夹具毕业论文

夹具毕业论文（共6篇）

篇1：夹具毕业论文

摘 要

本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。

夹具座的工艺规程及钻、攻2-M8螺纹的工装夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。

关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。

目录

序言…………………………………………………………………1

一.零件分析 ……………………………………………………2

二.工艺规程设计…………………………………………………3 2.1确定毛坯的制造形式 ……………………………………3 2.2基面的选择传 ……………………………………………4 2.3制定工艺路线 ……………………………………………5 2.4确定切削用量及基本工时……………………………… 7

三 夹具设计 ……………………………………………………26

3.1问题的提出………………………………………………26 3.2定位基准的选择…………………………………………26 3.3切削力及夹紧力计算……………………………………26 3.4定位误差分析……………………………………………26 3.5钻套的设计………………………………………………28 3.6夹具设计及操作简要说明………………………………29

总 结………………………………………………………………31 致 谢………………………………………………………………32 参考文献 …………………………………………………………33

序 言

机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。

夹具座的工艺规程及钻、攻2-M8螺纹的工装夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。

本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。

第 1 页

一、零件的分析

夹具座共有八组加工表面，现分述如下：

1.320155面

2.105两侧面及32025面 3.6-Φ9孔、6-Φ13 4.32038面 5.32067面 6.6-M8螺纹深20 7.2Φ6锥孔 8.2-M8螺纹

第 2 页

二.工艺规程设计

2.1 确定毛坯的制造形式

零件材料为HT150，考虑到零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。

夹具体零件材料为 HT150，硬度选用260HBS，毛坯重约1Kg。生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下：

1.320155面

320155面，表面粗糙度为Ra0.8，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=5.0mm.粗铣 单边余量Z=3.0mm 半精铣 单边余量Z=1.5mm 精铣 单边余量Z=0.4mm 磨削 单边余量Z=0.1mm 2.105两侧面及32025面

105两侧面及32025面，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=3.0mm.3.6-Φ9孔、6-Φ13孔

6-Φ9孔、6-Φ13孔的尺寸不大，采用实心铸造。4.32038面

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32019面，表面粗糙度Ra0.8，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=3.0mm.粗铣 单边余量Z=2.0mm 半精铣 单边余量Z=0.5mm 精铣 单边余量Z=0.4mm 磨削 单边余量Z=0.1mm 5.32067面

32067面，表面粗糙度Ra1.6，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=3.0mm.粗铣 单边余量Z=2.0mm 半精铣 单边余量Z=0.8mm 精铣 单边余量Z=0.2mm 6.6-M8螺纹深20 6-M8螺纹深20，螺纹尺寸不大，采用实心铸造。7.2Φ6锥孔

2Φ6锥孔，尺寸不大，采用实心铸造。8.2-M8螺纹

2-M8螺纹，螺纹尺寸不大，采用实心铸造。

9.其它表面均为不加工表面，砂型机器铸造出的毛坯表面就能满足它们的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。

2.2 基面的选择的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，第 4 页

不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。

粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择重要表面为粗基准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面。因此，夹具座以32067的槽作为定位粗基准。

对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。

2.3 制定工艺路线

制订工艺路线的出发点，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能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。

方案一 工序01：铸造 工序02：人工时效

工序03：粗铣、半精铣、精铣320155面 工序04：铣105两侧面及32025面 工序05：钻6-Φ9孔、扩Φ9孔到Φ13 工序06：粗铣、半精铣、精铣32019面 工序07：粗铣、半精铣、精铣32067面

第 5 页

工序08：钻、攻6-M8螺纹深20 工序09：与件3配作2Φ6锥孔 工序10：钻、攻2-M8螺纹 工序11：磨320155面 工序12：磨32038面 工序13：去毛刺 工序14：检验至图纸要求 工序15：入库 方案二

工序01：铸造 工序02：人工时效

工序03：粗铣、半精铣、精铣320155面 工序04：铣105两侧面及32025面 工序05：粗铣、半精铣、精铣32019面 工序06：粗铣、半精铣、精铣32067面 工序07：钻6-Φ9孔、扩Φ9孔到Φ13 工序08：钻、攻6-M8螺纹深20 工序09：与件3配作2Φ6锥孔 工序10：钻、攻2-M8螺纹 工序11：磨320155面 工序12：磨32038面 工序13：去毛刺 工序14：检验至图纸要求 工序15：入库

方案一与方案二的区别在于钻6-Φ9孔、扩Φ9孔到Φ13加工

第 6 页的先后，孔加工之后为后面工序的加工提供了定位基准，简化了夹具设计，减少了成本，提高了效率，故采用方案一，具体的加工路线如下 工序01：铸造 工序02：人工时效

工序03：粗铣、半精铣、精铣320155面 工序04：铣105两侧面及32025面 工序05：钻6-Φ9孔、扩Φ9孔到Φ13 工序06：粗铣、半精铣、精铣32019面 工序07：粗铣、半精铣、精铣32067面 工序08：钻、攻6-M8螺纹深20 工序09：与件3配作2Φ6锥孔 工序10：钻、攻2-M8螺纹 工序11：磨320155面 工序12：磨32038面 工序13：去毛刺 工序14：检验至图纸要求 工序15：入库

2.4 确定切削用量及基本工时

工序01：铸造 工序02：人工时效

工序03：粗铣、半精铣、精铣320155面 工步一：粗铣320155面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8，第 7 页

ap3.0mm，d060mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

ap3.0mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125663r/min d60按机床标准选取nw＝675r/min

vdnw1000606751000m/min127.2m/min

当nw＝675r/min时

fmfzznw0.24675540mm/r 按机床标准选取fm500mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l13.0mm，l23mm，则机动工时为

tmll1l2320332.415min nwf6750.2工步二：半精铣320155面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8, ap1.5mm，d060mm，v125m/min，z4。

第 8 页

2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

ap1.5mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125663r/min d60按机床标准选取nw＝675r/min

vdnw1000606751000m/min127.2m/min

当nw＝675r/min时

fmfzznw0.24675540mm/r 按机床标准选取fm500mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l11.5mm，l23mm，则机动工时为

tmll1l23201.532.404min nwf6750.2工步三：精铣320155面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8, ap0.4mm，d060mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量

第 9 页

1）决定铣削深度

ap0.4mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125663r/min d60按机床标准选取nw＝675r/min

vdnw1000606751000m/min127.2m/min

当nw＝675r/min时

fmfzznw0.24675540mm/r 按机床标准选取fm500mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l10.4mm，l23mm，则机动工时为

tmll1l23200.432.396min nwf6750.2工序04：铣105两侧面及32025面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合双面刃铣刀，刀片采用YG8, ap3.0mm，d080mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

第 10 页

切削工时：l320mm，l11.5mm，l23mm，则机动工时为

tmll1l23201.531.014min nwf16000.2工步三：精铣32019面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8, ap0.4mm，d060mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

ap0.4mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v10001251592.3r/min d25按机床标准选取nw＝1600r/min

vdnw10002516001000m/min125.6m/min

当nw＝1600r/min时

fmfzznw0.2416001280mm/r 按机床标准选取fm1200mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l10.4mm，l23mm，则机动工时

第 11 页

为

tmll1l23200.431.011min nwf16000.2工序07：粗铣、半精铣、精铣32067面 工步一：粗铣32067面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合三面刃铣刀，刀片采用YG8, ap2.0mm，d0100mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

ap2.0mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X62型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125398.1r/min d100按机床标准选取nw＝375r/min

vdnw10001003751000m/min117.8m/min

当nw＝375r/min时

fmfzznw0.24375300mm/r 按机床标准选取fm300mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l12.0mm，l23mm，则机动工时

第 12 页

为

tmll1l23202.034.333min nwf3750.2工步二：半精铣32067面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合三面刃铣刀，刀片采用YG8, ap0.8mm，d0100mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

ap0.8mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X62型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125398.1r/min d100按机床标准选取nw＝375r/min

vdnw10001003751000m/min117.8m/min

当nw＝375r/min时

fmfzznw0.24375300mm/r 按机床标准选取fm300mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l10.8mm，l23mm，则机动工时为

第 13 页

tmll1l23200.834.317min nwf3750.2工步三：精铣32067面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合三面刃铣刀，刀片采用YG8, ap0.2mm，d0100mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1 为

tmll1l23200.234.309min nwf3750.2工序08：钻、攻6-M8螺纹深20 工步一：钻6-M8螺纹底孔Φ6.8 选用6.8mm高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）

由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得f机0.28mm/r

Vc查16m/min（《切削》表2.15）n1000Vc10007.5r/min351.2r/min D6.8 按机床选取n=375r/min VcDn10006.837510008.（0m/min)

基本工时：tll1l2203.43min0.2514min nf3750.28总的工时：T=6t=1.509min 工步二：攻丝6-M8深20

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选择M8mm高速钢机用丝锥

f等于工件螺纹的螺距p，即f1.25mm/r

Vc机7.5m/min

n1000Vc10007.5r/min341.2r/min D8 按机床选取n=375r/min 基本工时：tll1l2200.63min0.0503min nf3751.25总的工时：T=6t=0.302min 工序09：与件3配作2Φ6锥孔

1、加工条件

加工材料: HT150，硬度200~220HBS，铸件。

工艺要求：孔径d=6mm。通孔，精度H12~H13,用乳化液冷却。机床：选用Z3025钻床和专用夹具。

2、基本工时：tll1l2190.63min0.0482min nf3751.25总的工时：T=2t=0.096min 工序11：磨320155面 工件材料：灰铸铁HT150 加工要求：磨320155面

机床：平面磨床M215A

刀具：砂轮

量具：千分尺（1）选择砂轮

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见《工艺手册》表4.8—2到表4.8—8，则结果为

WA46KV6P350×40×127 其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350×40×127（D×B×d）（2）切削用量的选择

砂轮转速为N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s

轴向进给量fa =0.5B=20mm(双行程)

工件速度Vw =10m/min

径向进给量fr =0.015mm/双行程（3）切削工时

tm 2 L b Zb k1000 v fa f

《工艺手册》

式中L—加工长度，L=320mm Zb——单面加工余量，Zb =0.1mm

K—系数，1.10

V—工作台移动速度（m/min）

fa—— 工作台往返一次砂轮轴向进给量（mm）

fr——工作台往返一次砂轮径向进给量（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：灰铸铁HT150 加工要求：磨32038面

机床：平面磨床M215A

刀具：砂轮

量具：千分尺（4）选择砂轮

见《工艺手册》表4.8—2到表4.8—8，则结果为

第 16 页

WA46KV6P350×40×127 其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350×40×127（D×B×d）（5）切削用量的选择

砂轮转速为N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s

轴向进给量fa =0.5B=20mm(双行程)

工件速度Vw =10m/min

径向进给量fr =0.015mm/双行程（6）切削工时

tm 2 L b Zb k1000 v fa f

《工艺手册》

式中L—加工长度，L=320mm Zb——单面加工余量，Zb =0.1mm

K—系数，1.10

V—工作台移动速度（m/min）

fa—— 工作台往返一次砂轮轴向进给量（mm）

fr——工作台往返一次砂轮径向进给量（mm）3201101.10.051.291min tm 

100010200.015工序13：去毛刺 工序14：检验至图纸要求 工序15：入库

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三、夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。有老师分配的任务，我被要求设计工序10：钻、攻2-M8螺纹的夹具设计，选用机床：Z525立式钻床

3.1、问题提出

本夹具主要用来钻、攻2-M8螺纹，生产批量：中大比量，钻、攻2-M8螺纹与其他面没有任何位置度要求，设计时主要考虑效率上。

3.2 定位基准的选择

以加工后的Φ9孔和320155的端面作为定位基准进行定位。

3.3定位元件的设计

本工序选用的定位基准为二孔、一平面定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对一面两销进行设计。

3.4切削力和夹紧力的计算

1、由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由《切削手册》得：

钻削力 F26Df0.8HB0.6 式（5-2）钻削力矩 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、夹紧力的计算

选用夹紧螺钉夹紧机 由Nf1f2KF

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其中f为夹紧面上的摩擦系数，取f1f20.2

5F=Pz+G G为工件自重 N

螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为  [s]=3.5~4 取[s]=4 得 120MPa

F3551.4N f1f2s

s4FH2dc22.8 满足要求

1.34Ndc215MPa

经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，3.5:定位误差分析

(1)移动时基准位移误差jy

jyd1D1X1min（式5-5）

式中： d1 ———— 圆柱销孔的最大偏差

D1 ————圆柱销孔的最小偏差

1min ————圆柱销孔与工件Φ9孔最小配合间隙

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

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(2)转角误差

dD1X1mind2D2X2min tg1

2L（式5-6）

式中： d1 ———— 圆柱销孔的最大偏差

D1 ————圆柱销孔的最小偏差

1min ————圆柱销孔与定位销最小配合间隙

d2 ———— 削边销孔的最大偏差

D2 ———— 削边销孔的最小偏差

X2min ———— 削边销定位孔与定位销最小配合间隙

其中：X2min2(LxLgX1min)2 则代入（式5-6）得：

tg0.01900.0150.01500.010.0000622

247则： 0.00006219

3.6夹具设计及简要操作说明

本工件采用圆柱销定位，通过圆柱销和工件的过盈配合来固定工件，通过一削边销防止工件转动，这们工件被完全定位。这样操作更加简单，迅速，特别适合大批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求

装配图附图如下：

第 20 页

夹具体附图如下

第 21 页

总 结

课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入毕业设计打下了好的基础。

课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。

第 22 页

致 谢

这次课程设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了课程设计。

这次课程设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下他的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，他不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

第 23 页

参 考 文 献

1.切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年

2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年

3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年

4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年

5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月

6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年

第 24 页

篇2：夹具毕业论文

毕业设计（论文）任务书

钻床夹具的设计

Drill Fixture Design

课题名称 钻床夹具的设计 课题性质

设计类

班 级 机械082 学生姓名 饶永可 学 号 810403017 指导教师

娄天祥

导师职称 讲师

一．选题意义及背景

在各种机床上加工零件都需要相应的夹具，本课题是针对一个特定的零件要在摇臂钻床上钻孔这道工序设计一套夹具。

二．毕业设计（论文）主要内容：

根据所给零件图的尺寸和结构，设计适用于这个零件的夹具。要求适用在摇臂钻床，钻出零件图中的6.5的孔。要求保证孔通过轴心，并保证轴向尺寸精度。

三．计划进度：

第8周 下发任务书，并查阅相关资料；

第9周，完成夹具的方案设计，并画出原理图；

第10-11周 完成装配图和零件图的设计，并写出论文草稿； 第12周 完善零件图和装配图，并完成论文； 第13周 答辩

四．毕业设计（论文）结束应提交的材料：

1、装配图和零件图

2、论文

指导教师 教研室主任

年 月 日

年 月

日

论文真实性承诺及指导教师声明

学生论文真实性承诺

本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。

毕业生签名：

日 期：

指导教师关于学生论文真实性审核的声明

本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。

指导教师签名： 日 期：

摘要

在各种机床上加工零件都需要相应的夹具，本课题是针对一个特定的零件要在摇臂钻床上钻孔这道工序设计一套夹具。本工序是为圆柱工件加工φ6.5H9 的单孔,其结构是一个阶梯轴。

根据该工件的形状我们可以确定定位面是圆柱表面，因此选用V形块来作为其定位元件。夹紧时选用半圆压板和两螺栓的组合达到对工件夹紧的目的。在根据其精度要求确定钻模板的位置，因为该工件加工的是φ6.5H9单孔，所以据其精度要求可选用固定钻套来引导刀具对其进行孔加工。其连接元件用螺柱和螺钉对其进行部件的连接。由于是小批量生产，这里选用固定钻模，用来保证工件的加工精度。

我们在设计专用夹具时为了能满足工件的加工精度要求，考虑了合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求，并进行了必要的精度分析在工艺性方面使这种夹具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。在使用性方面这种夹具的操作简便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要时可设置排屑结构。通过对钻床夹具设计的制作，进一步巩固和所学基本知识并使所学知识得到综合运用。学会查阅和收集技术资料，提高运用计算机辅助设计的能力，树立正确的设计思想和严谨的工作作风。

关键字：固定钻套 定位元件 加工精度 连接元件

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 绪论

1.1钻床的发展趋势

钻床系指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换非凡刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。钻床可分为下列类型：

(1)台式钻床：可安放在作业台上，主轴垂直布置的小型钻床。

(2)立式钻床：主轴箱和工作台安置在立柱上，主轴垂直布置的钻床。(3)摇臂钻床：摇臂可绕立柱回转、升降，通常主轴箱可在摇臂上作水平移动的钻床。它适用于大件和不同方位孔的加工。

(4)铣钻床：工作台可纵横向移动，钻轴垂直布置，能进行铣削的钻床。(5)深孔钻床：使用特制深孔钻头，工件旋转，钻削深孔的钻床。

(6)平端面中心孔钻床：切削轴类端面和用中心钻加工的中心孔钻床。(7)卧式钻床：主轴水平布置，主轴箱可垂直移动的钻床

钻床相关标准与其他金属切削机床相关标准大体相同，其专用标准有：GB6477.4-86《金属切削机床术语钻床》，GB2815-89、JB/T5763-91《钻床联接尺寸标准》，GB9461-88、JB/Z108-89《摇臂钻床参数及系列型谱标准》等，出口产品不得低于一等品。

主要生产厂家有：中捷友谊厂、沙市第一机床厂、宁夏大河机床厂、鲁南机床厂、保定钻床厂等。钻床主要出口日本、东南亚、欧、美、非洲及港、澳等30余个国家及地区。

1.2钻床夹具的概述

钻床夹具：用干各种钻床（镗床组合机床）上的夹具，又称钻模，镗模。主要目的保证孔的精度（位置）。要想对钻床夹具有深刻的了解，就要先知道钻床夹具的特点。1.2.1钻床夹具的特点

在一般钻床对工件进行空加工，多具一下特点: 首先是刀具本身的刚性比较差。钻床上所加工的空多为小尺寸的孔，其工序内容不外乎钻、扩、铰、锪或攻螺纹等加工，所以，刀具直径往往比较小，而轴向尺寸比较啊，刀具的刚性均较差。

其次是多刃刀的不对称，易造成空的形位公差。钻、扩、铰等孔加工刀具，多为多刃刀具，当刀刃分布不对称，或刀刃分布不对称，或刀刃长度不等，会造成被加工孔的制造误差，尤其是采用普通麻花钻钻孔，手工刃磨钻头所造成的两侧不对称，极易造成被加工孔的孔位偏移、孔径增大及孔轴线的弯曲和歪斜，严重影响孔的形状、位置精度。

再有就是普通麻花钻头起钻时，孔的精度极差。普通麻花钻轴向尺寸大，结构刚性差，加上钻心结构所形成的横刃，破坏定心，使钻尖运动布稳定，往往在起钻过程造成较大的孔位误差。在单件、小批量生产种中，往往要考操作工在起钻过程中不断地进行人工矫正控制孔位精度，而在大批生产中，则需依靠刀刃结构的改进和夹具对刀具的严格引导解决。

综合以上孔加工特点，钻床夹具的主要任务是解决好工件相对刀具的正确加工位置的严格控制问题。在大批量生产中，为有自傲解决钻头钻孔的精度不稳定的问题，多直接设置带有刀具引导的钻模板，对钻头进行正确引导和对孔位进行强制性限制。尤其是对箱体、盖板类工件的钻孔，往往要同时有多支钻头一次性钻出众多的孔，为保证加工孔隙的位置精度，一定要通过一块精确的模版，把多个孔位由引导限制好。这种用来正确引导钻头控制孔位精度的模版。专业化、高效生产中的钻床夹具，通常具有较精确的钻模版，以正确、快速地引导钻头控制孔位精度，这是钻床夹具的最主要的特点。所以，习惯上又把钻床夹具称为钻模。为防止钻刃破坏钻模板上引导孔的孔壁，多在引导孔中设置高硬度的钻套，以维持钻模板的孔系精度。

对钻床夹具的类型要有一定的认知。1.2.2钻床夹具的主要类型

钻床加工中对不同的加工工件所选着的夹具体液是不同的。因此根据经验人们总结了以下不同工件加工的主要夹具。它们主要是：

1.固定式：夹具与机床上位置固定不变，用于立钻，摇臂钻加工大件等 2.回转式：用于同一圆周上的孔系加工。它包括立轴、卧轴和斜轴回转三种基本型式。

3.移动式：钻模移动，用于加工同一表面上的多个孔中小型工件

4、翻转式：钻模板转动一定角度，用于加工不同表面上的孔，翻转点力，5、盖板式：没有夹具体，模板盖在工件上加工

6、滑柱式：升降钻模板的通用可调夹具 根据不同工件的加工，因此我们也要对钻模由工件的形状和加工要求进行选择。

1.2.3钻模类型选择

钻模类型多，在设计时，要根据工件的形状、重量、加工要求和批量来选型：被钻孔径>10mm，或加工精度较高时，宜用固定钻模。不同表面上的孔，总G<100N，中、小型工件，宜用翻转钻模。当分布在不同心圆周上的孔系，总G<150N，宜用回转式钻模。当G>150N,宜用固定钻模，在摇臂钻加工，量大时用立钻多轴加工。垂直度与孔间距要求不高时，用滑柱式钻模。若加工大件上的小孔时，宜用盖式钻模。

为了提高钻孔的精度，可以通过钻套来来引导刀具的位置，保证孔加工的精度。但由于加工工件的量大小和孔位置特殊，所以钻套也分为以下几种。

1.3.4钻套的选择

钻套和钻模板是钻床夹具的特殊元件。钻套的作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工，钻套装配在模板上，用钻套比不用钻套可减少50%以上的误 差。其结构尺寸已标准化：

1）固定钻套：配合H7/n6,H7/r6,结构简单，精度高，适用于单孔或小批生产。2）可换钻套：H7/g5,H7/g6，间隙配合装入衬套内，用螺钉固定

3）快换钻套：配合H7/g5,H7/g6,结构与上述不同，不用固定螺钉便可更换。适用于加工多，更换不同孔经的钻套。

上述钻套标准化。还有一种特殊故钻套。

4）特殊钻套：适用于工件结构形状和被加工孔的位置特殊

性，标准钻套不满足时用的钻套。

钻套的安装也是非常重要的，因此钻模板可以通过合理的设计将钻套定位安装，从而保证孔的加工位置。钻模板通常装配在夹具体或支架上，或与夹具上的其它元件相连接。常见的有如下几种类型： 1.3.5钻模板类型

A固定式钻模板：钻模板和夹具体或支架是用固定方法相连接，一般采用两个圆锥销和螺钉装配连接；对于简单的结构也可采用整体的铸造或焊接结构。

B铰链式钻模板： 当钻模板妨碍工件装卸等工作时，可用活动铰链把钻模板与夹具体相连接。

C可卸式钻模板

D悬挂式钻模板： 在立式钻床上采用多轴传动头进行平行孔系加工时，所用的钻模板就连接在传动箱上，并随机床主轴往复移动。这种钻模板简称为悬挂式钻模板

第二章 钻床夹具的设计过程

2.1工件本工序的加工要求分析

图2—1所示为工件图样

图2-1 工件图

2.1.1 零件本工序的加工要求分析

图1所示该零件属于轴类零件，结构比较简单。

钻φ6.5H9孔

本工序前已加工的表面有：(1)外径φ18H7及两端面；

(2)外径φ24g6及两端面。

本工序使用机床为 Z5125立钻。刀具为通用标准工具。

2.2钻床夹具的设计原理

2.2.1图2.2-1为按本工件设计的钻床夹具的原理图：

图2.2-1 钻床夹具原理图

1.螺钉M6X40 2.螺钉M4x30 3.螺母M4 4.双头螺栓M4 5.橡胶垫圈

6.半圆压板 7.固定钻套 8.钻模板 9.V形块

2.2.2拟定夹具的设计方案(1)确定夹具的类型

各类机床夹具均有多种不同的类型。钻床有固定式钻模、翻转式钻模、盖板式钻模和滑板式钻模等。

在立式钻床上加工直径不大于10mm的单孔或摇臂钻床上加工较大的平行孔系，或钻模重量超过15kg时，因钻穴扭矩较大以及人力移动费力，故钻模需固定在钻床上。这中加工一批工件时位置固定不动的钻模，成为固定式钻模。若结构上无独特的特点，则成为固定普通钻模。

在立式钻床上安装固定式钻模时，先安装在主轴上的刀具或心轴伸入钻套中，使钻模处于正确的位置，然后将其筋骨。因此这类钻模加工精度比较高。

因为工件是一个阶梯轴的圆柱体，本工序所加工的6.5H9单孔，单孔的位置在工件外径18g6的圆周上，单孔贯穿工件的轴线并与轴线垂直。因为加工孔径不，大工件重量轻、轮廓尺寸以及生产量为小批生产等原因，所以采用固定式钻模。

（2）拟定定位方案和定位元件的选择

1.定位元件

根据工件的特点其定位方案有两个：

1）图2.2-2为工件以较长圆柱面18g6在夹具长套筒中定位，长定位套对工

件提供了四点约束X、Y、X、Y，消除了两个移动不定度和两个转动不定

度。定位为挡销限制一个自由度Z，所以符合工件的定位要求。

2）工序基准为端面B及Φ24H7圆柱直线的轴线，按基准重合原则，选B面及Φ24H7圆柱为定位基准。定位方案如图2.2-3所示，长V形块与轴类工件成两条直线或四点接触，提供四点约束，消除两个移动不定度和两个转动自由度X、Y、X、Y，半圆压板限制四个自由度X、Z、Y、Z，故重复限制X、Y两个自由度。但由于Φ24.5H7圆柱的轴线与B面垂直度δ⊥=0.02mm,两者相等，Φ24.5H7（Φ24.5+0.020 0mm）和直径Φ24.5f6（Φ24.5-0.020-0.033mm）的最小配合间隙Xmin=0.02mm,两者相等，满足δ⊥

因为第一定位方案定位往往不太稳定工件外圆柱直径误差较大时，与定位套成单方向线接触，定位精度及定位质量很低。第二定位方案其结构简单，定位稳定、可靠，对中性好，可以得到良好的定位效果。因此选用第二方案对工件进行定位。

2.定位元件的选定

由工件可知其以外圆柱面作为定位表面，根据工件圆柱面的的完整程度及安装要求，夹具可以设置V形块、定位套、半圆套、外拨顶尖及各类自动定心装置等定位元件为工件提供空间位置依据。

V形块既能用于精定位基面，又能用于粗定位基面；能用于完整的圆柱面，也能用于局部圆柱面；而且具有对中性（使工件的定位基准总处在V形块的两限位基面的对称面内），活动V形块还可兼作夹紧元件。因此，当工件以外圆柱表面定位时，V形块是用的最多的定位元件。

定位套其内孔轴线是限位基准，内孔是限位基面。为了限制工件的沿轴向的自由度，常与端面联合定位。用端面作为主要限位面时，应控制套的长度，以免夹紧时工件产生的不允许的变形。定位套结构简单、容易制造，但定心精度不高，故只适用于精定位基面。

半圆套有两部分，下面的半圆套是定位元件，上面的半圆套起夹紧作用。这种定位方式主要用于大型轴类零件及不便于轴向装夹的零件。定位基面的精度不低于IT8-IT9,半圆套的最小直径应取工件定位基面的最大直径。

综上所诉，要加工的工件为以完整的圆柱面作为定位，需加工的孔在工件的轴线上。V形块对中性好，能使工件的定位基准轴线在V形块两斜面的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响，并且安装方便。可用于粗、精基准。

因此，采用V形块作为其定位元件。（3）确定夹紧方案

常用的夹紧机构有斜楔夹紧、螺旋夹紧、偏心夹紧、铰链夹紧等。

参考夹具资料，采用M4x20螺钉、橡胶垫圈、V形块和半圆压板以工件外圆柱表面为定位基准。把夹紧性能优良的螺旋与结构简单、灵活的各类压板相组合，可以得到较为理想的螺旋压板组合夹紧机构。有一些较典型的螺旋压板组合机

构。这些结构灵活的压板，都克服了螺旋夹紧动作较慢的缺点，使整个机构装夹的效率得以提高。所以，在实际中广泛应用。螺旋压板组合得到广泛的应用。螺旋压板组合机构是螺旋夹紧中又能够用最为普及的一个大类。因此为了考虑经济性和效率快捷，由于工件批量小，宜适简单的手动夹紧装置。因此采用螺旋夹紧机构，使工件装卸迅速、方便。

由于工件批量小，以用简单的会手动夹紧装置。加工工件为阶梯轴，而且两端长度大小不同，应选用较长的一端作为定位面，其定位基准面是V形块，为了加工方便所以夹紧力应指向φ18的圆柱面，所以采用带橡胶垫圈的夹紧的螺旋机构机构。以半圆压板作为其夹紧件，两螺柱对其进行夹紧、定位，使工件能有更高的定位精度和加工精度。本工件的夹紧装置如图2.2-4所示：

（4）确定引导元件

图2.2-4 半圆压板螺旋夹紧机构

钻套和钻模板是钻床夹具的特殊元件。钻套的作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工，钻套装配在模板上，用钻套比不用钻套可减少50%以上的误 差。其结构尺寸已标准化

1）固定钻套：配合H7/n6,H7/r6,结构简单，精度高，适用于单孔或小批生产。

2）可换钻套：H7/g5,H7/g6，间隙配合装入衬套内，用螺钉固定

3）快换钻套：配合H7/g5,H7/g6,结构与上述不同，不用固定螺钉便可更换。适用于加工多，更换不同孔经的钻套。

上述钻套标准化。

4）特殊钻套：适用于工件结构形状和被加工孔的位置特殊

性，标准钻套不满足时用的钻套。

加长钻套

斜面钻套

小孔距钻套

可定位、夹紧钻套

为能迅速、准确的确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应该设置引导刀具的元件——钻套。钻套一般安装在钻模板上，钻模板与夹具体连接，钻套与工件之间留有排屑空间，如图2—7b所示。因工件批量小又是单一钻孔工序，所以此处选用固定钻套。

第三章

3.1定位元件

由工件可知其以外圆柱面作为定位表面，根据工件圆柱面的的完整程度及安装要求，夹具可以设置V形块、定位套、外拨顶尖及各类自动定心装置等定位元件为工件提供空间位置依据。此处选用V形块作为定位元件（1）V形块的应用特点

在外圆柱面定位元件中，各类V形块可能是应用最为广泛的一类元件，其结构简单，定位稳定、可靠，对中性好，不论是局部圆柱面还是完整圆柱体，利用V形块或V形结构都可以得到良好的定位安装效果。

由于V形块定位同时利用成角度的两个斜面来约束工件，所以，参加定位的工件圆柱面的曲率中心始终被包含在V形块的对称中心平面内。当工件以圆柱体在V形块上定为时，工件轴线始终处在V形块的对称中心平面内，习惯上称为工件的据中性或对中性。所以，在需要较严格对称加工要求的铣、钻工序中，广泛应用各种V形块来作定位元件。（2）常用V形块结构及其应用

常用V形块的结构情况，其中单V形块，用于较短工件的定位；双V形块结构，用于较长工件两端或断续圆柱轴颈的定位；当工件结构较大、轴向尺寸较长时，也可采用镶块结构。图3.1-1为V形块定位的应用，其图3.1-表明工件在V形块定位座中良好的对中性。

图3.1-1

（3）V形块标准

常用的V形块两工作面斜面夹角一般是60°、90°、120°三种，其中90°地 V形块应用最多，其结构及规格尺寸已标准化。其标准代号为JB/T8018-199

5《V形块》如表3.1-1所示。

表3.1-1 V形块标准规格尺寸

（4）V形块的定位高度

标准V形块的规格一V形槽开口N来划分，见图4由于同一尺寸N的V形块，适应于不同轴颈d的工件的定位，如：槽宽N为18mm的V形块，适合于直径15-20mm的工件定位，所以对于不同直径工件的定位，同一V形块将有不同的工件中心高（或称工件的轴线的高度）T值，故具体的T值按

T = H + 0.707d – 0.5N

来计算。

根据以上所述，本课题设计的工件的T值由上表2-1-23中N=18mm一行中的参数可计算出

T = H + 0.707d – 0.5N

= 16 + 0.707 * 5 – 0.5 * 18 =10.5（mm）

图3.1-2 V形块

（5）定位误差△D 2）基准不重和误差

有前面V形块定位标准介绍可知，以V形块定位的理想定位基准要素为V形块标准检验工件圆柱的轴线。当工件以实际外圆柱表面在V形块上定位时，其基准要素为轴线。钻孔的位置以及尺寸给出，则其尺寸H1的工序基准与工序基准重合，基准补充和误差为零：

△B=0 2）基准位置误差△B 图3.1-3中夹具的安装基准面是V形块，在安装时前基准过误差为△MN

图3.1-3 V形块基准位置误差

由于工件定位外圆柱面的直径误差，是整批工件在同一V形块上定位时，其轴线位置A`点将在V形块对称中心面内上下滑动。形成了轴心的基本误差△MN。

显然，此项误差最大值应以整批工件定位轴颈的与最小直径作为计算依据。即当工件以最大极限尺寸直径dmax轴颈在V形块中定位时，其轴线位置A应处于上述变动范围的最高点，见图3.1-3所示，当工件以最小极限尺寸dmax轴颈向定位时，其轴线位置A`应为变动范围最低点。则基准误差的最大值△MN由图可知：

△MN = A`A D△d）=------------------2 * sin a

△d =-------------------2 * sin a

式中 △d —— 定位轴颈直径误差 A —— V形块两工作面夹角

当工件定位轴颈的直径公差为Td时，整批工件定位的基准位置误差最大值△MN为：

Td △MN =-------------------2 * sin a

对于90°角V形块：

a = 90°

△MN = 0.707 Td 式中 Td —— 工件定位轴颈直径公差

△MN = 0.707 Td = 0.707.0.06 = 0.042（mm）

△D = △A + △MN = 0 + 0.042 = 0.042（mm）定位误差的结论：

1）定位误差只产生于采用调整法加工一批工件的情况下，若单件或批量工件逐个试切加工者不存在定位误差。

2）定位误差是由于工件定位不准确而产生的加工误差。

3）表现形式：工序基准相对加工表面在加工尺寸方向可能产生的最大尺寸或位置的变动。

4）产生原因：基准不重合；工件的定位基准面制造误差、定位元件制造误差、工件基面与定位元件间的配合间隙及基准不重合误差。

5）定位误差由基准不重合误差和基准位移（位置）误差两部分组成，但二者不一定同时存在。

6）定位误差的计算可以按照定位误差的定义进行计算，也可以按定位误差的组成注意分析计算。

提高工件定位精度的措施：消除或减少基准不重合误差；要正确选择定位基准；经可能与工序基准重合；消除或减少基准位移误差。

1）选择精度高、位置误差小的表面为定位基准，尤其是组合定位中的第一基准，位置误差要小；

2）选用基准位置误差小的定位元件，提高定位元件间的位置精度；

3）提高工件定位表面与定位元件的配合精度，将销或消除配合间隙来减小基准位移误差。

3.2 确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸)

为能迅速、准确的确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应该设置引导刀具的元件——钻套。钻套一般安装在钻模板上，钻模板与夹具体连接，钻套与工件之间留有排屑空间，如图3.2-1所示。因工件批量小又是单一钻孔工序，所以此处选用固定钻套。

图3.2-1 固定钻套

主要尺寸有《机床夹具零、部件》国家标准GB/T2262-91选取钻孔时如表3.2-1

表3.2-1 固定钻套标准尺寸

1.钻套的尺寸、公差配合的选择

钻套内径基本尺寸=引导刀具的最大极限尺寸

1）钻套内径基本尺寸：钻头、扩孔钻，铰刀是标准化定尺寸刀具，所以内径刀与刀具按基轴制选。钻套与刀具之间按一定的间隙配合，以防刀具使用时咬孔或长使一般根据刀具精度选套孔的公差：钻（扩孔）选F7，粗铰 G7，精铰G6。若引导的是刀具导柱部分不是切削部分，可按孔制选取：H7/f7，,H7/g6，,H6/g5等。

2）钻套高度H：

H=（1~3）D 斜孔 H=（4~6）D H过长，磨损严重由

表1.5-1可查得： 钻套高度H取20mm 3）排屑空间：h措钻套底部与工件表面之间的空间。h过大要引偏，过小不能排屑.铸铁：S=（0.3~0.7）D 小孔取小值 钢： S=(0.7~1.5)D 大孔取大值 斜孔：S=（0~0.2）D 所以排屑空间h为 30mm 4）材料：

性能要求：高硬度，耐磨

常用材料：T10A T12A CrMn 或20渗碳淬火 D≤10mm CrMn D<25mm T10A T12A HRC58~64 D≥25mm 20渗碳淬火 HRC58~64 因此，本处采用材料T10A,热处理:T10A HRC58~64。因钻孔φ6.5H9；由表1.5-1可查得： 钻套内径为φ6.5F7； 外径为φ12D6； 麻花钻选用φ6.5f6 钻套轴线对基面的垂直度允差为0.02mm 3.3夹紧方案

参考夹具资料，采用M4x20螺钉、橡胶垫圈、V形块和半圆压板以工件外圆柱表面为定位基准。把夹紧性能优良的螺旋与结构简单、灵活的各类压板相组合，可以得到较为理想的螺旋压板组合夹紧机构。有些较典型的螺旋压板组合机构。这些结构灵活的压板，都克服了螺旋夹紧动作较慢的缺点，使整个机构装夹的效率得以提高。所以，在实际中广泛应用。螺旋压板组合得到广泛的应用。螺旋压板组合机构是螺旋夹紧中又能够用最为普及的一个大类。因此为了考虑经济性和效率快捷，由于工件批量小，宜适简单的手动夹紧装置。因此采用螺旋夹紧机构，使工件装卸迅速、方便。

图3.3-1半圆压板螺旋夹紧机构

3.4连接元件

连接元件就是确定夹具在机床上正确的位置元件。连接元件主要起定位和连接作用，其种类有螺栓连结、螺柱连接和销连接等。这里主要选用螺钉和双头螺柱连接。1.螺钉连接

图3.4-1 螺钉

表3.4-1 螺钉标准尺寸

根据各部件的相应尺寸，螺钉选用M4的尺寸对V形块和钻模版进行连接。由表3.4-1可知：

螺钉L在5-40mm，这里L选用30mm，其它尺寸如表3.4-1所示。当对钻模板和V形块廉洁时，选用螺钉M6。： 由表3.4-1可知：

螺钉L在6-50mm，这里L选用40mm，其它尺寸如表3.4-1所示。2.双头螺柱

3.5对刀误差

因刀具相对于对刀或导元件的位置不精确而造成的加工误差，称为对刀误差。如图3.5-1中钻头于钻套见的间隙会引起钻头的位移或倾斜，造成加工误差。

刀具与钻套的最大配合间隙Xmax的存在会引起刀具的偏斜，将导致加工孔的偏移量X2。

用钻模加工时，被加工孔的位置精度主要受定位误差△D和导向误差△T的影响。钻模上的导向装置对定位元件的位置不准确，将导致刀具位置发生变化，由此而造成的加工尺寸误差△T即为导向误差。主要包括：

B------工件厚度 H------钻套厚度

h------排屑空间的高度

X3

x2HBhH2

图3.5-1 对刀误差

H

B + h + 2 X3 =-------------------X2 H

18 + 21.22 + 2 =

X 0.052

= 0.127mm

工件厚度大时，按X2计算对到误差；；△T = X3； 工件薄时，按X2对刀误差；△T =X2。

实践证明，用钻模钻孔时，加工孔德偏移量远小于上述理论数值。因加工孔的孔径D`大于钻头直径d，由于钻套孔径的约束，一般情况下D`= D，即加工孔中心实际上与钻套重合，因此△T 趋近于零。

因为夹具在机床上安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。

结 论

这次课程设计给我们提供了一个应用自己所学知识的机会，从到图书馆查找资料到对夹具精度分析与计算和运用CAD画出夹具零件图到最后夹具总图的成型。都对我

所学的知识进行了检验。可以说，本次课程设计有苦也有甜。设计思路是最重要的，只要你的设计思路是成功的，那你的设计已经成功了一半。因此我们应该在设计前做好充分的准备，像查找详细的资料，为我们设计的成功打下坚实的基础。制作过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，马虎，要心平气合的一步一步来。

总体来说，通过这次设计我受益匪浅。在摸索该如何画出夹具零件图时的过程中，也特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力。在让我体会到了搞设计艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。发现和解决问题对于我而言，既增长了专业知识，又学会了另外一种考虑问题的新视角，使我受益非浅。我相信，通过这次的毕业设计，我所学到的东西将伴随着我在以后的人生道路上越走越远。

致 谢

时间转瞬即过，一眨眼，我便要踏入社会的大家庭。大学四年里，我与学校建立了很深的感情。学校给了我很大的培养，他使我不断地成熟、长大。对于这次的毕业设计，能够完成，不单是自己的努力，在我遇到技术问题不能解决的时候，我的指导教师娄老师都能给予我耐心的指导，让我在迷雾之中豁然开朗；我设计中细小的错误以及粗心的地方，我的林老师都能给我指出，这种一丝不苟的精神深深地感动了我，在此，我对我的指导老师表示深深的感谢。其次不得不感谢我的同学，他们在本次设计中也给了我不少的帮助。而校图书馆、CAD机房给我们提供了大量的做设计所必需的文献、资料以及做设计的场所，使我最终能完成本次毕业设计，在此表示感谢！

参考文献

篇3：机床夹具设计

工件在夹具中的定位就是要确定工件与夹具定位元件的相对位置, 并通过导向元件或对刀装置来保证工件与刀具之间的相对位置, 从而满足加工精度的要求, 工件在夹具中的定位一定要通过定位元件, 并以六点定位原理分析所限制工件的自由度。本夹具采用了大平面、挡销、心轴定位, 其中大平面限制了三个自由度分别是X、Y、Z方向的移动;挡销限制了一个旋转自由度;心轴限制了两个自由度。

工件在切削过程中会受到切削力、惯性力等作用, 因此必须夹紧以保证定位, 典型的夹紧装置是由夹紧元件、中间传力机构和动力源装置所组成。夹紧元件是执行夹紧的最终元件, 是直接与零件接触来完成夹紧的。中间传力机构是传递动力源装置的力到夹紧元件来完成夹紧, 它可以改变夹紧力的大小、方向和使夹具有自锁性能。动力装置是产生夹紧力的动力源, 所产生的力称为原始力。

夹紧装置在夹紧过程中有一定的要求:夹紧装置应保证工件定位, 而不能破坏工件的定位。夹紧力的大小应能保证工件在加工时的位置不变, 同时又不能使工件产生变形, 方向应和切削力方向相应, 使其减小。夹紧装置的动作应迅速、方便、安全, 结构应简单、合理、制造方便。

夹具的性能及优点: (1) 刚性好; (2) 应用范围广; (3) 精度保证较高。

夹具体的设计是整个夹具的基础零件, 定位元件、夹紧装置、连接元件、导向元件或对刀装置等都要求装在它上面, 因此夹具体是一个复杂而又重要的零件, 而且必须满足一定的要求:夹具体要有足够的刚度, 承受夹紧力及加工时的切削力, 一般夹具体为铸件, 但也可是焊接件。夹具体一般应考虑搬运的吊装问题, 以方便夹具的安装。对于小规模当然可以不考虑吊装, 但也应该考虑搬运的问题。夹具体上应考虑排屑和清理切屑方便, 结构尺寸应考虑夹具体的稳定性, 夹具底面可以做的稍大些。由于夹具体一般都比较复杂, 故要考虑结构工艺性, 对加工和安装都应该合理、方便。

根据国家标准的规定, 由《互换性与技术测量》表可知:取中等级, 即尺寸偏差为由《机床夹具设计手册》可得:①定位误差 (两个垂直平面定位) ;②夹紧误差:其中接触变形位移值;③磨损造成的加工误差;④ 夹具相对刀具位置误差:取误差总和。

夹具精度计算是一个非常重要的环节, 它是检验夹具是否合乎零件加工要求。这些联系环节中的任何误差, 都将以加工误差的形式直接影响工件的加工精度, 这些误差主要有:因工件在夹具中定位不准确, 使工件的原始基准偏离规定位置而产生工件定位误差Δdw。因夹具在机床上安装不准确, 使夹具的安装面偏离规定位置而产生夹具安装误差Δa。因刀具相对夹具位置不准确, 或刀具与导向、对刀元件之间的配合间隙引起的导向或对刀误差Δt。因机床精度、刀具制造精度和磨损, 加工调整、加工变形等因素引起的与加工方法有关的加工方法误差Δg。

为了使夹具能加工出合格的工件, 上述各项误差的总和应不超过工序尺寸 (或位置要求) 的公差Δk, 即Δdw+Δa+Δt+Δg<Δk 称为误差计算不等式, 其中各项误差都是在工序尺寸方向上的分量, 如果工序尺寸 (包括位置精度要求) 不止一个, 则只有在每个工序尺寸的误差计算不等式都能满足要求时, 所设计的夹具才能保证加工要求。对夹具而言:

1) 工件在夹具中的定位误差在前面已经分析, 即Δdw=0.07 mm。

2) 夹具的安装误差Δa, 是夹具在机床上安装时, 因夹具的安装面偏离了规定的位置, 从而使原始基准发生移动而在工序尺寸产生的偏差, 采用定位键进行定位, 则安装误差Δa=0.005 mm。

3) 刀具位置误差Δt的确定, 刀具位置误差是刀具相对于夹具位置不准确引起的误差, 或刀具与导向、对刀元件间的配合间隙引起的导向或对刀误差, 这项误差又称刀具调整误差, 则Δt=0.07 mm。

4) 加工方法误差Δg, 因为加工方法误差具有很大的偶然性, 很难进行精确的计算, 因此常取 (1/3～1/2) Δk作为加工方法和精度储备之用, 则g=0.3 m。

篇4：夹具毕业论文

一、全方位的多媒体效果形象直观,有利于突破重难点

PowerPoint集文字、图形、图像、声音、视频、动画制作于一体,具有强大的多媒体演示功能,能化静态为动态,化动态为静态,化无声为有声,化枯燥为生动,化抽象为直观,化微观为宏观,并能跨越时空的限制。各种多媒体素材可信手拈来,为教学所用。下面仅从声音、视频、动画三方面加以说明。

1.声音

点击“插入”菜单中的“影片和声音”,获取“剪辑库中的声音”或从其他位置(如CD-ROM等)插入音效、音乐。恰如其分的背景音乐能烘托出复习的主题,同时也为枯燥紧张的理论学习营造了一点轻松愉快的氛围。如在组合夹具教学时,插入一些音乐可以引起学生的注意力。此外还可视具体情况在幻灯片放映中录制语音旁白或者声音。

2. 视频

点击“插入”——“影片和声音”——“剪辑库中的影片”(或“文件中的影片”,便可在幻灯片中自动播放插入的影片,或通过鼠标随机控制影片的放映。还可使用缩放手柄改变影片视窗的大小,循环放映或为影片添加动画效果。如在学习“工件的六点定位原则”、“定位误差的分析”等时,利用插入的动画辅之教师的讲解,完全能够引导学生轻松突破这些重点难点的问题。

3.动画

在PowerPoint中,教师可根据情况对每张幻灯片及每张幻灯片上的不同对象设计相同或不同的动画效果,从而使演示文稿更加生动、直观,比如在学习车床的六级变速操纵机构时用动画演示其操纵过程,易于学生理解、掌握,突破重难点。

二、精彩生动的电子挂图有利于教学

有人说“图是机械结构的第二语言”此话一点不假。纵览机械专业教材(无论新版、旧版)、各类练习试题,其中各种图、表比比皆是。传统教学中,教师常利用自制的各种挂图进行演示,它对于学生对机构的认识起到了一定的作用,然而挂图在制作、呈现、保存、更新上非常麻烦,可视性、直观性也欠佳。PowerPoint之于专业知识最基本的作用就是作为电子挂图发挥其强大的功效。

1.制作简单

利用“插入”命令,可十分方便地插入各种图片(包括从网上下载、扫描仪输入的现成图片);同时也可导入自己利用绘图软件绘制的图片;PowerPoint本身也自带绘图、制表等功能,可方便地制作各章节的知识体系图表、重难点知识归纳比较表、章节知识的"组织结构图"等,比传统挂图制作上更方便省时。

2.呈现方式生动活泼

这一点是传统挂图根本无法比拟的。PowerPoint具有丰富多彩的"切换方式",教师可根据情况随机掌握控制;而各种"自定义"的动画效果更是生动活泼。一方面在展示时大大节省了时间,另一方面在吸引学生注意力,突出重点上更有独到之处。

3.容量大且保存方便

通常,用PowerPoint制作的两节机床与夹具课的课件(演示文稿)大约为几百KB,可包含许多幅图片和文字等资料。课件制作完毕后可根据需要保存在硬盘、软盘或光盘上,甚至发布到校园网、因特网上实现资源共享。这些是传统挂图无法想象的。

4.修改、更新均很轻松容易

传统挂图在制作中若出现错误,修改后便有失美观。而PowerPoint的每张幻灯片都可任意修改、添加,使之更富有表现力,绝不至于出现补丁、污迹。至于随着知识的更新,对演示文稿作全面或局部的调整更是非常轻松的事。

三、超级链接方便自如,有利于前后联系、综合应用

在专业知识的学习中,经常要对本节的知识进行前后对照,对相关章节知识进行横向联系,对同一专题的知识进行对比综合等,利用PowerPoint在演示文稿中插入超级链接,可以从当前的幻灯片直接跳转至本演示文稿的其他幻灯片、其他演示文稿、文件、局域网或因特网上的地址。这样进一步增大了演示文稿的容量及知识的相互联系,最大限度地适应专业理论知识学习的需要。

此外,由于一个演示文稿的容量可能很大,学生在课堂上来不及作详尽的笔记,教师可以发给学生打印的演示文稿,或者让学生复制到软盘上带回家学习,或登录校园网浏览,这样学生在课堂上可以节省不少时间,从而能较宽松地听老师的讲解和与老师进行交流。

当然,PowerPoint在使用中也有一些局限性,如交互性还不够强,在讲解一些推理推导的知识点时效果不佳等,因此我们应该扬长避短,充分发挥PowerPoint的独特优势,提高学生学习机械专业知识的质量和兴趣。

篇5：毕业夹具设计开题报告

拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的啮合，用来推动变速器齿轮，改变齿轮位置的工具，通过将齿轮改变位置来改变齿比，以达到变速的目的，变速器的齿轮都是装在主轴和副轴上，通过拨叉来推动它们的前进或后退，就可以改变齿比。高度发达的制造业和先进的制造技术，已成为衡量一个国家实力和技术水平的重要标志之一，成为一个国家在竞争激烈的国际市场上获胜的关键因素。

机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品质、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求，企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。

二、国内外研究现状及发展趋势(含文献综述)

夹具的发展200已经有多年的历史，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。第二阶段，随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床―工件―工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这一阶段夹具发展的主要特点是高效率。第三阶段，在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。

三、本课题研究内容

(1)、设计内容：制订年产5000台ca6140机床拨叉80-08的加工工艺;

(2)、设计零件的加工夹具;

内容：提交夹具装配图、零件图、加工工艺卡片、设计说明书及精度分析等相关设计分析结果。

四、本课题研究方法

工序的划分和定位基准的选择，在开始的时候，要认真分析零件图，了解拨叉的结构特点和技术要求。加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，注意零件各孔系自身精度(同轴度，圆度，粗糙度等)和它们的相互位置精度，采用autocad软件绘制零件图，一方面增加我们对零件的了解认识，另一方面增加我们对autocad软件的熟悉。

工序的划分确定加工顺序和工序内容，安排工艺的加重和分散程度，划分工序阶段，与生产纲领有密切联系，具体可以根据生产类型，零件的结构特点，技术要求和机床设备。定位基准的选择根据粗基准的选择原则：遵循基准同意，基准重合。

夹具设计要确定工件定位是否正确，定位精度是否满足要求，工件夹紧是否可靠等等。工件在夹具中的定位精度，主要是定位基准是否与工序基准重合，定位基准与定位元件的配合状况等因素有关，可提高夹具的制造精度，减少配合间隙，就能提高夹具在机床上的定位精度，夹具中出现过的定位时，可通过撤销多余定位元件，使多余定位元件失去限制重复自由度的能力，增加定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决，夹紧必须可靠，但夹紧力不可过大，一面工件或夹具产生过大变形，可采用多点夹紧或在工件刚性薄弱部位安放适当的辅助支撑，夹具的设计必须要保证夹具的定位准确的机构合理，考虑夹具的定位误差和安装误差。我们将通过对工件与夹具的认真分析，结合一些夹具的具体设计事例，查阅相关的夹具设计资料，联系在工厂看到的一些加工的夹具来解决这些问题。

五、研究目标、主要特色及工作进度

(一)、研究目标、主要特色：

①能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制定工艺流程等等问题的方法。

②通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。

③课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强自己的解决工程实际问题的能力。

(二)、工作进度：

①调研，收集资料，查阅相关文献，了解拨叉的基本结构。

②掌握机械加工工艺设计的基本思路，初步拟定拨叉零件的工艺过程，完成开题报告。

③总结前期工作，分析拨叉的作用并绘制零件图。

④加工方案论证;确定加工工艺;编制零件的机械制造工艺规程和机械加工工艺卡片。

⑤设计关键工序的夹具，绘制夹具装配图和只要零件工作图。

⑥通过与老师讨论，对零件的主要技术条件进行分析，对制定的工艺规程进行修改和完善。

⑦总结前面的工作，开始撰写论文。

⑧完成论文初稿，与老师交流，修订初稿。

⑨终稿完成，打印装订，准备答辩。

1.毕业设计开题报告

2.毕业设计开题报告

3.包装设计毕业开题报告

4.毕业论文开题报告设计

5.高校毕业设计开题报告

6.毕业设计主题开题报告

7.毕业设计开题报告格式

8.土建毕业设计开题报告

9.室内设计毕业设计开题报告

篇6：夹具毕业设计说明书

毕业设计是学生在学校完成了大学四年的全部课程，并在进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，也是学生在校学习阶段的最后一个重要的教学环节，是完成工程师基本训练的一个必不可少的过程。通过毕业设计培养学生综合运用所学知识独立解决本专业一般工程技术问题的能力，树立正确的设计思想和工作作风。

毕业设计是在毕业实习的基础上进行的，根据自己的设计课题，在毕业实习期间认真调查研究、搜索资料。

本次设计是提高CA6140车床上拨叉的加工效率，设计正确的加工工艺路线，以及某道工序的夹具。这次设计涉及到机床，机械加工工艺，工装夹具等机制专业的几乎所有的专业基础知识。是一次全面地，系统地检查自己在大学期间对专业知识学习的情况，在整个设计过程中做到严谨认真，一丝不苟的精神，尽量使自己的设计达到理想的水平，通过独立的查找资料，分析，计算完成方案设计，图纸设计和编写技术文件等，设计了这套比较完整的加工工艺路线，使自己对机制专业有了更深刻的认识。

由于时间短促，经验不足以及水平有限，本次设计难免许多不妥和错误之处，敬请批评指正，以便及时改正。

1.零件分析

1.1 零件的作用

题所给的是CA6140车床上的拨叉，它位于车床变速机构中，主要起换挡作用，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩。零件上方的Φ20mm的孔与操作机构相连，下方的Ф50mm的半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触，通过上方的力拨动下方的齿轮变速，两零件铸造为一体，加工时分开。

1.2 零件的工艺分析

CA6140车床上的拨叉共有两处加工表面。其间有一定的位置要求，分述如下： 1.2.1 以Ф20mm为中心的加工表面

这一组加工表面包括：Ф20mm的孔，以及其上下表面，孔壁上有一个装配时要钻铰的Ф8mm的锥孔，一个M6的螺纹孔，和一个缺口。1.2.2 以Ф50mm为中心的加工表面

这一组加工表面包括：Ф50mm的孔，以及其上、下端面； 这两组表面有一定的位置要求；

（1）Ф50mm的孔的上、下表面与Ф20的孔的垂直度误差为0.07mm。（2）Ф20mm的孔的上、下表面与Ф20的孔的垂直度误差为0.05mm。

（3）Ф50mm、Ф20mm的孔的上、下表面以及Ф50mm的孔的内表面的粗糙度误差为3.2um。

（4）Ф20mm的孔的内表面的粗糙度误差为1.6um，精度为IT7。

2.工艺规程设计

2.1 毛坯的制造形式

零件材料为HT200，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故

选

择

铸

件

毛

坯。

图一 毛坯图

2.2 基准面的选择

2.2.1 粗基准的选择 对零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，而对若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准，根据这个基准原则，现取Ф20mm的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个短V形块支承两个Ф20mm孔的外轮廓作主要定位面，以消除3个自由度，再用一个支承板支撑在Ф72mm的上表面，以消除3个自由度。

2.2.2 精基准的选择 主要应考虑基准重合问题。当设计基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。

2.3 制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，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能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，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下降。

1、工艺路线方案一：

工序一：退火

工序二：粗、精铣Ф20 mm、Ф50 mm的下表面，保证其粗糙度为3.2 um 工序三：以Ф20 mm的下表面为精基准，粗、精铣Ф20 mm的孔的上表面，保证其粗糙度为3.2 um,其上、下表面尺寸为30mm，工序四：以Ф20 mm 的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰Ф20 mm的孔，保证其内表面粗糙度为1.6 um，垂直度误差不超过0.05mm 工序五：以Ф20 mm的下表面为精基准，粗、半精镗Ф50 mm的孔，保证其内表面粗糙度为3.2 um 工序六；以Ф20 mm的下表面为精基准，粗、精铣Ф50 mm的上表面，保证其与孔的垂直度误差不超过0.07mm，其上、下表面尺寸为12mm 工序七：铣断

工序八：以Ф20 mm的孔为精基准，钻Ф8 mm的锥孔的一半Ф4 mm，装配时钻铰

工序九：以Ф20mm的孔为精基准，钻Ф5mm的孔，攻M6的螺纹

工序十：以Ф20 mm的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为12.5um 工序十一：检查

上面的工序可以是中批生产，但是其效率不高，并且工序四中的钻孔方法在钻孔是可能会偏离中心。经综合考虑，采用下面的方案二。

工艺路线方案二：

工序一；退火

工序二：粗、精铣Ф20 mm、Ф50 mm的下表面，保证其粗糙度为3.2 um 工序三：以Ф20 mm的下表面为精基准，粗、精铣Ф20 mm、Ф50 mm的孔的上表面，保证其粗糙度为3.2 um，Ф20 mm的上、下表面尺寸为30mm，Ф50 mm的上、下表面尺寸为12mm 工序四：以Ф20 mm 的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰Ф2 0 mm的孔，保证其内表面粗糙度为1.6 um，垂直度误差不超过0.05 mm 工序五：以Ф20 mm 的下表面为精基准，粗、半精镗Ф50 mm的孔，保证其

内表面粗糙度为3.2 um 工序六：铣断

工序七：以Ф20 mm的孔为精基准，钻Ф8 mm的锥孔的一半Ф4 mm，装配时钻铰

工序八：以Ф20 mm的孔为精基准，钻Ф5 mm的孔，攻M6的螺纹

工序九：以Ф20 mm的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为12.5 um 工序十：检查

2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“CA6140车床拨叉”零件的材料为HT200硬度为190~210HB，毛坯重量为2.2Kg,生产类型为中批量，铸件毛坯。又由<<机械制造工艺设计简明手册>>（以下称〈〈工艺手册〉〉表1.3-1查得毛坯的制造方法采用壳模铸造级，表2.2-4查得加工余量等级为G级，选取尺寸公差等级为CT10。

根据以上资料及路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯如下：

1、延轴线方向长度方向的加工余量及公差（Ф20mm、Ф50mm端面）查《工艺手册》表2.2~4取Ф20mm、Ф50mm端面长度余量为2.5mm(均为双边加工)。铣削加工余量为：a)粗铣：1.5mm b)精铣：1mm 毛坯尺寸及公差为：（35土0.3）mm（17土0.25）mm

2、内孔（Ф50mm已铸成孔）查《工艺手册》表2.2~2.5，取Ф50mm已铸成长度余量为3mm，即已铸成孔Ф44mm。

镗削加工余量为：a)粗镗：2mm b)半精镗：1mm

0.50毛坯尺寸及公差为：（48土0.3）mm（500.25）mm

3、其他尺寸直接铸造得到。

2.5 确定切削用量及基本工时

2.5.1 工序二：粗、精铣孔Ф20mm、Ф50mm的下表面

（1）加工条件

工件材料：HT200。бb=0.16GPa HBS=190~210，铸件 机床：XA5032立式铣床

刀具；W18Cr4V硬质合金端铣刀

W18Cr4V硬质合金端铣刀，牌号为YG6，由《切削用量简明手册》〉后称《切削手册》表3.1查得铣削宽度ae<=60mm,深度ap<=4,齿数Z=10时，取刀具直径do=80mm。又由《切削

o手册》表3.2选择刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角a’o=8,刀齿斜角λs=-10,主刃Kr=60o,过渡刃Krε=30o,副刃Kr’=5o,过渡刃宽bε=1mm

(2)切削用量

1）粗铣Ф20mm的下表面

a)切削深度 因切削用量较小，故可以选择ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需尺寸。b)每齿进给量：由《切削手册》表3.30可知机床的功为7.5KW，查《切削手册》表3.5可得f=0.14~0.24mm/z,由于是对称铣，选较小量f=0.14mm/z c)查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为（1.0~1.5）mm 查《切削手册》表3.8, 寿命T=180min d)计算切削速度 按《切削手册》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 又根据XA5032铣床参数，选 n=475r/min vf =600mm/s，则实际的切削速度为：

doncvc

1000

即vc=3.1480475=119.3m/min,实际进给量为：

1000fzv即fzv=

vfcncz

600=0.13mm/z 47510e)校验机床功率 查《切削手册》表3.24，Pcc=1.1KW,而机床所提供的功率Pcm为1.7KW，所以Pcm> Pcc,故校验合格。

最终确定ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/min vc=119.3m/min fz=0.13mm/z f)计算基本工时

tmL Vf公式中： L=l+y+Δ；根据《切削手册》表3.26，可得 l+Δ=12mm,所以L=l+y+Δ=32+12=44mm 故 tm=44/600=0.073min 2)粗铣Ф50mm的下表面

a)铣削Ф50mm的下表面与铣削Ф20mm的下表面的相关参数及其用量等都相同。即

ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/s vc=119.3m/min fz=0.13mm/z b)计算基本工时

tmL Vf公式中： L=l+y+Δ；根据《切削手册》表3.26，可得 l+Δ=0所以L=l+y+Δ=72mm 故 tm=72/600=0.12min 3)精铣孔Ф20mm的下表面

a)切削深度 因切削用量较小，故可以选择ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需尺寸 b)每齿进给量：由《切削手册》表3.30可知机床的功为7.5KW，查《切削手册》表3.5可得f=0.5~0.7mm/r，由于是对称铣，选较小量f=0.7mm/r c)查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为（1.0~1.5）mm 查《切削手册》表3.8, 寿命T=180min d)计算切削速度 按《切削手册》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,根据XA5032铣床参数，选 n=475r/min vf =375mm/min , 则实际的切削速度为

doncvc

10003.1480475所以vc==119.3m/min,实际进给量

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

e)校验机床功率 查《切削手册》表3.24，Pcc=1.1KW,而机床所提供的功率Pcm为1.7KW，所以Pcm> Pcc,故校验合格。

最终确定ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/min f)计算基本工时

tmL Vf6

公式中： L=l+y+Δ；根据《切削手册》表3.26，可得 l+Δ=80mm, 所以L=l+y+Δ=32+80=112mm 故 tm=112/375=0.3min 2)精铣Ф50mm的下表面

a)铣削Ф50mm的下表面与铣削Ф20mm的下表面的相关参数及其用量等都相同。即 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/m b)计算基本工时

tmL Vf公式中： L=l+y+Δ；根据〈〈切削手册〉〉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、精铣孔Ф20mm、Ф50mm的上表面

本工序的切削用量及基本工时与工序一中的粗、精铣孔Ф20mm、Ф50mm的下表面相同。

2.5.3 工序四：钻、扩、铰、精铰Ф20mm的孔

（一）钻Ф18mm的孔（1）加工条件

工艺要求：孔径d=18mm, 孔深l=30mm,通孔，用乳化液冷却

机床 ：Z535型立式钻床

刀具 ：高速钢麻花钻头

选择高速钢麻花钻头，其直径do=18mm,钻头几何形状为：由《切削手册》表2.1及表2.2 选修磨横刃，β=28o αo=10o 2Φ=118o 2Φ1=70o bε=3.5mm b=2mm l=4mm(2)切削用量 1)决定进给量f a)、按加工要求决定进给量 根据《切削手册》表2.7，当铸铁的强度 бb<=200HBS do=18mm时，f=0.70~0.86mm/r 由于L/d=30/18=1.67<3,故取修正系数K=1 所以 f=(0.70~0.86)x1=(0.70~0.86)mm/r b)按钻头强度决定进给量 根据表2.8，当бb=190MPa,do=18mm,钻头强度允许的进给量f=1.6mm/r c)按机床进给机构强度决定进给量 根据表2.9，当бb210MPa,do20.5mm,机床进

给机构允许的轴向力为11760N（Z535钻床允许的轴向力为15696N（见《工艺设计手册》表4.2-14）时，进给量为1.5mm/r。

从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.70~0.86mm/r，根据Z535钻床说明书，选f=0.80mm/r（见《工艺设计手册》表4.2-16），又由《切削手册》表2.19可以查出钻孔时的轴向力，当f=0.80mm/r do<=21mm时，轴向力Ff=7260N 轴向力的修正系数为1.0，故Ff=7260N 根据Z535钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=15696N，由于Ff

由《切削手册》表2.12，当do<=18 mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.5~0.8）mm,寿命T=60min 3)决定切削速度 由《切削手册》表2.15可知f=0.80mm/r时，双修磨横刃的钻头，do=18 mm时，Vt=17m/min 切削速度的修正系数由《切削手册》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根据Z535钻床说明书,可考虑选择nc=275r/min(见《工艺设计手册》表4.2-15)所以n=4）检验机床扭转及功率

根据《切削手册》表2.21，当f<=0.8mm/r，do<=19 mm时 Mc=51.99N.m, 根据Z535钻床说明书,当nc=275r/min，Mm> Mc

又根据《切削手册》表2.23，当бb=(170~213)MPa

do<=20mm f<=0.9mm/r vc<=17.4m/min时 Pc=1.7KW 根据Z535钻床说明书, Pc

tmL nf8

L=l+y+Δ 由《切削手册》表2.29查得y+Δ=9mm 309故 tm=0.18min 2750.8

（二）扩Ф19.8mm的孔（1）加工条件

工艺要求：孔径d=19.8mm, 孔深l=30mm,通孔，用乳化液冷却

机床 ：Z535型立式钻床

刀具 ：高速钢扩孔钻头

选择高速钢扩孔钻头，其直径do=19.8mm,钻头几何形状为：由《切削手册》表2.5 ro=18o ao=10o kr=60o krε=30o β=15o ba1=1mm(2)切削用量 1)决定进给量f a)、按加工要求决定进给量 根据《切削手册》表2.10，当铸铁的强度 бb200HBS

do=19.8mm时，f=(0.9~1.1)mm/r 由于L/d=30/19.8=1.52 因扩孔之后还须铰孔，故取修正系数K=0.7 所以 f=(0.9~1.1)x0.7=(0.63~0.77)mm/r b)按钻头强度决定进给量 根据表2.8，当бb=190MPa,do=19.8mm,钻头强度允许的进给量f=1.75mm/r c)按机床进给机构强度决定进给量 根据表2.9，当бb210MPa,do20.5mm,机床进给机构允许的轴向力为11760N（Z535钻床允许的轴向力为15696N（见《工艺设计手册》表4.2-14）时，进给量为1.5mm/r。

从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=（0.63~0.77）mm/r，根据Z535钻床说明书，选f=0.64mm/r（见《工艺设计手册》表4.2-16），又由《切削手册》表2.19可以查出钻孔时的轴向力，当f=0.64mm/r do<=21mm时，轴向力Ff=6080N 轴向力的修正系数为1.0，故Ff=6080N 根据Z535钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=15696N，由于Ff

由《切削手册》表2.12，当do<=19.8 mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.6~0.9）mm,寿命T=30min 3)决定切削速度 由《切削手册》表2.30中的公式：

cvdozvvcmxvTapfyvkv

可知f=0.64mm/r时，do=19.8 mm时，Vt=27m/min 切削速度的修正系数由《切削手册》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根据Z535钻床说明书,可考虑选择nc=375r/min(见《工艺设计手册》表4.2-15)4）检验机床扭转及功率

根据《切削手册》表2.21，当f<=0.8mm/r，do<=21 mm时 Mc=73.57N.m, 根据Z535钻床说明书,当nc=375r/min，Mm> Mc

又根据《切削手册》表2.23，当бb=(170~213)MPa do<=20mm f<=0.75mm/r vc<=20m/min时 Pc=1.7KW 根据Z535钻床说明书, Pc

tm L=l+y+Δ 由《切削手册》表2.29查得y+Δ=10mm 3010故 tm=0.13min 3750.8(三)粗铰Ф19.94mm的孔（1）加工条件

工艺要求：孔径d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔

机床 ：Z535型立式钻床

刀具 ：高速钢铰刀

L nf 选择高速钢铰刀，其直径do=19.94mm,钻头几何形状为：由《切削手册》表2.6 ro=18o ao=10o kr=60o krε=30o β=15o ba1=1mm(2)切削用量 1)决定进给量f 根据《切削手册》表2.11，当铸铁的强度

б

b

170HBS

do=19.94mm时，f=(1.0~2.0)mm/r，又由于粗铰之后还要精铰，所以应该选最大的进给量 即 f=2.0mm/r

2）决定钻头的磨钝标准及寿命

由《切削手册》表2.12，当do<=20 mm时，铰刀后刀面最大磨钝量取为（0.4~0.6）mm,寿命T=60min 3)决定切削速度 由《切削手册》表2.30中的公式

cvdozvvcmxvTapf可知，vc=7.7m/min 切削速度的修正系数由《切削手册》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根据Z535钻床说明书,可考虑选择nc=140r/min(见《工艺设计手册》表4.2-15)所以n=4）检验机床扭转及功率

根据《切削手册》表2.21，当f<=2.0mm/r，do<=21 mm时 Mc=137.7N.m, 根据Z535钻床说明书,当nc=140r/min，Mm> Mc

又根据《切削手册》表2.23，当бb=(170~213)MPa

do<=20mm f<=2.0mm/r vc<=10m/min时 Pc=1.7KW 根据Z535钻床说明书, Pc

tm

L=l+y+Δ 由《切削手册》表2.29查得y+Δ=10mm 3010故 tm=0.14min 1402.0(四)精铰Ф20mm的孔（1）加工条件

L nf 工艺要求：孔径d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔，精度等级为IT7 机床 ：Z535型立式钻床

刀具 ：高速钢铰刀

选择高速钢铰刀，其直径do=20mm：钻头几何形状为：由《切削手册》表2.6 ro=0 ao=7o a1=18o（2）切削用量 1)决定进给量f 根据《切削手册》表2.11，当铸铁的强度 бb170HBS do=20mm,加工精度要求为H7精度时，f=(1.0~2.0)mm/r，由于这是粗铰之后的精铰，所以应该选中等的进给量 即 f=1.5mm/r 2）决定钻头的磨钝标准及寿命

由《切削手册》表2.12，当do<=20 mm时，铰刀后刀面最大磨钝量取为（0.4~0.6）mm,寿命T=60min 3)决定切削速度 由《切削手册》表2.30中的公式

cvdozvvcmxvTapf可知，vc=9.64m/min 切削速度的修正系数由《切削手册》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根据Z535钻床说明书,可考虑选择nc=140r/min(见《工艺设计手册》表4.2-15)所以n=4）检验机床扭转及功率

根据《切削手册》表2.21，当f<=1.6m do<=21 mm 时 Mt=125.6Nm 扭矩的修正系数均为1.0，故Mc=125.6 Nm 又根据《切削手册》表2.23，当бb=(170~213)MPa

do<=20mm f<=1.5mm/r vc<=10m/min时 Pc=1.5KW 根据Z535钻床说明书, Pc

tm L=l+y+Δ 由《切削手册》表2.29查得y+Δ=10mm 3010故 tm=0.19min 1401.52.5.4 工序五：粗、精镗Ф50 mm的孔（1）粗镗Ф48mm孔 1）加工条件

工艺要求：孔径d=44mm的孔加工成d=48mm,通孔

机床 ：T616镗床

刀具：YG6的硬质合金刀

L nf 刀具为YG6的硬质合金刀，且直径为20mm的圆形镗刀（2）切削用量 a)确定切削深度ap 4844 ap==2mm 2b)确定进给量f 根据《切削手册》表1.5 当粗镗铸铁，镗刀直径为20mm, ap<=2mm, 孔径d<=50mm,镗刀伸长长度l<=100mm时 f=0.40~0.60mm/r 按T616机床进给量（《工艺设计手册》表4.2-21）选f=0.58mm/r c)确定切削速度 v 按 《切削手册》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机床上的转速 选n=370r/min d)确定粗镗Ф48mm孔的基本时间

选镗刀的主偏角xr=45o 则 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)半精镗Ф50mm的孔

ll1l2l3i

nf所以tm1）加工条件

工艺要求：孔径d=48mm的孔加工成d=50mm,通孔

机床 ：T616镗床

刀具：YG6的硬质合金刀

刀具为YG6的硬质合金刀，且直径为20mm的圆形镗刀 2）切削用量 e)确定切削深度ap 5048 ap==1mm 2f)确定进给量f 根据《切削手册》表1.5 当粗镗铸铁，镗刀直径为20mm, ap<=2mm, 孔径d<=50mm,镗刀伸长长度l<=100mm时 f=0.40~0.60mm/r 按T616机床进给量（《工艺设计手册》表4.2-21）选f=0.41mm/r g)确定切削速度 v 按 《切削手册》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机床上的转速 选n=370r/min h)确定半精镗Ф50mm孔的基本时间

选镗刀的主偏角xr=45o 则 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：铣断 tmll1l2l3i

nf1）加工条件

工件尺寸：长72mm 深12mm 加工要求：将双体铣开

刀具： 选高速钢细齿圆锯片刀 由《工艺设计手册》表3.1-27可得，又由（《金属切削手册》第三版）表6-7 B=4mm do=160mm Z=50 d=32mm ro=10o ao=16o 2)切削用量

a)决定每齿进给量fz 查《切削手册》表3.4可得 fz=(0.03~0.02)x(1+40%)=(0.042~0.028)mm/z 由于是对称铣 取f=0.028mm/z b)后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7后刀面最大磨损为：（0.15~0.20）mm 查《切削手册》表3.8 寿命T=150min c)计算切削速度

按《切削手册》表3.27中的公式

vc可得vc=76.7m/min 100076.7n=153r/min 160根据XA6132铣床 选主轴转速为 n=150r/min

cvdoqvKv mpvTapxvfzyvuvaeZ所以实际的切削速度为 v=75.36 m/min 工作台每分钟进给量为： fmz=0.026x50x150=195mm/min 又根据XA6132铣床的参数，取工作台进给量为190mm/z

190则：实际的进给量为fz==0.025mm/z

50150d)校验机床功率

由《切削手册》表3.28中的计算公式可知：

pc=Fc=

Fcv 1000yCFapxFfzFaeuFZdoqFnwFkFc

式中 CF=30 xF=1.0 yF=0.65 uF=0.83 wF=0 qF=0.83 所以计算得

FvFc=163.5N Pc=c=4.8kw

1000XA6132铣床主动电机的功率为7.5KW，故所选的切削用量可以采用 最终确定 vf=190mm/min n=150r/min v=75.36m/min e)计算基本工时

tmL Vf公式中： L=l+y+Δ；根据《切削手册》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： 钻锥孔Ф8mm的一半Ф4mm（1）加工条件

工艺要求；孔径do=4mm ,孔深l=32mm, 通孔

机床；Z525立式钻床

刀具： 高速钢麻花钻

选择的高速钢麻花钻的直径为do=4mm 钻头的几何形状为（由《切削手册》表2.7可知

铸铁的强度头几何形状为：由《切削手册》表2.1及表2.2 选β=30o αo=16o 2Φ=118o 2Φ1=70o（2）切削用量 1)决定进给量f a)、按加工要求决定进给量 根据《切削手册》表2.7，当铸铁的强度 бb200HBS do=4mm时，f=0.18~0.22mm/r 由于L/d=32/4=8>3,故取修正系数K=0.8 所以 f=(0.18~0.22)x0.8=(0.144~0.176)mm/r b)按钻头强度决定进给量 根据表2.8，当бb=190MPa,do<=4.3mm,钻头强度允许的进给量f=0.5mm/r c)按机床进给机构强度决定进给量

根据表2.9，当бb210MPa,do10.2mm,机床进给机构允许的轴向力为8330N（Z525钻床允许的轴向力为8830N（见《工艺设计手册》表4.2-14）时，进给量为1.63mm/r。

从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=(0.144~0.176)mm/r，根据Z525钻床说明书，选f=0.17mm/r（见《工艺设计手册》表4.2-16），又由《切削手册》表2.19可以查出钻孔时的轴向力，当f<=0.17mm/r do<=12mm时，轴向力Ff=1230N 轴向力的修正系数为1.0，故Ff=1230N 根据Z525钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=8330N，由于Ff

由《切削手册》表2.12，当do<= 6 mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.5~0.8）mm,寿命T=20min 3)决定切削速度 由《切削手册》表2.15可知f=0.20mm/r时，标准钻头，do=4 mm时，Vt=20m/min 切削速度的修正系数由《切削手册》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根据Z525钻床说明书,可考虑选择nc=1360r/min(见《工艺设计手册》表4.2-15)所以n=4）检验机床扭转及功率

根据《切削手册》表2.21，当f<=0.17mm/r，do<=11.1 mm时 Mc=6.18N.m, 根据Z525钻床说明书,当nc=1360r/min时，Mm> Mc

又根据《切削手册》表2.23，当бb=(170~213)MPa do<=10mm f<=0.53mm/r vc<=17.4m/min时 Pc=0.8KW 根据Z525钻床说明书, Pc

tmL nf L=l+y+Δ 由《切削手册》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：钻Ф5mm的孔，攻螺纹M6（1）加工条件

工艺要求；孔径do=5mm ,孔深l=6mm, 通孔

机床；Z525立式钻床

刀具： 高速钢麻花钻

选择的高速钢麻花钻的直径为do=5mm 钻头的几何形状为（由《切削手册》表2.7可知

铸铁的强度头几何形状为：由《切削手册》表2.1及表2.2 选β=30o αo=16o 2Φ=118 2Φ1=70（2）切削用量 1)决定进给量f a)、按加工要求决定进给量 根据《切削手册》表2.7，当铸铁的强度 бb200HBS do=5mm时，f=0.27~0.33mm/r 由于L/d=6/5=1.2<3,故取修正系数K=1 所以 f=(0.27~0.33)x1=(0.27~0.33)mm/r b)按钻头强度决定进给量 根据表2.8，当бb=190MPa,do<=5.4mm,钻头强度允许的进给量f=0.6mm/r c)按机床进给机构强度决定进给量

根据表2.9，当бbo o210MPa,do10.2mm,机床进给机构允许的轴向力为8330N（Z525钻床允许的轴向力为8830N（见《工艺设计手册》表4.2-14）时，进给量为1.63mm/r。

从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=(0.27~0.33)mm/r，根据Z525钻床说明书，选f=0.28mm/r（见《工艺设计手册》表4.2-16），又由《切削手册》表2.19可以查出钻孔时的轴向力，当f<=0.33mm/r do<=12mm时，轴向力Ff=2110N 轴向力的修正系数为1.0，故Ff=2110N 根据Z525钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=8330N，由于Ff

由《切削手册》表2.12，当do<= 6 mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.5~0.8）mm,寿命T=20min 3)决定切削速度 由《切削手册》表2.15可知f=0.30mm/r时，标准钻头，do=5 mm时，Vt=16m/min 切削速度的修正系数由《切削手册》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根据Z525钻床说明书,可考虑选择nc=960r/min(见《工艺设计手册》表4.2-15)所以n=4）检验机床扭转及功率

根据《切削手册》表2.21，当f<=0.33mm/r，do<=11.1 mm时 Mc=10.49N.m, 根据Z525钻床说明书,当nc=960r/min时，Mm> Mc

又根据《切削手册》表2.23，当бb=(170~213)MPa do<=10mm f<=0.53mm/r vc<=15.1m/min时 Pc=1.0KW 根据Z525钻床说明书, Pc

tm L=l+y+Δ 由《切削手册》表2.29查得y+Δ=2.5mm 62.5故 tm=0.03min 9600.28（2）攻M6的螺纹

由〈〈工艺设计手册〉〉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为丝锥或工件回程的每分钟转数（r/min）;i为使用丝锥的数量；n 为丝锥或工件每分钟转数（r/min）；d为螺纹大径；f为工件每转进给量 等于工件螺纹的螺距p 由上述条件及相关资料有； 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)基本工时

622.5622.52tm1=0.03min 68016801 2.5.8 工序九：铣缺口（1）加工条件

工件尺寸：长为25mm, 宽为10mm 机床：XA5032立式铣床

刀具；W18Cr4V硬质合金端铣刀

W18Cr4V硬质合金端铣刀，牌号为YG6，由《切削用量简明手册》后称《切削手册》表3.1查得铣削宽度ae<=90mm,深度ap<=6mm,齿数Z=10时，取刀具直径do=100mm。又由《切削手册》表3.2选择刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角a’o=8o,刀齿斜角λs=-10o,主刃Kr=60,过渡刃Krε=30,副刃Kr’=5,过渡刃宽bε=1mm(2)切削用量

a)切削深度 因切削用量较小，故可以选择ap=6mm,一次走刀即可完成所需尺寸。b)每齿进给量：由《切削手册》表3.30可知机床的功为7.5KW，查《切削手册》表3.5可得f=0.14~0.24mm/z,由于是对称铣，选较小量f=0.14mm/z c)查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为（1.0~1.5）mm 查《切削手册》表3.8, 寿命T=180min d)计算切削速度 按《切削手册》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 各修正系数为：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 又根据XA5032铣床参数，选 n=235r/min vf =375mm/s，则实际的切削速度为：

vcdonc1000

所以vc=3.14100235=73.8m/min,实际进给量为：

1000fzv所以fzv=

vfcncz

375=0.16mm/z 23510e)校验机床功率 查《切削手册》表3.24，当бb=(174~207)MPa ae<=70mm ap<=6mm do=100mm Z=10 vfc<=385mm/min近似为 Pcc=4.6KW 根据XA5032型立铣说明书（《切削手册》表3.30），机床主轴允许的功率为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)计算基本工时

tmL Vf公式中： L=l+y+Δ；根据《切削手册》表3.26，可得 l+Δ=0mm, 所以L=l+y+Δ=25mm 故 tmL=25/375=0.07min Vf3.绘制零件图和编制工艺文件

3.1 绘制零件图

图二:零件图

3.2 编制工艺文件 机械加工工艺过程的组成

工艺过程 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。工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程。

机械加工工艺过程 用机械加工方法,改变毛坯的形状、尺寸和表面质量,使其成为零件的过程。

零件的机械加工工艺过程由许多工序组合而成,每个工序又可分为若干个安装、工位、工步和走刀。

工序 一个或一组工人,在一个工作地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。

安装 工件经一次装夹(定位和夹紧)后所完成的那一部分工序。

工位 为了完成一定的工序部分,一次装夹工件后,工件与夹具或设备的可动部分一起,相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。

工步 当加工表面、加工工具和切削用量中的转速和进给量均保持不变的情况下完成的那一部分工序。工序的合理组合

确定加工方法以后,就要按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数.确定工序数有两种基本原则可供选择.工序分散原则 工序多,工艺过程长,每个工序所包含的加工内容很少,极端情况下每个工序只有一个工步,所使用的工艺设备与装备比较简单,易于调整和掌握,有利于选用合理的切削用量,减少基本时间,设备数量多,生产面积大.工序集中原则 零件的各个表面的加工集中在少数几个工序内完成,每个工序的内容和工步都较多,有利于采用高效的机床,生产计划和生产组织工作得到简化,生产面积和操作工人数量减少,工件装夹次数减少,辅助时间缩短,加工表面间的位置精度易于保证,设备、工装投资大,调整、维护复杂,生产准备工作量大.批量小时往往采用在通用机床上工序集中的原则,批量大时即可按工序分散原则组织流水线生产,也可利用高生产率的通用设备按工序集中原则组织生产.将工艺规程的内容，填入具有规定的格式的卡片中，使之成为生产准备和施工依据的工艺规程文件。

“机械加工工艺过程卡”和“机械加工工序卡”附后所示

4.夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师的协商，决定设计第Ⅵ道工序—铣断双体，本夹具将用于XA6132卧式铣床，刀具为高速钢细齿圆锯片铣刀，对工件进行加工。

4.1问题的提出

本夹具主要用于铣开双体，并且铣开的表面与Φ20mm的孔有一定的公差要求，又在加工本道工序时，Φ20mm的孔已经进行了加工，因此，在本道工序中主要考虑加工面与Φ20mm孔之间的要求，其次是考虑如何提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。

4.2 夹具体设计

4.2.1 定位基准的选择

图三定位原理图

由零件图可知：被铣开的那Φ50mm的中心线与Φ20mm孔的中心线之间的公差等级要求较高，且铣开时的设计基准为Φ50mm孔的中心线。为了尽量的减小定位误差，应选Φ20mm孔为主要的定位基准，利用一个圆柱销和一个菱形销定位，消除三个自由度，再在底面用夹具体定位消除三个自由度。以便达到所需要求。

为了提高加工效率，现同时加工四个双体，同时，为了夹具简单，操作方便，利用多点联动夹紧机构夹紧。4.2.2 切削力及夹紧力的计算

刀具：高速钢细齿圆锯片铣刀 直径do160mm 齿数 Z=50 又由《切削手册》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

又在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数KK1K2K3K4 其中 K1为基本安全系数1.5 K2为加工性质系数1.2

K3刀具钝化系数 1.2 K4为切削特点系数（断续切削）1.2 所以 F ′=KFH=69.9x1.5x1.2x1.2x1.2=181.2N 为了克服水平方向的力，实际的夹紧力为 N（f1+f2）= KFH

其中 f1为螺母与螺杆间的摩擦系数

f2为工件与螺杆头（或压板）间的摩擦系数

又查得 f1 和f2为1.6 则

NKFH

f1f2181.2566N

0.160.16又选择的螺旋夹紧机构的基本尺寸如下（根据《机床夹具设计》 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 则 可以提供的夹紧力为：

wQL )rtg1rz(a2 所以w =12030=3140N 5.675tg(136950)又由《机床夹具设计》 第三版表1-2-24查得 当螺纹的公称直径为12mm时，螺栓许用的夹紧力为5690N 由以上的数据可知：所选的螺旋机构提供的夹紧力大于所需的，且满足螺栓的许用夹紧力，故本夹具可以安全工作。4.2.3 定位误差分析

1）定位元件尺寸及公差的确定 本夹具的定位元件为一圆柱销和一菱形销，其参数由（《机床夹具设计手册》图5-3及其表选 两定位销的尺寸及公差为：Φ2000.033mm（定位销的公差取h8）。

2）零件图样规定 Φ20mm的孔的中心线与Φ50mm孔的中心线的长度误差为0.2mm，Φ20mm孔中的定位销与夹具体的垂直度误差为0.05mm，此项技术要求应由定位销

0.021宽配合中的侧向间隙保证。已知Φ20mm的宽为Φ200定位销为Φ200（定mm，0.033mm位销的公差取h8），则 一个定位销与一个孔的定位误差为：

bmax0.021(0.033)/20.027mm

此处引起零件的定位误差为 x0.02720.054mm<0.2mm 故最大侧向间隙能满足零件的精度要求。

（2）计算Φ20mm定位销的中心线与夹具体垂直度误差

定位销的宽度为Φ2000.033mm 夹具体表面的粗糙度Ra1.6um 故 max0.0016(0.033)0.03360.05mm 所以最大垂直度误差能满足零件精度要求 4.2.4 夹具设计及操作的简要说明

如前所述，在设计夹具时，首先要考虑到能保证零件的加工精度，其次是要提高劳动生产率。为此，应先考虑所设计的夹具体与零件在夹具上的定位，在本道工序中，由于零件的底面的定位是用的夹具体，所以其表面粗糙度要求应比较高，视为关键面。又本道工序是铣断，其切削力不大，故在设计夹具时应考虑夹具的简单及利用常用的一些零件。为了提高生产率，可以考虑同时装夹几个零件，并且用了活动杠杆使操作更加节省时间。可以同时装夹四个零件，提高了生产率。

夹具上装有对刀块，可以使夹具在一批零件加工之前很好的对刀；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于铣削加工。铣床夹具装配图及夹具体零件图见图示：

结

论

毕业设计是学生在校学习阶段的最后一个重要的教学环节，其目的是培养学生综合运用所学的专业和基础理论知识，独立解决专业一般工程技术问题的能力。树立正确的设计思想和工作作风。

经过两个月的毕业设计，获得如下心得：

1.运用机械制造工艺及有关课程的知识，结合生产实习中学到的实践知识。独立地分析和解决工艺问题。初步具有设计一些中等复杂零件的能力。

2.能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法。学会拟定夹具设计方案。

3.熟悉并运用有关手册，能快速查表得到所需的数据。4.有一定的识图制图能力。

通过设计，培养了我综合运用理论知识和专业知识的技能。熟悉一般机械零件的加工工艺过程，设计夹具的能力。

中国加入WTO以后，大量的机械产品技术进入我国市场。中国企业能够与国外产品竞争，拥有自己的国内外市场就必须产品的质量好，技术含量高，价格低廉，这就要求我们扎实学习先进的技术，认真研究。

致

谢

本学期是我在学校求学的最后一个学期，也是完成我的毕业设计的时间表，在这最后一个学期里面，我学到了很多知识，其中有很多是很好实用价值的，这在我以后的工作中有大帮助，在此我对我的指导老师杨文生老师的辛勤教诲表示衷心的感谢，感谢他对我们设计的关心和帮助。本次毕业设计是我们大学四年所学知识做的一次总测验，是锻炼也是检验自己四年来所学知识和掌握、运用知识的能力，是我们高等院校学生的最后的学习环节，也是学到最多实际知识的时候。通过这次设计，我学到了许多原来未能学到的东西，对过去没有掌握的知识得到了更进一步巩固。独立思考，综合运用所掌握理论知识的能力得到很大的提高，学会了从生产实际出发，针对实际课题解决实际问题，掌握了综合使用各种设计手册、图册、资料的方法，也是为我们即将参加工作所做的必要准备，打下基础，更是我们四年机械设计制造及其自动化专业知识的一次综合。

本次设计也暴露了我们不少的缺点和问题：对于所学知识还没有做到仔细、认真消化，许多方面还是只有一个大概的认识，没有深入探讨，对实际事物没有深刻得了解，没有做到理论联系实际，没有达到对所学的知识熟练运用的水平。这也从一个侧面反映出我们设计经验不足，思维不够开拓，不够灵活。从而我得出一个结论：无论是现在还是以后走上工作岗位，还是再深造，都应该虚心向老师和前辈们学习，从而不断完善自我，提高自我水平。

本次毕业设计毕竟是我们做的第一次比较完整，系统的设计，因而难免存在许多缺点和不足之处，还有待于改进。希望各位老师多提宝贵意见。

参考文献

[１]、徐嘉元，曾家驹主编《机械制造工艺学》机械工业出版社 97.8 [2]、赵家齐：《机械制造工艺学课程设计指导书》，机械工业出版社 [3]、李益民主编：《机械制造工艺设计简明手册》，机械工业出版社 [4]、艾兴 肖诗纲主编.《切削用量简明手册》.机械工业出版社, 1994 [5]、浦林祥主编.《金属切削机床夹具设计手册》.机械工业出版社, 1984 [6]、王启平主编《机床夹具设计》哈工大出版社 85.12 [7]、东北重型机械学院主编《机床夹具设计手册》上海科学技术出版社 80.1 [8]、徐灏主编《机械设计手册》机械工业出版社 91.9 [9]、《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》（教材）

[10]、孙丽媛主编，《机械制造工艺及专用夹具设计指导》，冶金工业出版社2002 [11]、《机械零件设计手册》 [12]、《机床夹具设计图册》 [13]、《几何量公差与检测》

摘 要

拨叉的加工质量将直接影响机器的性能和使用寿命。本次设计旨在提高CA6140车床拨叉的加工效率，由此我们首先对拨叉的结构特征和工艺进行了仔细的分析，然后确定了一套合理的加工方案，加工方案要求简单，操作方便，并能保证零件的加工质量。在制定加工工艺规程的顺序如下： 1分析零件； 2选择毛坯；

3设计工艺规程：包括制定工艺路线，选择基准面等；

4工序设计：包括选择机床，确定加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸，确定切削用量及计算基本工时等； 5编制工艺文件。

此外，为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，需设计专用夹具，本次设计选择了第六道工序铣断双体的专用夹具设计，以满足加工过程的需要。关键词：拨叉;工艺规程;夹具设计

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 录

前 言-------------1 1 零件的分析1 1．1 零件的作用-------------------------1 1．2 零件的工艺分析------------------1 2 工艺规程的设计------------------------2 2．1 毛坯的制造形式-----------------2 2．2 基准面的选择---------------------2 2．2．1 粗基准的选择-------------2 2．2．2 精基准的选择-------------2 2．3 制定工艺路线---------------------3 2．4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定-------4 2．5 确定切削用量及基本工时----4 3 绘制零件图和编制工艺卡----------21 3．1 绘制零件图------------------------21 3.2 编制工艺文件---------------------22 4 夹具设计----23 4．1 问题的提出-----------------------23 4．2 夹具体设计-----------------------23 4．2．1 定位基准的选择---------23 4．2．2 切削力及夹紧力的计算------------------------------24 4．2．3 定位误差分析-------------25 4．2．4 夹具设计及操作的简要说明-----------------------26 5 结论-----------276 致谢-----------287 参考文献----29

学 号： ***

河北理工大学成人教育

毕业论文（设计说明书）

论文题目： 学 院： 专 业： 班 级： 姓 名： 指导教师：

拨叉机械加工工艺规程及夹具设计

河北理工大学继续教育学院 机械设计制造及其自动化

09机本培 王 虎 杨文生