杠杆臂加工工艺及夹具设计

-9-第1章绪论经过系统的学习和研究，我们能够熟练掌握机械工程绘图、机械生产技能、机械工程产品设计、机械工程材料，从而为杠杆臂零件的加工提供准确的参数，从而有效的控制和调整其精度，从而实现准确的定位、夹紧、工艺流程和精密的尺寸校准，从而提高产品的加工质量。为了提高自己的自主思考能力，我决定让我的作品具备更多的实用价值。该作品不仅包含了丰富的理论内容，还包括了丰富的应用场景。我希望通过该作品，我可以更加全面地掌握这些内容，并且更加灵活地运用它们来解决问题。1.1研究背景近年来，由于科技的飞速发展，许多先进的材料、工艺和技术已经问世。这些技术的应用已经超越了仅仅通过机器来完成的任务，并且在提供优秀的性能、效率、降低成本的同时，还能够处理一些极其艰巨的任务，如处理一些极其精密的零部件。近年来，由于数控机床的普及，许多小型、复杂的零部件的制造效率都显著提升。此外，由于计算机科学的飞速发展，这些领域的整体水平也在不断改善。这些改变都为实现全面的自动化奠定了基础。1.2研究现状由于科技的飞跃式发展，夹具不仅仅是一种辅助性的工具，而是一种多功能的、能够满足多种需求的完整的制造设施。它能够处理多种极端的物体、精细的表面，甚至是一些需要精确定位的部件。随着数控机床的出现，具有更新频率的小批量零件和具有复杂形状的零件的生产率和加工精度得到了提高。1.2.1机床夹具的现状国际生产研究协会的统计表明，机床夹具发展迅速，更新换代快。特别是近年来，随着NC、MC、GT、FMS等先进技术的普及，使得机床夹具的性能和可靠性受到极大的影响，因此，它们必须满足以下新的标准：精度、可靠性、可操作性、可维护性、可维修性、可靠性。1）降低生产成本可以快捷、高效地实施新产品的开发，大大减少了生产的时间。2）这组工件都有相似的特征，可以用来装夹。3）这种高精度机床夹具专为精密加工而设计。4）这款新型机床夹具能够满足各种先进的生产技术需求。5）使用先进的液压或气压夹紧技术，可以大大提升工作效率。6）提高机床夹具的标准化程度。1.2.2现代机床夹具的发展方向当今机床夹具的发展趋势显著，以精确、高效、灵活和统一的特点为主要特征。精密化由于机械行业的不断发展，对夹具的精确性有越来越严格的要求。目前，有许多不同的精确夹具，比如，专门针对精确切割的多齿盘，它的切割精度能够达到±0.1；专门针对精确切割的高精度三爪卡盘，它的定位精度能够达到5μm；此外，专门针对精确切割的心轴，它的同轴度能够被控制在1μm以下；还有专门针对轴承套圈的磨削的电磁无心卡具，它的圆角度公差能够被调节到0.。2～0.5μm。高效化通过采用先进的自动化、高精密、智能的夹具，我们不仅可以大大缩短工人的工作时长，还可以大大降低工人的工作负担，从而极大地改善工人的工作环境。比如，采用电动虎钳进行工作，其工作效率可达到5倍，而采用三爪自定心卡盘进行工作，即便是在2800r/min的试验中，卡爪也能够稳定地夹住工件，从而极大地改善工人的工作环境，极大地降低工人的工作负担。通过这种方式，我们能够显著地增加切削速率。柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。标准化为了提高生产效率，我们需要对夹具进行标准化。这需要我们首先确定夹具的结构，并将其分为一些常见的类别。这样，我们就可以避免使用一些性质不佳的夹具，从而提高生产效率。采取通用化的措施，可以使所有的夹具、部件、元件、毛损物品和原材料都能够被使用。在这个过程中，标准化的实施将会更加重视，它将会建立起一套完整的规范，从而使得制定的夹具可以更加符合实际需求，并且可以更加精确地完成制定的任务。目前，中华人民共和国拥有GB/T2148~T2259—91的国家标准，还有多种不同的通用夹具、组装夹具。通过实施机床夹具的标准化，可以大大提高其商业价值，并且可以显著减少制造过程中的时间和费用。1.3夹具的功能在机床上用夹具夹紧工件时，其主要功能是定位和夹紧工件。1.3.1机床夹具主要功能机床夹具的核心作用是将物体固定到适当的高度，使其牢固地放置于设备上。。（1）定位确定工件在夹具中正确位置的过程。采用准确的定位技术，将工件的参照物、夹具等部分紧密结合，从而达到准确的定位，从而满足对于工件的尺寸及其位置的严格要求。（2）夹紧是一项重要的加工技术，它能够有效地确保工件的稳定性，从而避免它们因受到外力而松动或脱落。正确的夹紧方式能够确保工件的安全性，从而使它们能够顺利地完成加工任务。1.3.2机床夹具的特殊功能机床夹具的重要作用之一是用于切削和定位。通过精确的调节，可以使刀具块精准地与工件或夹具保持一致，从而实现高效的加工效果。（2）钻夹具是一种用于快速确定钻头位置并引导钻孔的工具，它的导向元件是用来制作模板的。镗床夹具也是一种用于导向的工具，它可以帮助钻头更精准地钻入目标区域。1.4研究目的与意义通过机械制造工艺课程设计，学生可以充分利用机械制造工艺学的理论与实践知识，结合实际生产实习，深入探究工艺及结构的设计，从而更好地完成毕业设计，这一教学环节旨在帮助学生更好地掌握机械制造工艺学，从而更好地完成未来的工作任务。1.通过机械制造工艺学的学习，让学生在实际工作中运用所学的技术，进行工艺分析，并且熟练掌握制造工艺流程，从而提高他们的工艺水平。2.通过深入研究并灵活应对不同的加工需求，掌握夹具设计的核心思想，制定出合适的夹具方案，并有效地实施，从而大大增强了其结构设计的能力。3.通过实践活动，培养学生对相关技术资料，如手册、标准、图表等的掌握和应用能力。4.通过深入的教学，让学生掌握绘图、计算、编程以及其他基础技能。第2章杠杆臂的加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用杠杆臂是变速机构的重要组成部分，它负责实现换挡，以满足操作者的需求，并能够产生所需的速度和扭矩。2.1.2零件的工艺分析HT200材料的铸造和切削加工性能卓越，因此，我们选择了它作为杠杆的原材料，并且确保了它的加工表面的精度，以及它们之间的位置要求。(1)中心圆孔Ф28，Ф10H7。(2)两端面与中心孔Ф10H7有0.3mm的垂直度。(3)孔Ф28与中心孔Ф10H7有80mm的位置关系。通过对杠杆的研究，我们发现，首先应该对其中的一个孔进行加工，这样才能确定其位置的精确性。接下来，我们应该使用特定的夹具，确定其他的加工方式，这样才能满足我们的需求。在考虑成本和性价比的前提下，我们建议使用一些简单的加工工艺来完成这项任务。2.2确定生产类型根据这个杠杆零件的生产需求，我们决定将加工流程划分为多个阶段，并将工序集中在一个地方。我们将使用常见的通用设备和大量的专用工装来完成这项任务。2.3确定毛坯2.3.1确定毛坯种类由于HT200的零部件具有较高的抗压能力，且其结构较为复杂，因此，我们决定采用铸造毛坯作为最佳的制作方案，以满足大批量的需求。2.3.2确定锻件加工余量及形状根据《机械设备零部件切削加工工艺与技术标准实用性手册》110页的内容，可以轻松获取1-4-7的信息。2.4工艺规程设计2.4.1选择定位基准①粗基准的选择以最低端的孔作为主要的定位参考，并利用较大的表面a作为辅助的参考面②精基准的选择根据“基准重合”规范及“基准统一”规范，我们应该将加工完成的通孔作为重点，而将其余的部分作为辅助的定位参照，从而有效地提高零部件的加工精度及安装的效率。2.4.2制定工艺路线为了满足零部件的几何特征、大小和安装位置的需求，同时也为了实现最佳的经济效益，我们建议选择多台机械设备和特殊的夹具，将工艺流程紧凑化，从而最大限度地提升生产效率。在制定零部件的加工方法和工艺流程时，不仅要注重质量，更要重视节约能源，最大限度地减少生产成本，从而达到最佳的经济效益。表2.1工艺路线方案一工序号工序内容工序一钻Φ10H7的底孔Φ9.5工序二铰Φ10H7的通孔,达到图纸尺寸公差工序三粗铣Φ10H7的两端面，使粗糙度达到6.3工序四精铣Φ10H7的两端面，使粗糙度达到3.2，达到图纸尺寸公差工序五粗铣下端圆孔的两侧面工序六精铣下端圆孔的两侧面，留0.5mm的磨削余量工序七磨削Φ22半圆孔两凸台端面,达到图纸尺寸公差4.85和粗糙度要求0.8工序八镗孔Φ22,达到图纸尺寸公差工序九铣Φ13孔端面,使距离Φ10H7中心孔距离为π工序十铰Φ13的孔，垂直于Φ22H7的通孔工序十一钳工打毛刺工序十二检验表2.2工艺路线方案二工序号工序内容工序一钻Φ10H7的底孔Φ9.5工序二铰Φ10H7的通孔,达到图纸尺寸公差工序三粗铣Φ10H7的两端面，使粗糙度达到6.3，工序四精铣Φ10H7的两端面，使粗糙度达到3.2，达到图纸尺寸公差工序五粗铣下端圆孔的两侧面工序六精铣下端圆孔的两侧面，留0.5mm的磨削余量工序七磨削Φ22孔两凸台端面，达到图纸尺寸公差工序八镗孔Φ22,达到图纸尺寸公差工序九铣Φ13孔端面工序十铰Φ13的孔，垂直于Φ22H7的通孔工序十一钳工打毛刺工序十二检验工艺方案的比较与分析：两种不同的制造技术都有其独特的优势：首先，它们的制造更加集中，更容易实施自动化，从而节约了更多的人力物力。其二，它们的制造更加简单，更容易实施自动化，更有利于进行快速、有效的制造。由于方案一的加工流程混乱而又过于集中，使得其基准无法确定，从而导致其加工精度偏低，无法适应当今先进的生产需求。尽管两种方案的装夹数量都相当可观，但为了适应大批量的需要，同时也为了进一步提高其生产效率和质量，最终选择了方案二。10铸造20时效处理30粗、精铣Φ10H7的两端面40粗、精铣Φ22的两端面50钻铰Φ10H7,达到图纸尺寸公差60镗孔Φ22,达到图纸尺寸公差70铣Φ13孔端面80铰Φ13的孔，垂直于Φ22H7的通孔90去毛刺100检验入库2.4.3选择加工设备和工艺设备①机床的选择在工序1、2、3、4、8、9和10中，我们使用了XK7132型号的立式铣床来完成这些操作。②选择夹具由于这种杠杆的生产需要大量的批量生产，因此我们使用了专门的夹具。③选择刀具采用硬质合金铣刀进行铣床加工，可以有效地提升加工质量，尤其是对于Φ10H7的铰孔，由于其精度要求较高，更应该使用硬质合金铰刀。④选择量具加工的孔均采用极限量规。⑤其他使用精确的垂直度误差来确定，使用特殊的夹具来确定角度和尺寸，而使用普遍适用的量具来确定其余的参数。2.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：表2.3显示了每个加工步骤的剩余量、尺寸、成本效益和表面粗糙度工序号工序内容加工余量经济精度表面粗糙度工序余量最小最大1粗铣Φ10H7的两侧面3IT116.3-0.10.12粗铣平下端孔侧面的工艺凸台3IT116.3-0.10.13钻Φ10H7通孔IT106.3-114扩Φ10H7通孔2.0IT103.2-0.050.055铰Φ10H7通孔0.2IT81.6-0.0060.0066粗铣Φ10H7的两侧面粗铣左面3IT106.3-0.10.1粗铣右面7粗铣Φ22孔的两面2IT116.3-0.10.18精铣Φ22孔的两面1IT93.2-0.050.059钻铰Φ13的孔IT136.3-112.5确定切削用量及基本工时2.5.1工序1：粗精铣Φ10H7的两侧面机床：XK7132立式铣床两把精密的镶齿套式面铣刀，其间距为80mm，由优质的钢材制成，齿数精确，可以满足各种需求。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度ap：每齿进给量af：根据参考文献[3]表2.4-73，取af=0.15mm/Z铣削速度V：参照参考文献[3]表机床主轴转速n：n=按照参考文献[3]表3.1-74n=245r/min实际铣削速度v：v=进给量Vf：V工作台每分进给量fm：faε：根据参考文献[3]表2.4-81,切削工时被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=42mm，刀具切入长度l1l刀具切出长度l2：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献[1]，表2.5-45工步的辅助时间被定义为1.23min分钟。2.5.经过2道工序2，我们制作了一个凸台，用于加工下端孔的侧面。查参考文献[1]，表2.5-45工步辅助时间为：1.23min2.5.2工序2：粗精铣下端孔侧面的工艺凸台机床：XK7132刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）dw=400mm①粗铣a面铣削深度按照《机械加工工艺手册》中2.4-73的规定，我们可以精确地计算出每个齿的加工量按照《机械加工制程手册》中2.4-81的指引，确定最佳的铣床转速每齿进给量af：根据《机械加工工艺手册》表2.4-73，取铣削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-81，取V=6m/s机床主轴转速n：n=，取n=300r/min实际铣削速度V'V进给量Vf：工作台每分进给量fm：aε：根据《机械加工工艺手册》表2.4-81,被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=16mm刀具切入长度l1：刀具切出长度l2：取走刀次数为1机动时间tj1：根据参考文献[1]，表2.5-45工步的辅助时间被定义为1.52min。2.5.3工序3：钻Φ10H7的通孔这个零部件的原始尺寸是45#，具有200HBS的硬度。它的孔的直径是10mm，精度是H7，表面粗糙度。使用的是Z535立式铣床，并配备了ø22mm的标准高速钢麻花钻，用来打造双锥形的表面。确定钻削用量①根据参考文献[2]和表28-10，我们可以确定进给量。此外，我们还可以查看Z535立式铣床的说明书。根据表28-8和表28-9[2]，我们可以确定钻头的强度和轴向力的允许值。这些信息可以通过机床说明书中的规定获得。由于所选进给量f远小于f'及f"，故所选②通过对参考文献[2]的研究，我们可以使用插入法来精准地测量出切削的最佳速度、轴向力F、转矩T和最佳的切削功率，具体可以查看表28-15。v表=17m/minT表=51.69N鉴于实际加工条件与上表中的规定存在显著差异，因此必须对原有的结论进行重新审视和调整。根据参考文献[2]，由表28-3，kMv=0.88，kvn查Z535机床说明书，取n=195r/min。实际切削速度为v=由参考文献[2]，表28-5，kMFF=4732N×1.06=5016(N)T=51.69N③校验机床功率切削功率PmPm=1.25kW×(195/246)×1.06=1.05kW机床有效功率P故选择的钻削用量可用。即d0=22mm，f=0.43mm/r，n=195r/min相应地F=5016N，T=54.8N⋅m切削工时被切削层长度l：l=78mm刀具切入长度l1l1=刀具切出长度l2：取走刀次数为1机动时间tj2：根据参考文献[1]，表2.5-41中的工步辅助时间被定义为1.76min。2.5.4工序5：铰Φ10H7的通孔Z535立式铣床配备了Ø10mm高精度标准铰刀，可以满足各种加工需求。确定铰孔切削用量①确定进给量f根据表28-36，f表=1.3~2.6mm，结合表注4的指示，精确地选择最佳的进给量。并参照Z535说明书进行操作，取②根据表28-39和28-3的数据，确定切削速度并计算出相应的修正系数，以达到最佳的加工效果kMv=0.88，k故vn查Z535说明书，取n=100r/min，实际铰孔速度v=π切削工时被切削层长度l：l=78mm刀具切入长度l1l刀具切出长度l2：l2=1~4mm走刀次数为1机动时间tj3：根据参考文献[1]，表2.5-41中的工步辅助时间被定义为1.51min。2.5.5工序6：粗铣Φ10H7的两侧面机床：XK7132刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）dw=400mm①粗铣左面铣削深度a每齿进给量af：根据《机械加工工艺手册》表2.4-73，取铣削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-81，取V=6m/s机床主轴转速n：，取n=300r/min实际铣削速度V'V进给量Vf：工作台每分进给量fm：aε：根据《机械加工工艺手册》表2.4-81,被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=90mm刀具切入长度l1：刀具切出长度l2：取走刀次数为1机动时间tj1：查参考文献[1]，表2.5-45工步辅助时间为：2.03min②粗铣右面同样的铣削深度a每齿进给量af：根据《机械加工工艺手册》表2.4-73，取铣削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-81，取V=6m/s机床主轴转速n：n=取n=300r/min实际铣削速度V'V进给量Vf：工作台每分进给量fm：aε：根据《机械加工工艺手册》表2.4-81,被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=32mm刀具切入长度l1：刀具切出长度l2：取走刀次数为1机动时间tj1：查参考文献[1]，表2.5-45工步辅助时间为：1.52min2.5.6工序7：粗铣Φ28孔的两面机床：XK7132立式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为14)，材料：YT15，D=200mm，齿数Z=20，为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度ap：每齿进给量af：根据参考文献[3]表2.4-73，取af=0.15mm/Z铣削速度V：参照参考文献[3]表机床主轴转速n：n=按照参考文献[3]表3.1-74n=245r/min实际铣削速度v：v=进给量Vf：V工作台每分进给量fm：faε：根据参考文献[3]表2.4-81,切削工时被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=82mm，刀具切入长度l1l刀具切出长度l2：取走刀次数为1机动时间tj1：查参考文献[1]，表2.5-45工步辅助时间为：1.57min2.5.7工序8：精铣Φ22孔的两面机床：XK7132立式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为12−0.16−0.05)，材料：YT15，精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度ap：每齿进给量af：根据参考文献[3]表2.4-73，取af=0.12mm/Z铣削速度V：参照参考文献[3]表机床主轴转速n：n=按照参考文献[3]表3.1-31n=310r/min实际铣削速度v：v=进给量Vf：工作台每分进给量fm：被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l=82mm刀具切入长度l1：精铣时刀具切出长度l2：取走刀次数为1机动时间tj2：查参考文献[1]，表2.5-45工步辅助时间为：1.94min2.5.9工序13：钻铰Φ13的孔机床：Z535立式铣床刀具：φ7.8直柄短麻花钻φ8铰刀确定钻削用量确定进给量f根据参考文献[2]，表28-10可查出f表=0.47~0.57mm/r，查Z535立式铣床说明书，取根据参考文献[2]表28-8，钻头强度所允许是进给量f'>1.75mm/r。由于机床进给机构允许的轴向力Fmax（由机床说明书查出），根据参考文献[2]，表28-9由于所选进给量f远小于f'及f"，故所选确定切削速度v、轴向力F、转矩T及切削功率Pm根据参考文献[2]，表28-15v表=17m/minT表=51.69N⋅M由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。根据参考文献[2]，由表28-3，kMv=0.88，vn查Z535机床说明书，取n=175r/min。实际切削速度为v=由参考文献[2]，表28-5，kMFF=4732N×1.06=5016(N)T=51.69N校验机床功率切削功率PmPm=1.25kW×(195/246)×1.06=1.05kW机床有效功率P故选择的钻削用量可用。即d0=20.5mm，f=0.43mm/r，n=175r/min相应地F=5016N，T=54.8N⋅m，P切削工时被切削层长度l：l=32mm刀具切入长度l1l1刀具切出长度l2：l2=1~4mm走刀次数为1机动时间tj2：查参考文献[1]，表2.5-41工步辅助时间为：1.58min2.6本章小结通过对零部件的结构、形状、尺寸等的全面研究，我们可以为设计提供基础。此外，我们还可以通过对相关文献的研究，确立合适的毛坯，以便更好地实现零部件的精密加工。为了确保精度，我们可以对两种不同的加工方法进行对比，以确保采用的是最优的方法。此外，我们还可以根据相应的文献，确定合适的切削参数，以便更好地完成各个环节的操作。计算出最佳的加工效率和运行时长。第3章翻转式钻床夹具的总体设计3.1设计任务我们的目标是为了更好地完成翻转式钻床的加工，我们需要使用一种特殊的夹具来安全地将杠杆固定在两个不同的平面上，从而达到更好的加工效果。提高工作效率中有详细的说明。3.2翻转式钻床夹具的设计3.1翻转式钻床夹具总装图3.3夹具的工作原理与结构设计3.3.1定位方案与定位元件为了满足杠杆的需要，使杠杆左右两端底面定位固定，因不同零件存在一定的误差，应使杠杆被加工两孔轴线与钻模板轴线的重合，所以将钻模板固定，又因零件要求为垂直距离，所以设计右端平面固定，左端设置螺旋辅助支撑2进行左右两端垂直距离的调整定位。使其孔轴线与钻模板轴线重合。（如图2.2所示）3.3.2夹紧机构为了确保钻孔的准确性，我们需要将杠杆的左右侧移动，并使用位置销7、开口垫圈6、夹紧螺栓5将其牢牢地紧固，如图2.2所示，这些部位可以与垫圈16、六角螺母15相连，从而有效地保证钻孔的精准性。3.3.3其他辅助设备夹紧螺母5开口垫圈6鉴于零件的加工精度会产生一些偏移，因此我们特别设计了一个2的螺旋式辅助支架，它既可以向上提高，也可以向下调节，从而保证了每个部分的完整性。此外，我们还安装了一个锁紧螺母1，用来确保螺旋式辅助支架不会因为过度拉伸而导致加工过程中的不稳定。通过改进支撑钉11和锁紧螺母10，我们能够有效地避免在钻孔过程中零部件的左右晃动，从而大大提升定位的准确性。此外，我们还采用新型的定位体17，以确保零部件的右侧底部的稳定性。（如图2.2所示）夹紧螺母5开口垫圈6左底面固定左底面固定螺旋辅助支撑2六角螺母15垫圈16锁紧螺母1右底面固定定位体17定位销7螺旋辅助支撑2六角螺母15垫圈16锁紧螺母1右底面固定定位体17定位销7锁紧螺母10可调支撑钉11锁紧螺母10可调支撑钉113.2定位零件、固定零件和其他辅助零件3.4夹具的使用方法当把一个物体安装到夹具体上，并确保它的两个面完全接触，我们可以通过调节支撑2和支撑钉11来确保它的稳定性。然后，我们可以通过调节支撑钉7来确保它的水平和竖向方向完全接触，并通过调节支撑钉1来确保它的稳定性。3.5夹具与翻转式钻床的固定当夹具被安装了一个支撑杠杆之后，它就能够抵抗来自下方和内部的压缩和钻孔过程中的旋转，从而使得它能够保持一个稳定的姿态，从而避免由于压缩造成的偏差，从而提高了加工的准确性。为了确保这一点，我们需要把夹具的底部和左侧都安装好。3.6翻转式钻床夹具零件的具体设计3.6.1夹具零件的设计通过使用符合国际规范的零部件，我们可以大大缩短生产周期，降低制造过程中的耗材和成本。例如，我们使用的是高质量的螺栓、垫圈、螺钉和锁紧螺母。3.6.2夹具体的设计夹具的设计必须满足与铣床的连接要求，并且必须确保其具有足够的强度和刚度，以便在加工过程中承受足够的机械压力。因此，夹具的结构是整个夹具的基础。1夹具体机构分析设计为了更好地支撑夹具体，我们在它的后面和下面减少了一个方形空间，这样可以减轻它的重量，使它更容易在铣床上装卸。此外，为了提高夹具体的定位精度，我们还在它的左右两面各设置一个突台，以增强它的固定性能。2夹具体的制造夹具是一种铸造件，在铸造完成之后，必须经过时效处理，以确保其强度达到规定的标准，并且要彻底清除表面的氧化层，以确保表面的粗糙度和定位精度。3夹具体的固定夹具的底部被牢牢地固定在铣床上，其中的凹槽可以有效地保护铣床，使得安装和拆卸更加便捷，同时也能够满足加工时的要求。3.6.3定位销的设计1定位销的设计定位销的主要功能是确保被加工的部位处于稳定的位置，从而达到更好的加工效果。它的设计需求非常严格，首先需要确保它的位置稳定，其次，它必须与夹具相连，并且需要保证它的强度和韧性，否则会因为抵抗外界的冲击力而损坏，从而降低最终的加工质量。因此，我们采用20号钢作为定位销的原料，经过渗碳处理，使其渗透率提高至0.8~1.2mm，最终使其硬化温度降至55~60℃。2在销加工过程中，我们遇到了一些问题，并提出了一些解决方案。由于定位销的细长轴具有较低的刚度（L/d值越大，刚度越低），因此在车削过程中可能会遇到一些挑战，例如：定位精度不够、精度不够高等。1、由于切削力、材料本身的质量以及在运行过程中的离心力，工件可能出现变形、震荡等现象，这将对它的形状、表面粗糙度造成极大的损害。2、当工件在加工过程中受到高温的影响，它会发生弯曲变形，这会导致车削变得困难，甚至可能导致工件卡在顶部。由于其复杂的特点，制作出精密的车削长轴需求极高。尽管这项任务具有挑战性，但只要掌握三个重点：正确安装中央架、精确调整跟刀架、控制工件的温差、恰当地调整车削刀具的几何尺寸，便可轻松完成。加工细长轴的过程非常复杂，因为它们可能会受到热变形的影响，而且还需要精确的固定，因此，详细加工过程如下。一：当进行精密切割时，通过安装中央支撑结构，能够提高切割部位的强度。常见的安装支撑结构的步骤包括：1、当需要对工件进行多次切割或者进行分割加工时，中央支撑结构将会被安装在工件的两端。采用此种方式进行支撑，L/d值大幅降低，使得细长轴的刚度提升数倍。为确保安装完成后的工件的准确度，需要先将其表面粗糙度和圆柱度的偏差控制到最低，然后再将其安置到中央架的位置。当进行车削操作时，需要定期给支撑部位的轴套和工具的连接部位涂上润滑脂。如果想要更牢固地连接两个部位，还需要在两个部位之间涂上防锈漆，并用专门的研磨材料对它们进行研磨。2、使用传统的过渡套筒来安装精密的轴，来完成对细长轴的精确切割，但由于其表面的不平滑，使得在进行车削时存在一定的挑战。因此，采取更先进的技术，如在其两侧安置四个螺钉，以及将其固定在毛坯工件的位置，以便使其能够更好地抵抗切割力，从而实现精确的切割。二：使用跟刀架支承车细长轴通过安装两个支撑脚，将跟刀架紧紧地安装在床鞍上，它们能够与车刀同步运行，这样不仅能够抵抗径向切削，还能够大大降低变形，进而改善细长轴的外观，并且降低表面粗糙度。根据跟刀架的结构，只要安装两个支撑脚，便能够将工件牢牢地紧紧地紧紧地紧靠在两个脚之间。在实践中，由于工件的自然重量和无法回避的弯曲，在进行车削时，常常会出现离心力导致工件瞬间脱落、与支撑点相撞的情况。为了解决这个问题，建议采用一个具备三个支撑点的跟随机构，一面固定在车床的位置，这样就会让工件在上、下、左侧均无法运动，从而保证了车床的平整度和良好的抗震性。在寻求精确的轴承位置时，三个爪和刀架的使用至关重要。三：减少工件的热变形主要可采取以下措施：1、通过使用弹性回转顶尖来精确地切割细小的轴，能够更好地抵消材料的热膨胀，使得零部件更容易折叠，从而保证了精密的车削过程。2、在进行低速或高速的车削操作时，应该给予适当的冷却，这样才能有效地降低工件的温度，从而避免因过度的热变形导致的损坏。此外，正确的操作方法也能够有效地保护刀具，延长其使用寿命，并且保证最终的加工质量。3、为了降低磨损和加速，使用锋利的刀刃来切削物体。四：合理选择车刀几何形状当进行车削加工时，因为零部件的强度较低，所使用的车刀的几何形状会严重地影响零部件的振荡特征。在进行选择时，应特别注意如下几点：1、为了减少细长轴的弯曲，我们需要尽可能降低径向切削力。然而，刀具的主偏角对这一过程有着重要的影响，因此，我们应该尽可能地提高车刀的主偏角，一般来说，它的值应该在kr=80°~93°之间。2、为了降低切削过程中的烟气和热量，最佳的切削角度是r0=15°~30°。3、在车刀的表面上，应当留出R11.5~3的断屑槽，以便更加轻松地完成弯曲和斩断。4、采用正刃倾角，将切削屑精确地推入待加工表面，其倾角设置为3°，以达到最佳的卷屑效果。5、为了确保切削刃表面的精度，其粗糙度必须低于Ra0.4，并且应该定期维护锋利度。6、在进行加工时，要尽量降低刃口的直线切割力，因此可以使用更细的刃口（re<0.3mm）。此外，还可以使用更窄的刃口，例如将刃口的宽度设置为br1=0.5f。。五：车削细长轴的车刀1、刀片材料为YT15硬质合金。2、在粗车加工过程中，切削速度应在vc=50~60m/min之间，进给量应在f=0..3~0.4mm/r之间，以保证切削质量。在精密加工过程中，切削速率应在vc=60~100m/min之间，而进给量则应在f=0.08~0.12mm/r之间，而切削深度则应在ap=0.5~1mm.毫米之间。。采用乳化液作切削液。4、该产品可用于加工细长轴，如光杠和丝杆。3.6.4钻模板以及钻套的设计1钻模板的设计在设计钻模板的结构时，应该充分考虑工件的尺寸、加工部位、结构特征、生产规模、机床类型等因素，以确保其结构简单、操作方便、制作成本低廉，从而满足客户的需求。四种主要的钻孔支架类型包括：固定支架、铰接支架、拆装支架和悬吊支架。1）使用固定式钻模板进行钻孔，可以有效地将其与夹具体紧密结合，从而提供更高的位置精确度。此外，它还可以通过螺钉将其与夹具体牢固地固定在一起。2）铰链式钻模板是一种特殊的钻头，其特点是：当需要拆卸和安装钻头的时候，需要先把钻头向上移动，然后再把钻头向下移动，最后使用菱形夹紧螺钉进行固定。这种钻头的优点是拆卸和安装都比较容易，而且钻头的位置也比其他钻头更准确，尤其是对于那些需要钻头的小型企业来说。3）悬挂式钻模板是一种特殊的设备，它可以与机床主轴箱相连接，可以有效地支撑多轴传动头，从而实现平行孔系的加工，具有较高的生产效率，特别适合大规模的生产。钻模板的底孔的准确性对于确保产品的质量和性能起着极其重要的作用，其中，固定式钻模板的底孔准确性表现出色，悬挂式钻模板的底孔准确性则相对较差。针对大规模的生产，采取的是更高效的方法，因此，在设计时，采取的是采用更先进的技术，如采用高精度的杠杆夹具，并且采用更先进的技术，如采用高精度的孔径尺寸（6X30）、高精度的孔径尺寸（M8X25）、高精度的孔径尺寸（如图4.1）等，来降低加工成本，实现更高效的制造。为了获得最佳的结构强度，我们应该努力降低钻模板的重量。通常，我们会根据钻套的高度来决定它的厚度，大约为10~30mm。但是，对于更大的尺寸，我们应该考虑增大它的宽度，以便更好地抵抗夹紧力。由于13的钻套安装在最上方，我们决定把它的厚度调整到21mm。另外，由于4的钻套安装在最左边，我们决定把它的厚度调整到17mm。经过精心挑选，我们最终确定使用45号钢作为钻模板的原因，因为它既能够保证钢的坚固，又能够降低它的重量。这种钢是一种优质的碳钢，它的硬度较低，容易被切割和加工，因此它是一种广泛应用于各种模具的钢管、梢子和导柱。45号钢在工程领域中被普遍采用，因其出色的力学特性和耐磨性，使其成为理想的钻模板的首选。图4.1钻模板与夹具体的固定2钻套的设计钻套结构形式的选择：钻套的主要功能是维持钻头、铰刀和其他切削设备的精准安装，以避免它们的运动轨迹出现偏移。它的种类繁多，包括固定型、可更改型和快速更改型。1）由于钻模板的厚度较薄，因此需要使用有肩钻套来提供足够的引导长度，以保证钻套的位置精度，而且由于磨损后不易更换，因此可以采用固定钻套来实现这一目的。2）随着大规模生产和流通，为了方便更换钻套，我们选择了可更换的钻套。3）当许多工步的加工，如钻进、扩孔、铰孔和攻丝，急需一种特定的钻套，以指挥刀具时，就必须采用快换钻套。当这种钻套被替换时，只需将其反方向旋转，将其移到与螺钉相对的位置，就能够迅速将其从原有的钻套中拿走。4）在某些特定情况下，专用钻套可以根据实际需求进行定制，以满足特定的应用需求。根据钻套的选取准则，由于杠杆的加工需要进行大规模的制造，因此最佳的选择是使用固定的钻套。此外，由于