第一篇：3 支架銑開夾具設計畢業設計
支架銑開夾具設計
3.1 銑床夾具設計基本要求
1)由于銑削過程不是連續切削，且加工余量較大，所以不但所需的切削力較大，而且切削力的大小及方向隨時都可能在變化，致使在銑削過程中產生振動。因此銑床夾具要有足夠的夾緊力，夾具結構要有足夠的剛性。
2)為了提高銑床夾具的剛性，工件待加工的表面應盡量不超出工作臺，在確保夾具有足夠排屑空間的前提下，盡最降低夾具的高度，一般夾具高與寬之比為 1：1.25。
3)對于以鑄、鍛件毛坯面定位的銑夾具，應以毛坯圖作為設計夾具的依據，以免對工件毛坯余量尺寸和形狀誤差、分型面或澆 冒口等問題因考慮不周而影響夾具的合理性和可靠性[13]。
A以工件毛坯面定位時，為避免毛坯誤差，應多設置若干個輔助支承。B要特別注意在銑削過程中容易變形的部位，并設置必要的輔助支承。C為了獲得較大的夾緊力，在銑床夾具中盡可能采用擴力機構。
D為了防止工件在加工過程中因振動而使夾緊松脫，夾緊裝置應具有足夠的自鎖能力。E從側面壓緊工件的著力點應低于工件側面的支承點，并使其產生作用在支承上的合力。
對于本課題支架工件所要求的是銑開上下端面5.5mm的切開，按照以上的設計要求，對其進行以下夾具設計。
3.2 定位設計
3.2.1 定位基準選擇
根據零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發，制定出了兩套定位方案。1)方案一：工件以兩孔和端面為基準，以定位長銷定位內孔?52mm，限制了四個自由度，再用削邊銷限制了工件的轉動，消除一個自由度，總共限制了五個自由度。再通過定位螺套和開口墊圈固定住了支架在長銷方向上的移動，實現了完全定位。
2)方案二：工件以底面和端面為定位基準，以3個定位釘支撐支架底面，限制了支架的三個自由度，在左端面以一個定位支撐板限制了兩個自由度，最后通過螺母的夾緊，實現完全定位。
在銑支架開口時，要保持孔與端面的平行度，方案二以底面為基準，從加工的位置精度上來說，更精確些。但是在刀具銑槽時，刀具的切削力會對底面的支撐釘造成很大的磨損，并且不能保證銑的開口與中心孔的位置精度。所以綜合以上優缺點，選擇方案一。
3.2.2 定位誤差分析
該夾具采用了削邊銷定位[14]，是為了補償工件的定位基準與夾具定位元件之間的實際尺寸誤差，消除重復定位而采用的。除開口寬5.5±0.05由銑刀保證外，本夾具要保證開口側面與左端面距離及開口中心平面與?52H7的孔軸線的垂直度，其他要求未注公差，因此只計算上述兩項加工要求的定位誤差。
1)加工尺寸左端面既是工序基準，又是定位基準，故基準重合誤差為零。由于左端面與定位螺套始終保持接觸，故基準位移誤差為零。因此加工尺寸沒有定位誤差。
2)開口的中心平面與?52H7孔軸線垂直度的定位誤差，定位長銷與工件的配合是?52H7g6，則根據參考文獻[11]表1-10和表1-11可得
???0.03052H7=?520(mm)
0.04052g6=?52?(mm)?0.010則定位誤差 ?dw???jb??jw（3.1）
??0.0102?0.0302
?0.01因機床精度，刀具精度，刀具與機床的位置精度，工藝系統受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統稱為加工方法誤差，因該項誤差影響因素很多，又不便于計算，所以常根據經驗為它留出工件公差的1/3。所以定位誤差?dw=0.01<0.08/3，故此方案可行。
3.3 夾緊部分設計
夾緊是工件裝夾過程的重要組成部分。工件定位之后必須通過夾具上的夾緊裝置將其可靠地固定在正確的加工位置上，使其在承受工藝力和慣性力等的情況下正確位置不發生變化[14]。否則，在加工過程中因切削力、慣性力的作用而發生位置的變化或引起振動，原有的正確定位遭到破壞，就不能保證加工要求。夾緊機構的三要素是夾緊力作用點的確定、夾緊力方向的確定、夾緊力大小的確定。對夾緊機構的基本要求如下：
1)夾緊動作迅速，操作方便省力，夾緊時不應損害零件表面質量。2)結構力求簡單，便于制造和維修。
3)夾緊件應具備一定的剛性和強度，夾緊作用力應是可調節的。
4)夾緊作用準確，處于夾緊狀態時應能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。
3.3.1 確定夾具類型
由夾具結構方案可知，本工序加工的開口槽在支架的端面上，生產批量大。工件形狀復雜，采用手動夾緊的夾具結構簡單，在生產中的應用也比較廣泛。采用手動夾緊，夾緊可靠，機構可以不必自鎖[16]。參考類似夾具資料，本道工序夾具的夾緊元件選用球面帶肩螺母，在零件端面夾緊，這樣銑開口槽，其切削力與夾緊力方向一致，可減少夾緊力，同時夾緊力方向指向定位面，是定位可靠。
3.3.2 夾緊力的計算
夾緊力的大小要恰當，要保證在加工中工件不產生位移和振動。要保證夾緊后的工件變形和表面損失不超出允許的范圍。保證工件在夾具中的正確位置。
夾緊力計算公式
Wk?WK
（3.2）
式中 Wk－夾緊力(N)；
W－理論夾緊力(N)； K—安全系數。
查參考文獻機床設計手冊 可知工件以內孔定位的夾緊力計算公式為
Wk?K(T??2PR1)?1.87?(1205?0.15?200?10)0.1?10?0.15?14?545?1R1??2R2KT
（3.3）
式中
—安全系數
—扭矩 —施加壓力
—夾緊力距定位軸的中心距離，受力處距定位軸的中心距離
PR1、R2?
1、?2—摩擦系數0.1,0.15 K(T??2PR1)?1.87?(1205?0.15?200?10)0.1?10?0.15?14?545Wk??1R1??2R2N 故本夾具所需夾緊力為545N，該夾具采用螺母擰緊力為N擰=3200N，此時N擰大于所需的夾緊力，故本夾具可靠安全。
3.4 對刀元件設計
銑削加工時，要用調整法獲得零件的加工尺寸，為調整工件相對于刀具的位置，銑床夾具一般設置對刀裝置[15]。對刀件有對刀塊和對刀塞尺，兩者配合使用。銑開口，刀具需要對于運行方向對刀，故采用方形對刀塊。
3.5 定位鍵設計
夾具在機床上必須進行安裝，才能保證工件與刀具的相對位置，對于銑床，夾具都是安裝在工作臺上，為了確定夾具相對于機床的位置。本道工序選用的銑床型號是X61W，通過參考文獻 課程設計 表3-41查得工作臺T形槽槽數是3，寬度14mm，槽距是50mm。本課題設計采用兩個定位鍵定位，用一組螺栓夾緊其材料是45鋼，熱處理為HRC40~45。
作為定位鍵的安裝是夾具通過兩個定位鍵嵌入到銑床工作臺的同一條T 形槽中，再用T 形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺上，所以在夾具體上還需要提供兩個穿T形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時，可在同側設置兩個耳座，兩耳座的距離要和銑床工作臺兩個T形槽間的距離一致。
3.6 定位塊設計
定位塊和夾具體中其他定位元件一樣，是工件起到定位支撐作用。此工件當銑開一切口后，松開工件，以工件孔和已銑開的切口為基準，再在定位銷和定位塊上定位，夾緊后銑切另一切口。如圖3.1.圖3.1
第二篇：銑槽夾具說明書
目
錄
前言 ··································1 設計任務書 ·······························2
一、設計思想和方案對比 ·························3 1.1設計思想 ····························3 1.2定位夾緊方案對比選擇 ······················3 1.3對刀裝置選擇 ··························5 1.4夾具體選擇 ···························5
二、定位分析與定位誤差計算 ·······················5 2.1定位分析 ····························5 2.2定位誤差計算 ··························5
三、對刀及導引裝置設計 ·························6
四、夾緊機構設計與夾緊力計算 ······················6 4.1夾緊機構設計 ··························6 4.2夾緊力計算 ···························6
五、夾具操作說明 ····························7 心得體會 ································8 參考文獻 ································9 裝配圖級零件圖 ························（見附圖）
機械設計（減速箱軸鍵槽銑床夾具設計）
前 言
通過機床工藝及夾具設計，匯總所學專業知識如一體(如《公差于配合》、《機械制造裝備設計》、《機械制造技術基礎》等)。讓我們對所學的專業課得以鞏固、復習及實用，在理論與實踐上有機結合，使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎！
設計的目的：
機械制造技術基礎課程設計,是在學完機械制造技術基礎及夾具設計原理課程，取得感性知識后進行的一項教學環節；在老師的指導下，要求在設計中能初步學會綜合運用以前所學過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓練。同時，也為以后搞好畢業設計打下良好基礎。通過課程設計達到以下目的：
1、能熟練的運用機械制造技術基礎的基本理論和夾具設計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規程等問題，培養學生分析問題和解決問題的能力。
2、通過對零件某道工序的夾具設計，學會工藝裝備設計的一般方法。通過學生親手設計夾具（或量具）的訓練，提高結構設計的能力。
3、課程設計過程也是理論聯系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關資料等，增強學生解決工程實際問題的獨立工作能力。
4、培養學生獨立思考和獨立工作的能力，為畢業后走向社會從事相關技術工作打下良好的基礎。
機械設計（減速箱軸鍵槽銑床夾具設計）
《機械制造綜合課程設計》
設計任務書
設計題目：電器操縱盒鍵槽銑床夾具 設計要求：設計槽寬20mm鍵槽的銑床夾具 生產類型：中批量生產 毛坯類型：鑄造件
說明：
進行本工序前，定位基準面B已加工達到要求。
工序加工要求：
1、鍵槽寬分別為20mm，深度分別為29mm；
2、鍵槽兩側面與底面B的垂直度誤差為0.1/100，粗糙度為1.6。
一、設計思想
1.1設計思想
設計前先要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，盡量采用快速、高效的定位、夾
機械設計（減速箱軸鍵槽銑床夾具設計）
緊機構和動力裝置，提高自動化程度，符合生產節拍要求。在中、小批量生產時，夾具應有一定的可調性，以適應多種工件的加工。
設計中要考慮機床夾具應滿足的基本要求，包括以下幾個方面：
1﹚保證加工精度。這是必須做到的最基本要求。其關鍵是正確的定位、夾緊和導向方案，夾具制造的技術要求，定位誤差的分析和驗算。
2﹚夾具的總體方案應與年生產綱領相適應。
3﹚安全、方便、減輕勞動強度。機床夾具要有工作安全性考慮，必要時加保護裝置。要符合工人的操作位置和習慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。大批量生產和工件笨重時，更需要減輕工人勞動強度。
4﹚排屑順暢。機床夾具中積累切屑會影響到工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夾具產生熱變形，影響加工精度。
5﹚機床夾具應有良好的強度、剛度和結構工藝性。機床夾具設計時，要方便制造、檢測、調整和裝備，有利于提高夾具的制造精度。
根據所給的零件圖，設計銑直徑為20mm的一個鍵槽的夾具。依次選擇確定定位、夾緊、導向、夾具體的方案。1.2定位、夾緊方案的比較選擇
工件在夾具中的定位是通過工件上的定位基準表面與夾具的定位元件的工作表面接觸或配合來實現的，因此設計中選用的定位方法與定位元件的具體結構應與工件的定位基準表面相適宜。
夾緊方案的確定
夾緊力方向原則：
1）夾緊力的作用方向不應破壞工件的既定位置； 2）夾緊力的作用方向應使所需夾緊力盡可能小； 3）夾緊力的作用方向應使工件的夾緊變形最小。夾緊作用點原則：
1）夾緊里的作用點應正對夾具定位支撐元件或位于支撐元件所形成的穩定受力區域內，以免工件產生位移和偏轉；
2）夾緊力的作用點應正對工件剛性較好的部位上，以使夾緊變形盡可能少，有時可采用增大工件受力面積或合理分布夾緊點位置等措施來實現；
3）夾緊力的作用點應盡可能靠近工件的加工表面，以保證夾緊力的穩定性和可靠性，減少工件的夾緊力，防止加工過程中可能產生振動。
根據以上要求，考慮加工零件的特點及定位方式，確定定位及夾緊方式。
機械設計（減速箱軸鍵槽銑床夾具設計）
工件是電器操縱盒，根據六點定位原理，要對凸臺面和凸臺上面的孔定位，最后限制工件繞凸臺中心旋轉。對外凸臺面上的孔定位時，常用的定位元件有定位套，圓柱銷等。我選擇用短圓柱銷定位，以B面為第一基準面，用擋銷進行定位，用壓板夾緊，螺旋夾緊工件，以及限制工件繞凸臺中心旋轉。我有兩種方案：
方案：以凸臺面上的孔為定位基準面，用短圓柱銷定位，以工件尾部側面為定位基準面，用擋銷定位。
圖 1.1
1.3 短圓柱銷尺寸的確定
取定位孔Φ35H7直徑的最小值為圓柱銷的基本尺寸，銷與孔按H7/g6配合，則圓柱銷的直徑和公差為Φ35 1.4 擋銷尺寸的確定
尺寸為Φ15 兩銷與夾具體連接選用過渡配合ΦH6/f5。1.5 夾緊方案的確定
根據工件的定位方案，考慮夾緊力的作用點及方向，采用如圖1.1所示的方式比較好。因它的夾緊點在大孔端面，接近被加工面，增加了工件的剛度，切削過程中不易產生震動，工件的夾緊變形也小，夾緊可靠。但對夾緊機構的高度要加以限制，以防和銑刀桿相碰。由于工件較小，批量又不大，為使夾具結構簡單，采用了手動的螺旋壓板夾緊機構。1.6對刀裝置的選擇
機械設計（減速箱軸鍵槽銑床夾具設計）
因為此工序為銑鍵槽，故選用直角對刀塊。對刀裝置是由對刀塊和塞尺構成。塞尺用于檢查刀具與對刀塊之間的間隙，避免刀具與對刀塊直接接觸。對刀塊采用銷釘定位，螺釘緊固的方式與夾具體連接。具體結構參見圖1.1。1.7 夾具在機床上的安裝方式
夾具可通過定向鍵與機床工作臺T形槽的配合實現在銑床上的定位，用通過T形槽螺栓將夾具固定在工作臺上，如圖1.1所示。1.8 夾具體及總體設計
夾具體的設計應通盤考慮，使各組成部分通過夾具體有機地聯系起來，形成一個完整的夾具。從夾具的總體設計考慮，由于銑削加工的特點，在加工中易產生振動，故要求夾具體及其上個組成部分的所有元件的剛度、強度要足夠。夾具體及夾具總體結構參見圖1.1。
二、夾具總圖設計
1）夾具總圖上應標注的尺寸及公差配合（1）夾具的外輪廓尺寸280mm*170mm*100mm。
（2）兩定位銷的尺寸為：Φ15與（3）擋銷到中心線距離分別為
和。
和
（4）對刀塊工作表面與定位元件表面間的尺寸（5）其它配合尺寸。圓柱銷及擋銷與夾具體裝卸孔的配合尺寸Φ20H7/n6和Φ10H7/n6。
（6）夾具定位鍵與夾具體的配合尺寸18H7/h6。
2）夾具總圖上應標注的技術要求
（1）圓柱銷、擋銷的軸心線相對定位面B的垂直度公差為0.05mm。
（2）定位面B相對夾具底面的平行度公差為0.02mm。
（3）對刀快與對刀工作面相對定位鍵側面的平行度公差為0.05mm。
三、定位分析與定位誤差計算
2.1 定位分析：根據工序圖上的要求。要保證距槽兩側面與底面B的垂直度為0.1/100。鍵槽深度尺寸為29+0.2；平鍵槽長度51mm，鍵槽寬度20+0.52。前兩項是靠工件在夾具中定位來保證的；后三項分別是靠小拖板運動實現和鍵槽銑刀(定尺寸刀具)來保證的。
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2.2 定位誤差的計算：機械加工中，產生加工誤差的原因很多。在這些因素中，有一項因素與機床夾具有關。使用夾具時，加工表面的位置誤差與夾具在機床上的對定及工件在夾具中的定位密切相關。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中各項加工誤差之總和等于或小于該工序所規定的工序公差。
?j?????g
式中?j為與機床夾具有關的加工誤差；??為與工序中除夾具外其他因素有關的誤差；?g為工序公差。由式可知，使用夾具加工工件時，應盡量減小與夾具有關的加工誤差，在保證工序加工要求情況下，留給加工過程中其他誤差因素的比例大一些，以便較易控制加工誤差。
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
由上式可知，正確地計算出工件在夾具中的定位誤差和減小其他各項誤差，是設計必須認真考慮的重要問題。
定位誤差是指工序基準在加工方向上的最大位置變動量所引起的加工誤差。設計的夾具要從分考慮此定位方案的定位誤差的大小是否在允許的范圍內。一般定位誤差應控制在工件允許誤差的1/5~1/3之內。
由定位基準外圓查表可知：尺寸為別為0.016mm和0.04。
?????1???1?，其中??2??sin???2? 和，則公差分 定位誤差為?H?90，則?H1?0.006mm。?H2?0.004mm，滿足條件。
三、對刀及導引裝置設計
對刀裝置是由對刀塊和塞尺構成。直角對刀塊用于加工鍵槽，塞尺用于檢查刀具與對刀塊之間的間隙，避免刀具與對刀塊直接接觸。由于對刀塊與塞尺都已經標準化，則選用直角對刀塊和對刀平塞尺。
四、夾緊機構設計與夾緊力計算
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4.1夾緊機構的設計
對此工件的銑削加工，我所采用的是螺旋與壓板組合實現夾緊工作的夾緊機構，而且我擬定采用的是手動夾緊，此夾緊機構結構簡單，夾緊可靠，通用性大。夾緊方案的初步確定如右圖所示（局部圖）： 4.2夾緊力的計算
初步選定壓緊螺母的尺寸為M20，選擇銑刀尺寸為直徑d=10mm的銑刀，齒數z?2。
計算切屑力：根據刀具用高速鋼，工件材料為可鍛鑄鐵，則切削力為
F?C?ap0.66fz0.72D0.66BzK?
其中C?為在用高速鋼銑刀銑削時，考慮工件材料及銑刀類型的系數，其值取294；ap為銑削深度，按18mm的鍵槽來算，取7mm；由d=10mm的銑刀，查得，銑削速度Vc?22m/min，每分鐘進給量f?19mm，由銑刀轉速n?1000?22?389r/min，f?fz?Z?n，得到fz?0.024mm；D=10mm；B為??18切削寬度，取10；K?為用高速鋼銑削時，考慮工件材料機械性能不同的修正系數，取0.9。計算得切削力F=1050N。
對于V形塊定位壓板夾緊方案，為防止工件移動而需要的夾緊力為：
KFsinWK??2??2
?1sin?2其中，K為安全系數，取2.4。?1和?2分別為工件與壓板間的軸向摩擦因數和工件與V形塊的軸向摩擦因數，取為0.4。則計算得需要的夾緊力根據公式：W?1289N
Q?Ltg(???1??)d0/2?r?tg?2?可知直徑為10mm的螺桿和m10的螺母夾緊力為3925N，因為W?WK,故能滿足夾緊力的要求。
由于工作狀態原因，切削力與夾緊力在空間上是相互垂直的。螺母提供的夾緊力足以夾緊，故無須驗算。
機械設計（減速箱軸鍵槽銑床夾具設計）
五、夾具操作說明
在加工前，需要先將夾具安裝在銑床上的正確位置，夾具在銑床上的安裝是通過夾具體上安裝基面與銑床上相應表面的接觸和配合實現的。銑床夾具通過定位鍵與銑床工作臺T形槽的配合來確定夾具在機床上的方位。為方便夾具在工作臺上固定，夾具體上設計有耳座，兩端各設置兩個耳座。
壓板通過鉸連接固定在夾具體上，可以通過鉸連接以連接點為中心做圓周運動。螺桿固定在壓板活動的另一端的夾具體上，壓板上開有孔，可以使之穿過螺桿，并可以以螺母夾緊固定。動作過程如下：工作時，將壓板打開，把工件放在短圓柱銷上，工件的一端頂在擋銷上，確定好工件的準確位置，然后將壓板壓下，先裝入壓塊，再用壓緊螺母進行夾緊。這時銑刀在進行對刀后，就可以對工件進行加工，銑鍵槽，換刀，完成銑床銑兩個鍵槽的工序。
本夾具操作簡單，省時省力，裝卸工件時只需靠壓板緊定螺栓的松緊即可輕松實現。
心 得 體 會
通過這次課程設計，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，在這一次課程設計里，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。
機械設計貫穿設計、制造、使用、維護的整個過程，設計時的疏忽總會在這些方面反映出來，方案成功與否很容易判斷。
通過這次設計，我能夠熟練運用CAD、CAXA、等軟件，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。
雖然過程中我們遇到了遇到困難，但是在老師的指點下，同學們都的十分的努力。我們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。同時學會了對于不同的待加工原件，設計不同的夾具，對于夾具的各種標準件學
機械設計（減速箱軸鍵槽銑床夾具設計）
會了如何查標準件手冊、如何使用它們。這些都是在老師的幫助下，我們才能完成的。在此衷心感謝老師們的幫助！
參 考 文 獻
［1］張世昌，李旦，高航等．機械制造技術基礎［M］．北京：高等教育出版社，2007.5 ［2］余承輝，姜晶等．機械制造工藝與夾具[M]．上海：上海科學技術出版社。2010.7 ［3］關慧貞，馮辛安等．機械制造裝備設計（第3版）[M]．北京：機械工業出版社，2009.11 ［4］陳立德．機械制造技術基礎課程設計[M]．北京：高等教育出版社，2009.5
第三篇：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.
第四篇：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
第五篇：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
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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。
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