制动阀下壳零件机械加工工艺及端面夹具设计本科论文.doc

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1、安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）制动阀下壳零件机械加工工艺及端面夹具设计摘 要本设计是一种阀体的工艺设计和夹具设计。在设计中先进行零件的结构和工艺分析，确定粗基准和精基准以及零件的加工余量与毛坯的尺寸，得出零件的加工工艺过程，接着再计算各工序的切削用量以及工时。除此之外，还设计了一套专用铣床夹具和专用钻床夹具。首先确定合适的定位基准，设计夹具体，再选择定位元件、夹紧元件等部件。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。然后计算出定位误差、夹紧力以及

2、切削力，分析夹具的合理性。确保夹具可以安全的工作。该零件的夹具设计应具有工作可靠、效率高的特点，在操作方面，操作安全、省力、夹紧迅速，并且便于制造与维修。关键词：阀体；工艺分析；铣床夹具；钻床夹具；The Shell Of Brake Valve Mechanical Process And End Face For Fixture DesignAbstractThis design is a process design and fixture design of the valve body . This section is the valve body of supporting an

3、d embracing transmission mechanism. In the design, it should first process the structural and industrial analysis of the section, and then determine the coarse benchmark, fine benchmark, machining allowance and blank size of the section to obtain the process of the parts making. After that it the ca

4、lculated the cutting dosages of every process and the production time.In addition, this design involved a set of special milling fixture and a set of special drill press fixture. First, it identified the appropriate locating datum, chose clip specific. Then it chose positioning components, clamping

5、component, and so on. It should also calculate the positioning error, clamping force, cutting force and then analyze the rationality of the fixture. Finally it had a finite-element analysis of the key parts to ensure that the fixture can work safely. The reasonable components jig design should have

6、the work reliably, the efficiency high characteristic, in the operation aspect, the operational safety, reduces effort, the clamp is rapid, and is advantageous for the manufacture and the service.Key words: Valve body ; Process analysis; Milling jig; Drill jig; 目 录引言- 1 -第1章 绪论- 2 -1.1课题背景- 2 -1.2研究

7、意义- 2 -1.3发展趋势- 2 -第2章 零件的分析- 3 -2.1零件的作用- 3 -2.2零件的工艺分析- 3 -第3章 工艺规程设计- 5 -3.1毛坯的选择及生产类型- 5 -3.2基面的选择- 5 -3.3 拟定工艺路线- 5 -3.4机械加工余量及毛坯的尺寸确定- 6 -3.5 确定切削用量及基本工时- 8 -3.5.1工序10：粗车108mm的外圆- 8 -3.5.2 工序20：粗、精车51右端面。- 9 -3.5.3 工序30：:粗铣阀体左端面，保证尺寸mm- 10 -3.5.4 工序40：锪54+0.019 0mm的孔- 10 -3.5.5 工序50：钻、扩、铰25的孔-

8、 11 -3.5.6 工序80：粗铣阀体上表面- 12 -3.5.7工序90：钻10的孔- 12 -3.5.8工序100：钻-扩26mm的孔- 13 -3.5.9工序150：钻-攻螺纹4xM12的孔- 14 -第4章 夹具设计- 15 -4.1 铣夹具设计- 15 -4.1.1 问题的提出- 15 -4.1.2 定位方案- 15 -4.1.3定位误差的分析与计算- 15 -4.1.4定位元件的设计- 15 -4.1.5夹紧机构- 16 -4.1.6夹具体的设计- 17 -4.2 钻夹具设计- 18 -4.2.1问题的提出- 18 -4.2.2 定位基准的选择- 18 -4.2.3 切削力与夹紧

9、力的计算- 18 -4.2.4 定位误差的分析- 20 -4.2.5 定位元件的设计- 20 -4.2.6 钻套的选择- 21 -4.2.7钻模板的设计- 22 -4.2.8夹具体的设计- 23 -结论与展望- 24 -致谢- 25 -参考文献- 26 -附录A：- 27 -铣夹具工程图一套- 27 -钻夹具工程图一套- 27 -工序卡片一套- 27 -附录C：- 28 -外文文献：- 28 -中文翻译：- 31 -附录D：- 34 -文献题录或摘要- 34 -文献1：- 34 -文献2：- 34 -文献4：- 34 -文献5：- 34 -文献7：- 34 -文献8：- 35 -文献10：-

10、35 -文献12：- 35 -文献14：- 35 -文献15：- 35 - 插图清单图2-1 零件图- 4 -图2-2 零件的三维图- 4 -图3-1 零件的毛坯图- 8 -图4-1 芯轴三维图- 16 -图4-2菱形销三维图- 16 -图4-3 夹具体的三维图- 17 -图4-4 工序图- 18 -图4-5 定位销三维图- 21 -图4-6 快换钻套三维图- 22 -图4-7 钻模板的三维图- 23 -图4-8 夹具体的三维图- 23 - 35 -引言在现代制造技术迅猛发展的今天，机床夹具无论在传统机床上还是在数控机床、加工中心上，仍是必不可少的重要工艺装备。然而，在多品种生产的企业中，每隔

11、34年就要更新5080左右机床夹具，而夹具的实际磨损量仅为1020左右。因此，设计各种专用夹具以减少夹具的损耗已经摆上的日程。而且夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，特别是计算机在夹具设计中的应用，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济的方向发展。别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用。在做铣夹具和钻夹具的过程中，首先要分析壳体零件图及加工的技术要求，其次考虑毛坯的选择，再者要考虑制定机械加工工艺过程中一些关键问题，像基准的选择、零件表面加工方法的选择、加工顺序的安排和组合、加工路线

12、的拟定、夹具的定位法案设计、误差分析等都需要了解大量的资料后精心加以选择和确定，最后结合实际情况设计出方便实用且经济的夹具。本课题设计的是制动阀下壳体零件机械加工工艺及端面夹具设计。主要内容有编制零件制造工艺方案，设计重要工序工序卡，绘制零件总工序图，夹具定位方案、误差计算，专用夹具总图及零件图设计，并对专用夹具进行装配仿真。第1章 绪论1.1课题背景毕业设计（论文）是我们在学校学习的最后一门课程，也是对自己在大学中所学知识的一个全面的检验。本课题来自于实际的生产中，是一个的阀体的加工工艺设计。要求对部分加工工序进行夹具设计。本课题的题目是：制动阀下壳体零件机械加工工艺及端面夹具设计。在毕业设

13、计中要求我们要运用所学的知识，进行加工工艺设计及铣夹具和钻夹具的设计。1.2研究意义(1). 我们必须仔细了解零件结构，认真分析零件图。培养我们的独立识图能力。增强我们对零件图的认识和了解。通过图形的原始资料建立三维模型。（2）制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算、工时定额计算、定位误差分析等。在整个设计中也是非常重要的,通过这些设计,不仅让我们更为全面地了解零件的加工过程、加工尺寸的确定,而且让我们知道工艺路线和加工余量的重要性, 这对以前学习过的知识的复习,也是以后工作的一个铺垫。（3）在这个设计过程中,我们还必须考虑工件的安装和夹紧.安装的正确与否直接影响工件加工精度,安装是否方便和

14、迅速,又会影响辅助时间的长短,从而影响生产率,1.3发展趋势现在，机械加工工艺及夹具随着制造技术的发展也突飞猛进。机械加工工艺以各个工厂的具体情况不同，其加工的规程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其随着情况的不同具有更加合理的工艺过程。也使产品的质量大大提高。制定加工工艺虽可按情况合理制定，但也要满足其基本要求：在保证产品质量的前提下，尽可能提高劳动生产率和降低加工成本。并在充分利用本工厂现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验。国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场

15、的需求与竞争。别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1) 能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2) 能装夹一组具有相似性特征的工件；3) 能适用于精密加工的高精度机床夹具；4) 能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5) 采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6) 提高机床夹具的标准化程度。第2章 零件的分析2.1零件的作用题目所给的零件是制动阀下壳体，制动阀是汽车行车制动系当中的主要控制装置，在双回路主制动系统的制动过程和释放过程中实现灵敏的随动

16、控制。其主要由上腔活塞，下腔活塞，推杆，滚轮，平衡弹簧，回位弹簧（上下腔），上腔阀门，下腔阀门，进气口，出气口，排气口，通气孔组成。其原理是当驾驶员踩下脚踏板时，通过拉伸拉杆使拉臂一端下压平衡弹簧，使平衡臂下移，首先将排气阀门关闭，打开进气阀门，此时储气筒的压缩空气经进气阀充入制动气室，推动气室膜片使制动凸轮转动从而实现车轮制动。2.2零件的工艺分析通过对该零件图的分析，现分述如下：1) 阀体的左右端面的粗糙度为6.3m，在左端面上要求加工四个孔径为M12的螺纹孔。 右端面要求加工四个16的孔，粗糙度为6.3m。2) 108mm的外圆表面粗糙度为6.3m.。3) 51mm的外圆表面粗糙度为6.

17、3m。4) 51mm的外圆的右端面表面粗糙度为1.6m。5) 54+0.19 0mm的内孔粗糙度为6.3m。6) 45+0.16 0mm的孔的粗糙度为12.5m。7) 36+0.16 0mm的孔的粗糙度为3.2m。8) 阀体的上表面与108mm的外圆的中心线的距离为53.5。粗糙度为6.3。9) 阀体上表面的孔：26mm、18+0.11 0mm、12+0.11 0mm、16.5mm的各个孔的表面粗糙度为6.3m、3.2m、3.2m、6.3m。各加工面之间有着一定的位置要求，主要是：1) 108mm外圆的中心线与28-0.065 -0.195mm孔的中心线的同轴度为0.04。2) 79mm的孔的

18、中心线与基准B的垂直度为0.02。3) 18+0.11 0mm、12+0.11 0mm的孔的中心线与基准B的同轴度为0.04。根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。工艺分析图见2-1：图2-1 零件图零件的三维模型如图2-2图2-2 零件的三维图第3章 工艺规程设计3.1毛坯的选择及生产类型该零件材料为CF8，零件形状比较复杂，因此毛坯宜用铸件，生产类型为大批量生产，为使零件有较好的机械性能，保证零件加工余量等，故采用砂型铸造。零件的生产类型一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着

19、完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定。此阀体零件的生产纲领。N=Qn(1+%a)(1+%b) （3-1）3.2基面的选择（1）粗基准的选择在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。粗基准选择的原则：1) 非加工表面原则2) 加工余量最小原则3) 重要表面原则4) 不重复使用原则5) 便于装夹原则（2）精基准的选择用加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。在选择定位基准时，是从保证精度要求出发的，因此分析定位基准选择的顺序就应为精基准到粗基准。精基准的选择原则1) 基准重合原则2) 自为基准原则3) 互为基准原则4) 便于装夹原则

20、3.3 拟定工艺路线加工工艺路线制定的原则是：在保证产品质量的前提下，尽量提高生产效率和降低成本，并且能够充分利用现有的生产条件。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。（1）工艺路线方案一：工序1 铸造毛坯。工序2 时效处理。工序3 划线。工序10 粗车108外圆工序20 以左端面为基准以右端面为基准，粗铣阀体的左端面。工序30 粗、精车51右端面。工序40 锪54孔，以孔中心为基准工序50 粗镗54、45内孔,以左端面为基准精镗外圆工序60 以成型铣刀铣内孔轮廓面工序70 以端面孔中心线为基准，钻、粗铰、精铰25孔并倒角工序80 粗铣上端

21、面，以孔中心为基准工序90 钻10孔，以108中心线为基准工序100 钻-扩26孔，以上端面及108中心线为基准工序110 粗-半精镗28孔，以上端面及108中心线为基准工序120 粗-半精镗18孔，以上端面及108中心线为基准工序130 粗-半精镗12孔，以上端面及108中心线为基准工序140 粗镗16.5孔工序150 钻-攻螺纹4-M12工序160 钻-扩4-16孔工序170 清洗工序180 终检工序190 入库（2）工艺路线方案二：工序1 铸造毛坯。工序2 时效处理。工序3 划线。工序10 钻10孔，以108中心线为基准工序20 粗铣上端面，以孔中心为基准工序30 粗、精车51右端面。工

22、序40 锪54孔，以孔中心为基准工序50 粗镗54、45内孔,以左端面为基准精镗外圆工序60 以成型铣刀铣内孔轮廓面工序70 以端面孔中心线为基准，钻、粗铰、精铰25孔并倒角工序80 以左端面为基准以右端面为基准，粗铣阀体的左端面。工序90 粗车108外圆。工序100 钻-扩26孔，以上端面及108中心线为基准工序110 粗-半精镗28孔，以上端面及108中心线为基准工序120 粗-半精镗18孔，以上端面及108中心线为基准工序130 粗-半精镗12孔，以上端面及108中心线为基准工序140 粗镗16.5孔工序150 钻-攻螺纹4-M12工序160 钻-扩4-16孔工序170 清洗工序180

23、终检工序190 入库以上加工方案大致看来还是合理的。经分析可知方案一的工序比较集中，装夹次数较少。工序集中有利于保证各加工面间的相互位置精度要求，有利于采用高生产率机床，节省装夹工件的时间，减少工件的半动次数。所以总体方案选择方案一。3.4机械加工余量及毛坯的尺寸确定加工余量是指加工过程中从加工表面所切去的金属层厚度。加工余量有工序余量和加工总余量之分，工序余量是指某一工序所切去的金属层厚度；加工总余量是指某加工表面上切去的金属层总厚度。1外圆表面（108外圆）考虑其长度为16mm，表面粗糙度为6.3m，加工经济精度为IT810,只要求粗-半精车,即可。查文献【2】得直径余量2Z=3.2mm。

24、2 51的外圆考虑其长度为1.6mm，表面粗糙度为6.3m ，加工经济精度为IT810，只要求粗车-半精车即可。查文献【2】得直径余量2Z=3.0mm。3 阀体的左端面其左端面的厚度10mm,表面粗糙度为6.3m ，加工经济精度为IT1113,只要求粗铣即可满足要求。查文献【2】得加工余量Z=1mm。4 阀体的上表面其长度为54mm，表面粗糙度为6.3m ，加工经济精度为IT1113，只要求粗铣即可满足要求。查文献【2】得加工余量Z=1mm。5 25的孔孔的粗糙度为0.8m，加工经济精度为IT7，需要钻-扩-粗铰-精铰。参照文献确定工序尺寸及余量为：钻孔：15mm 2Z=7mm扩钻：22mm

25、2Z=2.6mm粗铰：24.6mm 2Z=0.4mm精铰：25mm 2Z=0mm6 51外圆的右端面右端面的粗糙度为1.6m，加工经济精度为IT78，需要粗车-精车加工可满足要求。查文献【2】得加工余量Z=2mm。粗车： Z=1.5mm精车： Z=0.25mm7 钻-攻4-M12的螺纹孔因为毛坯为实心的参照文献3表6-51，现确定螺孔加工余量为：钻孔：10.7mm攻丝：M12深10mm8钻4-16mm的孔由于毛胚为实心该孔内部精度要求不高，所以，只需直接钻，即余量为：16mm。9上表面孔的加工因为是实心的，所以首先需要钻10mm的孔。所以加工余量为10mm由上各个加工余量确定零件的铸件尺寸，如

26、下图3-1图3-1 零件的毛坯图3.5 确定切削用量及基本工时3.5.1工序10：粗车108mm的外圆1) 机床：C 620-1卧式车床 刀具：硬质合金外圆车加工要求：粗车108mm的外圆，表面粗糙度为6.3m。2) 切削深度单边余量Z=1.6mm，可一次切除，即mm3) 确定进给量f根据文献【2】，取：.4) 计算切削速度查文献【2】切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）： （3-2）式（3-2）中：加工材料系数。加工形式系数。刀具材料系数。系数指数。修正系数v，见文献【2】即公式3-3： (3-3)其中， ，。所以（m/min）5) 确定主轴转速（r/min）按机床说明书，与260r

27、/min相近的机床转速为250r/min和265r/min。现取机转速为265r/min，如果选取250r/min，则速度损失较大。所以实际切削速度为54 m/min。6) 计算切削工时 (3-4)其中: ，所以 （min） 3.5.2 工序20：粗、精车51右端面。 1) 加工条件使. 加工要求：粗、精车51右端面，表面粗糙度为1.6m。 机床：C 620-1卧式车床 刀具;硬质合金外圆车刀2) 确定进给量f根据文献【2】，当刀杆尺寸为16mm25mm, 以及工件直径在51mm时： 按C620-1车床说明书取：。3) 计算切削速度由式3-2得（m/min）4) 确定主轴转速 （r/min）按

28、机床选取n=236（r/min）。所以实际切削速度（m/min）。5) 计算切削工时由式3.4得min同理可得：精车时的切削速度v=71 m/min。主轴转速n=355 r/min。切削工时t=0.12min。3.5.3 工序30：:粗铣阀体左端面，保证尺寸mm1) 进给量的确定 根据文献【2】得:（mm/z）取2) 切削速度：参考手册确定v=27m/min , ,z=10.则（m/min）采用X63卧式铣床，根据机床使用说明书文献【8】，取n=67 m/min 。当n=67 m/min 时，工作台每分钟进给量为：mm /min3) 切削工时：（min）3.5.4 工序40：锪54+0.019

29、 0mm的孔根据有关资料，锪孔时的进给量及切削速度为钻孔时的1/21/3，故（mm/r） 按机床取0.21 mm/r（m/min）(r/min)按机床取n=50r/min,所以实际切削速度为（m/min）切削工时 切入mm，mm，所以（min）3.5.5 工序50：钻、扩、铰25的孔1) 钻15的孔确定进给量：文献【2】得（mm/r） 由于本零件在加工15的孔时属于地刚度零件，故进给量应乘以系数0.75则（mm/r）取mm/r。切削速度：查文献【2】切削速度v=19m/min。所以主轴转速(r/min)根据机床说明书，取n=530r/min实际切削速度（m/min）切削工时mm，mm，mm（m

30、in）2) 扩钻22的孔 则进给量：（mm/r）取 mm/r。切削速度：切查文献【2】削速度v=15m/min。所以主轴转速：(r/min)根据机床说明书，取n=190r/min实际切削速度：（m/min）切削工时：mm，mm，mm(min)3) 粗铰24.60的孔刀具：24.60的专用铰刀进给量：（mm/r）取 mm/r主轴转速：取n=190r/min实际切削速度：（m/min）切削工时：mm，mm，mm(min)3.5.6 工序80：粗铣阀体上表面1) 进给量的确定 根据查文献【2】得（mm/z）2) 切削速度：参考手册确定v=27m/min , ,z=10.则（m/min）采用X63卧式

31、铣床，根据机床使用说明书文献【8】取n=118 m/min 。当n=108m/min 时，工作台每分钟进给量为：mm/min3) 切削工时：（min）3.5.7工序90：钻10的孔确定进给量：文献得（mm/r） 由于本零件在加工15的孔时属于地刚度零件，故进给量应乘以系数0.75则（mm/r）取mm/r。切削速度：查文献【2】 得切削速度v=19m/min。所以主轴转速(r/min)根据机床说明书，取n=530r/min实际切削速度（m/min）切削工时mm，mm，mm（min）3.5.8工序100：钻-扩26mm的孔1 钻钻20mm的孔确定进给量：文献【2】得（mm/r） 由于本零件在加工2

32、0的孔时属于地刚度零件，故进给量应乘以系数0.75则（mm/r）取mm/r。切削速度：查文献【2】切削速度v=19m/min。所以主轴转速(r/min)根据机床说明书，取n=265r/min实际切削速度（m/min）切削工时mm，mm，mm（min）2扩钻26mm的孔则进给量：（mm/r）取 mm/r。切削速度：文献【2】查切削速度v=15m/min。所以主轴转速：(r/min)根据机床说明书，取n=190r/min实际切削速度：（m/min）切削工时：mm，mm，mm(min)3.5.9工序150：钻-攻螺纹4xM12的孔1钻10.7的孔确定进给量：文献【2】得（mm/r） 由于本零件在加工

33、15的孔时属于地刚度零件，故进给量应乘以系数0.75则（mm/r）取mm/r。切削速度：文献【2】查切削速度v=22m/min。所以主轴转速(r/min)根据机床说明书，取n=750r/min实际切削速度（m/min）切削工时mm，mm，mm（min）因为钻4个孔所以t=0.44min2攻螺纹4-M12（mm/r）切削速度：文献【2】查切削速度v=20m/min。所以主轴转速：(r/min)根据机床说明书，取n=530r/min。实际切削速度（m/min）切削工时mm，mm，mm（min）因为钻4个孔所以t=0.64min。第4章 夹具设计4.1 铣夹具设计4.1.1 问题的提出本夹具主要用来

34、粗铣阀体的上表面,保证上表面与中心线的尺寸为53.5mm，而且上表面的粗糙度为为6.3m。因此在本道工序加工时，主要考虑如何提高生产率，减低劳动强度，二精度不是主要问题。4.1.2 定位方案此工件采用平面和定位销组合定位方案，及一面两销定位方案，采用芯轴和菱形销组合定位。其中平面与芯轴组合限制5个自由度，然后在侧平面上加一个菱形销限制旋转的自由度，所有六个自由度都被限制了，使零件有了正确的位置。4.1.3定位误差的分析与计算定位误差包括基准不重合误差和基准位移误差。基准不重合误差是定位基准与设计基准不重合引起的误差。基准位移误差是定位基准位移误差。基准位移误差又可分为由于工件定位表面不准确所引

35、起的和由于夹具定位元件不准确所引起的两部份。工件定位表面不准确所引起的基准位移误差，对一批零件来说，就有一个尺寸分布带，其中有系统误差和随机误差。而夹具定位元件不准确所引起的基准位移误差，对于一个夹具来说是系统误差，但如果有几个夹具同时使用，则随机误差在一起，出现多峰状尺寸分布曲线。.定位误差是由基准不重合误差B和定位副制造不准确误差Y两部分组成，定位误差的大小事两项误差在工序尺寸方向上的代数和，D=BY 该工件定位方案是采用平面与定位销定位，其芯轴与孔的配合采用25H7/g6基孔制配合，其基本尺寸为25mm，公差IT7=0.021mm，因此定位孔与心轴外圆间最小间隙S=0，在芯轴垂直放置时，

36、定位误差D1=T1+T2+S=0.021+0.013+0=0.034mm 。菱形销的配合16H6/g5，其基本尺寸为16mm，公差分别为IT6=0.011mm,IT5=0.008mm，定位误差D2=T1+T2+S=0.011+0.008+0=0.019mm，所以总误差为D=0.023，该定位误差小于工件加工要求的1513，因此该定位方案是合理的。4.1.4定位元件的设计芯轴零件三维图如下4-1图4-1 芯轴三维图菱形销三维图如4-2图4-2菱形销三维图4.1.5夹紧机构此零件的夹紧是采用螺母进行的夹紧，通过扳手拧紧螺母可达到加紧的母的，使零件在铣削时 保持正确的位置，不产生偏置。夹紧力与铣削时

37、产生的力方向相同，所以可免去夹紧力的计算。4.1.6夹具体的设计夹具体是整个夹具的基础件。在夹具体上要安装组成该夹具所需要的各种元件、机构、装置等；并且还必须便于装卸工件以及在机床上的固定。因此，夹具体的形状和尺寸，主要取决于夹具上各组成件分布情况，工件的形状、尺寸以及加工性质等。对于夹具体的设计提出以下一些基本要求，夹具设计时，应满足以下主要要求：（1）所设计的专用夹具，应当既能保证工序的加工精度又能保证工序的生产节拍。特别对于大批量生产中使用的夹具，应设法缩短加工的基本时间和辅助时间。（2）夹具轻劳动强度的操作要方便、省力和安全。若有条件，尽可能采用气动、液压以及其它机械化自动化的夹紧机构

38、，以减。同时，为保证操作安全，必要时可设计和配备安全防护装置。（3）能保证夹具一定的使用寿命和较低的制造成本。夹具的复杂程度应与工件的生产批量相适应，在大批量生产中应采用气动、液压等高效夹紧机构；而小批量生产中，则宜采用较简单的夹具结构。（4）要适当提高夹具元件的通用化和标准化程度。选用标准化元件，特别应选用商品化的标准元件，以缩短夹具的制造周期，降低夹具成本。（5）应具有良好的结构工艺性，以便于夹具的制造和维修。如下图4-3图4-3 夹具体的三维图4.2 钻夹具设计 4.2.1问题的提出本夹具主要用来钻端一个25mm孔。因为位置精度要求比较高，表面粗糙度要求精度高，为了保证技术要求，最关键是

39、找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。如下图所示图4-4 工序图4.2.2 定位基准的选择由工序图可知：由于在对孔进行加工前，底平面和顶平面进行了加工，左端面已经进行了铣加工。因此，中心孔已进行了成形车刀的加工。所以以中心孔轴线为定位精基准，这样可以保证待加工孔的尺寸要求。由零件图可以知道，图中对孔的加工有位置公差要求，即要加工的孔的中心线与底面孔的中心线的同轴度为0.2.还有尺寸要求，我们可以选择中心通孔轴线为定位基准来设计钻模，从而满足待加工孔轴线尺寸要求。工件定位用底面和左端面及心轴来限制5个自由度。4.2.3 切削力与夹紧力的计算1）切削力的计算查文献【7】可得：

40、切削力公式： （4-1）式（4-1）中,D为孔的直径;f为主轴进给率;查文献【7】得： （4-2）已知D=25mm; f=0.36mm/z即：Ff=5923(N)2) 夹紧力的计算实际所需夹紧力：由文献表得： （4-3）安全系数K可按下式计算： （4-4）式中：为各种因素的安全系数，见文献【7】 可得： K=1.21.01.01.11.31.01.0=1.72所以WK=Ff K=5923(N) 1.72=10187(N)由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。取，螺旋夹紧时产生的夹紧力公式： （4-5）式中参数由机床夹具设计手册可查得：原始作

41、用力作用力臂螺旋生角螺纹处摩擦角螺纹处摩擦系数螺杆端部与零件的摩擦系数螺纹处当量摩擦角则螺旋夹紧时产生的夹紧力：由公式4-5得：（N）由上述计算易得：因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.2.4 定位误差的分析该夹具以中心通孔轴线来作为定位基准，定位销与零件的配合为45H7/g6。由文献可得：（1）定位误差：定位尺寸公差mm，在加工尺寸方向上的投影，这里的方向与加工方向一致。即：故mm。（2）夹紧安装误差，对工序尺寸的影响均小。即： （3）磨损造成的加工误差：通常不超过（4）夹具相对刀具位置误差：钻套孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一取。即误差总和：4.2.5 定位元件的设计定位销如

42、下图4-5图4-5 定位销三维图4.2.6 钻套的选择钻套安装在钻模板或夹具体上，用来确定工件上加工孔的位置，引导刀具进行加工，提高加工过程中工艺系统的刚性并防振。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。又分为固定钻套、可换钻套、快换钻套、特殊钻套四小类。根据钻床夹具的设计要求、零件的结构特点以及小批量生产的生产纲领，以及加工此工序需要钻、扩、粗铰、精铰等工步。所以需要选择快换钻套这。样很好的保证了孔的加工精度也方便了孔的加工。如下图4-6图4-6 快换钻套三维图4.2.7钻模板的设计钻模板用于安装钻套， 确保钻套在钻模上的正确位置，钻模板多装在夹具体或支架上， 常见的钻模板有：（1）固定式钻模板

43、（2）铰链式钻模板（3）可卸（分离）式钻模板 （4）悬挂式钻模板 根据钻床夹具的设计要求、零件的结构特点以及小批量生产的生产纲领，决定采用固定式钻模板。在导向装置中，钻套是安装在钻模板上,因此钻模板必须具有足够的刚度和强度，以防变形而影响钻孔精度。在此套钻模夹具中选用的是铰链式钻模板，在装卸工件时可以通过铰链销转动钻模板，这样便于零件的装夹。钻模板在于钻套配合的时候采用的是H7/n6的配合。如下图4.7图4-7 钻模板的三维图4.2.8夹具体的设计图4-8 夹具体的三维图结论与展望在本次毕业设计中，我们将设计主要分为两大部分进行：工艺编制部分和夹具设计部分。在工艺部分中，我们涉及到要确定各工序

44、的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间。其中，工序机床的进给量，主轴转速和切削速度需要计算并查手册确定。 在夹具设计部分，通过这次毕业设计，使我对大学四年所学的知识有了一次全面的综合运用，也学到了许多上课时没涉及到的知识，尤其在利用手册等方面，在本次设计中我的任务是设计一套铣夹具和一套钻夹具。在铣夹具和钻夹具的设计过程中，大致的设计方法如下：定位方案的设计：主要确定工件的定位基准及定位基面；工件的六点定位原则；定位元件的选用等。对刀装置的设计：由于本设计主要设计的是铣平面夹具，所以主要考虑的是选用对刀块的类型，从而确定对刀块的位置尺寸及公差。夹紧装置的设计：夹紧装置应满足装卸工件方便、迅速的特点。夹具体设计：设计时应注意夹具体结构尺寸的大小。夹具体的作用是将定位及夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时能承受一部分切削力。所以夹具体的材料一般采用铸铁。