1、（设计）1螺母座加工工艺规程制订及夹具设计文献综述图纸，加 1538937061 机械制造工艺 1.1 制造工艺的概述制造业在众多国家尤其是发达国家的国民经济中占有十分重要的位置，是国民经济的支柱产业。可以说，没有发达的制造业就不可能有国家真正的繁荣和富强。制造技术是使原材料变成产品的技术总称，是国民经济得以发展，也是制造业本身赖以生存的关键基础技术。新中国成立以来，我国的制造技术和制造业得到了长足发展，一个具有相当规模和一定技术基础的工业体系基本形成。1.2 机械制造的定义机械制造（冷加工）是一门研究各种机械制造过程和方法的科学。金属切削机床、特种加工机床、机器人以及机械加工工艺体系中的其他
2、工艺装备是机械制造的主要设备和工装，他们是机械制造赖以实现的重要手段。工艺就是制造产品的方法，工艺种类划分的基础主要是依据一定的物理现象，而每种工艺又在其本身的理论基础上得以发展。机械制造工艺学所研究的对象主要是机械零件的冷加工和装配工艺中具有共同性的规律，它是长期生产实践和科学研究成果的积累和总结。工艺工作对发展品种、保证和提高产品质量、提高生产效率、节约能源和降低原材料消耗，取得更大的技术经济效益及改善企业管理有着十分密切的关系。1.3 机械加工的分类机器的生产过程是将原材料转变为成品的全过程。在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等使其成为成品或半成品的过程称为工艺过
3、程。机械制造工艺过程一般是指零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程。零件的机械加工工艺过程是机械生产过程的一部分，它是研究如何利用切削的原理使工件成行而达到预定的设计要求（尺寸精度，形状、位置精度和表面质量要求） 。从广义上讲，特种加工（激光加工、电火花加工、超声波加工、电子束加工、等离子加工等）也是机械加工工艺过程的一部分，但实际上已不属于切削加工的范畴。机器的装配工艺过程也是机械生产过程的一部分，它是研究如何将零件或部件进行（设计）2配合和连接，使之成为半成品或成品，并达到要求的装配精度的工艺过程。目前，大多数的装配工作还是由手工来完成的，装配劳动量在产品制造的劳动总量中还占相当大的比
4、例。研究和发展新的装配技术，大幅度提高装配质量和装配生产效率是机械制造工艺的一项重要任务。1.4 工艺规程机械加工工艺规程是规定零件制造工艺过程和操作方法等的指导性文件。它是在具体的生产条件下，以最合理或较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产的。为了便于分析机械加工的情况和制订工艺过程，需分为如下组成部分：工序：是组成工艺过程的基本单元。它是指一个（或一组）工人，在一台机床（或一个工作地点） ，对同一个（或同时对几个）工件所连续完成的那一部分工艺过程。工位：在某一装夹中，工件在机床上所占的每一个位置所完成的那一部分工艺过程称为工位。装夹：是工序的一部分，
5、是指工件在机床（或夹具）上装卸一次所完成的那一部分工艺过程。工步：是在加工表面不变、加工工具不变、切削用量不变的条件下所连续完成那一部分工序。走刀：在一个工步内当被加工表面的切削余量较大，需分几次切削时，则每进行一次切削称为一次走刀。工作行程：是加工工具在加工表面上切削的一次所完成的工步部分。整个工艺过程由若干个工序组成。每一个工序可包括一个工步或几个工步。每一个工步通常包括一个工作行程，也可包括几个工作行程。（设计）32 机床夹具概述2.1 夹具定义在机床行业，每个人都知道机床夹具就好比机床的双手，要起到确保夹紧工件的作用。几乎每一台机床都配备各类夹具，从标准的卡盘，液压中心架，顶尖，台钳，
6、刀柄等，到加工中心上的专用组合夹具，甚至加工特殊零件的巨型夹具。在机械制造过程中，用来固定加工对象，使其占有正确的位置，以便接受施工，检测的装置，都可统称为“夹具” 。在镗床上进行孔的镗，扩，铰，攻螺纹加工时所用的夹具称为镗床夹具，又称为镗模。机床夹具为机床的一种附加装置，安装工件后使之获得相对于机床或刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。2.2 夹具的发展及其在生产中的作用夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹
7、紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。2.3 夹具的组成在加工时使用的夹具大多有五大部分组成:定位元件及定位装置、夹紧装置、对刀及导引元件、夹具体、其他元件及装置。 定位元件及定位装置在夹具中确定工件位置的一些元件称为定位元件，他们的作用是使一些工件在夹具中占有一定位置，只有将工件的定位基面与夹具的定位元件相接触或相配合，就可以使工件定位。有些夹具还采用由一些零件组成的定位装置对工件进行定位。 夹紧装置夹紧装置是在夹具中由动力装置中间传力机构和夹紧
8、元件组成的装置，他们的作用是用以保持工件在夹具中已确定的位置，并承受在加工过程中各种力的作用而不发生任何变化。 对刀及导引元件（设计）4在夹具中，用来确定加工时所使用刀具位置的元件称为对刀及导引元件，他们的作用是用来确定夹具相对刀具的位置或导引刀具的方向。在夹具中用来连接上诉各元件及装置使其成为一个整体的基础零件称为夹具体，它们的作用，除用于连接夹具上的各种元件和装置外，还用于夹具与机床有关部门进行连接。 夹具体在夹具中，除了上述定位元件、夹紧装置、对刀及导引元件以外的其它元件及装置，它们的作用是确定夹具在机窗有关部位的方向或实现工件在夹具同义词装夹中得分度转位。 其他元件及装置2.4 夹具的
9、种类机床夹具的种类很多，可按夹具的应用范围分类，也可按所使用的动力源进行分类。按夹具的应用范围分类可分为：通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具等。按夹具的动力源分类可以分为：手动夹具，气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁动夹具、真空夹具，切削力、离心力夹具等。2.5 机械工业的发展对夹具的要求随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。它主要表现在以下几个方面： 加强机床夹具的三化工作为了加速新产品的投产，简化设计工作，加速工艺装备的准备工作，以获得良好的技术经济效果，必须
10、重视机床夹具的标准化，系列化和通用化工作。 大力研制推广实用新型机床夹具在单件，小批生产或新产品试制中，应推广使用组合夹具和半组合夹具。在多品种，中小批生产中，应大力推广使用可调夹具，尤其是成组夹具。 提高夹具的机械化，自动化水平近十几年来，高效，自动化夹具得到了迅速的发展。主要原因是：一方面是由于数控机床，组合机床及其它高效自动化机床的出现，要求夹具能适应机床的要求，才能更好的发挥机床的作用2.6 夹具体在本设计中的作用（设计）5本设计主要介绍了机床夹具的发展背景和在机械加工中的作用，摇臂轴支座加工工艺规程制订及夹具的设计过程。夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的
11、工艺装备。用夹具装夹工件，操作方便安全。作用如下： 保证加工质量 如相对位置精度的保证、 ，精度的一致性等。 减轻劳动强度 如可用气动、电动夹紧。 提高生产率 避免了手工操作用划线等方法来定位工件，缩短了安装时间。 扩大机床的工艺范围 在机床上安装一些夹具可以扩大其工艺范围。设计过程主要包括定位方案的最优化选取，夹紧力的计算及孔直径的确定，定位精度的分析；夹具总图上尺寸，公差及技术要求的标注；工件的加工精度分析。（设计）61 引 言毕业设计是在我们基于大学的全部基础课、技术基础课以及全部专业课进行的。这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会工作岗位前的一次理论联系实际
12、的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。本毕业设计的内容是制订螺母座加工工艺规程及夹具设计。详细讨论螺母座从毛坯到成品的机械加工工艺过程，分析总结螺母座的结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程；针对螺母座零件的主要技术要求，设计镗孔用的镗床夹具。本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次毕业设计达到了综合运用基本理论知识，解决实际生产问题的目的。由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计尚有许多不足之处
13、，恳请各位老师给予指教。2 零件分析2.1 零件的生产纲领及生产类型生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。在毕业设计题目中，螺母座的生产纲领假定为 5000 件/年。生产类型是企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。螺母座轮廓尺寸小，属于轻型零件。因此，按生产纲领与生产类型的关系确定，该零件的生产类型属于中批生产。2.2 零件的作用毕业设计题目给定的零件是螺母座加工工艺规程及夹具设计。零件上 4-M8，4-M6 和直径 60mm 孔起联接和定位作用。本设计中，螺纹孔和销孔为配作孔，故在本设计中不考虑加工。2.3 零件的加工工艺分析螺母座共有 5 个机械加工表面，B，C，D 面
14、和左右端面，孔加工为 60H7mm通孔。2.4 零件主要技术条件分析及技术关键问题（设计）7从螺母座的各个需要加工的表面来分析：B 平面和 D 平面为装配面，有粗糙度要求；60H7mm 的通孔，有粗糙度要求。从以上分析可知，该零件在中批量生产条件下，不需要采用专用的机床进行加工，用普通机床配专用夹具即可保证其加工精度和表面质量要求。因此，该零件的加工不存在技术难题。为提高孔的表面质量，在孔加工工序中采用镗削对其进行精加工。（设计）83 铸造工艺方案设计3.1 确定毛坯的成形方法该零件材料为 HT200，考虑到螺母座在工作过程中受力不大，轮廓尺寸也不大，各处壁厚相差较小，从结构形式看，几何形体不
15、是很复杂，并且该零件年产量为5000 件/年，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。3.2 铸件结构工艺性分析该零件平面因散热面积大，壁厚较薄，冷却快，故有可能产生白口铁组织，但因为此件对防止白口的要求不严，又采用砂型铸造，保温性能好，冷却速度较慢，故能满足螺母座的使用要求。3.3 铸造工艺方案的确定3.3.1 铸造方法的选择根据铸件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用灰口铸铁为材料，并且铸件的表面精度要求不高，结合生产条件（参考金属工艺学课程设计表 1-7）选用砂型铸造。3.3.2 造型及造芯方法的选择在砂型铸造中，因铸件制造批量为中批生产（参考金属工艺学课程设计表1-8） ，故选用手工分模
16、造型。型芯尺寸不大，形状简单（参考金属工艺学课程设计表 1-9） ，故选择手工芯盒造芯。3.3.3 浇注位置的选择因为分型面为垂直面，所以内浇口开在垂直分型面处，又因为该零件形状不规则，需要设计一个型芯，为不使铁水在浇注时冲刷型芯，采用与型芯面相切方向进行浇注。由于该零件在后平面壁厚相对较大，为了不使这些地方产生缩孔、缩松，在该处开出冒口进行补缩。注入方式采用中间注入式。3.4 铸造工艺参数的确定3.4.1 加工余量的确定按手工砂型铸造，灰铸铁查金属工艺学课程设计表 1-11，查得加工余量等级为 ，转查表 1-12，零件高度100mm，尺寸公差为 13 级，加工余量等级H13为 H，得上下表面
17、加工余量为 6.5mm 及 4.5mm，实际调整取 4.5mm。（设计）93.4.2 拔模斜度的确定零件总体高度小于 200mm（包括加工余量值在内） ，采用分模造型后铸件的厚度很小，靠松动模样完全可以起模，故可以不考虑拔模斜度。3.4.3 收缩率的确定通常，灰铸铁的收缩率为 0.7%1% ，在本设计中铸件取 1% 的收缩率。3.4.4 不铸孔的确定为简化铸件外形，减少型芯数量，直径为 3mm 的孔不铸出，而采用机械加工形成。3.4.5 铸造圆角的确定为 防 止 产 生 铸 造 应 力 集 中 ， 铸 件 各 表 面 相 交 处 和 尖 角 处 ， 以 R = 3mm5mm 圆 滑过 渡 。（
18、设计）104 机械加工工艺规程设计4.1 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。4.1.1 粗基准的选择对于螺母座零件而言，按照粗基准的选择原则（当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面为粗基准） 。选取螺母座的前后端面作为粗基准，加工出 B 平面。4.1.2 精基准的选择为保证加工精度，结合螺母座的特征，主要采用基准重合原则和统一基准原则来进行加工。在加工 C，D 端面、左端面、右端面，加工 60mm 孔时，以加工过的 B 平面为定位基准，主要运用统
19、一基准原则，即均以螺母座的 B 平面作为定位基准； 4.2 制订机械加工工艺路线制订机械加工工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。（设计）11图 2 零件图 工艺路线方案工序 1 铸造；工序 2 热处理；工序 3 铣 B 面；工序 4 铣右端面；工序 5 粗铣 C、D 两面；工序 6 粗镗内孔-倒角;工序 7 粗铣左端面；工序 8 精铣 C、D 面；工序 9 精镗内孔；工序 10 去毛刺;工序
20、 11 终检，入库。4.3 确定机械加工余量及工序尺寸根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下：（设计）121.孔 60mm毛坯为空心，而孔的精度为 IT8（参考机械制造工艺设计简明手册表 2.3-9） ，确定工序尺寸及余量：粗镗孔：59.85 2Z=0.85 精孔：60 ， 2Z = 0.15mm 2. B 平面粗铣：Z = 3.5mm；精铣：Z = 1.0mm。3. 右端面粗铣：Z = 3.5mm。4. C、 D 两面粗铣：Z = 3.5mm；精铣：Z = 1.0mm。5. 左端面粗铣：Z = 3.5mm；4.5 确定切削用量及基本工时4.5
21、.1 工序 3： 铣 B 面； 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册 ，由铣削宽度 = 22mm，选择 = 30mmea0d的标准高速钢端铣刀(GB1129-85) ，根据切削用量简明手册 表 1.2，选择 YG6 硬质合金刀片，由于采用标准高速钢端铣刀，故齿数 z = 10，机床选择卧式铣床X52K。 选择切削用量切削深度 pa由于加工余量较大，需要两次走刀切完，故取 =3.5mm。pa每齿进给量 zf（设计）13采用不对称端铣以提高进给量，查切削用量简明手册表 3.5，当使用镶齿套式面铣刀及查阅机械制造工艺设计简明手册得机床的 10kw 时，得 = zf0.14mm/z 0.24mm
22、/z ，故取 = 0.24mm/z。zf确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm，由铣刀直径 = 80mm，查切削用量简明手册表 3.8，故刀具磨钝寿命 T = 180min。0d第一次走刀：.25/Zfm1incV查015367.(/min)cnrd查查按机床选取 /inr机03751.3(/in)10cnV机机工作台进给量： .2675.2(/min)fZn机基本工时： 4310.9(mi)56.fLtV第二次走刀：15/minc查015367.(/in)cnrd查查按机床选取 /inr机工作台进给量： 0.25637.25(/m
23、in)fZV机基本工时： 431.9(min)6.fLt4.5.2 工序 4：铣右端面（设计）14 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册 ，由铣削宽度 =22mm，选择 = 25mm 的ea0d高速钢端铣刀(GB1106-85)，故齿数 z = 3，机床选择立式铣床 X52K。 选择切削用量切削深度 pa由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 4.5mm。pa每齿进给量 zf采用对称端铣以提高加工精度，查切削用量简明手册表 3.3，当使用高速钢莫氏锥柄立铣刀及查阅机械制造工艺设计简明手册得机床的功率为 7.5kw 时，得 = 0.2 mm/z 0.3mm/z，故取 = 0.2m
24、m/z。zf zf确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.8mm，由铣刀直径 = 25mm，查切削用量简明手册表 3.8，故刀具磨钝寿命 T = 60min。0d切削速度 和每分钟进给量cvfv根据切削用量简明手册表 3.14，当mm， ， 10mm， 0.24mm/z 时， m/min， r/min，250d3zpazf 20cv25nmm/min。fv各修正系数： 9.0MvfnvkKk1tftt .svfnsvk故 (m/min)180.9.20c(r/min)5.295nk(mm/min)73vff按机床说明书选取： =190r/m
25、in， = 78mm/min，则切削速度和每齿进给量cfv（设计）15为：(m/min)01.8105.294.310ndvc= = = 0.04(mm/z)zfvcf7.检验机床功率根据切削用量简明手册表 3.22，当 19mm， = 0.1mm/z 0.15mm/z，eazf10mm， 184mm/min。查得 P = 0.9kw，根据铣床 X52K 说明书，机床主轴pafvc允许功率为：P = 9.1250.75kw = 6.84kw，故 P P ，因此，所选择的切削用cMcM量是可以采用的，即= 4.5mm， = 20.7mm/min， = 190r/min， = 18.01m/min
26、， = pafvcncvzf0.04mm/z。计算基本工时： fmvLt式中， ， mm，查切削用量简明手册表ylL5.4l2.29， mm，所以， (mm)，10y 5.140L(min)。7.2fmvt4.5.3 工序 5： 粗铣 C、D 两面；（1） 粗铣 C 端面20/incVm查017.4(/i)cnrd查查选用主轴为 6/in机实际切削速度： 025.1(/min)cdV机查（设计）16工作台进给量： 0.1564(/min)fZVn机基本工时： 5032(in)t（2） 粗铣 D 端面：切削速度： /mincV17.4/inr查选用主轴为 60/ir机工作台进给量： 1nfm基本
27、工时： 5320.98(i)t4.5.4 工序 6： 粗镗内孔-倒角 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册 ，选择 = 18mm 的 H10 级高速钢锥柄机用0d铰刀(GB1133-84)，机床选择镗床 T524。 选择切削用量进给量 f查阅切削用量简明手册表 2.11 及表 2.24，并根据机床说明书取 f = 1mm/r 2mm/r，故取 f = 1.5mm/r。切削速度 cv根据镗床 T524 机床说明书选取：n =100r/min，所以，c(m/min)。7.51084.310dvc确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 2.12，当 =18mm 时，铰刀后刀面最大
28、磨损量为0d0.6mm，故刀具磨钝寿命 T = 60min。因此，所选择的切削用量：f = 0.72mm/r， = 195r/min， = 6.1m/min。cncv计算基本工时（设计）17fmvLt式中， ， mm，查切削用量简明手册 表yl37l2.29， mm，所以， (mm)，8y 458L= = 0.32(min)。fmvt72.0194.5.5 工序 7：铣左平面 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册 ，由铣削宽度 =22mm，选择 = 25mm 的ea0d高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85) ，故齿数 z = 3，机床选择立式铣床 X52K。 选择切削用量切削深度 p
29、a由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 4.5mm。pa每齿进给量 zf采用对称端铣以提高加工精度，查切削用量简明手册表 3.3，当使用高速钢莫氏锥柄立铣刀及查阅机械制造工艺设计简明手册得机床的功率为 7.5kw 时，得 = 0.2 mm/z 0.3mm/z，故取 = 0.2mm/z。zf zf确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.8mm，由铣刀直径 = 25mm，查切削用量简明手册表 3.8，故刀具磨钝寿命 T = 60min。0d切削速度 和每分钟进给量cvfv根据切削用量简明手册表 3.14，当mm， ， 10mm， 0
30、.24mm/z 时， m/min， r/min，250d3zpazf 20cv25nmm/min。fv各修正系数： 9.0MvfnvkKk（设计）180.1tvftntvkKsfs故 (m/min)18.9.2vck(r/min)5.2905n(mm/min)73vffk按机床说明书选取： =190r/min， = 78mm/min，则切削速度和每齿进给量cfv为：(m/min)01.8105.294.310ndvc= = = 0.04(mm/z)zfvcf7.检验机床功率根据切削用量简明手册表 3.22，当 19mm， = 0.1mm/z 0.15mm/z，eazf10mm， 184mm/m
31、in。查得 P = 0.9kw，根据铣床 X52K 说明书，机床主轴pafvc允许功率为：P = 9.1250.75kw = 6.84kw，故 P P ，因此，所选择的切削用cMcM量是可以采用的，即= 4.5mm， = 20.7mm/min， = 190r/min， = 18.01m/min， = pafvcncvzf0.04mm/z。计算基本工时： fmvLt式中， ， mm，查切削用量简明手册表ylL5.4l2.29， mm，所以， (mm)，10y 5.140L(min)。7.2fmvt4.5.6 工序 8： 精铣 C、D 面；精铣 C 面 由资料1机械加工工艺手册表 得：734.2（
32、设计）19， ， ；由式 1.5 得，主轴转速 Zmaf/15.0map3.0smvc/0.3，则取in/4.9rDvnin/10r由式 1.6 得，实际铣削速度 sDvc /29.61由式 1.7 得， rZaffM /85.同理：由式 1.9 得 既 0.77(min)。siflLTjM5.421721精铣 D 面：加工余量为 Z=1mm切削速度为 20/mincV17.4/inr查选用主轴为 6/ir机工作台进给量： 0.1564(/min)fzVZn机基本工时： 452(mi)1t4.5.7 工序 9 精镗内孔； 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册 ，选择 = 18mm 的 H
33、10 级高速钢锥柄机用0d铰刀(GB1133-84)，机床选择镗床 T524。 选择切削用量进给量 f查阅切削用量简明手册表 2.11 及表 2.24，并根据机床说明书取 f = 1mm/r 2mm/r，故取 f = 1.5mm/r。切削速度 cv根据镗床 T524 机床说明书选取： n =100r/min，所以，c(m/min)。7.51084.310dvc确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 2.12，当 =18mm 时，铰刀后刀面最大磨损量为0d（设计）200.6mm，故刀具磨钝寿命 T = 60min。因此，所选择的切削用量：f = 0.72mm/r， = 195r/m
34、in， = 6.1m/min。cncv计算基本工时 fmvLt式中， ， mm，查切削用量简明手册表yl37l2.29， mm，所以， (mm)，8y458L= = 0.32(min)。fmvt72.0195 夹具设计根据毕业设计要求，设计工件工序加工 60mm 孔和 B 平面定位。选用 T524 镗床，并加加工零件上直径 60mm 的一套专用镗床夹具。5.1 夹具设计5.1.1 工件的加工工艺分析该 零 件 需 要 加 工 的 60H7mm 孔的 位 置 尺 寸 精 度 要 求 不 高 ， 孔 的 表 面 粗 糙 度 值为 Ra1.6。 在 机 械 加 工 工 艺 规 程 中 ， 依 靠 所
35、 设 计 的 夹 具 来 保 证 加 工 表 面 的 下 列 位 置 尺寸 精 度 ：待加工孔中心水平距离尺寸为 57mm；待加工孔的垂直距离尺寸为 45mm。由以上可知，该孔的位置尺寸精度要求不高。5.1.2 确定夹具的结构方案 确定定位方案，设计定位元件该孔为通孔，沿着孔轴线方向的不定度可不予以限制，但是为增强加工时零件的刚性，必定限制孔轴线方向的不定度，故应按完全定位设计夹具，并力求遵守基准重合原则，以减少定位误差对加工精度的影响。 确定夹紧方式和设计夹紧机构加工 60H7mm 孔时，圆柱销和对上平面的夹紧机构共同承受镗孔时的切削扭矩。为便于操作和提高机构效率，采用转动压板夹紧机构，其力
36、的作用点落在靠近（设计）21A 平面上。 夹紧力计算计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。本工序在镗削加工过程中的切削力可以分解为切削扭矩和轴向切削力，因轴向切削力的作用方向与夹具的夹紧方向相同，有助于工件的夹紧，因此，在计算夹紧力时可以不计算轴向切削力。而为保证夹紧可靠，应将理论夹紧力乘上安全系数作为工件加工时所需要的夹紧力，即： KWk其中 ，查机床夹具设计手册表 1-2-1 得：6543210KK、 、 1.15、 、 、 、 ，5.10.1 0.13.40.15.6K所以， = 2.691。查机床夹具设计手册表 1-2-7 得： pKsDM8.021.查机床夹具设计手册表
37、1-2-8 得： 03.196.pK由于镗头的直径为 d = 15mm，所以，(N mm )。8.24.4.052.8.M2因此，实际所需要的夹紧力为：(N mm )。7.691.kW2夹紧机构采用压板机构，机构的传动效率为 ，螺母产生的夹紧力为：95.0。)(21tgtLQFz夹查机床夹具设计手册表 1-2-20，得： = 6.22mm，查表 1-2-21，得： = z3.675mm， ，查表 1-2-22，得 ， 。29 5092 18.0tf（设计）22= = 2810.23(N)(21tgtLQFz夹 31.2675.180.64tg则作用在转动压板上的夹紧力为：= =2810.23夹
38、F压在工件上的夹紧力作用点到镗头在工件上加工时作用点的距离为 36mm。压F l因此，夹紧力产生的扭矩为： (N mm )。4108.361.028FMlf压压 2工件受力如图 1 所示。图 4 工件受力示意图因 ，故该夹紧机构能满足镗孔加工要求。kW压M 加工误差分析用 工 件 的 “两 面 一 孔 ”定 位 ， 使 设 计 基 准 和 工 序 基 准 重 合 ， 即 遵 守 “基 准 重 合 ”和 “基准 统 一 ”原 则 ， 以 减 少 定 位 误 差 ， 所 采 用 的 定 位 元 件 为 定 位 销 ， 考 虑 薄 壁 圆 柱 孔 支 承形 状 ， 将 支 承 和 夹 具 体 铸 成
39、 整 体 ， 即 把 支 承 铸 成 薄 壁 凸 台 。镗套形状尺寸在机床夹具设计手册中查取。为了安装快换镗套，确定选取固定衬套与之相配合使用。设计镗模板：将镗套用衬套安装在镗模板上，镗模板通过销子和螺栓与夹具体连接。镗模板的尺寸与形状自行设计。 夹具精度分析机械加工中，保证加工出合格零件的必要条件是：加工误差不大于被加工零件相应的公差。加工误差来源于两大方面：一方面是与机床有关的误差称加工方法误（设计）23差 ；另一方面是与夹具有关的误差，而此误差可分为零件在夹具中的定位误差G、夹具的对刀或导向误差 及夹具的制造及在机床上的安装误差 。根据误差DTA的随机性的特点，按概率原理合成，根据生产实
40、际情况，与夹具有关的误差占加工误差的绝大部分，故按机率相等的原理，取零件公差的 3/4 作为判别依据得到保证加工零件合格的条件是： （ 零件相应加工尺寸的公差） ，22ATDk43因为加工方法误差取决于机床精度，所以只进行夹具精度的分析计算。满足上述条件，认为夹具精度满足加工要求，否则精度不足。镗孔夹具产生导向误差有五个因素：其一是镗模板底孔至定位基准尺寸误差，取其公差 ；其二、三是镗套、衬套内外圆同轴度误差 ；其四是镗套与衬套1 21e、的配合间隙 ；其五是镗套与镗头配合间隙 ，于是得：x 2x2112eT镗套垂直度误差对孔位置影响折算为： tHhB心轴底面平行度误差对孔位置影响折算为： 2
41、L定位误差：基准重合。， （基准不重合）0Bmm（定位销与孔配合最大间隙）05.)14.(36.YmmD导向误差：最后是铰刀，故按铰刀计算。mm02.1， （同轴度误差忽略）e(mm)03.1.34.1x(mm)2702= (mm)121xeT 047.2.0322 安装误差：H = 26，h = 7，B = 8mm，t = 0.025mm，t = 0.008mm，L = 1（设计）2450mm。0.014(mm)222218780.50.6ABhttHL因此，夹具精度：= =22ATD7.14.7.05. 222k315.024综上所述，此夹具能满足加工要求。5.2 绘制夹具总体图当上述各种
42、元件的结构和布置确定之后，也就基本上决定了夹具体和夹具整体结构的型式。绘图时先用双点划线（细线）绘出工件，然后在各个定位面绘制出定位元件和夹紧机构以及镗套、镗模板，最后把各个元件连在一起，就形成了夹具体。为了节省夹具材料，减少加工时间和降低成本，夹具在机床上的安装可以不设计耳座，而采用压板螺钉夹紧装置将夹具固定在镗床上。按要求标注与夹具有关的尺寸、公差和技术要求。（设计）256 结束语经过近一个学期的艰苦努力，终于比较圆满地完成了毕业设计的各项任务。在本次设计中我深深地体会到以下几点：作为一名科技工作者和工程技术人员，首先必须培养求真务实和严谨的科学态度，培养理论联系实际、镗研创新与实事求是相
43、结合的工作作风。必须重视基础理论知识，只有在牢固掌握专业知识的基础上，才能有创新和发展。经过这次毕业设计，我学会了收集、查阅和综合分析各种资料，正确应用各种标准手册和工具书籍，进一步提高了自己分析、计算等基本技能，特别是在应用办公软件和绘图软件上，我的收获很大，掌握了很多的常用技巧。掌握了常用机械结构设计的一般方法和步骤，熟悉了设计计算说明书、论文摘要、文献综述等格式和写作方法，为将来的实际工作打下了坚实的基础。（设计）26参考文献1吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册（第二版）.北京：高等教育出版社.1999.3763；2梁炳文.机械加工工艺与窍门精选.第五集.北京：机械工业出版社，2005
44、.1.1171；3东北重型机械学院,洛阳工学院,第一汽车制造厂职工大学.机床夹具设计手册M.上海:上海科学技术出版社;4刘友和.金工工艺设计M.广州:华南工学院，1982.113;5陈家瑞汽车构造M：下册北京：机械工业出版社，2000;6周振宝.机床夹具精度的分析J.机床与液压,2004(2):137 138;7刘丽娟.机床夹具设计中的一面二销定位J.润滑与密封 ,2003(3):107108;8顾崇衔等.机械制造工艺学M.西安:陕西科学技术出版社,1990.458;9王启平.机床夹具设计M.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1996.1134,207249;10 王小华.机床夹具图册M. 北京:
45、 机械工业出版社,1992.3637,4041;11 国家标准全文数据库系统EB/OL. http:/:6006/,1989-7-1;12 朱耀祥,融亦呜.夹具设计自动化的现状及发展趋势J.机械科技,1993(10):1417;13 邱宣怀.吴宗泽.机械设计M （第四版）.北京：高等教育出版社 .1997.140153;14 臧联防.浅谈模块式定位夹具.汽车维修与保养.2006 年 9 期;15 李玉汉. 一种车床专用夹具. 机械工程师.2006 年 9 期 ;16 Liao Jianmin.Fixturing analysis for stability consideration in a
46、n automated fixture design systemJ.Journal of Manufacturing Science and Engineering,2002,124(2):98104.17 Subramanian V,Kumar Senthil A.Seow K C .A multi agent approach to fixture designJ.Journal of Intelligent Manufacturing,2001,12(1):3142.18 傅文兰. 气门疲劳的试验过程及其夹具研制. 机电工程技术 .2006 年 8 期;19 姜明灿. 论机床夹具与零件
47、加工精度的关系. 机械工程与自动化 -2006 年 5 期;20 P N Rao.manufacturing Technology-Metal Cutting & Machine Tools.BeiJing:China Machine Press.2003.9.7382.（设计）27致谢本毕业论文的撰写是在我的指导教师老师的精心指导和关心下完成的。从课题的选择、方案制定、工作实施到论文的撰写、修改无不渗透着老师的心血。邱老师以他渊博的学识、卓越的才智、严谨的治学精神和求实创新的工作作风使我受益非浅，在学习和毕业设计过程中给予我很大的启迪与帮助，给我留下了极为深刻的印象，使我对以后的工作充满信心。在本次设计过程中，我学习到了很多在之前的课程学习过程中没有考虑过的问题，更好的学会了怎样将理论应用于实践，更为全面的考虑问题；但是由于没有经验，做的设计还是有很多地方存在不足和错误，希望老师给予批评指正。在此论文完成之际，谨向四年来关心我的所有老师致以崇高的敬意和衷心的感谢!同时在设计过程中得到了同组同学的大力帮助和支持，在此一并致谢。工程技术学院机械制造及其自动化2009-12-9
