第一篇：鉆床夾具畢業設計論文說明書

前言

機械制造裝備設計課程設計是機械設計中的一個重要的實踐性教學環節，也是機械設計制造及其自動化專業學生應該學習的一門主要專業課。其目的在于：

(1)學習和掌握一般機械設計的基本方法和步驟。培養獨立設計能力，為以后續的專業課程及畢業設計打好基礎，做好準備。

(2)為了開闊視野，掌握制造技術最新發展，開闊專業視野，培養復合型人才，促進先進制造技術在我國的研究和應用，“先進制造技術”以作為許多學校的必修課程。為了提高學生綜合運用機械設計基礎及其他先修課程的理論知識和生產實際知識去分析和解決工程實際問題的能力，通過課程設計訓練可以鞏固、加深有關機械設計方面的理論知識。

(3)使學生具有運用標準、規范手冊、圖冊和查詢有關設計資料的能力。

零件在工藝規程之后，就要按工藝規程順序進行加工。在加工中除了需要機床、刀具、量具之外，成批生產時還要用機床夾具。它們是機床和工件之間的連接裝置，使工件相對于機床獲得正確的位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度。通常把確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程，稱為定位。當工件定位后，為了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破壞，還應該用一定的機構或裝置將工件加以固定。使工件在加工過程中保持定位位置不變的操作，稱為夾緊。將工件定位、夾緊的過程稱為裝夾。工件裝夾是否正確、迅速、方便和可靠，將直接影響工件的加工質量、生產效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生產中，工件的裝夾是通過機床夾具來實現的。機床夾具在生產中應用十分廣泛。

第1章 夾具的發展概況

機床夾具實在金屬切削中用以準確地確定工件位置，并將其牢固地加緊，以接受加工的工藝裝備。

夾具最早出現在18世紀后期。隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發展成為門類齊全的工藝裝備。

1、機床夾具的現狀

國際生產研究協會的統計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數的85％左右。現代生產要求企業所制造的產品品種經常更新換代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業都仍習慣于大量采用傳統的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠里，約擁有數千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產的企業中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：

2、現代機床夾具的發展方向

現代機床夾具的發展方向主要表現為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。

（1）標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯系的兩個方面。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。

（2）精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。

（3）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。

（4）柔性化 指機床夾具通過調整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊化夾具、數控夾具等。為適應現代機械工業多品種、中小批量生產的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結構為可拆結構，發展可調夾具結構，將是當前夾具發展的主要方向。

第2章 夾具設計

2.1 夾具的功用

（1）穩定地保證工件的加工精度

用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置由夾具保證，不受工人技術水平的影響，因此可使一批工件的加工精度保持一致。

（2）提高生產率

使用夾具裝夾工件方便、快捷，工件不需要劃線、找正，可顯著地減少輔助工時；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效的夾緊機構，進一步提高勞動生產率。

（3）擴大機床的使用范圍

有些機床夾具實質上是對機床進行了部分改造，擴大了原機床的功能和使用范圍。如在車床床鞍上安放鏜模家具，就可以進行箱體零件的孔系加工。

（4）減輕工人的勞動強度，保證生產安全。

2.2 夾具的設計

2.2.1.設計前的準備工作

（1）明確工件的年生產綱領

它是夾具總體方案確定的依據之一，決定了夾具的復雜程度和自動化程度。

根據零件的工序要求，為單件小批量生產，從經濟性和實用性綜合考慮，采用手動夾具即可滿足加工要求。

（2）熟悉工件零件圖和工序圖

已知待加工件如下圖2-1所示，零件材料為HT200，加工B向2-Ф8通孔。（前工序已將各尺寸加工完成）

（3）了解工藝規程中本工序的加工內容

機床、刀具、切削用量、工步安排、工時定額、同時加工零件數。這些是在考慮夾具總體反感、操作、估算加緊力等方面必不可少的。

2.2.2加工方法

本工序是轉2-Ф8的通孔，選擇的機床是搖臂轉床，采用手動夾緊機構。

12.52A358612.5?55?35H80.0***410R601756.3B2XM8 7H120R96020B412.5C1114R65070±0.1190±0.230 圖2-1 工件視圖

2.3.總體方案的確定

2.3.1定位方案

工序圖只是給出了原理方案，此時應根據仔細分析本工序的工序內容及加工精度要求，按照六點定位原理和本工序的加工精度要求，確定具體的定位方案和定位原件。

根據本工序的加工內容，在搖臂鉆床上已A面和孔Ф

35、Ф12鉆2-Ф8通孔，采用一面兩孔的定位方案。Ф35H8孔定位元件是短圓柱銷，限制兩個自由度，Ф12H8孔定位元件是菱形銷限制一個自由度，與Ф35H8孔配合限制一個自由度，A面的定位元件是大平面限制三個自由度，符合六點定位原理的要求。如下圖2-2所示：

12.515

圖2-2 一面兩孔定位

1-菱形銷 2大平面 3短圓柱銷

2.3.2選擇定位元件，設計定位方案

為了更好的選擇定位元件應注意以下問題：

1.定位元件（機構）設計和布置應保證工件定位穩定，并有足夠的剛度。2.定位元件的材料和技術條件應確保定位精度的穩定性和使用的持久性。

3.多數定位元件已標準化，選擇標準件或標準結構可簡化夾具的設計制造成本。

2-3短圓柱銷

2-4菱形銷

2.3.3.夾緊方案的設計和壓緊裝置的選擇

在機械加工工程中，工件的定位和夾緊是相互聯系的兩個工作過程。工件定位后，必須采用一定的裝置把工件壓緊在定位元件上。從而使工件在加工過程中，不會由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發生位置變化或產生振動。

因此為了確定比較合理的夾緊方案，按如下步驟設計夾緊方案。

（1）根據工件形狀、大小、加工要求、定位裝置的結構和布置情況，確定加緊點和作用方向。

（2）分析工件的受力情況，確定夾緊力的大小。

（3）按所需夾緊力，并根據生產批量，選擇或設計夾緊裝置。

結合加工零件的具體情況，在分析考慮以上分析的基礎上確定本加工零件的夾緊方案如2-5圖所示：

圖2-5 夾緊方案示意圖

夾緊置除了要求能將工件夾緊壓牢之外，還對工件的加工質量、生產效率、生產成本及操作工人的勞動強度等均有較大的影響。因此，在設計夾緊裝置時應滿足以下要求：

（1）夾緊過程中，必須保證定位的準確可靠，即不破壞原有的定位。

（2）夾緊力要適當，既要保證工件在整個加工過程中位置穩定不變，振動小，又要使工件不產生過大的夾緊變形。

（3）夾緊裝置的目的自動化和復雜程度應與生產類型相適應，在保證生產效率的前提下，其結構要力求簡單，工藝性好，便于制造和維修。

（4）夾緊裝置應具有良好的自鎖性能。（5）夾緊裝置得到操作應當方便，安全，迅速。

根據以上對夾緊機構的要求和鉆床夾具的主要技術要求，本設計采用的夾緊機構比較簡單，如圖2-6所示。

2-6 快速螺旋夾緊機構

2.3.4 導正裝置的選擇

刀具的導向是為了保證孔的位置精度，增加鉆頭的支撐以提高其剛度，減少刀具的變形，保證孔加工的位置精度，常用的幾種鉆套如下圖所示。

圖2-7固定鉆套（A型）圖2-8可換鉆套 圖2-9快換鉆套

圖示鉆套均已標準化，設計時可以查夾具設計手冊。本次設計由于加工方式只有鉆一道工序，屬于單件小批量生產，故選用A型固定鉆套，可直接壓入鉆

模中，過盈配合，定位精度高，結構簡單。如下圖2-10所示

圖2-10 固定鉆套 2.3.5鉆模板設計

鉆模板是供安裝鉆套用的。要求有一定的強度和剛度，以防止由于變形而影響鉆套的位置精度和導向精度。按其與夾具體的連接方式不同，可分多種形式。根據生產綱領要求，本工序采用固定式鉆模板，固定在夾具體上不可移動，因此加工孔氏可獲得較高的位置精度。鉆模板如下圖2-11所示：

2-11 轉模板 2.3.6.夾具體的設計

夾具體是整個夾具的基體和骨架，組成夾具的各個零件、機構等都要安裝在上面。通過對夾具上各組成件的分布情況、零件形狀、尺寸以及加

工性質的考慮，采用鑄造夾具體，鑄造夾具體的優點是可鑄出復雜形狀，工藝性好，并具有較好的抗壓強度、剛度和抗振型。夾具體如2-12圖

夾具體應滿足以下幾點計算要求： 1)應有足夠的強度和剛度； 2)力求結構簡單及裝卸工件方便 ； 3)結構工藝形好； 4)排屑切屑要方便； 5)在機床上安裝穩定可靠； 6)具有適當的精度和尺寸穩定性 根據以上要求所設計的夾具體如下圖所示：

2-12 夾具體

第3章 夾具裝配圖上的尺寸和技術條件

夾具裝配圖上應標注必要的尺寸和技術要求，主要目的是為了檢驗本工序零件加工表面的形狀，位置和尺寸精度在夾具中是否可以達到，為了設計夾具零件圖，也為了夾具裝配和裝配精度的檢測。

3.1.夾具裝配圖上標注的尺寸

（1）夾具總體外形輪廓尺寸，總長425mm，總寬246mm，總高326mm。

（2）夾具與鉆模套導向的配合關系，如夾具與鉆模套所需的配合Φ15H7/n6。

（3）各定位元件之間，定位元件與工件之間，與家具體之間裝配后的位置尺寸及公差，如圓柱銷與孔配合為Φ35H7/n6，菱形銷與孔配合為Φ12H7/r6。

（4）上述聯系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相應公差的1/3-1/5,最常用的是1/3，此次采用的是1/3。

如兩個孔φ12之間尺寸是70±0.11，孔φ12到φ35H8的尺寸為90±0.2，則可以選擇菱形銷的中心線到專用長銷的尺寸為162±0.1。

3.2.夾具裝配圖上應標注的技術要求

夾具裝配圖上應標注的技術要求包括：相關元件表面間的位置精度，主要表面形狀精度等。

（1）鉗工配做銷；

（2）定位大平面與夾具體基準平面間的垂直度為0.05mm；（3）鉆模孔與夾具體基準平面間的垂直度為0.05mm；（4）圓柱銷的軸線與定位大平面間的平行度為0.02mm。夾具總裝配圖如3-1所示：

3-1夾具裝配圖

第4章 夾具零件圖上的尺寸和技術條件 零件圖上應標注必要的尺寸和技術要求，標注的主要目的是保證夾具體各個零件之間的尺寸要求和安裝配合后的精度要求，也是為了各夾具零件加工后進行安裝配合能滿足制造工件的要求，本設計所畫夾具零件圖為夾具體。

4.1 夾具零件圖上標注的尺寸

(1)夾具體的外形尺寸，總長為425m，總寬246mm，總高42mm。

(2)夾具體上各螺紋孔之間的位置尺寸要求，定位銷的配做精度要求。

4.2 夾具零件圖上應標注的技術要求

(1)零件圖中必須用規定的代號、數字和文字簡明地表示出在制造和檢驗時所應達到的技術要求。

(2)夾具體零件圖需要標注必要的表面粗糙度、形位公差、極限配合等技術要求，以滿足加工精度。夾具體零件示意圖如圖4-1所示

圖4-1 夾具體零件示意圖

第5章 設計論證

5.1 設計方案論證

（1）根據所給工件的需要，選擇加工機床，選用立式鉆床加工比較合理。

（2）然后工件主要定位部分為兩個φ8的孔，工序要求以A面和φ35，φ12孔進行定位。根據提供的要求一面兩孔，用一面兩銷定位，正好滿足六點定位原理且結構簡單，所以這里就是選擇一面兩銷的優點。

（3）最后將專用長銷先固定在平面上，以平面、長銷和菱形銷進行定位。一面兩銷把工件定位后，可利用螺旋夾緊機構來對工件進行夾緊，工件的夾緊力的方向應和工件待加工孔的軸線方向垂直，并保證該軸線和夾具體底面有一定的平行度要求。

5.2 設計方法與結果

（1）根據加工要求，鉆兩φ8孔，選用搖臂鉆床。

（2）工序要求以A面和φ35，φ12孔進行定位。根據提供的要求一面兩孔，用一面兩銷定位。大平面限制三個自由度，圓柱銷限制兩個自由度，菱形銷限制一個自由度，工件完全定位，符合六點定位要求。

（3）工件定位后，利用快速螺旋夾緊機構進行夾緊，夾緊簡單而迅速，滿足操作要求

課程設計心得

通過這次課程設計實訓，使我對機械裝備課程有了更進一步的了解。裝備在現在工業中有著重要的作用，當然，我們現在對機械設計只不過時一個初步的了解，這門課程還有更多的知識等著我們去學習，在這兩周短暫的課程設計里，我學會了一些機械設計的最基本的理論，同時也對機械裝備產生了濃厚的興趣。在這次課程設計過程中，我發現自己還有很多不足之處，在設計和計算過程中也出現了各種各樣的錯誤，在同學和老師的幫助下也都盡量改正了，雖然還存在或多或少的問題，這也是我今后努力的方向，我會繼續努力學習，來豐富自己的知識。

在這段時間的不懈努力下，我了解了在課程設計中應注意的問題： 注意與工藝規程的銜接，夾具設計應和工序設計統一。所需設計的夾具絕大多數用于零件加工的某一特定工序。在工藝設計環節中，對該工序的設計已要求設計其定位與夾緊方案，因此夾具設計的具體內容應與工序設計保持一致，不能相互沖突。

設計時要有整體觀念。夾具設計有其自身的特點：定位、夾緊等各種裝置在設計前是分開考慮的，設計后期通過夾具體的設計將各種元件聯系為一個整體。

設計中應學習正確運用標準與規范對于國家標準的規范要嚴格要求和執行。夾具設計過程中選擇各種功能元件時應注意盡可能選用標準件，減少非標準件的設計制造工作量，降低夾具成本。

致謝

在老師和同學的共同努力下，完成了夾具課程設計。我們花費的時間很長，因為這是同學第一次進行這樣的課程設計。雖然過程中我們遇到了遇到困難，但是在張老師的指點下，同學們都的十分的努力。我們這次終于把我們所學的知識運用到現實中來了，這對同學們加深對課本知識的理解很有好處。同學學會了對于不同的待工件設計不同的夾具，對于夾具的各種標準件都學會了如何查標準件手冊、如何使用它們。這些都是因為老師的幫助，我們才能完成的。在這里真心感謝張老師。

經過前段時間的辛辛苦苦，我受益匪淺。這次課程設計把我們所學的專業知識有機的結合在了一起，并在現實生活現實得以應用。這讓我們加深對課本知識的理解的同時，又讓我們學會并掌握夾具，專用夾具設計的一般基本方法和步驟。培養獨立設計和思考能力，為后續的專業課程畢業設計打好基礎，做好準備，并為以后的工作打下堅實的基礎，收獲確實不小。

這次課程設計讓我對機械裝備設計有了進一步的了解，并對機床夾具有所了解。并收獲了很多，給即將踏入工作崗位我們一次很好的鍛煉機會。在此我要特別感謝院系領導給我們這次機會，再次感謝張老師在百忙之中給我課程設計導，衷心地說一句 “老師您辛苦了”。

參考文獻

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孫已德

編著

機械工業出版社 [2] 《機床夾具設計》

肖繼德 陳寧平

主編

機械工業出版社 [3] 《現代機床夾具設計》 吳 拓

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化學工業出版社

[4] 《機床夾具設計手冊》 徐弘本

主編

遼寧科學技術出版社 [5] 《機床夾具圖冊》 孟憲棟

主編

機械工業出版社 [6] 《機床夾具設計》

[7] 《機械制造裝備設計》

王啟平

主編 趙雪松 任小中 于 華 編著 17

哈爾濱工業出版社 華中科技大學出版社

第二篇：鉆床夾具畢業設計（本站推薦）

前言

機械制造工業是國民經濟最重要的部門之一，是一個國家或地區經濟發展的支柱產業，其發展水平標志著該國家或地區的經濟實力、科技水平、生活水準和國防實力。機械制造工業是制造農業機械、動力機械、運輸機械，礦山機械等機械產品的工業生產部門。機械制造是國民經濟的裝配部，是為國民經濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產業。不論是傳統產業，還是新興產業，都離不開各種各樣的機械裝備。機械制造業的生產能力和發展水平標志著一個國家或地區國民經濟或現代化的程度，而機械制造業的生產能力主要取決于機械制造裝備的先進程度，產品性能和質量的好壞則取決于制造過程中工藝水平的高低。將設計圖樣轉化成產品，離不開機械制造工藝與夾具，因而它是機械制造業的基礎，是生產高科技產品的保障。離開了它，就不能開發制造先進的產品和保證產品質量，不能提高生產效率、降低成本和縮短生產周期。

夾具設計是每個機械類學生必須完成的一個教學環節，是對我們所學專業的一個測試，也是對我們學生做的一次具體的、重要的考驗。此設計密切結合高等學校的辦學宗旨。已檢測我們在學習和實習過程中對所學知識的掌握程度和運用水平。同時在設計中與同學互相幫助，一起去圖書館查閱設計中需要得一些相關資料，共同探討設計中出現的問題，體現了同學之間的凝聚力，增進了同學之問的友誼，加強了與老師的知識探討．

作為機制專業的學生不能以學好課本上的理論知識而滿足，如果不懂的運用他們，學再多的理論知識也毫無用處。因此我們非常重視本次設計的實踐，通過本次設計是我們各方面的能力都有所力加強，對于今后的生產實習以及走上工作崗位有很大幫助，是我們受益匪淺。本設計不足之處，懇請老師點評、指正。

目錄

前言········································································1 1.設計任務書·····························································3 1.1設計任務書····························································3 1.2目的····································································4 2．鉆床夾具設計過程·····················································5 2.1定位方案設計與定位分析············································5 2.2定位誤差分析與計算·················································7 2.3對刀及引導裝置設計·················································8 2.4加緊機構設計·························································9 2.5夾具體設計··························································10 2.6精度分析計算························································10 3．繪制夾具總圖·························································11 4．繪制夾具零件圖·······················································11 5．夾具操作動作說明····················································12 6．設計心得體會·························································13 7．參考文獻·······························································15 8．致謝····································································15

1．設計任務書

1.1設計任務書

如圖1所示，設計加工一直徑為φ30h7的軸上2個直徑為15H7的孔，兩孔的距離為150H13。φ15H7孔對φ30h7外圓的垂直度公差為0.1mm/100mm，φ15H7孔對φ30h7外圓軸線的對稱度公差為0.1mm。其他表面均以加工完畢。（中批量生產）

圖1 1要求

1）保證工件的加工精度

專用夾具應有合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。2）提高生產效率

專用夾具的復雜程度要與工件的生產綱領相適應。應根據工件生產批量的大小選用不同復雜程度的快速高效夾緊裝置，以縮短輔助時間，提高生產效率。3）工藝性好 專用夾具的結構簡單、合理、便于加工、裝配、檢驗和維修。專用夾具的生產屬于中批量生產。4）使用性好

專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠，排屑應方便，必要時可設置排屑結構。5）經濟性好

1.2目的

綜合運用機械方面的知識，掌握機床夾具的設計方法、設計步驟及設計計算過程，具有運用計算機輔助設計機床夾具的能力。關鍵詞

鉆套 V型塊 圓柱削

2.鉆床夾具設計過程

機床夾具的種類結構雖然繁多，但它們組成可概括為以下幾個部分：

1、定位裝置：定位裝置的作用是使工件在夾具中占據正確的位置。

2、夾緊裝置：夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢。

3、對刀或導向裝置：確定刀具相對于定位元件的正確位置。

4、連接元件：確定夾具在機床上正確位置元件。

5、夾具體：夾具體是機床夾具的基礎件。

6、其他裝置或元件：指夾具固特殊需要而設置的裝置和元件。用夾具裝夾工件有以下優點：

①能穩定的保證工作的加工精度，用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。

②能提高勞動生產率，使用夾具裝夾方便、快速、工件不需要劃線找正，可減少輔助工時，提高生產率。③能擴大機床的使用范圍。

所以我們決定設計鉆床的專用夾具加工此工件。

2.1定位方案設計與定位分析

機械加工時，為了使工件的被加工表面獲得規定的尺寸和正確位置要求，確定工件在機床上或家具中有正確的位置過程，稱為定位。用來確定生產對象（工件）上幾何關系所依據的那些點，線，面叫做基準。根據機械原理，機構具有確定運動時所必須給定的獨立運動參數的數目，稱為機構自由度。放在空間的物體都有六個自由度。工件的定位，就是使得工件占據一致的正確的位置，實質上就是限制工件的六個自由度。在分析工件定位時，通常是用一個支撐點限制工件的 5 一個自由度，用合理分布的六個支撐限制工件的六個自由度。工件的自由度限制真確了就可以保證工件的加工精度。1）自由度的分析（圖2）

為保證加工軸上軸Φ15H7孔的距離及孔與端面的距離，則要限制Y軸的移動。保證兩孔與軸線的垂直度，則需限制X、Z軸的移動。為了保證兩孔的對稱度，則需限制X軸的移動，所以綜上所述所設計的夾具在加工時應限制工件的四個自由度，即：X、Z軸的移動，X、Y軸的移動。2）確定定位方案，設計定位裝置

由于所設計夾具是用于加工實心軸上的兩孔，且兩孔有一定的距離，一孔與端面有距離要求，所以應當以軸的外圓面與軸的一端面定位。而又考慮到夾具必須限制X、Y軸的移動，所以初步擬定以一長V型塊與一支撐釘來限制這幾個方向的自由度。

分析：由于X、Z軸的移動X、Y軸的移動，而Y軸的轉動沒限制，所以此定位屬于不完全定位。

由于一個長V型塊能夠限制四個自由度，即：兩個方向的轉動與移動，即這把Z軸的轉動也限制了，但是所加工的軸上的孔為通孔，所以限制了Z軸移動也不會影響加工，不影響加工精度。

由上述分析可得，用一長V型塊和一支撐釘定位是可行的。

圖2 2.2定位誤差分析與計算

能否保證工件的加工精度，取決于道具與工件的相互位關系。當一批工件逐個在夾具上定位用調整法加工件時，各個工件在夾具中所占的位置并不一致，各個工件的不一致性必然引起工件相對刀具之間的位置變化，加工后，個工件的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。這種只與工件定位有關的誤差，稱為定位誤差。用ΔD表示。

一批工件逐個在夾具上定位時各個工件位置不一致的原因有兩個。根據工件結構特點，其定位方案有二：一是定位基準與工序基準不重合；二是定位基準的位置變化。

（1）基準不重合誤差：由于定位基準與工序基準不重合而引起的加工尺寸誤差，稱為基準不重合誤差，用ΔB表示。

（2）基準位移誤差：工件在夾具中定位時，由于定位副的制造誤差和最小配合間隙的影響，導致各個工件定位基準的位置不一致，從而給加工尺寸造成誤差，這個誤差稱為基準位移誤差，用ΔY表示。ΔD=ΔB+ΔY ΔY=δd/（2sinα/2）

本設計課題是加工軸上的兩個孔，由于兩孔間有一定的距離要求所以應當考慮定位誤差。我們是用一支撐釘去限制Y軸方向的移動，所以應當考慮此方向上的定位誤差。又由于加工這兩軸是一次裝夾同時加工兩孔，所以它的定位定位基準與工序基準重合，所以ΔB=0, ΔY=0, ΔD=ΔB+ΔY=0。因為△Y<1/3*0.63（0.63為孔間距離的公差），所以定位誤差符合要求符合。2.3對刀及導引裝置設計

本課題設計我們采用GCr15鋼作為鉆套材料。GCr15是一種最常用的高鉻軸承鋼，具有高的淬透性，熱處理后可獲得高而均勻的硬度。耐磨性優于GCr9，接觸疲勞強度高，有良好的尺寸穩定性和抗蝕性，冷變形塑性中等，切削性一般，焊接性差，對白點形成敏感，有第一類回火脆性。

由于課題要求此工件中批量生產，所以用可換的鉆套較為合理。為了鉆套能和好的固定在鉆套支架上，所以在鉆套的一邊開了一個缺口。并用一個M16的螺釘去壓緊鉆套。

鉆套主要尺寸由《機床夾具零、部件》國家標準 GB/T2263 — 80、GB/T2265 — 80。（后附零件2圖）

鉆孔加工時，鉆套外徑為φ30mm g6；內徑為φ150mmH7。鉆套端面至加工面的距離取 25mm。先選用φ14.8的麻花鉆進行鉆削并鉆通，再用φ15的鉸刀鉸削。這樣可以達到所加工孔的要求（Φ15H7）。2.4夾緊機構設計

參考夾具資料，采用鉸鏈氏夾緊機構來夾緊工件。如圖3所示：

圖3 1 工件壓緊橫梁 2 螺母 3拉緊螺桿

打開1工件壓緊橫梁和3拉緊螺桿，把工件放在壓緊橫梁下面。放下1壓緊橫梁，打上3拉緊螺桿，使拉緊螺桿穿過壓緊橫梁右端的槽，然后擰緊2螺母。從而使1壓緊橫梁壓緊工件。

此種夾緊裝置可以快速的裝夾工件，并使工件可以得到所需的夾緊力，也不會工件的裝夾位置。這樣就提高了生產效率。由圖可知壓緊橫梁中間開了V型槽，這可是夾緊力均勻，使工件能很好的與下V型塊接觸保證了加工精度。橫梁上的V型塊也可以用來壓緊不同尺寸的圓柱，符合了設計要求。

2.5夾具體設計

根據課題的要求及綜上所述的分析，我們決定用一長V型塊作為夾具體。我們設計V型塊總長為400mm，寬和高都是150mm。這么大的尺寸可以用來加工此種類的零件，加工兩孔距離為120-360mm。同時這么大的實體尺寸很適合工人的操作，通事此夾具體全由45鋼制造，所以有一定的重量不必再設計夾具體與鉆床的鏈接機構，可以由工人直接用手拿住進行加工。這樣就使加工更加的簡單。同樣由于夾具體有那么的大小，經過計算與分析可得，可以加工兩孔距由120mm到360mm的軸。

同時為了方便排除加工時的鐵屑，我們特意在V型槽底端開了一條寬度為10mm排屑槽，此槽可以讓加工出來的鐵屑更容易的排除，同時也提高了加工的精度。經過上述分析可以知道此夾具體不僅結構合理，通用型也很強，同時加工容易。滿足課題要求。

2.6精度分析與計算

由課題設計要求可知，加工孔的位置要求為：

1）φ15H7孔對φ30h7外圓的垂直度公差為0.1mm/100mm。2)φ15H7孔對φ30h7外圓軸線的對稱度公差為0.1mm。位置精度（δk1=0.01mm，δk2=0..10mm）校核如下。①影響位置精度δk1的因素有三項： △k1=0.01mm/100mm △A+△T=0.02 mm/100mm △T=（0.034-0.014）mm/48mm=0.042/100mm(鉸刀尺寸為φ15 時的歪斜)按概率法計算得

√（0.01/100）2 +(0.02/100)2+（0.042/100）2=0.044/100mm＜δk1 故其夾具的精度較低。

②影響位置精度δk2的因素有兩項：

△T1=0.03 mm(鉸套中心對V形塊標準圓柱的對稱度)△T2=0.034-0.014=0.020 mm（鉸刀與鉸套的配合間隙）將誤差合成得

√0.032+0.0202=0.030mm＜δk2 由上述分析及公式的計算 √△D2+△A2+△G2+△T2≤δk 此夾具加工滿足加工精度要求

3.繪制夾具總圖

根據已完成的夾具結構草圖，進一步修改結構，完善視圖后，繪制正式夾具總裝 圖。（附圖1）

4.繪制夾具零件圖

（附圖2）5.夾具操作動作說明（與裝配圖說明）

（1）擋塊體的安裝

先用擋板緊固螺釘3把擋塊體2緊固在夾具體1上，再把定位螺桿6裝進擋塊體，調節到適當的加工距離，然后用螺母5緊固。（2）鉆套支架的安裝

先把11緊固雙頭螺桿的一頭裝進10支架壓緊鐵塊中，再把10支架壓緊鐵塊裝進1夾具體的T型槽中。然后把12鉆套支架下的孔穿過11緊固雙頭螺桿并與T型槽配合好。最后裝上5螺母，并擰緊。（3）支架的安裝

此安裝與（2）步驟相同，這里不再重復。（4）鉆套的安裝

先把7鉆套的下端φ30g6配合到12鉆套支架上φ30H7的孔。在轉動7鉆套的缺口并對準緊固螺釘的螺孔，然后把8鉆套緊固螺釘擰緊。（5）工件的裝夾

打開13工件壓緊橫梁和15拉緊螺桿，把工件放在壓緊橫梁下面。推動軸靠緊到6定位螺桿，然后放下1壓緊橫梁，打上15拉緊螺桿，使拉緊螺桿穿過壓緊橫梁右端的槽，然后擰緊5螺母。從而使13壓緊橫梁壓緊工件。（6）加工操作

把夾具體放到鉆床的工作臺上，移動夾具體使7鉆套上端口對準鉆頭。先用Φ14.8鉆頭鉆通加工軸，換上Φ15的鉸刀加工孔。（7）把工件取下來加工另一個工件。（8）一個工作日完后，清掃夾具體。

6.設計心得體會

1）目標完成情況：

經過幾個星期的努力，設計達到了預想的成功，由于條件的限制沒能加工出成品，但對于我自己來說已經學到了不少東西。2）存在不足：

一是對鉆床的不熟悉，二是在公差與配合方面的知識所學較少。3）程序設計中遇到的問題及解決方法： 主要困難：學院圖書館相關資料有限。

解決方法：在互連網上收集相關資料與有關公司聯系落實加工 4）總結和體會：

通過這次課程設計，我更加熟練的掌握了使用機械制圖的方法，加深了對機械制造技術基礎課程知識的理解。由于時間倉促，設計還有很多不足之處，如：夾具部分不夠全面，效率不高等等，都是對工藝基礎不熟練，對相關認識缺乏造成的。在實踐過程中李老師給了我很大的幫助和鼓勵，在今后的學習中我會加強理論與實踐的結合，通過不斷的摸索來彌補自己在機械制作方面的差距。

與同學討論我們設計過程遇到的問題更是一件快樂的事情，只有彼此都付出，彼此都努力維護才能將作品做的更加完美。

對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經歷是一份擁有。這次實習必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶!首先從課程設計本身來說，是對我們平時所學的專業知識的鞏固，回想課程設計剛開始時，全無思路，舉步維艱。對于理論知識掌握不牢固的我來說，真是書到用時方恨少，所以我把這學期學過的專業課書籍又看了一遍，并且又請教了老師和同學，來了設計靈感。其次，課程設計也鍛煉了我們大家的團結協作的精神，剛開始的時候，我們大家都是兩眼發黑，什么思路都沒有，但是大家卻懂得團結協作，雖然每個人的設計內容都不同，但是思路都是大同小異，所以大家各自去 13 查閱資料，而且是分別查閱不同的資料，最后大家匯總，擬定出每一個人夾緊方案，和夾具形狀，工作效率提高了幾倍。第三，在課程設計的過程中能培養我們的創新能力，雖然我們的設計內容都是很簡單，但是這其中也不乏創新能力的體現，比如我們有的同學的加工位置不再同一軸線上，是分布在圓周上，按照以前的經驗就是利用分度裝置，但是我們同學卻設計了一個新穎的夾具，這是對我們創新能力的最好的鍛煉方式的體現。

這次課程設計馬上就要結束了，回想這一段設計路程，雖然我收獲了許多，但同時發現了自己存在的很多不足，自己知識有很多漏洞，看到了自己的實踐經驗還是比較缺乏，理論聯系實際的能力還急需提高等。以后在這些方面我要重點改正。我很感謝這次課程設計，同時通過這次設計使我們對夾具設計的過程有了一個比較全面的了解，他把我們從枯燥的理論知識中解放了出來，是我們發現了這其中的樂趣，為我們以后的工作指明了道路。

7.參考文獻

[1].蘭建設.機械制造工藝與夾具[M].機械工業出版社,2008 [2].黃云清.公差配合與測量技術[M].機械工業出版社,2009 [3].劉曉年.機械制圖[M].機械工業出版社,2007 [4].隋明陽.機械設計基礎[M].高等教育出版社,2002 [5].王啟平主編王振龍.狄士春副主編.機械制造工藝學(第5版)[M].哈爾濱工業大學出版社，2005 [6].王啟平主編.機床夾具設計[M].哈爾濱工業大學出版社，2005 [7].李旦.邵向東.王杰等.機床專用夾具圖冊[M].哈爾濱工業大學出版社，1998

8.致 謝

在老師和同學的共同努力下，我在兩周的時間內完成了夾具課程設計。我們花費的時間很長，因為這是同學第一次進行這樣的課程設計。雖然過程中我們遇到了很多困難，但是在老師的指點下，同學們做的十分的努力。這次我們終于把所學的知識運用到現實中來了，這對同學們加深對課本知識的理解很有好處。同學學會了對于不同的待加工工件設計不同的夾具，對于夾具的各種標準件都學會了如何查標準件手冊、如何使用它們。這些都是因為老師的幫助下，我們才能完成的。謝謝老師。

第三篇：鉆床夾具畢業設計

徐州工業職業技術學院

畢業設計（論文）任務書

鉆床夾具的設計

Drill Fixture Design

課題名稱 鉆床夾具的設計 課題性質

設計類

班 級 機械082 學生姓名 饒永可 學 號 810403017 指導教師

婁天祥

導師職稱 講師

一．選題意義及背景

在各種機床上加工零件都需要相應的夾具，本課題是針對一個特定的零件要在搖臂鉆床上鉆孔這道工序設計一套夾具。

二．畢業設計（論文）主要內容：

根據所給零件圖的尺寸和結構，設計適用于這個零件的夾具。要求適用在搖臂鉆床，鉆出零件圖中的?6.5的孔。要求保證孔通過軸心，并保證軸向尺寸精度。

三．計劃進度：

第8周 下發任務書，并查閱相關資料；

第9周，完成夾具的方案設計，并畫出原理圖；

第10-11周 完成裝配圖和零件圖的設計，并寫出論文草稿； 第12周 完善零件圖和裝配圖，并完成論文； 第13周 答辯

四．畢業設計（論文）結束應提交的材料：

1、裝配圖和零件圖

2、論文

指導教師 教研室主任

年 月 日

年 月

日

論文真實性承諾及指導教師聲明

學生論文真實性承諾

本人鄭重聲明：所提交的作品是本人在指導教師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，內容真實可靠，不存在抄襲、造假等學術不端行為。除文中已經注明引用的內容外，本論文不含其他個人或集體已經發表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。如被發現論文中存在抄襲、造假等學術不端行為，本人愿承擔本聲明的法律責任和一切后果。

畢業生簽名：

日 期：

指導教師關于學生論文真實性審核的聲明

本人鄭重聲明：已經對學生論文所涉及的內容進行嚴格審核，確定其內容均由學生在本人指導下取得，對他人論文及成果的引用已經明確注明，不存在抄襲等學術不端行為。

指導教師簽名： 日 期：

摘要

在各種機床上加工零件都需要相應的夾具，本課題是針對一個特定的零件要在搖臂鉆床上鉆孔這道工序設計一套夾具。本工序是為圓柱工件加工φ6.5H9 的單孔,其結構是一個階梯軸。

根據該工件的形狀我們可以確定定位面是圓柱表面，因此選用V形塊來作為其定位元件。夾緊時選用半圓壓板和兩螺栓的組合達到對工件夾緊的目的。在根據其精度要求確定鉆模板的位置，因為該工件加工的是φ6.5H9單孔，所以據其精度要求可選用固定鉆套來引導刀具對其進行孔加工。其連接元件用螺柱和螺釘對其進行部件的連接。由于是小批量生產，這里選用固定鉆模，用來保證工件的加工精度。

我們在設計專用夾具時為了能滿足工件的加工精度要求，考慮了合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術要求，并進行了必要的精度分析在工藝性方面使這種夾具的結構簡單、合理、便于加工、裝配、檢驗和維修。在使用性方面這種夾具的操作簡便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要時可設置排屑結構。通過對鉆床夾具設計的制作，進一步鞏固和所學基本知識并使所學知識得到綜合運用。學會查閱和收集技術資料，提高運用計算機輔助設計的能力，樹立正確的設計思想和嚴謹的工作作風。

關鍵字：固定鉆套 定位元件 加工精度 連接元件

ABSTRACT In various machine processing components needs corresponding fixture, this topic is for a specific part in radial drill drilling this procedure designed a set of fixture.This process is for cylindrical workpieces processing phi 6.5 H9 single, its structure is a step axis.According to the workpiece shape can we establish positioning surface is cylindrical surface, therefore choose v-shaped blocks as its positioning components.Clamping choose when semicircle linking piece and two bolts of combination of clamping workpiece to the purpose.In according to its accuracy requirement determine drill template position, because the workpiece machining is phi 6.5 H9 pucker, so according to its accuracy requirement can choose fixed drilling sheath to guide tool for its hole processing.The connecting components with studs and bolts of its components of connection.Because be small batch production, here choose fixed drill modules, used to guarantee the workpiece machining accuracy.We design special jig to can satisfy the workpiece machining accuracy requirement, considering the reasonable positioning scheme, suitable dimension and tolerance and technical requirements, and through the necessary precision analysis in the aspects make this fixture simple and reasonable structure, convenient in processing, assembling, testing and maintenance.This fixture in use.it aspects to

operate, energy saving, safety, reliability, scraps discharge also convenient and, when necessary, set up scraps discharge structure.Through drilling fixture design manufacture, further consolidate and learn basic knowledge and knowledge to get comprehensively.Learn to access and collect technical data, by using computer aided design ability, establishing the correct design idea and the rigorous work style.Keywords: Fixed drilling sheath

positioning components processing precision

connected components

第一章 緒論

1.1鉆床的發展趨勢

鉆床系指主要用鉆頭在工件上加工孔的機床。通常鉆頭旋轉為主運動，鉆頭軸向移動為進給運動。鉆床結構簡單，加工精度相對較低，可鉆通孔、盲孔，更換非凡刀具，可擴、锪孔，鉸孔或進行攻絲等加工。鉆床可分為下列類型：

(1)臺式鉆床：可安放在作業臺上，主軸垂直布置的小型鉆床。

(2)立式鉆床：主軸箱和工作臺安置在立柱上，主軸垂直布置的鉆床。(3)搖臂鉆床：搖臂可繞立柱回轉、升降，通常主軸箱可在搖臂上作水平移動的鉆床。它適用于大件和不同方位孔的加工。

(4)銑鉆床：工作臺可縱橫向移動，鉆軸垂直布置，能進行銑削的鉆床。(5)深孔鉆床：使用特制深孔鉆頭，工件旋轉，鉆削深孔的鉆床。

(6)平端面中心孔鉆床：切削軸類端面和用中心鉆加工的中心孔鉆床。(7)臥式鉆床：主軸水平布置，主軸箱可垂直移動的鉆床

鉆床相關標準與其他金屬切削機床相關標準大體相同，其專用標準有：GB6477.4-86《金屬切削機床術語鉆床》，GB2815-89、JB/T5763-91《鉆床聯接尺寸標準》，GB9461-88、JB/Z108-89《搖臂鉆床參數及系列型譜標準》等，出口產品不得低于一等品。

主要生產廠家有：中捷友誼廠、沙市第一機床廠、寧夏大河機床廠、魯南機床廠、保定鉆床廠等。鉆床主要出口日本、東南亞、歐、美、非洲及港、澳等30余個國家及地區。

1.2鉆床夾具的概述

鉆床夾具：用干各種鉆床（鏜床組合機床）上的夾具，又稱鉆模，鏜模。主要目的保證孔的精度（位置）。要想對鉆床夾具有深刻的了解，就要先知道鉆床夾具的特點。1.2.1鉆床夾具的特點

在一般鉆床對工件進行空加工，多具一下特點: 首先是刀具本身的剛性比較差。鉆床上所加工的空多為小尺寸的孔，其工序內容不外乎鉆、擴、鉸、锪或攻螺紋等加工，所以，刀具直徑往往比較小，而軸向尺寸比較啊，刀具的剛性均較差。

其次是多刃刀的不對稱，易造成空的形位公差。鉆、擴、鉸等孔加工刀具，多為多刃刀具，當刀刃分布不對稱，或刀刃分布不對稱，或刀刃長度不等，會造成被加工孔的制造誤差，尤其是采用普通麻花鉆鉆孔，手工刃磨鉆頭所造成的兩側不對稱，極易造成被加工孔的孔位偏移、孔徑增大及孔軸線的彎曲和歪斜，嚴重影響孔的形狀、位置精度。

再有就是普通麻花鉆頭起鉆時，孔的精度極差。普通麻花鉆軸向尺寸大，結構剛性差，加上鉆心結構所形成的橫刃，破壞定心，使鉆尖運動布穩定，往往在起鉆過程造成較大的孔位誤差。在單件、小批量生產種中，往往要考操作工在起鉆過程中不斷地進行人工矯正控制孔位精度，而在大批生產中，則需依靠刀刃結構的改進和夾具對刀具的嚴格引導解決。

綜合以上孔加工特點，鉆床夾具的主要任務是解決好工件相對刀具的正確加工位置的嚴格控制問題。在大批量生產中，為有自傲解決鉆頭鉆孔的精度不穩定的問題，多直接設置帶有刀具引導的鉆模板，對鉆頭進行正確引導和對孔位進行強制性限制。尤其是對箱體、蓋板類工件的鉆孔，往往要同時有多支鉆頭一次性鉆出眾多的孔，為保證加工孔隙的位置精度，一定要通過一塊精確的模版，把多個孔位由引導限制好。這種用來正確引導鉆頭控制孔位精度的模版。專業化、高效生產中的鉆床夾具，通常具有較精確的鉆模版，以正確、快速地引導鉆頭控制孔位精度，這是鉆床夾具的最主要的特點。所以，習慣上又把鉆床夾具稱為鉆模。為防止鉆刃破壞鉆模板上引導孔的孔壁，多在引導孔中設置高硬度的鉆套，以維持鉆模板的孔系精度。

對鉆床夾具的類型要有一定的認知。1.2.2鉆床夾具的主要類型

鉆床加工中對不同的加工工件所選著的夾具體液是不同的。因此根據經驗人們總結了以下不同工件加工的主要夾具。它們主要是：

1.固定式：夾具與機床上位置固定不變，用于立鉆，搖臂鉆加工大件等 2.回轉式：用于同一圓周上的孔系加工。它包括立軸、臥軸和斜軸回轉三種基本型式。

3.移動式：鉆模移動，用于加工同一表面上的多個孔中小型工件

4、翻轉式：鉆模板轉動一定角度，用于加工不同表面上的孔，翻轉點力，5、蓋板式：沒有夾具體，模板蓋在工件上加工

6、滑柱式：升降鉆模板的通用可調夾具 根據不同工件的加工，因此我們也要對鉆模由工件的形狀和加工要求進行選擇。

1.2.3鉆模類型選擇

鉆模類型多，在設計時，要根據工件的形狀、重量、加工要求和批量來選型：被鉆孔徑>10mm，或加工精度較高時，宜用固定鉆模。不同表面上的孔，總G<100N，中、小型工件，宜用翻轉鉆模。當分布在不同心圓周上的孔系，總G<150N，宜用回轉式鉆模。當G>150N,宜用固定鉆模，在搖臂鉆加工，量大時用立鉆多軸加工。垂直度與孔間距要求不高時，用滑柱式鉆模。若加工大件上的小孔時，宜用蓋式鉆模。

為了提高鉆孔的精度，可以通過鉆套來來引導刀具的位置，保證孔加工的精度。但由于加工工件的量大小和孔位置特殊，所以鉆套也分為以下幾種。

1.3.4鉆套的選擇

鉆套和鉆模板是鉆床夾具的特殊元件。鉆套的作用是確定被加工孔的位置和引導刀具加工，鉆套裝配在模板上，用鉆套比不用鉆套可減少50%以上的誤 差。其結構尺寸已標準化：

1）固定鉆套：配合H7/n6,H7/r6,結構簡單，精度高，適用于單孔或小批生產。2）可換鉆套：H7/g5,H7/g6，間隙配合裝入襯套內，用螺釘固定

3）快換鉆套：配合H7/g5,H7/g6,結構與上述不同，不用固定螺釘便可更換。適用于加工多，更換不同孔經的鉆套。

上述鉆套標準化。還有一種特殊故鉆套。

4）特殊鉆套：適用于工件結構形狀和被加工孔的位置特殊

性，標準鉆套不滿足時用的鉆套。

鉆套的安裝也是非常重要的，因此鉆模板可以通過合理的設計將鉆套定位安裝，從而保證孔的加工位置。鉆模板通常裝配在夾具體或支架上，或與夾具上的其它元件相連接。常見的有如下幾種類型： 1.3.5鉆模板類型

A固定式鉆模板：鉆模板和夾具體或支架是用固定方法相連接，一般采用兩個圓錐銷和螺釘裝配連接；對于簡單的結構也可采用整體的鑄造或焊接結構。

B鉸鏈式鉆模板： 當鉆模板妨礙工件裝卸等工作時，可用活動鉸鏈把鉆模板與夾具體相連接。

C可卸式鉆模板

D懸掛式鉆模板： 在立式鉆床上采用多軸傳動頭進行平行孔系加工時，所用的鉆模板就連接在傳動箱上，并隨機床主軸往復移動。這種鉆模板簡稱為懸掛式鉆模板

第二章 鉆床夾具的設計過程

2.1工件本工序的加工要求分析

圖2—1所示為工件圖樣

圖2-1 工件圖

2.1.1 零件本工序的加工要求分析

圖1所示該零件屬于軸類零件，結構比較簡單。

鉆φ6.5H9孔

本工序前已加工的表面有：(1)外徑φ18H7及兩端面；

(2)外徑φ24g6及兩端面。

本工序使用機床為 Z5125立鉆。刀具為通用標準工具。

2.2鉆床夾具的設計原理

2.2.1圖2.2-1為按本工件設計的鉆床夾具的原理圖：

圖2.2-1 鉆床夾具原理圖

1.螺釘M6X40 2.螺釘M4x30 3.螺母M4 4.雙頭螺栓M4 5.橡膠墊圈

6.半圓壓板 7.固定鉆套 8.鉆模板 9.V形塊

2.2.2擬定夾具的設計方案(1)確定夾具的類型

各類機床夾具均有多種不同的類型。鉆床有固定式鉆模、翻轉式鉆模、蓋板式鉆模和滑板式鉆模等。

在立式鉆床上加工直徑不大于10mm的單孔或搖臂鉆床上加工較大的平行孔系，或鉆模重量超過15kg時，因鉆穴扭矩較大以及人力移動費力，故鉆模需固定在鉆床上。這中加工一批工件時位置固定不動的鉆模，成為固定式鉆模。若結構上無獨特的特點，則成為固定普通鉆模。

在立式鉆床上安裝固定式鉆模時，先安裝在主軸上的刀具或心軸伸入鉆套中，使鉆模處于正確的位置，然后將其筋骨。因此這類鉆模加工精度比較高。

因為工件是一個階梯軸的圓柱體，本工序所加工的?6.5H9單孔，單孔的位置在工件外徑?18g6的圓周上，單孔貫穿工件的軸線并與軸線垂直。因為加工孔徑不，大工件重量輕、輪廓尺寸以及生產量為小批生產等原因，所以采用固定式鉆模。

（2）擬定定位方案和定位元件的選擇

1.定位元件

根據工件的特點其定位方案有兩個：

1）圖2.2-2為工件以較長圓柱面?18g6在夾具長套筒中定位，長定位套對工

?件提供了四點約束X??、Y、X?、Y，消除了兩個移動不定度和兩個轉動不定

?度。定位為擋銷限制一個自由度Z，所以符合工件的定位要求。

2）工序基準為端面B及Φ24H7圓柱直線的軸線，按基準重合原則，選B面及Φ24H7圓柱為定位基準。定位方案如圖2.2-3所示，長V形塊與軸類工件成兩條直線或四點接觸，提供四點約束，消除兩個移動不定度和兩個轉動自由度?X??、Y、X???????、Y，半圓壓板限制四個自由度X、Z、Y、Z，故重復限制X、Y兩個自由度。但由于Φ24.5H7圓柱的軸線與B面垂直度δ⊥=0.02mm,兩者相等，Φ24.5H7（Φ24.5+0.020 0mm）和直徑Φ24.5f6（Φ24.5-0.020-0.033mm）的最小配合間隙Xmin=0.02mm,兩者相等，滿足δ⊥

因為第一定位方案定位往往不太穩定工件外圓柱直徑誤差較大時，與定位套成單方向線接觸，定位精度及定位質量很低。第二定位方案其結構簡單，定位穩定、可靠，對中性好，可以得到良好的定位效果。因此選用第二方案對工件進行定位。

2.定位元件的選定

由工件可知其以外圓柱面作為定位表面，根據工件圓柱面的的完整程度及安裝要求，夾具可以設置V形塊、定位套、半圓套、外撥頂尖及各類自動定心裝置等定位元件為工件提供空間位置依據。

V形塊既能用于精定位基面，又能用于粗定位基面；能用于完整的圓柱面，也能用于局部圓柱面；而且具有對中性（使工件的定位基準總處在V形塊的兩限位基面的對稱面內），活動V形塊還可兼作夾緊元件。因此，當工件以外圓柱表面定位時，V形塊是用的最多的定位元件。

定位套其內孔軸線是限位基準，內孔是限位基面。為了限制工件的沿軸向的自由度，常與端面聯合定位。用端面作為主要限位面時，應控制套的長度，以免夾緊時工件產生的不允許的變形。定位套結構簡單、容易制造，但定心精度不高，故只適用于精定位基面。

半圓套有兩部分，下面的半圓套是定位元件，上面的半圓套起夾緊作用。這種定位方式主要用于大型軸類零件及不便于軸向裝夾的零件。定位基面的精度不低于IT8-IT9,半圓套的最小直徑應取工件定位基面的最大直徑。

綜上所訴，要加工的工件為以完整的圓柱面作為定位，需加工的孔在工件的軸線上。V形塊對中性好，能使工件的定位基準軸線在V形塊兩斜面的對稱平面上，而不受定位基準直徑誤差的影響，并且安裝方便。可用于粗、精基準。

因此，采用V形塊作為其定位元件。（3）確定夾緊方案

常用的夾緊機構有斜楔夾緊、螺旋夾緊、偏心夾緊、鉸鏈夾緊等。

參考夾具資料，采用M4x20螺釘、橡膠墊圈、V形塊和半圓壓板以工件外圓柱表面為定位基準。把夾緊性能優良的螺旋與結構簡單、靈活的各類壓板相組合，可以得到較為理想的螺旋壓板組合夾緊機構。有一些較典型的螺旋壓板組合機

構。這些結構靈活的壓板，都克服了螺旋夾緊動作較慢的缺點，使整個機構裝夾的效率得以提高。所以，在實際中廣泛應用。螺旋壓板組合得到廣泛的應用。螺旋壓板組合機構是螺旋夾緊中又能夠用最為普及的一個大類。因此為了考慮經濟性和效率快捷，由于工件批量小，宜適簡單的手動夾緊裝置。因此采用螺旋夾緊機構，使工件裝卸迅速、方便。

由于工件批量小，以用簡單的會手動夾緊裝置。加工工件為階梯軸，而且兩端長度大小不同，應選用較長的一端作為定位面，其定位基準面是V形塊，為了加工方便所以夾緊力應指向φ18的圓柱面，所以采用帶橡膠墊圈的夾緊的螺旋機構機構。以半圓壓板作為其夾緊件，兩螺柱對其進行夾緊、定位，使工件能有更高的定位精度和加工精度。本工件的夾緊裝置如圖2.2-4所示：

（4）確定引導元件

圖2.2-4 半圓壓板螺旋夾緊機構

鉆套和鉆模板是鉆床夾具的特殊元件。鉆套的作用是確定被加工孔的位置和引導刀具加工，鉆套裝配在模板上，用鉆套比不用鉆套可減少50%以上的誤 差。其結構尺寸已標準化

1）固定鉆套：配合H7/n6,H7/r6,結構簡單，精度高，適用于單孔或小批生產。

2）可換鉆套：H7/g5,H7/g6，間隙配合裝入襯套內，用螺釘固定

3）快換鉆套：配合H7/g5,H7/g6,結構與上述不同，不用固定螺釘便可更換。適用于加工多，更換不同孔經的鉆套。

上述鉆套標準化。

4）特殊鉆套：適用于工件結構形狀和被加工孔的位置特殊

性，標準鉆套不滿足時用的鉆套。

加長鉆套

斜面鉆套

小孔距鉆套

可定位、夾緊鉆套

為能迅速、準確的確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具上都應該設置引導刀具的元件——鉆套。鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體連接，鉆套與工件之間留有排屑空間，如圖2—7b所示。因工件批量小又是單一鉆孔工序，所以此處選用固定鉆套。

第三章

3.1定位元件

由工件可知其以外圓柱面作為定位表面，根據工件圓柱面的的完整程度及安裝要求，夾具可以設置V形塊、定位套、外撥頂尖及各類自動定心裝置等定位元件為工件提供空間位置依據。此處選用V形塊作為定位元件（1）V形塊的應用特點

在外圓柱面定位元件中，各類V形塊可能是應用最為廣泛的一類元件，其結構簡單，定位穩定、可靠，對中性好，不論是局部圓柱面還是完整圓柱體，利用V形塊或V形結構都可以得到良好的定位安裝效果。

由于V形塊定位同時利用成角度的兩個斜面來約束工件，所以，參加定位的工件圓柱面的曲率中心始終被包含在V形塊的對稱中心平面內。當工件以圓柱體在V形塊上定為時，工件軸線始終處在V形塊的對稱中心平面內，習慣上稱為工件的據中性或對中性。所以，在需要較嚴格對稱加工要求的銑、鉆工序中，廣泛應用各種V形塊來作定位元件。（2）常用V形塊結構及其應用

常用V形塊的結構情況，其中單V形塊，用于較短工件的定位；雙V形塊結構，用于較長工件兩端或斷續圓柱軸頸的定位；當工件結構較大、軸向尺寸較長時，也可采用鑲塊結構。圖3.1-1為V形塊定位的應用，其圖3.1-表明工件在V形塊定位座中良好的對中性。

圖3.1-1

（3）V形塊標準

常用的V形塊兩工作面斜面夾角一般是60°、90°、120°三種，其中90°地 V形塊應用最多，其結構及規格尺寸已標準化。其標準代號為JB/T8018-199

5《V形塊》如表3.1-1所示。

表3.1-1 V形塊標準規格尺寸

（4）V形塊的定位高度

標準V形塊的規格一V形槽開口N來劃分，見圖4由于同一尺寸N的V形塊，適應于不同軸頸d的工件的定位，如：槽寬N為18mm的V形塊，適合于直徑15-20mm的工件定位，所以對于不同直徑工件的定位，同一V形塊將有不同的工件中心高（或稱工件的軸線的高度）T值，故具體的T值按

T = H + 0.707d – 0.5N

來計算。

根據以上所述，本課題設計的工件的T值由上表2-1-23中N=18mm一行中的參數可計算出

T = H + 0.707d – 0.5N

= 16 + 0.707 * 5 – 0.5 * 18 =10.5（mm）

圖3.1-2 V形塊

（5）定位誤差△D 2）基準不重和誤差

有前面V形塊定位標準介紹可知，以V形塊定位的理想定位基準要素為V形塊標準檢驗工件圓柱的軸線。當工件以實際外圓柱表面在V形塊上定位時，其基準要素為軸線。鉆孔的位置以及尺寸給出，則其尺寸H1的工序基準與工序基準重合，基準補充和誤差為零：

△B=0 2）基準位置誤差△B 圖3.1-3中夾具的安裝基準面是V形塊，在安裝時前基準過誤差為△MN

圖3.1-3 V形塊基準位置誤差

由于工件定位外圓柱面的直徑誤差，是整批工件在同一V形塊上定位時，其軸線位置A`點將在V形塊對稱中心面內上下滑動。形成了軸心的基本誤差△MN。

顯然，此項誤差最大值應以整批工件定位軸頸的與最小直徑作為計算依據。即當工件以最大極限尺寸直徑dmax軸頸在V形塊中定位時，其軸線位置A應處于上述變動范圍的最高點，見圖3.1-3所示，當工件以最小極限尺寸dmax軸頸向定位時，其軸線位置A`應為變動范圍最低點。則基準誤差的最大值△MN由圖可知：

△MN = A`A D△d）=------------------2 * sin a

△d =-------------------2 * sin a

式中 △d —— 定位軸頸直徑誤差 A —— V形塊兩工作面夾角

當工件定位軸頸的直徑公差為Td時，整批工件定位的基準位置誤差最大值△MN為：

Td △MN =-------------------2 * sin a

對于90°角V形塊：

a = 90°

△MN = 0.707 Td 式中 Td —— 工件定位軸頸直徑公差

△MN = 0.707 Td = 0.707.0.06 = 0.042（mm）

△D = △A + △MN = 0 + 0.042 = 0.042（mm）定位誤差的結論：

1）定位誤差只產生于采用調整法加工一批工件的情況下，若單件或批量工件逐個試切加工者不存在定位誤差。

2）定位誤差是由于工件定位不準確而產生的加工誤差。

3）表現形式：工序基準相對加工表面在加工尺寸方向可能產生的最大尺寸或位置的變動。

4）產生原因：基準不重合；工件的定位基準面制造誤差、定位元件制造誤差、工件基面與定位元件間的配合間隙及基準不重合誤差。

5）定位誤差由基準不重合誤差和基準位移（位置）誤差兩部分組成，但二者不一定同時存在。

6）定位誤差的計算可以按照定位誤差的定義進行計算，也可以按定位誤差的組成注意分析計算。

提高工件定位精度的措施：消除或減少基準不重合誤差；要正確選擇定位基準；經可能與工序基準重合；消除或減少基準位移誤差。

1）選擇精度高、位置誤差小的表面為定位基準，尤其是組合定位中的第一基準，位置誤差要小；

2）選用基準位置誤差小的定位元件，提高定位元件間的位置精度；

3）提高工件定位表面與定位元件的配合精度，將銷或消除配合間隙來減小基準位移誤差。

3.2 確定引導元件(鉆套的類型及結構尺寸)

為能迅速、準確的確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具上都應該設置引導刀具的元件——鉆套。鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體連接，鉆套與工件之間留有排屑空間，如圖3.2-1所示。因工件批量小又是單一鉆孔工序，所以此處選用固定鉆套。

圖3.2-1 固定鉆套

主要尺寸有《機床夾具零、部件》國家標準GB/T2262-91選取鉆孔時如表3.2-1

表3.2-1 固定鉆套標準尺寸

1.鉆套的尺寸、公差配合的選擇

鉆套內徑基本尺寸=引導刀具的最大極限尺寸

1）鉆套內徑基本尺寸：鉆頭、擴孔鉆，鉸刀是標準化定尺寸刀具，所以內徑刀與刀具按基軸制選。鉆套與刀具之間按一定的間隙配合，以防刀具使用時咬孔或長使一般根據刀具精度選套孔的公差：鉆（擴孔）選F7，粗鉸 G7，精鉸G6。若引導的是刀具導柱部分不是切削部分，可按孔制選取：H7/f7，,H7/g6，,H6/g5等。

2）鉆套高度H：

H=（1~3）D 斜孔 H=（4~6）D H過長，磨損嚴重由

表1.5-1可查得： 鉆套高度H取20mm 3）排屑空間：h措鉆套底部與工件表面之間的空間。h過大要引偏，過小不能排屑.鑄鐵：S=（0.3~0.7）D 小孔取小值 鋼： S=(0.7~1.5)D 大孔取大值 斜孔：S=（0~0.2）D 所以排屑空間h為 30mm 4）材料：

性能要求：高硬度，耐磨

常用材料：T10A T12A CrMn 或20滲碳淬火 D≤10mm CrMn D<25mm T10A T12A HRC58~64 D≥25mm 20滲碳淬火 HRC58~64 因此，本處采用材料T10A,熱處理:T10A HRC58~64。因鉆孔φ6.5H9；由表1.5-1可查得： 鉆套內徑為φ6.5F7； 外徑為φ12D6； 麻花鉆選用φ6.5f6 鉆套軸線對基面的垂直度允差為0.02mm 3.3夾緊方案

參考夾具資料，采用M4x20螺釘、橡膠墊圈、V形塊和半圓壓板以工件外圓柱表面為定位基準。把夾緊性能優良的螺旋與結構簡單、靈活的各類壓板相組合，可以得到較為理想的螺旋壓板組合夾緊機構。有些較典型的螺旋壓板組合機構。這些結構靈活的壓板，都克服了螺旋夾緊動作較慢的缺點，使整個機構裝夾的效率得以提高。所以，在實際中廣泛應用。螺旋壓板組合得到廣泛的應用。螺旋壓板組合機構是螺旋夾緊中又能夠用最為普及的一個大類。因此為了考慮經濟性和效率快捷，由于工件批量小，宜適簡單的手動夾緊裝置。因此采用螺旋夾緊機構，使工件裝卸迅速、方便。

圖3.3-1半圓壓板螺旋夾緊機構

3.4連接元件

連接元件就是確定夾具在機床上正確的位置元件。連接元件主要起定位和連接作用，其種類有螺栓連結、螺柱連接和銷連接等。這里主要選用螺釘和雙頭螺柱連接。1.螺釘連接

圖3.4-1 螺釘

表3.4-1 螺釘標準尺寸

根據各部件的相應尺寸，螺釘選用M4的尺寸對V形塊和鉆模版進行連接。由表3.4-1可知：

螺釘L在5-40mm，這里L選用30mm，其它尺寸如表3.4-1所示。當對鉆模板和V形塊廉潔時，選用螺釘M6。： 由表3.4-1可知：

螺釘L在6-50mm，這里L選用40mm，其它尺寸如表3.4-1所示。2.雙頭螺柱

3.5對刀誤差

因刀具相對于對刀或導元件的位置不精確而造成的加工誤差，稱為對刀誤差。如圖3.5-1中鉆頭于鉆套見的間隙會引起鉆頭的位移或傾斜，造成加工誤差。

刀具與鉆套的最大配合間隙Xmax的存在會引起刀具的偏斜，將導致加工孔的偏移量X2。

用鉆模加工時，被加工孔的位置精度主要受定位誤差△D和導向誤差△T的影響。鉆模上的導向裝置對定位元件的位置不準確，將導致刀具位置發生變化，由此而造成的加工尺寸誤差△T即為導向誤差。主要包括：

B------工件厚度 H------鉆套厚度

h------排屑空間的高度

X3?

x2?H??B?h??H?2?

圖3.5-1 對刀誤差

H

B + h + 2 X3 =-------------------X2 H

18 + 21.22 + 2 =

X 0.052

= 0.127mm

工件厚度大時，按X2計算對到誤差；；△T = X3； 工件薄時，按X2對刀誤差；△T =X2。

實踐證明，用鉆模鉆孔時，加工孔德偏移量遠小于上述理論數值。因加工孔的孔徑D`大于鉆頭直徑d，由于鉆套孔徑的約束，一般情況下D`= D，即加工孔中心實際上與鉆套重合，因此△T 趨近于零。

因為夾具在機床上安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。

結 論

這次課程設計給我們提供了一個應用自己所學知識的機會，從到圖書館查找資料到對夾具精度分析與計算和運用CAD畫出夾具零件圖到最后夾具總圖的成型。都對我

所學的知識進行了檢驗。可以說，本次課程設計有苦也有甜。設計思路是最重要的，只要你的設計思路是成功的，那你的設計已經成功了一半。因此我們應該在設計前做好充分的準備，像查找詳細的資料，為我們設計的成功打下堅實的基礎。制作過程是一個考驗人耐心的過程，不能有絲毫的急躁，馬虎，要心平氣合的一步一步來。

總體來說，通過這次設計我受益匪淺。在摸索該如何畫出夾具零件圖時的過程中，也特別有趣，培養了我的設計思維，增加了實際操作能力。在讓我體會到了搞設計艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。發現和解決問題對于我而言，既增長了專業知識，又學會了另外一種考慮問題的新視角，使我受益非淺。我相信，通過這次的畢業設計，我所學到的東西將伴隨著我在以后的人生道路上越走越遠。

致 謝

時間轉瞬即過，一眨眼，我便要踏入社會的大家庭。大學四年里，我與學校建立了很深的感情。學校給了我很大的培養，他使我不斷地成熟、長大。對于這次的畢業設計，能夠完成，不單是自己的努力，在我遇到技術問題不能解決的時候，我的指導教師婁老師都能給予我耐心的指導，讓我在迷霧之中豁然開朗；我設計中細小的錯誤以及粗心的地方，我的林老師都能給我指出，這種一絲不茍的精神深深地感動了我，在此，我對我的指導老師表示深深的感謝。其次不得不感謝我的同學，他們在本次設計中也給了我不少的幫助。而校圖書館、CAD機房給我們提供了大量的做設計所必需的文獻、資料以及做設計的場所，使我最終能完成本次畢業設計，在此表示感謝！

參考文獻

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第四篇：夾具畢業設計說明書

前 言

畢業設計是學生在學校完成了大學四年的全部課程，并在進行了生產實習的基礎上進行的一個教學環節，也是學生在校學習階段的最后一個重要的教學環節，是完成工程師基本訓練的一個必不可少的過程。通過畢業設計培養學生綜合運用所學知識獨立解決本專業一般工程技術問題的能力，樹立正確的設計思想和工作作風。

畢業設計是在畢業實習的基礎上進行的，根據自己的設計課題，在畢業實習期間認真調查研究、搜索資料。

本次設計是提高CA6140車床上撥叉的加工效率，設計正確的加工工藝路線，以及某道工序的夾具。這次設計涉及到機床，機械加工工藝，工裝夾具等機制專業的幾乎所有的專業基礎知識。是一次全面地，系統地檢查自己在大學期間對專業知識學習的情況，在整個設計過程中做到嚴謹認真，一絲不茍的精神，盡量使自己的設計達到理想的水平，通過獨立的查找資料，分析，計算完成方案設計，圖紙設計和編寫技術文件等，設計了這套比較完整的加工工藝路線，使自己對機制專業有了更深刻的認識。

由于時間短促，經驗不足以及水平有限，本次設計難免許多不妥和錯誤之處，敬請批評指正，以便及時改正。

1.零件分析

1.1 零件的作用

題所給的是CA6140車床上的撥叉，它位于車床變速機構中，主要起換擋作用，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩。零件上方的Φ20mm的孔與操作機構相連，下方的Ф50mm的半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸，通過上方的力撥動下方的齒輪變速，兩零件鑄造為一體，加工時分開。

1.2 零件的工藝分析

CA6140車床上的撥叉共有兩處加工表面。其間有一定的位置要求，分述如下： 1.2.1 以Ф20mm為中心的加工表面

這一組加工表面包括：Ф20mm的孔，以及其上下表面，孔壁上有一個裝配時要鉆鉸的Ф8mm的錐孔，一個M6的螺紋孔，和一個缺口。1.2.2 以Ф50mm為中心的加工表面

這一組加工表面包括：Ф50mm的孔，以及其上、下端面； 這兩組表面有一定的位置要求；

（1）Ф50mm的孔的上、下表面與Ф20的孔的垂直度誤差為0.07mm。（2）Ф20mm的孔的上、下表面與Ф20的孔的垂直度誤差為0.05mm。

（3）Ф50mm、Ф20mm的孔的上、下表面以及Ф50mm的孔的內表面的粗糙度誤差為3.2um。

（4）Ф20mm的孔的內表面的粗糙度誤差為1.6um，精度為IT7。

2.工藝規程設計

2.1 毛坯的制造形式

零件材料為HT200，考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，故

選

擇

鑄

件

毛

坯。

圖一 毛坯圖

2.2 基準面的選擇

2.2.1 粗基準的選擇 對零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準，而對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，根據這個基準原則，現取Ф20mm的孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩個短V形塊支承兩個Ф20mm孔的外輪廓作主要定位面，以消除3個自由度，再用一個支承板支撐在Ф72mm的上表面，以消除3個自由度。

2.2.2 精基準的選擇 主要應考慮基準重合問題。當設計基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。

2.3 制定工藝路線

制定工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為中批生產的條件下，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率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。

1、工藝路線方案一：

工序一：退火

工序二：粗、精銑Ф20 mm、Ф50 mm的下表面，保證其粗糙度為3.2 um 工序三：以Ф20 mm的下表面為精基準，粗、精銑Ф20 mm的孔的上表面，保證其粗糙度為3.2 um,其上、下表面尺寸為30mm，工序四：以Ф20 mm 的下表面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸Ф20 mm的孔，保證其內表面粗糙度為1.6 um，垂直度誤差不超過0.05mm 工序五：以Ф20 mm的下表面為精基準，粗、半精鏜Ф50 mm的孔，保證其內表面粗糙度為3.2 um 工序六；以Ф20 mm的下表面為精基準，粗、精銑Ф50 mm的上表面，保證其與孔的垂直度誤差不超過0.07mm，其上、下表面尺寸為12mm 工序七：銑斷

工序八：以Ф20 mm的孔為精基準，鉆Ф8 mm的錐孔的一半Ф4 mm，裝配時鉆鉸

工序九：以Ф20mm的孔為精基準，鉆Ф5mm的孔，攻M6的螺紋

工序十：以Ф20 mm的孔為精基準，銑缺口，保證其粗糙度為12.5um 工序十一：檢查

上面的工序可以是中批生產，但是其效率不高，并且工序四中的鉆孔方法在鉆孔是可能會偏離中心。經綜合考慮，采用下面的方案二。

工藝路線方案二：

工序一；退火

工序二：粗、精銑Ф20 mm、Ф50 mm的下表面，保證其粗糙度為3.2 um 工序三：以Ф20 mm的下表面為精基準，粗、精銑Ф20 mm、Ф50 mm的孔的上表面，保證其粗糙度為3.2 um，Ф20 mm的上、下表面尺寸為30mm，Ф50 mm的上、下表面尺寸為12mm 工序四：以Ф20 mm 的下表面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸Ф2 0 mm的孔，保證其內表面粗糙度為1.6 um，垂直度誤差不超過0.05 mm 工序五：以Ф20 mm 的下表面為精基準，粗、半精鏜Ф50 mm的孔，保證其

內表面粗糙度為3.2 um 工序六：銑斷

工序七：以Ф20 mm的孔為精基準，鉆Ф8 mm的錐孔的一半Ф4 mm，裝配時鉆鉸

工序八：以Ф20 mm的孔為精基準，鉆Ф5 mm的孔，攻M6的螺紋

工序九：以Ф20 mm的孔為精基準，銑缺口，保證其粗糙度為12.5 um 工序十：檢查

2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定

“CA6140車床撥叉”零件的材料為HT200硬度為190~210HB，毛坯重量為2.2Kg,生產類型為中批量，鑄件毛坯。又由<<機械制造工藝設計簡明手冊>>（以下稱〈〈工藝手冊〉〉表1.3-1查得毛坯的制造方法采用殼模鑄造級，表2.2-4查得加工余量等級為G級，選取尺寸公差等級為CT10。

根據以上資料及路線，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯如下：

1、延軸線方向長度方向的加工余量及公差（Ф20mm、Ф50mm端面）查《工藝手冊》表2.2~4取Ф20mm、Ф50mm端面長度余量為2.5mm(均為雙邊加工)。銑削加工余量為：a)粗銑：1.5mm b)精銑：1mm 毛坯尺寸及公差為：（35土0.3）mm（17土0.25）mm

2、內孔（Ф50mm已鑄成孔）查《工藝手冊》表2.2~2.5，取Ф50mm已鑄成長度余量為3mm，即已鑄成孔Ф44mm。

鏜削加工余量為：a)粗鏜：2mm b)半精鏜：1mm

0.50毛坯尺寸及公差為：（48土0.3）mm（50??0.25）mm

3、其他尺寸直接鑄造得到。

2.5 確定切削用量及基本工時

2.5.1 工序二：粗、精銑孔Ф20mm、Ф50mm的下表面

（1）加工條件

工件材料：HT200。бb=0.16GPa HBS=190~210，鑄件 機床：XA5032立式銑床

刀具；W18Cr4V硬質合金端銑刀

W18Cr4V硬質合金端銑刀，牌號為YG6，由《切削用量簡明手冊》〉后稱《切削手冊》表3.1查得銑削寬度ae<=60mm,深度ap<=4,齒數Z=10時，取刀具直徑do=80mm。又由《切削

o手冊》表3.2選擇刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角a’o=8,刀齒斜角λs=-10,主刃Kr=60o,過渡刃Krε=30o,副刃Kr’=5o,過渡刃寬bε=1mm

(2)切削用量

1）粗銑Ф20mm的下表面

a)切削深度 因切削用量較小，故可以選擇ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需尺寸。b)每齒進給量：由《切削手冊》表3.30可知機床的功為7.5KW，查《切削手冊》表3.5可得f=0.14~0.24mm/z,由于是對稱銑，選較小量f=0.14mm/z c)查后刀面最大磨損及壽命

查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為（1.0~1.5）mm 查《切削手冊》表3.8, 壽命T=180min d)計算切削速度 按《切削手冊》表3.27中的公式：

vc?cvdoqvkmprv

Tapxvfzyvuvaez也可以由表3.16查得vc=98mm/s n=439r/min vf =490mm/s 又根據XA5032銑床參數，選 n=475r/min vf =600mm/s，則實際的切削速度為：

?doncvc?

1000

即vc=3.14?80?475=119.3m/min,實際進給量為：

1000fzv?即fzv=

vfcncz

600=0.13mm/z 475?10e)校驗機床功率 查《切削手冊》表3.24，Pcc=1.1KW,而機床所提供的功率Pcm為1.7KW，所以Pcm> Pcc,故校驗合格。

最終確定ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/min vc=119.3m/min fz=0.13mm/z f)計算基本工時

tm?L Vf公式中： L=l+y+Δ；根據《切削手冊》表3.26，可得 l+Δ=12mm,所以L=l+y+Δ=32+12=44mm 故 tm=44/600=0.073min 2)粗銑Ф50mm的下表面

a)銑削Ф50mm的下表面與銑削Ф20mm的下表面的相關參數及其用量等都相同。即

ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/s vc=119.3m/min fz=0.13mm/z b)計算基本工時

tm?L Vf公式中： L=l+y+Δ；根據《切削手冊》表3.26，可得 l+Δ=0所以L=l+y+Δ=72mm 故 tm=72/600=0.12min 3)精銑孔Ф20mm的下表面

a)切削深度 因切削用量較小，故可以選擇ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需尺寸 b)每齒進給量：由《切削手冊》表3.30可知機床的功為7.5KW，查《切削手冊》表3.5可得f=0.5~0.7mm/r，由于是對稱銑，選較小量f=0.7mm/r c)查后刀面最大磨損及壽命

查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為（1.0~1.5）mm 查《切削手冊》表3.8, 壽命T=180min d)計算切削速度 按《切削手冊》表3.27中的公式：

cvdoqvvc?mkprv

Tapxvfzyvuvaez也可以由表3.16查得vc=124mm/s vf =395mm/min n=494r/min,根據XA5032銑床參數，選 n=475r/min vf =375mm/min , 則實際的切削速度為

?doncvc?

10003.14?80?475所以vc==119.3m/min,實際進給量

1000fzv?所以fzv= 375=0.08mm/z 475?10vfcncz

e)校驗機床功率 查《切削手冊》表3.24，Pcc=1.1KW,而機床所提供的功率Pcm為1.7KW，所以Pcm> Pcc,故校驗合格。

最終確定ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/min f)計算基本工時

tm?L Vf6

公式中： L=l+y+Δ；根據《切削手冊》表3.26，可得 l+Δ=80mm, 所以L=l+y+Δ=32+80=112mm 故 tm=112/375=0.3min 2)精銑Ф50mm的下表面

a)銑削Ф50mm的下表面與銑削Ф20mm的下表面的相關參數及其用量等都相同。即 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/m b)計算基本工時

tm?L Vf公式中： L=l+y+Δ；根據〈〈切削手冊〉〉表3.26，可得 l+Δ=80mm所以L=l+y+Δ=72+80=152mm 故 tm?L=152/375=0.405min Vf2.5.2 工序三：粗、精銑孔Ф20mm、Ф50mm的上表面

本工序的切削用量及基本工時與工序一中的粗、精銑孔Ф20mm、Ф50mm的下表面相同。

2.5.3 工序四：鉆、擴、鉸、精鉸Ф20mm的孔

（一）鉆Ф18mm的孔（1）加工條件

工藝要求：孔徑d=18mm, 孔深l=30mm,通孔，用乳化液冷卻

機床 ：Z535型立式鉆床

刀具 ：高速鋼麻花鉆頭

選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑do=18mm,鉆頭幾何形狀為：由《切削手冊》表2.1及表2.2 選修磨橫刃，β=28o αo=10o 2Φ=118o 2Φ1=70o bε=3.5mm b=2mm l=4mm(2)切削用量 1)決定進給量f a)、按加工要求決定進給量 根據《切削手冊》表2.7，當鑄鐵的強度 бb<=200HBS do=18mm時，f=0.70~0.86mm/r 由于L/d=30/18=1.67<3,故取修正系數K=1 所以 f=(0.70~0.86)x1=(0.70~0.86)mm/r b)按鉆頭強度決定進給量 根據表2.8，當бb=190MPa,do=18mm,鉆頭強度允許的進給量f=1.6mm/r c)按機床進給機構強度決定進給量 根據表2.9，當бb??210MPa,do??20.5mm,機床進

給機構允許的軸向力為11760N（Z535鉆床允許的軸向力為15696N（見《工藝設計手冊》表4.2-14）時，進給量為1.5mm/r。

從以上三個進給量比較可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值為f=0.70~0.86mm/r，根據Z535鉆床說明書，選f=0.80mm/r（見《工藝設計手冊》表4.2-16），又由《切削手冊》表2.19可以查出鉆孔時的軸向力，當f=0.80mm/r do<=21mm時，軸向力Ff=7260N 軸向力的修正系數為1.0，故Ff=7260N 根據Z535鉆床說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力為Fmax=15696N，由于Ff

由《切削手冊》表2.12，當do<=18 mm時，鉆頭后刀面最大磨鈍量取為（0.5~0.8）mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由《切削手冊》表2.15可知f=0.80mm/r時，雙修磨橫刃的鉆頭，do=18 mm時，Vt=17m/min 切削速度的修正系數由《切削手冊》表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85 所以 V=VtxKv=17x1.0x1.0x1.0x0.85=14.4m/min

n?1000V ?do

1000?14.4=255r/min 3.14?18根據Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=275r/min(見《工藝設計手冊》表4.2-15)所以n=4）檢驗機床扭轉及功率

根據《切削手冊》表2.21，當f<=0.8mm/r，do<=19 mm時 Mc=51.99N.m, 根據Z535鉆床說明書,當nc=275r/min，Mm> Mc

又根據《切削手冊》表2.23，當бb=(170~213)MPa

do<=20mm f<=0.9mm/r vc<=17.4m/min時 Pc=1.7KW 根據Z535鉆床說明書, Pc

tm?L nf8

L=l+y+Δ 由《切削手冊》表2.29查得y+Δ=9mm 30?9故 tm?=0.18min 275?0.8

（二）擴Ф19.8mm的孔（1）加工條件

工藝要求：孔徑d=19.8mm, 孔深l=30mm,通孔，用乳化液冷卻

機床 ：Z535型立式鉆床

刀具 ：高速鋼擴孔鉆頭

選擇高速鋼擴孔鉆頭，其直徑do=19.8mm,鉆頭幾何形狀為：由《切削手冊》表2.5 ro=18o ao=10o kr=60o krε=30o β=15o ba1=1mm(2)切削用量 1)決定進給量f a)、按加工要求決定進給量 根據《切削手冊》表2.10，當鑄鐵的強度 бb?200HBS

do=19.8mm時，f=(0.9~1.1)mm/r 由于L/d=30/19.8=1.52 因擴孔之后還須鉸孔，故取修正系數K=0.7 所以 f=(0.9~1.1)x0.7=(0.63~0.77)mm/r b)按鉆頭強度決定進給量 根據表2.8，當бb=190MPa,do=19.8mm,鉆頭強度允許的進給量f=1.75mm/r c)按機床進給機構強度決定進給量 根據表2.9，當бb??210MPa,do??20.5mm,機床進給機構允許的軸向力為11760N（Z535鉆床允許的軸向力為15696N（見《工藝設計手冊》表4.2-14）時，進給量為1.5mm/r。

從以上三個進給量比較可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值為f=（0.63~0.77）mm/r，根據Z535鉆床說明書，選f=0.64mm/r（見《工藝設計手冊》表4.2-16），又由《切削手冊》表2.19可以查出鉆孔時的軸向力，當f=0.64mm/r do<=21mm時，軸向力Ff=6080N 軸向力的修正系數為1.0，故Ff=6080N 根據Z535鉆床說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力為Fmax=15696N，由于Ff

由《切削手冊》表2.12，當do<=19.8 mm時，鉆頭后刀面最大磨鈍量取為（0.6~0.9）mm,壽命T=30min 3)決定切削速度 由《切削手冊》表2.30中的公式：

cvdozvvc?mxvTapfyvkv

可知f=0.64mm/r時，do=19.8 mm時，Vt=27m/min 切削速度的修正系數由《切削手冊》表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85 所以 V=VtxKv=27x1.0x1.0x1.0x0.85=23m/min

n?1000V ?do?n=1000?23=370r/min 3.14?19.8根據Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=375r/min(見《工藝設計手冊》表4.2-15)4）檢驗機床扭轉及功率

根據《切削手冊》表2.21，當f<=0.8mm/r，do<=21 mm時 Mc=73.57N.m, 根據Z535鉆床說明書,當nc=375r/min，Mm> Mc

又根據《切削手冊》表2.23，當бb=(170~213)MPa do<=20mm f<=0.75mm/r vc<=20m/min時 Pc=1.7KW 根據Z535鉆床說明書, Pc

tm? L=l+y+Δ 由《切削手冊》表2.29查得y+Δ=10mm 30?10故 tm?=0.13min 375?0.8(三)粗鉸Ф19.94mm的孔（1）加工條件

工藝要求：孔徑d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔

機床 ：Z535型立式鉆床

刀具 ：高速鋼鉸刀

L nf 選擇高速鋼鉸刀，其直徑do=19.94mm,鉆頭幾何形狀為：由《切削手冊》表2.6 ro=18o ao=10o kr=60o krε=30o β=15o ba1=1mm(2)切削用量 1)決定進給量f 根據《切削手冊》表2.11，當鑄鐵的強度

б

b

?170HBS

do=19.94mm時，f=(1.0~2.0)mm/r，又由于粗鉸之后還要精鉸，所以應該選最大的進給量 即 f=2.0mm/r

2）決定鉆頭的磨鈍標準及壽命

由《切削手冊》表2.12，當do<=20 mm時，鉸刀后刀面最大磨鈍量取為（0.4~0.6）mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由《切削手冊》表2.30中的公式

cvdozvvc?mxvTapf可知，vc=7.7m/min 切削速度的修正系數由《切削手冊》表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85 所以 V=VtxKv=7.7x1.0x1.0x1.0x0.85=6.55mm/min

n?yvkv

1000V ?do1000?6.55=105r/min 3.14?19.94根據Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=140r/min(見《工藝設計手冊》表4.2-15)所以n=4）檢驗機床扭轉及功率

根據《切削手冊》表2.21，當f<=2.0mm/r，do<=21 mm時 Mc=137.7N.m, 根據Z535鉆床說明書,當nc=140r/min，Mm> Mc

又根據《切削手冊》表2.23，當бb=(170~213)MPa

do<=20mm f<=2.0mm/r vc<=10m/min時 Pc=1.7KW 根據Z535鉆床說明書, Pc

tm?

L=l+y+Δ 由《切削手冊》表2.29查得y+Δ=10mm 30?10故 tm?=0.14min 140?2.0(四)精鉸Ф20mm的孔（1）加工條件

L nf 工藝要求：孔徑d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔，精度等級為IT7 機床 ：Z535型立式鉆床

刀具 ：高速鋼鉸刀

選擇高速鋼鉸刀，其直徑do=20mm：鉆頭幾何形狀為：由《切削手冊》表2.6 ro=0 ao=7o a1=18o（2）切削用量 1)決定進給量f 根據《切削手冊》表2.11，當鑄鐵的強度 бb?170HBS do=20mm,加工精度要求為H7精度時，f=(1.0~2.0)mm/r，由于這是粗鉸之后的精鉸，所以應該選中等的進給量 即 f=1.5mm/r 2）決定鉆頭的磨鈍標準及壽命

由《切削手冊》表2.12，當do<=20 mm時，鉸刀后刀面最大磨鈍量取為（0.4~0.6）mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由《切削手冊》表2.30中的公式

cvdozvvc?mxvTapf可知，vc=9.64m/min 切削速度的修正系數由《切削手冊》表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85 所以 V=VtxKv=9.64x1.0x1.0x0.85 x1.0=8.2m/min

n?yvkv

1000V ?do1000?8.2=131r/min 3.14?20根據Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=140r/min(見《工藝設計手冊》表4.2-15)所以n=4）檢驗機床扭轉及功率

根據《切削手冊》表2.21，當f<=1.6m do<=21 mm 時 Mt=125.6Nm 扭矩的修正系數均為1.0，故Mc=125.6 Nm 又根據《切削手冊》表2.23，當бb=(170~213)MPa

do<=20mm f<=1.5mm/r vc<=10m/min時 Pc=1.5KW 根據Z535鉆床說明書, Pc

tm? L=l+y+Δ 由《切削手冊》表2.29查得y+Δ=10mm 30?10故 tm?=0.19min 140?1.52.5.4 工序五：粗、精鏜Ф50 mm的孔（1）粗鏜Ф48mm孔 1）加工條件

工藝要求：孔徑d=44mm的孔加工成d=48mm,通孔

機床 ：T616鏜床

刀具：YG6的硬質合金刀

L nf 刀具為YG6的硬質合金刀，且直徑為20mm的圓形鏜刀（2）切削用量 a)確定切削深度ap 48?44 ap==2mm 2b)確定進給量f 根據《切削手冊》表1.5 當粗鏜鑄鐵，鏜刀直徑為20mm, ap<=2mm, 孔徑d<=50mm,鏜刀伸長長度l<=100mm時 f=0.40~0.60mm/r 按T616機床進給量（《工藝設計手冊》表4.2-21）選f=0.58mm/r c)確定切削速度 v 按 《切削手冊》表1.27和表1.28

v?cvTmapxvfyvkv

其中：cv=158 xv=0.15 yv=0.40 m=0.20 T=60min KTv=1.0 Kmv=1.0 Ksv=0.8 Ktv=1.0 K= KTvx Kmvx Ksvx Ktv=1.0x1.0x0.8x1.0=0.8 158?0.8=62.4m/min 所以 v?0.20.1560?2?0.580.401000?62.4 n?=414r/min 3.14?48又按T616機床上的轉速 選n=370r/min d)確定粗鏜Ф48mm孔的基本時間

選鏜刀的主偏角xr=45o 則 l1=3.5mm l2=4mm l=12mm l3=0 又f=0.58mm/r

n=370r/min i=1

tm?3.5?12?4?1=0.09min 0.58?370(2)半精鏜Ф50mm的孔

l?l1?l2?l3i

nf所以tm?1）加工條件

工藝要求：孔徑d=48mm的孔加工成d=50mm,通孔

機床 ：T616鏜床

刀具：YG6的硬質合金刀

刀具為YG6的硬質合金刀，且直徑為20mm的圓形鏜刀 2）切削用量 e)確定切削深度ap 50?48 ap==1mm 2f)確定進給量f 根據《切削手冊》表1.5 當粗鏜鑄鐵，鏜刀直徑為20mm, ap<=2mm, 孔徑d<=50mm,鏜刀伸長長度l<=100mm時 f=0.40~0.60mm/r 按T616機床進給量（《工藝設計手冊》表4.2-21）選f=0.41mm/r g)確定切削速度 v 按 《切削手冊》表1.27和表1.28

v?cvTmapxvfyvkv

其中：cv=158 xv=0.15 yv=0.40 m=0.20 T=60min KTv=1.0 Kmv=1.0 Ksv=0.8 Ktv=1.0 K= KTvx Kmvx Ksvx Ktv=1.0x1.0x0.8x1.0=0.8 158?0.8=78.9m/min 所以 v?0.20.150.4060?1?0.411000?78.9 n?=503r/min 3.14?50又按T616機床上的轉速 選n=370r/min h)確定半精鏜Ф50mm孔的基本時間

選鏜刀的主偏角xr=45o 則 l1=3.5mm l2=4mm l=12mm l3=0 又f=0.58mm/r n=370r/min i=1

tm?3.5?12?4?1=0.13min 0.41?370 2.5.5 工序六：銑斷 tm?l?l1?l2?l3i

nf1）加工條件

工件尺寸：長72mm 深12mm 加工要求：將雙體銑開

刀具： 選高速鋼細齒圓鋸片刀 由《工藝設計手冊》表3.1-27可得，又由（《金屬切削手冊》第三版）表6-7 B=4mm do=160mm Z=50 d=32mm ro=10o ao=16o 2)切削用量

a)決定每齒進給量fz 查《切削手冊》表3.4可得 fz=(0.03~0.02)x(1+40%)=(0.042~0.028)mm/z 由于是對稱銑 取f=0.028mm/z b)后刀面最大磨損及壽命

查《切削手冊》表3.7后刀面最大磨損為：（0.15~0.20）mm 查《切削手冊》表3.8 壽命T=150min c)計算切削速度

按《切削手冊》表3.27中的公式

vc?可得vc=76.7m/min 1000?76.7n?=153r/min ??160根據XA6132銑床 選主軸轉速為 n=150r/min

cvdoqvKv mpvTapxvfzyvuvaeZ所以實際的切削速度為 v=75.36 m/min 工作臺每分鐘進給量為： fmz=0.026x50x150=195mm/min 又根據XA6132銑床的參數，取工作臺進給量為190mm/z

190則：實際的進給量為fz==0.025mm/z

50?150d)校驗機床功率

由《切削手冊》表3.28中的計算公式可知：

pc=Fc=

Fcv 1000yCFapxFfzFaeuFZdoqFnwFkFc

式中 CF=30 xF=1.0 yF=0.65 uF=0.83 wF=0 qF=0.83 所以計算得

FvFc=163.5N Pc=c=4.8kw

1000XA6132銑床主動電機的功率為7.5KW，故所選的切削用量可以采用 最終確定 vf=190mm/min n=150r/min v=75.36m/min e)計算基本工時

tm?L Vf公式中： L=l+y+Δ；根據《切削手冊》表3.26，可得 l+Δ=0所以L=l+y+Δ=22mm 故 tm?L=22/190=0.12min Vf2.5.6 工序七： 鉆錐孔Ф8mm的一半Ф4mm（1）加工條件

工藝要求；孔徑do=4mm ,孔深l=32mm, 通孔

機床；Z525立式鉆床

刀具： 高速鋼麻花鉆

選擇的高速鋼麻花鉆的直徑為do=4mm 鉆頭的幾何形狀為（由《切削手冊》表2.7可知

鑄鐵的強度頭幾何形狀為：由《切削手冊》表2.1及表2.2 選β=30o αo=16o 2Φ=118o 2Φ1=70o（2）切削用量 1)決定進給量f a)、按加工要求決定進給量 根據《切削手冊》表2.7，當鑄鐵的強度 бb?200HBS do=4mm時，f=0.18~0.22mm/r 由于L/d=32/4=8>3,故取修正系數K=0.8 所以 f=(0.18~0.22)x0.8=(0.144~0.176)mm/r b)按鉆頭強度決定進給量 根據表2.8，當бb=190MPa,do<=4.3mm,鉆頭強度允許的進給量f=0.5mm/r c)按機床進給機構強度決定進給量

根據表2.9，當бb??210MPa,do??10.2mm,機床進給機構允許的軸向力為8330N（Z525鉆床允許的軸向力為8830N（見《工藝設計手冊》表4.2-14）時，進給量為1.63mm/r。

從以上三個進給量比較可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值為f=(0.144~0.176)mm/r，根據Z525鉆床說明書，選f=0.17mm/r（見《工藝設計手冊》表4.2-16），又由《切削手冊》表2.19可以查出鉆孔時的軸向力，當f<=0.17mm/r do<=12mm時，軸向力Ff=1230N 軸向力的修正系數為1.0，故Ff=1230N 根據Z525鉆床說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力為Fmax=8330N，由于Ff

由《切削手冊》表2.12，當do<= 6 mm時，鉆頭后刀面最大磨鈍量取為（0.5~0.8）mm,壽命T=20min 3)決定切削速度 由《切削手冊》表2.15可知f=0.20mm/r時，標準鉆頭，do=4 mm時，Vt=20m/min 切削速度的修正系數由《切削手冊》表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85 所以 V=VtxKv=20x1.0x1.0x1.0x0.85=17m/min

n?1000V ?do1000?17=1354r/min 3.14?4根據Z525鉆床說明書,可考慮選擇nc=1360r/min(見《工藝設計手冊》表4.2-15)所以n=4）檢驗機床扭轉及功率

根據《切削手冊》表2.21，當f<=0.17mm/r，do<=11.1 mm時 Mc=6.18N.m, 根據Z525鉆床說明書,當nc=1360r/min時，Mm> Mc

又根據《切削手冊》表2.23，當бb=(170~213)MPa do<=10mm f<=0.53mm/r vc<=17.4m/min時 Pc=0.8KW 根據Z525鉆床說明書, Pc

tm?L nf L=l+y+Δ 由《切削手冊》表2.29查得y+Δ=2.5mm 32?2.5故 tm?=0.15min 1360?0.17

2.5.7 工序八：鉆Ф5mm的孔，攻螺紋M6（1）加工條件

工藝要求；孔徑do=5mm ,孔深l=6mm, 通孔

機床；Z525立式鉆床

刀具： 高速鋼麻花鉆

選擇的高速鋼麻花鉆的直徑為do=5mm 鉆頭的幾何形狀為（由《切削手冊》表2.7可知

鑄鐵的強度頭幾何形狀為：由《切削手冊》表2.1及表2.2 選β=30o αo=16o 2Φ=118 2Φ1=70（2）切削用量 1)決定進給量f a)、按加工要求決定進給量 根據《切削手冊》表2.7，當鑄鐵的強度 бb??200HBS do=5mm時，f=0.27~0.33mm/r 由于L/d=6/5=1.2<3,故取修正系數K=1 所以 f=(0.27~0.33)x1=(0.27~0.33)mm/r b)按鉆頭強度決定進給量 根據表2.8，當бb=190MPa,do<=5.4mm,鉆頭強度允許的進給量f=0.6mm/r c)按機床進給機構強度決定進給量

根據表2.9，當бbo o??210MPa,do??10.2mm,機床進給機構允許的軸向力為8330N（Z525鉆床允許的軸向力為8830N（見《工藝設計手冊》表4.2-14）時，進給量為1.63mm/r。

從以上三個進給量比較可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值為f=(0.27~0.33)mm/r，根據Z525鉆床說明書，選f=0.28mm/r（見《工藝設計手冊》表4.2-16），又由《切削手冊》表2.19可以查出鉆孔時的軸向力，當f<=0.33mm/r do<=12mm時，軸向力Ff=2110N 軸向力的修正系數為1.0，故Ff=2110N 根據Z525鉆床說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力為Fmax=8330N，由于Ff

由《切削手冊》表2.12，當do<= 6 mm時，鉆頭后刀面最大磨鈍量取為（0.5~0.8）mm,壽命T=20min 3)決定切削速度 由《切削手冊》表2.15可知f=0.30mm/r時，標準鉆頭，do=5 mm時，Vt=16m/min 切削速度的修正系數由《切削手冊》表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85 所以 V=VtxKv=16x1.0x1.0x1.0x0.85=13.6m/min

n?1000V ?do1000?13.6=866r/min 3.14?5根據Z525鉆床說明書,可考慮選擇nc=960r/min(見《工藝設計手冊》表4.2-15)所以n=4）檢驗機床扭轉及功率

根據《切削手冊》表2.21，當f<=0.33mm/r，do<=11.1 mm時 Mc=10.49N.m, 根據Z525鉆床說明書,當nc=960r/min時，Mm> Mc

又根據《切削手冊》表2.23，當бb=(170~213)MPa do<=10mm f<=0.53mm/r vc<=15.1m/min時 Pc=1.0KW 根據Z525鉆床說明書, Pc

tm? L=l+y+Δ 由《切削手冊》表2.29查得y+Δ=2.5mm 6?2.5故 tm?=0.03min 960?0.28（2）攻M6的螺紋

由〈〈工藝設計手冊〉〉表6.2-14可知

L nf?L?l1?l2L?l1?l2?tm????i

fnfno?? 其中：l1=(1~3)p l2=(2~3)p 公式中的no為絲錐或工件回程的每分鐘轉數（r/min）;i為使用絲錐的數量；n 為絲錐或工件每分鐘轉數（r/min）；d為螺紋大徑；f為工件每轉進給量 等于工件螺紋的螺距p 由上述條件及相關資料有； f=p=1mm/r d=6mm n=680r/min no=680r/min i=1 所以(1)切削速度

v??don1000

所以v=3.14?6?680=10.7m/min 1000

(2)基本工時

?6?2?2.56?2?2.52?tm?????1=0.03min 680?1680?1?? 2.5.8 工序九：銑缺口（1）加工條件

工件尺寸：長為25mm, 寬為10mm 機床：XA5032立式銑床

刀具；W18Cr4V硬質合金端銑刀

W18Cr4V硬質合金端銑刀，牌號為YG6，由《切削用量簡明手冊》后稱《切削手冊》表3.1查得銑削寬度ae<=90mm,深度ap<=6mm,齒數Z=10時，取刀具直徑do=100mm。又由《切削手冊》表3.2選擇刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角a’o=8o,刀齒斜角λs=-10o,主刃Kr=60,過渡刃Krε=30,副刃Kr’=5,過渡刃寬bε=1mm(2)切削用量

a)切削深度 因切削用量較小，故可以選擇ap=6mm,一次走刀即可完成所需尺寸。b)每齒進給量：由《切削手冊》表3.30可知機床的功為7.5KW，查《切削手冊》表3.5可得f=0.14~0.24mm/z,由于是對稱銑，選較小量f=0.14mm/z c)查后刀面最大磨損及壽命

查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為（1.0~1.5）mm 查《切削手冊》表3.8, 壽命T=180min d)計算切削速度 按《切削手冊》表3.27中的公式 o

o

o

vc?cvdoqvkmprv

Tapxvfzyvuvaez也可以由表3.16查得vc=77m/min nt=245r/min vft =385m/min 各修正系數為：Kmv=Kmn=Kmvf=1.0 Ksv=Ksn=Ksvf=0.8 故 Vc=VtKv=77x1.0x0.8=61.6m/min n= ntkn=245x1.0x0.8=196r/min vf=vftkvt=385x1.0x0.8=308mm/min 又根據XA5032銑床參數，選 n=235r/min vf =375mm/s，則實際的切削速度為：

vc??donc1000

所以vc=3.14?100?235=73.8m/min,實際進給量為：

1000fzv?所以fzv=

vfcncz

375=0.16mm/z 235?10e)校驗機床功率 查《切削手冊》表3.24，當бb=(174~207)MPa ae<=70mm ap<=6mm do=100mm Z=10 vfc<=385mm/min近似為 Pcc=4.6KW 根據XA5032型立銑說明書（《切削手冊》表3.30），機床主軸允許的功率為Pcm=7.5x0.75=5.63KW 故 Pcc

ap=6mm vf=375mm/min n=235r/min vc=73.8m/min fz=0.14mm/z f)計算基本工時

tm?L Vf公式中： L=l+y+Δ；根據《切削手冊》表3.26，可得 l+Δ=0mm, 所以L=l+y+Δ=25mm 故 tm?L=25/375=0.07min Vf3.繪制零件圖和編制工藝文件

3.1 繪制零件圖

圖二:零件圖

3.2 編制工藝文件 機械加工工藝過程的組成

工藝過程 改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等,使其成為成品或半成品的過程。工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配等工藝過程。

機械加工工藝過程 用機械加工方法,改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量,使其成為零件的過程。

零件的機械加工工藝過程由許多工序組合而成,每個工序又可分為若干個安裝、工位、工步和走刀。

工序 一個或一組工人,在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續完成的那一部分工藝過程。

安裝 工件經一次裝夾(定位和夾緊)后所完成的那一部分工序。

工位 為了完成一定的工序部分,一次裝夾工件后,工件與夾具或設備的可動部分一起,相對刀具或設備的固定部分所占據的每一個位置。

工步 當加工表面、加工工具和切削用量中的轉速和進給量均保持不變的情況下完成的那一部分工序。工序的合理組合

確定加工方法以后,就要按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數.確定工序數有兩種基本原則可供選擇.工序分散原則 工序多,工藝過程長,每個工序所包含的加工內容很少,極端情況下每個工序只有一個工步,所使用的工藝設備與裝備比較簡單,易于調整和掌握,有利于選用合理的切削用量,減少基本時間,設備數量多,生產面積大.工序集中原則 零件的各個表面的加工集中在少數幾個工序內完成,每個工序的內容和工步都較多,有利于采用高效的機床,生產計劃和生產組織工作得到簡化,生產面積和操作工人數量減少,工件裝夾次數減少,輔助時間縮短,加工表面間的位置精度易于保證,設備、工裝投資大,調整、維護復雜,生產準備工作量大.批量小時往往采用在通用機床上工序集中的原則,批量大時即可按工序分散原則組織流水線生產,也可利用高生產率的通用設備按工序集中原則組織生產.將工藝規程的內容，填入具有規定的格式的卡片中，使之成為生產準備和施工依據的工藝規程文件。

“機械加工工藝過程卡”和“機械加工工序卡”附后所示

4.夾具設計

為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過與指導老師的協商，決定設計第Ⅵ道工序—銑斷雙體，本夾具將用于XA6132臥式銑床，刀具為高速鋼細齒圓鋸片銑刀，對工件進行加工。

4.1問題的提出

本夾具主要用于銑開雙體，并且銑開的表面與Φ20mm的孔有一定的公差要求，又在加工本道工序時，Φ20mm的孔已經進行了加工，因此，在本道工序中主要考慮加工面與Φ20mm孔之間的要求，其次是考慮如何提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。

4.2 夾具體設計

4.2.1 定位基準的選擇

圖三定位原理圖

由零件圖可知：被銑開的那Φ50mm的中心線與Φ20mm孔的中心線之間的公差等級要求較高，且銑開時的設計基準為Φ50mm孔的中心線。為了盡量的減小定位誤差，應選Φ20mm孔為主要的定位基準，利用一個圓柱銷和一個菱形銷定位，消除三個自由度，再在底面用夾具體定位消除三個自由度。以便達到所需要求。

為了提高加工效率，現同時加工四個雙體，同時，為了夾具簡單，操作方便，利用多點聯動夾緊機構夾緊。4.2.2 切削力及夾緊力的計算

刀具：高速鋼細齒圓鋸片銑刀 直徑do?160mm 齒數 Z=50 又由《切削手冊》表3.28中的公式：

F?CFapxFfzyFaeuFZdoqFnwF

其中： CF?30

xF?1.0

yF?0.65 uF?0.83 wF?0 qF?0.83

do?160mm Z=50 ap?4mm ae?12mm fz?0.025mm/z 所以 F=63.5N 水平分力：FH?1.1F?63.5?1.1?69.9N

垂直分力；FV?0.3F?0.3?63.5?19.1N

又在計算切削力時，必須把安全系數考慮在內。安全系數K?K1K2K3K4 其中 K1為基本安全系數1.5 K2為加工性質系數1.2

K3刀具鈍化系數 1.2 K4為切削特點系數（斷續切削）1.2 所以 F ′=KFH=69.9x1.5x1.2x1.2x1.2=181.2N 為了克服水平方向的力，實際的夾緊力為 N（f1+f2）= KFH

其中 f1為螺母與螺桿間的摩擦系數

f2為工件與螺桿頭（或壓板）間的摩擦系數

又查得 f1 和f2為1.6 則

N?KFH

f1?f2181.2?566N

0.16?0.16又選擇的螺旋夾緊機構的基本尺寸如下（根據《機床夾具設計》 第三版表1-2-20、所以 N?1-2-

21、1-2-

22、1-2-23查得：

??950? r′=0

M?12mm

p?1mm rz?5.675mm a?136? ??30

?2tg?2?0.15 L=120mm Q=30N 則 可以提供的夾緊力為：

w?QL ?)r?tg?1?rz(a??2 所以w =120?30=3140N ??5.675tg(136?950)又由《機床夾具設計》 第三版表1-2-24查得 當螺紋的公稱直徑為12mm時，螺栓許用的夾緊力為5690N 由以上的數據可知：所選的螺旋機構提供的夾緊力大于所需的，且滿足螺栓的許用夾緊力，故本夾具可以安全工作。4.2.3 定位誤差分析

1）定位元件尺寸及公差的確定 本夾具的定位元件為一圓柱銷和一菱形銷，其參數由（《機床夾具設計手冊》圖5-3及其表選 兩定位銷的尺寸及公差為：Φ200?0.033mm（定位銷的公差取h8）。

2）零件圖樣規定 Φ20mm的孔的中心線與Φ50mm孔的中心線的長度誤差為0.2mm，Φ20mm孔中的定位銷與夾具體的垂直度誤差為0.05mm，此項技術要求應由定位銷

?0.021寬配合中的側向間隙保證。已知Φ20mm的寬為Φ200定位銷為Φ200（定mm，?0.033mm位銷的公差取h8），則 一個定位銷與一個孔的定位誤差為：

?bmax???0.021?(?0.033)?/2?0.027mm

此處引起零件的定位誤差為 ?x?0.027?2?0.054mm<0.2mm 故最大側向間隙能滿足零件的精度要求。

（2）計算Φ20mm定位銷的中心線與夾具體垂直度誤差

定位銷的寬度為Φ200?0.033mm 夾具體表面的粗糙度Ra?1.6um 故 ?max?0.0016?(?0.033)?0.0336?0.05mm 所以最大垂直度誤差能滿足零件精度要求 4.2.4 夾具設計及操作的簡要說明

如前所述，在設計夾具時，首先要考慮到能保證零件的加工精度，其次是要提高勞動生產率。為此，應先考慮所設計的夾具體與零件在夾具上的定位，在本道工序中，由于零件的底面的定位是用的夾具體，所以其表面粗糙度要求應比較高，視為關鍵面。又本道工序是銑斷，其切削力不大，故在設計夾具時應考慮夾具的簡單及利用常用的一些零件。為了提高生產率，可以考慮同時裝夾幾個零件，并且用了活動杠桿使操作更加節省時間。可以同時裝夾四個零件，提高了生產率。

夾具上裝有對刀塊，可以使夾具在一批零件加工之前很好的對刀；同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。銑床夾具裝配圖及夾具體零件圖見圖示：

結

論

畢業設計是學生在校學習階段的最后一個重要的教學環節，其目的是培養學生綜合運用所學的專業和基礎理論知識，獨立解決專業一般工程技術問題的能力。樹立正確的設計思想和工作作風。

經過兩個月的畢業設計，獲得如下心得：

1.運用機械制造工藝及有關課程的知識，結合生產實習中學到的實踐知識。獨立地分析和解決工藝問題。初步具有設計一些中等復雜零件的能力。

2.能根據被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法。學會擬定夾具設計方案。

3.熟悉并運用有關手冊，能快速查表得到所需的數據。4.有一定的識圖制圖能力。

通過設計，培養了我綜合運用理論知識和專業知識的技能。熟悉一般機械零件的加工工藝過程，設計夾具的能力。

中國加入WTO以后，大量的機械產品技術進入我國市場。中國企業能夠與國外產品競爭，擁有自己的國內外市場就必須產品的質量好，技術含量高，價格低廉，這就要求我們扎實學習先進的技術，認真研究。

致

謝

本學期是我在學校求學的最后一個學期，也是完成我的畢業設計的時間表，在這最后一個學期里面，我學到了很多知識，其中有很多是很好實用價值的，這在我以后的工作中有大幫助，在此我對我的指導老師楊文生老師的辛勤教誨表示衷心的感謝，感謝他對我們設計的關心和幫助。本次畢業設計是我們大學四年所學知識做的一次總測驗，是鍛煉也是檢驗自己四年來所學知識和掌握、運用知識的能力，是我們高等院校學生的最后的學習環節，也是學到最多實際知識的時候。通過這次設計，我學到了許多原來未能學到的東西，對過去沒有掌握的知識得到了更進一步鞏固。獨立思考，綜合運用所掌握理論知識的能力得到很大的提高，學會了從生產實際出發，針對實際課題解決實際問題，掌握了綜合使用各種設計手冊、圖冊、資料的方法，也是為我們即將參加工作所做的必要準備，打下基礎，更是我們四年機械設計制造及其自動化專業知識的一次綜合。

本次設計也暴露了我們不少的缺點和問題：對于所學知識還沒有做到仔細、認真消化，許多方面還是只有一個大概的認識，沒有深入探討，對實際事物沒有深刻得了解，沒有做到理論聯系實際，沒有達到對所學的知識熟練運用的水平。這也從一個側面反映出我們設計經驗不足，思維不夠開拓，不夠靈活。從而我得出一個結論：無論是現在還是以后走上工作崗位，還是再深造，都應該虛心向老師和前輩們學習，從而不斷完善自我，提高自我水平。

本次畢業設計畢竟是我們做的第一次比較完整，系統的設計，因而難免存在許多缺點和不足之處，還有待于改進。希望各位老師多提寶貴意見。

參考文獻

[１]、徐嘉元，曾家駒主編《機械制造工藝學》機械工業出版社 97.8 [2]、趙家齊：《機械制造工藝學課程設計指導書》，機械工業出版社 [3]、李益民主編：《機械制造工藝設計簡明手冊》，機械工業出版社 [4]、艾興 肖詩綱主編.《切削用量簡明手冊》.機械工業出版社, 1994 [5]、浦林祥主編.《金屬切削機床夾具設計手冊》.機械工業出版社, 1984 [6]、王啟平主編《機床夾具設計》哈工大出版社 85.12 [7]、東北重型機械學院主編《機床夾具設計手冊》上海科學技術出版社 80.1 [8]、徐灝主編《機械設計手冊》機械工業出版社 91.9 [9]、《機械制造工藝學》、《機床夾具設計》（教材）

[10]、孫麗媛主編，《機械制造工藝及專用夾具設計指導》，冶金工業出版社2002 [11]、《機械零件設計手冊》 [12]、《機床夾具設計圖冊》 [13]、《幾何量公差與檢測》

摘 要

撥叉的加工質量將直接影響機器的性能和使用壽命。本次設計旨在提高CA6140車床撥叉的加工效率，由此我們首先對撥叉的結構特征和工藝進行了仔細的分析，然后確定了一套合理的加工方案，加工方案要求簡單，操作方便，并能保證零件的加工質量。在制定加工工藝規程的順序如下： 1分析零件； 2選擇毛坯；

3設計工藝規程：包括制定工藝路線，選擇基準面等；

4工序設計：包括選擇機床，確定加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸，確定切削用量及計算基本工時等； 5編制工藝文件。

此外，為了提高勞動生產率，降低勞動強度，保證加工質量，需設計專用夾具，本次設計選擇了第六道工序銑斷雙體的專用夾具設計，以滿足加工過程的需要。關鍵詞：撥叉;工藝規程;夾具設計

Abstract

Dials the fork processing quality directly will affect the machine the performance and the service life.This design is for the purpose of enhancing the CA6140 Lathe machine Dials the fork the processing efficiency, first has carried on the careful analysis from this us to the Dials the fork structure characteristic and the craft, then had determined set of reasonable processings plans, the processing plan request are simple, the ease of operation, and can guarantee the components the processing quality.In formulation processing technological process order as follows: 1 analysis the components;2 choices semifinished materials;3 designs technological process: Including division Craft route, preferred orientation datum and so on;4 working procedures designs: Including chooses the engine bed, the determination processing remainder, the computation working procedure size and its the Semifinished materials size, the determination cutting specifications and the computation man-hour and so on;5 establishments technological document.In addition, in order to enhance the labor productivity, reduces the labor intensity, guaranteed the processing quality, must design the unit clamp, this design chose the six working procedure to The mill breaks Catarmaran Special-purpose jig design, by satisfied the processing process the need.Key words: Dials the fork;technological process;jig desin。

目 錄

前 言-------------1 1 零件的分析1 1．1 零件的作用-------------------------1 1．2 零件的工藝分析------------------1 2 工藝規程的設計------------------------2 2．1 毛坯的制造形式-----------------2 2．2 基準面的選擇---------------------2 2．2．1 粗基準的選擇-------------2 2．2．2 精基準的選擇-------------2 2．3 制定工藝路線---------------------3 2．4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定-------4 2．5 確定切削用量及基本工時----4 3 繪制零件圖和編制工藝卡----------21 3．1 繪制零件圖------------------------21 3.2 編制工藝文件---------------------22 4 夾具設計----23 4．1 問題的提出-----------------------23 4．2 夾具體設計-----------------------23 4．2．1 定位基準的選擇---------23 4．2．2 切削力及夾緊力的計算------------------------------24 4．2．3 定位誤差分析-------------25 4．2．4 夾具設計及操作的簡要說明-----------------------26 5 結論-----------276 致謝-----------287 參考文獻----29

學 號： ***

河北理工大學成人教育

畢業論文（設計說明書）

論文題目： 學 院： 專 業： 班 級： 姓 名： 指導教師：

撥叉機械加工工藝規程及夾具設計

河北理工大學繼續教育學院 機械設計制造及其自動化

09機本培 王 虎 楊文生

2013 年 月 日

第五篇：雙孔鉆床夾具畢業設計論文機械裝備設計

洛陽理工學院

課程設計說明書

課程名稱：機械制造裝備設計 設計課題：鉆床夾具設計

專

業：機械設計制造及其自動化 班

級： 姓

名：

學

號:

****年**月**日

鉆床夾具課程設計任務書

題目：設計“接頭”零件的鉆床夾具

設計內容：

1、鉆床夾具裝配圖 1 張

2、鉆床夾具零件圖 1 張

3、課程設計說明書 1 份

設計要求：

1、在搖臂鉆床上加工彎板的M向2×φ12的通孔。以甲面（底面），φ32H8定位；保證φ32H8的軸線到甲面的距離為50±0.10。

2、夾具設計要求合理，有利提高加工精度，保證

加工質量，降低加工成本，提高勞動生產率和

減輕工人的勞動強度，便于批量生產。

設計（論文）開始日期 年 月 日 指導老師 設計（論文）完成日期 年 月 日

年 月 日

課 程 設 計 評 語

機械工程 系 機械設計制造及其自動化 專業 學生姓名： 班級： 學號：

課程名稱： 機械制造裝備設計 設計題目： 鉆床夾具設計

課程設計片篇幅：

圖 紙 二 張 說明書 18 頁

指導老師評語：

年 月 日 指導老師

目 錄

緒論..............................................................................................................................................1 第一章 夾具的發展概況.........................................................................................................2 第二章 專用夾具設計.............................................................................................................4

2.1設計前的工作準備..........................................................................................................................4 2.1.1 明確工件的年生產綱領...............................................................................................................4 2.1.2 熟悉工件零件圖和工序圖...........................................................................................................4 2.1.3加工方法........................................................................................................................................5 2.2總體方案的確定..............................................................................................................................5 2.2.1 定位方案.......................................................................................................................................5 2.2.2 夾緊機構.......................................................................................................................................6 2.2.3 選擇導向裝置...............................................................................................................................8 2.2.4 夾具體...........................................................................................................................................9 2.3繪制夾具裝配圖............................................................................................................................11 2.3.1 定位、夾緊、導向、夾具體.....................................................................................................11 2.4夾具精度的驗算............................................................................................................................13 2.4.1誤差分析......................................................................................................................................13 2.4.2誤差計算......................................................................................................................................14

第三章 方案設計論證..........................................................................................................15

3.1設計思路.......................................................................................................................................15 3.2設計方法與結果............................................................................................................................15

致謝...........................................................................................................................................16 感想...........................................................................................................................................17 參考文獻..................................................................................................................................18

緒論

機械制造裝備設計課程設計是機械設計中的一個重要的實踐性教學環節，也是機械類專業學生較為全面的機械設計訓練。其目的在于：

1〕培養學生綜合運用機械設計基礎以及其他先修課程的理論知識和生產實際知識去分析和解決工程實際問題的能力，通過課設訓練可以鞏固、加深有關機械課設方面的理論知識。

2〕學習和掌握一般機械設計的基本方法和步驟。培養獨立設計能力，為以后續的專業課程及畢業設計打好基礎，做好準備。

3〕使學生具有運用標準、規范手冊、圖冊和查詢有關設計資料的能力。零件在工藝規程之后，就要按工藝規程順序進行加工。在加工中除了需要機床、刀具、量具之外，成批生產時還要用機床夾具。他們時機床和工件之間的連接裝置，使工件相對于機床獲得正確的位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度。通常把確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程，稱為定位。當工件定位后，為了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而3破壞定位，還應該用一定的機構或裝置將工件加以固定。使工件在加工過程中保持定位位置不變的操作，稱為夾緊。將工件定位、夾緊的過程稱為裝夾。工件裝夾是否正確、迅速、方便和可靠，將直接影響工件的加工質量、生產效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生產中，工件的裝夾是通過機床夾具來實現的。機床夾具在生產中應用十分廣泛。

就我個人而言，我希望能通過這次課程設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，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。

第一章 夾具的發展概況

機床夾具實在金屬切削中用以準確地確定工件位置，并將其牢固地加緊，以接受加工的工藝裝備。它的主要作用是：可靠的保證工件的加工質量，提高加工效率，減輕勞動輕度，充分發揮和擴大機床的工藝性能。因此，機床夾具在機械制造中占有重要的地位。

夾具最早出現在18世紀后期。隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發展成為門類齊全的工藝裝備。

1、機床夾具的現狀

國際生產研究協會的統計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數的85％左右。現代生產要求企業所制造的產品品種經常更新換代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業都仍習慣于大量采用傳統的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠里，約擁有數千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產的企業中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：

（1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本；

（2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；（3）能適用于精密加工的高精度機床夾具；

（4）能適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具；

（5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產率；

（6）提高機床夾具的標準化程度。

2、現代機床夾具的發展方向

現代機床夾具的發展方向主要表現為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。

（1）標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。

（2）精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。

（3）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產流水線、自動線配置相應的高效、自動化夾具外，在數控機床上，尤其在加工中心上出現了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發揮了數控機床的效率。

（4）柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊化夾具、數控夾具等。為適應現代機械工業多品種、中小批量生產的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結構為可拆結構，發展可調夾具結構，將是當前夾具發展的主要方向。

第二章 專用夾具設計

2.1設計前的工作準備

1）熟悉任務書，明確設計的內容與要求。2）熟悉設計指導書、有關資料、圖紙等。3）觀看實物，了解夾具的工作過程。

2.1.1 明確工件的年生產綱領

它是夾具總體方案確定的依據之一，它決定了夾具的復雜程度和自動化程度。如大批量生產時，一般選擇機動、多工件，自動化程度高的方案，結構也隨之復雜，成本也提高較多。

經分析所加工工件屬于輕型零件。結合實際生產類型屬于大批生產。根據所加工工件可知，屬于中批生產，經過經濟性和實用性考慮,夾具設計成手動，即可滿足要求。

2.1.2 熟悉工件零件圖和工序圖

零件圖給出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等精度的總體要求，工序圖則給出了夾具所在工序的零件的工序基準、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夾緊原理方案，這是夾具設計的直接依據。

圖2-1 彎板零件圖

已知待加工工件如上圖2-1所示，零件材料HT200，加工2-Φ12孔（左邊兩個孔，前工序已將各部尺寸加工）。

2.1.3加工方法

了解工藝規程中本工序的加工內容，機床、刀具、切削用量、工步安排、工時定額，同時加工零件數。這些是在考慮夾具總體方案、操作、估算夾緊力等方面必不可少的。

根據零件圖可知，本道工序的內容是鉆兩個Φ12的孔，所選用的是搖臂鉆床，在手動的專用夾具中加工完成。

2.2總體方案的確定

2.2.1 定位方案

工序圖只是給出了原理方案，此時應仔細分析本工序的工序內容及加工精度要求，按照六點定位原理和本工序的加工精度要求，確定具體的定位方案和定位元件。

要擬定幾種具體方案進行比較，選擇或組合最佳方案。

根據工序圖給出的定位元件方案，按有關標準正確選擇定位元件或定位的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標準定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。選用兩段短圓柱銷加上窄面上的一個菱形定位銷定位在夾具體上，用兩段短圓柱銷定工件的四個自由度，一窄面上菱形定位銷限制兩自由度，工件被完全定位。

因此根據本次夾具設計的零件，我設計的定位方案為兩短圓柱銷和菱形銷組合定位，可以制6個自由度。

所選用定位銷類型及對比分析：

圖2-2短形定位銷 圖2-3菱形定位銷 圖2-4長形定位銷

如圖2-2短形圓柱銷能夠使所設計的夾具體占用的空間小且能夠滿足夾緊要求。

如圖2-3菱形定位銷，本夾具定位方式為兩短圓柱銷和菱形銷組合定位，選用一個菱形銷，這樣可以避免過定位，有利于很好的定位，所以選用菱形定位銷。

如圖2-4長型定位銷，不能夠滿足定位方式同時其所占用的空間太大，不利于節省材料，不經濟，也不利于夾具的設計，所以不選用長型的定位銷。

如圖2-5一個圓柱銷和一個面定位，另外一個圓柱銷輔助支撐，這樣可以避免過定位，定位可靠，而且便于工人操作。

圖2-5短圓柱銷和端面定位

綜上所述所選用的定位方式為如圖2-5短圓柱銷和端面定位。

2.2.2 夾緊機構(1)夾緊力的方向：

夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產生變形。

(2)夾緊力的作用點：

夾緊力的作用點應選擇在定位元件支承點的作用范圍內，以及工作剛度高的位置。確保工件定位準確、不變形。

(3)選擇夾緊機構：

在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應的夾緊機構。確定夾緊機構要注意以下幾方面的問題：

①安全性 夾緊機構應具備足夠的強度和夾緊力，以防止以外傷及夾具操作人員。

②手動夾具夾緊機構的操作力不應過大，以減輕操作人員的勞動強度。③夾緊機構的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。④手動夾緊機構應操作靈活、方便。

選用M12的螺栓、斜鍥夾緊機構組合來夾緊工件。

確定夾緊力的方向、作用點，以及夾緊元件或夾緊機構，估算夾緊力大小，要選擇和設計動力源。夾緊方案也需反復分析比較，確定后，正式設計時也可能在具體結構上作一些修改。

方案一 使用氣動斜鍥夾緊機構

方案二 使用螺栓手動斜鍥夾緊機構

方案三 使用偏心夾緊機構

由于工件批量小，宜用簡單的手動裝置。氣缸成本比較高，且要求密封性良好，同時加工零件時必須保證鉆頭豎直向下，因此有30度角度要求，因此夾緊力應垂直指向30度斜面。采用螺栓手動斜鍥夾緊機構，使工件裝卸迅速、方便。同時斜鍥夾緊機構，夾緊力較小，滿足自鎖條件。同時采用螺栓控制前進距離，效果較好，操作不便，安裝不易。偏心夾緊機構夾緊力和夾緊行程都較小，同時對于加工零件此種夾緊方式操作不適合，而且結構簡單，操作方便。因此選擇方案三使用偏心夾緊機構。

2.2.3 選擇導向裝置

導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇，常用的幾種鉆套如下圖所示

圖2-6可換鉆套 圖2-7快換鉆套 圖2-8固定鉆套（A、B型）

根據本設計夾具類型，工件大批大量生產，為提高加工效率，所選快換鉆套，如下圖2-9所示：

圖2-9 快換鉆套

2.2.4 夾具體

用來安裝和固定定位元件，夾緊機構和鉆模板的實體。具體大小根據整個機構的大小而調整，要保證機構的穩定，水平，所以形位公差會有較嚴格的要求。

夾具體是夾具的基礎體，它將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體，并通過它將夾具安裝到機床上。它的結構形狀及尺寸大小，取決于加工工件的特點、尺寸大小，各種元件的結構和布局，夾具于機床的連接方式，切削力、重力等大小的影響。

夾具體應滿足以下幾點計算要求：

1、應有足夠的強度和剛度；

2、力求結構簡單及裝卸工件方便 ；

3、結構工藝形好；

4、排屑切屑要方便；

5、在機床上安裝穩定可靠；

6、具有適當的精度和尺寸穩定性

根據要求夾具體選用鑄件，這樣既滿足要求而且工藝性較鍛造好，然后對夾具體毛皮加工成如下圖2-10所示：

2-10 夾具體零件圖

2.3繪制夾具裝配圖

2.3.1 定位、夾緊、導向、夾具體

畫出定位元件和導向元件，按夾緊狀態畫出夾緊元件或機構，必要時可用雙點劃線畫出松開位置時的夾緊元件的輪廓，畫出夾具體，其他元件或機構，以及上述各元件與夾具體的聯結，使夾具形成一體，標注必要的尺寸，配合和技術條件。對零件編號，填寫標題欄和零件明細表。其中還要在定位，導向完成后進行定位精度驗算，在夾緊機構完成后進行夾緊力的驗算，以及重要的受力元件或機構的強度、剛度驗算。如下圖所示：

圖2-11 夾具體總裝圖

（1）總裝配圖應按國家標準盡可能1：1地繪制，這樣圖樣有良好的直觀性。主視圖應按操作實際位置布置，三視圖要能完整清楚表示出夾具的工作原理和結 構。

（2）視工件為透明體，用雙點畫線畫出主要部分（如輪廓，定位面‘夾緊面和加工表面）。畫出定位元件、夾緊機構、導向裝置的位置。

（3）按照夾緊狀態畫出夾緊元件和夾緊機構。

（4）畫出夾具體及其他聯接用的元件（聯接體、螺釘等），將夾具各組成元件聯成一體。

（5）標注必要的尺寸、配合、公差等

①夾具的外形尺寸，所設計夾具的最大長、寬、高尺寸。如本次設計中的長420mm，寬220mm，高205mm。

②夾具與機床的聯系尺寸，即夾具在機床上的定位、國定尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對定裝置等。

③夾具與刀具的聯系尺寸，如用對刀塊對刀時塞尺的尺寸、對刀塊表面到定位表面的尺寸即公差。如快換鉆套與襯套之間采用間隙配合，其尺寸公差為F7H7?18，襯套與鉆模板之間采用過盈配合，其尺寸公差為?22。

k6n6④夾具中所有有配合關系的元件間應標注尺寸和配合種類。如定位螺桿14與

H7夾具體孔的配合?26。

r6⑤各定位元件之間，定位元件與導向元件之間，各導向元件之間應標注裝配后的位置尺寸和形位公差。如設計中菱形定位銷7相對于已加工好兩孔中心線位置要求20?0.02mm；

上述聯系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相應公差的1/3~1/10,最常用的是1/3。

（6）標注技術條件和要求。

①定位元件的定位面間相互位置精度。

②定位元件的定位表面與夾具安裝基面的位置精度。如定位螺桿14與夾具體底面的平行度不得大于0.01；菱形定位銷7和加工工件?10孔配做，定位銷1與鉆模板2和夾具體30上的孔配做，定位銷1還與斜面體6和夾具體30上的孔配做，圓錐銷21和固定板22和夾具體30上的孔配做。

③定位表面與導向元件間的位置精度。快換鉆套2孔中心線對于夾具體28底面的垂直度誤差不得大于0.01/100。

④導向元件工作面間的位置精度。兩個快換鉆套中心線之間滿足50?0.04mm。⑤ 夾具上有檢測基準面的話，還應標注定位表面，導向工作面與該基準面間的位置精度。

夾具裝配圖上應標注必要的尺寸和技術要求，主要目的是為了檢驗本工序零件加工表面的形狀，位置和尺寸精度在夾具中是否可以達到，為了設計夾具零件圖，也為了夾具裝配和裝配精度的檢測。

（7）對零件編號，填寫標題欄和零件明細表。

每一個零件都必須有自己的編號，此編號是唯一的。在工廠的生產活動中，生產部件按零件編號生產、查找工作。

完整填寫標題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設計者、比例等。

完整填寫明細表，一般來說，加工工件填寫在明細表的下方，標準件、裝配件填寫在明細表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標準件、配套件。

2.4夾具精度的驗算

2.4.1誤差分析

1、位置精度

夾具的主要功能是用來保證工件加工表面的位置精度。影響位置精度的主要因素有三個方面：

1）工件在夾具中的安裝誤差，它包括定位誤差和夾緊誤差。

2）夾具在機床上對定誤差，指夾具相對于刀具或相對于機床成形運動的位置誤差。

3）加工過程中出現的誤差，包括機床的幾何精度、運動精度，機床、刀具、工件和夾具組成的工藝系統加工時的受力變形，受熱變形，磨損，調整、測量中的誤差，以及加工成形原理上的誤差等。

第三項一般不易估算，夾具精度驗算是指前兩項，其和不大于工件允差的2/3為算合格。

2.4.2誤差計算

1、驗算中心距50±0.2mm 影響此項精度的因素有：

1）定位誤差，此項主要是定位孔Φ32H8與定位軸Φ32h7的間隙產生，最大間隙為0.05mm;2）鉆套與襯套的配合間隙，由

?18F7k6可知最大間隙為0.025mm；

3）鉆套內孔與外圓的同軸度誤差，對于標準鉆套，精度較高，此項可以忽略；

4）鉆頭與鉆套間的間隙會引偏刀具，產生中心距誤差e=0.034mm。

由于上述各項都是按最大誤差計算，實際上各項誤差也不可能同時出現最大值，各誤差方向也可能不一致，因此，其綜合誤差可按概率法求和=0.07mm。

該項誤差略大于中心距允差0.13mm的2/3，勉強可用。應減小定位和導向的配合間隙。

第三章

方案設計論證

3.1設計思路

（1）首先根據已知工件需要，選擇加工機床，應選用立式鉆床加工比較合理。（2）然后工件主要定位部分為直徑為Φ32H8的圓孔，這樣我設想用兩短圓柱銷和菱形銷組合定位，正好滿足六點定位原理，因此本次設計采用此種定位方案有其優點。

（3）最后將兩短圓柱銷先固定在夾具體上，利用螺桿和斜鍥組合機構夾緊，用兩短圓柱銷和菱形銷組合把工件定位后，可利用螺紋前進來對工件進行夾緊，工件的夾緊力的方向應該垂直與工件的軸線方向，作用點為軸的切點。

3.2設計方法與結果

（1）首先對工件的加工要進行分析，在工件上鉆2-Φ12的孔，根據工件的形狀和加工要求，我認為采用鉆床比較合理。

（2）然后，根據六點定位原理，選用兩短圓柱銷和菱形銷組合，正好滿足六點定位原理，由于限制了六方自由度，所以只需要將工件夾緊就可以進行加工了，在垂直方向上進行夾緊，可以利用螺紋前進來推動斜鍥，進行夾緊，因為螺桿的運動控制簡單，而且不影響加工過程，所以最總選擇螺桿和斜鍥組合機構進行夾緊。

（3）最后，對整個夾緊方案分析得出，定位約合六點定位原理，夾緊工件穩定，所以此夾具設計可行。

致謝

在老師和同學的共同努力下，我們在三周的時間內完成了夾具課程設計。我們花費的時間很長，因為這是同學第一次進行這樣的課程設計。雖然過程中我們遇到了遇到困難，但是在張老師的指點下，同學們都的十分的努力。我們這次終于把我們所學的知識運用到現實中來了，這對同學們加深對課本知識的理解很有好處。同學學會了對于不同的待工件設計不同的夾具，對于夾具的各種標準件都學會了如何查標準件手冊、如何使用它們。這些都是因為老師的幫助下，我們才能完成的。在這里真心感謝張老師。

經過前段時間的辛辛苦苦，我受益匪淺。這次課程設計把我們所學的專業知識有機的結合在了一起，并在現實生活現實得以應用。這讓我們加深對課本知識的理解的同時，又讓我們學會并掌握夾具，專用夾具設計的一般基本方法和步驟。培養獨立設計和思考能力，為后續的專業課程畢業設計打好基礎，做好準備，并為以后的工作打下堅實的基礎，收獲確實不小。

這次課程設計讓我對機械裝備設計有了進一步的了解，并對機床夾具有所了解。并收獲了很多，給即將踏入工作崗位我們一次很好的鍛煉機會。在此我要特別感謝院系領導給我們這次機會，再次感謝張老師在百忙之中給我課程設計導，衷心地說一句 “老師您辛苦了”。

感想

通過這次課程設計實訓，使我對機械裝備課程有了更進一步的了解。裝備在現在工業中有著重要的作用，當然，我們現在對機械設計只不過時一個初步的了解，這門課程還有更多的知識等著我們去學習，在這兩周短暫的課程設計里，我學會了一些機械設計的最基本的理論，同時也對機械裝備產生了濃厚的興趣。

在這次課程設計過程中，我發現自己還有很多不足之處，在設計和計算過程中也出現了各種各樣的錯誤，在同學和老師的幫助下也都盡量改正了，雖然還存在或多或少的問題，這也是我今后努力的方向，我會繼續努力學習，來豐富自己的知識。

在這段時間的不懈努力下，我了解了在課程設計中應注意的問題： 1）注意與工藝規程的銜接，夾具設計應和工序設計統一

所需設計的夾具絕大多數用于零件加工的某一特定工序。在工藝設計環節中，對該工序的設計已要求設計其定位與夾緊方案，因此夾具設計的具體內容應與工序設計保持一致，不能相互沖突。

2）設計時要有整體觀念

夾具設計有其自身的特點：定位、夾緊等各種裝置在設計前是分開考慮的，設計后期通過夾具體的設計將各種元件聯系為一個整體。

3）設計中應學習正確運用標準與規范

對于國家標準的規范要嚴格要求和執行。夾具設計過程中選擇各種功能元件時應注意盡可能選用標準件，減少非標準件的設計制造工作量，降低夾具成本。

在老師和同學的共同努力下，我們在三周的時間內完成了夾具課程設計。我們花費的時間很長，因為這是同學第一次進行這樣的課程設計。雖然過程中我們遇到了遇到困難，但是在張老師的指點下，同學們都的十分的努力。我們這次終于把我們所學的知識運用到現實中來了，這對同學們加深對課本知識的理解很有好處。同學學會了對于不同的待工件設計不同的夾具，對于夾具的各種標準件都學會了如何查標準件手冊、如何使用它們。這些都是因為老師的幫助下，我們才能完成的。在這里真心感謝張老師。

參考文獻

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