第一篇：鉆床夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)論文說明書

前言

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)的一門主要專業(yè)課。其目的在于：

(1)學(xué)習(xí)和掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，為以后續(xù)的專業(yè)課程及畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)，做好準(zhǔn)備。

(2)為了開闊視野，掌握制造技術(shù)最新發(fā)展，開闊專業(yè)視野，培養(yǎng)復(fù)合型人才，促進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)在我國的研究和應(yīng)用，“先進(jìn)制造技術(shù)”以作為許多學(xué)校的必修課程。為了提高學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及其他先修課程的理論知識和生產(chǎn)實(shí)際知識去分析和解決工程實(shí)際問題的能力，通過課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練可以鞏固、加深有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的理論知識。

(3)使學(xué)生具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范手冊、圖冊和查詢有關(guān)設(shè)計(jì)資料的能力。

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

第1章 夾具的發(fā)展概況

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

夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。

1、機(jī)床夾具的現(xiàn)狀

國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了如下新的要求：

2、現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向

現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。

（1）標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。

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

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

（4）柔性化 指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。

第2章 夾具設(shè)計(jì)

2.1 夾具的功用

（1）穩(wěn)定地保證工件的加工精度

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

（2）提高生產(chǎn)率

使用夾具裝夾工件方便、快捷，工件不需要?jiǎng)澗€、找正，可顯著地減少輔助工時(shí)；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效的夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率。

（3）擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍

有些機(jī)床夾具實(shí)質(zhì)上是對機(jī)床進(jìn)行了部分改造，擴(kuò)大了原機(jī)床的功能和使用范圍。如在車床床鞍上安放鏜模家具，就可以進(jìn)行箱體零件的孔系加工。

（4）減輕工人的勞動強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。

2.2 夾具的設(shè)計(jì)

2.2.1.設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作

（1）明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)

它是夾具總體方案確定的依據(jù)之一，決定了夾具的復(fù)雜程度和自動化程度。

根據(jù)零件的工序要求，為單件小批量生產(chǎn)，從經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性綜合考慮，采用手動夾具即可滿足加工要求。

（2）熟悉工件零件圖和工序圖

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

（3）了解工藝規(guī)程中本工序的加工內(nèi)容

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

2.2.2加工方法

本工序是轉(zhuǎn)2-Ф8的通孔，選擇的機(jī)床是搖臂轉(zhuǎn)床，采用手動夾緊機(jī)構(gòu)。

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

2.3.總體方案的確定

2.3.1定位方案

工序圖只是給出了原理方案，此時(shí)應(yīng)根據(jù)仔細(xì)分析本工序的工序內(nèi)容及加工精度要求，按照六點(diǎn)定位原理和本工序的加工精度要求，確定具體的定位方案和定位原件。

根據(jù)本工序的加工內(nèi)容，在搖臂鉆床上已A面和孔Ф

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

12.515

圖2-2 一面兩孔定位

1-菱形銷 2大平面 3短圓柱銷

2.3.2選擇定位元件，設(shè)計(jì)定位方案

為了更好的選擇定位元件應(yīng)注意以下問題：

1.定位元件（機(jī)構(gòu)）設(shè)計(jì)和布置應(yīng)保證工件定位穩(wěn)定，并有足夠的剛度。2.定位元件的材料和技術(shù)條件應(yīng)確保定位精度的穩(wěn)定性和使用的持久性。

3.多數(shù)定位元件已標(biāo)準(zhǔn)化，選擇標(biāo)準(zhǔn)件或標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)可簡化夾具的設(shè)計(jì)制造成本。

2-3短圓柱銷

2-4菱形銷

2.3.3.夾緊方案的設(shè)計(jì)和壓緊裝置的選擇

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

因此為了確定比較合理的夾緊方案，按如下步驟設(shè)計(jì)夾緊方案。

（1）根據(jù)工件形狀、大小、加工要求、定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置情況，確定加緊點(diǎn)和作用方向。

（2）分析工件的受力情況，確定夾緊力的大小。

（3）按所需夾緊力，并根據(jù)生產(chǎn)批量，選擇或設(shè)計(jì)夾緊裝置。

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

圖2-5 夾緊方案示意圖

夾緊置除了要求能將工件夾緊壓牢之外，還對工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本及操作工人的勞動強(qiáng)度等均有較大的影響。因此，在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)應(yīng)滿足以下要求：

（1）夾緊過程中，必須保證定位的準(zhǔn)確可靠，即不破壞原有的定位。

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

（3）夾緊裝置的目的自動化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)要力求簡單，工藝性好，便于制造和維修。

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

根據(jù)以上對夾緊機(jī)構(gòu)的要求和鉆床夾具的主要技術(shù)要求，本設(shè)計(jì)采用的夾緊機(jī)構(gòu)比較簡單，如圖2-6所示。

2-6 快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)

2.3.4 導(dǎo)正裝置的選擇

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

圖2-7固定鉆套（A型）圖2-8可換鉆套 圖2-9快換鉆套

圖示鉆套均已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可以查夾具設(shè)計(jì)手冊。本次設(shè)計(jì)由于加工方式只有鉆一道工序，屬于單件小批量生產(chǎn)，故選用A型固定鉆套，可直接壓入鉆

模中，過盈配合，定位精度高，結(jié)構(gòu)簡單。如下圖2-10所示

圖2-10 固定鉆套 2.3.5鉆模板設(shè)計(jì)

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

2-11 轉(zhuǎn)模板 2.3.6.夾具體的設(shè)計(jì)

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

工性質(zhì)的考慮，采用鑄造夾具體，鑄造夾具體的優(yōu)點(diǎn)是可鑄出復(fù)雜形狀，工藝性好，并具有較好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振型。夾具體如2-12圖

夾具體應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)計(jì)算要求： 1)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度； 2)力求結(jié)構(gòu)簡單及裝卸工件方便 ； 3)結(jié)構(gòu)工藝形好； 4)排屑切屑要方便； 5)在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠； 6)具有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 根據(jù)以上要求所設(shè)計(jì)的夾具體如下圖所示：

2-12 夾具體

第3章 夾具裝配圖上的尺寸和技術(shù)條件

夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注必要的尺寸和技術(shù)要求，主要目的是為了檢驗(yàn)本工序零件加工表面的形狀，位置和尺寸精度在夾具中是否可以達(dá)到，為了設(shè)計(jì)夾具零件圖，也為了夾具裝配和裝配精度的檢測。

3.1.夾具裝配圖上標(biāo)注的尺寸

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

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

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

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

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

3.2.夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求

夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求包括：相關(guān)元件表面間的位置精度，主要表面形狀精度等。

（1）鉗工配做銷；

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

3-1夾具裝配圖

第4章 夾具零件圖上的尺寸和技術(shù)條件 零件圖上應(yīng)標(biāo)注必要的尺寸和技術(shù)要求，標(biāo)注的主要目的是保證夾具體各個(gè)零件之間的尺寸要求和安裝配合后的精度要求，也是為了各夾具零件加工后進(jìn)行安裝配合能滿足制造工件的要求，本設(shè)計(jì)所畫夾具零件圖為夾具體。

4.1 夾具零件圖上標(biāo)注的尺寸

(1)夾具體的外形尺寸，總長為425m，總寬246mm，總高42mm。

(2)夾具體上各螺紋孔之間的位置尺寸要求，定位銷的配做精度要求。

4.2 夾具零件圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求

(1)零件圖中必須用規(guī)定的代號、數(shù)字和文字簡明地表示出在制造和檢驗(yàn)時(shí)所應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求。

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

圖4-1 夾具體零件示意圖

第5章 設(shè)計(jì)論證

5.1 設(shè)計(jì)方案論證

（1）根據(jù)所給工件的需要，選擇加工機(jī)床，選用立式鉆床加工比較合理。

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

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

5.2 設(shè)計(jì)方法與結(jié)果

（1）根據(jù)加工要求，鉆兩φ8孔，選用搖臂鉆床。

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

（3）工件定位后，利用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊，夾緊簡單而迅速，滿足操作要求

課程設(shè)計(jì)心得

通過這次課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)，使我對機(jī)械裝備課程有了更進(jìn)一步的了解。裝備在現(xiàn)在工業(yè)中有著重要的作用，當(dāng)然，我們現(xiàn)在對機(jī)械設(shè)計(jì)只不過時(shí)一個(gè)初步的了解，這門課程還有更多的知識等著我們?nèi)W(xué)習(xí)，在這兩周短暫的課程設(shè)計(jì)里，我學(xué)會了一些機(jī)械設(shè)計(jì)的最基本的理論，同時(shí)也對機(jī)械裝備產(chǎn)生了濃厚的興趣。在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我發(fā)現(xiàn)自己還有很多不足之處，在設(shè)計(jì)和計(jì)算過程中也出現(xiàn)了各種各樣的錯(cuò)誤，在同學(xué)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(xù)努力學(xué)習(xí)，來豐富自己的知識。

在這段時(shí)間的不懈努力下，我了解了在課程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題： 注意與工藝規(guī)程的銜接，夾具設(shè)計(jì)應(yīng)和工序設(shè)計(jì)統(tǒng)一。所需設(shè)計(jì)的夾具絕大多數(shù)用于零件加工的某一特定工序。在工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，對該工序的設(shè)計(jì)已要求設(shè)計(jì)其定位與夾緊方案，因此夾具設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容應(yīng)與工序設(shè)計(jì)保持一致，不能相互沖突。

設(shè)計(jì)時(shí)要有整體觀念。夾具設(shè)計(jì)有其自身的特點(diǎn)：定位、夾緊等各種裝置在設(shè)計(jì)前是分開考慮的，設(shè)計(jì)后期通過夾具體的設(shè)計(jì)將各種元件聯(lián)系為一個(gè)整體。

設(shè)計(jì)中應(yīng)學(xué)習(xí)正確運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范對于國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范要嚴(yán)格要求和執(zhí)行。夾具設(shè)計(jì)過程中選擇各種功能元件時(shí)應(yīng)注意盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件，減少非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)制造工作量，降低夾具成本。

致謝

在老師和同學(xué)的共同努力下，完成了夾具課程設(shè)計(jì)。我們花費(fèi)的時(shí)間很長，因?yàn)檫@是同學(xué)第一次進(jìn)行這樣的課程設(shè)計(jì)。雖然過程中我們遇到了遇到困難，但是在張老師的指點(diǎn)下，同學(xué)們都的十分的努力。我們這次終于把我們所學(xué)的知識運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)中來了，這對同學(xué)們加深對課本知識的理解很有好處。同學(xué)學(xué)會了對于不同的待工件設(shè)計(jì)不同的夾具，對于夾具的各種標(biāo)準(zhǔn)件都學(xué)會了如何查標(biāo)準(zhǔn)件手冊、如何使用它們。這些都是因?yàn)槔蠋煹膸椭覀儾拍芡瓿傻?。在這里真心感謝張老師。

經(jīng)過前段時(shí)間的辛辛苦苦，我受益匪淺。這次課程設(shè)計(jì)把我們所學(xué)的專業(yè)知識有機(jī)的結(jié)合在了一起，并在現(xiàn)實(shí)生活現(xiàn)實(shí)得以應(yīng)用。這讓我們加深對課本知識的理解的同時(shí)，又讓我們學(xué)會并掌握夾具，專用夾具設(shè)計(jì)的一般基本方法和步驟。培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)和思考能力，為后續(xù)的專業(yè)課程畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)，做好準(zhǔn)備，并為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，收獲確實(shí)不小。

這次課程設(shè)計(jì)讓我對機(jī)械裝備設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步的了解，并對機(jī)床夾具有所了解。并收獲了很多，給即將踏入工作崗位我們一次很好的鍛煉機(jī)會。在此我要特別感謝院系領(lǐng)導(dǎo)給我們這次機(jī)會，再次感謝張老師在百忙之中給我課程設(shè)計(jì)導(dǎo)，衷心地說一句 “老師您辛苦了”。

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主編

機(jī)械工業(yè)出版社 [6] 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》

[7] 《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》

王啟平

主編 趙雪松 任小中 于 華 編著 17

哈爾濱工業(yè)出版社 華中科技大學(xué)出版社

第二篇：鉆床夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)（本站推薦）

前言

機(jī)械制造工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)最重要的部門之一，是一個(gè)國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展水平標(biāo)志著該國家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科技水平、生活水準(zhǔn)和國防實(shí)力。機(jī)械制造工業(yè)是制造農(nóng)業(yè)機(jī)械、動力機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械，礦山機(jī)械等機(jī)械產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)部門。機(jī)械制造是國民經(jīng)濟(jì)的裝配部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機(jī)械裝備。機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和發(fā)展水平標(biāo)志著一個(gè)國家或地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)或現(xiàn)代化的程度，而機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力主要取決于機(jī)械制造裝備的先進(jìn)程度，產(chǎn)品性能和質(zhì)量的好壞則取決于制造過程中工藝水平的高低。將設(shè)計(jì)圖樣轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，離不開機(jī)械制造工藝與夾具，因而它是機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)，是生產(chǎn)高科技產(chǎn)品的保障。離開了它，就不能開發(fā)制造先進(jìn)的產(chǎn)品和保證產(chǎn)品質(zhì)量，不能提高生產(chǎn)效率、降低成本和縮短生產(chǎn)周期。

夾具設(shè)計(jì)是每個(gè)機(jī)械類學(xué)生必須完成的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，是對我們所學(xué)專業(yè)的一個(gè)測試，也是對我們學(xué)生做的一次具體的、重要的考驗(yàn)。此設(shè)計(jì)密切結(jié)合高等學(xué)校的辦學(xué)宗旨。已檢測我們在學(xué)習(xí)和實(shí)習(xí)過程中對所學(xué)知識的掌握程度和運(yùn)用水平。同時(shí)在設(shè)計(jì)中與同學(xué)互相幫助，一起去圖書館查閱設(shè)計(jì)中需要得一些相關(guān)資料，共同探討設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題，體現(xiàn)了同學(xué)之間的凝聚力，增進(jìn)了同學(xué)之問的友誼，加強(qiáng)了與老師的知識探討．

作為機(jī)制專業(yè)的學(xué)生不能以學(xué)好課本上的理論知識而滿足，如果不懂的運(yùn)用他們，學(xué)再多的理論知識也毫無用處。因此我們非常重視本次設(shè)計(jì)的實(shí)踐，通過本次設(shè)計(jì)是我們各方面的能力都有所力加強(qiáng)，對于今后的生產(chǎn)實(shí)習(xí)以及走上工作崗位有很大幫助，是我們受益匪淺。本設(shè)計(jì)不足之處，懇請老師點(diǎn)評、指正。

目錄

前言········································································1 1.設(shè)計(jì)任務(wù)書·····························································3 1.1設(shè)計(jì)任務(wù)書····························································3 1.2目的····································································4 2．鉆床夾具設(shè)計(jì)過程·····················································5 2.1定位方案設(shè)計(jì)與定位分析············································5 2.2定位誤差分析與計(jì)算·················································7 2.3對刀及引導(dǎo)裝置設(shè)計(jì)·················································8 2.4加緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)·························································9 2.5夾具體設(shè)計(jì)··························································10 2.6精度分析計(jì)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(shè)計(jì)心得體會·························································13 7．參考文獻(xiàn)·······························································15 8．致謝····································································15

1．設(shè)計(jì)任務(wù)書

1.1設(shè)計(jì)任務(wù)書

如圖1所示，設(shè)計(jì)加工一直徑為φ30h7的軸上2個(gè)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(chǎn)）

圖1 1要求

1）保證工件的加工精度

專用夾具應(yīng)有合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)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(chǎn)效率

專用夾具的復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小選用不同復(fù)雜程度的快速高效夾緊裝置，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。3）工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)簡單、合理、便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。專用夾具的生產(chǎn)屬于中批量生產(chǎn)。4）使用性好

專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。5）經(jīng)濟(jì)性好

1.2目的

綜合運(yùn)用機(jī)械方面的知識，掌握機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)步驟及設(shè)計(jì)計(jì)算過程，具有運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)機(jī)床夾具的能力。關(guān)鍵詞

鉆套 V型塊 圓柱削

2.鉆床夾具設(shè)計(jì)過程

機(jī)床夾具的種類結(jié)構(gòu)雖然繁多，但它們組成可概括為以下幾個(gè)部分：

1、定位裝置：定位裝置的作用是使工件在夾具中占據(jù)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?qū)蜓b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(jī)床上正確位置元件。

5、夾具體：夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件。

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

①能穩(wěn)定的保證工作的加工精度，用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)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(chǎn)率，使用夾具裝夾方便、快速、工件不需要?jiǎng)澗€找正，可減少輔助工時(shí)，提高生產(chǎn)率。③能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍。

所以我們決定設(shè)計(jì)鉆床的專用夾具加工此工件。

2.1定位方案設(shè)計(jì)與定位分析

機(jī)械加工時(shí)，為了使工件的被加工表面獲得規(guī)定的尺寸和正確位置要求，確定工件在機(jī)床上或家具中有正確的位置過程，稱為定位。用來確定生產(chǎn)對象（工件）上幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)，線，面叫做基準(zhǔn)。根據(jù)機(jī)械原理，機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動參數(shù)的數(shù)目，稱為機(jī)構(gòu)自由度。放在空間的物體都有六個(gè)自由度。工件的定位，就是使得工件占據(jù)一致的正確的位置，實(shí)質(zhì)上就是限制工件的六個(gè)自由度。在分析工件定位時(shí)，通常是用一個(gè)支撐點(diǎn)限制工件的 5 一個(gè)自由度，用合理分布的六個(gè)支撐限制工件的六個(gè)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(shè)計(jì)的夾具在加工時(shí)應(yīng)限制工件的四個(gè)自由度，即：X、Z軸的移動，X、Y軸的移動。2）確定定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置

由于所設(shè)計(jì)夾具是用于加工實(shí)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(yīng)當(dāng)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(gè)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(zhuǎn)動沒限制，所以此定位屬于不完全定位。

由于一個(gè)長V型塊能夠限制四個(gè)自由度，即：兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動與移動，即這把Z軸的轉(zhuǎn)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(jì)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(guān)系。當(dāng)一批工件逐個(gè)在夾具上定位用調(diào)整法加工件時(shí)，各個(gè)工件在夾具中所占的位置并不一致，各個(gè)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(gè)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(guān)的誤差，稱為定位誤差。用ΔD表示。

一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)各個(gè)工件位置不一致的原因有兩個(gè)。根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案有二：一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合；二是定位基準(zhǔn)的位置變化。

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

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

本設(shè)計(jì)課題是加工軸上的兩個(gè)孔，由于兩孔間有一定的距離要求所以應(yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)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(shí)加工兩孔，所以它的定位定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，所以ΔB=0, ΔY=0, ΔD=ΔB+ΔY=0。因?yàn)椤鱕<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(dǎo)引裝置設(shè)計(jì)

本課題設(shè)計(jì)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(yōu)于GCr9，接觸疲勞強(qiáng)度高，有良好的尺寸穩(wěn)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(diǎn)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(chǎn)，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(gè)缺口。并用一個(gè)M16的螺釘去壓緊鉆套。

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

鉆孔加工時(shí)，鉆套外徑為φ30mm g6；內(nèi)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(jìn)行鉆削并鉆通，再用φ15的鉸刀鉸削。這樣可以達(dá)到所加工孔的要求（Φ15H7）。2.4夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

參考夾具資料，采用鉸鏈?zhǔn)蠆A緊機(jī)構(gòu)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(chǎn)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(shè)計(jì)要求。

2.5夾具體設(shè)計(jì)

根據(jù)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(shè)計(jì)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(shí)這么大的實(shí)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(shè)計(jì)夾具體與鉆床的鏈接機(jī)構(gòu)，可以由工人直接用手拿住進(jìn)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(jīng)過計(jì)算與分析可得，可以加工兩孔距由120mm到360mm的軸。

同時(shí)為了方便排除加工時(shí)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(shí)也提高了加工的精度。經(jīng)過上述分析可以知道此夾具體不僅結(jié)構(gòu)合理，通用型也很強(qiáng)，同時(shí)加工容易。滿足課題要求。

2.6精度分析與計(jì)算

由課題設(shè)計(jì)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(xiàng)： △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(shí)的歪斜)按概率法計(jì)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(xiàng)：

△T1=0.03 mm(鉸套中心對V形塊標(biāo)準(zhǔn)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(jì)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(jù)已完成的夾具結(jié)構(gòu)草圖，進(jìn)一步修改結(jié)構(gòu)，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(jìn)擋塊體，調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)募庸ぞ嚯x，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(jìn)10支架壓緊鐵塊中，再把10支架壓緊鐵塊裝進(jìn)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(fù)。（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(zhuǎn)動7鉆套的缺口并對準(zhǔn)緊固螺釘?shù)穆菘祝缓蟀?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(zhǔn)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(gè)工件。（8）一個(gè)工作日完后，清掃夾具體。

6.設(shè)計(jì)心得體會

1）目標(biāo)完成情況：

經(jīng)過幾個(gè)星期的努力，設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)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(jīng)學(xué)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(xué)較少。3）程序設(shè)計(jì)中遇到的問題及解決方法： 主要困難：學(xué)院圖書館相關(guān)資料有限。

解決方法：在互連網(wǎng)上收集相關(guān)資料與有關(guān)公司聯(lián)系落實(shí)加工 4）總結(jié)和體會：

通過這次課程設(shè)計(jì)，我更加熟練的掌握了使用機(jī)械制圖的方法，加深了對機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程知識的理解。由于時(shí)間倉促，設(shè)計(jì)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(chǔ)不熟練，對相關(guān)認(rèn)識缺乏造成的。在實(shí)踐過程中李老師給了我很大的幫助和鼓勵(lì)，在今后的學(xué)習(xí)中我會加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合，通過不斷的摸索來彌補(bǔ)自己在機(jī)械制作方面的差距。

與同學(xué)討論我們設(shè)計(jì)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(hù)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(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實(shí)習(xí)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶!首先從課程設(shè)計(jì)本身來說，是對我們平時(shí)所學(xué)的專業(yè)知識的鞏固，回想課程設(shè)計(jì)剛開始時(shí)，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(shí)方恨少，所以我把這學(xué)期學(xué)過的專業(yè)課書籍又看了一遍，并且又請教了老師和同學(xué)，來了設(shè)計(jì)靈感。其次，課程設(shè)計(jì)也鍛煉了我們大家的團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，剛開始的時(shí)候，我們大家都是兩眼發(fā)黑，什么思路都沒有，但是大家卻懂得團(tuán)結(jié)協(xié)作，雖然每個(gè)人的設(shè)計(jì)內(nèi)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(gè)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(shè)計(jì)的過程中能培養(yǎng)我們的創(chuàng)新能力，雖然我們的設(shè)計(jì)內(nèi)容都是很簡單，但是這其中也不乏創(chuàng)新能力的體現(xiàn)，比如我們有的同學(xué)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(jīng)驗(yàn)就是利用分度裝置，但是我們同學(xué)卻設(shè)計(jì)了一個(gè)新穎的夾具，這是對我們創(chuàng)新能力的最好的鍛煉方式的體現(xiàn)。

這次課程設(shè)計(jì)馬上就要結(jié)束了，回想這一段設(shè)計(jì)路程，雖然我收獲了許多，但同時(shí)發(fā)現(xiàn)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高等。以后在這些方面我要重點(diǎn)改正。我很感謝這次課程設(shè)計(jì)，同時(shí)通過這次設(shè)計(jì)使我們對夾具設(shè)計(jì)的過程有了一個(gè)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(fā)現(xiàn)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(xiàn)

[1].蘭建設(shè).機(jī)械制造工藝與夾具[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2008 [2].黃云清.公差配合與測量技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2009 [3].劉曉年.機(jī)械制圖[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2007 [4].隋明陽.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[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(jī)械制造工藝學(xué)(第5版)[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005 [6].王啟平主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005 [7].李旦.邵向東.王杰等.機(jī)床專用夾具圖冊[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998

8.致 謝

在老師和同學(xué)的共同努力下，我在兩周的時(shí)間內(nèi)完成了夾具課程設(shè)計(jì)。我們花費(fèi)的時(shí)間很長，因?yàn)檫@是同學(xué)第一次進(jìn)行這樣的課程設(shè)計(jì)。雖然過程中我們遇到了很多困難，但是在老師的指點(diǎn)下，同學(xué)們做的十分的努力。這次我們終于把所學(xué)的知識運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)中來了，這對同學(xué)們加深對課本知識的理解很有好處。同學(xué)學(xué)會了對于不同的待加工工件設(shè)計(jì)不同的夾具，對于夾具的各種標(biāo)準(zhǔn)件都學(xué)會了如何查標(biāo)準(zhǔn)件手冊、如何使用它們。這些都是因?yàn)槔蠋煹膸椭拢覀儾拍芡瓿傻?。謝謝老師。

第三篇：鉆床夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)

徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書

鉆床夾具的設(shè)計(jì)

Drill Fixture Design

課題名稱 鉆床夾具的設(shè)計(jì) 課題性質(zhì)

設(shè)計(jì)類

班 級 機(jī)械082 學(xué)生姓名 饒永可 學(xué) 號 810403017 指導(dǎo)教師

婁天祥

導(dǎo)師職稱 講師

一．選題意義及背景

在各種機(jī)床上加工零件都需要相應(yīng)的夾具，本課題是針對一個(gè)特定的零件要在搖臂鉆床上鉆孔這道工序設(shè)計(jì)一套夾具。

二．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：

根據(jù)所給零件圖的尺寸和結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)適用于這個(gè)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(jì)劃進(jìn)度：

第8周 下發(fā)任務(wù)書，并查閱相關(guān)資料；

第9周，完成夾具的方案設(shè)計(jì)，并畫出原理圖；

第10-11周 完成裝配圖和零件圖的設(shè)計(jì)，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(yè)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)束應(yīng)提交的材料：

1、裝配圖和零件圖

2、論文

指導(dǎo)教師 教研室主任

年 月 日

年 月

日

論文真實(shí)性承諾及指導(dǎo)教師聲明

學(xué)生論文真實(shí)性承諾

本人鄭重聲明：所提交的作品是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，內(nèi)容真實(shí)可靠，不存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。如被發(fā)現(xiàn)論文中存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為，本人愿承擔(dān)本聲明的法律責(zé)任和一切后果。

畢業(yè)生簽名：

日 期：

指導(dǎo)教師關(guān)于學(xué)生論文真實(shí)性審核的聲明

本人鄭重聲明：已經(jīng)對學(xué)生論文所涉及的內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格審核，確定其內(nèi)容均由學(xué)生在本人指導(dǎo)下取得，對他人論文及成果的引用已經(jīng)明確注明，不存在抄襲等學(xué)術(shù)不端行為。

指導(dǎo)教師簽名： 日 期：

摘要

在各種機(jī)床上加工零件都需要相應(yīng)的夾具，本課題是針對一個(gè)特定的零件要在搖臂鉆床上鉆孔這道工序設(shè)計(jì)一套夾具。本工序是為圓柱工件加工φ6.5H9 的單孔,其結(jié)構(gòu)是一個(gè)階梯軸。

根據(jù)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(shí)選用半圓壓板和兩螺栓的組合達(dá)到對工件夾緊的目的。在根據(jù)其精度要求確定鉆模板的位置，因?yàn)樵摴ぜ庸さ氖铅?.5H9單孔，所以據(jù)其精度要求可選用固定鉆套來引導(dǎo)刀具對其進(jìn)行孔加工。其連接元件用螺柱和螺釘對其進(jìn)行部件的連接。由于是小批量生產(chǎn)，這里選用固定鉆模，用來保證工件的加工精度。

我們在設(shè)計(jì)專用夾具時(shí)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(shù)要求，并進(jìn)行了必要的精度分析在工藝性方面使這種夾具的結(jié)構(gòu)簡單、合理、便于加工、裝配、檢驗(yàn)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(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。通過對鉆床夾具設(shè)計(jì)的制作，進(jìn)一步鞏固和所學(xué)基本知識并使所學(xué)知識得到綜合運(yùn)用。學(xué)會查閱和收集技術(shù)資料，提高運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。

關(guān)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(fā)展趨勢

鉆床系指主要用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，鉆頭軸向移動為進(jìn)給運(yùn)動。鉆床結(jié)構(gòu)簡單，加工精度相對較低，可鉆通孔、盲孔，更換非凡刀具，可擴(kuò)、锪孔，鉸孔或進(jìn)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(yè)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(zhuǎn)、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(jìn)行銑削的鉆床。(5)深孔鉆床：使用特制深孔鉆頭，工件旋轉(zhuǎn)，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(guān)標(biāo)準(zhǔn)與其他金屬切削機(jī)床相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)大體相同，其專用標(biāo)準(zhǔn)有：GB6477.4-86《金屬切削機(jī)床術(shù)語鉆床》，GB2815-89、JB/T5763-91《鉆床聯(lián)接尺寸標(biāo)準(zhǔn)》，GB9461-88、JB/Z108-89《搖臂鉆床參數(shù)及系列型譜標(biāo)準(zhǔn)》等，出口產(chǎn)品不得低于一等品。

主要生產(chǎn)廠家有：中捷友誼廠、沙市第一機(jī)床廠、寧夏大河機(jī)床廠、魯南機(jī)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(gè)國家及地區(qū)。

1.2鉆床夾具的概述

鉆床夾具：用干各種鉆床（鏜床組合機(jī)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(diǎn)。1.2.1鉆床夾具的特點(diǎn)

在一般鉆床對工件進(jìn)行空加工，多具一下特點(diǎn): 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(nèi)容不外乎鉆、擴(kuò)、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(kuò)、鉸等孔加工刀具，多為多刃刀具，當(dāng)?shù)度蟹植疾粚ΨQ，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(cè)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(yán)重影響孔的形狀、位置精度。

再有就是普通麻花鉆頭起鉆時(shí)，孔的精度極差。普通麻花鉆軸向尺寸大，結(jié)構(gòu)剛性差，加上鉆心結(jié)構(gòu)所形成的橫刃，破壞定心，使鉆尖運(yùn)動布穩(wěn)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(chǎn)種中，往往要考操作工在起鉆過程中不斷地進(jìn)行人工矯正控制孔位精度，而在大批生產(chǎn)中，則需依靠刀刃結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和夾具對刀具的嚴(yán)格引導(dǎo)解決。

綜合以上孔加工特點(diǎn)，鉆床夾具的主要任務(wù)是解決好工件相對刀具的正確加工位置的嚴(yán)格控制問題。在大批量生產(chǎn)中，為有自傲解決鉆頭鉆孔的精度不穩(wěn)定的問題，多直接設(shè)置帶有刀具引導(dǎo)的鉆模板，對鉆頭進(jìn)行正確引導(dǎo)和對孔位進(jìn)行強(qiáng)制性限制。尤其是對箱體、蓋板類工件的鉆孔，往往要同時(shí)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(gè)孔位由引導(dǎo)限制好。這種用來正確引導(dǎo)鉆頭控制孔位精度的模版。專業(yè)化、高效生產(chǎn)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(dǎo)鉆頭控制孔位精度，這是鉆床夾具的最主要的特點(diǎn)。所以，習(xí)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(dǎo)孔的孔壁，多在引導(dǎo)孔中設(shè)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(rèn)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(jù)經(jīng)驗(yàn)人們總結(jié)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(jī)床上位置固定不變，用于立鉆，搖臂鉆加工大件等 2.回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(gè)孔中小型工件

4、翻轉(zhuǎn)式：鉆模板轉(zhuǎn)動一定角度，用于加工不同表面上的孔，翻轉(zhuǎn)點(diǎn)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(diào)夾具 根據(jù)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(jìn)行選擇。

1.2.3鉆模類型選擇

鉆模類型多，在設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)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(shí)，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(zhuǎn)鉆模。當(dāng)分布在不同心圓周上的孔系，總G<150N，宜用回轉(zhuǎn)式鉆模。當(dāng)G>150N,宜用固定鉆模，在搖臂鉆加工，量大時(shí)用立鉆多軸加工。垂直度與孔間距要求不高時(shí)，用滑柱式鉆模。若加工大件上的小孔時(shí)，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(dǎo)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(dǎo)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(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化：

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

3）快換鉆套：配合H7/g5,H7/g6,結(jié)構(gòu)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(jīng)的鉆套。

上述鉆套標(biāo)準(zhǔn)化。還有一種特殊故鉆套。

4）特殊鉆套：適用于工件結(jié)構(gòu)形狀和被加工孔的位置特殊

性，標(biāo)準(zhǔn)鉆套不滿足時(shí)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(shè)計(jì)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(gè)圓錐銷和螺釘裝配連接；對于簡單的結(jié)構(gòu)也可采用整體的鑄造或焊接結(jié)構(gòu)。

B鉸鏈?zhǔn)姐@模板： 當(dāng)鉆模板妨礙工件裝卸等工作時(shí)，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(jìn)行平行孔系加工時(shí)，所用的鉆模板就連接在傳動箱上，并隨機(jī)床主軸往復(fù)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(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)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(jī)床為 Z5125立鉆。刀具為通用標(biāo)準(zhǔn)工具。

2.2鉆床夾具的設(shè)計(jì)原理

2.2.1圖2.2-1為按本工件設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方案(1)確定夾具的類型

各類機(jī)床夾具均有多種不同的類型。鉆床有固定式鉆模、翻轉(zhuǎn)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(shí)，因鉆穴扭矩較大以及人力移動費(fèi)力，故鉆模需固定在鉆床上。這中加工一批工件時(shí)位置固定不動的鉆模，成為固定式鉆模。若結(jié)構(gòu)上無獨(dú)特的特點(diǎn)，則成為固定普通鉆模。

在立式鉆床上安裝固定式鉆模時(shí)，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?yàn)楣ぜ且粋€(gè)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?yàn)榧庸た讖讲?，大工件重量輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量為小批生產(chǎn)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(jù)工件的特點(diǎn)其定位方案有兩個(gè)：

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(diǎn)約束X??、Y、X?、Y，消除了兩個(gè)移動不定度和兩個(gè)轉(zhuǎn)動不定

?度。定位為擋銷限制一個(gè)自由度Z，所以符合工件的定位要求。

2）工序基準(zhǔn)為端面B及Φ24H7圓柱直線的軸線，按基準(zhǔn)重合原則，選B面及Φ24H7圓柱為定位基準(zhǔn)。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(diǎn)接觸，提供四點(diǎn)約束，消除兩個(gè)移動不定度和兩個(gè)轉(zhuǎn)動自由度?X??、Y、X???????、Y，半圓壓板限制四個(gè)自由度X、Z、Y、Z，故重復(fù)限制X、Y兩個(gè)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?yàn)榈谝欢ㄎ环桨付ㄎ煌惶€(wěn)定工件外圓柱直徑誤差較大時(shí)，與定位套成單方向線接觸，定位精度及定位質(zhì)量很低。第二定位方案其結(jié)構(gòu)簡單，定位穩(wěn)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(jìn)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(jù)工件圓柱面的的完整程度及安裝要求，夾具可以設(shè)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(jù)。

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(zhǔn)總處在V形塊的兩限位基面的對稱面內(nèi)），活動V形塊還可兼作夾緊元件。因此，當(dāng)工件以外圓柱表面定位時(shí)，V形塊是用的最多的定位元件。

定位套其內(nèi)孔軸線是限位基準(zhǔn)，內(nèi)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(lián)合定位。用端面作為主要限位面時(shí)，應(yīng)控制套的長度，以免夾緊時(shí)工件產(chǎn)生的不允許的變形。定位套結(jié)構(gòu)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(yīng)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(zhǔn)軸線在V形塊兩斜面的對稱平面上，而不受定位基準(zhǔn)直徑誤差的影響，并且安裝方便。可用于粗、精基準(zhǔn)。

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(jī)構(gòu)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(zhǔn)。把夾緊性能優(yōu)良的螺旋與結(jié)構(gòu)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(jī)構(gòu)。有一些較典型的螺旋壓板組合機(jī)

構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)靈活的壓板，都克服了螺旋夾緊動作較慢的缺點(diǎn)，使整個(gè)機(jī)構(gòu)裝夾的效率得以提高。所以，在實(shí)際中廣泛應(yīng)用。螺旋壓板組合得到廣泛的應(yīng)用。螺旋壓板組合機(jī)構(gòu)是螺旋夾緊中又能夠用最為普及的一個(gè)大類。因此為了考慮經(jīng)濟(jì)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(jī)構(gòu)，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(yīng)選用較長的一端作為定位面，其定位基準(zhǔn)面是V形塊，為了加工方便所以夾緊力應(yīng)指向φ18的圓柱面，所以采用帶橡膠墊圈的夾緊的螺旋機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)。以半圓壓板作為其夾緊件，兩螺柱對其進(jìn)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(dǎo)元件

圖2.2-4 半圓壓板螺旋夾緊機(jī)構(gòu)

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(dǎo)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(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化

1）固定鉆套：配合H7/n6,H7/r6,結(jié)構(gòu)簡單，精度高，適用于單孔或小批生產(chǎn)。

2）可換鉆套：H7/g5,H7/g6，間隙配合裝入襯套內(nèi)，用螺釘固定

3）快換鉆套：配合H7/g5,H7/g6,結(jié)構(gòu)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(jīng)的鉆套。

上述鉆套標(biāo)準(zhǔn)化。

4）特殊鉆套：適用于工件結(jié)構(gòu)形狀和被加工孔的位置特殊

性，標(biāo)準(zhǔn)鉆套不滿足時(shí)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(zhǔn)確的確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具上都應(yīng)該設(shè)置引導(dǎo)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(jù)工件圓柱面的的完整程度及安裝要求，夾具可以設(shè)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(jù)。此處選用V形塊作為定位元件（1）V形塊的應(yīng)用特點(diǎn)

在外圓柱面定位元件中，各類V形塊可能是應(yīng)用最為廣泛的一類元件，其結(jié)構(gòu)簡單，定位穩(wěn)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(jié)構(gòu)都可以得到良好的定位安裝效果。

由于V形塊定位同時(shí)利用成角度的兩個(gè)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(nèi)。當(dāng)工件以圓柱體在V形塊上定為時(shí)，工件軸線始終處在V形塊的對稱中心平面內(nèi)，習(xí)慣上稱為工件的據(jù)中性或?qū)χ行?。所以，在需要較嚴(yán)格對稱加工要求的銑、鉆工序中，廣泛應(yīng)用各種V形塊來作定位元件。（2）常用V形塊結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用

常用V形塊的結(jié)構(gòu)情況，其中單V形塊，用于較短工件的定位；雙V形塊結(jié)構(gòu)，用于較長工件兩端或斷續(xù)圓柱軸頸的定位；當(dāng)工件結(jié)構(gòu)較大、軸向尺寸較長時(shí)，也可采用鑲塊結(jié)構(gòu)。圖3.1-1為V形塊定位的應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)

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(yīng)用最多，其結(jié)構(gòu)及規(guī)格尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。其標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)格尺寸

（4）V形塊的定位高度

標(biāo)準(zhǔn)V形塊的規(guī)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(yīng)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(jì)算。

根據(jù)以上所述，本課題設(shè)計(jì)的工件的T值由上表2-1-23中N=18mm一行中的參數(shù)可計(jì)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(zhǔn)不重和誤差

有前面V形塊定位標(biāo)準(zhǔn)介紹可知，以V形塊定位的理想定位基準(zhǔn)要素為V形塊標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)工件圓柱的軸線。當(dāng)工件以實(shí)際外圓柱表面在V形塊上定位時(shí)，其基準(zhǔn)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(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)補(bǔ)充和誤差為零：

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

圖3.1-3 V形塊基準(zhǔn)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(shí)，其軸線位置A`點(diǎn)將在V形塊對稱中心面內(nèi)上下滑動。形成了軸心的基本誤差△MN。

顯然，此項(xiàng)誤差最大值應(yīng)以整批工件定位軸頸的與最小直徑作為計(jì)算依據(jù)。即當(dāng)工件以最大極限尺寸直徑dmax軸頸在V形塊中定位時(shí)，其軸線位置A應(yīng)處于上述變動范圍的最高點(diǎn)，見圖3.1-3所示，當(dāng)工件以最小極限尺寸dmax軸頸向定位時(shí)，其軸線位置A`應(yīng)為變動范圍最低點(diǎn)。則基準(zhǔn)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(dāng)工件定位軸頸的直徑公差為Td時(shí)，整批工件定位的基準(zhǔn)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(jié)論：

1）定位誤差只產(chǎn)生于采用調(diào)整法加工一批工件的情況下，若單件或批量工件逐個(gè)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(zhǔn)確而產(chǎn)生的加工誤差。

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

4）產(chǎn)生原因：基準(zhǔn)不重合；工件的定位基準(zhǔn)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(zhǔn)不重合誤差。

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

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

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

1）選擇精度高、位置誤差小的表面為定位基準(zhǔn)，尤其是組合定位中的第一基準(zhǔn)，位置誤差要?。?/p>

2）選用基準(zhǔn)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(zhǔn)位移誤差。

3.2 確定引導(dǎo)元件(鉆套的類型及結(jié)構(gòu)尺寸)

為能迅速、準(zhǔn)確的確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具上都應(yīng)該設(shè)置引導(dǎo)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(jī)床夾具零、部件》國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2262-91選取鉆孔時(shí)如表3.2-1

表3.2-1 固定鉆套標(biāo)準(zhǔn)尺寸

1.鉆套的尺寸、公差配合的選擇

鉆套內(nèi)徑基本尺寸=引導(dǎo)刀具的最大極限尺寸

1）鉆套內(nèi)徑基本尺寸：鉆頭、擴(kuò)孔鉆，鉸刀是標(biāo)準(zhǔn)化定尺寸刀具，所以內(nèi)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(shí)咬孔或長使一般根據(jù)刀具精度選套孔的公差：鉆（擴(kuò)孔）選F7，粗鉸 G7，精鉸G6。若引導(dǎo)的是刀具導(dǎo)柱部分不是切削部分，可按孔制選?。篐7/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(yán)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(nèi)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(zhǔn)。把夾緊性能優(yōu)良的螺旋與結(jié)構(gòu)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(jī)構(gòu)。有些較典型的螺旋壓板組合機(jī)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)靈活的壓板，都克服了螺旋夾緊動作較慢的缺點(diǎn)，使整個(gè)機(jī)構(gòu)裝夾的效率得以提高。所以，在實(shí)際中廣泛應(yīng)用。螺旋壓板組合得到廣泛的應(yīng)用。螺旋壓板組合機(jī)構(gòu)是螺旋夾緊中又能夠用最為普及的一個(gè)大類。因此為了考慮經(jīng)濟(jì)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(jī)構(gòu)，使工件裝卸迅速、方便。

圖3.3-1半圓壓板螺旋夾緊機(jī)構(gòu)

3.4連接元件

連接元件就是確定夾具在機(jī)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(jié)、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(biāo)準(zhǔn)尺寸

根據(jù)各部件的相應(yīng)尺寸，螺釘選用M4的尺寸對V形塊和鉆模版進(jìn)行連接。由表3.4-1可知：

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

螺釘L在6-50mm，這里L(fēng)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?qū)г奈恢貌痪_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(dǎo)致加工孔的偏移量X2。

用鉆模加工時(shí)，被加工孔的位置精度主要受定位誤差△D和導(dǎo)向誤差△T的影響。鉆模上的導(dǎo)向裝置對定位元件的位置不準(zhǔn)確，將導(dǎo)致刀具位置發(fā)生變化，由此而造成的加工尺寸誤差△T即為導(dǎo)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(shí)，按X2計(jì)算對到誤差；；△T = X3； 工件薄時(shí)，按X2對刀誤差；△T =X2。

實(shí)踐證明，用鉆模鉆孔時(shí)，加工孔德偏移量遠(yuǎn)小于上述理論數(shù)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(shí)際上與鉆套重合，因此△T 趨近于零。

因?yàn)閵A具在機(jī)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(jié) 論

這次課程設(shè)計(jì)給我們提供了一個(gè)應(yīng)用自己所學(xué)知識的機(jī)會，從到圖書館查找資料到對夾具精度分析與計(jì)算和運(yùn)用CAD畫出夾具零件圖到最后夾具總圖的成型。都對我

所學(xué)的知識進(jìn)行了檢驗(yàn)?？梢哉f，本次課程設(shè)計(jì)有苦也有甜。設(shè)計(jì)思路是最重要的，只要你的設(shè)計(jì)思路是成功的，那你的設(shè)計(jì)已經(jīng)成功了一半。因此我們應(yīng)該在設(shè)計(jì)前做好充分的準(zhǔn)備，像查找詳細(xì)的資料，為我們設(shè)計(jì)的成功打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。制作過程是一個(gè)考驗(yàn)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(shè)計(jì)我受益匪淺。在摸索該如何畫出夾具零件圖時(shí)的過程中，也特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維，增加了實(shí)際操作能力。在讓我體會到了搞設(shè)計(jì)艱辛的同時(shí)，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。發(fā)現(xiàn)和解決問題對于我而言，既增長了專業(yè)知識，又學(xué)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(yè)設(shè)計(jì)，我所學(xué)到的東西將伴隨著我在以后的人生道路上越走越遠(yuǎn)。

致 謝

時(shí)間轉(zhuǎn)瞬即過，一眨眼，我便要踏入社會的大家庭。大學(xué)四年里，我與學(xué)校建立了很深的感情。學(xué)校給了我很大的培養(yǎng)，他使我不斷地成熟、長大。對于這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠完成，不單是自己的努力，在我遇到技術(shù)問題不能解決的時(shí)候，我的指導(dǎo)教師婁老師都能給予我耐心的指導(dǎo)，讓我在迷霧之中豁然開朗；我設(shè)計(jì)中細(xì)小的錯(cuò)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(dǎo)老師表示深深的感謝。其次不得不感謝我的同學(xué)，他們在本次設(shè)計(jì)中也給了我不少的幫助。而校圖書館、CAD機(jī)房給我們提供了大量的做設(shè)計(jì)所必需的文獻(xiàn)、資料以及做設(shè)計(jì)的場所，使我最終能完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示感謝！

參考文獻(xiàn)

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第四篇：夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

前 言

畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)校完成了大學(xué)四年的全部課程，并在進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，也是學(xué)生在校學(xué)習(xí)階段的最后一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是完成工程師基本訓(xùn)練的一個(gè)必不可少的過程。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識獨(dú)立解決本專業(yè)一般工程技術(shù)問題的能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想和工作作風(fēng)。

畢業(yè)設(shè)計(jì)是在畢業(yè)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)課題，在畢業(yè)實(shí)習(xí)期間認(rèn)真調(diào)查研究、搜索資料。

本次設(shè)計(jì)是提高CA6140車床上撥叉的加工效率，設(shè)計(jì)正確的加工工藝路線，以及某道工序的夾具。這次設(shè)計(jì)涉及到機(jī)床，機(jī)械加工工藝，工裝夾具等機(jī)制專業(yè)的幾乎所有的專業(yè)基礎(chǔ)知識。是一次全面地，系統(tǒng)地檢查自己在大學(xué)期間對專業(yè)知識學(xué)習(xí)的情況，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中做到嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，一絲不茍的精神，盡量使自己的設(shè)計(jì)達(dá)到理想的水平，通過獨(dú)立的查找資料，分析，計(jì)算完成方案設(shè)計(jì)，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和編寫技術(shù)文件等，設(shè)計(jì)了這套比較完整的加工工藝路線，使自己對機(jī)制專業(yè)有了更深刻的認(rèn)識。

由于時(shí)間短促，經(jīng)驗(yàn)不足以及水平有限，本次設(shè)計(jì)難免許多不妥和錯(cuò)誤之處，敬請批評指正，以便及時(shí)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(jī)構(gòu)中，主要起換擋作用，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)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(jī)構(gòu)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(shí)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(gè)裝配時(shí)要鉆鉸的Ф8mm的錐孔，一個(gè)M6的螺紋孔，和一個(gè)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(nèi)表面的粗糙度誤差為3.2um。

（4）Ф20mm的孔的內(nèi)表面的粗糙度誤差為1.6um，精度為IT7。

2.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

2.1 毛坯的制造形式

零件材料為HT200，考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故

選

擇

鑄

件

毛

坯。

圖一 毛坯圖

2.2 基準(zhǔn)面的選擇

2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 對零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)，而對若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)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(zhǔn)，根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)原則，現(xiàn)取Ф20mm的孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩個(gè)短V形塊支承兩個(gè)Ф20mm孔的外輪廓作主要定位面，以消除3個(gè)自由度，再用一個(gè)支承板支撐在Ф72mm的上表面，以消除3個(gè)自由度。

2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 主要應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。

2.3 制定工藝路線

制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)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(zhǔn)，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(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸Ф20 mm的孔，保證其內(nèi)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(zhǔn)，粗、半精鏜Ф50 mm的孔，保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um 工序六；以Ф20 mm的下表面為精基準(zhǔn)，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(zhǔn)，鉆Ф8 mm的錐孔的一半Ф4 mm，裝配時(shí)鉆鉸

工序九：以Ф20mm的孔為精基準(zhǔn)，鉆Ф5mm的孔，攻M6的螺紋

工序十：以Ф20 mm的孔為精基準(zhǔn)，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(chǎn)，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(jīng)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(zhǔn)，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(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸Ф2 0 mm的孔，保證其內(nèi)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(zhǔn)，粗、半精鏜Ф50 mm的孔，保證其

內(nèi)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(zhǔn)，鉆Ф8 mm的錐孔的一半Ф4 mm，裝配時(shí)鉆鉸

工序八：以Ф20 mm的孔為精基準(zhǔn)，鉆Ф5 mm的孔，攻M6的螺紋

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

2.4 機(jī)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(chǎn)類型為中批量，鑄件毛坯。又由<<機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)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(jù)以上資料及路線，分別確定各加工表面的機(jī)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(nèi)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(shí)

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(jī)床：XA5032立式銑床

刀具；W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀

W18Cr4V硬質(zhì)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(shù)Z=10時(shí)，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(jìn)給量：由《切削手冊》表3.30可知機(jī)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(jì)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(jù)XA5032銑床參數(shù)，選 n=475r/min vf =600mm/s，則實(shí)際的切削速度為：

?doncvc?

1000

即vc=3.14?80?475=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為：

1000fzv?即fzv=

vfcncz

600=0.13mm/z 475?10e)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》表3.24，Pcc=1.1KW,而機(jī)床所提供的功率Pcm為1.7KW，所以Pcm> Pcc,故校驗(yàn)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(jì)算基本工時(shí)

tm?L Vf公式中： L=l+y+Δ；根據(jù)《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(guān)參數(shù)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(jì)算基本工時(shí)

tm?L Vf公式中： L=l+y+Δ；根據(jù)《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(jìn)給量：由《切削手冊》表3.30可知機(jī)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(jì)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(jù)XA5032銑床參數(shù)，選 n=475r/min vf =375mm/min , 則實(shí)際的切削速度為

?doncvc?

10003.14?80?475所以vc==119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量

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

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

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

tm?L Vf6

公式中： L=l+y+Δ；根據(jù)《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(guān)參數(shù)及其用量等都相同。即 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/m b)計(jì)算基本工時(shí)

tm?L Vf公式中： L=l+y+Δ；根據(jù)〈〈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(shí)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(kuò)、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(jī)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(jìn)給量f a)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)《切削手冊》表2.7，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 бb<=200HBS do=18mm時(shí)，f=0.70~0.86mm/r 由于L/d=30/18=1.67<3,故取修正系數(shù)K=1 所以 f=(0.70~0.86)x1=(0.70~0.86)mm/r b)按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8，當(dāng)бb=190MPa,do=18mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.6mm/r c)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.9，當(dāng)бb??210MPa,do??20.5mm,機(jī)床進(jìn)

給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為11760N（Z535鉆床允許的軸向力為15696N（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-14）時(shí)，進(jìn)給量為1.5mm/r。

從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=0.70~0.86mm/r，根據(jù)Z535鉆床說明書，選f=0.80mm/r（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-16），又由《切削手冊》表2.19可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f=0.80mm/r do<=21mm時(shí)，軸向力Ff=7260N 軸向力的修正系數(shù)為1.0，故Ff=7260N 根據(jù)Z535鉆床說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=15696N，由于Ff

由《切削手冊》表2.12，當(dāng)do<=18 mm時(shí)，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(shí)，雙修磨橫刃的鉆頭，do=18 mm時(shí)，Vt=17m/min 切削速度的修正系數(shù)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(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=275r/min(見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-15)所以n=4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率

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

又根據(jù)《切削手冊》表2.23，當(dāng)бb=(170~213)MPa

do<=20mm f<=0.9mm/r vc<=17.4m/min時(shí) Pc=1.7KW 根據(jù)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(kuò)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(jī)床 ：Z535型立式鉆床

刀具 ：高速鋼擴(kuò)孔鉆頭

選擇高速鋼擴(kuò)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(jìn)給量f a)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)《切削手冊》表2.10，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 бb?200HBS

do=19.8mm時(shí)，f=(0.9~1.1)mm/r 由于L/d=30/19.8=1.52 因擴(kuò)孔之后還須鉸孔，故取修正系數(shù)K=0.7 所以 f=(0.9~1.1)x0.7=(0.63~0.77)mm/r b)按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8，當(dāng)бb=190MPa,do=19.8mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.75mm/r c)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.9，當(dāng)бb??210MPa,do??20.5mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為11760N（Z535鉆床允許的軸向力為15696N（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-14）時(shí)，進(jìn)給量為1.5mm/r。

從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=（0.63~0.77）mm/r，根據(jù)Z535鉆床說明書，選f=0.64mm/r（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-16），又由《切削手冊》表2.19可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f=0.64mm/r do<=21mm時(shí)，軸向力Ff=6080N 軸向力的修正系數(shù)為1.0，故Ff=6080N 根據(jù)Z535鉆床說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=15696N，由于Ff

由《切削手冊》表2.12，當(dāng)do<=19.8 mm時(shí)，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(shí)，do=19.8 mm時(shí)，Vt=27m/min 切削速度的修正系數(shù)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(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=375r/min(見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-15)4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率

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

又根據(jù)《切削手冊》表2.23，當(dāng)бb=(170~213)MPa do<=20mm f<=0.75mm/r vc<=20m/min時(shí) Pc=1.7KW 根據(jù)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(jī)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(jìn)給量f 根據(jù)《切削手冊》表2.11，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度

б

b

?170HBS

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

2）決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命

由《切削手冊》表2.12，當(dāng)do<=20 mm時(shí)，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(shù)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(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=140r/min(見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-15)所以n=4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率

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

又根據(jù)《切削手冊》表2.23，當(dāng)бb=(170~213)MPa

do<=20mm f<=2.0mm/r vc<=10m/min時(shí) Pc=1.7KW 根據(jù)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(jī)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(jìn)給量f 根據(jù)《切削手冊》表2.11，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 бb?170HBS do=20mm,加工精度要求為H7精度時(shí)，f=(1.0~2.0)mm/r，由于這是粗鉸之后的精鉸，所以應(yīng)該選中等的進(jìn)給量 即 f=1.5mm/r 2）決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命

由《切削手冊》表2.12，當(dāng)do<=20 mm時(shí)，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(shù)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(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=140r/min(見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-15)所以n=4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率

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

do<=20mm f<=1.5mm/r vc<=10m/min時(shí) Pc=1.5KW 根據(jù)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(jī)床 ：T616鏜床

刀具：YG6的硬質(zhì)合金刀

L nf 刀具為YG6的硬質(zhì)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(jìn)給量f 根據(jù)《切削手冊》表1.5 當(dāng)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(shí) f=0.40~0.60mm/r 按T616機(jī)床進(jìn)給量（《工藝設(shè)計(jì)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(jī)床上的轉(zhuǎn)速 選n=370r/min d)確定粗鏜Ф48mm孔的基本時(shí)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(jī)床 ：T616鏜床

刀具：YG6的硬質(zhì)合金刀

刀具為YG6的硬質(zhì)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(jìn)給量f 根據(jù)《切削手冊》表1.5 當(dāng)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(shí) f=0.40~0.60mm/r 按T616機(jī)床進(jìn)給量（《工藝設(shè)計(jì)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(jī)床上的轉(zhuǎn)速 選n=370r/min h)確定半精鏜Ф50mm孔的基本時(shí)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(xì)齒圓鋸片刀 由《工藝設(shè)計(jì)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(jìn)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(jì)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(jù)XA6132銑床 選主軸轉(zhuǎn)速為 n=150r/min

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

190則：實(shí)際的進(jìn)給量為fz==0.025mm/z

50?150d)校驗(yàn)機(jī)床功率

由《切削手冊》表3.28中的計(jì)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(jì)算得

FvFc=163.5N Pc=c=4.8kw

1000XA6132銑床主動電機(jī)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(jì)算基本工時(shí)

tm?L Vf公式中： L=l+y+Δ；根據(jù)《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(jī)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(qiáng)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(jìn)給量f a)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)《切削手冊》表2.7，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 бb?200HBS do=4mm時(shí)，f=0.18~0.22mm/r 由于L/d=32/4=8>3,故取修正系數(shù)K=0.8 所以 f=(0.18~0.22)x0.8=(0.144~0.176)mm/r b)按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8，當(dāng)бb=190MPa,do<=4.3mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=0.5mm/r c)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量

根據(jù)表2.9，當(dāng)бb??210MPa,do??10.2mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N（Z525鉆床允許的軸向力為8830N（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-14）時(shí)，進(jìn)給量為1.63mm/r。

從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=(0.144~0.176)mm/r，根據(jù)Z525鉆床說明書，選f=0.17mm/r（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-16），又由《切削手冊》表2.19可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f<=0.17mm/r do<=12mm時(shí)，軸向力Ff=1230N 軸向力的修正系數(shù)為1.0，故Ff=1230N 根據(jù)Z525鉆床說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=8330N，由于Ff

由《切削手冊》表2.12，當(dāng)do<= 6 mm時(shí)，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(shí)，標(biāo)準(zhǔn)鉆頭，do=4 mm時(shí)，Vt=20m/min 切削速度的修正系數(shù)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(jù)Z525鉆床說明書,可考慮選擇nc=1360r/min(見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-15)所以n=4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率

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

又根據(jù)《切削手冊》表2.23，當(dāng)бb=(170~213)MPa do<=10mm f<=0.53mm/r vc<=17.4m/min時(shí) Pc=0.8KW 根據(jù)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(jī)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(qiáng)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(jìn)給量f a)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)《切削手冊》表2.7，當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 бb??200HBS do=5mm時(shí)，f=0.27~0.33mm/r 由于L/d=6/5=1.2<3,故取修正系數(shù)K=1 所以 f=(0.27~0.33)x1=(0.27~0.33)mm/r b)按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8，當(dāng)бb=190MPa,do<=5.4mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=0.6mm/r c)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量

根據(jù)表2.9，當(dāng)бbo o??210MPa,do??10.2mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N（Z525鉆床允許的軸向力為8830N（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-14）時(shí)，進(jìn)給量為1.63mm/r。

從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=(0.27~0.33)mm/r，根據(jù)Z525鉆床說明書，選f=0.28mm/r（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-16），又由《切削手冊》表2.19可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f<=0.33mm/r do<=12mm時(shí)，軸向力Ff=2110N 軸向力的修正系數(shù)為1.0，故Ff=2110N 根據(jù)Z525鉆床說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=8330N，由于Ff

由《切削手冊》表2.12，當(dāng)do<= 6 mm時(shí)，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(shí)，標(biāo)準(zhǔn)鉆頭，do=5 mm時(shí)，Vt=16m/min 切削速度的修正系數(shù)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(jù)Z525鉆床說明書,可考慮選擇nc=960r/min(見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-15)所以n=4）檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率

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

又根據(jù)《切削手冊》表2.23，當(dāng)бb=(170~213)MPa do<=10mm f<=0.53mm/r vc<=15.1m/min時(shí) Pc=1.0KW 根據(jù)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(shè)計(jì)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(zhuǎn)數(shù)（r/min）;i為使用絲錐的數(shù)量；n 為絲錐或工件每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）；d為螺紋大徑；f為工件每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 等于工件螺紋的螺距p 由上述條件及相關(guān)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(shí)

?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(jī)床：XA5032立式銑床

刀具；W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀

W18Cr4V硬質(zhì)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(shù)Z=10時(shí)，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(jìn)給量：由《切削手冊》表3.30可知機(jī)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(jì)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(shù)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(jù)XA5032銑床參數(shù)，選 n=235r/min vf =375mm/s，則實(shí)際的切削速度為：

vc??donc1000

所以vc=3.14?100?235=73.8m/min,實(shí)際進(jìn)給量為：

1000fzv?所以fzv=

vfcncz

375=0.16mm/z 235?10e)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》表3.24，當(dāng)бb=(174~207)MPa ae<=70mm ap<=6mm do=100mm Z=10 vfc<=385mm/min近似為 Pcc=4.6KW 根據(jù)XA5032型立銑說明書（《切削手冊》表3.30），機(jī)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(jì)算基本工時(shí)

tm?L Vf公式中： L=l+y+Δ；根據(jù)《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(jī)械加工工藝過程的組成

工藝過程 改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)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(jī)械加工、熱處理、裝配等工藝過程。

機(jī)械加工工藝過程 用機(jī)械加工方法,改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量,使其成為零件的過程。

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

工序 一個(gè)或一組工人,在一個(gè)工作地對同一個(gè)或同時(shí)對幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。

安裝 工件經(jīng)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(shè)備的可動部分一起,相對刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個(gè)位置。

工步 當(dāng)加工表面、加工工具和切削用量中的轉(zhuǎn)速和進(jìn)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(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù).確定工序數(shù)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(gè)工序所包含的加工內(nèi)容很少,極端情況下每個(gè)工序只有一個(gè)工步,所使用的工藝設(shè)備與裝備比較簡單,易于調(diào)整和掌握,有利于選用合理的切削用量,減少基本時(shí)間,設(shè)備數(shù)量多,生產(chǎn)面積大.工序集中原則 零件的各個(gè)表面的加工集中在少數(shù)幾個(gè)工序內(nèi)完成,每個(gè)工序的內(nèi)容和工步都較多,有利于采用高效的機(jī)床,生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作得到簡化,生產(chǎn)面積和操作工人數(shù)量減少,工件裝夾次數(shù)減少,輔助時(shí)間縮短,加工表面間的位置精度易于保證,設(shè)備、工裝投資大,調(diào)整、維護(hù)復(fù)雜,生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大.批量小時(shí)往往采用在通用機(jī)床上工序集中的原則,批量大時(shí)即可按工序分散原則組織流水線生產(chǎn),也可利用高生產(chǎn)率的通用設(shè)備按工序集中原則組織生產(chǎn).將工藝規(guī)程的內(nèi)容，填入具有規(guī)定的格式的卡片中，使之成為生產(chǎn)準(zhǔn)備和施工依據(jù)的工藝規(guī)程文件。

“機(jī)械加工工藝過程卡”和“機(jī)械加工工序卡”附后所示

4.夾具設(shè)計(jì)

為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師的協(xié)商，決定設(shè)計(jì)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(xì)齒圓鋸片銑刀，對工件進(jìn)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(shí)，Φ20mm的孔已經(jīng)進(jìn)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(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度。

4.2 夾具體設(shè)計(jì)

4.2.1 定位基準(zhǔn)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(shí)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為Φ50mm孔的中心線。為了盡量的減小定位誤差，應(yīng)選Φ20mm孔為主要的定位基準(zhǔn)，利用一個(gè)圓柱銷和一個(gè)菱形銷定位，消除三個(gè)自由度，再在底面用夾具體定位消除三個(gè)自由度。以便達(dá)到所需要求。

為了提高加工效率，現(xiàn)同時(shí)加工四個(gè)雙體，同時(shí)，為了夾具簡單，操作方便，利用多點(diǎn)聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)夾緊。4.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算

刀具：高速鋼細(xì)齒圓鋸片銑刀 直徑do?160mm 齒數(shù) 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(jì)算切削力時(shí)，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K?K1K2K3K4 其中 K1為基本安全系數(shù)1.5 K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.2

K3刀具鈍化系數(shù) 1.2 K4為切削特點(diǎn)系數(shù)（斷續(xù)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(shí)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(shù)

f2為工件與螺桿頭（或壓板）間的摩擦系數(shù)

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(jī)構(gòu)的基本尺寸如下（根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 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(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 第三版表1-2-24查得 當(dāng)螺紋的公稱直徑為12mm時(shí)，螺栓許用的夾緊力為5690N 由以上的數(shù)據(jù)可知：所選的螺旋機(jī)構(gòu)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(shù)由（《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)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(guī)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(xiàng)技術(shù)要求應(yīng)由定位銷

?0.021寬配合中的側(cè)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(gè)定位銷與一個(gè)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(cè)向間隙能滿足零件的精度要求。

（2）計(jì)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(shè)計(jì)及操作的簡要說明

如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，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(chǎn)率。為此，應(yīng)先考慮所設(shè)計(jì)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(yīng)比較高，視為關(guān)鍵面。又本道工序是銑斷，其切削力不大，故在設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)考慮夾具的簡單及利用常用的一些零件。為了提高生產(chǎn)率，可以考慮同時(shí)裝夾幾個(gè)零件，并且用了活動杠桿使操作更加節(jié)省時(shí)間。可以同時(shí)裝夾四個(gè)零件，提高了生產(chǎn)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(shí)，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)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(jié)

論

畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在校學(xué)習(xí)階段的最后一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)和基礎(chǔ)理論知識，獨(dú)立解決專業(yè)一般工程技術(shù)問題的能力。樹立正確的設(shè)計(jì)思想和工作作風(fēng)。

經(jīng)過兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，獲得如下心得：

1.運(yùn)用機(jī)械制造工藝及有關(guān)課程的知識，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識。獨(dú)立地分析和解決工藝問題。初步具有設(shè)計(jì)一些中等復(fù)雜零件的能力。

2.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法。學(xué)會擬定夾具設(shè)計(jì)方案。

3.熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊，能快速查表得到所需的數(shù)據(jù)。4.有一定的識圖制圖能力。

通過設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用理論知識和專業(yè)知識的技能。熟悉一般機(jī)械零件的加工工藝過程，設(shè)計(jì)夾具的能力。

中國加入WTO以后，大量的機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)入我國市場。中國企業(yè)能夠與國外產(chǎn)品競爭，擁有自己的國內(nèi)外市場就必須產(chǎn)品的質(zhì)量好，技術(shù)含量高，價(jià)格低廉，這就要求我們扎實(shí)學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)，認(rèn)真研究。

致

謝

本學(xué)期是我在學(xué)校求學(xué)的最后一個(gè)學(xué)期，也是完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間表，在這最后一個(gè)學(xué)期里面，我學(xué)到了很多知識，其中有很多是很好實(shí)用價(jià)值的，這在我以后的工作中有大幫助，在此我對我的指導(dǎo)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(shè)計(jì)的關(guān)心和幫助。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)四年所學(xué)知識做的一次總測驗(yàn)，是鍛煉也是檢驗(yàn)自己四年來所學(xué)知識和掌握、運(yùn)用知識的能力，是我們高等院校學(xué)生的最后的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，也是學(xué)到最多實(shí)際知識的時(shí)候。通過這次設(shè)計(jì)，我學(xué)到了許多原來未能學(xué)到的東西，對過去沒有掌握的知識得到了更進(jìn)一步鞏固。獨(dú)立思考，綜合運(yùn)用所掌握理論知識的能力得到很大的提高，學(xué)會了從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，針對實(shí)際課題解決實(shí)際問題，掌握了綜合使用各種設(shè)計(jì)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(zhǔn)備，打下基礎(chǔ)，更是我們四年機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)知識的一次綜合。

本次設(shè)計(jì)也暴露了我們不少的缺點(diǎn)和問題：對于所學(xué)知識還沒有做到仔細(xì)、認(rèn)真消化，許多方面還是只有一個(gè)大概的認(rèn)識，沒有深入探討，對實(shí)際事物沒有深刻得了解，沒有做到理論聯(lián)系實(shí)際，沒有達(dá)到對所學(xué)的知識熟練運(yùn)用的水平。這也從一個(gè)側(cè)面反映出我們設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，思維不夠開拓，不夠靈活。從而我得出一個(gè)結(jié)論：無論是現(xiàn)在還是以后走上工作崗位，還是再深造，都應(yīng)該虛心向老師和前輩們學(xué)習(xí)，從而不斷完善自我，提高自我水平。

本次畢業(yè)設(shè)計(jì)畢竟是我們做的第一次比較完整，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，因而難免存在許多缺點(diǎn)和不足之處，還有待于改進(jìn)。希望各位老師多提寶貴意見。

參考文獻(xiàn)

[１]、徐嘉元，曾家駒主編《機(jī)械制造工藝學(xué)》機(jī)械工業(yè)出版社 97.8 [2]、趙家齊：《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，機(jī)械工業(yè)出版社 [3]、李益民主編：《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》，機(jī)械工業(yè)出版社 [4]、艾興 肖詩綱主編.《切削用量簡明手冊》.機(jī)械工業(yè)出版社, 1994 [5]、浦林祥主編.《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》.機(jī)械工業(yè)出版社, 1984 [6]、王啟平主編《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》哈工大出版社 85.12 [7]、東北重型機(jī)械學(xué)院主編《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 80.1 [8]、徐灝主編《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》機(jī)械工業(yè)出版社 91.9 [9]、《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》（教材）

[10]、孫麗媛主編，《機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》，冶金工業(yè)出版社2002 [11]、《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》 [12]、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)圖冊》 [13]、《幾何量公差與檢測》

摘 要

撥叉的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器的性能和使用壽命。本次設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)特征和工藝進(jìn)行了仔細(xì)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(zhì)量。在制定加工工藝規(guī)程的順序如下： 1分析零件； 2選擇毛坯；

3設(shè)計(jì)工藝規(guī)程：包括制定工藝路線，選擇基準(zhǔn)面等；

4工序設(shè)計(jì)：包括選擇機(jī)床，確定加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸，確定切削用量及計(jì)算基本工時(shí)等； 5編制工藝文件。

此外，為了提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，需設(shè)計(jì)專用夾具，本次設(shè)計(jì)選擇了第六道工序銑斷雙體的專用夾具設(shè)計(jì)，以滿足加工過程的需要。關(guān)鍵詞：撥叉;工藝規(guī)程;夾具設(shè)計(jì)

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(guī)程的設(shè)計(jì)------------------------2 2．1 毛坯的制造形式-----------------2 2．2 基準(zhǔn)面的選擇---------------------2 2．2．1 粗基準(zhǔn)的選擇-------------2 2．2．2 精基準(zhǔn)的選擇-------------2 2．3 制定工藝路線---------------------3 2．4 機(jī)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(shí)----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(shè)計(jì)----23 4．1 問題的提出-----------------------23 4．2 夾具體設(shè)計(jì)-----------------------23 4．2．1 定位基準(zhǔn)的選擇---------23 4．2．2 切削力及夾緊力的計(jì)算------------------------------24 4．2．3 定位誤差分析-------------25 4．2．4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明-----------------------26 5 結(jié)論-----------276 致謝-----------287 參考文獻(xiàn)----29

學(xué) 號： ***

河北理工大學(xué)成人教育

畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書）

論文題目： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 指導(dǎo)教師：

撥叉機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)

河北理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化

09機(jī)本培 王 虎 楊文生

2013 年 月 日

第五篇：雙孔鉆床夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)論文機(jī)械裝備設(shè)計(jì)

洛陽理工學(xué)院

課程設(shè)計(jì)說明書

課程名稱：機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)課題：鉆床夾具設(shè)計(jì)

專

業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班

級： 姓

名：

學(xué)

號:

****年**月**日

鉆床夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

題目：設(shè)計(jì)“接頭”零件的鉆床夾具

設(shè)計(jì)內(nèi)容：

1、鉆床夾具裝配圖 1 張

2、鉆床夾具零件圖 1 張

3、課程設(shè)計(jì)說明書 1 份

設(shè)計(jì)要求：

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

2、夾具設(shè)計(jì)要求合理，有利提高加工精度，保證

加工質(zhì)量，降低加工成本，提高勞動生產(chǎn)率和

減輕工人的勞動強(qiáng)度，便于批量生產(chǎn)。

設(shè)計(jì)（論文）開始日期 年 月 日 指導(dǎo)老師 設(shè)計(jì)（論文）完成日期 年 月 日

年 月 日

課 程 設(shè) 計(jì) 評 語

機(jī)械工程 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 專業(yè) 學(xué)生姓名： 班級： 學(xué)號：

課程名稱： 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 鉆床夾具設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)片篇幅：

圖 紙 二 張 說明書 18 頁

指導(dǎo)老師評語：

年 月 日 指導(dǎo)老師

目 錄

緒論..............................................................................................................................................1 第一章 夾具的發(fā)展概況.........................................................................................................2 第二章 專用夾具設(shè)計(jì).............................................................................................................4

2.1設(shè)計(jì)前的工作準(zhǔn)備..........................................................................................................................4 2.1.1 明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)...............................................................................................................4 2.1.2 熟悉工件零件圖和工序圖...........................................................................................................4 2.1.3加工方法........................................................................................................................................5 2.2總體方案的確定..............................................................................................................................5 2.2.1 定位方案.......................................................................................................................................5 2.2.2 夾緊機(jī)構(gòu).......................................................................................................................................6 2.2.3 選擇導(dǎo)向裝置...............................................................................................................................8 2.2.4 夾具體...........................................................................................................................................9 2.3繪制夾具裝配圖............................................................................................................................11 2.3.1 定位、夾緊、導(dǎo)向、夾具體.....................................................................................................11 2.4夾具精度的驗(yàn)算............................................................................................................................13 2.4.1誤差分析......................................................................................................................................13 2.4.2誤差計(jì)算......................................................................................................................................14

第三章 方案設(shè)計(jì)論證..........................................................................................................15

3.1設(shè)計(jì)思路.......................................................................................................................................15 3.2設(shè)計(jì)方法與結(jié)果............................................................................................................................15

致謝...........................................................................................................................................16 感想...........................................................................................................................................17 參考文獻(xiàn)..................................................................................................................................18

緒論

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生較為全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。其目的在于：

1〕培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以及其他先修課程的理論知識和生產(chǎn)實(shí)際知識去分析和解決工程實(shí)際問題的能力，通過課設(shè)訓(xùn)練可以鞏固、加深有關(guān)機(jī)械課設(shè)方面的理論知識。

2〕學(xué)習(xí)和掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，為以后續(xù)的專業(yè)課程及畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)，做好準(zhǔn)備。

3〕使學(xué)生具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范手冊、圖冊和查詢有關(guān)設(shè)計(jì)資料的能力。零件在工藝規(guī)程之后，就要按工藝規(guī)程順序進(jìn)行加工。在加工中除了需要機(jī)床、刀具、量具之外，成批生產(chǎn)時(shí)還要用機(jī)床夾具。他們時(shí)機(jī)床和工件之間的連接裝置，使工件相對于機(jī)床獲得正確的位置。機(jī)床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度。通常把確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確位置的過程，稱為定位。當(dāng)工件定位后，為了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而3破壞定位，還應(yīng)該用一定的機(jī)構(gòu)或裝置將工件加以固定。使工件在加工過程中保持定位位置不變的操作，稱為夾緊。將工件定位、夾緊的過程稱為裝夾。工件裝夾是否正確、迅速、方便和可靠，將直接影響工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生產(chǎn)中，工件的裝夾是通過機(jī)床夾具來實(shí)現(xiàn)的。機(jī)床夾具在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。

就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

第一章 夾具的發(fā)展概況

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

夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。

1、機(jī)床夾具的現(xiàn)狀

國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了如下新的要求：

（1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；

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

（4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；

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

（6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。

2、現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向

現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。

（1）標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。

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

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

（4）柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。

第二章 專用夾具設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)前的工作準(zhǔn)備

1）熟悉任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求。2）熟悉設(shè)計(jì)指導(dǎo)書、有關(guān)資料、圖紙等。3）觀看實(shí)物，了解夾具的工作過程。

2.1.1 明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)

它是夾具總體方案確定的依據(jù)之一，它決定了夾具的復(fù)雜程度和自動化程度。如大批量生產(chǎn)時(shí)，一般選擇機(jī)動、多工件，自動化程度高的方案，結(jié)構(gòu)也隨之復(fù)雜，成本也提高較多。

經(jīng)分析所加工工件屬于輕型零件。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)類型屬于大批生產(chǎn)。根據(jù)所加工工件可知，屬于中批生產(chǎn)，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性考慮,夾具設(shè)計(jì)成手動，即可滿足要求。

2.1.2 熟悉工件零件圖和工序圖

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

圖2-1 彎板零件圖

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

2.1.3加工方法

了解工藝規(guī)程中本工序的加工內(nèi)容，機(jī)床、刀具、切削用量、工步安排、工時(shí)定額，同時(shí)加工零件數(shù)。這些是在考慮夾具總體方案、操作、估算夾緊力等方面必不可少的。

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

2.2總體方案的確定

2.2.1 定位方案

工序圖只是給出了原理方案，此時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析本工序的工序內(nèi)容及加工精度要求，按照六點(diǎn)定位原理和本工序的加工精度要求，確定具體的定位方案和定位元件。

要擬定幾種具體方案進(jìn)行比較，選擇或組合最佳方案。

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

因此根據(jù)本次夾具設(shè)計(jì)的零件，我設(shè)計(jì)的定位方案為兩短圓柱銷和菱形銷組合定位，可以制6個(gè)自由度。

所選用定位銷類型及對比分析：

圖2-2短形定位銷 圖2-3菱形定位銷 圖2-4長形定位銷

如圖2-2短形圓柱銷能夠使所設(shè)計(jì)的夾具體占用的空間小且能夠滿足夾緊要求。

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

如圖2-4長型定位銷，不能夠滿足定位方式同時(shí)其所占用的空間太大，不利于節(jié)省材料，不經(jīng)濟(jì)，也不利于夾具的設(shè)計(jì)，所以不選用長型的定位銷。

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

圖2-5短圓柱銷和端面定位

綜上所述所選用的定位方式為如圖2-5短圓柱銷和端面定位。

2.2.2 夾緊機(jī)構(gòu)(1)夾緊力的方向：

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

(2)夾緊力的作用點(diǎn)：

夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選擇在定位元件支承點(diǎn)的作用范圍內(nèi)，以及工作剛度高的位置。確保工件定位準(zhǔn)確、不變形。

(3)選擇夾緊機(jī)構(gòu)：

在確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)的同時(shí)，要確定相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)。確定夾緊機(jī)構(gòu)要注意以下幾方面的問題：

①安全性 夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和夾緊力，以防止以外傷及夾具操作人員。

②手動夾具夾緊機(jī)構(gòu)的操作力不應(yīng)過大，以減輕操作人員的勞動強(qiáng)度。③夾緊機(jī)構(gòu)的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。④手動夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)操作靈活、方便。

選用M12的螺栓、斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)組合來夾緊工件。

確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)，以及夾緊元件或夾緊機(jī)構(gòu)，估算夾緊力大小，要選擇和設(shè)計(jì)動力源。夾緊方案也需反復(fù)分析比較，確定后，正式設(shè)計(jì)時(shí)也可能在具體結(jié)構(gòu)上作一些修改。

方案一 使用氣動斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)

方案二 使用螺栓手動斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)

方案三 使用偏心夾緊機(jī)構(gòu)

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

2.2.3 選擇導(dǎo)向裝置

導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標(biāo)準(zhǔn)化，可按標(biāo)準(zhǔn)選擇，常用的幾種鉆套如下圖所示

圖2-6可換鉆套 圖2-7快換鉆套 圖2-8固定鉆套（A、B型）

根據(jù)本設(shè)計(jì)夾具類型，工件大批大量生產(chǎn)，為提高加工效率，所選快換鉆套，如下圖2-9所示：

圖2-9 快換鉆套

2.2.4 夾具體

用來安裝和固定定位元件，夾緊機(jī)構(gòu)和鉆模板的實(shí)體。具體大小根據(jù)整個(gè)機(jī)構(gòu)的大小而調(diào)整，要保證機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定，水平，所以形位公差會有較嚴(yán)格的要求。

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

夾具體應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)計(jì)算要求：

1、應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度；

2、力求結(jié)構(gòu)簡單及裝卸工件方便 ；

3、結(jié)構(gòu)工藝形好；

4、排屑切屑要方便；

5、在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠；

6、具有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性

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

2-10 夾具體零件圖

2.3繪制夾具裝配圖

2.3.1 定位、夾緊、導(dǎo)向、夾具體

畫出定位元件和導(dǎo)向元件，按夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件或機(jī)構(gòu)，必要時(shí)可用雙點(diǎn)劃線畫出松開位置時(shí)的夾緊元件的輪廓，畫出夾具體，其他元件或機(jī)構(gòu)，以及上述各元件與夾具體的聯(lián)結(jié)，使夾具形成一體，標(biāo)注必要的尺寸，配合和技術(shù)條件。對零件編號，填寫標(biāo)題欄和零件明細(xì)表。其中還要在定位，導(dǎo)向完成后進(jìn)行定位精度驗(yàn)算，在夾緊機(jī)構(gòu)完成后進(jìn)行夾緊力的驗(yàn)算，以及重要的受力元件或機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度驗(yàn)算。如下圖所示：

圖2-11 夾具體總裝圖

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

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

（3）按照夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機(jī)構(gòu)。

（4）畫出夾具體及其他聯(lián)接用的元件（聯(lián)接體、螺釘?shù)龋瑢A具各組成元件聯(lián)成一體。

（5）標(biāo)注必要的尺寸、配合、公差等

①夾具的外形尺寸，所設(shè)計(jì)夾具的最大長、寬、高尺寸。如本次設(shè)計(jì)中的長420mm，寬220mm，高205mm。

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

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

k6n6④夾具中所有有配合關(guān)系的元件間應(yīng)標(biāo)注尺寸和配合種類。如定位螺桿14與

H7夾具體孔的配合?26。

r6⑤各定位元件之間，定位元件與導(dǎo)向元件之間，各導(dǎo)向元件之間應(yīng)標(biāo)注裝配后的位置尺寸和形位公差。如設(shè)計(jì)中菱形定位銷7相對于已加工好兩孔中心線位置要求20?0.02mm；

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

（6）標(biāo)注技術(shù)條件和要求。

①定位元件的定位面間相互位置精度。

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

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

④導(dǎo)向元件工作面間的位置精度。兩個(gè)快換鉆套中心線之間滿足50?0.04mm。⑤ 夾具上有檢測基準(zhǔn)面的話，還應(yīng)標(biāo)注定位表面，導(dǎo)向工作面與該基準(zhǔn)面間的位置精度。

夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注必要的尺寸和技術(shù)要求，主要目的是為了檢驗(yàn)本工序零件加工表面的形狀，位置和尺寸精度在夾具中是否可以達(dá)到，為了設(shè)計(jì)夾具零件圖，也為了夾具裝配和裝配精度的檢測。

（7）對零件編號，填寫標(biāo)題欄和零件明細(xì)表。

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

完整填寫標(biāo)題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設(shè)計(jì)者、比例等。

完整填寫明細(xì)表，一般來說，加工工件填寫在明細(xì)表的下方，標(biāo)準(zhǔn)件、裝配件填寫在明細(xì)表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標(biāo)準(zhǔn)件、配套件。

2.4夾具精度的驗(yàn)算

2.4.1誤差分析

1、位置精度

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

1）工件在夾具中的安裝誤差，它包括定位誤差和夾緊誤差。

2）夾具在機(jī)床上對定誤差，指夾具相對于刀具或相對于機(jī)床成形運(yùn)動的位置誤差。

3）加工過程中出現(xiàn)的誤差，包括機(jī)床的幾何精度、運(yùn)動精度，機(jī)床、刀具、工件和夾具組成的工藝系統(tǒng)加工時(shí)的受力變形，受熱變形，磨損，調(diào)整、測量中的誤差，以及加工成形原理上的誤差等。

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

2.4.2誤差計(jì)算

1、驗(yàn)算中心距50±0.2mm 影響此項(xiàng)精度的因素有：

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

?18F7k6可知最大間隙為0.025mm；

3）鉆套內(nèi)孔與外圓的同軸度誤差，對于標(biāo)準(zhǔn)鉆套，精度較高，此項(xiàng)可以忽略；

4）鉆頭與鉆套間的間隙會引偏刀具，產(chǎn)生中心距誤差e=0.034mm。

由于上述各項(xiàng)都是按最大誤差計(jì)算，實(shí)際上各項(xiàng)誤差也不可能同時(shí)出現(xiàn)最大值，各誤差方向也可能不一致，因此，其綜合誤差可按概率法求和=0.07mm。

該項(xiàng)誤差略大于中心距允差0.13mm的2/3，勉強(qiáng)可用。應(yīng)減小定位和導(dǎo)向的配合間隙。

第三章

方案設(shè)計(jì)論證

3.1設(shè)計(jì)思路

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

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

3.2設(shè)計(jì)方法與結(jié)果

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

（2）然后，根據(jù)六點(diǎn)定位原理，選用兩短圓柱銷和菱形銷組合，正好滿足六點(diǎn)定位原理，由于限制了六方自由度，所以只需要將工件夾緊就可以進(jìn)行加工了，在垂直方向上進(jìn)行夾緊，可以利用螺紋前進(jìn)來推動斜鍥，進(jìn)行夾緊，因?yàn)槁輻U的運(yùn)動控制簡單，而且不影響加工過程，所以最總選擇螺桿和斜鍥組合機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。

（3）最后，對整個(gè)夾緊方案分析得出，定位約合六點(diǎn)定位原理，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾具設(shè)計(jì)可行。

致謝

在老師和同學(xué)的共同努力下，我們在三周的時(shí)間內(nèi)完成了夾具課程設(shè)計(jì)。我們花費(fèi)的時(shí)間很長，因?yàn)檫@是同學(xué)第一次進(jìn)行這樣的課程設(shè)計(jì)。雖然過程中我們遇到了遇到困難，但是在張老師的指點(diǎn)下，同學(xué)們都的十分的努力。我們這次終于把我們所學(xué)的知識運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)中來了，這對同學(xué)們加深對課本知識的理解很有好處。同學(xué)學(xué)會了對于不同的待工件設(shè)計(jì)不同的夾具，對于夾具的各種標(biāo)準(zhǔn)件都學(xué)會了如何查標(biāo)準(zhǔn)件手冊、如何使用它們。這些都是因?yàn)槔蠋煹膸椭?，我們才能完成的。在這里真心感謝張老師。

經(jīng)過前段時(shí)間的辛辛苦苦，我受益匪淺。這次課程設(shè)計(jì)把我們所學(xué)的專業(yè)知識有機(jī)的結(jié)合在了一起，并在現(xiàn)實(shí)生活現(xiàn)實(shí)得以應(yīng)用。這讓我們加深對課本知識的理解的同時(shí)，又讓我們學(xué)會并掌握夾具，專用夾具設(shè)計(jì)的一般基本方法和步驟。培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)和思考能力，為后續(xù)的專業(yè)課程畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)，做好準(zhǔn)備，并為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，收獲確實(shí)不小。

這次課程設(shè)計(jì)讓我對機(jī)械裝備設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步的了解，并對機(jī)床夾具有所了解。并收獲了很多，給即將踏入工作崗位我們一次很好的鍛煉機(jī)會。在此我要特別感謝院系領(lǐng)導(dǎo)給我們這次機(jī)會，再次感謝張老師在百忙之中給我課程設(shè)計(jì)導(dǎo)，衷心地說一句 “老師您辛苦了”。

感想

通過這次課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)，使我對機(jī)械裝備課程有了更進(jìn)一步的了解。裝備在現(xiàn)在工業(yè)中有著重要的作用，當(dāng)然，我們現(xiàn)在對機(jī)械設(shè)計(jì)只不過時(shí)一個(gè)初步的了解，這門課程還有更多的知識等著我們?nèi)W(xué)習(xí)，在這兩周短暫的課程設(shè)計(jì)里，我學(xué)會了一些機(jī)械設(shè)計(jì)的最基本的理論，同時(shí)也對機(jī)械裝備產(chǎn)生了濃厚的興趣。

在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我發(fā)現(xiàn)自己還有很多不足之處，在設(shè)計(jì)和計(jì)算過程中也出現(xiàn)了各種各樣的錯(cuò)誤，在同學(xué)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(xù)努力學(xué)習(xí)，來豐富自己的知識。

在這段時(shí)間的不懈努力下，我了解了在課程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題： 1）注意與工藝規(guī)程的銜接，夾具設(shè)計(jì)應(yīng)和工序設(shè)計(jì)統(tǒng)一

所需設(shè)計(jì)的夾具絕大多數(shù)用于零件加工的某一特定工序。在工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，對該工序的設(shè)計(jì)已要求設(shè)計(jì)其定位與夾緊方案，因此夾具設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容應(yīng)與工序設(shè)計(jì)保持一致，不能相互沖突。

2）設(shè)計(jì)時(shí)要有整體觀念

夾具設(shè)計(jì)有其自身的特點(diǎn)：定位、夾緊等各種裝置在設(shè)計(jì)前是分開考慮的，設(shè)計(jì)后期通過夾具體的設(shè)計(jì)將各種元件聯(lián)系為一個(gè)整體。

3）設(shè)計(jì)中應(yīng)學(xué)習(xí)正確運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

對于國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范要嚴(yán)格要求和執(zhí)行。夾具設(shè)計(jì)過程中選擇各種功能元件時(shí)應(yīng)注意盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件，減少非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)制造工作量，降低夾具成本。

在老師和同學(xué)的共同努力下，我們在三周的時(shí)間內(nèi)完成了夾具課程設(shè)計(jì)。我們花費(fèi)的時(shí)間很長，因?yàn)檫@是同學(xué)第一次進(jìn)行這樣的課程設(shè)計(jì)。雖然過程中我們遇到了遇到困難，但是在張老師的指點(diǎn)下，同學(xué)們都的十分的努力。我們這次終于把我們所學(xué)的知識運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)中來了，這對同學(xué)們加深對課本知識的理解很有好處。同學(xué)學(xué)會了對于不同的待工件設(shè)計(jì)不同的夾具，對于夾具的各種標(biāo)準(zhǔn)件都學(xué)會了如何查標(biāo)準(zhǔn)件手冊、如何使用它們。這些都是因?yàn)槔蠋煹膸椭?，我們才能完成的。在這里真心感謝張老師。

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