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理工學(xué)院
機(jī)械加工工藝規(guī)程及其加工￠52H8孔夾具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：劉欣桐 學(xué) 號(hào)：14L0551051
專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)：機(jī)械L144
2017 年 12月
河北科技大學(xué)理工學(xué)院
《機(jī)械制造工程學(xué)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
設(shè)計(jì)題目 機(jī)械加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 寧辰校
專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 班級(jí) 機(jī)械L144
學(xué)生姓名 劉欣桐 學(xué)號(hào) 14L0551051
一、課程設(shè)計(jì)的目的和基本要求
通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和機(jī)械制造工程的基本理論，分析和解決零件在加工中的定位、夾緊、合理安排機(jī)械加工工藝路線、確定工序余量及工序尺寸等問題，設(shè)計(jì)的夾具結(jié)構(gòu)合理，能夠保證加工質(zhì)量，盡可能做到高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理，學(xué)會(huì)使用手冊(cè)圖書資料，檢索有用信息，設(shè)計(jì)說明書的編寫培養(yǎng)學(xué)生的文字表述能力。
二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容
根據(jù)所給零件圖紙要求，針對(duì)一般機(jī)械加工企業(yè)的加工條件，按照中批生產(chǎn)擬定其機(jī)械加工工藝規(guī)程，設(shè)計(jì)指定工序的專用機(jī)床夾具。主要完成以下內(nèi)容：
（1）毛坯圖設(shè)計(jì)，繪制毛坯圖圖紙一張。
（2）制訂指定工件機(jī)械加工工藝規(guī)程，填寫其工藝過程卡及指定工序的工序卡一套。
（3）設(shè)計(jì)指定工序?qū)Ｓ脢A具及其主要零件。具體要求為，繪制機(jī)床夾具總裝配圖圖紙一張，1~3個(gè)零件圖。
（4）撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，不少于8000字。
三、課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排
本課程設(shè)計(jì)用三周時(shí)間完成。各部分所占時(shí)間分配大致如下：
（1）明確任務(wù)，熟悉零件圖，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，繪制毛坯圖 （2天）
（2）選擇加工方案，確定工藝過程，填寫工藝文件 （2 天）
（3）機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，繪制總裝配圖、零件圖（8天）
（4）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（2天）
（5）答辯（1天）
四、課程設(shè)計(jì)教材及主要參考資料
[1] 尹成湖，李保章，杜金萍，主編. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì). 北京：高等教育 出版社，2009
[2] 方若愚等編.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981
[3] 東北重機(jī)學(xué)院等編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè). 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1979
[4] 孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：冶金工業(yè)出版社，2002
[5] 孟少農(nóng)主編.機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991
[6] 龔安定等編. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì).西安：西安交通大學(xué)出版社，1991
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(shí)。
減速器箱體零件的工藝規(guī)程及其加工￠52H8孔的夾具設(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(duì)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(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)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(gè)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(shí)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
摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ
第一章 工藝設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………1
1.1零件分析………………………………………………………………………… 1
1.2 毛坯的選擇與設(shè)計(jì)及基準(zhǔn)的確定………………………………………………… 1
1.3工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)………………………………………………………… 3
第二章 工序設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 6
2.1工序尺寸與毛坯尺寸的確定……………………………………………………… 6
2.2設(shè)備和工藝裝備的選擇……………………………………………………………7
2.3切削用量與時(shí)間定額………………………………………………………… 9
第三章 專用夾具的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………15
3.1夾具的設(shè)計(jì)………………………………………………………………15
3.2夾緊裝置的組成及設(shè)計(jì)要求……………………………………………………16
3.3鏜模導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)…………………………………………………………17
3.4切削力與夾緊力的計(jì)算………………………………………………………19
3.5 定位誤差的分析………………………………………………………………24
3.6夾具設(shè)計(jì)與操作的簡要說明………………………………………………25
3.7夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析與改進(jìn)………………………………………………26
第四章 總結(jié)………………………………………………………………27
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………29
附錄1：機(jī)械加工工藝過程卡
附錄2：機(jī)械加工工序卡
前 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(huì)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(gè)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(gè)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)。
減速器箱體零件的工藝規(guī)程及其加工￠52H8孔的夾具設(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(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)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(shí)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(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。
第一章 工藝設(shè)計(jì)
1.1 零件的分析
1.1.1 零件的作用
減速器箱體是減速器的重要組成零件，它將有關(guān)零件（軸、套、齒輪）連接在一起，保證它們之間有正確的相對(duì)位置關(guān)系，使它們能按一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)。因此，箱體的加工質(zhì)量對(duì)機(jī)械精度、性能和使用壽命都有直接關(guān)系。減速器的作用（1）降速同時(shí)提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比，但要注意不能超出減速器額定扭矩。 （2）速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。所以在日常的生活工作中運(yùn)用得非常廣泛，也起到非常重要的的作用。
1.1.2 零件的工藝分析
減速箱體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、加工面多、技術(shù)要求高、機(jī)械加工的勞動(dòng)量大。因此箱體結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本有重要意義。
減速箱體幾個(gè)加工表面它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下：
尺寸159兩側(cè)面要保證一定的平行度要求平行度公差為0.05mm。
箱體底面與側(cè)面都有一定的垂直度要求垂直度公差為0.05mm。
φ52H8孔與φ185H8孔有一定的平行度要求平行度公差為0.05mm；且有一定的位置要求，保證相互位置尺寸為164±0.045mm；與側(cè)面也有一定的位置要求尺寸偏差為80±0.035mm。
φ50H8兩孔與φ52H8孔有一定的位置要求，保證相互位置尺寸為92±0.031mm；且φ50H8兩孔之間有一定的平行度要求平行度公差為0.05mm。與側(cè)面也有一定的垂直度要求垂直度公差為0.05mm。
1.2毛坯的選擇與設(shè)計(jì)及基準(zhǔn)的確定
1.2.1確定毛坯制造形式
工件生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
減速箱體零件材料為HT200。查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》P498表6-68，考慮到零件形狀復(fù)雜、有腔形、制造精度、機(jī)械性能、壽命及批量 ；可選擇砂型鑄造以提高毛坯精度、減少加工余量。
再確定毛坯制造形狀時(shí)應(yīng)考慮各加工表面的余量還應(yīng)考慮是否需要制出工藝凸臺(tái)以利于工件的裝夾；是一個(gè)零件制成一個(gè)毛坯還是多個(gè)零件合成一個(gè)毛坯；那些表面不需要制出；鑄件分型面、拔模斜度及鑄造圓角；最后繪制出毛坯圖，并要決定毛坯的結(jié)構(gòu)特征及各項(xiàng)技術(shù)條件。
1.2.2 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，也是保證零件加工精度的關(guān)鍵。
定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)、粗基準(zhǔn)、輔助基準(zhǔn)。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面為定位基準(zhǔn)（粗基準(zhǔn)），在后續(xù)加工工序中，用也加工表面作為定位基準(zhǔn)（精基準(zhǔn)）。在制定工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)先考慮選擇怎樣的精基準(zhǔn)以保證達(dá)到精度要求并把各加工加工出來，另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位做一輔助基準(zhǔn)，用以定位。
為了說明基準(zhǔn)及加工表面方便，因此畫零件加工表面編號(hào)圖1-1，其中加工表面編號(hào)為、、……
圖1-1
粗基準(zhǔn)的選擇。
粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)遵循以下原則：1）以不需要加工表面作為粗基準(zhǔn)。2）以工件上要求余量均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。3）以平整且面積較大的表面作為粗基準(zhǔn)。4）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次。
對(duì)于箱體類零件應(yīng)先加工面后加工孔再以面為基準(zhǔn)加工孔。根據(jù)有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（當(dāng)零件有不加相對(duì)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn)。）加工尺寸為159的兩個(gè)端面、時(shí)應(yīng)以尺寸159的底面為粗基準(zhǔn)；在加工面、時(shí)應(yīng)以孔及端面為粗基準(zhǔn)，在加工面時(shí)應(yīng)以、面及面為粗基準(zhǔn)；再加工孔時(shí)應(yīng)以也加工的表面為粗基準(zhǔn)，如加工、孔時(shí)應(yīng)以、、面作為粗基準(zhǔn)，在加工孔時(shí)應(yīng)以、、為粗基準(zhǔn)。
精基準(zhǔn)的選擇。
精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)遵循以下原則：1）：“基準(zhǔn)重合”原則，用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，以便消除基準(zhǔn)不重合誤差。2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，當(dāng)定位以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便的加工其它表面，盡可能在多數(shù)工序中采用這組精基準(zhǔn)定位。3）：“自為基準(zhǔn)”原則，當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量盡量小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)。4）“互為基準(zhǔn)”原則，。當(dāng)兩個(gè)加工表面相互位置精度要求較高時(shí)，以兩個(gè)需加工表面相互作為基準(zhǔn)反復(fù)加工以獲得均勻的加工余量和較高的位置精度。
應(yīng)遵循“基準(zhǔn)重合及統(tǒng)一”原則，選擇面積較大的平面或孔及其組合。因此第一個(gè)工序應(yīng)選擇尺寸159端面作為精基準(zhǔn)加工另一個(gè)端面，有利于夾緊及定位。其它工序應(yīng)盡可能采取“基準(zhǔn)重合及統(tǒng)一”原則，如在加工面、時(shí)應(yīng)以孔及端面為精基準(zhǔn)，在加工面時(shí)應(yīng)以、面及面為精基準(zhǔn)；再加工孔時(shí)應(yīng)以也加工的表面為精基準(zhǔn)，如加工、孔時(shí)應(yīng)以、、面作為精基準(zhǔn)，在加工孔時(shí)應(yīng)以、、為精基準(zhǔn)。
1.3工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
1.3.1 制定工藝路線
零件機(jī)械加工工藝過程是工藝規(guī)程的中心問題，其內(nèi)容包括確定定位基準(zhǔn)、選擇各加工表面的加工方法、安排加工順序及組織整個(gè)加工工藝過程中各個(gè)工序的內(nèi)容、確定各個(gè)工序所采用機(jī)床設(shè)備和工藝裝備等。
設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮幾個(gè)方案，經(jīng)過分析比較，選擇出比較合理的方案。
根據(jù)減速箱體零件為大批生廠，所以采用通用機(jī)床，并配以專用的夾具、刀具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率，減少機(jī)床數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。經(jīng)零件工藝分析，零件毛坯為砂型機(jī)械造型，并經(jīng)人工時(shí)效處理消除鑄件內(nèi)應(yīng)力，改善工件的可切削性。
先確定工藝路線如下：
方案一
工序Ⅰ 銑尺寸159的兩端面、，以尺寸159的底面為基準(zhǔn)。
工序Ⅱ 銑面、，以端面、及孔為基準(zhǔn)。
工序Ⅲ 鏜孔φ185mm、φ310mm以、面及面為基準(zhǔn)。
工序Ⅳ 銑面以、面及面為基準(zhǔn)。
工序Ⅴ 鏜面以、面及基準(zhǔn)。
工序Ⅵ 粗、半精鏜孔φ52H8以、面及孔為基準(zhǔn)。
工序Ⅶ 粗、半精鏜階梯孔φ50H8以、面及孔為基準(zhǔn)。
工序Ⅷ 配作螺紋孔
工序Ⅸ 檢查
方案二
工序Ⅰ 銑尺寸159的端面以尺寸159的底面為基準(zhǔn)。
工序Ⅱ 銑尺寸159的端面以尺寸159的底面為基準(zhǔn)。
工序Ⅲ 銑面、以端面、及孔為基準(zhǔn)。
工序Ⅳ 銑面以、面及面為基準(zhǔn)。
工序Ⅴ 鏜孔φ185mm、φ310mm以、面及面為基準(zhǔn)。
工序Ⅵ 鏜面以、面及基準(zhǔn)。
工序Ⅶ 粗、半精鏜孔φ52H8以、面及孔為基準(zhǔn)。
工序Ⅷ 粗、半精鏜孔φ50H8以、面及孔為基準(zhǔn)。
工序Ⅸ 配作螺紋孔
工序Ⅹ 檢查
1.3.2 工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是159的兩端面一起加工，然后以端面為基面加工其它面，面和孔加工順序比較混亂；方案二則與一有所不同，159兩端面分開加工，先加工面再以面為基準(zhǔn)加工孔；兩者比較可以看出，第二方案比第一方案合理，位置精度也較易保證，定位及夾緊等都比較方便；但方案二也有不合適的地方，面、可以一起加工減少裝夾次數(shù)及夾具設(shè)計(jì)，因此可以合為一道工序，改進(jìn)的工藝過程如下：
工序Ⅰ 銑尺寸159mm兩端面，以尺寸159mm的底面為粗基準(zhǔn)。
工序Ⅱ 銑尺寸159mm兩端面，以端面為基準(zhǔn)。
工序Ⅲ 銑面、，以尺寸159mm的一個(gè)端面為基準(zhǔn)。
工序Ⅳ 銑面，以尺寸159mm的底面及面為基準(zhǔn)。
工序Ⅴ 鏜面，以尺寸159mm的底面及面為基準(zhǔn)。
工序Ⅵ 粗、半精鏜孔φ185mm、φ310mm ，以尺寸159mm的底面及側(cè)面為定位基準(zhǔn)。
工序Ⅶ 粗、半精鏜孔φ52H8 ，以φ185mm的孔及尺寸為235mm的面為定位基準(zhǔn)。
工序Ⅷ 粗、半精鏜孔φ50H8 ，以尺寸為235mm面及φ52mm孔為定位基準(zhǔn)。
工序Ⅸ 配作螺紋孔
工序Ⅹ 檢查
14
第二章 工序設(shè)計(jì)
2.1工序尺寸與毛坯尺寸加工余量的確定
“減速器箱體”零件材料HT200，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，查書《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》P498表6-68，因?yàn)橄潴w有腔孔等、形狀復(fù)雜所以采用砂型鑄造毛坯；查書《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》P516表6-90，根據(jù)為砂型機(jī)械造型材料為灰鑄鐵選取鑄造公差等級(jí)為CT8，；查書《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》P510常用斜度值砂型一般選為鑄造斜度為3°，查書《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》P511對(duì)于砂型鑄造一般圓角半徑為R3。
查書《機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)》P78表3-1，為砂型機(jī)械造型選取鑄件加工余量等級(jí)為F；查《機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)》表3-3，P80根據(jù)毛坯加工面的基本尺寸選取鑄件機(jī)械加工余量； 查《機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)》表3-6，P84 根據(jù)鑄件的基本尺寸選取鑄件尺寸公差值。
工序一：加工尺寸159的兩個(gè)端面以尺寸159的地面為基準(zhǔn)，因?yàn)閮擅娑家庸?，因此都有加工余量；查《機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)》表3-3，P80根據(jù)加工面的基本尺寸400mm-630mm之間一個(gè)端面的加工余量為4mm則兩個(gè)加工面的毛坯余量為8mm，查《機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)》表3-6，P84根據(jù)鑄件的基本尺寸及公差等級(jí)選取尺寸公差值為2.6mm。本工序采用銑削，則加工余量為8mm，表面粗糙度為6.3um，查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2-22，P65根據(jù)它的表面粗糙度采用粗銑便可達(dá)到加工要求。
毛坯尺寸為167±1.3 精度為CT8，加工余量為8mm
銑削后為 精度等級(jí)為IT9，粗糙度為6.3um
以下工序尺寸具體計(jì)算步驟同上，現(xiàn)列表描述如下
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸如下表：表2-1
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量（mm）
精度等級(jí)
工序尺寸（mm）
粗糙度
（um）
工序余量（mm）
最小
最大
端面
鑄件
8
CT8
167±1.3
銑削
8
IT9
6.3
7.9
9.4
底面
鑄件
3
CT8
238±1.0
銑削
3
IT9
12.5
2.815
4.185
235mm端面
鑄件
3
CT8
407±2.1
銑削
3
IT9
6.3
2.86
5.24
銑面φ80mm
鑄件
4
CT8
銑削
4
IT9
6.3
4
4.28
鏜面
鑄件
3.5
CT8
鏜削
3.5
IT11
6.3
2.6
4.54
鏜孔φ185H8
鑄件
5
CT8
半精鏜
1.5
IT8
3.2
1.21
1.572
粗鏜
3.5
IT11
6.3
3.21
3.79
鏜孔φ310mm
鑄件
7
CT8
φ303±1.1
鏜孔
7
IT12
12.5
5.9
9.81
鏜孔φ52H8
鑄件
8
CT8
φ44±1.3
半精鏜
1.5
IT8
3.2
1.31
1.546
粗鏜
6.5
IT11
6.3
5.2
6.69
鏜孔φ50H8
鑄件
5
CT8
φ45±1.0
半精鏜
1.5
IT8
3.2
1.25
1.562
粗鏜
3.5
IT11
6.3
2.5
4.75
鏜階梯孔φ82
鑄件
32
CT8
半精鏜
2
IT8
3.2
1.7
2.087
粗鏜
30
IT11
6.3
29.938
30.362
2.2 設(shè)備和工藝裝備的選擇
在設(shè)計(jì)工序時(shí)，需要具體選定所用的機(jī)床、夾具、切削工具和量具。先具體各個(gè)工序裝備選擇如下：
工序Ⅰ： 銑159mm的端面，以尺寸159的底面為粗基準(zhǔn)。查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P224表4-16，根據(jù)刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺(tái)面距離選擇X53K立式銑床；查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P270表5-42，根據(jù)加工表面為大面積平面選擇套式面銑刀D=160mm,d=50mm,Z=16；查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標(biāo)卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；使用專用夾具夾緊加工。
工序Ⅱ：銑尺寸159兩端面，以端面為基準(zhǔn)。同工序Ⅰ一樣查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P224表4-16，根據(jù)刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺(tái)面距離選擇X53K立式銑床；查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P270表5-42，根據(jù)加工表面為大面積平面選擇套式面銑刀D=160mm,d=50mm,Z=16；查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標(biāo)卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。
工序Ⅲ：銑面、，以尺寸159的一個(gè)端面為基準(zhǔn)。查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P224表4-16，根據(jù)刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺(tái)面距離選擇X51立式銑床；查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P271表5-44，根據(jù)加工表面為兩個(gè)側(cè)面選取圓柱形銑刀，D=60mm,d=22mm,L=63mm；查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標(biāo)卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。
工序Ⅳ：銑面，以尺寸159的底面及面為基準(zhǔn)。查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P224表4-16，根據(jù)刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺(tái)面距離選擇X52K立式銑床；查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P271表5-44，根據(jù)加工表面為頂面選取套式面銑刀，D=80mm,d=27mm,L=36mm；查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P287表6-7，根據(jù)加工面為平面先選取量具為多用游標(biāo)卡尺，測量范圍為0-500mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。
工序Ⅴ：鏜面，以尺寸159的底面及面為基準(zhǔn)。查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P221表4-7，根據(jù)平旋盤最大加工外端面為400mm選擇T616臥式鏜床；查書《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P1064表4.3-63，根據(jù)加工表面的情況頂選取硬質(zhì)合金鏜刀，B=12，H=12,d=12；查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標(biāo)卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。
工序Ⅵ：粗、半精鏜孔φ185mm、φ310mm ，以尺寸159的底面及側(cè)面為定位基準(zhǔn)。查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P221表4-7，根據(jù)最大加工孔徑及工作臺(tái)寬度，選擇T616臥式鏜床；查書《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P1064表4.3-63，根據(jù)加工孔的大小情況頂選取硬質(zhì)合金鏜刀，B=12，H=12,d=12；查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標(biāo)卡尺，測量范圍為0-400mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。
工序Ⅶ：粗、半精鏜孔φ52H8 ，以φ185mm的孔及尺寸為235mm的面為定位基準(zhǔn)。查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P214表4-8，根據(jù)最大加工孔徑及工作臺(tái)寬度，選擇T4163坐標(biāo)鏜床；；查書《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P1064表4.3-63，根據(jù)加工孔的大小情況頂選取硬質(zhì)合金鏜刀，B=12，H=12,d=12；查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標(biāo)卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。
工序Ⅷ：粗、半精鏜孔φ50H8 ，以尺寸為235mm面及φ52mm孔為定位基準(zhǔn)。查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P221表4-7，根據(jù)最大加工孔徑及工作臺(tái)寬度，選擇T616臥式鏜床；查書《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P1064表4.3-63，根據(jù)加工孔的大小情況頂選取硬質(zhì)合金鏜刀，B=12，H=12,d=12；查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標(biāo)卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。
工序Ⅸ：配作螺紋孔，查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P221表4-7，根據(jù)零件最大尺寸及工作臺(tái)寬度，選擇C616普通車床；查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》選擇相應(yīng)螺紋孔的螺紋車刀；查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標(biāo)卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。
2.3 確定切削用量及時(shí)間定額
工序Ⅱ:銑159mm的端面⑨、⑥
加工要求：銑159mm兩端面，表面粗糙度6.3。
機(jī) 床：X53K立式銑床。
刀 具：套式面銑刀（B類），
D=160mm，=40mm, =56mm,H=63,mmZ=8(粗加工)，=90o。查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》P1099，表12-113
計(jì)算銑削用量：
1.銑削深度=4mm
2.每齒進(jìn)給量
=0.1mm/z,《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》P108表3-28，。
3.切削速度
查《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》P113表3-30。取V=1.5m/s即90m/s。根據(jù)刀具采用套式面銑刀， 表12-113，P1099《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》。=160 Z=8
則根據(jù) （2-1）
查閱《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》X53K立式銑床說明P226附表4-16-1。
取=190r/min則實(shí)際切削速度：
（2-2）
計(jì)算銑削工時(shí)：
當(dāng)=190r/min
（2-3）
取工作臺(tái)的進(jìn)給量=156mm/min。查閱《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》P226表4-16-2立式銑床X53K工作臺(tái)橫向進(jìn)給量。
由于工件在工作臺(tái)上的縱向最大尺寸為428mm，立銑刀直徑為160mm?？煞譃?次走刀完成銑削。
查閱表7-7，P305《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》可得公式：
； （2-4）
；
。
第一次走刀：l=466mm，B=140mm
則：=0.5（160-）=41.27mm
=（466+41.27+3）/156=3.27min；
第二次走刀：l=502mm，B=160mm
則：=0.5（160-）=80mm
=（502+80+3）/156=3.75min；
第三次走刀：l=381.33mm,B=128mm
則： =0.5（160-）=32mm
=（381.33+32+3）/156=2.67min；
現(xiàn)畫三次走刀路線圖如下：
圖2-1
該工序銑削總工時(shí)既是3次走刀時(shí)間相加：
T=3.27+3.75+2.67=9.69min.
輔助時(shí)間計(jì)算：
查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P335表7-29，1）在立式銑床上裝上及取下零件所需的輔助時(shí)間為；根據(jù)壓緊方式為壓板壓緊及工件重量為8kg所以取輔助時(shí)間為0.89min；2）查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P336表7-30，在立式銑床上工作時(shí)有關(guān)定程的輔助時(shí)間，根據(jù)加工性質(zhì)為粗銑及工作臺(tái)長度取0.77min；3）工作地點(diǎn)服務(wù)及自然需要時(shí)間服，取工序時(shí)間的4.1%；4）查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P337表7-32，準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間為7.6 min；
因此，總的輔助時(shí)間為T=0.89+0.77+7.6+9.69×4.1%=9.66min
工序Ⅳ:銑端面φ80mm
加工要求：銑面φ80mm，表面粗糙度6.3um。
機(jī) 床：X63臥式銑床
刀 具：硬質(zhì)合金端面銑刀YG6，Z=6，=90o
計(jì)算銑削用量：
1） 銑削深度=4mm
2） 每齒進(jìn)給量 =0.3mm/z,查書《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》表3-28，P108。
3） 切削速度 查表3-30《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》。取V=1.5m/s即90m/s。根據(jù)刀具采用套式面銑刀， 表12-113，P1099《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》。=100，Z=6。
則 （2-5）
根據(jù)X63臥式銑床說明P228附表4-17-1取=300r/min則實(shí)際切削速度
（2-6）
當(dāng)=300r/min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量查附表4-17-2，P229取=600mm/min
4) （2-7）
5) 切削工時(shí)的計(jì)算：
（2-8）
查表7-7，P305《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》。
ｌ =80mm, =0.5(100-)+2=22mm =2mm
6) 輔助時(shí)間計(jì)算：
查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P335表7-29，1）在立式銑床上裝上及取下零件所需的輔助時(shí)間為；根據(jù)壓緊方式為壓板壓緊及工件重量為8kg所以取輔助時(shí)間為0.89min；2）查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P336表7-30，在立式銑床上工作時(shí)有關(guān)定程的輔助時(shí)間，根據(jù)加工性質(zhì)為粗銑及工作臺(tái)長度取0.77min；3）工作地點(diǎn)服務(wù)及自然需要時(shí)間服，取工序時(shí)間的4.1%；4）查書《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》P337表7-32，準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間為7.6 min；
因此，總的輔助時(shí)間為T=0.89+0.77+7.6+9.69×4.1%=9.66min
工序Ⅵ：粗、半精鏜孔φ52H8
工件材料：HT200、金屬型鑄造
加工要求：粗、半精鏜孔φ52H8，表面粗糙度為3.2um
機(jī) 床：T4163坐標(biāo)鏜床
刀 具：刀具材料為硬質(zhì)合金、YG8、刀桿尺寸為12mm×12mm，長度為500mm。
(一)計(jì)算切削用量：
粗鏜孔至φ50.5mm，單邊余量Z=3.25mm，=3.25mm,一次加工
確定進(jìn)給量
查表3-13，P93《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，加工鑄鐵，f=0.03-0.16mm/r.根據(jù)T4163鏜床主軸進(jìn)給量。取f=0.15mm/r
根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，取V=100m/min則
（2-9）
查表4-7-1，P213《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》。T4163坐標(biāo)鏜床主軸轉(zhuǎn)速取=612r/min
鏜削工時(shí)：查P299表7-1《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》。
（2-10）
半精鏜孔至φ52mm，單邊余量0.75mm
一次加工
確定進(jìn)給量
查表3-22，P101《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》
根據(jù)鏜床主軸進(jìn)給量取f=0.10mm/r
查表3-19，P98《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》。V=1.333-1.83m/min,取V=1.8m/s。
則 （2-11）
根據(jù)T4163主軸轉(zhuǎn)速
工時(shí)定額 P299，表7-1《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》。
第三章 夾具設(shè)計(jì)
3.1 夾具的設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第Ⅵ道工序。
專用夾具是為某工序而特定設(shè)計(jì)制造的夾具。它優(yōu)點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單，剛性好，操作容易，裝夾容易，生產(chǎn)率高。缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)周期長，產(chǎn)品更新?lián)Q代后往往不能繼續(xù)使用，適應(yīng)性差；費(fèi)用較高。
機(jī)床夾具一般由功能相互獨(dú)立而又相互聯(lián)系的以下六部分組成：1.定位元件或定位裝置。如支承釘、定位鍵、定位銷等。2.夾緊元件或夾禁裝置，它一般由動(dòng)力裝置（油缸、汽缸等）、中間傳力機(jī)構(gòu)和夾緊元件（壓板、鉤板等）組成。3.對(duì)刀或引導(dǎo)元件，它是保證夾具相對(duì)刀具的正確的位置，如對(duì)刀塊、鉆套、鏜套等。4.夾具體，它與機(jī)床有關(guān)部件相連接，以確定夾具相對(duì)于機(jī)床的位置。5.連接元件，確定夾具在機(jī)床上的正確位置，如定位鍵、定位銷、螺釘、螺栓等。6.其它元件或裝置，適用于有特殊要求的元件，如分度裝置、上下料裝置等。
設(shè)計(jì)鏜φ52H8孔工序的專用夾具，夾具用于T4163坐標(biāo)鏜床，刀具為硬質(zhì)合金鏜刀，利用鏜桿對(duì)孔進(jìn)行鏜削。
工件的定位原理
自由物體在空間直角坐標(biāo)系中有六個(gè)自由度，即沿OX,OY,OZ三個(gè)軸向的平動(dòng)自由度和三個(gè)繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。要使工件在夾具體中具有準(zhǔn)確和確定不變的位置，則必須限制六個(gè)自由度。工件的六個(gè)自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六個(gè)，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在生產(chǎn)中，為了調(diào)整和控制不可避免產(chǎn)生的應(yīng)力和變形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。
①、以工件的平面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí)，常采用擋鐵、支撐釘進(jìn)行定位
②、工件以圓孔內(nèi)表面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí)常采用銷定位器
③、工件以圓柱外表面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時(shí)常采用V形鐵定位器
④、利用以定位工件的輪廓對(duì)被定位工件進(jìn)行定位可采用樣板定位器
零件工序圖如下：
圖3-1
“減速箱體”用定位釘和圓銷定位。底面兩個(gè)支承釘限制了Z方向的移動(dòng)自由度與X方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，擋板上的支承釘限制了Y方向移動(dòng)以及繞Y、Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，圓銷限制了Y、Z兩個(gè)方向的移動(dòng)，螺旋夾緊器機(jī)構(gòu)夾緊，共限制了6個(gè)自由度。分析見上圖3-1。
3.2夾緊裝置的組成及設(shè)計(jì)要求
夾緊工件的方式是多種多樣的，因而夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也是千變?nèi)f化的。夾緊裝置一般分為簡單夾緊裝置與復(fù)合夾緊裝置兩類。夾緊裝置一般由以下三大部分組成：
3.2.1動(dòng)力源
在夾具中產(chǎn)生原始作用力的機(jī)構(gòu)稱為動(dòng)力源。有手動(dòng)與機(jī)動(dòng)兩類，采用機(jī)動(dòng)夾緊的動(dòng)力源，是為了減少輔助時(shí)間，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率。本夾具采用機(jī)動(dòng)液壓夾緊的動(dòng)力源。
3.2.2中間傳力機(jī)構(gòu)
它是將動(dòng)力源產(chǎn)生的原始作用力傳遞給夾緊元件的機(jī)構(gòu)稱為傳力機(jī)構(gòu)。有螺旋機(jī)構(gòu)、鉸鏈機(jī)構(gòu)、偏心機(jī)構(gòu)等。本夾具采用螺旋機(jī)構(gòu)。
3.2.3夾緊元件
夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。它通過與工件被夾表面直接接觸來實(shí)現(xiàn)夾緊的功能，如壓板、壓頭等。本夾具采用鉤形壓板。
鉤形壓板的計(jì)算如圖：
圖3-2
壓板回轉(zhuǎn)時(shí)沿圓柱轉(zhuǎn)過的弧長S
（3-1）
d-鉤形壓板導(dǎo)向部分直徑mm
φ-壓板回轉(zhuǎn)角度
壓板回轉(zhuǎn)時(shí)的升程
（3-2）
β-壓板螺旋槽的螺旋角 β為90°
k-壓板升程系數(shù) k=0.94
3.3鏜模導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)
采用鏜模鏜孔，孔的位置尺寸精度除了采用剛性主軸加工外都是依靠鏜模導(dǎo)向來保證的，而不決定于機(jī)床成形運(yùn)動(dòng)的精度。鏜模導(dǎo)向裝置的布置，結(jié)構(gòu)和制造精度是保證鏜模精度的關(guān)鍵。
3.3.1導(dǎo)向支架的布置方式
單面后導(dǎo)向
導(dǎo)向支架布置在刀具的后方，刀具與主軸剛性連接。加工＞D的長孔時(shí)，刀具導(dǎo)向部分直徑d應(yīng)小于所加工的孔徑D。這是因?yàn)?，此時(shí)鏜桿能進(jìn)入孔內(nèi)，可以減少鏜桿的懸伸量和利于縮短鏜桿長度。
圖3-3 單面后導(dǎo)向
3.3.2鏜套的結(jié)構(gòu)形式
固定式鏜套
它是固定在鏜模的導(dǎo)向支架上，不能隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)。刀具或鏜桿在鏜套內(nèi)既有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)又有相對(duì)移動(dòng)。它具有外形尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、中心位置準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。為了減少鏜套與鏜桿的磨損，一般帶有潤滑油孔，用油槍注油潤滑。
3.3.3鏜桿
1） 鏜桿導(dǎo)向部分
采用開有直槽和開有螺旋槽的導(dǎo)向。這種導(dǎo)向與導(dǎo)套接觸面積小，并有在溝槽中能存屑的優(yōu)點(diǎn)，采用上述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)時(shí)，切削速度不宜超過20米/分，因此采用這種導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的鏜桿直徑一般不大于60毫米。
2） 鏜桿直徑
確定鏜桿直徑時(shí)，在考慮到鏜桿剛度的同時(shí)，還要考慮到鏜桿和工件孔之間應(yīng)留有足夠的容屑空間。鏜桿直徑一般選取 ， 在設(shè)計(jì)鏜桿時(shí)，鏜孔直徑D、鏜桿直徑d、鏜刀截面B×B之間一般按表考慮；
查書《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》P140表5-4，取D=52mm、d=40mm、B×B=12×12
3） 鏜桿材料及技術(shù)要求
鏜桿要求表面硬度而內(nèi)部有較好的韌性。因此鏜桿材料多采用45鋼。
鏜桿的導(dǎo)向部分的公差，粗加工采用db,精加工采用db1;鏜桿在500毫米長度內(nèi)彎曲小于0.01毫米；裝刀的刀孔對(duì)鏜桿的不對(duì)稱度不大于0.01-0.1毫米，不垂直度不大于0.01-0.02/100，刀孔光潔度一般為；
3.4 切削力與夾緊力的計(jì)算
3.4.1切削力的計(jì)算
刀具材料為：硬質(zhì)合金
鏜削力的計(jì)算：見表1-2-3，P32《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》。
修正系數(shù) S — 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 t — 切削深度
V — 切削速度
表1-2-4 ，P33《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》
在 （3-3）
在 （3-4）
在 （3-5）
查表1-2-6中《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P33。
主 偏 角 =45° 1.0 1.0 1.0
前 角 =10° 1.0 1.0 1.0
刀 傾 角 =0° 1.0 1.0 1.0
刀尖圓弧半徑 r = 0.5mm 0.87 0.66 1.0
鏜削力：
（3-6）
（3-7）
（3-8）
3.4.2夾緊力的確定
確定一個(gè)機(jī)構(gòu)的夾緊力,即確定夾緊力的大小,方向和作用點(diǎn)。它必須通過綜合分析工件的結(jié)構(gòu)特征、加工要求、工件的定位方案以及工件在加工過程中所受外力來確定。
1．確定夾緊力作用方向原則
夾緊力的作用方向不僅影響工件的加工精度，而且還影響工件夾緊的實(shí)際效果。0確定夾緊力方向應(yīng)考慮以下三點(diǎn)：一是夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的即定位置；二是夾緊力的作用方向應(yīng)使夾緊力盡可能最小。
本夾具作用方向?yàn)橄蛳隆?
2．確定夾緊力作用點(diǎn)的原則
夾緊力作用點(diǎn)是夾緊元件與工件接觸點(diǎn)處的面積。確定夾緊力作用點(diǎn)是指夾緊力方向已經(jīng)確定后，來確定作用點(diǎn)的位置、數(shù)目及面積。
本夾具的作用點(diǎn)為兩個(gè)點(diǎn)。
3．夾緊力大小的確定
夾緊力的大小關(guān)系到夾具使用的可靠性、安全性及工件的變形量。夾緊力過小加工過程中工件位置將發(fā)生變動(dòng)，夾緊力過大將使將使工件產(chǎn)生變形。因此也不能過大。
一套夾具的實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算是一個(gè)很復(fù)雜的問題，為了簡化計(jì)算，一般只考慮切削力對(duì)夾緊力的影響，并假定工藝系統(tǒng)是剛性的，切削過程是連續(xù)穩(wěn)定的。
根據(jù)靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力W，在乘上安全系數(shù) K即的實(shí)際夾緊力數(shù)值。
在計(jì)算夾緊力時(shí),必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù)，其中為1.5—2
—粗加工取1.2，精加工取1
—刀具鈍化系數(shù)；取1.1—1.3
—斷續(xù)切削系數(shù)，連續(xù)取1
則粗加工安全系數(shù)K=1.2×1.7×1.2×1=2.45
鏜削及夾緊力分析圖如下：
圖3-4
方向所需夾緊力
（3-9）
方向所需夾緊力
（3-10）
方向所需夾緊力
（3-11）
則
W（即為運(yùn)動(dòng)方向所需夾緊力總和）
3.4.3液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
活塞作用力P的近似計(jì)算查書《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P182表1-6-7；
（3-12）
為沿活塞運(yùn)動(dòng)方向的夾緊力所要求的作用力總和；既為前面所算W為4181N 為考慮各種損失的有效系數(shù)，通常取
查書《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P183表1-6-8；液壓缸內(nèi)徑D的計(jì)算
（3-13） P-活塞最大作用力
p-油缸工作壓力取2.5-5.0MPa
往復(fù)式活塞油缸，推力工作時(shí)的缸徑。
P=5226N p=3MPa
查書《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P183表1-6-8；無桿腔最大流量
（3-14） D為油腔內(nèi)徑；V1為無桿腔工作時(shí)活塞速度（m/min）根據(jù)工作需要確定取為2m/min
活塞桿直徑d=0.5D 查表3-1《液壓與氣壓傳動(dòng)》
缸筒內(nèi)徑尺寸取50mm ，GB/T2348-1993，則活塞桿直徑d=0.5D=25mm
活塞長度0.6-1D 活塞桿導(dǎo)向長度0.6-1.5d
查書《液壓與氣壓傳動(dòng)》P67；工作腔有效工作面積
（3-15） F為活塞作用力為5226N， P為油缸工作壓力取3MPa；
查書《液壓與氣壓傳動(dòng)》P67實(shí)際工作壓力（液壓缸）
（3-16） F為活塞作用力為5226N D為油腔內(nèi)徑為50mm；
查書《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P182表1-6-7；油流量計(jì)算
（3-17） 為活塞最大移動(dòng)速度（m/min），F(xiàn)為活塞有效工作面積( )；
查書《液壓傳動(dòng)》P75，油缸端蓋螺栓驗(yàn)算：
螺栓直徑
（3-18）
F —液壓缸負(fù)載 —擰緊系數(shù) Z—固定螺栓個(gè)數(shù)
為材料屈服極限
查書《液壓傳動(dòng)》P75，活塞桿直徑校核：
（3-19）
F活塞桿作用力 [σ]材料許用應(yīng)力
3.5定位誤差的分析與計(jì)算
由于工件定位所造成的加工面相對(duì)其工序基準(zhǔn)的位置誤差簡稱定位誤差，以表示。對(duì)夾具設(shè)計(jì)中采用的某一定位方案,只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置公差的1/3,或滿足前述,見書《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》P163；即可認(rèn)為該定位方案符合加工精度的要求.在加工時(shí)夾具相對(duì)刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)的位置經(jīng)調(diào)整后不在變動(dòng)，因此可以認(rèn)為加工面的位置是固定的，在這種情況下，加工面對(duì)其工序基準(zhǔn)位置誤差必然是工序基準(zhǔn)的位置變動(dòng)所造成的。造成定位誤差的原因是基準(zhǔn)位置誤差與不重合誤差。查書《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》P165，
本工件是以端面及孔為定位基準(zhǔn)，消除五個(gè)自由度，用短圓柱銷對(duì)孔及端面定位；再用鉤形壓板壓緊。
本夾具采用銷定位，銷放置于定位板上，限制了工件的上下垂直方向位置的移動(dòng)，而使工件水平位置不會(huì)變動(dòng)；因此基準(zhǔn)位置無變動(dòng)，；而且定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合是同一個(gè)基準(zhǔn)，因此。
定位誤差分析如下圖：
圖3-5
3.6夾具設(shè)計(jì)與操作的簡要說明
3.6.1夾具體方式的確定
????夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置連接成一個(gè)整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求。
?①、具有足夠的強(qiáng)度和剛度。
②、結(jié)構(gòu)簡單、輕便，在保證強(qiáng)度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡單緊湊，體積小、質(zhì)量輕和便于工件裝卸。
③、安裝穩(wěn)定牢靠。
④、結(jié)構(gòu)的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗(yàn)
⑤、尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。
⑥、清理方便。
夾具體毛坯制造方法的選擇?? 綜合考慮結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)型、標(biāo)準(zhǔn)化以及各種夾具體的優(yōu)缺點(diǎn)等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體；
夾具體的外形尺寸??
在繪制夾具總圖時(shí)，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置及其輔助機(jī)構(gòu)在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。然后進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，再根據(jù)強(qiáng)度和剛度要求選擇斷面的結(jié)構(gòu)形狀和壁厚尺寸。夾具體的壁厚30mm，長度326mm，寬度128mm；根據(jù)設(shè)計(jì)要求，夾具體上設(shè)計(jì)有螺孔、銷孔，并且要求定位件和夾緊機(jī)構(gòu)的銷孔在裝配時(shí)配作。
3.6.2夾具的精度要求
夾具的精度都應(yīng)比工件要求的精度高，才能加工出合格的工件。精度高出的部分稱為夾具的精度儲(chǔ)備或精度裕度。精度裕度用來補(bǔ)償加工中的各項(xiàng)誤差及定位、導(dǎo)向元件的磨損。當(dāng)然精度裕度越大，加工工件的質(zhì)量越穩(wěn)定，夾具的易損件的使用壽命也越長。但從另一方面看，精度裕度越大，必須要求夾具的制造精度越高，從而會(huì)急劇增加夾具的制造成本，工件的加工成本也隨之增加；反之，夾具制造的精度越小，將會(huì)使夾具在夾具中易損件〔主要是定位、導(dǎo)向元件〕需頻繁地更換，維修周期短，增加維修費(fèi)用，從而增加了工件的加工成本。所以夾具精度的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：應(yīng)使夾具的設(shè)計(jì)精度與工件的加工精度要求相適應(yīng)，不可盲目地提高夾具的精度要求。但多大的 經(jīng)濟(jì)裕度才算合適呢？從原則上講對(duì)加工精度要求高的工件，夾具的精度只能略高于工件要求的加工精度，即減小夾具的經(jīng)濟(jì)裕度。這雖然會(huì)使易損件使用期限縮短，更換頻繁，但仍比提高夾具的制造精度經(jīng)濟(jì)、合理。對(duì)加工精度要求不高的工件，夾具的設(shè)計(jì)精度要求應(yīng)以夾具制造車間的平均經(jīng)濟(jì)精度為下限而不必過低。
3.6.3夾具使用注意事項(xiàng)、保養(yǎng)及維護(hù)
（1）使用前對(duì)限位尺寸檢查是否還保持正確位置；
（2）如果擋銷磨損超差，可以進(jìn)行打磨修復(fù)；如果擋板、插銷、支承釘磨損超差，可以重新組裝，錯(cuò)開磨損部位后繼續(xù)使用。
（3）使用后需注意
3.7 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析與改進(jìn)
本夾具為鏜φ52H8孔的專用夾具，采用液壓夾緊，鉤形壓板機(jī)構(gòu)，通過液壓缸進(jìn)油壓力增大使活塞桿移動(dòng)推動(dòng)鉤形壓板旋轉(zhuǎn)下壓工件夾緊。并用定位銷及支承釘限制工件的六個(gè)自由度。
夾具動(dòng)力源設(shè)計(jì)時(shí)考慮不足現(xiàn)改進(jìn)如下圖所示：改進(jìn)前為（1）圖，上面為出油孔，下面為進(jìn)油孔；由于夾具采用鉤形壓板夾緊裝置，當(dāng)活塞上移時(shí)松開壓板，下移時(shí)才是夾緊零件；活塞工作時(shí)油壓是向上的（即松開壓板時(shí)），而要壓緊零件只能靠彈簧的壓力，顯然是不夠的。使活塞不能作用上力，不能起到壓緊零件的作用。
現(xiàn)改進(jìn)如（2）圖所示，上面為進(jìn)油口，下面為出油口，活塞工作時(shí)作用力向下，剛好拉動(dòng)鉤形壓板壓緊零件。而停止供油時(shí)，靠彈簧作用力向上松開壓板，取出工件，完成零件的加工。
改進(jìn)前（1） 改進(jìn)后（2）
圖3-6
26
第四章 總 結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)四年里學(xué)到的所有知識(shí)系統(tǒng)的組織起來，進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機(jī)床概論、公差與配合、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)等專業(yè)知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來。同時(shí)也培養(yǎng)了自己的自學(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(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實(shí)踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，來完成本次設(shè)計(jì)。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中培養(yǎng)了自己自學(xué)的能力，學(xué)會(huì)了翻閱資料、查找國家標(biāo)準(zhǔn)。從資料書中了解了許多工藝設(shè)計(jì)知識(shí)。回想起這學(xué)期的經(jīng)歷，用一句話就是忙碌并快樂著。遇到困難的做不出來的時(shí)候真的是很痛苦，而當(dāng)做了很久終于做出來的時(shí)候又有一種快樂的感覺。其中的艱辛和滿足只有親自經(jīng)歷了才能體驗(yàn)到，從剛拿到題目的迷茫，到設(shè)計(jì)過程中一點(diǎn)點(diǎn)的明了，再到迷茫，再到最終的結(jié)果，確實(shí)讓自己學(xué)到了許多東西，不光是對(duì)專業(yè)知識(shí)的復(fù)習(xí)和鞏固，更重要的是在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中讓自己學(xué)會(huì)了面對(duì)困難時(shí)不要退縮的精神，很多問題只要再堅(jiān)持一點(diǎn)點(diǎn)就可以解決的。設(shè)計(jì)中體會(huì)到了我們學(xué)機(jī)械的思維必須縝密，考慮問題必須周全。
當(dāng)然在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也找到了自己的不足，很多以前學(xué)過的專業(yè)知識(shí)都感到很陌生了，不得不再去補(bǔ)習(xí)，重新復(fù)習(xí)一遍。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)四年來所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次設(shè)計(jì)雖然只有三個(gè)月時(shí)間，但在這三個(gè)月時(shí)間中使我對(duì)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)有了很深的體會(huì)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計(jì)算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)