第一篇：推動架其加工夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

目錄

0 前言..................................................................................................1 1 機(jī)械加工工藝概要..........................................................................2 1.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂...............................................................2 1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的種類...........................................................2 1.3 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料...........................................3 2 零件的分析......................................................................................3 2.1 零件的作用...................................................................................3 2.2 零件的工藝分析...........................................................................4 3 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖......................................4 4 選擇加工方法，制定工藝路線......................................................6 4.1 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì).......................................................................6 4.1.1 基面的選擇................................................................................6 4.1.2 粗基面的選擇............................................................................7 4.1.3 精基面的選擇............................................................................7 4.2 制定機(jī)械加工工藝路線...............................................................7 4.2.1 工藝路線方案一........................................................................7 4.2.2 工藝路線方案二........................................................................8

4.3 工藝方案的比較與分析...............................................................8 4.4 確定工藝過程方案.......................................................................9 5 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具..............................................9 5.1 選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備.........................................................10 5.1.1 選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床..................................10 5.1.2 選擇夾具..................................................................................11 5.1.3 選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具..................................11 5.1.4 選擇量具..................................................................................11 5.2 確定工序尺寸.............................................................................12 5.2.1 面的加工（所有面）..............................................................12 5.2.2 孔的加工..................................................................................12 6 確定切削用量及基本時間............................................................14 6.1 工序Ⅰ切削用量及基本時間的確定..........................................14 6.1.1 切削用量..................................................................................14 6.1.2 基本時間..................................................................................15 6.2 工序Ⅱ切削用量及基本時間的確定..........................................15 6.2.1 切削用量..................................................................................15 6.2.2 基本時間..................................................................................17 6.3 工序Ⅲ切削用量及基本時間的確定..........................................17

6.3.1 切削用量..................................................................................17 6.3.2 基本時間..................................................................................18 6.4 工序Ⅳ切削用量及基本時間的確定..........................................18 6.4.1 切削用量的確定......................................................................18 6.4.2 基本時間..................................................................................19 6.5 工序Ⅴ切削用量及基本時間的確定..........................................20 6.5.1 切削用量..................................................................................20 6.5.2 計(jì)算工時..................................................................................21 6.6 工序Ⅵ的切削用量及基本時間的確定......................................21 6.6.1 切削用量..................................................................................21 6.6.2 基本時間..................................................................................21 6.7 工序Ⅷ的切削用量及基本時間的確定......................................22 6.7.1 切削用量..................................................................................22 6.7.2 時間計(jì)算..................................................................................23 6.8 工序Ⅸ的切削用量及基本時間的確定......................................23 6.8.1 切削用量..................................................................................23 6.8.2 基本時間..................................................................................24 6.9 工序Ⅹ的切削用量及基本時間的確定......................................24 6.9.1 切削用量..................................................................................24

6.9.2 基本時間..................................................................................25 7 夾具設(shè)計(jì)........................................................................................25 7.1 定位基準(zhǔn)的選擇.........................................................................25 7.2 切削力和卡緊力計(jì)算.................................................................25 7.3 定位誤差分析.............................................................................26 7.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明.....................................................26 8 結(jié)論................................................................................................27 致謝....................................................................................................28 參考文獻(xiàn)............................................................................................29

摘要

本文是有關(guān)推動架工藝步驟的說明和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法的具體闡述。工藝設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)機(jī)械制造技術(shù)工藝學(xué)及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)后，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用所學(xué)相關(guān)知識對零件進(jìn)行加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)，根據(jù)零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案，以確保零件的加工質(zhì)量。

據(jù)資料所示，推動架是牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的小零件，其主要作用是把從電動機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過偏心輪杠桿使推動架繞其軸心線擺動，同時撥動棘輪，帶動絲杠轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)工作臺的自動進(jìn)給。在設(shè)計(jì)推動架機(jī)械加工工藝過程時要通過查表法準(zhǔn)確的確定各表面的總余量及余量公差，合理選擇機(jī)床加工設(shè)備以及相應(yīng)的加工刀具，進(jìn)給量，切削速度、功率，扭矩等用來提高加工精度，保證其加工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；工藝；切削用量；夾具

0 前言

機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營管理模式乃至社會的組織結(jié)構(gòu)和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來越高的要求，也就對機(jī)械加工工藝等提出了要求。

在實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、形狀、尺寸和技術(shù)要求等條件不同，針對某一零件，往往不是單獨(dú)在一種機(jī)床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經(jīng)過一定的工藝過程。因此，我們不僅要根據(jù)零件具體要求，選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，一步一步地把零件加工出來。機(jī)械加工工藝概要

1.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂

生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的運(yùn)輸、保管于準(zhǔn)備，產(chǎn)品的技術(shù)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、毛坯的制造、零件的機(jī)械加工及熱處理，部件及產(chǎn)品的裝配、檢驗(yàn)調(diào)試、油漆包裝、以及產(chǎn)品的銷售和售后服務(wù)等。

機(jī)械工工藝過程是指用機(jī)械加工方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為零件的全過程[1]。

機(jī)械加工工藝過程的基本單元是工序。工序又由安裝、工位、工步及走刀組成。

規(guī)定產(chǎn)品或零件制造過程和操作方法等工藝文件，稱為工藝規(guī)程。機(jī)械加工工藝規(guī)程的主要作用如下：

1）機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原料和毛坯的供應(yīng)，進(jìn)行機(jī)床調(diào)整、專用工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，調(diào)配勞動力，以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等。

2）機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進(jìn)行計(jì)劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定進(jìn)度計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和低消耗。

3）機(jī)械加工工藝規(guī)程是新建工廠的基本技術(shù)文件。根據(jù)它和生產(chǎn)綱領(lǐng)，才能確定所須機(jī)床的種類和數(shù)量，工廠的面積，機(jī)床的平面布置，各部門的安排。

1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程的種類

機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。對于檢驗(yàn)工序還有檢驗(yàn)工序卡片；自動、半自動機(jī)床完成的工序，還有機(jī)床

調(diào)整卡片[2]。

機(jī)械加工工藝過程卡片是說明零件加工工藝過程的工藝文件。機(jī)械加工工序卡片是每個工序詳細(xì)制訂時，用于直接指導(dǎo)生產(chǎn)，用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。

1.3制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料

制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時，必須具備下列原始資料：

1）產(chǎn)品的全套技術(shù)文件，包括產(chǎn)品的全套圖紙、產(chǎn)品的驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)[3]。

2）毛坯圖及毛坯制造方法。工藝人員應(yīng)研究毛坯圖，了解毛坯余量，結(jié)構(gòu)工藝性，以及鑄件分型面，澆口、冒口的位置，以及正確的確定零件的加工裝夾部位及方法。

3）車間的生產(chǎn)條件。即了解工廠的設(shè)備、刀具、夾具、量具的性能、規(guī)格及精度狀況；生產(chǎn)面積；工人的技術(shù)水平；專用設(shè)備；工藝裝備的制造性能等。

4）各種技術(shù)資料。包括有關(guān)的手冊、標(biāo)準(zhǔn)、以及國內(nèi)外先進(jìn)的工藝技術(shù)等。零件的分析

2.1 零件的作用

據(jù)資料所示，可知該零件是B6065牛頭刨床推動架，是牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的中小零件，φ32mm孔用來安裝工作臺進(jìn)給絲杠軸，靠近φ32mm孔左端處一棘輪，在棘輪上方即φ16mm孔裝一棘爪，φ16mm孔通過銷與杠連接桿，把從電動機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過偏心輪杠桿使推動架繞φ32mm軸心線擺動，同時撥動棘輪，帶動絲杠轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)工作臺的自動進(jìn)給。

2.2 零件的工藝分析

由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄鐵，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。

由零件圖可知，φ

32、φ16的中心線是主要的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)。該零件的主要加工面可分為兩組：

1）φ32mm孔為中心的加工表面

這一組加工表面包括：φ32mm的兩個端面及孔和倒角，φ16mm的兩個端面及孔和倒角。

2）以φ16mm孔為加工表面

這一組加工表面包括，φ16mm的端面和倒角及內(nèi)孔φ10mm、M8-6H的內(nèi)螺紋，φ6mm的孔及120°倒角2mm的溝槽。

這兩組的加工表面有著一定的位置要求，主要是： 1）φ32mm孔內(nèi)與φ16mm中心線垂直度公差為0.10； 2）φ32mm孔端面與φ16mm中心線的距離為12mm。

由以上分析可知，對這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻(xiàn)中有關(guān)面和孔加工精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖

根據(jù)零件材料確定毛坯為灰鑄鐵，通過計(jì)算和查詢資料可知[4]，毛坯重量約為0.72kg。生產(chǎn)類型為中小批量，可采用一箱多件砂型鑄造毛坯。由于

φ32mm的孔需要鑄造出來，故還需要安放型心。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時效進(jìn)行處理。

選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖

由參考文獻(xiàn)可知[5]，差得該鑄件的尺寸公差等級CT為8～10級，加工余量等級MA為G級，故CT=10級，MA為G級。

表3-1 用查表法確定各加工表面的總余量

加工表面 φ27的端面 φ16的孔 φ50的外圓端面

φ32的孔 φ35的兩端面 φ16的孔 基本尺寸 92 φ16 45 φ32 20 φ16

加工余量等級

H H G H G H

表3-2 由參考文獻(xiàn)可知，鑄件主要尺寸的公差

主要加工表面 φ27的端面 φ16的孔

φ50的外圓端面 φ32的孔 φ35的兩端面 φ16的孔

零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差CT 92 φ16 45 φ32 20 φ16

4.0 6 5 6.0 5 6

φ10 50 φ26 25 φ10

3.2 2.2 2.8 2.6 2.4 2.2

加工余量數(shù)值

4.0 3.0 2.5 3.0 2.5 3.0

說明

頂面降一級，單側(cè)加工 底面，孔降一級，雙側(cè)加工

雙側(cè)加工（取下行值）孔降一級，雙側(cè)加工 雙側(cè)加工（取下行值）孔降一級，雙側(cè)加工

圖3-1 所示為本零件的毛坯圖 選擇加工方法，制定工藝路線

4.1 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)

4.1.1 基面的選擇

基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要設(shè)計(jì)之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。

4.1.2 粗基面的選擇

對一般的軸類零件來說，以外圓作為基準(zhǔn)是合理的，按照有關(guān)零件的粗基準(zhǔn)的選擇原則：當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)選擇這些不加工的表面作為粗基準(zhǔn)，當(dāng)零件有很多個不加工表面的時候，則應(yīng)當(dāng)選擇與加工表面要求相對位置精度較高大的不加工表面作為粗基準(zhǔn)，從零件的分析得知，B6065刨床推動架以外圓作為粗基準(zhǔn)。

4.1.3 精基面的選擇

精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準(zhǔn)統(tǒng)一，先選擇φ32的孔和φ16的孔作為精基準(zhǔn)。

4.2 制定機(jī)械加工工藝路線

4.2.1 工藝路線方案一

工序I

銑φ32mm孔的端面 工序II

銑φ16mm孔的端面

工序III

銑φ32mm孔和φ16mm孔在同一基準(zhǔn)的兩個端面 工序IV

銑深9.5mm寬6mm的槽 工序V

車φ10mm孔和φ16mm的基準(zhǔn)面

工序VI

鉆φ10mm和鉆、半精鉸、精鉸φ16mm孔，倒角45°。用Z525立式鉆床加工。

工序VII

鉆、擴(kuò)、鉸φ32mm，倒角45°。選用Z550立式鉆床加工 工序VIII

鉆半、精鉸、精鉸φ16mm，倒角45°。選用Z525立式鉆床 工序Ⅸ

鉆螺紋孔φ6mm的孔，攻絲M8-6H。選用Z525立式鉆床加工

工序Ⅹ

鉆φ6mm的孔，锪120°的倒角。選用Z525立式鉆床加工 工序Ⅺ

拉溝槽R3 4.2.2 工藝路線方案二

工序I

銑φ32mm孔的端面 工序II

銑φ16mm孔的端面

工序III

銑φ32mm孔和φ16mm孔在同一基準(zhǔn)的兩個端面 工序IV

銑深9.5mm寬6mm的槽 工序V

車φ10mm孔和φ16mm的基準(zhǔn)面

工序VI

鉆、擴(kuò)、鉸φ32mm，倒角45°。選用Z535立式鉆床加工 工序VII

鉆φ10mm和鉆、半精鉸、精鉸φ16mm孔，倒角45°。用Z535立式鉆床加工

工序VIII 鉆半、精鉸、精鉸φ16mm，倒角45°。選用Z525立式鉆床 工序Ⅸ

鉆螺紋孔φ6mm的孔，攻絲M8-6H。選用Z525立式鉆床加工

工序Ⅹ

鉆φ6mm的孔，锪120°的倒角。選用Z525立式鉆床加工 工序Ⅺ

拉溝槽R3 4.3 工藝方案的比較與分析

上述兩個工藝方案的特點(diǎn)在于：兩個方案都是按加工面再加工孔的原則 8

進(jìn)行加工的。方案一是先加工鉆φ10mm和鉆、半精鉸、精鉸φ16mm的孔，然后以孔的中心線為基準(zhǔn)距離12mm加工鉆、擴(kuò)、鉸φ32mm，倒角45°，而方案二則與此相反，先鉆、擴(kuò)、鉸φ32mm，倒角45°，然后以孔的中心線為基準(zhǔn)距離12mm鉆φ16mm的孔，這時的垂直度容易保證，并且定位和裝夾都很方便，并且方案二加工孔是在同一鉆床上加工的。因此，選擇方案二是比較合理的。

4.4 確定工藝過程方案

表4-1 擬定工藝過程

工序號 010 020 030 040 050 060 070 080 090 0100 0110 0120 0130 0140 0150 0180

工序內(nèi)容

一箱多件沙型鑄造 進(jìn)行人工時效處理 涂漆

銑φ32mm孔的端面 銑φ16mm孔的端面

銑φ32mm孔和φ16mm孔在同一基準(zhǔn)的兩個端面 銑深9.5mm寬6mm的槽

車φ10mm孔和φ16mm的基準(zhǔn)面 鉆、擴(kuò)、鉸φ32mm，倒角45°

鉆φ10mm和鉆、半精鉸、精鉸φ16mm孔，倒角45° 鉆半、精鉸、精鉸φ16mm，倒角45° 鉆螺紋孔φ6mm的孔，攻絲M8-6H 鉆φ6mm的孔，锪120°的倒角 拉溝槽R3 檢驗(yàn) 入庫

簡要說明

消除內(nèi)應(yīng)力 防止生銹 先加工面

后加工孔選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具

由于生產(chǎn)類型為中小批量，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)

線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。

5.1 選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備

5.1.1 選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床

工序040、050銑φ32mm孔的端面和銑φ16mm孔的端面，因定為基準(zhǔn)相同。工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇XA6132臥銑銑床。

工序060銑φ32mm孔和銑φ16mm的孔在同一基準(zhǔn)的兩個端面，宜采用臥銑。選擇XA6132臥式銑床。

工序070銑深9.5mm，寬6mm的槽，由于定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換。宜采用臥銑，選擇XA6132臥式銑床。

工序080車φ10mm孔和φ16mm的基準(zhǔn)面本工序?yàn)檐嚩嗣?，鉆孔φ10mm，車孔φ16mm，孔口倒角。宜選用機(jī)床CA6140車床。

工序090 鉆、擴(kuò)、鉸φ32mm，倒角45°。選用Z535立式鉆床。工序0100鉆φ10mm和鉆、半精鉸、精鉸φ16mm孔，倒角45°。用Z535立式鉆床加工。

工序0110鉆半、精鉸、精鉸φ16mm，倒角45°。選用Z525立式鉆床。工序0120鉆螺紋孔φ6mm的孔，攻絲M8-6H。選用Z525立式鉆床加工。

工序0130鉆φ6mm的孔，锪120°的倒角。選用Z525立式鉆床加工。工序0140 拉溝槽R3 選用專用拉床。

5.1.2 選擇夾具

本零件除粗銑及鉆孔等工序需要專用夾具外[6]，其他各工序使用通用夾具即可。

5.1.3 選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具

1）銑刀依據(jù)資料選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10，及直徑為d=50mm，齒數(shù)z=8及切槽刀直徑d=6mm。

2）鉆φ32mm的孔選用錐柄麻花鉆。

3）鉆φ10mm和鉆、半精鉸φ16mm的孔。倒角45°，選用專用刀具。4）車φ10mm孔和φ16mm的基準(zhǔn)面并鉆孔。刀具：選擇高速鋼麻花鉆，d0=φ10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角α0＝120°，45度車刀。

5）鉆螺紋孔φ6mm。攻絲M8-6H 用錐柄階梯麻花鉆，機(jī)用絲錐。6）拉溝槽R3選用專用拉刀。

5.1.4 選擇量具

本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點(diǎn)，參考相關(guān)資料[7]，選擇如下：

1）選擇加工面的量具

用分度值為0.05mm的游標(biāo)長尺測量，以及讀數(shù)值為0.01mm測量范圍100mm～125mm的外徑千分尺。

2）選擇加工孔量具

因?yàn)榭椎募庸ぞ冉橛贗T7～I(xiàn)T9之間，可選用讀數(shù)值0.01mm 測量范圍50mm～125mm的內(nèi)徑千分尺即可。

3）選擇加工槽所用量具

槽經(jīng)粗銑、半精銑兩次加工。槽寬及槽深的尺寸公差等級為：粗銑時均為IT14;半精銑時，槽寬為IT13，槽深為IT14。故可選用讀數(shù)值為0.02mm測量范圍0～150mm的游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量。

5.2 確定工序尺寸

5.2.1 面的加工（所有面）

根據(jù)加工長度的為50mm，毛坯的余量為4mm，粗加工的量為2mm。根據(jù)《機(jī)械工藝手冊》表2.3-21加工的長度的為50mm、加工的寬度為50mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為0.5mm。對精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。

5.2.2 孔的加工

1）φ32mm。

毛坯為空心，通孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7～I(xiàn)T8之間。查《機(jī)械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。

鉆孔：φ31mm

2z=16.75mm 擴(kuò)孔：φ31.75mm

2z=1.8mm 粗鉸：φ31.93mm

2z=0.7mm 精鉸：φ32H7 2）φ16mm。

毛坯為實(shí)心，不沖孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7～I(xiàn)T8之間。查《機(jī)械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。

鉆孔：φ15mm

2z=0.85mm 擴(kuò)孔：φ15.85mm

2z=0.1mm 粗鉸：φ15.95mm

2z=0.05mm 精鉸：φ16H7 3）φ16mm的孔

毛坯為實(shí)心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～I(xiàn)T9之間。查《機(jī)械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。

鉆孔：φ15mm

2z=0.95mm 粗鉸：φ15.95mm

2z=0.05mm 精鉸：φ16H8 4）鉆螺紋孔φ8mm

毛坯為實(shí)心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～I(xiàn)T9之間。查《機(jī)械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。

鉆孔：φ7.8mm

2z=0.02mm 精鉸：φ8H7 5）鉆φ6mm孔

毛坯為實(shí)心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～I(xiàn)T9之間。查《機(jī)械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。

鉆孔：φ5.8mm

2z=0.02mm 精鉸：φ6H7 確定切削用量及基本時間

6.1 工序Ⅰ切削用量及基本時間的確定

6.1.1 切削用量

本工序?yàn)殂姦?2mm孔的端面。已知工件材料為HT200，選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀，rn=10°，a0=12°，β=45°已知銑削寬度ae=2.5mm，銑削深度ap=50mm故機(jī)床選用XA6132臥式銑床。

1）確定每齒進(jìn)給量fz

根據(jù)資料所知，XA6132型臥式銑床的功率為7.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進(jìn)給量fz=0.16～0.24mm/z、現(xiàn)取fz=0.16mm/z。

2）選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度

根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm，銑刀直徑d=60mm，耐用度T=180min。

3）確定切削速度

根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10，銑削寬度ae=2.5mm，銑削深度ap=50mm，耐用度T=180min時查取Vc＝98mm/s，n=439r/min，Vf=490mm/s。

根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=300r/min，Vfc=475mm/s。則實(shí)際切削：

Vc =Vc= ?d0nc1000

3.14?60?300=56.52m/min

100014

實(shí)際進(jìn)給量：

fzc=vfcncz

fzc =475=0.16mm/z

300?104）校驗(yàn)機(jī)床功率

根據(jù)資料所知[8]，銑削時的功率（單位kw）為:當(dāng)fz=0.16mm/z，ap=50mm，ae=2.5mm，Vf=490mm/s時由切削功率的修正系數(shù)kmpc=1，則Pcc= 3.5kw，Pct=0.8 kw。

根據(jù)XA6132型立式銑床說明書可知：機(jī)床主軸主電動機(jī)允許的功率Pcm= Pcm×Pct

Pcm=7.5×0.8=6＞Pcc= 3.5kw 因此機(jī)床功率能滿足要求。

6.1.2 基本時間

根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為：

tm= tm=2?l

nc?fz2?(50?60)=4.6min

300?0.166.2 工序Ⅱ切削用量及基本時間的確定

6.2.1 切削用量

本工序?yàn)殂姦?6mm孔的端面。選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=50mm，齒數(shù)z=8。已知銑削寬度ae=2.5mm，銑削深度ap=35mm故機(jī)床選用XA6132

臥式銑床。

1）確定每齒進(jìn)給量fz

根據(jù)資料所知，查得每齒進(jìn)給量fz=0.20～0.30mm/z、現(xiàn)取fz=0.20mm/z。2）選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度

根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.80mm，耐用度T=180min。

3）確定切削速度和每齒進(jìn)給量fzc

根據(jù)資料所知，依據(jù)上述參數(shù)，查取Vc＝73mm/s，n=350r/min，Vf=390mm/s。

根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=150r/min，Vfc=350mm/s。則實(shí)際切削：

Vc=Vc=?d0nc1000

3.14?50?150=23.55m/min

1000實(shí)際進(jìn)給量： fzc=vfcncz

fzc=350=0.23mm/z

150?104）校驗(yàn)機(jī)床功率

依據(jù)上道工序校驗(yàn)的方法，根據(jù)資料所知，切削功率的修正系數(shù)kmpc=1，則Pcc= 2.3kw，Pct=0.8 kw，Pcm=7.5可知機(jī)床功率能夠滿足要求。

6.2.2 基本時間

根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為：

Tm= Tm=2?l

nc?fz2?(15?30?20)=4.3 min

150?0.206.3 工序Ⅲ切削用量及基本時間的確定

6.3.1 切削用量

本工序?yàn)殂姦?2mm孔和φ16mm孔在同一基準(zhǔn)上的兩個端面，所選刀具為高速鋼圓柱銑刀其直徑為d=60mm，齒數(shù)z=8。其他與上道工序類似。

1）確定每次進(jìn)給量fz

根據(jù)資料，查得每齒進(jìn)給量fz=0.20～0.30mm/z，現(xiàn)取fz=0.20mm/z。2）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度

根據(jù)資料，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.8mm，耐用度T=180min。3）確定切削速度和每齒進(jìn)給量fzc

根據(jù)資料所知，依據(jù)上述參數(shù)，查取Vc＝85mm/s，n=425r/min，Vf=438mm/s。

根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=250r/min，Vfc=400mm/s。則實(shí)際切削：

Vc =Vc=?d0nc1000

3.14?60?250=47.1m/min 100017

實(shí)際進(jìn)給量：

fzc=vfcncz

fzc =400=0.2mm/z 250?84）校驗(yàn)機(jī)床功率

根據(jù)資料所知，根據(jù)以上參數(shù)可知，切削功率的修正系數(shù)kmpc=1，則Pcc= 2.5kw，Pct=0.8 kw，Pcm=7.5，依據(jù)上述校驗(yàn)方法可知機(jī)床功率能滿足要求。

6.3.2 基本時間

根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為：

tm= tm=

2?l

nc?fz2?(35?50?60)=5.8 min

250?0.206.4 工序Ⅳ切削用量及基本時間的確定

6.4.1 切削用量的確定

本工序?yàn)殂娚?.5mm，寬6mm的槽。所選刀具為切槽銑刀，銑刀直徑d=6mm，根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀ro=10°，ao=20°，已知銑削寬度ae=3mm，銑削深度ap=9mm故機(jī)床選用XA6132臥式銑床。

1）確定每齒進(jìn)給量fz

根據(jù)資料所知，用切槽銑刀加工鑄鐵，查得每齒進(jìn)給量fz=0.52～0.10mm/z、現(xiàn)取fz=0.52mm/z。

2）選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度

根據(jù)資料所知[9]，用切槽銑刀加工鑄鐵，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.20mm，耐用度T=60min。

3）確定切削速度和每齒進(jìn)給量fzc

根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑d=6mm，銑削寬度ae=3mm，銑削深度ap =9mm，耐用度T=60min時查取Vc＝98mm/s，n=439r/min，Vf=490mm/s。

根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=300r/min，Vfc=475mm/s。則實(shí)際切削：

Vc =Vc=?d0nc1000

3.14?6?475=8.49m/min 1000實(shí)際進(jìn)給量：

fzc=vfcncz

fzc =475=0.16mm/z 300?104）校驗(yàn)機(jī)床功率

據(jù)資料可知，切削功率的修正系數(shù)kmpc=1，則Pcc= 2.8kw，Pct=0.8 kw，可知機(jī)床功率能滿足要求。

6.4.2 基本時間

根據(jù)資料[10]所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為：

tm= tm=2?l

nc?fz4?(27?6)=2.75min

300?0.16 19

6.5 工序Ⅴ切削用量及基本時間的確定

6.5.1 切削用量

本工序?yàn)檐嚩嗣妗@孔φ

10、車孔φ

16、孔口倒角，加工條件為：工件材料為HT200，選用CA6140車床。刀具選擇：選擇高速鋼麻花鉆，do=φ10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝120°，45度車刀。

1）鉆孔切削用量

查《切削手冊》f=0.70~0.86mm/r，l/d=26/10=2.6<3，所以f=0.70mm/r，按鉆頭強(qiáng)度選擇f=1.55mm/r，按機(jī)床強(qiáng)度選擇f=0.63mm/r，最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量f=0.48mm/r，經(jīng)校驗(yàn)Ff=7085

2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命：

后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》）為0.5～0.8mm，壽命T?60min。切削速度，查《切削手冊》：

Vc=10mm/r，修正系數(shù)KTV=1.0，KMV=1.0，Ktv=1.0，Kxv=1.5，Klv=1.0，Kapv=10，故Vc=15mm/r ns?1000v1000x15??530.7r/min ?d03.14x9查《切削手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為nc=452/min 故實(shí)際的切削速度

vc??d0ns1000?12.77mm/r

3）校驗(yàn)扭矩功率

Mc=73Nm，Mm=144.2Nm，所以Mc6.5.2 計(jì)算工時

L?l26?10??0.14min nf452?0.7tm?6.6 工序Ⅵ的切削用量及基本時間的確定

6.6.1 切削用量

本工序?yàn)殂@φ32mm孔，刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭，直徑d=32mm，使用切削液

1）確定進(jìn)給量f

由于孔徑和深度都很大，宜采用自動進(jìn)給，fz=0.20mm/r。2）選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度

根據(jù)表5-130[11]，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm，耐用度T=50min。3）確定切削速度V

由表5-132，σ=670MPa的HT200的加工性為5類，根據(jù)表5-127，進(jìn)給量f=0.20mm/r，由表5-131，可查得V=17m/min，n=1082r/min。根據(jù)Z535立式鉆床說明書選擇主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速。

6.6.2 基本時間

鉆φ32mm深45mm的通孔，基本時間為25s 21

6.7 工序Ⅷ的切削用量及基本時間的確定

6.7.1 切削用量

本工序?yàn)殂@、半精鉸，精鉸φ16mm的孔。鉸刀選用φ15.95的標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉸刀，ro=0，ao=8°，kr=5°鉸孔擴(kuò)削用量：

1）確定進(jìn)給量f

根據(jù)參考文獻(xiàn)三表10.4-7查出f表=0.65～1.4。按該表注釋取較小進(jìn)給量，按Z525機(jī)床說明書，取f=0.72。

2）確定切削速度v和轉(zhuǎn)速n

根據(jù)表10.4-39取V表=14.2，切削速度的修正系數(shù)可按表10.4-10查出，kmv=1。

apr15.81?15??3.89 ap2?0?0.104故Kqpv=0.87 故V表′=14.2×0.87×1=12.35m/min N′=1000v'表1000?12.35??248.6r/min ?d0??15.81根據(jù)Z525機(jī)床說明書選擇n=275r/min。這時實(shí)際的鉸孔速度V為：

V=?d0n1000???15.81?2751000?13.65m/min

根據(jù)以上計(jì)算確定切削用量如下：

鉆孔：do=15mm，f=0.3mm/r，n=400r/min，v=18m/min 半精鉸：do=15.85mm，f=0.5mm/r，n=574r/min，v=25.8m/min 精鉸：do=15.95mm，f=0.72mm/r，n=275r/min，v=13.65m/min 22

6.7.2 時間計(jì)算

1）鉆孔基本工時：

Tm=ll?l1?l2? nfnf式中，n=400，f=0.3，l=27.5mm，l1=l2=5mm

Tm =27.5?5?5?0.31min

400?0.32）半精鉸基本工時：

l1=D?d115.85?15ctgkr?(1~2)?ctg45??(1~2)?1.75~2.75 22L=27.5mm，n=530r/min，f=0.5mm，取l1=3mm，l2=4mm，Tm= 27.5?3?4?0.126min

530?0.53）精鉸基本工時：

l1=D?d115.85?15.85ctgkr?(1~2)?ctg45??(1~2)?2.77~3.77 22取l1=4mm，l2=2mm，l=27.5mm Tm= 27.5?4?2?0.185min

275?0.76.8 工序Ⅸ的切削用量及基本時間的確定

6.8.1 切削用量

本工序?yàn)殂@螺紋孔φ6mm、攻絲M8-6H，刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d=6mm，以及機(jī)用絲錐。鉆床選用Z525立式鉆床，使用切削液。

1）確定進(jìn)給量f

由于孔徑和深度都不大，宜采用手動進(jìn)給。2）選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度

根據(jù)表5-130，鉆頭后到面最大磨損量為0.6mm，耐用度T=20min。3）確定切削速度V 由表5-132，?b=670MPa的HT200的加工性為5類，根據(jù)表5-127進(jìn)給量可取f=0.16mm/r；由表5-131可查V=13m/min，n=1063r/min，根據(jù)Z525立式鉆床說明書選擇主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速。

6.8.2 基本時間

鉆Φ6mm螺紋孔，攻絲，基本時間為45s。

6.9 工序Ⅹ的切削用量及基本時間的確定

本工序?yàn)殂@φ6mm的孔，锪120°倒角，選用Z525立式鉆床加工。

6.9.1 切削用量

刀具采用高速鋼復(fù)合鉆頭，直徑d=6mm，使用切削液。1）確定進(jìn)給量f

由于孔徑和深度均很小，宜采用手動進(jìn)給 2）選用鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度

根據(jù)表5-130，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm，耐用度為15min。3）確定切削速度V

由表5-132，?b=670MPa的HT200的加工性為5類，據(jù)表5-127，暫定進(jìn)給量f=0.16mm/r。由表5-131，可查v=16m/min。根據(jù)Z525立式鉆床說明書選擇主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速n=1041r/min。

6.9.2 基本時間

鉆一個φ6mm深8mm的通孔，基本時間約為6s。夾具設(shè)計(jì)

經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第Ⅷ道工序的工裝夾具，在給定的零件中，對本序價格的主要要求考慮尺寸60，由于公差要求較低，因此本步的重點(diǎn)應(yīng)在加緊的方便與快速性上。

7.1 定位基準(zhǔn)的選擇

出于定位簡單和快速的考慮，選擇孔φ32mm和端面為基準(zhǔn)定位，側(cè)面加定位銷輔助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。

7.2 切削力和卡緊力計(jì)算

本步加工按鉆削估算卡緊力，實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。鉆削軸向力：

Fi?CFkFffd0zf?1000?1.0?0.20.7?801?2528N

y扭矩：

T?CTd0ztfytkt?0.305?800.8?1.0?1.01?10?6N?M

卡緊力為F?Ff2??8.4N

取系數(shù)S1=1.5，S2=S3=S4=1.1 則實(shí)際卡緊力為F′=S1×S2×S3×S4×F=16.77N 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定

可靠的卡緊力。

7.3 定位誤差分析

本工序采用孔φ32和端面為基準(zhǔn)定位，使加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。

7.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明

夾具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用螺紋卡緊機(jī)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)中還按老師的要求畫出了夾具體的零件圖，具體結(jié)構(gòu)可參見附圖。結(jié)論

根據(jù)推動架工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)要求，在本設(shè)計(jì)中制定的工藝規(guī)程是比較合理的，它保證了零件的加工質(zhì)量，可靠地達(dá)到了圖紙所提出的技術(shù)條件，并盡量提高生產(chǎn)率和降低消耗同時還盡量降低工人的勞動強(qiáng)度，使其有良好的工作條件。同時依據(jù)夾具設(shè)計(jì)原理和相關(guān)資料可以了解到該設(shè)計(jì)中的夾具設(shè)計(jì)也是合理可行的，該夾具確保了工件的加工質(zhì)量，不僅工藝性好結(jié)構(gòu)簡單而且使用性好、操作省力高效，同時定位及夾緊快速準(zhǔn)確，提高了生產(chǎn)率，降低了制造成本。因此，可知此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是成功的。

致謝

首先感謝母校，是她給我一個難得的學(xué)習(xí)機(jī)會，讓我在即將畢業(yè)之際學(xué)到了很多知識，經(jīng)過這幾個月的緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我在理論和動手能力上都有了進(jìn)一步的提高。

我的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要在XXX老師指導(dǎo)下，讓我對所學(xué)的知識進(jìn)行系統(tǒng)性的復(fù)習(xí)，并根據(jù)寫作要求查閱有關(guān)資料。在設(shè)計(jì)過程中受到XXX老師無微不至的關(guān)心與耐心指導(dǎo)，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利的進(jìn)展。在XXX老師幫助下我解決了很多以前解決不了的問題，在此我向您表示衷心的感謝！同時也要感謝各位老師和同學(xué)，是你們讓我的學(xué)習(xí)和生活充滿樂趣，感謝你們！謝謝！

作為一名即將完成學(xué)業(yè)，離開學(xué)校生活的我，我要感謝母校，是她給我創(chuàng)造了一個學(xué)習(xí)的機(jī)會，創(chuàng)造了美好的學(xué)習(xí)生活環(huán)境，讓我在這里學(xué)到了很多知識；感謝各位老師，是他（她）們傳授給我的知識；感謝各位同學(xué)和朋友，是他們讓我的學(xué)習(xí)和生活充滿樂趣，感謝你們！

經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，提高了我很多的能力，比如實(shí)驗(yàn)水平、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等。在這期間凝結(jié)了很多人的心血，在此表示衷心的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計(jì)。

在設(shè)計(jì)期間XXX老師幫助我收集文獻(xiàn)資料，理清設(shè)計(jì)思路，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)方法，提出有效的改進(jìn)方案。導(dǎo)師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕田L(fēng)、誨人不倦的態(tài)度和學(xué)術(shù)上精益求精的精神使我受益終生。

參考文獻(xiàn)

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第二篇：夾具座鉆孔夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

摘 要

本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。

夾具座的工藝規(guī)程及鉆、攻2-M8螺紋的工裝夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。

目錄

序言…………………………………………………………………1

一.零件分析 ……………………………………………………2

二.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………………………………………3 2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………3 2.2基面的選擇傳 ……………………………………………4 2.3制定工藝路線 ……………………………………………5 2.4確定切削用量及基本工時……………………………… 7

三 夾具設(shè)計(jì) ……………………………………………………26

3.1問題的提出………………………………………………26 3.2定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………26 3.3切削力及夾緊力計(jì)算……………………………………26 3.4定位誤差分析……………………………………………26 3.5鉆套的設(shè)計(jì)………………………………………………28 3.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明………………………………29

總 結(jié)………………………………………………………………31 致 謝………………………………………………………………32 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………33

序 言

機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。

夾具座的工藝規(guī)程及鉆、攻2-M8螺紋的工裝夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。

本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯誤，敬請老師們批評指正。

第 1 頁

一、零件的分析

夾具座共有八組加工表面，現(xiàn)分述如下：

1.320?155面

2.105兩側(cè)面及320?25面 3.6-Φ9孔、6-Φ13 4.320?38面 5.320?67面 6.6-M8螺紋深20 7.2?Φ6錐孔 8.2-M8螺紋

第 2 頁

二.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

2.1 確定毛坯的制造形式

零件材料為HT150，考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。

夾具體零件材料為 HT150，硬度選用260HBS，毛坯重約1Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造，機(jī)械翻砂造型，2級精度組。

根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對毛坯初步設(shè)計(jì)如下：

1.320?155面

320?155面，表面粗糙度為Ra0.8，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4，知鑄件機(jī)械加工余量Z=5.0mm.粗銑 單邊余量Z=3.0mm 半精銑 單邊余量Z=1.5mm 精銑 單邊余量Z=0.4mm 磨削 單邊余量Z=0.1mm 2.105兩側(cè)面及320?25面

105兩側(cè)面及320?25面，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4，知鑄件機(jī)械加工余量Z=3.0mm.3.6-Φ9孔、6-Φ13孔

6-Φ9孔、6-Φ13孔的尺寸不大，采用實(shí)心鑄造。4.320?38面

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320?19面，表面粗糙度Ra0.8，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4，知鑄件機(jī)械加工余量Z=3.0mm.粗銑 單邊余量Z=2.0mm 半精銑 單邊余量Z=0.5mm 精銑 單邊余量Z=0.4mm 磨削 單邊余量Z=0.1mm 5.320?67面

320?67面，表面粗糙度Ra1.6，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4，知鑄件機(jī)械加工余量Z=3.0mm.粗銑 單邊余量Z=2.0mm 半精銑 單邊余量Z=0.8mm 精銑 單邊余量Z=0.2mm 6.6-M8螺紋深20 6-M8螺紋深20，螺紋尺寸不大，采用實(shí)心鑄造。7.2?Φ6錐孔

2?Φ6錐孔，尺寸不大，采用實(shí)心鑄造。8.2-M8螺紋

2-M8螺紋，螺紋尺寸不大，采用實(shí)心鑄造。

9.其它表面均為不加工表面，砂型機(jī)器鑄造出的毛坯表面就能滿足它們的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。

2.2 基面的選擇的選擇

基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，第 4 頁

不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。

粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對后面的精加工至關(guān)重要。為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻，則應(yīng)選擇重要表面為粗基準(zhǔn)。所謂重要表面一般是工件上加工精度以及表面質(zhì)量要求較高的表面。因此，夾具座以320?67的槽作為定位粗基準(zhǔn)。

對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，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

制訂工藝路線的出發(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)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(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)成本盡量降下來。

方案一 工序01：鑄造 工序02：人工時效

工序03：粗銑、半精銑、精銑320?155面 工序04：銑105兩側(cè)面及320?25面 工序05：鉆6-Φ9孔、擴(kuò)Φ9孔到Φ13 工序06：粗銑、半精銑、精銑320?19面 工序07：粗銑、半精銑、精銑320?67面

第 5 頁

工序08：鉆、攻6-M8螺紋深20 工序09：與件3配作2?Φ6錐孔 工序10：鉆、攻2-M8螺紋 工序11：磨320?155面 工序12：磨320?38面 工序13：去毛刺 工序14：檢驗(yàn)至圖紙要求 工序15：入庫 方案二

工序01：鑄造 工序02：人工時效

工序03：粗銑、半精銑、精銑320?155面 工序04：銑105兩側(cè)面及320?25面 工序05：粗銑、半精銑、精銑320?19面 工序06：粗銑、半精銑、精銑320?67面 工序07：鉆6-Φ9孔、擴(kuò)Φ9孔到Φ13 工序08：鉆、攻6-M8螺紋深20 工序09：與件3配作2?Φ6錐孔 工序10：鉆、攻2-M8螺紋 工序11：磨320?155面 工序12：磨320?38面 工序13：去毛刺 工序14：檢驗(yàn)至圖紙要求 工序15：入庫

方案一與方案二的區(qū)別在于鉆6-Φ9孔、擴(kuò)Φ9孔到Φ13加工

第 6 頁的先后，孔加工之后為后面工序的加工提供了定位基準(zhǔn)，簡化了夾具設(shè)計(jì)，減少了成本，提高了效率，故采用方案一，具體的加工路線如下 工序01：鑄造 工序02：人工時效

工序03：粗銑、半精銑、精銑320?155面 工序04：銑105兩側(cè)面及320?25面 工序05：鉆6-Φ9孔、擴(kuò)Φ9孔到Φ13 工序06：粗銑、半精銑、精銑320?19面 工序07：粗銑、半精銑、精銑320?67面 工序08：鉆、攻6-M8螺紋深20 工序09：與件3配作2?Φ6錐孔 工序10：鉆、攻2-M8螺紋 工序11：磨320?155面 工序12：磨320?38面 工序13：去毛刺 工序14：檢驗(yàn)至圖紙要求 工序15：入庫

2.4 確定切削用量及基本工時

工序01：鑄造 工序02：人工時效

工序03：粗銑、半精銑、精銑320?155面 工步一：粗銑320?155面 1.選擇刀具

刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8，第 7 頁

ap?3.0mm，d0?60mm，v?125m/min，z?4。2.決定銑削用量 1）決定銑削深度

ap?3.0mm

2）決定每次進(jìn)給量及切削速度

根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出

fz?0.2mm/齒，則

ns?1000v1000?125??663r/min ?d??60按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取nw＝675r/min

v??dnw1000???60?6751000m/min?127.2m/min

當(dāng)nw＝675r/min時

fm?fzznw?0.2?4?675?540mm/r 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取fm?500mm/r 3）計(jì)算工時

切削工時：l?320mm，l1?3.0mm，l2?3mm，則機(jī)動工時為

tm?l?l1?l2320?3?3??2.415min nwf675?0.2工步二：半精銑320?155面 1.選擇刀具

刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8, ap?1.5mm，d0?60mm，v?125m/min，z?4。

第 8 頁

2.決定銑削用量 1）決定銑削深度

ap?1.5mm

2）決定每次進(jìn)給量及切削速度

根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出

fz?0.2mm/齒，則

ns?1000v1000?125??663r/min ?d??60按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取nw＝675r/min

v??dnw1000???60?6751000m/min?127.2m/min

當(dāng)nw＝675r/min時

fm?fzznw?0.2?4?675?540mm/r 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取fm?500mm/r 3）計(jì)算工時

切削工時：l?320mm，l1?1.5mm，l2?3mm，則機(jī)動工時為

tm?l?l1?l2320?1.5?3??2.404min nwf675?0.2工步三：精銑320?155面 1.選擇刀具

刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8, ap?0.4mm，d0?60mm，v?125m/min，z?4。2.決定銑削用量

第 9 頁

1）決定銑削深度

ap?0.4mm

2）決定每次進(jìn)給量及切削速度

根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出

fz?0.2mm/齒，則

ns?1000v1000?125??663r/min ?d??60按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取nw＝675r/min

v??dnw1000???60?6751000m/min?127.2m/min

當(dāng)nw＝675r/min時

fm?fzznw?0.2?4?675?540mm/r 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取fm?500mm/r 3）計(jì)算工時

切削工時：l?320mm，l1?0.4mm，l2?3mm，則機(jī)動工時為

tm?l?l1?l2320?0.4?3??2.396min nwf675?0.2工序04：銑105兩側(cè)面及320?25面 1.選擇刀具

刀具選取不重磨損硬質(zhì)合雙面刃銑刀，刀片采用YG8, ap?3.0mm，d0?80mm，v?125m/min，z?4。2.決定銑削用量 1）決定銑削深度

第 10 頁

切削工時：l?320mm，l1?1.5mm，l2?3mm，則機(jī)動工時為

tm?l?l1?l2320?1.5?3??1.014min nwf1600?0.2工步三：精銑320?19面 1.選擇刀具

刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8, ap?0.4mm，d0?60mm，v?125m/min，z?4。2.決定銑削用量 1）決定銑削深度

ap?0.4mm

2）決定每次進(jìn)給量及切削速度

根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出

fz?0.2mm/齒，則

ns?1000v1000?125??1592.3r/min ?d??25按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取nw＝1600r/min

v??dnw1000???25?16001000m/min?125.6m/min

當(dāng)nw＝1600r/min時

fm?fzznw?0.2?4?1600?1280mm/r 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取fm?1200mm/r 3）計(jì)算工時

切削工時：l?320mm，l1?0.4mm，l2?3mm，則機(jī)動工時

第 11 頁

為

tm?l?l1?l2320?0.4?3??1.011min nwf1600?0.2工序07：粗銑、半精銑、精銑320?67面 工步一：粗銑320?67面 1.選擇刀具

刀具選取不重磨損硬質(zhì)合三面刃銑刀，刀片采用YG8, ap?2.0mm，d0?100mm，v?125m/min，z?4。2.決定銑削用量 1）決定銑削深度

ap?2.0mm

2）決定每次進(jìn)給量及切削速度

根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出

fz?0.2mm/齒，則

ns?1000v1000?125??398.1r/min ?d??100按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取nw＝375r/min

v??dnw1000???100?3751000m/min?117.8m/min

當(dāng)nw＝375r/min時

fm?fzznw?0.2?4?375?300mm/r 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取fm?300mm/r 3）計(jì)算工時

切削工時：l?320mm，l1?2.0mm，l2?3mm，則機(jī)動工時

第 12 頁

為

tm?l?l1?l2320?2.0?3??4.333min nwf375?0.2工步二：半精銑320?67面 1.選擇刀具

刀具選取不重磨損硬質(zhì)合三面刃銑刀，刀片采用YG8, ap?0.8mm，d0?100mm，v?125m/min，z?4。2.決定銑削用量 1）決定銑削深度

ap?0.8mm

2）決定每次進(jìn)給量及切削速度

根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出

fz?0.2mm/齒，則

ns?1000v1000?125??398.1r/min ?d??100按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取nw＝375r/min

v??dnw1000???100?3751000m/min?117.8m/min

當(dāng)nw＝375r/min時

fm?fzznw?0.2?4?375?300mm/r 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取fm?300mm/r 3）計(jì)算工時

切削工時：l?320mm，l1?0.8mm，l2?3mm，則機(jī)動工時為

第 13 頁

tm?l?l1?l2320?0.8?3??4.317min nwf375?0.2工步三：精銑320?67面 1.選擇刀具

刀具選取不重磨損硬質(zhì)合三面刃銑刀，刀片采用YG8, ap?0.2mm，d0?100mm，v?125m/min，z?4。2.決定銑削用量 1 為

tm?l?l1?l2320?0.2?3??4.309min nwf375?0.2工序08：鉆、攻6-M8螺紋深20 工步一：鉆6-M8螺紋底孔Φ6.8 選用?6.8mm高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）

由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得f機(jī)?0.28mm/r

Vc查?16m/min（《切削》表2.15）n?1000Vc1000?7.5?r/min?351.2r/min ?D??6.8 按機(jī)床選取n=375r/min Vc??Dn1000???6.8?3751000?8.（0m/min)

基本工時：t?l?l1?l220?3.4?3?min?0.2514min nf375?0.28總的工時：T=6t=1.509min 工步二：攻絲6-M8深20

第 14 頁

選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐

f等于工件螺紋的螺距p，即f?1.25mm/r

Vc機(jī)?7.5m/min

n?1000Vc1000?7.5?r/min?341.2r/min ?D??8 按機(jī)床選取n=375r/min 基本工時：t?l?l1?l220?0.6?3?min?0.0503min nf375?1.25總的工時：T=6t=0.302min 工序09：與件3配作2?Φ6錐孔

1、加工條件

加工材料: HT150，硬度200~220HBS，鑄件。

工藝要求：孔徑d=6mm。通孔，精度H12~H13,用乳化液冷卻。機(jī)床：選用Z3025鉆床和專用夾具。

2、基本工時：t?l?l1?l219?0.6?3?min?0.0482min nf375?1.25總的工時：T=2t=0.096min 工序11：磨320?155面 工件材料：灰鑄鐵HT150 加工要求：磨320?155面

機(jī)床：平面磨床M215A

刀具：砂輪

量具：千分尺（1）選擇砂輪

第 15 頁

見《工藝手冊》表4.8—2到表4.8—8，則結(jié)果為

WA46KV6P350×40×127 其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46號，硬度為中軟1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350×40×127（D×B×d）（2）切削用量的選擇

砂輪轉(zhuǎn)速為N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s

軸向進(jìn)給量fa =0.5B=20mm(雙行程)

工件速度Vw =10m/min

徑向進(jìn)給量fr =0.015mm/雙行程（3）切削工時

tm ?2 L b Zb k1000 v fa f

《工藝手冊》

式中L—加工長度，L=320mm Zb——單面加工余量，Zb =0.1mm

K—系數(shù)，1.10

V—工作臺移動速度（m/min）

fa—— 工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量（mm）

fr——工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（mm）?320?110?1.1?0.05?1.291min tm ?

1000?10?20?0.015工序12：磨320?38面 工件材料：灰鑄鐵HT150 加工要求：磨320?38面

機(jī)床：平面磨床M215A

刀具：砂輪

量具：千分尺（4）選擇砂輪

見《工藝手冊》表4.8—2到表4.8—8，則結(jié)果為

第 16 頁

WA46KV6P350×40×127 其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46號，硬度為中軟1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350×40×127（D×B×d）（5）切削用量的選擇

砂輪轉(zhuǎn)速為N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s

軸向進(jìn)給量fa =0.5B=20mm(雙行程)

工件速度Vw =10m/min

徑向進(jìn)給量fr =0.015mm/雙行程（6）切削工時

tm ?2 L b Zb k1000 v fa f

《工藝手冊》

式中L—加工長度，L=320mm Zb——單面加工余量，Zb =0.1mm

K—系數(shù)，1.10

V—工作臺移動速度（m/min）

fa—— 工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量（mm）

fr——工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（mm）?320?110?1.1?0.05?1.291min tm ?

1000?10?20?0.015工序13：去毛刺 工序14：檢驗(yàn)至圖紙要求 工序15：入庫

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三、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。有老師分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計(jì)工序10：鉆、攻2-M8螺紋的夾具設(shè)計(jì)，選用機(jī)床：Z525立式鉆床

3.1、問題提出

本夾具主要用來鉆、攻2-M8螺紋，生產(chǎn)批量：中大比量，鉆、攻2-M8螺紋與其他面沒有任何位置度要求，設(shè)計(jì)時主要考慮效率上。

3.2 定位基準(zhǔn)的選擇

以加工后的Φ9孔和320?155的端面作為定位基準(zhǔn)進(jìn)行定位。

3.3定位元件的設(shè)計(jì)

本工序選用的定位基準(zhǔn)為二孔、一平面定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對一面兩銷進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.4切削力和夾緊力的計(jì)算

1、由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得：

鉆削力 F?26Df0.8HB0.6 式（5-2）鉆削力矩 T?10D1.9f0.8HB0.6 式（5-3）式中：D?10.5mm

T?10?10.51.9?0.200.8?1740.6?46379N?mm

2、夾緊力的計(jì)算

選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由N?f1?f2??KF?

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其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取f1?f2?0.2

5F=Pz+G G為工件自重 ?N?

螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 ???? [s]=3.5~4 取[s]=4 得 ????120MPa

F??3551.4N f1?f2?s?

?s4?FH2?dc2?2.8???? 滿足要求

1.3?4?N?dc2?15MPa????

經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，3.5:定位誤差分析

(1)移動時基準(zhǔn)位移誤差?j?y

?j?y??d1??D1?X1min（式5-5）

式中： ?d1 ———— 圓柱銷孔的最大偏差

?D1 ————圓柱銷孔的最小偏差

?1min ————圓柱銷孔與工件Φ9孔最小配合間隙

代入（式5-5）得： ?j?y??d1??D1?X1min=0.019+0-0.015 =0.004（mm）

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(2)轉(zhuǎn)角誤差

?d??D1?X1min??d2??D2?X2min tg???1

2L（式5-6）

式中： ?d1 ———— 圓柱銷孔的最大偏差

?D1 ————圓柱銷孔的最小偏差

?1min ————圓柱銷孔與定位銷最小配合間隙

?d2 ———— 削邊銷孔的最大偏差

?D2 ———— 削邊銷孔的最小偏差

X2min ———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙

其中：X2min?2(?Lx??Lg?X1min)2 則代入（式5-6）得：

tg??0.019?0?0.015?0.015?0?0.01?0.0000622

2?47則： ??0.00006219?

3.6夾具設(shè)計(jì)及簡要操作說明

本工件采用圓柱銷定位，通過圓柱銷和工件的過盈配合來固定工件，通過一削邊銷防止工件轉(zhuǎn)動，這們工件被完全定位。這樣操作更加簡單，迅速，特別適合大批量生產(chǎn)，總體來說這套夾具是非常不錯的。能滿足批量生產(chǎn)要求

裝配圖附圖如下：

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夾具體附圖如下

第 21 頁

總 結(jié)

課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。

課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。

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致 謝

這次課程設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設(shè)計(jì)。

這次課程設(shè)計(jì)成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。

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參 考 文 獻(xiàn)

1.切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年

2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年

3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1983年

4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年

5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1981年10月

6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年

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第三篇：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間和輔助時間，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，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，工件不需要劃線、找正，可顯著地減少輔助工時；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效的夾緊機(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、工時定額、同時加工零件數(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，限制兩個自由度，Ф12H8孔定位元件是菱形銷限制一個自由度，與Ф35H8孔配合限制一個自由度，A面的定位元件是大平面限制三個自由度，符合六點(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)

夾具體是整個夾具的基體和骨架，組成夾具的各個零件、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。大平面限制三個自由度，圓柱銷限制兩個自由度，菱形銷限制一個自由度，工件完全定位，符合六點(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)只不過時一個初步的了解，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，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”。

參考文獻(xiàn)

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編著

機(jī)械工業(yè)出版社 [2] 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》

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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

第四篇：偏心軸夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校

畢

業(yè)

設(shè)

計(jì)

基于 UG平臺的偏心軸的加工分析及車削工

藝的夾具設(shè)計(jì)

姓 名 班 級 專 業(yè) 時 間 指導(dǎo)老師

目錄

摘 要---------3 Abstract------4 1緒論---------6

1.1偏心軸車削加工的簡介----------------6 1.2 UG簡介----6 1.3論文的主要工作-------------------------6

2偏心軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程-----------7

2.1 零件工藝分析---------------------------7 2.2毛坯設(shè)計(jì)---8 2.3定位基準(zhǔn)的選擇-------------------------9 2.4加工方法的選擇-----------------------10 2.5加工順序的安排-----------------------10 2.6加工工藝過程的確定-----------------10 2.7加工余量及工序尺寸的確定---------11

3夾具設(shè)計(jì)---12

3.1 偏心軸裝配----------------------------12 3.2 基于 CAD的定位夾緊元件設(shè)計(jì)---17 結(jié) 語------19 致 謝--------20 參考文獻(xiàn)-----21

摘 要

機(jī)械傳動中，由回轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動，往往是由偏心軸和曲軸來完成的。機(jī)械的開會和縮緊也往由偏心零件來完成的，可見偏心零件在機(jī)械制造中運(yùn)用的非常廣泛。

本課題來源于生產(chǎn)實(shí)踐，充分利用所學(xué)的機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造等課程，了解針對偏心工件的特點(diǎn)，通過UG軟件，利用該軟件制圖功能，完成偏心工件類零件偏心外圓車組合夾具的設(shè)計(jì)。通過分析偏心工件類零件傳統(tǒng)加工手段和三爪微調(diào)車削法, 得出了加工困難、效率低、互換性差及精度不易保證的結(jié)論,針對其缺陷提出了高效加工高精度偏心工件類零件的工藝方案——組合夾具車削法。加工精度要求比較高或批量較大的偏心工件類零件的車削加工,均適合采用專用夾具車削法。

在課題的研究設(shè)計(jì)階段，首先從眾多的零件中選擇一個作為設(shè)計(jì)夾具的零件。針對該零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定該零件的加工工藝。其次要了解夾具的相關(guān)知識，結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇需要的夾具元件，設(shè)計(jì)出夾具的大體結(jié)構(gòu)。機(jī)床夾具作為一種重要的工藝裝備在機(jī)械制造工藝過程中起著十分重要的作用，它的設(shè)計(jì)不但要保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，降低成本，在操作維護(hù)中安全方便還要注意到夾具結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化，夾具制造的精密化。為了保證夾具組裝精度，需要學(xué)習(xí)了解工件定位原理。根據(jù)這些原理結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定零件在夾具中以軸外圓作為定位，計(jì)算夾具的定位精度與夾緊力保證零件在夾具上的加工精度。然后使用UG繪圖軟件參考《夾具設(shè)計(jì)手冊》

繪制夾具元件的機(jī)械圖，完成夾具的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞 : 偏心軸 ； 車削 ； 夾具

Abstract This topic comes from production practice, make full use of what have learned mechanical drawing, mechanical design and mechanical manufacturing, and other programs, to understand the characteristics for the eccentric shaft, through the UG software, the use of the software mapping function, complete with eccentric shaft parts special combination jig turning design.In this paper , the traditional process methods and the three jaw fine tuning turning method were analyzed , afterthat , a conclusion that the process on eccentric shaft parts are difficulties , low efficiency , poor interchang eability and difficult toguarantee the accuracy can be drawn.Finally , according to the shortcomings of the original process methods , a technology program for process high precision eccentric shaft parts special combination jig turning method is put forward In the research projects in the design phase, first select from a number of parts as the design of a fixture parts.For that part of the structural characteristics of the development

of the parts processing technology.Second, we must understand the fixture knowledge, combined with the structural features of components select the required fixture components, the general structure of fixture design.As an important fixture of the technology and equipment in the mechanical manufacturing process plays an important role, it is designed not only to ensure that the workpiece processing quality, improve processing efficiency, reduce costs, in the operation and maintenance of safe and convenient but also noted that Fixture structure of standardization, the precision of fixture manufacturing.In order to ensure the fixture assembly of precision, need to learn to understand principles of positioning the workpiece.Combination of components based on these principles to determine the structural characteristics of components in the fixture to cylindrical shaft as the positioning of the positioning accuracy of calculation of fixture clamping force to ensure the parts with the fixture on the machining accuracy.And then use the UG drawing software reference, “Fixture Design Handbook,” a mechanical fixture elements drawn map, complete fixture design.Keyword: The eccentric shaft;turning;jig

1緒論

1.1偏心軸車削加工的簡介

在傳動機(jī)構(gòu)中,一般常用偏心工件或曲軸等偏心件來完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動與往復(fù)運(yùn)動相互轉(zhuǎn)換的功能, 因此偏心件在機(jī)械傳動中應(yīng)用的十分廣泛。偏心件加工工藝水平的高低(特別是大型偏心工件)可以反映出一個企業(yè)的機(jī)械加工工藝能力。

偏心類工件是軸線與軸線平行但不重合的工件,其中外圓與外圓偏心的工件稱為偏心工件,內(nèi)孔與外圓偏心的工件稱為偏心套,軸線之間的距離稱為偏心距。車削加工偏心類工件的方法很多, 如三爪自定心卡盤車削法、四爪單動卡盤車削法、雙重卡盤車削法、花盤車削法、偏心卡盤車削法、兩頂尖車削法和專用夾具車削法。偏心工件工件在機(jī)械加工中比較常見,屬于軸類零件中比較難加工的,常見的車削加工方法有三爪車削法、四爪車削法、花盤車削法、三爪微調(diào)車削法和專用夾具車削法。

1.2 UG簡介

UG是Unigraphics的縮寫，這是一個交互式CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造)系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著PC硬件的發(fā)展和個人用戶的迅速增長，在PC上的應(yīng)用取得了迅猛的增長，目前已經(jīng)成為模具行業(yè)三維設(shè)計(jì)的一個主流應(yīng)用。

1.3論文的主要工作

本課題要求對偏心軸進(jìn)行合理的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，包括零件每一道

工序的選用設(shè)備、切削刀具、切削用量、定位方式等，充分利用所學(xué)的機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造等課程，了解針對偏心工件的特點(diǎn)，通過UG軟件，利用該軟件制圖功能，完成偏心工件類零件偏心外圓車組合夾具的設(shè)計(jì)。

2偏心軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程

2.1 零件工藝分析

圖1零件圖

本次設(shè)計(jì)是加工階梯軸，結(jié)構(gòu)相對簡單，取來毛壞后，檢查是否存在缺陷。先銑左端端面，然后用三爪卡盤夾緊Φ40m6的軸，采用一夾一頂?shù)姆椒庸ば《送鈭A，應(yīng)注意偏心外圓垂直誤差。加工時應(yīng)使直徑大的余量大些，以方便在加工出現(xiàn)誤差過大時作適度調(diào)整。

加工大端外圓，同樣也應(yīng)注重偏心外圓垂直度誤差。在加工時要留有加工余量，以確保下一步的精加工。加工偏心外圓要用到設(shè)計(jì)的專用夾具，調(diào)整偏心工件線和主軸線間距離，加工Φ26和Φ8的外圓。

在偏心工件進(jìn)行粗加工后，要對零件進(jìn)行熱處理，使零件達(dá)到一

0.016定的要求。精加工小端面,加工側(cè)面到軸端面的距離在13?加工軸?0.016，0.02表面精度達(dá)到Φ8h6。精加工大端面，使側(cè)面到軸端面為38??0.02，加工精度要求要達(dá)到Φ40m6。加工偏心外圓要用到設(shè)計(jì)的專用夾具，精加

0.02工偏心外圓表面，保證偏心工件線和主軸線間距離為3??0.02mm，精加工0.033?0.05偏心圓Φ8h6和Φ26m6，端面距離分別為63?和76?0.033?0.05，最后進(jìn)行全面的檢驗(yàn)產(chǎn)品，有要求的軸表面加工粗糙度為Ra3.2μm，其余的加工表面要求一般精度即可。

2.2毛坯設(shè)計(jì)

在制定工藝規(guī)程時，正確選擇毛坯類型的種類具有重要意義。它不僅影響到毛坯的制造工藝、設(shè)備、費(fèi)用，而且對零件的加工工藝、設(shè)備、消耗也有較大影響。毛坯分為：鑄件、鍛件和其它類型毛坯。毛坯的選擇原則：（1）零件材料的工藝性及零件對材料組織和性能要求；（2）零件結(jié)構(gòu)及形狀；（3）生產(chǎn)批量大??；（4）現(xiàn)場生產(chǎn)條件。根據(jù)以上選擇原則，并考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受巨大沖擊偏心軸的材料選為 40Cr。因?yàn)榱慵Y(jié)構(gòu)又比較簡單 ,故確定毛坯為鍛件(模鍛)。毛坯的零件圖如圖 2所示。

圖 2 毛坯圖

2.3定位基準(zhǔn)的選擇

正確選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工藝過程的一項(xiàng)重要內(nèi)容。在最初的工序中只能選擇未加工過的毛坯面為定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)，用加工過的表面作定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。在加工過程中，必須相應(yīng)的以一個或幾個面為依據(jù)來加工其他表面，以達(dá)到零件圖上的要求。所以在機(jī)械加工中要確定正確的定位基準(zhǔn)。

偏心軸粗基準(zhǔn)的選擇主要遵循粗基準(zhǔn)選擇的一般原則。粗基準(zhǔn)的選擇將會影響各加工面的余量分配和位置精度。在選擇偏心軸的粗基準(zhǔn)時，應(yīng)該考慮以毛坯件自身作為粗基準(zhǔn)，工件外表面不用加工。仍然保持為毛坯面。

對于本工件來說，先銑端面，然后將毛壞外圓作為粗基準(zhǔn)來加工，這樣加工使制造基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)保持一致。中心孔的精度要求較高，位子精度要求也較高，一次加工可能難以保證其精度，而對加工余量不均與引起的誤差，采用多走一刀來修正。粗基準(zhǔn)最好只使用一次，不要重復(fù)使用，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。

2.4加工方法的選擇

零件的加工方法的選擇主要取決于加工表面的技術(shù)要求，如粗糙度、尺寸精度，公差等級等，再有，就是和被加工材料、生產(chǎn)類型，技術(shù)條件等也有關(guān)系。當(dāng)明確了上述因素后，就可以根據(jù)此來選擇加工方法，來滿足零件質(zhì)量、較好的經(jīng)濟(jì)性和較高的生產(chǎn)率的要求。參考《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》，其加工方法選擇如下：

（1）檢查工件毛坯是否有影響質(zhì)量缺陷,夾緊毛壞外圓后車小端面。

（2）先加工小的外圓端面,然后依次加工軸面,從粗到細(xì)加工。（3）先加工大的外圓端面,然后依次加工軸面,從粗到細(xì)加工。（4）先加工偏心軸側(cè)面,然后依次加工外圓面,從直徑大到小加工,精度達(dá)到圖上要求。

2.5加工順序的安排

偏心軸的加工方法選擇完畢后，就要安排加工順序。一般來說，零件的加工順序可劃分為粗加工階段、半精加工階段、精加工階段以及光整加工階段，并依次進(jìn)行。但由于本工件毛壞是采用模鍛，且工件的要求不是太高，所以本工件是采用粗車，精加工就可以達(dá)到這些要求。為了達(dá)到這些要求，工件的各個加工面的加工順序就不能隨意安排，必須遵照一定的原則。即“先粗后精、先主后次、先面后孔、先基準(zhǔn)后其他”。

2.6加工工藝過程的確定

綜合以上的分析，制訂以下工藝過程如下：

工序1：檢查毛壞； 工序2：銑端面； 工序3：粗車大端外圓； 工序4：粗車小端外圓； 工序5：粗車偏心軸大端外圓； 工序6：粗車偏心軸小端外圓； 工序7：熱處理； 工序8：精銑端面； 工序9：精車大端外圓； 工序10：精車小端外圓； 工序11：精車偏心軸大端外圓； 工序11：精車偏心軸小端外圓； 工序12：去銳邊，毛刺； 工序13：終檢。

2.7加工余量及工序尺寸的確定

偏心軸零件材料是40Cr,毛坯采用模鍛制造。⑴ 粗銑小端面，保證總長度尺寸78mm；

⑵ 粗加工小端外圓。首先加工偏心圓側(cè)面在保證垂直度的情況下使尺寸為14mm。

⑶ 粗加工大端外圓。使之尺寸在Φ41mm，粗車時，留加工余量1mm；

0.02⑷ 車削偏心外圓面。調(diào)整中心距為3??0.02mm 及外圓直徑為Φ

26mm。

0.016⑸ 精銑小端面。保證端面到大端側(cè)面為13??0.016mm。

⑹ 精車小端外圓。保證外圓工序尺寸Φ8h6 mm，表面粗糙度為Ra3.2μm。

⑺ 精車大端外圓。保證外圓工序尺寸Φ40m6 mm，表面粗糙度為Ra3.2μm。

0.033?0.05⑻ 精加工偏心外圓表面。與斷面距離分別為63??0.033和76?0.05，保證外圓工序尺寸Φ26m6和Φ8h6。

3夾具設(shè)計(jì)

3.1 偏心軸裝配

機(jī)床夾具是機(jī)械制造中一項(xiàng)重要的工藝裝備。工件在機(jī)床上加工時，為了保證加工精度和提高生產(chǎn)率，必須使工件在機(jī)床上相對刀具的切削或成形運(yùn)動處于準(zhǔn)確的位置。當(dāng)用夾具加工一批工件時，是通過夾具來實(shí)現(xiàn)上述要求的。專用夾具是專門為工件的某道工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)和制造的，由于采用了專門的元件，可以方便、簡單地操作，并且易于保證加工精度的穩(wěn)定，減輕了勞動強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。

本設(shè)計(jì)中夾具的設(shè)計(jì)任務(wù)是：偏心工件偏心外圓車組合夾具設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中，車削偏心工件外圓表面選用的是CA6140機(jī)床。該機(jī)床主要參數(shù)是：

床身上最大回轉(zhuǎn)直徑 Φ400 mm 最大工件長度（二頂尖間距離）920mm

最大車削長度(最大加工長度)920 mm 最大車削直徑 400 mm 滑板上最大回轉(zhuǎn)直徑 210 mm 主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)為了夾緊的需要 ,設(shè)計(jì)卡罐來進(jìn)行設(shè)計(jì)

圖 7 螺釘

定位誤差分析：

⑴ 主軸各外圓面的定位誤差

工序基準(zhǔn)為各端外圓面，定位基準(zhǔn)也是各端外圓面，兩個基準(zhǔn)重合，所以由基準(zhǔn)不重合引起的誤差為0。

又因?yàn)槭瞧矫娑ㄎ?，所以由于基?zhǔn)位移引起的誤差為0。所以定位誤差為0。

0.05⑵ 尺寸76??0.05mm的定位誤差

工作軸線與彎板工件面A的平行度公差0.02mm，安裝后的軸線與機(jī)床主軸間平行度公差0.03mm，而兩偏心工件線間的公差為0.2mm △DW=△BC±△JW △JW =0.707TD

所以定位誤差是0.25.結(jié) 語

該文設(shè)計(jì)了一個偏心軸車削專用夾具 ,使用起來非常方便 ,只需一邊夾在機(jī)床三角或四角卡盤上 ,另一端用頂針頂住即可 ,通過調(diào)節(jié)螺釘就可以加工出不同偏心量的軸段。本夾具結(jié)構(gòu)簡便 ,結(jié)實(shí)耐用 ,合適大批量的偏心軸生產(chǎn)。

本課題為偏心工件零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及車削夾具設(shè)計(jì)。通過對偏心工件零件的工藝分析，結(jié)合有關(guān)的資料手冊，我基本完成了零件的工藝規(guī)程編制和專用夾具的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了有關(guān)的評估，所做的設(shè)計(jì)能夠滿足零件的加工要求。

通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我將幾年來所學(xué)到得知識整體的運(yùn)用在設(shè)計(jì)上，不管是整體的設(shè)計(jì)理念，還是局部的工藝過程，都是經(jīng)過多次思考，反復(fù)琢磨，最后才決定下來的。即便如此，畢竟是第一做這么復(fù)雜和較正規(guī)的設(shè)計(jì)，而且本人知識水平有限，所做出來的設(shè)計(jì)難免會有不足之處。畢業(yè)論文是對設(shè)計(jì)的說明書，這次撰寫翻閱很多資料，咨詢老師，同學(xué)而后完成這篇論文。通過畢業(yè)論文的寫作，不僅強(qiáng)化了我的學(xué)習(xí)素質(zhì)、研究素質(zhì)和創(chuàng)業(yè)素質(zhì)，而且培養(yǎng)了我的創(chuàng)新意識，激發(fā)了我探求新知的欲望。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的專業(yè)技能得到了鍛煉，提高了設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)繪圖的能力，初步掌握了解決本專業(yè)工程技術(shù)問題的手段和方法，為以后走向工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，我領(lǐng)會到了一種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，就是首

先對零件進(jìn)行工藝分析，確定生產(chǎn)類型；然后選擇合理的加工和工裝設(shè)備，按一定的原則安排加工順序，并盡可能設(shè)計(jì)多種方案，進(jìn)行比較，選出最好的；最后確定切削用量，機(jī)床轉(zhuǎn)速等具體參量，完成工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對大學(xué)生知識水平的一次很好的檢驗(yàn)，讓我更深刻的明白學(xué)以至用的道理。

致 謝

軍訓(xùn)的情景還歷歷在目，大學(xué)生活已近尾聲，五年來的努力與付出，隨著本次論文的完成，大學(xué)學(xué)習(xí)也快要結(jié)束,但這里的一切會伴隨一生。

本論文設(shè)計(jì)在XXX老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成，從課題選擇到具體的寫作過程，論文初稿與定稿無不凝聚著XXX老師的心血和汗水。在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，XXX老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議，她的循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪，她的淵博的專業(yè)知識，精益求精的工作作風(fēng)，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，將一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣。宋老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度使我深受感動，沒有這樣的幫助和關(guān)懷和熏陶，我不會這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此向宋雪萍老師表示深深的感謝和崇高的敬意！

在此還要感謝教研室其他老師們的幫助和支持，是他們指導(dǎo)我們完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，是他們一直陪伴在我們身邊，細(xì)心指導(dǎo)我們，他們是我畢業(yè)設(shè)計(jì)路上的導(dǎo)航燈，給了我們很多幫助。在此向他們表示深深 的謝意和崇高的敬意。

我還要感謝同組的各位同學(xué)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見，對于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝。在論文寫作過程中，我還參考了有關(guān)的書籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。

畢業(yè)將至，我借此機(jī)會向在這五年中給予了我?guī)椭椭笇?dǎo)的所有老師表示由衷的謝意，感謝他們五年來的辛勤栽培。各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。

在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，機(jī)械工程學(xué)院里也做了大量的工作，衷心感謝學(xué)院為我們畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了良好的工作設(shè)計(jì)環(huán)境，并對我們設(shè)計(jì)工作的指導(dǎo)和幫助。

最后我還要感謝母校鎮(zhèn)江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校四年來對我的栽培。

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第五篇：橫梁裝焊夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

橫梁裝焊夾具設(shè)計(jì)

小組成員：蔣燕洲、王芳芳、馬麗翠

前言

焊接工裝夾具就是將焊件進(jìn)行準(zhǔn)確定位和可靠夾緊，便于焊件進(jìn)行裝配和焊接、保證焊接結(jié)構(gòu)精度方面要求的工藝裝置。在現(xiàn)代焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，積極推廣和使用與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的工裝夾具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕焊接工人的勞動強(qiáng)度，加速焊接生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化進(jìn)程等諸方面起著非常重要的作用。

焊接工裝夾具的主要作用有以下幾方面：

1)準(zhǔn)確、可靠地定位和夾緊，可以減輕甚至取消下料和裝配時的劃線工作。減小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和互換性。

2)有效地防止和減小焊接變形。

3)使工件處于最佳的施焊位置，焊縫的成形性優(yōu)良，工藝缺陷明顯降低，焊接速度得以提高。

4)以機(jī)械裝置取代手工裝配零部件時的定位、夾緊及工件翻轉(zhuǎn)等繁重工作，改善了工人的勞動條件。

5)可以擴(kuò)大先進(jìn)工藝方法和設(shè)備的使用范圍，促進(jìn)焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)機(jī)械化和自動化的綜合發(fā)展。

—個完整的焊接工裝夾具，一般由定位器、夾緊機(jī)構(gòu)和夾具體三部分組成。夾具體（底板）起工作平臺的作用，在其臺面上開有安裝槽、孔，用來安放和固定各種定位器和夾緊器件，有時還用于焊件的支承。其中，定位是夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)健問題，定位方案一旦確定，則其它組成部分的總體配置也基本隨之而定。

夾具設(shè)計(jì)的基本要求：

①、工裝夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。夾具在生產(chǎn)中投入使用時要承受多種力度的作用，所以工裝夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。

②、夾緊的可靠性。夾緊時不能破壞工件的定位位置和保證產(chǎn)品形狀、尺寸符合圖樣要求。既不能允許工件松動滑移，又不使工件的拘束度過大而產(chǎn)生較大的拘束應(yīng)力。

③、焊接操作的靈活性。使用夾具生產(chǎn)應(yīng)保證足夠的裝焊空間，使操作人員有良好的視野和操作環(huán)境，使焊接生產(chǎn)的全過程處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)

④、便于焊件的裝卸。操作時應(yīng)考慮制品在裝配定位焊或焊接后能順利的從夾具中取出，還要制品在翻轉(zhuǎn)或吊運(yùn)使不受損害。

⑤、良好的工藝性。所設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)便于制造、安裝和操作，便于檢驗(yàn)、維修和更換

易損零件。設(shè)計(jì)時還要考慮車間現(xiàn)有的夾緊動力源、吊裝能力及安裝場地等因素，降低夾具制造成本。

目 錄

前言.....................................................................................................................................................................1

一、夾具設(shè)計(jì)零件圖（設(shè)計(jì)任務(wù)）....................................................................................................................5

二、焊接產(chǎn)品主要技術(shù)要求分析.......................................................................................................................5

三、橫梁裝焊夾具設(shè)計(jì)方案的確定....................................................................................................................5

1、裝焊夾具設(shè)計(jì)方案...........................................................................................................................................5

四、夾具主要零件設(shè)計(jì)及特點(diǎn)...........................................................................................................................7

1、夾具體...............................................................................................................................................................7

2、U型定位槽........................................................................................................................................................8

4、V型組合壓管器................................................................................................................................................9

5、快速自鎖拉緊器...............................................................................................................................................9

6、鉤形正壓夾管器.............................................................................................................................................10

五、夾具的裝配及要求......................................................................................................................................10

六、裝焊夾具使用說明......................................................................................................................................11

1、夾具的操作步驟.............................................................................................................................................11

2、夾具使用注意事項(xiàng)、保養(yǎng)及維護(hù)..................................................................................................................11

七、設(shè)計(jì)總結(jié).....................................................................................................................................................11

八、參考資料.....................................................................................................................................................12

一、夾具設(shè)計(jì)零件圖（設(shè)計(jì)任務(wù)）

?160±0.5

圖 1夾具設(shè)計(jì)零件圖

如圖1所示，所焊接的零件：橫梁為在一材料為20鋼的鋼管上焊接兩個材料為45鋼的支撐及一個材料為Q235的板，生產(chǎn)批量按較大批量生產(chǎn)執(zhí)行（非圖紙上所示的100件）。

二、焊接產(chǎn)品主要技術(shù)要求分析

（1）、φ40軸線與支撐（3號件）的垂直度要求為0.3，φ12孔與支撐軸線的垂直度為0.5，即三者要求兩兩垂直，且精度都較高，故必須在夾具的約束作用下完成整個焊接過程，以防止變形；

（2）、支撐（3號件）及與板（1號件）之間有相對位置度的要求；

（3）、支撐與板的表面有粗糙度的要求，所以設(shè)計(jì)夾具的時候需考慮防止擦傷該表面；（4）、板最遠(yuǎn)端到φ40軸線的距離僅為80mm，支撐最遠(yuǎn)端到φ40軸線的距離也僅為100mm，故設(shè)計(jì)夾具時還必須考慮保留足夠的施焊空間；

（5）、較大批量生產(chǎn)，需考慮夾具使用過程中的磨損等。

三、橫梁裝焊夾具設(shè)計(jì)方案的確定

1、裝焊夾具設(shè)計(jì)方案

焊接方法

根據(jù)被焊材料及對焊件使用的相應(yīng)要求，可確定該焊件可以采取CO2氣體保護(hù)焊，或采用酸性焊條用手工焊條電弧焊，兩種方法的工藝性都能滿足全位置焊接，故在約束條件下完成整個焊接過程的方案可行。

方案設(shè)計(jì)

焊接工件為一鋼管上焊接兩支撐和一板，主受焊體為鋼管，故需先將鋼管位置確定，再在其基礎(chǔ)上確定焊接結(jié)構(gòu)的相對位置。

⑴、鋼管的裝夾

用兩個V型塊可限制鋼管的四個自由度，再加上端部V型塊上的可換銷釘則可限制鋼管的六個自由度?？蓳Q式銷釘為重要的定位工具，不但是確定支撐位置的基準(zhǔn)，還保證了φ12軸線處于豎直位置，從而與支撐和板的夾具相配合來保證φ12孔軸線與支撐、板、φ40軸線之間的相互垂直度要求。夾緊機(jī)構(gòu)根據(jù)兩V型塊不同要求分別選用鉤形正壓夾管器和壓板快速自鎖夾緊機(jī)構(gòu)。如圖2所示。

圖 2

夾緊機(jī)構(gòu)：鉤形正壓夾管器和壓板快速自鎖夾緊機(jī)構(gòu)

以上兩夾緊裝置均有夾緊作用準(zhǔn)確，夾緊動作迅速，操作方便省力，處于夾緊狀態(tài)時能保持自鎖等特點(diǎn)，且結(jié)構(gòu)較為簡單，制造和維修均較方便。對于本次焊接的零件，可保證夾緊定位的安全可靠。

⑵、支撐和板的裝夾

如圖3所示，支撐和板的裝夾采用帶退刀槽的U型槽機(jī)構(gòu)，可限制工件的5個自由度?（注：Z向及X自由度靠夾緊力產(chǎn)生的摩擦力控制），支撐和板軸線方向的自由度不用限制。夾緊機(jī)構(gòu)采用楔槽式自鎖夾緊器，可在保證有效夾緊的同時快速拆裝。

圖3 U型槽和楔槽式自鎖夾緊器

⑶、夾具總體方案

夾具總體方案如圖4所示。

圖 4 夾具總體方案

2、夾具的基準(zhǔn)及定位

由零件圖要求可知，近孔（φ12孔）端支撐的定位是以φ12孔為基準(zhǔn)，然后以該支撐定位焊接另一支撐和板，故夾具定位亦可按此設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)。

首先，以自由公差在夾具體上確定φ12孔軸線的位置，然后以該軸線為基準(zhǔn)，確定近孔端支撐夾具的軸線位置，之后再以此為基準(zhǔn)，使用較大的公差確定遠(yuǎn)孔端支撐和1號件板的軸線位置。當(dāng)φ12孔確定后，φ40的軸線（鋼管）也就確定了，則可以此定位中間V型塊位置，該V型塊在φ40軸線方向?yàn)樽杂晒?。以?0軸線自由公差定位U型槽距離鋼管的位置。該距離在保證足夠施焊空間的條件下，可盡量減少距離，以保證支撐及板的重心在U型槽上或接近U型槽。

由于被焊零件結(jié)構(gòu)較為簡單，且沒有自由曲線，故各夾具零件的定位和安裝可以通過在夾具體上劃線安裝的方法得以實(shí)現(xiàn)。

四、夾具主要零件設(shè)計(jì)及特點(diǎn)

1、夾具體

夾具體作為夾具的基礎(chǔ)件，它既要把央具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置連接成一個整體，而且還要考慮上件裝卸的方便。因此，夾具體的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。主要需要考慮以下幾個方面的問題：(1)具有足夠的剛度和強(qiáng)度；(2)力求結(jié)構(gòu)簡單、重量輕；(3)安裝穩(wěn)定可靠；(4)結(jié)構(gòu)工藝性好，便于制造、裝配和檢驗(yàn)；(5)尺寸要穩(wěn)定；(6)清理方便。

綜合以上因素，本次夾具的夾具體采用焊接方法制造毛坯。材料用Q235，焊后對夾具體進(jìn)行退火處理，也可以采用振動時效的方法，消除焊接殘余應(yīng)力，以保證夾具體加工和使用過程中尺寸的穩(wěn)定性。以焊接方法制造夾具體，制造容易，生產(chǎn)周期短、成本低(一般比鑄造夾具體成本低30％～40％)；由于采用鋼板、型材等焊接而成，故重量較輕。

整個夾具體總尺寸為580mm×280mm×10mm，在其上焊接加強(qiáng)筋，以增加其剛度，同時將主體板上不影響強(qiáng)度和剛度的部位開窗口、凹槽等，以減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量。夾具體上的銷釘孔配作。夾具體焊接毛坯如圖5所示。夾具體詳細(xì)零件圖見附件。

圖 5 夾具體零件毛坯

2、U型定位槽

U型定位結(jié)構(gòu)更像一個H，但工作部分主要是上面的U型部分，下面的孔是在不影響強(qiáng)度和剛度的前提下為了減輕自身重量而設(shè)計(jì)的。同時為方便加工，最下面是的底板是采用焊接的方法連接上去的。由于對板的定位有一定的位置精度，故需要在焊接后進(jìn)行消除應(yīng)力的熱處理，以消除焊接殘余應(yīng)力，保證夾具加工和使用過程中尺寸的穩(wěn)定性。熱處理后再進(jìn)行表面精加工。材料選用20鋼。淬火硬度40~45HRC，詳細(xì)參數(shù)及技術(shù)要求見附件。

圖6 U型定位槽

3、楔槽式夾緊器

該夾緊器用于與U型定位槽配合定位和夾緊兩塊支撐及板，U型定位槽起定位作用，楔槽夾緊器主要起夾緊作用，由于直槽的存在，該夾緊器動作快速，配合楔槽可實(shí)現(xiàn)快速夾緊與卸載。由于楔槽角度較小，螺釘在夾緊時可實(shí)現(xiàn)自鎖。由于支撐及板有表面粗糙度要求，故設(shè)計(jì)成擺動壓塊，以防止損傷零件表面。

頂桿與螺釘接觸，需較高的硬度，材料選用20鋼，熱處理為滲碳深度0.8~1.2mm，淬火硬度60~64HRC。手柄要求較低，選用Q235鋼，螺紋按3級精度制造。如圖7所示，詳細(xì)零件圖見附件。

ＡＡＡＡ

圖 7 楔槽式夾緊器

4、V型組合壓管器

焊件上φ12孔是一個十分重要的定位基準(zhǔn)，因此在V型塊上加放定位銷，與壓板上的圓錐銷共同定位φ12孔的軸線。同時，考慮到較大批量生產(chǎn)時對銷釘?shù)哪p，設(shè)計(jì)為可換式銷釘。定位于V型塊上的銷釘設(shè)計(jì)為彈性銷釘，以防止加工誤差導(dǎo)致的φ12孔軸線的偏移（事實(shí)上，由于該彈黃銷的長度有限，從而對防止加工誤差所起的實(shí)質(zhì)性作用較?。?。為方便加工，最下面是的底板是采用焊接的方法連接上去的。由于對板的定位有一定的位置精度，故需要在焊接后進(jìn)行消除應(yīng)力的熱處理，以消除焊接殘余應(yīng)力，保證夾具加工和使用過程中尺寸的穩(wěn)定性。熱處理后再進(jìn)行表面精加工。

支座的材料選用20鋼。淬火硬度40~45HRC，壓板材料選用Q235，如圖8所示，詳細(xì)參數(shù)及技術(shù)要求見附件。

圖 8 組合壓板夾緊器

安裝可換式銷釘

5、快速自鎖拉緊器

該拉緊器用于與組合壓管器配合定位和夾緊兩塊支撐及板，組合壓管器主要起定位作用，而快速自鎖拉緊器固定于V型塊上，可實(shí)現(xiàn)壓板的快速壓緊或缷載。其鋼絲伸出軸銷的長度依靠鋼絲兩端的螺紋和螺母可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，從而很方便地改變拉緊力的大小。當(dāng)

鋼絲調(diào)節(jié)合適的伸出長度，并在拉緊狀態(tài)時，由于力的方向與軸線在同一條直線上，故可實(shí)現(xiàn)自鎖。該拉緊器具有結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)，動作快速，且能自鎖等一系列優(yōu)點(diǎn)。零件圖如圖9所示，詳細(xì)參數(shù)及技術(shù)要求見附件。

圖表 9 快速自鎖拉緊器

6、鉤形正壓夾管器

鉤形正壓夾管器如圖10所示，主要作用是對鋼管進(jìn)行軸向定位并夾緊。有動作快速，穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。該零件可屬于標(biāo)準(zhǔn)件一類，在此選用為 D＝40mm的A型夾管器，即：A40 HB2495.支座材料20鋼，淬火硬度40~45HRC；鉤為R＝40mm的鉤，即：鉤 40 HB2497，材料選用45鋼，按GB/T699《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》，淬火硬度40~45HRC。

圖 10 鉤形正壓夾管器

五、夾具的裝配及要求

1、在夾具體上劃線，按夾具體零件圖相應(yīng)尺寸和公差在夾具體上劃線，確定各夾具體軸線的位置；

2、夾具體與各夾具零件配作定位的銷釘孔，要求相應(yīng)位置精度不得低于零件圖上所注精度；

3、安裝V型組合壓管器，須保證V型塊上的可換銷釘軸線與夾具體基面垂直度小于0.15；

4、安裝其他夾具零件。各零件內(nèi)有配合且需相對運(yùn)動的地方注入適量黃油，以保證正常動作；

5、各零件安裝完畢后，需試焊工件，并檢驗(yàn)所焊工件是否符合技術(shù)要求，然后根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)相應(yīng)夾具零件，直到所焊工件至少達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)要求；

6、安裝調(diào)試完畢后，進(jìn)行清理，并涂上防銹油。

六、裝焊夾具使用說明

1、夾具的操作步驟

⑴、各夾緊裝置松開，放入2號件鋼管，φ12孔穿入末端V型塊上的可換式銷釘； ⑵、首先放下壓板，讓圓錐銷末端進(jìn)入φ12孔，動作快速自鎖拉緊器到自鎖位置，緊固鋼管一端；

⑶、夾緊鉤形正壓夾緊器，固定好鋼管；

⑷、將3號件支撐及1號件板放入相應(yīng)位置，動作楔槽式夾緊器夾緊工件。此步須保證工件下端與U型槽的底部良好平穩(wěn)接觸。

⑸、裝載完成。在約束條件下實(shí)施全部焊縫的焊接； ⑹、松開各夾緊機(jī)構(gòu)，缷載工件，完成焊接過程。

2、夾具使用注意事項(xiàng)、保養(yǎng)及維護(hù)

⑴、使用前先在夾具上涂防飛濺油，并及時清理飛濺物，以免影響工件的正確定位； ⑵、夾具作為重要的定位夾緊機(jī)構(gòu)，由螺栓連接，應(yīng)輕拿輕放，防止夾具變形、損壞和夾具零件相對位置的改變；

⑶、每次使用前對限位尺寸檢查是否還保持正確位置，裝缷過程動作需輕柔； ⑷、使用過程中應(yīng)定期抽查所焊零件合格與否，并更換或修復(fù)經(jīng)磨損或其他原因而不能保證精度的零件；

⑸、使用后應(yīng)及時涂上防銹油。

七、設(shè)計(jì)總結(jié)

歷時三個星期的焊接工裝夾具設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，在這其中，有用心學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)的同學(xué)，但也不缺少習(xí)慣于坐享其成地復(fù)制粘貼的現(xiàn)象。但認(rèn)真去做過了，就會有不同的感受，異樣的笑容。雖然在這整個過程中，有過通宵的忙碌、有過腰酸背痛的疲勞、有過遇到問題的糾結(jié)，但最后這份收獲的喜悅是未認(rèn)真設(shè)計(jì)者之不能體會到的。設(shè)計(jì)之末，細(xì)細(xì)回想，感慨頗多，收獲頗多，問題依舊頗多。

1、知識的掌握得到鞏固和加強(qiáng)。通過本次課程設(shè)計(jì)，初步感受了設(shè)計(jì)工作的整個過程，雖然只是一個小小的而且不十分正規(guī)的設(shè)計(jì)，但設(shè)計(jì)過程中，所需要的知識卻促使我去學(xué)習(xí)鞏固以前學(xué)過的東西，并將它們運(yùn)用在整個設(shè)計(jì)過程中。小小的課程設(shè)計(jì)，讓我熟悉了常用的機(jī)械零件，焊接夾具裝置和簡單機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法和步驟。而且能夠較熟練的運(yùn)用UG、CAD等制圖軟件。通過設(shè)計(jì)的使用，對以前會用的東西更加鞏固了，對于不會的知識又在逐漸地掌握。

2、理論聯(lián)系實(shí)際的能力得到進(jìn)一步提高。通過本次設(shè)計(jì)，提高了綜合運(yùn)用所學(xué)的專

業(yè)知識，初步解決一般性焊接工裝夾具問題的技能，提高了分析問題和解決實(shí)際問題的工作能力。也進(jìn)一步培養(yǎng)了自己工程設(shè)計(jì)中獨(dú)立思考能力，對樹立正確的設(shè)計(jì)思想有很大的幫助。當(dāng)然在設(shè)計(jì)前期與同學(xué)討論方案過程中也展現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)合作精神，也從其他組員那學(xué)到了很多知識。而老師的諄諄教導(dǎo)和肯定，使我在設(shè)計(jì)過程中有了更多的信心。

3、沒解決的問題依然很多。第一次做焊接夾具設(shè)計(jì)，問題自然不會少，但通過努力解決了很多設(shè)計(jì)中遇到的問題。但同時，本次課程設(shè)計(jì)與實(shí)際較為接近，但受經(jīng)驗(yàn)和能力的限制，直到整個設(shè)計(jì)結(jié)束，沒有解決的問題依然很多。比如：夾具零件中各夾具零件設(shè)計(jì)的強(qiáng)度與剛度，如何控制在一個安全又經(jīng)濟(jì)的范圍內(nèi)：用多厚的鋼板合適？如何設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋的數(shù)量與分布？如何在夾具體上開窗才能既不影響夾具體的剛度和強(qiáng)度而又能減輕夾具體的自重？螺紋連接時選用多大的螺紋，用多少合理……還有太多太多設(shè)計(jì)中的一系列在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中必須解決的問題，而在本次設(shè)計(jì)中只是想到了，思考了，卻沒有真正地用科學(xué)的方法去計(jì)算解決。而整個設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)驗(yàn)是我最缺乏的東西。

4、要感謝的人太多。指導(dǎo)設(shè)計(jì)的老師，一起討論方案的組員，設(shè)計(jì)盡致之時而忘了吃飯時送來飯的室友……有太多的人需要去感謝，不僅在此次設(shè)計(jì)的三個星期中，而是在生活的每一天中。在此，真誠地說一聲：謝謝！

八、參考資料

[1]．祖業(yè)發(fā)主編，現(xiàn)代機(jī)械制圖 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 2002.7 [2]．陳煥明編著，焊接工裝設(shè)計(jì) 北京：航空工業(yè)出版社，2006.[3].陳祝年編著，焊接夾具 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982 [4].甘肅工業(yè)大學(xué)焊接教研室編，焊接機(jī)械裝備圖冊，北京:機(jī)械工業(yè)出版社 1982 [5].（俄）C.A.庫爾金（Куркин C.A.）等編著；關(guān)橋等譯 焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝 機(jī)械化與自動化圖冊（書名原文:Tехнология,механизация и автоматизация производства сварных конструкций атлас）北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1995 [6].中國機(jī)械工程學(xué)會焊接學(xué)會編，焊接手冊 焊接結(jié)構(gòu)（第3版），北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.10