第一篇：氣缸缸蓋夾具設計 畢業設計
摘要
本文主要研究機車氣缸缸蓋數控加工工藝和夾具的設計，機車氣缸缸蓋是機車氣缸的重要的組成部分，它在氣缸體上部封閉的燃燒室，并與活塞頂部一起形成燃燒室。隨著發動機技術的飛速發展現代氣缸蓋的結構也越來越復雜，加工難度越來越大，精度要求越來越高。而且先進的內燃機越來越多地傾向于采用多氣門機構這使得氣缸蓋加工變得越來越困難，氣缸缸蓋的加工工藝以及夾具設計一直以來是國內外加工的重點，難點。
本課題主要研究機車氣缸缸蓋加工工藝以及專用夾具的設計，夾具設計旨在能夠達到快速裝夾，定位。結合實際，確保加工質量的前提下，達到提高生產速率，降低生產成本
關鍵詞：氣缸蓋 加工工藝 專用夾具
I
ABSTRACT This paper studies motorcycle cylinder head machining process and fixture design，motorcycle cylinder head is an important part of the cylinder。It closed in the upper part of the cylinder combustion chamber, and together form a combustion chamber and piston top。With the rapid development of modern engine technology structure of the cylinder head more and more complex, more and more difficult process, more and more high precision。And advanced internal combustion engines tend to use more and more multi-valve cylinder head body which makes it increasingly difficult, and the cylinder head of the fixture design process has always been the focus of domestic processing and difficult The main topic of motorcycle cylinder head processing technology and a dedicated fixture design, fixture design to be able to achieve rapid clamping, positioning.Reality, the premise of ensuring the quality of processing, to increase production rates, lower production costs
Keywords: cylinder head;processing;special fixture
II
目錄
摘要.................................................................................................................................I ABSTRACT..................................................................................................................II 第1章緒論....................................................................................................................1 1.1氣缸缸蓋簡介......................................................................................................1 1.2氣缸缸蓋國內外發展的現狀..............................................................................1 1.3 本次論文研究的內容和意義.............................................................................1 第2章氣缸缸蓋的工藝設計........................................................................................3 2.1 機車氣缸缸蓋的三維建模.................................................................................3 2.2零件的工藝分析..................................................................................................3 2.3確定毛坯的鑄造形式..........................................................................................4 2.4基面的選擇..........................................................................................................4 2.4.1粗基準的選擇................................................................................................4 2.4.2精基準的選擇................................................................................................5 2.5制定工藝路線......................................................................................................5 2.5.1工藝路線方案一............................................................................................5 2.5.2工藝方案二....................................................................................................6 2.5.3.工藝方案的比較與分析................................................................................6 2.6機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定..................................................7 2.7確定切削用量及基本工時..................................................................................7 2.7.1 粗銑氣缸缸蓋的接觸面...............................................................................7 2.7.2鉆 擴 鉸兩個定位銷孔................................................................................8 2.7.3銑氣缸缸蓋的底面........................................................................................9 2.7.4鉆缸該底面的孔..........................................................................................11 2.7.5 銑氣缸缸蓋的左側面.................................................................................12 2.7.6銑氣缸缸蓋的右側面..................................................................................13 2.7.7銑氣缸缸蓋的一個端面..............................................................................13 2.7.8精銑氣缸缸蓋的接觸面..............................................................................15 第3章 專用夾具的設計............................................................................................16 3.1 問題的提出.......................................................................................................16 3.2夾具設計............................................................................................................16 3.2.1定位基準的選擇..........................................................................................16 3.2.2定位夾緊原件的介紹..................................................................................16
III 3.3切削力及夾緊力計算........................................................................................18 3.3.1計算鉆直徑為15.75的孔的切削力...........................................................18 3.3.2法蘭式轉角缸的選擇..................................................................................19 3.4誤差分析............................................................................................................21 第4章 氣缸缸蓋數控加工仿真............................................................................23 4.1氣缸缸蓋數控加工..........................................................................................23 4.2生成G代碼及刀具路徑后處理.....................................................................25 總結..............................................................................................................................28 參考文獻......................................................................................................................29 致謝..............................................................................................................................30
IV
第1章緒論
1.1氣缸缸蓋簡介
缸蓋安裝在缸體的上面，從上部密封氣缸并構成燃燒室。它經常與高溫高壓燃氣相接觸，因此承受很大的熱負荷和機械負荷。水冷發動機的氣缸蓋內部制有冷卻水套，缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。利用循環水來冷卻燃燒室等高溫部分，因此缸蓋的性能與缸體的安全系數息息相關，對于現代化安全和高效生產缸蓋的性能起著至關重要的作用。
氣缸蓋處在內燃機的心臟是內燃機的核心部件，它在氣缸體上部封閉燃燒室并與活塞頂部一起形成燃燒室，氣缸蓋體上一般鑄有冷卻水腔氣道等其上有安裝燃油系統及配氣機構的座孔，結構復雜，孔系繁多是氣缸蓋加工的特點，尤其是其閥座孔與導管孔的加工因其尺寸精度和形位公差要求嚴格，長期以來都是國內外內燃機制造行業研究的重點難點。隨著內燃機發動機技術的飛速發展現代氣缸蓋的結構也越來越復雜而且先進的內燃機越來越多地傾向于采用多氣門機構這使得氣缸蓋加工變得越來越困難
氣缸蓋一般采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成，鋁合金的導熱性好，有利于提高壓縮比，所以近年來鋁合金氣缸蓋被采用得越來越多
1.2氣缸缸蓋國內外發展的現狀
近年來國內外內燃機行業發展的新趨勢和工作實踐，對結構復雜的氣缸蓋機械加工提出了進、排氣門座圈錐面與導管孔的加工是其工藝技術關鍵，從定位方式、基準選擇、氣門座底孔與導管孔底孔的加工，氣門座圈錐面加工方式和導管孔的加工方式等方面進行了探討和分析
氣缸蓋的機械加工工藝技術關鍵和整體工藝水平正在隨著高技術含量內燃機的發展而日趨提高和完善，國外工藝水平已與產品開發水平呈現同步水平，國內工藝水平隨著與國際接軌和科技發展將由落后變為逐步接近產品開發水平，解決好加工工藝技術關鍵是工藝設計的核心和前提。但是工藝的設計編制，受到諸多因素的影響，如產品的精度高低，產品的工藝性好壞，生產綱領的大小，投資力度的強弱，企業現狀等等。因此，合理的最佳的工藝方案不僅需要對某一關鍵部位或某一關鍵工序認真論證、合理配置，更必須整線統盤考慮，最終是否取得最佳效果必須經過實踐檢驗.1.3 本次論文研究的內容和意義
針對機車的氣缸缸蓋利用三維軟件進行建模，2對機車氣缸缸蓋進行可靠的工藝設計，3通過機車氣缸缸蓋的三維模型對機車氣缸缸蓋設計某一步的夾具，夾具設計要求能夠快速安裝 定位 夾緊，夾具要求是氣動夾。
本次課程設計的主要意義熟悉箱體零件的加工工藝路線，并能正確的設計出 1 機車氣缸缸蓋的加工路線，夾具設計能夠實現快速定位 夾緊，能夠投入大規模的技術生產，給企業帶來效益。
近年來隨著發動機的快速發展，使得機車對氣缸缸蓋的要求也越來越高，氣缸蓋一般采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成，鋁合金的導熱性好，有利于提高壓縮比，所以近年來鋁合金氣缸蓋被采用得越來越多，本次課題旨在能夠完善氣缸缸蓋的加工工藝，并能更好的提高機車氣缸缸蓋的夾具設計。
第2章氣缸缸蓋的工藝設計
2.1 機車氣缸缸蓋的三維建模
利用三維建模軟件對機車氣缸缸蓋建模 機車缸蓋三維圖如（圖1-1）所示
圖1-1機車氣缸缸蓋
2.2零件的工藝分析
機車氣缸缸蓋是機車氣缸部件的基礎件，機車氣缸缸蓋主要加工面是平面和孔，氣缸缸蓋毛坯是鑄造出來的，缸蓋的接觸面作為主軸孔的設計基準，缸蓋的接觸面與接觸面上的兩個通孔作為定位基準 “一面雙銷定位”，上下兩面的平行度要求為0.1mm/300mm,箱體腔內的孔不僅本身有較高的尺寸精度要求，而且有較高的位置精度要求，缸蓋加工中的定位基準的選擇可以先加工它的一個端面, 3 再借助專用夾具以這個端面為定位基準加工另一端面,然后再加工其它加工表面以及孔的加工。
2.3確定毛坯的鑄造形式
基于成本和力學性能方面約綜分考慮，擴大鋁合金的應用是目前乘用車輕量化，降低油耗的主要手段，如機車氣缸缸蓋已經實現鋁合金化制造。盡管鋁合金缸蓋的生產方法有多種，但主流的制造工藝則是金屬型鑄造和低壓鑄造，其中歐洲和中國以金屬型為主，而日本、美國則更多采用低壓鑄造 相對于金屬型鑄造，低壓鑄造由于是在壓力下充型和結晶凝固，因而具有成形質量好、工藝出品率高等優點，但對于形狀復雜、性能要求高的缸蓋鑄件，則存在著工藝復雜，控制要求高等技術難關。因此采用了鋁合金缸蓋的低壓鑄造技術，用以充分發揮低壓鑄造工藝的技術，低壓鑄造工藝技術應用多個澆口即多權分流的形式。缸蓋，具有代表性的兩種澆注系統即在燃燒室側是設置2個或4個澆口，鑄造后再進行機械加工。這從提高生產率，保證加工精度上考慮也是應該的
2.4基面的選擇
基面選擇是工藝規程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚著，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。
2.4.1粗基準的選擇
選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。
粗基準選擇應當滿足以下要求：
1.粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。
2.選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。
3.應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
4.應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。
5.粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規則的。多次 使用難以保證表面間的位置精度。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置。
但對于一般箱體零件來說，以接觸面作為粗基準是完全合理的。對本零件而言，由于每個表面都要求加工，為保證各表面都有足夠的余量，應選加工余量最小的面為粗基準（這就是粗基準選擇原則里的余量足夠原則），即綜上所述選擇加工底面為粗基準。
2.4.2精基準的選擇
1.基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。
2.基準統一原則，應盡可能選用統一的定位基準。基準的統一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。
3.互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。
自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。
此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，適于作精基準使用。選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。
2.5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。在生產綱領一確定為中批生產的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用工夾具，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
2.5.1工藝路線方案一
工序 1 粗銑氣缸缸蓋的接觸面。
工序 2 鉆 擴 鉸缸蓋接觸面的兩個定位銷的孔。工序 3 粗 精 銑氣缸缸蓋的底面。工序 4 加工氣缸缸蓋底面的孔。工序 5 粗 精銑氣缸缸蓋的一個側面。工序 6 粗 精銑氣缸缸蓋的另一個側面。工序 7 粗 精銑氣缸缸蓋的一個端面。工序 8 粗 精銑氣缸缸蓋的另一個端面。工序 9 精銑氣缸缸蓋的接觸面。
工序 10 加工氣缸缸蓋的接觸面，加工接觸面上一些孔，并且加工氣缸缸蓋內部的一些孔。
工序 11 加工氣缸缸蓋側面一些孔。工序 12 加工氣缸缸蓋另一側面的一些孔。工序 13 加工氣缸缸蓋端面的一些孔。工序 14 加工氣缸缸蓋端面的一些孔。工序 15 清洗。工序 16 去毛刺。
2.5.2工藝方案二
工序 1粗銑氣缸缸蓋的接觸面
工序 2鉆 擴 鉸缸蓋接觸面的兩個定位銷的孔 工序 3粗 精 銑氣缸缸蓋的底面 工序 4加工氣缸缸蓋底面的孔 工序 5精銑氣缸缸蓋的一個側面。工序 6粗 精銑氣缸缸蓋的另一個側面 工序 7粗 精銑氣缸缸蓋的一個端面。工序 8粗 精銑氣缸缸蓋的另一個端面
工序 9加工氣缸缸蓋的接觸面，加工接觸面上一些孔，并且加工氣缸缸蓋內部的一些孔
工序 10精銑氣缸缸蓋的接觸面。
工序 11加工氣缸缸蓋側面一些孔。工序 12加工氣缸缸蓋端面的一些孔。
工序 13加工氣缸缸蓋端面的一些孔 工序 14加工氣缸缸蓋端面的一些孔。工序 15清洗 工序 16去毛刺
2.5.3.工藝方案的比較與分析
在大批大量生產中，毛坯的質量較高，各個孔的鏜孔的余量較小，為使鏜孔的余量均勻，最好是粗鏜 半精鏜 精鏜和金剛鏜都統一采用精加工過的精基準面定位一次進行，這就要在粗鏜空之前安排精加工基準面。這種違反先粗后精原則 6 的工序安排有一個前提條件，箱體毛坯制造質量較高
綜上所述我選擇第一種的工藝安排作為加工工藝，以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”。
2.6機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“機車氣缸缸蓋”零件材料為鋁制合金，硬度200HB，生產類型為大批生產，采用鑄造毛坯。
根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下：
1.參照《機械加工工藝手冊》表2.3-6查得壓力鑄造及殼型的尺寸公差等級ZJ1。
2.選用壓力鑄造查《機械加工工藝手冊》得，在實際生產中，有的工廠根據工廠的生產技術條件和生產經驗來確定鑄件的加工余量，在這里初步定鑄件的加工單邊的加工余量為1。
3.精銑的單邊余量為0.2 4.粗銑的單邊余量為1-0.8=0.2 2.7確定切削用量及基本工時
2.7.1 粗銑氣缸缸蓋的接觸面 1.粗銑氣缸缸蓋的接觸面（1）刀具選擇
根據《機械加工工藝手冊》表4.4-5及銑刀樣本手冊，選普通直柄立銑刀，直徑50mm, ,L=0.8mm,Z=10（2）切削用量
ap =L=0.8mm（3）由《機械加工工藝手冊》表2.4-79 ae=15采用硬質合金材料加工鋁合金取af=0.1~0.2mm/r,取af=0.2mm/r（4）確定切削速度Vc
由《機械加工工藝手冊》表2.4-90,當取V=6m/s
n查=
1000vc=（1000x6）/3,14x50=38r/s
（1-1）πdW根據機床說明書(見《機械加工工藝手冊》表.取主軸轉速n機=38r/s則實際切削速度為V = 10m/s 當n =38r/s時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度V=fm=fz×z×n機=0.2X10X38=76mm/s（5）計算基本工時
L=645
L2=5 7 T=
l?l1?l2?l3=（645+5）/76=9s
（1-2）
fm即 橫向每次走刀是9s.2.7.2鉆 擴 鉸兩個定位銷孔 1.鉆兩個定位銷孔
（1）刀具選擇：查《機械制造工藝設計簡明手冊》選用15.75高速鋼直柄標準麻花鉆。
（2）切削用量選擇：
查《機械加工工藝手冊》得：f=0.31mm/r~0.37mm/r,根據所選機床定f=0.35mm/r查《機械加工工藝手冊》取V =1.25m/s 由公式（1-1）n =1000 V /3.14x D=1000×1.25/3.14×15.75=25r/s 按機床選取n =1000r/min（3）計算基本工時 由公式（1-2）T=2.擴16.75孔
（1）刀具選擇：選用16高速鋼直柄擴孔鉆。（2）確定切削用量：
查《機械制造工藝手冊》得：f=0.90~1.1mm/r,再由所選的機床確定進給量取f =0.9mm/r。擴孔時的切削速度，由《機械制造工藝手冊》得公式：V=0.4m/s 由公式（1-1）n=1000 V/ 3.14xD=1000×0.4/(3.14×16)=8r/s=480r/min 按機床選取n =480r/min 機床擴孔時的切削速度為0.4m/s（3）計算基本工時： 由公式（1-2）T=3.鉸17的孔
（1）刀具選擇： 17高速鋼直柄機用鉸刀（2）確定切削用量：
背吃刀量ap=0.25。切削速度與粗鉸，故n =200r/min。由《機械制造工藝手冊》f=1.0mm/r,取f=1mm/r
V= d n /1000=17x200 /1000=3.4mm/min
（1-3）（3）計算基本工時： 由公式（1-2）T=
L?L1?L2?L3=(91+11+0)/(0.76×322)=0.42min。
nwfL?L1?L2?L3=(91+14+2)/(0.92×136)=0.86min。
nwfL?L1?L2?L3 =(91+14+2)/(1.24x132)=0.65min
nwf其中
L=91,L1=14,L2=2 2.7.3銑氣缸缸蓋的底面 1.粗銑氣缸缸蓋的底面（1）刀具選擇
根據《機械加工工藝手冊》 及銑刀樣本手冊，選普通直柄立銑刀，直徑50mm, ,L=0.8mm,Z=10（2）切削用量
ap =L=0.8mm（3）由《機械加工工藝手冊》 ae=15采用硬質合金材料加工鋁合金取af=0.1~0.2mm/r,取af=0.2mm/（4）確定切削速度V 由《機械加工工藝手冊》表2.4-90,當取V=6m/s 由公式（1-1）n查=
1000vc=（1000x6）/3,14x50=38r/s πdW根據機床說明書(見《機械加工工藝手冊》表.取主軸轉速n機=38r/s則實際切削速度為V= 10m/s 當n =38r/s時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度V=fm=fz×z×n機=0.2X10X38=76mm/s（5）計算基本工時
L=610
L2=5 由公式（1-2）T=
l?l1?l2?l3=（610+5）/76=8s 即 橫向每次走刀是8s
fm2.精銑氣缸缸蓋的底面（1）刀具選擇
根據《機械加工工藝手冊》表4.4-5及銑刀樣本手冊，選柄立銑刀，外徑50mm, ,L=0.2mm,Z=10（2）切削用量
ap =L=0.2mm（3）由《機械加工工藝手冊》表2.4-75，由數控銑床的功率在10KW以上，af=0.1mm/z~0.2mm/z,取af=0.2mm/z（4）選擇銑刀磨鈍標準及耐用度
根據《機械加工工藝手冊》表2.4-71,銑刀齒后刀面最大磨損限度為1.5mm,由《機械加工工藝手冊》表2.4-72,銑刀直徑d0=50mm,則硬質合金銑刀T=200min（5）確定切削速度V
由《機械加工工藝手冊》,當取V=2m/s 由公式（1-1）n查=
1000vc=（1000x2）/3.14x50=12r/s
πdW9 根據數控機床的實際情況，取主軸轉速n=500r/min.則實際切削速度為Vc = 78.5r/min 當n機=500r/min時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度Vf=fm=fz×z×n機=0.2X10X12=24mm/s 根據數控機床的實際情況取機床的進給速度為24mm/s（6）計算基本工時
L=610
L2=5 由公式（1-2）T=l?l1?l2?l3=(610+5)/24=26s 即機床走刀一次的時間是24s
fm3.粗銑氣缸缸蓋底面1（1）刀具選擇
根據《機械加工工藝手冊》表4.4-5及銑刀樣本手冊，選普通直柄立銑刀，直徑50mm, ,L=0.8mm,Z=10（2）切削用量
ap =L=0.8mm（3）由《機械加工工藝手冊》表2.4-79 ae=15采用硬質合金材料加工鋁合金取af=0.1~0.2mm/r,取af=0.2mm/（4）確定切削速度Vc
由《機械加工工藝手冊》表2.4-90,當取Vc=6m/s 由公式（1-1）n查=
1000vc=（1000x6）/3,14x50=38r/s πdW根據機床說明書(見《機械加工工藝手冊》表.取主軸轉速n機=38r/s則實際切削速度為Vc = 10m/s 當n =38r/s時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度Vf=fm=fz×z×n機=0.2X10X38=76mm/s（5）計算基本工時
L=610
L2=5 由公式（1-2）T=
l?l1?l2?l3=（507+5）/76=6.7s 即 橫向每次走刀是6.7s
fm4.精銑氣缸缸蓋的底面1（1）刀具選擇
根據《機械加工工藝手冊》表4.4-5及銑刀樣本手冊，選柄立銑刀，外徑50mm,L=0.2mm,Z=10（2）切削用量
ap =L=0.2mm（3）由《機械加工工藝手冊》表2.4-75，由數控銑床的功率在10KW以上，af=0.1mm/z~0.2mm/z,取af=0.2mm/z 10（4）選擇銑刀磨鈍標準及耐用度
根據《機械加工工藝手冊》,銑刀齒后刀面最大磨損限度為1.5mm,由《機械加工工藝手冊》,銑刀直徑d0=50mm,則硬質合金銑刀T=200min（5）確定切削速度V
由《機械加工工藝手冊》,當取V=2m/s 由公式（1-1）n查=
1000vc=（1000x2）/3.14x50=12r/s
πdW根據數控機床的實際情況，取主軸轉速n=500r/min.則實際切削速度為Vc = 78.5r/min 當n機=500r/min時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度Vf=fm=fz×z×n機=0.2X10X12=24mm/s 根據數控機床的實際情況取機床的進給速度為24mm/s（6）計算基本工時
L=610
L2=5 由公式（1-2）T=
l?l1?l2?l3=(507+5)/24=22 即機床走刀一次的時間是22s
fm2.7.4鉆缸該底面的孔
由于氣缸缸蓋地面的孔很多在這里不一一說明，每類孔只說明一次，其他詳見氣缸缸蓋的加工工藝卡。
1.鉆18個15.75通孔
（1）刀具選擇：查《機械制造工藝設計簡明手冊》選用15.75高速鋼直柄標準麻花鉆。
（2）切削用量選擇：
查《機械加工工藝手冊》得：f=0.31mm/r~0.37mm/r,根據所選機床定f=0.35mm/r查《機械加工工藝手冊》取V =1.25m/s 由公式（3-1）n =1000 V /3.14x D=1000×1.25/3.14×15.75=25r/s 按機床選取n =1000r/min（3）計算基本工時
L?L1?L2?L3由公式（1-2）T==(91+11+0)/(0.76×322)=0.42min。
nwfT1=18 T=18x0.42=7.56 2.半精鏜16.25的內孔
（1）刀具選擇：選用16.25的鏜刀。（2）確定切削用量：
查《機械制造工藝手冊》得：f=0.8mm/r~0.15mm/r,再由所選的機床確定進給 量取f =0.9mm/r。鏜孔時的切削速度，由《機械制造工藝手冊》得0.5m/s~0.83m/s：V=0.5m/s 由公式（1-3）n=1000 V/ 3.14xD=1000×0.5/(3.14×16.25)=10r/s 按機床選取n =600r/min 機床擴孔時的切削速度為0.5m/s 3.精鏜16.75的內孔
（1）刀具選擇：選用16.75的鏜刀（2）確定切削用量：
查《機械制造工藝手冊》得：f=0.8mm/r~0.15mm/r,再由所選的機床確定進給量取f =0.8mm/r。鏜孔時的切削速度，為了保證精鏜的質量定切削速度 V=0.4mm/s 由公式（1-1）n=1000 V/ 3.14xD=1000×0.4/(3.14×16.25)=8r/s 按機床選取n =480r/min 機床擴孔時的切削速度為0.4mm/s 4.金剛鏜17的內孔
（1）刀具選擇：選用16.75的鏜刀（2）確定切削用量：
查《機械制造工藝手冊》得：f=0.05mm/r~0.10mm/r,再由所選的機床確定進給量取f =0.08mm/r。鏜孔時的切削速度，為了保證金剛鏜的質量定切削速度 V=0.3mm/s 由公式（1-1）n=1000 V/ 3.14xD=1000×0.3/(3.14×16.25)=6r/s 按機床選取n =400r/min 機床擴孔時的切削速度為0.35mm/ 2.7.5 銑氣缸缸蓋的左側面 1.粗銑氣缸缸蓋的一個側面（1）刀具選擇
根據《機械加工工藝手冊》表 及銑刀樣本手冊，選普通直柄立銑刀，直徑50mm, ,L=0.8mm,Z=10（2）切削用量
ap =L=0.8mm（3）由《機械加工工藝手冊》表
ae=15采用硬質合金材料加工鋁合金取af=0.1~0.2mm/r,取af=0.2mm/（4）確定切削速度V 由《機械加工工藝手冊》表 ,當取Vc=6m/s 由公式（1-1）n查=
1000vc=（1000x6）/3,14x50=38r/s πdW根據機床說明書(見《機械加工工藝手冊》表.取主軸轉速n機=38r/s則實際切削速度為Vc = 8m/s 當n =38r/s時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度V=fm=fz×z×n機=0.2X8X38=61mm/s（5）計算基本工時
L=153
L2=56 T=l?l1?l2?l3=（153+5）/61=2.6 即 橫向每次走刀是2.6.fm2.精銑氣缸缸蓋的這個側面（1）刀具選擇
根據《機械加工工藝手冊》，及銑刀樣本手冊，選柄立銑刀，外徑50mm, ,L=0.2mm,Z=10（2）切削用量
ap =L=0.2mm（3）由《機械加工工藝手冊》，由數控銑床的功率在10KW以上，af=0.1mm/z~0.2mm/z,取af=0.2mm/z（4）選擇銑刀磨鈍標準及耐用度
根據《機械加工工藝手冊》 銑刀齒后刀面最大磨損限度為1.5mm,由《機械加工工藝手冊》表2.4-72,銑刀直徑d0=50mm,則硬質合金銑刀T=200min（5）確定切削速度Vc
由《機械加工工藝手冊》,當取Vc=2m/s 由公式（1-1）n查=
1000vc=（1000x2）/3.14x50=12r/s
πdW根據數控機床的實際情況，取主軸轉速n=500r/min.則實際切削速度為V= 78.5r/min 當n機=500r/min時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度Vf=fm=fz×z×n機=0.2X10X12=24mm/s 根據數控機床的實際情況取機床的進給速度為24mm/s（6）計算基本工時
L=153
L2=5 由公式（1-2）T=間是6.5s 2.7.6銑氣缸缸蓋的右側面
雖然氣缸缸蓋的兩個側面不是對稱結構，但加工氣缸缸蓋的兩個側面的方法都是一樣的，即都是”先粗后精”,由于氣缸缸蓋的毛坯單面的加工余量都是1即它們的切削用量 以及他們的切削參數基本相同。相同的計算方法在這里就不再重復，詳見加工工藝卡。
2.7.7銑氣缸缸蓋的一個端面 1.粗銑氣缸缸蓋的前端面（1）刀具選擇
l?l1?l2?l3=(153+5)/24=6.5s 即機床橫向走刀一次的時
fm根據《機械加工工藝手冊》表 及銑刀樣本手冊，選普通直柄立銑刀，直徑50mm, ,L=0.8mm,Z=10（2）切削用量
ap =L=0.8mm（3）由《機械加工工藝手冊》表
ae=15采用硬質合金材料加工鋁合金取af=0.1~0.2mm/r,取af=0.2mm/（4）確定切削速度V 由《機械加工工藝手冊》表 ,當取V=3.5m/s
1000vc由公式（1-1）n查==（1000x3.5）/3,14x50=23r/s
πdW根據機床說明書(見《機械加工工藝手冊》表.取主軸轉速n機=38r/s則實際切削速度為V = 8m/s 當n =23r/s時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度V=fm=fz×z×n機=0.2X10X23=46mm/s（5）計算基本工時
L=55
L2=5 由公式（1-2）T=
l?l1?l2?l3=（55+5）/46=2即 橫向每次走刀是2s.fm2.精銑氣缸缸蓋的后端面（1）刀具選擇
根據《機械加工工藝手冊》表4.4-5及銑刀樣本手冊，選柄立銑刀，外徑50mm, ,L=0.2mm,Z=10（2）切削用量
ap =L=0.2mm（3）由《機械加工工藝手冊》表2.4-75，由數控銑床的功率在10KW以上，af=0.1mm/z~0.2mm/z,取af=0.2mm/z（4）選擇銑刀磨鈍標準及耐用度
根據《機械加工工藝手冊》表，銑刀齒后刀面最大磨損限度為1.5mm,由《機械加工工藝手冊》表,銑刀直徑d0=50mm,則硬質合金銑刀T=200min（5）確定切削速度Vc
由《機械加工工藝手冊》,當取Vc=1.5m/s 由公式（1-1）n查=
1000vc=（1000x1.5）/3.14x50=10r/s
πdW根據數控機床的實際情況，取主軸轉速n=500r/min.則實際切削速度為Vc = 78.5r/min 當n機=500r/min時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度Vf=fm=fz×z×n機=0.2X10X10=20mm/s 根據數控機床的實際情況取機床的進給速度為24mm/s（6）計算基本工時 L=55
L2=5 由公式（1-2）T=是3s 2.7.8精銑氣缸缸蓋的接觸面 1.精銑氣缸缸蓋的接觸面（1）刀具選擇
根據《機械加工工藝手冊》表4.4-5及銑刀樣本手冊，選普通直柄立銑刀，直徑50mm, ,L=0.2mm,Z=10（2）切削用量
ap =L=0.2mm（3）由《機械加工工藝手冊》表2.4-79 ae=15采用硬質合金材料加工鋁合金取af=0.1~0.2mm/r,取af=0.2mm/r（4）確定切削速度Vc
由《機械加工工藝手冊》表2.4-90,當取Vc=6m/s 由公式（1-1）n查=
l?l1?l2?l3=(55+5)/20=3s 即機床橫向走刀一次的時間
fm1000vc=（1000x6）/3,14x50=38r/s πdW根據機床說明書(見《機械加工工藝手冊》表.取主軸轉速n機=38r/s則實際切削速度為V= 10m/s 當n =38r/s時,工作臺為每分鐘進給量是進給速度V=fm=fz×z×n機=0.2X10X38=76mm/s（5）計算基本工時
L=645
L2=5
l?l1?l2?l3由公式（1-2）T==（645+5）/76=9s 即 橫向每次走刀是9s.fm本次加工工序大部分主要是銑削平面和加工孔為主，重復的加工方法在這里就不一一介紹。詳細的見加工工序卡。
第3章 專用夾具的設計
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。專業夾具應該滿足能夠快速夾緊，有良好的定位。滿足企業能夠大批大量生產的要求。
3.1 問題的提出
本夾具主要用來加工氣缸缸蓋的底面，此平面的形位公差和表面要求一般，無特殊要求，且加工此平面時機車氣缸缸蓋的接觸面和兩個定位銷孔都已經都已加工出來，可用來作為此工序的定位基準面。因此在本道工序，在保證提高勞動生產率，降低勞動強度的同時可以設計選用比較簡單的夾具
3.2夾具設計
3.2.1定位基準的選擇
當加工機車氣缸缸蓋底面的這些孔時，機車氣缸缸蓋的接觸面已經被粗加工，并且機車氣缸缸蓋接觸面上定位銷孔已經被精加工，所以定位基準選擇是機車氣缸缸蓋的接觸面和兩個定位銷的孔
3.2.2定位夾緊原件的介紹 1.定位銷的介紹
該夾具屬于利用一面雙銷來定位，所選用的銷是階梯銷，如圖3-1所示
圖3-1 階梯銷
利用兩個銷來完成機車氣缸缸蓋與地板的連接與定位，階梯銷的下部直徑為40，上部直徑為17。
2.法蘭式轉角缸的介紹 利用三維制圖軟件對法蘭盤轉角進行建模，三維模型圖3-2所示.圖3-2 法蘭式轉角缸
3.法蘭盤轉角缸的工作原理
法蘭盤轉角缸中氣缸的活塞做往復的運動，加壓時從氣缸缸體的上氣孔進入，推動活塞向下，帶動壓臂同時完成兩個工作行程，轉角形成和壓緊形成，兩者之和叫做總行程
在轉角行程中，活塞連同壓臂一起，同時向下作直線運動和按設定的角度轉動，使壓臂對正被壓工件的位置，在壓緊過程中，活塞導桿連同壓臂一起，同時向下繼續做直線運動，直至使壓臂把工件壓緊為止
卸壓時，氣壓從缸體的下氣孔進入，推動活塞桿向上，帶動壓臂同時完成與述兩個工作行程相反的工作行程，壓臂首先向上直線運動離開被壓工件，然后按原設定的角度轉回原來的位置
4.法蘭盤轉角缸的功能
轉角缸能按設定的自動化控制氣路，將壓臂自動轉到被壓工件上并隨之將其壓緊，工件加工完成后，壓臂能自動卸壓并能自動的轉回原位。
工作速度敏捷，一個工作行程使用的時間僅在0.5秒到幾秒以下 工作安全可靠，（5）法蘭盤轉角缸的應用場合
氣壓轉角缸夾具，廣泛應用于產品的批量加工和裝配，自動化的程度高，夾 具空間小以及要求裝卸快速省時的工作場合也適用于各種自動快速鎖定壓緊和解鎖打開的工作場合。
3.3切削力及夾緊力計算
3.3.1計算鉆直徑為15.75的孔的切削力 切削力的計算公式 切削扭矩：
M?CM?d0X?fY?KM?10?8
（3-1）
MM軸向力：
F?CF?d0X?fY?KF
（3-2）
FF切削工率：
Pm?2??M?n0?10?（3-3）
經《機械加工工藝設計手冊》鋁合金HB190~210 Cm=225.63 X m=1.9 Y m=0.8 C f=588.6 X f=1Y f=0.8 機械手冊切削條件變化后，切削力的修正系數
鉆頭直徑d=15.75，進給量F=0.35mm/r 轉頭的轉速n=25r/s 由公式（3-1）：M?CM?d0XM?fYM?KM?10?8=32.159 由公式（3-2）：F?CF?d0XF?fYF?KF=4453.52
?210?????190?0.6當HB=210時，查《機械加工工藝手冊》得
K料F?K料M實際切削扭矩及軸向力F為
=1.062（3-4）
由公式（3-1）：M=1.062X32.159=34.152 由公式（3-2）：F=4453.52X1.062=4729.63
由公式（3-2）：切削功率Pm?2??M?n0?10=5.362（kw）求出切削功率后，知道切削速度即可以求出橫向的切削力
?3F?PM=5.362/1.25=4260
（3-5）v切根據切削力在表3-1和表3-2來選擇法蘭式轉角缸，法蘭式轉角缸的夾緊力要大于切削 3.3.2法蘭式轉角缸的選擇
圖3-3 法蘭式轉角缸二維圖
21.最大使用壓力7kg/cm ； 工作壓力4-6kg/cm2； 標準轉角90o；可定制非標 轉角45o、60o、180o型號標注標準：PSFL-40X90o系列標識 轉角方向 缸徑 轉動角度。
2.雙臂請在系列號后加“D”。例如：PSFD、MASD 應用：轉角缸是提高機加、裝配、焊接等工模夾具自動化程度的重要夾緊件適于工業各界對夾持自動化的要求。在任何時候都能盡善盡美體現您的設計思想，表現出動人的夾持功能。
功能：在壓力空氣的作用下，轉角缸將夾具位移和夾持功能和諧的統一體現，工作時，活塞先行完成旋轉行程----壓臂下壓并旋轉至設計的規定位置和角度，然后完成夾持行程----即直線下壓并夾緊工件，退回則反之。
型式：空壓轉角缸夾具有順時針和逆時針旋轉兩種型式，順為R、逆為L，即右轉(順)代號標“R”、左轉(逆)代號標“L”。標準旋轉角度90度，并可定制0、45、60等多種旋轉角度型式。
壓臂分單臂和雙臂兩種，夾持型式為旋轉角度后向下壓緊夾持。
空壓轉角缸夾具安裝型式分為法蘭座、外螺牙式、方塊型、頂部法蘭式及油路板式。
材質：主體為鋁合金，硬膜處理。
注意：加長壓臂不能超過原裝的1.5倍，建議加裝空氣濾清裝置、流量控制閥。
加長壓臂不能超過原裝的1.5倍，建議加裝空氣濾清裝置、流量控制閥、并請加注潤滑劑，以保證其正常使用壽命。
表3-1法蘭式轉角缸的型號
型號 PSF25R/L PSF32R/L PSF40R/L PSF50R/L A 95.5 102.5 106 113
B 66.5 71 75 80
C 23 23 26 26
D 16 19 19 25.4 25.4
F 30 50 50 70
H 8 9 9 10
O1 O2 M5
J M6X1
K 31 44 48 55
L 40 54 58 68
1/8PT M8X1.25 1/8PT M8X1.25 1/8PT M8X1.25 PSF63R/L 119 86 30 70 10 1/8PT M8X1.25 64 80
表3-2法蘭式轉角缸的規格
規格
PSF25R/L PSF32R/L PSF40R/L PSF50R/L PSF63R/L 活塞桿直徑 14 16 16 20 20 32 40 50 63 12 12 14 14 14 15 15 15 26 27 29 29 30 50 85 140
12.75 20.90 33.91 56.91 90.35
8.76 15.67 28.49 47.80 81.25
缸徑
旋轉行成
夾持形成
總行程
夾持力
壓臂伸出
壓臂撤回
根據切削力的計算選取法蘭式轉角缸 選取PSF63R/L型號的法蘭式轉角缸。總體的裝配圖如圖 3-5所示。
圖3-5 總裝配圖
由四個法蘭式轉角缸來快速定位夾緊機車氣缸缸蓋，使機車氣缸缸蓋能夠穩定加工。
3.4誤差分析
該夾具以一面雙銷定位 中心線與側面規定的垂直度偏差0.08mm，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規定的工序公差。
?j??w??g
（3-6）與機床夾具有關的加工誤差?j，一般可用下式表示：
?j??W?Z??D?A??D?W??j?j??j?M
（3-7）
由《機床夾具設計手冊》可得：
平面定位心軸定心的定位誤差 ：?D?W?0 夾緊誤差 ：
?j?j?(ymax?ymin)cos?
（3-8）
其中接觸變形位移值：
kN ?y?(kRaZRaZ?HB?c1)(Z)n?0.004mm
（3-8）
HB19.62l ?j?j??ycos??0.0036mm
（3-9）磨損造成的加工誤差：?j?M通常不超過0.005mm 夾具相對刀具位置誤差：?D?A取0.01mm 誤差總和：?j??w?0.0522mm?0.11mm
第4章 氣缸缸蓋數控加工仿真
利用UG進行輔助編程是一個綜合的過程。它涉及刀具運動軌跡、加工刀具類型、切削用量選擇、加工參數選擇和下刀方式等的選擇，所有這些內容都反映在由加工刀具路徑轉化而成的數控加工代碼中。曲面加工刀具路徑生成過程分為刀具參數設置、加工方式選用、粗精加工參數設置和后處理等步驟，這些參數設置的正確與否是保證零件尺寸精度、提高工效和降低成本的關鍵所在。
4.1氣缸缸蓋數控加工
UG中有粗加工和精加工兩種方式，要根據具體情況和實際加工經驗，合理選用加工方式，然后確定刀具形式、直徑和加工材料等。
精加工氣缸缸蓋的底面選擇刀具為立銑刀，加工方式為跟隨工件，精加工余量為1mm。用立銑刀及等距環切方式加工，提高加工效率。
1.氣缸缸蓋加工底面的刀具路徑，如圖4-1
圖4-1 刀具路徑圖
2.氣缸缸蓋加工底面的效果圖，如圖4-2
圖4-2 加工路徑效果圖
3.氣缸缸蓋加工接觸面的刀具路線圖，如圖4-3
圖4-3 刀具路徑圖
4.氣缸缸蓋加工接觸面的效果圖，如圖4-4
圖4-4加工路徑效果圖
4.2生成G代碼及刀具路徑后處理
對于刀具路徑，機床是不能直接識別的。所以，加工方式選擇好后，必須要進行后處理，也就是將刀具路徑“翻譯”成機床能夠識別的數控代碼。不同的機床能識別的數控代碼不盡相同，所以不同的機床必須采用不同的后處理方式。將自動生成的數控代碼，進行必要的校核處理后，就能輸送給數控機床進行加工了。
1.氣缸缸蓋接觸面精加工數控程序代碼 % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 N0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X-2.838 Y-15.6781 S1800 M03 N0050 G43 Z-2.4569 H00 N0060 Z-2.7365 N0070 G1 Z-2.8546 F9.8 M08 N0080 G3 X-3.5466 Y-14.9694 I-7.086 J0.0 N0090 G1 X-12.8251 N0100 G2 X-13.559 Y-14.7023 I0.0 J1.1417 N0110 G1 X-15.7135 Y-12.8945 N0120 X-15.7317 Y-12.8743 ?? ??
N6150 X4.1896 N6160 Y-10.56 N6170 X-3.5466 N6180 Y-10.245 N6190 X-10.9679 N6200 Y-9.93 N6210 X3.8746 N6220 Y-10.245 N6230 X-3.5466 N6240 G3 X-4.2553 Y-10.9537 I0.0 J-7.087 N6250 G1 Z-2.7719 N6260 G0 Z-2.4569 N6270 M02 % 2.氣缸缸蓋底面精加工數控程序代碼 % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 N0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X-2.838 Y-15.6781 S1800 M03 N0050 G43 Z-2.4569 H00 N0060 Z-2.7365 N0070 G1 Z-2.8546 F9.8 M08 N0080 G3 X-3.5466 Y-14.9694 I-7.086 J0.0 N0090 G1 X-12.8251 N0100 G2 X-13.559 Y-14.7023 I0.0 J1.1417 N0110 G1 X-15.7135 Y-12.8945 N0120 X-15.7317 Y-12.8743 ?? ??
N6150 X4.1896 N6160 Y-10.56 N6170 X-3.5466 N6180 Y-10.245 N6190 X-10.9679 N6200 Y-9.93 N6210 X3.8746 N6220 Y-10.245 N6230 X-3.5466 N6240 G3 X-4.2553 Y-10.9537 I0.0 J-7.087 N6250 G1 Z-2.7719 N6260 G0 Z-2.4569 N6270 M02 %
總結
本次機車氣缸缸蓋數控加工工藝研究主要是設計機車氣缸缸蓋的一套專用夾具，機車氣缸缸蓋工序設計。
機車氣缸缸蓋的夾具設計是以一面雙銷定位,采用法蘭式轉角缸來夾緊的。法蘭式轉角缸實現兩個自由度，工作時，活塞先行完成旋轉行程----壓臂下壓并旋轉至設計的規定位置和角度，然后完成夾持行程----即直線下壓并夾緊工件。退回則反之，這樣既能完成機車氣缸缸蓋的快速夾緊定位。
總之，本設計基本完成了初始目的，達到了設計要求。并且通過本次的設計使我所學的知識融會貫通，在查找資料的過程中也使我了解和掌握了許多的課外知識，開拓了視野，使自己專業知識方面和動手能力方面有了質的飛躍。也將是走向工作崗位的一個重要的開端。
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致謝
在整個畢業設計過程中,我得到了李學光老師的悉心指點。在整個過程中老師體現的那種一絲不茍，細心細致的科學精神讓我久久不能忘記,并肅然起敬。特別是李老師的扎實功底和諄諄教導讓我受益匪淺。我個人認為我這次畢業設計的完成很大程度上源于老師教導我養成的專心致志，循序漸進,不斷積累，決不放過任何一個含糊問題，以高度的責任感面對所有的細節的良好的學習習慣
近一個學期的不懈努力,大學本科學習中非常重要的一個環節---畢業設計終于完成在即！這是我在畢業之前對所學的各門知識的一次深入的綜合的總復習，也是一次理論聯系實際的真正訓練,。因此,它在我四年的大學生活的占有很重要的地位。通過這次畢業設計我對自己的下一個階段的順利進行作了一次適應性的演練,很好的鍛煉了自己分析問題、解決問題的能力，回顧了以前的學習內容并為將來的學習和工作打下了很好的基礎
由于自己的能力有限,并且經驗和知識的儲備在一定的程度上也限制了我在設計上的水平, 但是正是這些缺陷激勵著我不斷的前行。在以后的學習和生活中我會更加的努力去掌握更多的知識,讓自己的視野更加廣闊,并且這種良好的學習精神也將永遠的保留下去
所以在設計中出現的許多不足之處,期望各位老師和同學多多包涵并給予指教,以激勵我更好的改進,在將來的生活和學習中不斷的完善自己。在本次畢業設計期間，我也得到其他老師的指點，以及同組成員的幫助，在此向所有關心幫助過本文寫作的老師、同學及參考文獻的作者表示衷心感謝！
最后再一次的感謝母校和四年來辛勤培養我的各位老師,我將永遠記住您們的教導，我將永遠以母校為榮耀.30
第二篇：畢業設計--夾具模版
安徽機電職業技術學院
畢 業 設 計
課題: 偏心軸承夾具設計
系（部）：
機 械 工 程 系
專 業： 機械制造與自動化 班 級： 機自3082 姓 名： 周 潤 之
學 號： 1204083095 指導教師： 王 甫
2011 ～ 2012 學年第 一 學期 畢 業 設 計 任 務 書
專業：機械制造與自動化 班級：機自3092 學生：葛日龍 一：設計題目：
螺紋球形軸工藝設計 二：設計內容：
設計螺紋球形軸加工工藝，用數控車床加工；
根據要求，選擇機床、刀具、夾具、毛胚，編寫加工程序。加工零件。
繪制加工工藝圖 制作加工工藝卡片 三 原始文件
規定設計要求的圖紙一張
四：完成日期：2012 年 2 月 28 日
指導教師：
年 月 日簽發
目 錄
前言…………………………………………………………………………………1 摘要（包括關鍵詞）………………………………………………………………1 第1章 概述………………………………………………………………………1 1.1零件圖的分析……………………………………………………………11 1.2 機床選擇分析……………………………………………………………1 1.3夾具選擇分析……………………………………………………………3 第2章 選擇工藝方案....................................................6 2.1 分析加工對象 ……………………………………………………………… 4 2.2零件工藝性分析…………………………………………………………6 2.3制訂夾具設計方案…………………………………………………………6 第3章 定位誤差確定……………………………………………………………14 3.1 定位誤差分析和確定………………………………………………………14 3.2 定位元件設計………………………………………………………………1 3.3 定位誤差分析與計算…………………………………………………………14 3.4 定位誤差的校核……………………………………………………………1 第4章 夾緊力確定…………………………………………………………………1
4.1 工件夾緊力的分析…………………………………………………………1 4.2 夾緊裝置的設計……………………………………………………………1 4.3 夾緊力的計算………………………………………………………………1 4.4 夾緊力的校核………………………………………………………………1 第5章 定位元件的設計……………………………………………………………
1（這些由學生自己設計而定，有的可以有，有的可以沒有）5.1 機架設計……………………………………………………………………1 5.2 鉆模板設計…………………………………………………………………1 5.3 定位盤設計…………………………………………………………………1 5.4 可換鉆套設計………………………………………………………………1 5.5 定位銷、開口墊片及墊片設計……………………………………………1 畢業總結…………………………………………………………………………… ……18 致謝……………………………………………………………………………………19 參考文獻…………………………………………………………………………………20 附錄一（夾具零件圖紙）………………………………………………………………21 附錄一（夾具零件的加工工藝卡）……………………………………………………21
叫學生按照這個目錄搞，內容可以自行加減，大約30頁左右紙即可。圖紙要拼起來要有一張A0圖紙大即可。
這里的內容有很多不合適的地方，請自行根據情況更改，目錄大致按照這個，自行調整。
按照這個目錄來，內容是拼湊的，參考一下。
前 言
畢業設計是我院大學的全部基礎課、技術基礎課之后進行的，這是我們在對所學課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯系實際的訓練，突出綜合素質的培養，并注意加強專業知識的廣度，積極吸納新技術，體現了應用性、實用性、綜合性和先進性。因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。在這次畢業設計之我通過在畢業工作前的這次綜合性訓練，使我在下面幾方面中得到了很好的鍛煉：
（1）通過本次設計課程的學習，我掌握了沖壓彎曲工藝過程設計及模具設計過程的基本方法，合理選擇、使用和維護沖壓設備，具有設計中等復雜程度沖壓見的沖壓工藝及模具的能力。
（2）分析零件工藝了解并運用冷沖模課程中的基本理論知識以及在冷沖壓生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的工藝尺寸確定等問題。
（3）提高了結構設計能力。通過設計冷沖模的訓練，根據被加工零件的加工要求，能設計出高效，經濟合理且能保證加工質量的模具的能力。
（4）掌握基本技能訓練得到提高，如分析計算，繪圖以及合理的選擇符合零件加工要求好的方法。
（5）提高了我在模具設計中如何解決問題、如何分析問題的能力。對我個人而言，我希望通過學校這次畢業設計對我三年來所學是專業課程進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發現問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國的建設打一個良好的基礎。
由于個人能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教，本人將表示真誠的感謝！
摘要
本設計說明書是圍繞著該零件所設計的偏心軸承夾具，是鉆床專用夾具。夾具的材料為Q235，精度等級為自由公差，即IT14級。可換鉆套的材料為45鋼，表面滲碳。本設計說明書是以正確的參數、表格和插圖對夾具進行解析和參照，是一本圖文并茂的設計說明書。本偏心軸承夾具的設計是先對其進行工藝分析、計算，然后再以計算的數據及參考夾具國家標準畫出裝配草圖、零件圖等等。由于該零件的外形結構可視為圓形，鉆模的構造應該選用帶分度裝置的回轉式鉆模； 該夾具具有一定的通用性，生產效率高，精度一般，操作方便及易安裝和維修，可以更換鉆套、鉆模板、定位盤、開口墊片和定位銷。制造簡單、成本低，安裝簡單，使用時工件與定位盤的配合精度要求較高，且要保證機架與定位盤的潤滑度，夾具壽命較低。
關鍵詞：
通用性、經濟性、可行性。1.
第三篇：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。
第四篇：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 [1]肖繼德、陳寧平主編.機床夾具設計[M].北京：機械工業出版社，2005.5 [2]錢可強.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2007 [3]胡建.機床夾具[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2001 [4]孫麗媛.機械制造及專用夾具設計指導[M].北京：冶金工業出版社，2007 [5]郭克希.機械制圖.機械類、近機類[M].北京：機械工業出版社，2004 [6侯放.機床夾具[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2007 [7]張進生、房曉東.機械工程專業課程設計指導[M].北京：機械工業出版社，2006.7 [8]余光國.馬俊.機床夾具設計[M].重慶：重慶大學出版社，1995 [9]程緒琦.AutoCAD2008中文標準教程[M].北京：電子工業出版社，2008.4 [10]王先奎.常用標準和資料[M].北京：機械工業出版社，2008.6 [11]李明望.機床夾具設計實例教程[M].北京：化學工業出版社，2009.8 [12]張權民.機床夾具設計[M].北京：科學出版社，2006 [13]《機械設計手冊》編委會編著.零部件設計常用基礎標準[M].北京：機械工業出版社2007.7 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：夾具畢業設計說明書
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