Z3063X20A变速阀芯的加工工艺规程及夹具设计.docx

2017届毕业设计说明书 Z3063X20A变速阀芯的加工工艺规程及夹具设计院 、 部： 机械工程学院 学生姓名： 指导教师： 职称 教授 专 业： 机械设计制造及自动化 班 级： 机设1305班 完成时间： 2017年6月 摘 要Z3063X20A的毕业涉及到机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差和测量等方面的知识。本设计在制定变速阀芯合理的工艺规程下，针对其工序中的车和铣进行了夹具设计。 变速阀芯的专用夹具设计。在设计的过程中，应该理解的分析部分,变速阀芯工序过程，首先必须设计一个合理得毛坯结构。选用合理的材料进行加工，并且合理的选择零件的加工基准以及定位基准,然后依照加工要求合理的设计出零件的工艺路线。然后对每以个切削用量的部分的步骤进行大小计算,以此来决定需要使用到的关键设备以各种设计参数。然后选定一个针对变速阀芯的专用夹具。夹具应选择各类组件的设计，比如定位和夹紧元件连接部分、导向元件、夹具和机床和其他组件,定位误差计算夹具。对夹具结构进行合理的分析，了解其不足之处,对其进行改进和设计。关键词:工序；工艺；切削参数；夹紧；定位；误差ABSTRCTZ3063X20A graduation involves machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring knowledge.The design of variable speed in formulating reasonable technical process, the valve core in the process of turning and milling fixture design.Variable valve core of the special fixture design.In the process of design, should understand the analysis section, variable valve core processes, first you must design a rational structure of blank.Choose reasonable materials for processing, and the reasonable choice of process datum and position datum, and then according to the machining requirements reasonable design process of the parts.Then for each part of the step size calculation of cutting parameter, and key equipment will be used to determine the various design parameters.And then selected a special fixture for variable valve core.Fixture should choose the design of the various components, such as the positioning and clamping elements are connected parts, components, fixtures and machine tools and other components, fixture positioning error calculation.The analysis of clamp structure reasonable, understand its shortcomings, to improve and design.Key words: process, process, cutting parameters, clamping, positioning, error目 录ABSTRCT3序言21 Z3063X20A变速阀芯的结构工艺分析和毛坯确定41.1变速阀芯的作用41.2变速阀芯的工艺性分析41.3确定毛坯类型与制造方法51.4毛坯形状及尺寸52 Z3063x20变速阀芯的工艺路线的拟定62.1变速阀芯定位基准的选择62.1.1粗基准的选择原则62.1.2 精基准的选择原则62.3变速阀芯的加工顺序安排72.4热处理工序、辅助工序的安排72.5拟定工艺路线82.7切削用量的选择与确定93 变速阀芯车床夹具设计113.1夹具体的设计113.2定位方案和定位装置的设计113.2.1阀芯的定位的基本原理113.2.2阀芯的定位的类型113.2.3阀芯的基准的选择123.2.4阀芯定位方式及其定位元件123.3阀芯夹紧方案的确定及装置的设计123.3.1夹紧装置的组成133.3.2夹紧装置的设计要求133.3.3夹紧力的计算133.4夹具的精度分析14参考文献24总 结25致 谢26序言随着社会的快速发展、科技的进步，人们对机械制造行业的依赖越来越大。专业化人才在机械制造行业的需要和要求也不断改变，尤其是随着数控技术的应用、先进设备的不断改进和增加，对于具有扎实专业理论知识，同时动手能力又强的职业化技术人才需求越来越多。因此为了进一步对专业课程的学习，我怀着极高的热情和认真地态度对待这次毕业设计。通过毕业设计这个理论和实践相结合的环节，让我对本专业的基本理论和知识进一步加深了解，对自己查阅技术资料、绘制图纸等方面的能力有进一步提升。变速阀芯工艺规程和夹具设计是针对机械系统中简单地功能和要求，让同学们进行一次好的实训练习。“以设计为主，分析为其服务，机械系统的方案设计为立足点”是机床夹具设计的新体系。这一次变速阀芯的工艺规程和夹具设计，让我充分利用了大学四年来所学的知识，对当初不懂得、一知半解的有了深入的的学习。因此，变速阀芯得的设计，会成为我大学学习中一个不可忘记的部分。不得不说，我们学习这个专业，毕业以后或多或少会从事机械这方面的工作，因此，这一次变速阀芯的设计，让我对以后的工作有了一定的适应和了解。不至于以后不知所措。毕业设计是机械设计课程的实践体现。同时也是我大学四年来对机械专业一次比较全面的、独立的进行机械设计能力的训练。在这个两个月里，我有过不知所措，有过迷茫，感受到了学习的艰辛，也收获了学有所获的满足。回想一下，我觉得进行毕业设计优点有如下几点：通过毕业设计实践，形成正确的设计思想，加强创新意识。培养综合运用机械行业知识和其他辅助课程的理论同实际知识相结合去分析和解决机械设计的问题的能力。 学习设计机械产品的基本方法，熟悉并掌握机械设计中的一般规律。进行机械基础技能的训练，例如：构思、计算、绘图、查阅相关资料和手册等。能熟练运用机床夹具设计课程中的基本理论。在生产实习中学到的实践知识，正确地掌握零件在加工过程中中的定位、夹紧、工艺路线安排以及工艺尺寸的确定等问题，确保零件的加工质量。提高结构设计方面的能力。设计夹具的训练，依据对零件的加工要求，提出高效、省时省力、经济合理又能确证零件质量的夹具的能力。学会使用知识手册和图表资料。掌握同本设计相关的资料名称、出处，并能做到熟练运用。由于所见识到的知识点浅薄，实践经验不足，所以此次毕业设计缺点众多，恳请各位指导老师给予指点。41 Z3063X20A变速阀芯的结构工艺分析和毛坯确定1.1变速阀芯的作用图一 变速阀芯零件图变速阀芯的作用：调节液压流量，控制液体方向。1.2变速阀芯的工艺性分析变速阀芯的材料采用HT25,。HT25有一定的伸长率和较好的焊接性能、热加工性，并具有良好的韧性和塑性，这符合变速阀芯支撑定位的作用。这种材料通常在热轧状态下使用。变速阀芯的结构包括两个部分：次要结构与主要结构。次要结构包含各槽、各孔和凸轮。主要结构包含45的外圆及其端面，20的外圆及其端面，内孔19和10.5的孔。变速阀芯的外圆应该使用车削加工。它的毛坯是普通碳素钢， 19内孔粗糙度为6.3，所以粗车即可。其中45的外圆及其端面和20的外圆及其端面以及10.5内孔表面粗糙度值达1.6，需要采用粗车，精车才能达到。次要结构中各槽及各孔则需要通过铣钻得到，各孔分布的位置要求应保证除此之外其他的表面为自由公差，粗糙度为Ra12.5，需要通过粗车、钻、铰等加工达到。 1.3确定毛坯类型与制造方法毛坯种类的选择与材料的消耗和生产、加工质量、成本以及实际的作用密切相关。通过对零件分析可知，该类零件是轴类零件。轴类零件毛坯以锻造为主。1.4毛坯形状及尺寸加工余量的确定：因为变速阀芯采用热轧，根据机械加工工艺手册 表3.1-2查得铸件外表面的极限偏差为：上偏差+1.20、下偏差-1.20。根据机械加工工艺手册 查表3.1-14铸件端面的加工余量，查出双边加工余量为4根据机械加工工艺手册 查表3.12的等级精度是IT11。2 Z3063x20变速阀芯的工艺路线的拟定2.1变速阀芯定位基准的选择在Z3063X20变速阀芯的加工工艺规程制定时，正确选择的选择阀芯的定位基准，对保证阀芯的表面位置要求（位置精度、位置尺寸）和加工顺序的安排两者的影响非常大。正确合理的定位选择，能保证变速阀芯加工质量，提高生产效率。如果不能正确的选择，则在加程中就会出现各种各样的问题。如果严重的话，将会让零件成批量报废，不能进行正常生产。以没加工过的毛坯表面为定位基准，此定位基准为粗基准；以已经加工过的毛坯表面为定位基准，称之为精基准。因为在选择定位基准时，必须从保证工件精度的角度考虑，所以定位基准选择的顺序要从粗基准到精基准。2.1.1粗基准的选择原则因为变速阀芯可以归类为轴类零件。为了使得加工表面与加工表面相互精度，这是粗基准选择原则。因此若变速阀芯有不加工的表面，粗基准就要必须以这些不加工表面为准。若变速阀芯有多个不加工表面，需要选定要求精度较高的加工面作为粗基准。（1）选用变速阀芯的未加工表面作为粗基准，来满足阀芯的加工表面和非加工表面之间的位置要求；（2）粗基准的表面一定要平整光洁，不能有锻造飞边、锻造浇冒口、分型面毛刺等方面的缺陷，来确保变速阀芯的定位准确、夹紧可靠。（3）合理分配变速阀芯各个加工表面的加工余量；（4）应避免重复使用粗基准；端面作为轴向定位基准。中心线为径向定位基准。综上所述：对左端面进行加工时，粗基准定为右端面。对外圆、内孔加工时则以中心轴线作为定位基准。以内孔面为定位基准来钻孔、铣削。2.1.2 精基准的选择原则（1）基准重合原则；（2）基准统一原则；（3）自为基准原则；（4）互为基准原则；（5）确保工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则；综上所述：加工变速阀芯外圆和内孔过程中，采用夹具装夹零件。采用专用夹具夹装零件来钻孔和铣削圆弧。2.3变速阀芯的加工顺序安排（1）先面后孔由于变速阀芯零件同时存在面系和孔或孔系。所以根据先面后孔的原则，先加工平面，再以成型的平面作为基准来加工孔或孔系。（2）先粗后精根据变速阀芯的加工要求，需要先进行粗加工，再进行精加工。（3）基面先行先对变速阀芯中被排、被选作为精其准的表面进行加工，然后再用得到的精基准作为定位基准，来加工其他的面。（4）.先主后次变速阀芯上的设计基准面和重要工作面是主要表面。主要表面是决定变速阀芯质量好坏的主要因。对主要表面进行加工，是变速阀芯工艺过程的主要内容。所以在确定变速阀芯的加工顺序时，它主要表面的工序安排应先行考虑，使得主要表面的加工精度得到保证。在使用车床上加工过程中，先对45，20的端面和外圆进行加工。加工时需要按照基面先行、先面后孔、先主后次的原则进行安排。在使用钻床加工过程中，先进行钻孔后进行铰孔或者攻丝都必须符合先粗后精原则。2.4热处理工序、辅助工序的安排在加工变速阀芯的毛坯材料中经常使用到的热处理有：正火、调质、淬火、退火、回火、时效、渗碳、碳氮、共渗等。根据热处理的目的，热处理可以分为预备热处理、消除残余应力热处理、最终热处理。预备热处理的目的是改善使用材料的切削性能；消除毛坯制造时的残余应力，改善组织；最终热处理的目的是提高零件的强度、耐磨度和表面硬度，一般在精加工工序之前进行。进行热处理的目的是改善材料的力学性能、加工性能以及对残余内应力的消除。因此热处理工序需要根据所使用的零件的材料的性质和对零件加工的技术要求进行合理的安排。这样对确保变速阀芯的精度、加工的顺利程度以及阀芯的机械性能都有很重要的作用。调质处理能提高变速阀芯的综合力学性能。表面氧化处理的目的是提高变速阀芯涂层的防护性能；提高阀芯涂层对物体的附着力；营造恰当的表面粗糙度，来增强阀芯上涂层对底衬的配套性和相容性。根据变速阀芯加工的要求，采用调质处理作为最终热处理，就是在工件淬火后再加高温回火热至500度以上。经过高温回火的淬火钢，淬火应力完全消除、有较高的强度、同时塑性和韧性提高，具备有良好的综合性能。辅助工序通常包括去毛刺、清洗、倒菱角、涂漆、除锈、退磁、检验等。根据变速阀芯的实际情况，选用去毛刺和检验作为辅助工序。2.5拟定工艺路线根据以上对变速阀芯分析并结合加工工艺的基本原则。初步拟定加工工艺路线，具体如下：表1 加工工艺路线一序号工序内容工步内容1下料下料451052热处理淬火3车车平端面，凸轮R19.8处为39.6保证尺寸6mm4车车另一端面，保证总长，钻中心孔5车夹39.6，顶另一端，车20，39.5，40，保证尺寸77mm6车夹40处，找正，车32368环形槽。7钻钻10.515的孔，倒角8车掉头车20H7，车2槽321，倒角9钻钻19.6深15的孔10车车336的槽，保证尺寸70mm11划划线，划凸轮线0-360四等线12铣按线铣圆周上各槽及各孔及120凹坑13铣按线铣凸轮14铣按线铣4H9槽至图纸要求15热热处理16磨磨40H7外圆，保证精度17磨夹外圆，磨20H715的孔18检验检验19入库入库表2 加工工艺路线二序号工序内容工步内容1下料下料451052热处理淬火3铣按线铣圆周上各槽及各孔及120凹坑4铣按线铣凸轮5铣按线铣4H9槽至图纸要求6热热处理7磨磨40H7外圆，保证精度8磨夹外圆，磨20H715的孔9车车平端面，凸轮R19.8处为39.6保证尺寸6mm10车车另一端面，保证总长，钻中心孔11车夹39.6，顶另一端，车20，39.5，40，保证尺寸77mm12车夹40处，找正，车32368环形槽。13钻钻10.515的孔，倒角14车掉头车20H7，车2槽321，倒角15钻钻19.6深15的孔16车车336的槽，保证尺寸70mm17划划线，划凸轮线0-360四等线18检验检验19入库入库分析与比较工艺路线方案方案一：该方案组织工序主要是根据工序集中原则。使得各加工面之间相互位置精度的要求得到保证，装夹时间得到节省。对操作人员技术水平要求较低，降低生产成本，适用于大批量生产。方案二：该方案组织工序主要是根据工序分散原则，每个工序中用到的设备和夹具比较简单，但总的加工时间较长，对技术人员水平要求较高，变速阀芯的精度也得不到保证，因此该方案不适用于大批量生产。综合上述，两种方案采用方案一更为合理。2.7切削用量的选择与确定工序：车端面1) 切削深度 单边余量为Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.8mm/r3) 计算切削速度 （1） 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04 , =0.81 , =0.97。所以1.440.81.040.810.97=89m/min （2） 4) 确定机床主轴转速 ns= 753r/min （3）与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=750r/min。所以实际切削速度= （4）5) 切削工时，t=i ;其中l=25mm; =4mm; =0mm; t=i=x2=0.966(min) （5） 3 变速阀芯车床夹具设计3.1夹具体的设计在变速阀芯的加工时，承受载荷最大的是夹具体。一般轻情况下是夹具体中体积最大并且结构最复杂的零件。既要确保在它上面安装的各种装置以及各元件之间相对位置关系，同时又要实现夹具同机床之间的定位和连接，因此夹具体需要满足如下几个要求。（1）结构简单、装卸工件方便。强度和刚度达到要求的情况下，尽量体积小、重量轻。（2）排屑要方便。在夹具设计过程中，切屑的排除需要考虑在内。（3）强度和刚度足够。在变速阀芯加工过程中，较大的切削力和夹紧力由夹具体承受。为了不让夹具体产生变形或振动，足够的强度和刚度对夹具体十分重要。（4）结构工艺性好。所设计的夹具体在装配、制造、检验和维修尽量方便。（5）能稳定可靠的安装在机床上。在机床上安装夹具时，通过接触或配合夹具体上的安基面和机床相应表面来实现家具在机床上的安装。 （6）精度和尺寸稳定性要恰当。夹具体安装定位安装对刀、导向元件的表面或夹具体的安装基面及元件的表面等重要表面，尺寸和精度必须合适。3.2定位方案和定位装置的设计定位的作用是确保加工尺寸和位置精度。定位方案不确定的话，其他与之相关的问题就不能进行设计。一旦确定了定位方案，那么就基本形成了夹具体的总体配置。所以，在设计夹具、分析现场夹具的过程中，都需从工件夹具中的定位入手解决问题。3.2.1变速阀芯定位的基本原理（1）工件的自由度。自由度是运动件相对于固定坐标系具有的独立运动。有位置自由和角度自由度之分。（2）阀芯定位的原理。变速阀芯采用的是六点定位原则。主要用于实际生产时，是由一定形状的几何体起支撑作用的。用来限制工件自由度的几何体称作定位元件。3.2.2工件定位的类型工件定位过程中，必须限制对加工有影响得自由度。如果自由度不影响加工时，根据情况而定来限制其自由度。根据限制工件自由度的的情况，定位可以分为：（1）完全定位不重复地将六个自由度全部限制的定位即为完全定位。 （2）不完全定位 工件的自由度少于六个被限制时，但加工要求又不受影响的定位称为不完全定位。（3）欠定位根据加工要求，没有限制应该限制的自由度的定位称为欠定位。欠定位是不能保证加工要求。（4）重复定位一个工件的一个或几个自由度被定位元件反复限制的定位被称为重复定位（又程过定位）。重复定位可分两种情况：一种是工件被重复定位去，却依旧能满足加工的要求。不产生有害影响，反而能增加工件装夹的刚度的定位，称为可用重复定位。另一种是工件被重复定位时，影响加工生产的重复定位，称为不可用重复定位。它会造成工件定位不稳点，降低工件的加工精度，让工件或定位元件产生变形，甚至不能加工和安装。因此，不可重复定位是不可用的。3.2.3定位基准的选择（1）定位基准的选择。尽量使得变速阀芯的定位基准和工序基准重合；阀芯的定位基准尽量采用精基准；为了在加工中变速阀芯产生的变形最小，阀芯的安装必须稳定；方便阀芯的定位，并且夹紧可靠。（2）标注定位符号和夹紧符号。确定定位基准和夹紧力的方向以及作用点后，需要将定位符号和夹紧符号标注在工序图上。（3）定位元件的基本要求。充足的精度、强度和刚度、良好的耐磨性、好的工艺性、切削清理方便。3.2.4变速阀芯的定位方式及其定位元件变速阀芯的加工要求、外力的作用状况和工件定位基准等因素决定了定位方式和定位元件的选择，这些因素包括结构、尺寸、形状以及布置形式等。（1）平面定位。以平面作为变速阀芯的定位基准时，阀芯的定位元件通常两类：主要支撑和辅助支撑。限制工件自由度一般用主要支承，有独立定位的作用。增强工件的支承刚性则采用辅助支承，工件的自由度的不能被它限制。（2）外圆定位。定位基准是外圆时，V型块是这种定位方式的定位工件。3.3夹紧方案的确定及装置的设计所谓夹紧，就是在工件定位以后，把它所在的位置固定。在机械加工过程中，各种力作用于工件。因此夹紧是为了工件在外力作用下不会发生移动，依旧能有定位元件固定加工位置。3.3.1夹紧装置的组成（1）动力装置原始作用力是由动力装置产生的。根据夹紧力的来源可以分为手动夹紧和机动夹紧，由于此零件较小又简单，因此采用手动夹紧。（2）夹紧机构夹紧力的传递。传原动力传递给夹紧元件是传递机构。接受原始作用力的构件和中间传力机构组成传动机构。3.3.2夹紧装置的设计要求（1） 夹紧时，工件定位的正确位子不能被破坏。（2） 夹紧力适当。在保证变速阀芯加工位置不发生改变的情况下，能可靠而牢固的夹紧，同时只能在允许的变形范围。（3）根据变速阀芯的生产纲领和要求。如果阀芯的生产批量较大，方可使用设计较复杂、效率较高的夹紧装置来对工件进行装夹。（4）夹紧装置的工艺性和使用性要合理。尽可能简单，方便制造维修，操作安全且方便、省力。动力装置采用手动夹紧，能让夹具结构趋于简单，使得操作更方便 。由于工件不复杂，要求也不高的结构性和工艺性。因此，采用活节螺栓，双头螺柱，铰链压板，螺母相配合的夹紧机构夹紧机构让装卸工件更快捷。3.3.3夹紧力的计算夹紧力分析时，把螺旋看成一个盘绕在圆柱体上的斜面。展开之后就类似于斜楔了。螺旋夹紧产生的夹紧力计算公式如下：（） 式中 单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N)；作用力臂（mm）；螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm)；其值视螺杆端部的结构 形式而定（mm）；螺杆端部与工件间的摩擦角（）；螺旋副的当量摩擦角（）；螺纹中径之半（mm）；螺纹深角（）；查表得：求得：螺旋压板夹紧机构的加紧作用是利用杠杆原理。增大了夹紧力；夹紧力作用的方向得到改变；加大夹紧行程；它能绕水平轴旋转、增力显著、让夹紧省力而迅速。3.4夹具的精度分析确保工件的加工质量是使用夹具的第一目的。具体来说，使用夹具加工时，工件的形状精度、尺寸精度和位置精度需要得到保证。工件被夹具装夹进行机械加工过程中，工艺系统中很多因素影响变速阀芯的加工精度。有对刀误差 、定位误差、机床上夹具的安装误差。其他影响加工精度的因素综合称为加工方法误差 、夹具误差、加工总误差。（）定位误差。变速阀芯的定位误差为：阀芯的定位孔与定位心轴的最大配合间隙。变速阀芯的定位孔的尺寸为30H7（mm），定位心轴的尺寸为30g6（mm）。（2）对刀误差。由于刀或导向元件和刀具的相对位置不准确造成的加工误差，称为对刀误差。= （7）（3）夹具的安装误差。由于机床上夹具的安装不准确造成的加工误差，称做夹具安装误差。由于以平面为安装基面，所以安装误差，为0.（4）夹具误差。由于定位元件、分度装置、对刀或导向元件，还有安装基准之间在夹具上的位置造成的加工误差，称为夹具误差。此夹具的夹具误差为=0.03mm。（5）加工方法误差。机床精度、刀具精度、刀具和机床的位置精度、工艺系统的受力变形和热变形等一些因素造成的加工误差，统一称为加工方法误差。根据经验=/3。（6）夹具加工时，总加工误差上述各项误差之和=0.0798mm （8）区人保变速阀芯加工精度的条件是：=，所以加工总误差需要小于阀芯的尺寸公差。为了家具的使用寿命得到保证，避免所用夹具过早报废，在分析计算变速阀芯的加工精度时，必须要留出适当的精度储备量。因此将上式改写为或-0当JC0时，所用夹具能满足变速阀芯的加工要求。夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值可以通过JC值的大小表示。因为-=0.02.20所以该 夹具能保证加工4 Z3063X20变速阀芯铣夹具设计 4.1 对铣床问题的提出在机械加工时，为了保证变速阀芯的加工精度，必须先让变速阀芯在机床上占有正确的位置。变速阀芯的定位就是确定阀芯在机床上或夹具中占有正确的位置的过程。定位后将其固定，使得变速阀芯的定位位置在加工过程中始终保持不变称为夹紧。工件的装夹就是在机床或夹具上定位、夹紧工件的过程。装夹工件所使用到的装置称为机床夹具，简称夹具。在加工变速阀芯上的平面、凹槽、花键及成型面通常使用铣床夹具。铣削加工过程中由于切削量较大且为断续切削，因此切削力大，冲击和振动也较严重，由此可见在设计铣床夹具过程中，需要保证在工作做台上工件的装夹具安装平稳。变速阀芯铣床夹具主要用于铣槽。由于该工序加工精度要求不高，因此只需要考虑怎样提高生产效率，不予考虑阀芯的精度。4.2 铣床定位基准的选择拟定加工路线：首先是选择定位基准。必须合理选择定位基准，否则所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量将受到直接影响。如果没有合理选择定位基准，往往会导致不合理的工序或工艺路线，将会加大夹具设计难度；甚至使得变速阀芯无法达到所要求的加工精度（尤其是位置精度）。所以我们应该按照变速阀芯加工的技术要求，以保证变速阀芯的加工精度为出发点，合理的选择变速阀芯的定位基准。定位基准采用外圆和底面。采用简单的螺母作为夹紧机构，以此来提高加工效率，缩短辅助时间。4.3 变速阀芯定位方案的设计选择定位元件的结构、形状、尺寸及布置形式等叫做定位方式和定位元件的选择，工件定位基准、工件的加工要求和外力的作用等因素都受他们的决定。限制自由度就是定位。工件的一个自由度一般用一个支承点限制，六个支承点的合理设置，工完全确定件在夹具中的位置。工件定位的“六点定位原则”就是如此 。1. 变速阀芯的平面定位（1）主要支承：限制工件的自由度，起定位作用1）固定支承；2）可调支承；3）自位支承；（2）辅助支承:增强工件的安装刚性和稳定性1）螺旋式辅助支承；2）自位式辅助支承；3）推引式辅助支承；4）液压锁紧的辅助支承；2. 工件以圆柱空定位（1）圆柱销；（2）圆锥销；（3）圆柱心轴；3. 工件以外圆柱面定位（1）在V形块中定位；（2）在圆孔中定位；（3）在半圆孔和圆锥孔中定位；此夹具采用外圆定位。所以定位采用V型块、定位挡销。4.4夹紧方案的设计4.4.1夹紧装置的组成及基本要求1. 夹紧装置的组成（1）力源装置（2）中间传动机构作用如下： 1）能让夹紧作用力的方向发生改变； 2）能让夹紧作用力的大小发生改变； 3）同时具有一定的自锁性能；（3）夹紧元件2. 对夹紧装置的基本要求（1）夹紧过程中不可破坏工件占有的正确位置；（2）适当大小的夹紧力；（3）操作方便简单；（4）结构一定要紧凑简单；具有好的结构工艺性；尽量使用标准件；4.4.2夹紧装置的确定由于采用V型块和定位挡销定位，限制了工件的6个自由度，又采用铰链压板夹紧工件，可满足要求。4.5 切削力及夹紧力计算 确定夹紧力的大小、方向和作同点。夹紧力的三要素确定过程中，需要对工件的结构特点、加工要求、切削力以及其他外力作用在工件的情况进行分析。而且要考虑定位装置的结构形式和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作用。合理分布夹紧力的作用点，适当大小、正确方向方可获得良好的效益。1. 夹紧力方向的确定（1）夹紧力方向：垂直于主要定位基准面；（2）夹紧力的方向要和切削力、工件重力方向相同；2. 夹紧力作用点的选择（1）最好能够保证变速阀芯的定位可靠而稳定，且在夹紧时不会让工件产生位置变动。（2）应尽量避免变速阀芯因夹紧力过大而变形；（3）尽量使得夹紧力作用点靠近加工部位；3. 夹紧力大小的估算（1）先假设系统是刚性系统，切削过程都处于稳定状态。（2）通常情况下，只用考虑切削力（矩）在力系中的影响；切削力（矩）用切削原理公式计算。（3）重型工件需要考虑工件重力的影响。在工件做高速运动时，需要把惯性力计算在内。（4）夹紧最不利的瞬时状态的分析，按静力平衡方程计算此状态下所需的夹紧力即为计算夹紧力（5）将计算夹紧力再乘以K，即得实际夹紧力。K为总安全系数，K=K0K1K2K3各种因素的安全系数可查表2-3，一般K=1.52.5；当夹紧力与切削力相反时，K=2.53 。（1）刀具： 采用端铣刀 50mm z=24机床： x51立式铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=（）其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （）（2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 （）F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=12mm，材料45钢 性能级数为6.8级 （）（）（）螺钉疲劳极限： （）极限应力幅：许用应力幅：（）螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 （）满足要求 经校核： 强度要求足够，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构；快速人工夹紧，使用夹紧力调节装置调节，就可以选择可靠的夹紧力。5.6定位误差分析使用卡具定位一批工件时，每个工件在夹具上占据的位置无法完全一致。所以，在加工后，由于每个工件加工尺寸不一致，导致形成误差。就是工件定位过程中形成的工序基准相对于加工表面相的误差。形成定位误差的原因有两个：一个是定位基准同设计基准不重合造成的。第（）二个是定位基准同限位基准不重合而造成。根据零件图可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，。已知孔的形状公差为0.28，根据经验公式，易知此结果符合。5.7对刀装置设计对刀原件的设计用来确定夹具跟刀具的相对位置的元件即是对刀原件。因为对刀件已经标准化，常见的对刀原件有：圆形对刀块和方形对刀块以及直角对刀块。其中圆形对刀块主要加工单一的平面；而方形对刀块则是在对刀时用于调整组合铣刀的位置；直角对刀块的功用则是铣槽或者加工相互垂直的面的时候对刀。圆形对刀块高度对刀装置，用于加工平面；(JB/T 8031.1-1999)图二 圆形对刀块方形对刀块在调整组合铣刀位置的时候对刀 ；图三 方形对刀块直角对刀块主要在盘状铣刀和圆柱立铣刀铣槽对刀的时候用。可选用直角对刀块(JB/T 8031.3-1999)或侧装对刀块(JB/T 8031.4-1999)图四 直角对刀块侧重对刀块将他安装在夹具体侧面用于加工2相互垂直面或铣槽时对刀图五 侧方位对刀块塞尺的设计在对刀过程中，铣刀和对刀块的工件表面不能直接接触，来避免切削刃呗破坏或对刀块过早磨损。校准他们之间的相对位置需要使用塞尺。根据抽动塞尺的松紧感觉来判断铣刀位置。一般使用到的塞尺有2种标准，一种是对刀平塞尺，S=1-5mm 公差取h8 。另外是对刀圆柱塞尺，d=3-5mm 公差取h8，具体结构尺寸参阅 夹具手册，平塞尺结构图六 平面塞尺圆柱塞尺结构5.8变速阀芯铣床夹具体的设计因为在铣削过程中，切削力和振动都比较大。所以铣床夹具的夹具体有足够的刚度和强度的同时，也要有适当的起高度和宽度之比。一般H/B小于等于1-1.25，以此来降低重心。为了增加加工时候夹具的稳定性，需要让工件的加工表面尽量靠近工作台面，与此同时，为了铣床夹具在铣床工作台上固定更加方便，夹具体上应该设置耳座。常见的耳座结构如下图所示，对于小型夹具体，一般2端各设置一个耳座。图七 常见耳座结构 如果夹具体较宽，可在耳端设置2个耳座。两个耳座的距离要和工作台两T型槽的距离相同。对于重型的铣床夹具，还要设置吊装孔和吊环夹具体的两端。同时铣床夹具采用联动压紧机构，能有效的提高生产效率；减轻工人的劳动强度。5.9夹具设计及操作简要说明据上所述,在变速阀芯的夹具设计过程中,提高劳动生产率时必不可少的避免不必要的影响。所用夹具的结构简单,降低生产成本，操作方便快捷。选择铣床夹具的工序处理方式：该过程的铣削力十分小,因此手动夹紧就能够完成这个步骤的要求。该夹具的结结构简单紧凑、夹紧力不大。因此可以用手动夹紧。同时为提高生产效率,采用快速螺旋夹紧机制。参考文献1. 杨明.机械加工工艺的完善措施J.科技创新与应用.2015(06）2. 贾继昌.机械零件设计及加工工艺研究J.科学中国人.2016(30)3 陆剑中、孙家宁主编金属切削原理与刀具机械工业出版社 20094. 杨晓燕;杨金华.车床夹具优化设计分析研究J.机械工程师.2013(01)5. 贺毅.如何设计车床夹具J.科技创新导报.2013(11)5田川;任工昌;王晨;李愿望.夹具及其设计概述J.机床与液压.2016(11) 6. 王凯.机床夹具设计探析J.科技与企业.2012(14) 7. 杨琦.机床夹具设计课程教学探讨J.职业.2011(27) 8. 冯海鸥;梁云.机床夹具设计课程教学心得J.职业.2011(27) 9. 任慕华.机床夹具设计研究J.机电信息.2010(12) 10 代丽华.车床夹具设计及误差分析探讨J.太原城市职业技术学院学报.2015(03) 11 王勇.机械加工中工装夹具的定位设计研究J.现代国企研究.2017(02) 12. 贺毅.如何设计车床夹具J.科技创新导报.2013(11) 13. 南虎标.液性塑料胀紧车床夹具设计J.金属加工(冷加工).2011(23) 14. 潘海涛.内压紧式车床夹具J.金属加工(冷加工).2010(09) 15. 张洁.机械制造工艺学的教学方法J.职业.2017(05) 16 邹学汪;毛瑞杰.铣床专用夹具的设计要点分析J.河北农机.2014(12) 17. 牛永才.壳体零件的加工工艺J.机械工程师.2014(03) 18 王光斗、王春福主编.机床夹具设计手册J.上海.上海科学技术出版社，200019. 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