹加工時(shí)的方法：
一：在車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，可使用中心架來(lái)增加工件剛性。一般車削細(xì)長(zhǎng)軸使用中心架的方法有：
1、中心架直接支承在工件中間 當(dāng)工件可以分段車削時(shí)，中心架支承在工件中間，
這樣支承，L/d值減少了一半，細(xì)長(zhǎng)軸車削時(shí)的剛性可增加好幾倍。在工件裝上中心架之前，必須在毛坯中部車出一段支承中心架支承爪的溝槽，表面粗糙度及圓柱度誤差要小，否則會(huì)影響工件的精度。車削時(shí)，中心架的支承爪與工件接觸處應(yīng)經(jīng)常加潤(rùn)滑油。為了使支承爪與工件保持良好的接觸，也可以在中心架支承爪與工件之間加一層砂布或研磨劑，進(jìn)行研磨抱合。
2、用過(guò)渡套筒支承車細(xì)長(zhǎng)軸用上述方法車削支承承中心架的溝槽是比較困難的。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可加用過(guò)渡套筒的處表面接觸，過(guò)渡套筒的兩端各裝有四個(gè)螺釘，用這些螺釘夾住毛坯工件，并調(diào)整套筒外圓的軸線與主軸旋轉(zhuǎn)軸線相重合，即可車削。
二：使用跟刀架支承車細(xì)長(zhǎng)軸
跟刀架固定在床鞍上，一般有兩個(gè)支承爪，跟刀架可以跟隨車刀移動(dòng)，抵消徑向切削時(shí)可以增加工件的剛度，減少變形。從而提高細(xì)長(zhǎng)軸的形狀精度和減小表面粗糙度。從跟刀架的設(shè)計(jì)原理來(lái)看，只需兩只支承爪就可以了因車刀給工件的切削抗力F`r，使工件貼住在跟刀架的兩個(gè)支承爪上。但是實(shí)際使用時(shí)，工件本身有一個(gè)向下重力，以及工件不可避免的彎曲，因此，當(dāng)車削時(shí)，工件往往因離心力瞬時(shí)離開支承爪、接觸支承爪而產(chǎn)生振動(dòng)。如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由車刀抵住，使工件上下、左右都不能移動(dòng)，車削時(shí)穩(wěn)定，不易產(chǎn)生振動(dòng)。因此車細(xì)找軸時(shí)一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題是要應(yīng)用三個(gè)爪跟刀架。
三：減少工件的熱變形主要可采取以下措施：
1、使用彈性回轉(zhuǎn)頂尖 用彈性回轉(zhuǎn)頂尖加工細(xì)長(zhǎng)軸，可有較地補(bǔ)償工件的熱變形伸長(zhǎng)，工件不易彎曲，車削可順利進(jìn)行。
2、加注充分的切削液 車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，不論是低速切削還是高速切削，為了減少工件的溫升而引起熱變形，必須加注切液充分冷卻。使用切削液還可以防止跟刀架支承爪拉毛工件，提高刀具的使用壽命和工件的加工質(zhì)量。
3、刀具保持銳利 ? 以減少車刀與工件的摩擦發(fā)熱。
四：合理選擇車刀幾何形狀
車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，由于工件剛性差，車刀的幾何形狀對(duì)工件的振動(dòng)有明顯的影響。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：
1、由于細(xì)長(zhǎng)軸剛生差，為減少細(xì)長(zhǎng)軸彎曲，要求徑向切削力越小越好，而刀具的主偏角是影響徑向切削力的主要因素，在不影響刀具強(qiáng)度情況下，應(yīng)盡量增大車刀主偏角。車刀的主偏角取kr=80°～93°。
2、為減少切削煙力和切削熱，應(yīng)該選擇較大的前角，取r0=15°～30°。
3、車刀前面應(yīng)該磨有R11.5～3的斷屑槽，使切削順利卷曲折斷。
4、選擇正刃傾角，取入=3°使切削屑流向待加工表面，并使卷屑效果良好。
5、切削刃表面粗糙度要求在Ra0.4以下，并要經(jīng)常保持鋒利。
6、為了減少?gòu)较蚯邢髁?，?yīng)選擇較小的刀尖圓弧半徑（re<0.3mm）。倒棱的寬度也應(yīng)選得較小，取倒棱寬br1=0.5f。
五：車削細(xì)長(zhǎng)軸的車刀
1、刀片材料為YT15硬質(zhì)合金。
2、切削用量：粗車時(shí)，切削速度vc=50～60m/min；進(jìn)給量f=0..3～0.4mm/r；切削
深度ap=1.5～2mm。精車時(shí)，切削速度vc=60～100m/min；進(jìn)給量 f=0.08～0.16mm/r ；切削深度ap=0.5～1mm.。
3、采用乳化液作切削液。
4、適用范圍：適用于車削光杠、絲桿等細(xì)長(zhǎng)軸。
2.6.4鉆模板以及鉆套的設(shè)計(jì)
1鉆模板的設(shè)計(jì)
鉆模板結(jié)構(gòu)形式的選擇：在設(shè)計(jì)鉆模板的結(jié)構(gòu)時(shí)，主要要根據(jù)工件的外形大小、加工部位、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)規(guī)模以及機(jī)床類型等條件而定。要求所設(shè)計(jì)的鉆模板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、制造容易。
常見的鉆模板有固定式、鉸鏈?zhǔn)?、可卸式、懸掛式等四種結(jié)構(gòu)形式
1）固定式鉆模板 固定式鉆模板與夾具是固定連接的可以與夾具體做成一體，也可以用螺釘將它與夾具體相連接。采用這種鉆模板鉆孔，位置精確度較高。
2）鉸鏈?zhǔn)姐@模板 鉸鏈?zhǔn)姐@模板與夾具體通過(guò)鉸鏈連接。1.翻轉(zhuǎn)。裝卸工件時(shí)，將鉆模板往上翻；加工時(shí)將鉆模板往下翻，并用菱形夾緊螺釘。2.固緊。采用鉸鏈?zhǔn)姐@模板，工件可以在夾具上方裝入，裝卸工件方便；但翻轉(zhuǎn)鉆模板費(fèi)工費(fèi)時(shí)，效率較低，且鉆模板位置精度受鉸鏈間隙影響，鉆孔位置精度不高；它主要用于生產(chǎn)規(guī)模不大、鉆孔精度要求不高的場(chǎng)合。
3）懸掛式鉆模板 懸掛式鉆模板是與機(jī)床主軸箱連接的，懸掛式鉆模板通常用在多軸傳動(dòng)頭加工平行孔系時(shí)采用，生產(chǎn)效率高，適于在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。
鉆模板上安裝鉆套的底孔與定位元件間的位置精度直接影響工件孔的位置精度，因此至關(guān)重要。在上述各鉆模板結(jié)構(gòu)中，以固定式鉆模板鉆套底孔的位置精度最高，而以懸掛式鉆模板鉆套底孔的位置精度為最低。主離合器分離杠桿的夾具屬于專用夾具，進(jìn)行小批量生產(chǎn)，考慮到夾具的加工成本，所以選擇固定式鉆模板。為了減少成本又可以進(jìn)行裝卸，我將通過(guò)螺釘將它與夾具體固定（如圖4.1所示）。固定鉆模板與夾具體，我選擇國(guó)標(biāo)零件圓錐銷14（6X30）和螺釘9（M8X25）。
在保證鉆模板有足夠剛度的前提下，要盡量減輕其重量。在生產(chǎn)中，鉆模板的厚度往往按鉆套的高度來(lái)確定，一般在10~30mm之間。如果鉆套較長(zhǎng)，可將鉆模板局部加厚。此外，鉆模板一般不宜承受夾緊力。因?yàn)殂@模板13的鉆套在頂部，所以將鉆模板13的厚度設(shè)計(jì)為21mm。因?yàn)殂@模板4的鉆套位于靠右端，所以講鉆模板4厚度定位17mm。
鉆模板材料的選擇：鉆模板在滿足剛性要求的情況下減輕其重量，所以對(duì)材料的選擇進(jìn)行了對(duì)比。45號(hào)鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，硬度不高易切削加工,模具中常用來(lái)做45號(hào)鋼管模板,梢子,導(dǎo)柱等。45號(hào)鋼廣泛的應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)，二它的機(jī)械性能要求完全滿足鉆模板的要求，所以選擇45號(hào)鋼作為鉆模板的材料。夾具體8
鉆模板4
圓錐銷14
螺釘9
夾具體8
圖4.1鉆模板與夾具體的固定
2鉆套的設(shè)計(jì)
鉆套結(jié)構(gòu)形式的選擇：
鉆套的作用是確定鉆頭，鉸刀等刀具的軸線位置，防止刀具在加工過(guò)程中發(fā)生偏斜。根據(jù)使用二點(diǎn)，鉆套可分為固定式，可換式，快換式等多種結(jié)構(gòu)形式
1）固定鉆套 固定鉆套直接被壓在鉆模板上，其位置精度要求較高，但磨損后不易更換，鉆模板較薄時(shí)，為使鉆套具有足夠的引導(dǎo)長(zhǎng)度，應(yīng)采用有肩鉆套。
2）可換鉆套 在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中，為便于更換鉆套，采用可換鉆套
3）快換鉆套 在工件的一次裝夾中，若順序進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔或攻絲等多個(gè)工步加工，需要不同孔徑的鉆套來(lái)引導(dǎo)刀具，此時(shí)應(yīng)使用快換鉆套。更換鉆套時(shí)，只需逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)鉆套使削邊平面轉(zhuǎn)至螺釘位置，即可向上快速取出鉆套。
4）專用鉆套 在一些特殊場(chǎng)合，可以根據(jù)具體要求自行設(shè)計(jì)鉆套
跟據(jù)鉆套的選擇原則，主離合器分離杠桿的加工屬于小批量生產(chǎn)，所以選擇固定鉆套。又因?yàn)橛叶舜怪笨卓讖酱螅@模板薄，應(yīng)采用有肩鉆套（如圖4.2所示）
無(wú)肩鉆套3
左端鉆垂直孔的鉆模板4
鉆套的選擇：
由于鉆套屬于國(guó)標(biāo)規(guī)定零件，按照主離合器分離杠桿鉆孔的大小要求，選擇國(guó)標(biāo)內(nèi)的鉆套：無(wú)肩鉆套3（10G7）和右肩鉆套16（B13F7X32）。
3鉆模板與夾具的連接固定
鉆模板支撐鉆套，對(duì)鉆套進(jìn)行定位固定，所以在加工時(shí)鉆模板將承受力而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，影響加工，所以應(yīng)對(duì)其進(jìn)行固定。因?yàn)槁葆敼潭〞?huì)有空隙產(chǎn)生誤差，影響加工精度，所以在應(yīng)用螺釘?shù)墓潭ǖ幕A(chǔ)上，再加上圓錐銷進(jìn)行定位固定，是鉆模板與夾具體緊密結(jié)合，以免加工時(shí)螺釘松動(dòng)產(chǎn)生誤差，影響加工。
22
參考文獻(xiàn)
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[16] Smith Bud E,Middlebrook Mark.Autocad.Lt 2000 for Dummies(Pap). John Wiley & Sons Inc,1999
[17] David Byrnes , Mark Middlebrook .AutoCAD 2007 For Dummies. John Wiley & Sons Inc,2008
致 謝
在學(xué)院學(xué)習(xí)期間,得到許多人的支持與幫助,值此論文即將完成之際,謹(jǐn)向所有關(guān)心我學(xué)業(yè)的老師、同學(xué)和朋友表示感謝!
衷心感老師在論文完成期間給予的熱情關(guān)心和悉心指導(dǎo).老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度和謙遜的性格，務(wù)實(shí)高效的工作作風(fēng)使我受益匪淺。在這里，謹(jǐn)向我的指導(dǎo)導(dǎo)師致以衷心的感謝！
感謝同學(xué),正是有他的軟件指導(dǎo)才能使畢業(yè)設(shè)計(jì)得以完成。同時(shí)還要向其他幫助支持我的同學(xué)們表示深深的謝意！
另外，我還要感謝學(xué)院曾經(jīng)教育過(guò)我的各位老師，感謝他們的不倦教誨，讓我在四年的本科課程的學(xué)習(xí)中不僅學(xué)習(xí)了知識(shí)，也學(xué)習(xí)到了他們身上所具有的勤奮刻苦、努力鉆研的精神。
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
離合器踏板下部
共
4
頁(yè)
第
1
頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
機(jī)加工
30
銑
1號(hào)可鍛鑄鐵JS-2
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄件
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
銑床
X52K
1
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗銑?40端面
專用銑夾具,面銑刀，專用夾具
169
33.4
0.08
3
1
2.3
2
3
4
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
離合器踏板下部
共
4
頁(yè)
第
2
頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
機(jī)加工
40
鉆
1號(hào)可鍛鑄鐵JS-2
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄件
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
立式鉆床
Z525
1
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
鉆擴(kuò)鉸?25mm孔以及對(duì)其倒角
專用鉆夾具,麻花鉆 擴(kuò)孔鉆 鉸刀
169
33.4
0.08
3
1
2.3
2
3
4
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
離合器踏板下部
共
4
頁(yè)
第
3
頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
機(jī)加工
50
鉆
1號(hào)可鍛鑄鐵JS-2
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄件
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
鉆床
Z525
1
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
鉆擴(kuò)鉸?16mm孔孔以及對(duì)其倒角
專用鉆夾具,麻花鉆 擴(kuò)孔鉆 鉸刀
233
25.6
0.45
1.25
1
2
3
4
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
離合器踏板下部
共
4
頁(yè)
第
4
頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
機(jī)加工
70
鉆
1號(hào)可鍛鑄鐵JS-2
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄件
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
鉆床
Z525
1
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
鉆孔K1/8螺紋孔底孔并進(jìn)行攻絲
專用鉆夾具,麻花鉆 絲錐
233
25.6
0.45
1.25
1
2
3
4
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期