CA6140拨叉831003机械加工工艺规程和夹具设计-精铣18H11槽夹具设计【版本5】【夹具三维】.zip

机械制造基础课程设计机械制造基础课程设计设计题目：制定拨叉零件的加工工艺制定拨叉零件的加工工艺设计铣尺寸设计铣尺寸 18H11槽槽的铣床夹具的铣床夹具 班班 级：机械级：机械 03-1 班班 学学 生：张生：张 盛盛 岩岩 指导教师：敖指导教师：敖 晓晓 春春 哈尔滨理工大学哈尔滨理工大学2006-9-25-1-目 录目 录设计任务书一、零件的分析(3)二、工艺规程设计(3)（一）、确定毛坯的制造形式(3)（二）、基面的选择(3)（三）、制订工艺路线(3)（四）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺才的确定(4)（五）、确定切削用量及基本工时(5)三、夹具设计(11)四、参考文献(13)-2-哈尔滨理工大学 机械制造工艺及夹具课程设计任务书设计题目：制定拨叉 F 零件的加工工艺，设计铣尺寸18H11 槽的铣床夹具 设计要求：1.中批生产；2.尽量选用通用设备。设计内容：1.填写设计任务书；2.制订一个中等零件的加工工艺过程，填写工 艺过程卡和工序卡各一张；3.设计指导教师指定的工序夹具，绘制全套夹具图纸，要求用计算机绘图；4.编写设计说明书一份，按照毕业论文的格式 写，要求打印文稿。班 级：机械 03-1 班 学 生：张 盛 岩 指导教师：敖 晓 春 2006 年 9 月 25 日-3-一、零件的分析一、零件的分析（一）零件的工艺分析（一）零件的工艺分析 拨叉这个零件从零件图上可以看出，它一共有两组加工表面，而这二组加工表面之间有一定的位置要求，现将这二组加工表面分述如下：1以 25mm 孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：25H7mm 的 l六齿花键孔及倒角，尺寸为 80与花键孔垂直的两端面，尺寸为 18H11 与花键孔垂直的通槽。2与 25mm 花键孔平行的表面。这一组加工表面包括：与花键孔中心轴线相距 22的上表面，与上表面垂直的二个 M8 通孔和一个 5 锥孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：1上表面与 25mm 花键孔中心线平行度为 0.10；218H11 通槽两侧面与与 25mm 花键孔中心线的垂直度为 0.08。由以上分析可知，对于这二组加工表面而言，我们可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具进行另一组表面的加工，并且保证它们之间的位置精度要求。二、二、工艺规程设计工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式（一）确定毛坯的制造形式 零件材料为 HT200，考虑到该零件在车床中的受力并保证零件的工作可靠性，零件为中批生产，而且零件的尺寸不大，因此，毛坯可采用金属模砂型铸造。（二）基面的选择（二）基面的选择 基准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，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择：以上下表面和两 侧面作为粗基准，以消除z，x，y三个自由度，用以消除x，y，z 三个自由度，达到完全定位。对于精基准而言，根据基准重合原则，选用设计基准作为精基准。-4-（三）（三）制订工艺路线制订工艺路线 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得到合理的保证。在生产纲领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来提高生产效率。除此以外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案一 工序 铣端面。工序 钻、扩花键底孔 22mm。工序 内花键孔倒角。工序 拉花键孔。工序 铣上、下表面。工序 钻 2M8 孔，5mm 锥孔。工序 铣通槽 18H11。工序 攻螺纹 2M8。工序 去毛刺。工序 检查。2.工艺路线方案二工序 铣端面。工序 钻、扩花键底孔 22mm。工序 内花键孔倒角。工序 铣上、下表面。工序 钻 2M8 孔，5mm 锥孔。工序 铣通槽 18H11。工序 拉花键孔。工序 攻螺纹 2M8。工序 去毛刺。工序 检查。-5-工艺方案的比较与分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先拉花键孔，再以该花键孔为基准加工其余平面；方案二是先加工上下面，再加工花键孔。两相比较可以看出，方案一可以避免加工上表面和槽的设计基准和加工基准不重合的问题，而方案而不能，所以选用方案一作为零件的加工工序。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “拨叉”零件材料为 HT200，毛坯重量约为 1.00Kg，生产类型为中批生产，采用金属砂型铸造。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.铣端面考虑左端面的粗糙度 Ra 为 3.2，参照 机械制造工艺设计手册以下简称“手册”，表 143，确定工序尺寸为 Z=3.0mm，其中粗加工的加工余量Z=2.0mm，精加工的加工余量 Z=1.0mm。右端面没有粗糙度要求，只要求粗加工，所以余量定位 3.0。2.花键孔（6-25H722H126H11）。要求花键孔为外径定心，故采用拉削加工。内孔 22H12：钻孔：20扩钻：22 2Z=2.0拉花键孔（6-25H722H126H11）花键孔要求外径定心，花键内径拉削时的加工余量为孔的公差 0.17。3铣表面根据“手册”表 149，取上表面的机械加工余量为 4.0，下表面的余量为 3.0。粗铣上表面 Z=3.0精铣上表面的台阶面 Z=1.0粗铣下表面 Z=3.0-6-4.铣通槽 18H11粗铣 16 2Z=4.0半精铣 18 2Z=2.0毛坯制造尺寸及技术要求见毛坯图。（五）确定切削用量及基本工时（五）确定切削用量及基本工时工序：铣端面。1）粗铣左端面f=0.25mm/Z (表 3-28)=0.35m/s（21m/min）(表 3-30)采用高速三面刃铣刀，dw=175mm,齿数 Z=16。ns=wd1000v=1753.1435.01000=0.637r/s(38.2r/min)按机床选取 nw=31.5r/min=0.522r/s （表 417）故实际切削速度=1000ndsw=0.29m/s切削工时 l=75mm，l1=175mm，l2=3mm tm=Znlllfw21=6125.0522.0317557=121.2s=2.02min 2）粗铣右端面 粗铣右端面的进给量、切削速度和背吃刀量与粗铣左端面的切削用量相同。切削工时l=45mm，l1=175mm，l2=3mm tm=Znlllfw21=6125.0522.0317554=106.8s=1.78min 3）精铣左端面 f=0.10mm/Z (表 3-28)-7-=0.30m/s（18m/min）(表 3-30)采用高速三面刃铣刀，dw=175mm,齿数 Z=16。ns=wd1000v=1753.1430.01000=0.546r/s(32.76r/min)按机床选取 nw=31.5r/min=0.522r/s （表 417）故实际切削速度=1000ndsw=0.29m/s切削工时 l=75mm，l1=175mm，l2=3mm tm=Znlllfw21=6101.0522.0317557=302.92s=5.05min工序：钻、扩花键底孔1）钻孔 20f=0.75mm/rKfl=0.750.95=0.71/s (表 338)=0.35m/s （21m/min）（表 342）ns=wd1000v=203.1435.01000=5.57r/s (334r/min)按机床选取 nw=338r/min=5.63r/s 故实际切削速度 =1000ndsw=0.35m/s 切削工时 l=80mm，l1=10mm，l2=2mm tm=fw21nlll=71.063.520108=23s （0.4min）2）扩孔 22f=1.07 (表 354)-8-=0.175m/s （10.5m/min）ns=wd1000v=223.14751.01000=2.53r/s (151.8r/min)按机床选取 nw=136r/min=2.27r/s 故实际切削速度 =1000ndsw=0.16m/s 切削工时 l=80mm，l1=3mm，l2=1.5mm tm=fw21nlll=07.127.25.1308=35s （0.6min）工序：倒角 1.0715 f=0.05/r (表 317)=0.516m/s （参照表 321）ns=wd1000v=263.14516.01000=6.3r/s (378r/min)按机床选取 nw=380r/min=6.33r/s 切削工时 l=2.0mm，l1=2.5mm，tm=fw1nll=05.033.65.20.2=14s （0.23min）工序：拉花键孔 单面齿升 0.05 （表 386）v=0.06m/s （3.6m/min）（表 388）切削工时（表 721）tm=ZSvKlhz1000式中：h单面余量 1.5（由 22 25）；-9-l拉削表面长度 80；考虑标准部分的长度系数，取 1.20；K考虑机床返回行程的系数，取 1.40；V切削速度 3.6m/min；Sz拉刀同时工作齿数 Z=L/t。t拉刀齿距，t=(1.251.5)L=1.35 80=12 Z=L/t=80/126 齿 tm=606.06.3100040.120.1805.1=0.15min(9s)工序：铣上、下表面 1）粗铣上表面的台阶面 f=0.15mm/Z (表 3-28)=0.30m/s（18m/min）(表 3-30)采用高速三面刃铣刀，dw=175mm,齿数 Z=16。ns=wd1000v=1753.1430.01000=0.546r/s(33r/min)按机床选取 nw=30r/min=0.5r/s （表 417）故实际切削速度=1000ndsw=0.27m/s切削工时 l=80mm，l1=175mm，l2=3mm tm=Znlllfw21=6115.05.0317580=215s=3.58min 2）精铣台阶面 f=0.07mm/Z (表 3-28)-10-=0.25m/s（18m/min）(表 3-30)采用高速三面刃铣刀，dw=175mm,齿数 Z=16。ns=wd1000v=1753.1452.01000=0.455r/s(33r/min)按机床选取 nw=30r/min=0.5r/s （表 417）故实际切削速度=1000ndsw=0.27m/s切削工时 l=80mm，l1=175mm，l2=3mm tm=Znlllfw21=6170.05.0317580=467s=7.7min 3）粗铣下表面保证尺寸 75 本工步的切削用量与工步 1）的切削用量相同 切削工时 l=40mm，l1=175mm，l2=3mm tm=Znlllfw21=6115.05.0317540=181.7s=3.03min 工序：钻 2-M8 底孔（6.80）f=0.36/r (表 338)=0.35m/s （参照表 342）ns=wd1000v=8.63.1435.01000=16.39r/s (983.4r/min)按机床选取 nw=960r/min=16r/s 故实际切削速度=1000ndsw=0.34m/s切削工时（表 75）l=9.5mm，l1=4mm，l2=3-11-tm=flw21nll=36.016340.2=2.86 （0.048min）工序：铣槽 18H11 1）粗铣 f=0.10/s(表 3-28)=0.30m/s（21m/min）(表 3-30)采用粗齿直柄立铣刀，dw=16mm,齿数 Z=3。ns=wd1000v=613.1430.01000=5.97/s(358.2/min)按机床选取 nw=380r/min=6.33/s （表 416）故实际切削速度=1000ndsw=0.32/s切削工时 l=34mm，l1=2mm，l2=0mm tm=Znlllfw21=301.033.60234=19s 因为要走刀两次，所以切削工时为 38s。2）精铣通槽 f=0.07/s(表 3-28)=0.25m/s（15m/min）(表 3-30)采用细齿直柄立铣刀，dw=12mm,齿数 Z=5。ns=wd1000v=213.1452.01000=6.63s(397.8min)按机床选取 nw=380r/min=6.33/s （表 416）故实际切削速度=1000ndsw=0.24s-12-切削工时 l=35mm，l1=2mm，l2=0mm tm=Znlllfw21=507.033.60235=16s因为走刀两次，所以切削工时为 64s。：攻螺纹 2M8 v=0.35m/s (表 342)ns=wd1000v=83.1453.01000=13.9(834min)按机床选取 nw=850r/min=14.2s 故实际切削速度=1000ndsw=0.357m/s。三、专用夹具设计三、专用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。（二）提出问题利用本夹具主要用来钻 22花键底孔。在加工本工序是，其他重要表面都还未加工，因此，在本道工序加工时，主要考虑如何保证底面的定位，如何降低劳动强度、提高劳动生产率，而精度则不是主要问题。（三）夹具设计1.定位基准的选择由零件图可知，为了定位误差为零，选择零件的上下表面为主要定位基准面。2切削力及夹紧力计算 刀具：高速钢钻头，直径 d0=20mm，f=0.71mm/r 钻头转速 n=5.63r/s-13-工件材料：灰铸铁 HB=210则：切屑扭矩 M=MyxMKfdCMM0103 （表 336）=225.63209.10.718.01.059103 =53.86（Nm）轴向力 F=FyxFKfdCFF0=588.602010.718.01.059 =9478.8（N）其中 K=KF=(190HB)6.0=(190210)6.0=1.059切削功率 PM=2Mn103 =23.1453.865.63103 =1.90 KW由零件定位、装夹方式可知，只有钻削时产生的轴向力能引起零件的松动。由夹紧机构产生的实际夹紧力应满足下式：P=KF式中，安全系数321KKKK 4K1K 为基本安全系数 1.5；2K 为加工性质系数 1.1；3K 为刀具钝化系数 1.2；4K为断续切削系数 1.2。所以 6.225218.94781.11.11.15.1 KFF （N）所需的实际夹紧力为 22521.6N 是比较大的，为了使得整个夹具结构紧凑，决定选用铰链夹紧机构。结构形式：型单臂铰链夹紧机构M-14-夹紧时，臂的最小允许倾斜角：=15扩力比：i=3.14 活塞杆的最大拉力为：F拉=22521.6/3.14=7172.5N计算驱动气缸直径：F拉=42Dp=7172.5式中：p压缩空气单位压力，取 p=0.4MPa。D=151按标准，取气缸直径 D=150.此时，当压缩空气压力 p=0.4MPa 时，驱动气缸的拉力 F拉=7068N,则铰链机构的放大倍数 i 可降至：i=3.19此时，臂的最小允许倾角在 20到 25之间，取放大倍数为 3.41。实际的夹紧力应为：P=70683.41=24101.9N这远远大于所需的 22521.6N 的夹紧力，因此工作是可靠的。3位误差分析定位尺寸几公差的确定。夹具的主要是底面的一侧及顶面，并且要求不是很高，可以满足。4夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于采用何种夹紧装置以减少更换工件的辅助时间。本夹具设计时，尽量使夹具体简单，紧凑。-15-四、参考文献四、参考文献1.机械制造工艺学课程设计指导书 机械工业出版社 赵家齐 编2.机械制造工艺设计手册 机械工业出版社 王绍俊 编3.机床夹具设计 哈尔滨工业大学出版社 王启平 编 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书1前言.21.产前准备.31.1 年生产纲领.31.2 生产条件.31.3 零件工艺分析.42.夹具结构设计.62.1 定位机构.62.2 夹紧机构.72.3 机床夹具的总体形式.92.4.1 确定夹具体：.92.4.2 确定联接体：.92.4.3 夹具体的总体设计图:.102.5 绘制夹具零件图.102.6 绘制夹具装配图.113.定位误差设计.143.1 误差分析.143.1.1 定位误差.143.1.2 产生定位误差的原因.143.2 定位误差的计算.15结论.16致谢.17参考文献.18沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书2前言机械制造技术基础是机械设计制造及其自动化（或机械工程及自动化）专业的一门重要的专业基础课。机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素。由于各产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计。在机械制造厂的生产过程中,用来安装工件使之固定在正确位置上,完成其切削加工、检验、装配、焊接等工作,所使用的工艺装备统称为夹具。如机床夹具、检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。机床夹具的作用可归纳为以下四个方面：1.保证加工精度 机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度。2.提高生产效率 机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。3.减少劳动强度 采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度。4.扩大机床的工艺范围 利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。其目的在于：1.培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。2.学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力，为以后的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。3.使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。我国的装备制造业尽管已有一定的基础，规模也不小，实力较其它发展中国家雄厚。但毕竟技术基础薄弱，滞后于制造业发展的需要。我们要以高度的使命感和责任感，采取更加有效的措施，克服发展中存在的问题，把我国从一个制造业大国建设成为一个制造强国，成为世界级制造业基础地之一。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书31.产前准备1.1 年生产纲领工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。如 5 万件以上夹具复杂用全自动化的设备，5000 件小批量生产用手动设备。1.2 生产条件1、卧式铣床：X6012、X60（6H80）、X60W（6H80）、X602、X61（6H81）、X6H81、X6030、X6130、X2、（6H82）、X62W（6H82）、X6232、X6232A、X63、（6H83）X63W、6H83Y、6H83、B1-169A、6H81A、FU2A、4FWA、FA5H、FA5U、IAE、X3810。2、立式铣床：X50、X51（6H11）、X52、X52k（6H12）、X53、X53k（6H13）、X53T（FA5V）、X5430A、X50T、X5350、XS5040、X518、610、F1-250、F2-250、FA4AV、652、VF222、FSS、FB40V、6H13，FYA41M、4MK-V、UF/05-135、6A54、300、173M-12。3、数控立式铣床：XsK5040。4、键槽铣床：x920（692A）、4205、XZ9006、60A。5、万能工具铣：x8119（678M）、x8126（679）、x8140、680。一、认真执行金属切削机床通用操作规程有关规定。（1）台式铣床：小型的用于铣削仪器、仪表等小型零件的铣床。（2）悬臂式铣床：铣头装在悬臂上的铣床，床身水平布置，悬臂通常可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动，铣头沿悬臂导轨移动。（3）滑枕式铣床：主轴装在滑枕上的铣床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍导轨作横向移动，滑鞍可沿立柱导轨作垂直移动。（4）龙门式铣床：床身水平布置，其两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。铣头装在横梁和立柱上，可沿其导轨移动。通常横梁可沿立柱导轨垂向移动，工作台可沿床身导轨纵向移动。用于大件加工。（5）平面铣床：用于铣削平面和成型面的铣床，床身水平布置，通常工作台沿床身导轨纵向移动，主轴可轴向移动。它结构简单，生产效率高。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书4（6）仿形铣床：对工件进行仿形加工的铣床。一般用于加工复杂形状工件。（7）升降台铣床：具有可沿床身导轨垂直移动的升降台的铣床，通常安装在升降台上的工作台和滑鞍可分别作纵向、横向移动。（8）摇臂铣床 摇臂装在床身顶部，铣头装在摇臂一端，摇臂可在水平面内回转和移动，铣头能在摇臂的端面上回转一定角度的铣床。（9）床身式铣床：工作台不能升降，可沿床身导轨作纵向移动，铣头或立柱可作垂直移动的铣床。1.3 零件工艺分析 本次课设是要为此图 1-3-1 中的槽的夹具，最终实现将工件定位，更加精确和方便的完成铣漕工作，并保证能夹紧工件，夹紧力要适中，不要使工件变形，又能保证工件所要求的加工精度。1535264020107572228R2015?15?6H922H1225M71.63.23.23.26.36.33.23.23.2A0.10A8018H11100.08A15255020102-M8通孔5锥孔配作沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书5零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，它决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据,本工件放置方法应如图1-3-1 所示。工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案，如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要定六个自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书62.夹具结构设计2.1 定位机构 1.62?45?36028+0.0210图 2-1-1 长销和大平面 在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。由于该零件的加工是钻2-8孔并以30孔内表面作为定位面，属孔定位类型，因此本次设计采用的定位机构为圆柱销与大平面相结合。圆柱销定位的形式很多，短圆柱销定位限制Y，Z方向的移动，限制两个自由度；长圆柱销定位限制工件的Y，Z方向的转动和移动，限制四个自由度；两个短圆柱销与长圆柱销相同。大平面限制X，Y方向沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书7的转动及Z方向的移动。装夹工件时，通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件。本次设计的定位选用的是短销与平面相结合，分别限制工件的X、Y方向的移动及转动自由度以及Z方向的旋转自由度。心轴定位的特点为结构简单、制造容易、夹紧可靠，自锁性好，夹紧动作慢、效率低。2.2夹紧机构图 2-2-1 工件放置方式1.夹紧的目的：使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，同时保证加工精度。2.夹紧力的方向的确定：1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。3）夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。3.夹紧力的作用点的选择：1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书8免破坏定位或造成较大的夹紧变形。2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。4.选择夹紧机构：设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则：1)夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。2)工件和夹具的变形必须在允许的范围内。3)夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构4)必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。5)夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。6)夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。图 2-2-2 夹紧机构选用压板夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书9压板夹紧机构的特点：结构简单，制造方便加紧可靠施力范围大；自锁性能好操；扩力比 80 以上，行程 S 不受限制；加紧工作慢，效力低。2.3 机床夹具的总体形式机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。夹具的组成归纳为：1）定位元件及定位装置 用于确定工件正确位置的元件或装置。2）夹紧元件及夹紧装置 用于固定元件已获得的正确位置的元件或装置。3）导向及对刀元件 用于确定工件与刀具相互位置的元件。4）动力装置在成批生产中，为了减轻工人劳动强度，提高生产率，常采用气动、液动等动力装置。5）夹具体用于将各种元件装置连接在一体，并通过它将整个夹具安装在机床上。6）其他元件及装置 根据加工需要来设置的元件或装置。2.4.1 确定夹具体：夹具体上一般不设定位和定向装置，特别是台钻、立钻和摇臂钻上使用时，但夹具体底板上一般都设有翻边或留一些平台面，以便夹具在机床工作台上固定。夹具体一般是设计成平板式（有些夹具体铸造成特殊形状），保证具有足够的刚性。它用来固定定位元件、加紧机构和联接体，并于机床可靠联接。2.4.2 确定联接体：联接体是将导向装置与夹具体联接的工件，设计时主要考虑联接体的刚性，合理布置联接体的位置，给定位元件、夹紧机构留出空间。此夹具体的联接装置通过内六角螺栓和圆柱销来定位，考虑到刚性问题，在相对应的位置上在用一个联接体支承钻套板，同样用内六角螺栓定位。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书102.4.3 夹具体的总体设计图:2.4.3 总体设计图2.5 绘制夹具零件图对装配图中需加工的零件图均应绘制零件图，零件图应按制图标准绘制。视图尽可能与装配图上的位置一致。1.零件图尽可能按 1:1.5 绘制。2.零件图上的尺寸公差、形位公差、技术要求应根据装配图上的配合种类、位置精度、技术要求而定。3.零件的其他尺寸，如尺寸、形状、位置、表面粗糙度等应标注完整。4.零件图名称：零件图 1 压板零件图 2 底座沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书112.6 绘制夹具装配图 1.装配图按 1:1.5 的比例绘制，用局部剖视图完整清楚地表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理。2.视工件为透明体，用双点划线画出主要部分（如轮廓、定位面、夹紧面和加工表面）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置。3.按夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。4.画出夹具体及其它联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。此机床夹具要用到的零件如下：沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书12（1）螺纹加紧机构压板 （2）六角螺母-C 级 （3）双头螺柱（4）长销（5）M8 的锥螺纹（6）六角螺母-C 级（7）定位大平面（8）套筒（9）开口垫圈 8（10）销轴（11）内六角圆柱头螺钉（12）圆柱销（13）夹具体（14）压缩弹簧5.标注必要的尺寸、配合、公差等(1)夹具的外形轮廓尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。(2)夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位尺寸。如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。(3)夹具与刀具的联系尺寸，如用对刀块塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸及公差。(4)夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。(5)各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。6.夹具装备图上应标注的技术要求(1)定位元件的定位面间相互位置精度。(2)定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间的相互位置精度。(3)定位表面与导向元件工作面间的相互位置精度。(4)各导向元件的工作面间的相互位置精度。(5)夹具上有检测基准面的话，还应标注定位表面，导向工作面与该基准面间的位置沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书13精度。对于不同的机床夹具，对于夹具的具体结构和使用要求，应进行具体分析，订出具体的技术要求。设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类的夹具图样资料。7.对零件编号，填写标题栏和零件明细表：每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作。完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。注意，不能遗漏加工工件和标准件、配套件。8.机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面：1)保证加工精度 这是必须做到的最基本要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。2)夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工。3)安全、方便、减轻劳动强度 机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置。要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便。大批量生产和工件笨重时，更需要减轻工人劳动强度。4)排屑顺畅 机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间，降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。5)机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性 机床夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书143.定位误差设计3.1 误差分析3.1.1 定位误差工件的加工误差，是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工件的大小，它是由三部分因素产生的：1）工件在夹具中的定位、夹紧误差。2）夹具带着工件安装在机床上，夹具相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差，也称对定误差。3）加工过程中误差，如机床几何精度，工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差。其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。3.1.2 产生定位误差的原因1.基准不重合来带的定位误差：夹具定位基准与工序基准不重合，两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去，所产生定位误差称之为基准转换误差。2.间隙引起的定位误差 在使用心轴、销、定位套定位时，定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。3.与夹具有关的因素产生的定位误差1）定位基准面与定位元件表面的形状误差。2）导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差，以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。3）夹具在机床上的安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。4）夹紧力使工件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书153.2 定位误差的计算1.定位误差，此项主要是定位孔30H7 与定位销30r6 的间隙产生，最大间隙为-0.028mm。2.钻模板衬套中心与定位销中心距误差，装配图标注尺寸为 15.30.015mm，误差为 0.03mm。3.钻套与衬套的配合间隙，有18H7h6 可知最大间隙为 0.024mm。4.钻套内孔与外圆得同轴度误差，对于标准钻套，精度较高，此项可以忽 略。5.钻头与钻套间隙的间隙会引偏刀具，产生中心距误差 e，由下式求出：e=(H/2+h+b)max/He-刀具引偏量（mm）H-钻套导向高度（mm）h-钻套下断面与工件间的空间高度（mm）max-刀具与钻套的最大间隙 刀具与钻套的配合为30H7/r6，可知max=0.028mm；将 H=36mm,h=20,B=30mm代入，可求得 e=0.05mm。由于上述各项都是按最大误差计算，实际上各项也不可能同时出现最大值，各误差方向也很可能不一致，因此，其最和误差可按概率法求和：22220.0280.030.0240.050.024mm该项误差大于中心距允差 0.1mm 的 2/3，可用。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书16结论在这次历时两个礼拜的课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。让我认识到了仔细认真的重要性。这次课程设计让我们更能注意到细枝末节。这次课设使我对机床夹具设计有了更深刻的理解，特别使其中的技术要求。同时感觉到了细节的重要性。有时候我们我们错的并不是理论，而是我们很容易忽略的线型和该删掉的线我们没有删掉。作为一个设计者不仅应掌握良好的专业知识，有一个认真仔细的心态，还有有一个冷静的心态，遇到问题不能慌乱，不知所措首先根据工件的加工要求，我选择了钻床，因此加工方向式垂直与水平面的。然后工件主要定位部分为直径为30mm 的中心孔和一侧端面，用长销小平面定五个自由度。虽然没有满足六个自由度的要求，但是不影响机床夹具的工作。因为被加工件需要钻 2 个孔不限制 Z 向的旋转会增进效率。最后是将定位销和支承板固定在夹具体上，利用销定位、螺柱、螺母和内六角螺钉进行定位、夹紧。这样将工件稳固的夹紧在机床上，能更方便，准确的进行钻孔加工。通过以上这些步骤，此机床夹具可以正常工作，此项设计方案可实施。通过精度验算可知，此项机床夹具可施行。工件的定位、夹紧符合要求。在设计的过程中，虽然感觉到了我的不足之处，但是我也学到了不少东西。在一定程度上，使我对以前学习过的东西有了加深理解和熟练操作。课程设计是机械专业学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次夹具设计，我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。课程设计内容源于生产实践，使得课程设计和实践得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力。上学期在沈飞进工厂实习或参观的时候对夹具也有所了解，而这次课程设计的经历，使我对夹具有了更深刻的认识我们在这次的学习实践中看到了自己的不足，同时发现到自己的一个不足，意味着我们成长了一点，如果我们每天成长一点点，那么我们会稳扎稳打的走向成功。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书17致谢为期两周的课程设计转眼就过去了。通过这两个星期的课程设计，使我综合的运用了几年所学的专业知识。在课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。首先，感谢学校给我们提供这次难得的实习机会，这让我真切的体会到理论与实际相结合的意义，为我今后的机械制造技术设计思路奠定了基础。从次课程设计中能让我们学习到一些课本中不能引起我们注意的细节东西，感谢学校为我们提供的宝贵学习机会！我非常感谢我的指导教师张海华老师和张福老师。两