连杆体机械加工工艺规程与打标记面铣夹具设计

2011年本科毕业论文 学号：成绩：连杆体机械加工工艺规程与打标记面铣夹具设计院 部： 机电工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化 姓 名： 招 鑫 辉 指导教师： 徐 文 梅 二一一年五月毕业论文诚信声明本人郑重声明： 所呈交的毕业论文连杆体机械加工工艺规与打标记面铣夹具设计是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人独自承担。 毕业论文作者签名： 年 月 日摘要本文介绍了连杆体工艺规程及连杆体铣定位面夹具设计的主要过程。首先要解决的问题是工艺规程设计的问题，要了解这个问题必须分析的审查产品图，分析产品图的结构工艺性和毛坯的选择。熟悉工艺规程的设计原则、工艺规程设计所需原始资料、表面加工方法的选择、加工阶段划分及作用、组合工序、工序顺序的排列、刀具的选择、工艺过程的经济技术分析和工序卡的设计计算。其二要解决的是夹具设计的问题，要解决这个问题必须分析与本工序有关的、本工序的加工要求、工艺指定的定位基准、加紧部位和生产类型。夹具的作用和组成，铣床夹具的结构特点，通过分析，阐述了定位方案的选择，夹夹紧方案的确定，对刀方案的选择、夹具体与定位键、夹具总图上的尺寸、公差的技术要求机加工精度分析。关键词：连杆体 工艺性 工艺规程 定位 夹紧 铣夹 Abstract This paper introduces the connecting rod body procedure and connecting rod body surface milling positioning the main process fixture design. The first important problem is procedure design problems, to solve this problem, it is necessary to analyze the review product diagram, analyze product figure structure manufaturability and blank choice. Familiar with process planning frontal design principle, process planning design original material and surface processing required for the choice of methods, processing stage division and function, combination process, process sequence arrangement, tool selection, the technical process of economic analysis and process card design calculation. The second is to solve the problem, fixture design to solve the problem with this process, it is necessary to analyze the material, this process on the processing requirements, process designated the locating datum, clamping parts and production type. Fixture in the role of composition, milling machine, the structural characteristics of jig by analysis, this paper expounds the positioning scheme selection and clamping schemes to determine the sword, the choice, clip the concrete and the general TAB, fixture on the technical requirements of the dimension and tolerance and processing precision analysis.Keywords: connecting rod body manufaturability procedure positioning clamping milling fixtureKey words: roughcast; craf连杆体机械加工工艺规程与打标记面铣夹具设计目录第1章 前言 3第2章 工艺规程的制定42.1连杆及盖图样的分析 42.1.1 连杆的工作情况42 .1 .2连杆及盖的结构特点 42.1.3 连杆机械加工的主要技术要求52.1.4 连杆及盖的结构工艺性 62.2 生产批量的确定 62.3 毛坯的确定 62.3.1材料的选择 62.3.2毛坯制造方法的选择 72.4 连杆加工工艺过程的制定72.4.1 定位基准的选择72.4.2 加工阶段的划分82.4.3 连杆主要表面的加工方法92.4.4 连杆体加工工艺过程102.4.5铣床夹具11第3章 专用机床夹具设计133.1机床夹具的分类133.1.1按夹具使用特点分类133.1.2按使用机床来分类133.1.3按加紧动力源分类133.2夹具的作用133.2.1保证工件的加工精度143.2.2提高生产效率143.2.3改善工人的劳动条件143.2.4降低生产成本143.3夹具的设计方法和步骤. 143.3.1夹具的设计任务143.3.2定位基准面的分析和定位方案的确定143.3.3对刀元件和导向元件的选择143.3.4夹紧方案的确定143.3.5夹具总图的绘制143.3.6有关夹具和技术要求的标注153.3.7夹具零件的绘制153.4工件的夹紧.153.4.1夹紧力的确定153.4.2加紧方向的确定153.4.3夹紧力作用点的确定163.5 专用机床夹具设计题目、工序加工要求的分析163.5.1工序加工要求的分析17 3.5.2定位与夹紧方案分析18 3.5.3夹具精度的分析18 3.6 夹具总体结构分析19 3.6.1夹具的作用和组成19 3.6.2夹具的设计特点19 3.7夹具的经济性评估和使用说明20 3.7.1夹具的使用说明20 3.7.2夹具的经济性评估20总 结21致 谢22参考文献22第1章 前言机械制造工艺与夹具毕业设计是机械类专业的学生的重要实践环节。根据教学要求选择连杆体工艺规程及连杆体铣定位面夹具设计为毕业课题。生产纲领为中批量生产。通过毕业设计可以得到如下锻炼：一是学会制定中等复杂程度的机械加工工艺过程。二是提高结构设计能力。三是学会编制设计说明书。四是学会正确使用设计资料、图册、手册等。通过毕业设计的锻炼力争把以前所学的知识融会贯通，从而达到温故而知新的目的。同时将进一步培养和提高独立分析和解决实际工程课题的能力。它是机械类学生学习工艺课程的继续，是培养和提高学生分析、解决工艺问题和独立处理技术工作不可缺少的实践环节。第2章 工艺过程制定生产过程中工艺规程是指导工人操作和用于生产、工艺管理工作的主要技术文件，又是新产品投产前进行生产准备的依据和新建、扩建车间或工厂的原始资料。此外先进工艺管理规程还起到交流和推广先进经验的作用。制定工艺规程原则为：保证以最低的生产成本和最高的生产效率，可靠的加工出符合设计要求的产品。因此在制定工艺规程时，应从工厂的实际条件出发，充分利用现有的生产条件，尽可能利用国内外的先进技术和经验。制定工艺规程的原始资料有：产品的零件图和装配图，产品的生产纲领，有关手册、图册、标准、类似产品的工艺资料，工厂的生产条件（机床设备、工艺装备、工人技术水平等），国内外有关的工艺技术的发展情况等。2.1连杆及盖图样的分析2.1.1 连杆的工作情况 连杆在发动机的工作行程中将作用于活塞顶部的膨胀气体的压力传给曲轴，在进气、排气和压缩行程时，又受曲轴的驱动而带动活塞。气体的压力在连杆内引起很大的压缩应力和纵向弯曲应力，活塞和连杆本身的惯性力则在连杆横断面上引起拉伸应力和横向弯曲应力，而且这些受力的情况是急剧地改变的，所以连杆工作条件的特征是承受接近于冲击性质的变动负荷。 因此，连杆不但应具有高的疲劳强度，而且本身的重量应尽量减轻，以降低由于连杆本身重量所产生的惯性力。故制造连杆应使用优质钢材和设计合理的结构形式，在制造毛坯时应使金属纤维的方向合适排列2.1.2连杆及盖的结构特点连杆是汽车发动机的重要零件。在发动机内曲柄连杆机构中，连杆大头孔与曲轴连接，小头孔和活塞销与活塞连接，其作用是将活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动并输出动力。连杆承受冲击动态载荷，因此要求连杆质量小、强度高、刚度好。连杆大头为分开是结构，连杆和连杆盖是通过舌顶和舌槽来定位的，并用螺旋连接。大头空和小头孔内分别安装轴瓦和村套以减轻连杆大头孔与曲轴轴颈之间的摩擦，这种轴瓦是可以互换的。为了使连杆有足够的强度和刚度而重量又要尽可能轻，所以杆身采用工字形断面，其外表面不需要机械加工。连杆体大头和小头端面与杆身对称。因为连杆体大头和小头端面与杆身对称，所以连杆为对称结构。连杆盖与连杆体的接合面形式主要有两种：一种是斜剖式的，这种连杆的大头外形尺寸较小，装配时能从气缸中通过，装配较方便。另一种是直剖式的，即连杆盖和连杆体的接合面垂直于杆身的轴心线，如解放牌汽车发动机的连杆为直剖式的。连杆盖和连杆体不能互换，因为是装在一起进行最后加工的。有些连杆上有工艺凸台，作为机械加工时的辅助基准。而本次连杆设计采用的是斜剖式，目的是为了装配时能从气缸中通过，使装配更方便。连杆示意图2.1.3 连杆机械加工的主要技术要求连杆的主要加工表面有：大小头孔、上下平面、大头盖体结合面以及连杆螺栓孔等。杆身的表面一般不进行机械加工。机械加工的主要技术要求如下：（1）大、小头孔精度：a、大头孔：大头孔镶有薄壁部分轴瓦，底孔尺寸公差为IT6级，粗糙度Ra0.8。圆度、圆柱度0.01mm 。b、小头孔：小头衬套底孔尺寸公差为IT7IT9级，粗糙度Ra1.6。小头衬套孔为IT5级，粗糙度Ra0.4。为了保证与活塞销的精密装配间隙，小头衬套孔在加工后以每组间隔为0.0025mm分组。圆度、圆柱度0.008mm 。c、大小头孔轴线位于同一平面，其平行度不大于0.06mm，大小头孔间距尺寸公差0.05 mm，大小头孔对端面的垂直度允差每100 mm长度上不大于0.1 mm。（2）连杆大小头平面：大头表面粗糙度Ra1.6，小头表面粗糙度Ra6.3（3）两螺孔的平行度为0.15mm/100mm，两螺孔和定位孔对于接合面的垂直度为0.12mm/100mm，接合面对于连杆纵向中心线的不垂直度不得大于0.1mm/100mm。（4）大头孔止口侧面的平行度为0.015mm/100mm，其对称度0.05mm/100mm。为保证柴油机正常运转平稳，对于连杆的重量以及装于同一台柴油机中的一组连杆重量都有要求，对连杆大头重量和小头重量都分别规定、涂色分组供选择装配。2.1.4 连杆及盖的结构工艺性连杆和连杆盖的结构形式，直接影响到机械加工工艺的可靠性和经济性。连杆盖和连杆大头厚度不一样，改善了加工工艺性。因为连杆盖厚度为40mm，比连杆大头厚度单边少2mm，所以连杆盖两端面精度要求不高，可一次性加工而成。由于加工面小，冷却条件好，是加工振动不易产生。连杆盖和连杆大头不存在端面不一致的问题，二连杆两端面的精磨不需要在装配后进行，可在螺孔加工前。螺栓孔、轴瓦对端面的位置精度可有加工精度直接保证，而不会受到精磨加工精度的影响。所以连杆和连杆盖结构合理，工艺性也较好。2.2 生产批量的确定 根据课题任务内容可知，此连杆为中批量生产。2.3 毛坯的确定2.3.1材料的选择为了使发动机结构紧凑，连杆的材料大多采用高强度的精选45钢、40Cr钢等,并经调质处理以改善切削性能和提高抗冲击能力,硬度要求45钢为HB217293, 40Cr钢为HB223280。也有采用球墨铸铁的。近年来，由于粉末冶金技术的发展，特别是粉末冶金锻造工艺的出现和应用，使得机械加工余量在为减少，这样不公提高了机械加工的生产率，也使原材料利用率增加。国此，采用粉末冶金的连杆是很有发展前途的。但在性能能够保证和成本分析的情况下，此连杆的材料采用45钢。2.3.2毛坯制造方法的选择机械加工中毛坯的种类很多，如铸件、锻件、焊件等。主要的选择依据是根据生产批量、连杆的结构、连杆的技术条件等可确定，零件承受重载荷、冲击载荷或交变载荷时，其毛坯宜用锻件，锻造方法有自由锻、模锻与胎模锻和精密锻造等几种。由于模锻生产率高、锻件精度高、表面质量好、加工余量小、可锻制较复杂的锻件，所以此零件选用模锻。连杆模锻形式有两种，一种是体和盖分开锻造，另一种是将体和盖锻成体。整体锻造的毛坯，需要在以后的机械加工过程中将其切开，为保证切开后粗镗孔余量的均匀，最好将整体连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体锻造而言，整体锻造存在所需锻造设备动力大和金属纤维被切断等问题，但由于整体锻造的连杆毛坯具有材料损耗少、锻造工时少、模具少等优点，故用得越来越多，成为连杆毛坯的一种主要形式。总之，毛坯的种类和制造方法的选择应使零件总的生产成本降低，性能提高。本工艺方案采用毛坯连杆和连杆盖分开锻造。并用锻造余热淬火加高温回火调制热处理新工艺，此方法既能获得良好的综合机械性能，又能提高疲劳强度，还能节省大量的能源。连杆必须经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等的全面检查，方能进入机械加工生产线。2.4 连杆加工工艺过程的制定2.4.1 定位基准的选择定位基面的选择是拟定零件的机械加工路线，确定加工方案中首先要做的重要工作，所以定位基准的选择要遵循粗基准和精基准的选择原则。基面选择得正确、合理与否，将直接影响工件的加工质量和生产率。粗基准的选择原则：（1） 保证相互位置要求的原则（如果必须保证加工面和非加工面之间的位置要求，则应选择非加工面为粗基准。）（2） 保证表面加工余量合理分配的原则（如果必须首先保证工件重要加工面的余量均匀，应选择其为粗基准。）（3） 粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上（即同一自由度方向上）通常只允许使用一次。（4） 作为粗基准的表面应平整光洁，以使工件稳定可靠和加紧方便。为保证工件上两端面的加工余量均匀，根据粗基准选择原则，先选毛坯两侧面任一面为基准面加工另一侧面。连杆加工粗基准选择要保证其对称性和孔的壁厚均匀，例如：钻小头孔钻模是以小头外圆定位，来保证孔和外圆的同轴度，使其壁厚均匀，镗大头孔时的定位基准为一底平面、小头孔和大头孔一侧面定位点。而镗小头孔时可选一底平面、大头孔定位点和小头孔外圆等。精基准选择原则：（1） 基准重合原则（选择设计基准为精基准）（2） 基准统一原则（以某一精基准定位，可方便的加工大多数表面或全部表面）（3） 自为基准原则（减少加工余量和保证加工余量均匀的工序采用）互为基准原则（某些位置要求很高的。（4） 便于装夹原则 连杆相对刚性较差，要十分注意加紧力的大小、方向及着力点的选择，根据选择夹紧装置的要求，在不破坏工件正确定位的前提下，应能保持与工件的正确位置。夹紧适当、可靠，并使机构操作方便、安全、省力。（5） 连杆及盖加工工艺过程的大部分工序都采用统一的定位基准：一个端面、小头孔及工艺凸台。这样既可以保证加工精度，而且因端面的面积大，定位也较稳定。以端面、小头孔作为定位基准，也符合基准重合原则。2.4.2 加工阶段的划分对于加工精度要求较高的零件一般分为粗加工、半精加工、精加工几个阶段。粗加工要求生产率，精加工保证精度。（工序集中：将工件的加工集中在少数几道工序内完成，没道工序的加工内容很多。工序分散：将工件的加工分散在较多的工序内完成，每道工序的加工内容很少。）加工阶段划分的优点：保证加工质量，合理选用设备，及早发现缺陷。该连杆精度要求较高，所以加工应划分粗加工、半精加工和精加工三个阶段，在粗加工和半精加工阶段，平面和孔交替反复加工，逐步提高精度。为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度和各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。由于生产纲领为中批生产，并考虑部分相互位置精度要求较高，且加工设备多以通用机床为主，因此采用工序集中。1. 由于连杆本身刚度差，因此，在安排工艺过程时，将各主要加工表面的粗、精加工分开。连杆加工工艺过程分为三个阶段：（1） 粗加工阶段是连杆和连杆盖合装前的加工阶段。基准面的加工和结合面的加工。（2） 半精加工阶段是连杆和连杆盖盒装后的加工，如精磨两平面、半精镗大头孔等。（3） 精加工阶段是最终保证连杆主要工作表面全部达到图样要求。因为连杆小头和连杆大头厚度不一样，为了加工过程定位方便连杆小头去落差安排倒较后（320序）2. 工序顺序的安排(1) 先基面，后其他：首先安排加工后续工序作为精基准的表面，然后再以该基准面定位，加工其它表面。(2) 先面后孔： 因为连杆属于平面轮廓尺寸较大的零件，所以采用“先面后孔”的原则，因为平面定位比较稳定，可靠。根据“先面后孔”的原则在工艺过程的开始先将上述定位基准面加工出来，在每个加工阶段均先加工平面，再加工平面上的孔，以保证加工质量。（3） 先主后次：（4） 先粗后精：3.热处理的工序安排 调质的目的：为了获得需要的力学性能。由于连杆毛坯为铸件，所以调质放在在机械加工之前，首先安排正火处理，以消除锻造应力，改善金属组织，细化晶粒，改善切削性能。 4.辅助工序的安排（1） 检验工序 一般性的检查：放在重要、关键工序前后，各阶段间及最后。特殊内部检查：探伤，密封性检查等，放在加工前或最后。（2）清洗、去毛刺：放在加工后，装配前。2.4.3 连杆主要表面的加工方法选择表面加工方法应考虑的因素（1） 连杆材料的性质：零件材料为45钢，毛坯为模锻制造，孔的直径较大，尺寸精度、形状精度要求较高，两孔位置精度要求严格，大小头孔加工既要保证孔本身的精度、表面粗糙度要求，还要保证相互位置和孔与端面垂直度要求。（2） 连杆的形状和尺寸：（3） 生产类型中批量生产：使用专用夹具，可以提高生产效率，保证各工件质量稳定。平面加工：采用铣，磨孔加工：采用钻，镗，磨（4） 具体生产条件利用现有设备和工艺手段，根据加工零件在各个加工工序中的不同尺寸及加工精度等，合理选择加工的机床、刀具、夹具和量具，其中夹具的选择是采用大量专用高效夹具，并结合工人的技术水平，把工人的潜力挖掘出来。重视新工艺，新技术，同时要兼顾设备的负荷平衡。2.4.4 连杆体加工工艺过程 中批量生产分开锻造的连杆加工工艺过程序号工序名称设备名称专用夹具名称10锻模坯20酸洗30调制处理40酸洗50喷丸、涂底漆60擦伤、退磁磁力擦伤机70铣两端面铣床80检验磁力擦伤机90磨两平面平面磨床100钻小头孔钻床110小头孔倒角钻床120镗小头孔镗床130铣大头定位点铣床140铣小头定位点铣床150检验160粗铣舌顶面铣床170镗半边大头孔专用机床180铣达标记面铣床连杆打标记处铣夹具190精铣舌顶面铣床200铣槽侧分开面铣床210钻、锪、挤压螺纹专用机床220粗拉舌槽拉床230检验240去定位点、舌槽处毛刺钳250拉舌槽至尺寸拉床260转至与连杆盖合起来加工2.4.5铣床夹具：1. 铣床夹具组成：由定位元件有：夹紧机构定位键夹具体对刀装置2. 铣床夹具的设计特点：（1）切削力大、切削用量大。 （2）多刃连续切屑，切削过程不平稳，容易产生振动。3. 铣床夹具的要求：（1）定位稳定，可支撑面大。 （2）加紧可靠，夹紧力要足够大，并且自锁性要好。 （3）夹紧力要作用在刚度大的部位，着力点、施力点要恰当。 （4）多工件加工，快速夹紧，联动夹紧。4.对刀装置：确定刀具相对与工件的位置 。铣床夹具安装后，还须调整铣刀与工件的相对位置。对刀方式有三种：单件试切法：用样件对刀和用对刀装置对刀，用样件对刀和用对刀装置对刀较为方便。用对刀装置方式对刀的方法：刀具要在缓慢的运动状态下，将刀块上的对刀面慢慢地靠近铣刀，并在对刀面与刀具之间塞入塞尺，是人手感到对刀面、塞尺、铣刀之间稍微有一点紧度，这样就确定了铣刀的位置。在刀块和刀具之间采用塞尺，是为了避免刀具直接与对刀面接触时发生碰伤和磨损，且接触情况可以感觉、尺寸容易控制。塞尺的类型主要有两种，均已标准化。一种是平塞尺，常用规格厚度有：1mm,3mm和5mm。第二种是圆柱塞尺，常用的规格厚度有：3mm,5mm。一般用于曲面的对刀或成形对刀的场合。对刀的结构取决于加工表面的形状，其中平面对刀块的结构已标准化，也可根据夹具的具体结构自行设计。第3章 专用机床夹具设计 有机械制造工艺系统的组成机床、工件、刀具和夹具可以看出，夹具在机械加工中占有很重要的地位。尤其是在中、大批量生产时更是大量的采用机床夹具。它们是机床和工件之间的联接装置，使工件相对于机床或刀具获得正确的位置。机床夹具的好坏直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，对保证正机械加工质量、提高生产率、扩大机床适用范围以及降低成本有重要意义。3.1机床夹具的分类机床夹具的种类很多，可以从不同的角度对夹具进行不同的分类，常用的分类方法有以下几种。3.1.1按夹具使用特点分类通用夹具 已经标准化的，可加工一定范围内不同工件的夹具，成为通用夹具。专用夹具 专为某一工件某道工序设计制造的夹具，称专用夹具。专用夹具一般在批量生产中使用。组合夹具 采用标准的组合夹具元件、部件，专为某一工件的某道工序组装的夹具，称组合夹具。可调夹具 夹具的某些元件可以调换，以适应多种工件加工的夹具，称为可调夹具。他还可以分为通用可调夹具和组成可调夹具两类。拼装夹具 用专门的标注化、系列化的拼装夹具零件拼装而成的夹具，称为拼装夹具。它具有组合夹具精度高、效能高、结构紧凑，它的基础版和夹紧部件中常带有小的液压缸。此类夹具适合在数控机床上使用。3.1.2按使用机床来分类夹具按使用机床可分为车床夹具、铣床夹具、钻车夹具、镗床夹具、齿轮车床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行夹具以及其他机床夹具等。3.1.3按加紧动力源分类 加紧动力源可分为手动加紧，气动夹紧，液压夹紧，气压增力夹紧，电磁夹具及真空夹具等。3.2夹具的作用3.2.1保证工件的加工精度： 夹具的设计和应用注重于解决工件的可靠定位和稳定装夹，可使一批工件的安装结果高度统一，稳定的装夹使个工件间的加工条件差异性大为减少。所以，采用夹具可保证工件加工精度的基础上极大的稳定整批工件的加工质量。3.2.2提高生产效率使用夹具后，能使工件迅速的定位和夹紧，并能够显著的缩短辅助时间，提高生产效率。3.2.3改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便、省力、安全。当采用气动、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度，保证安全生产。3.2.4降低生产成本在批量生产中使用夹具，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，所以可以明显的降低生产成本。但在单件生产中，使用夹具生产成本仍然比较高。3.3夹具的设计方法和步骤3.3.1夹具的设计任务：分析零件的结构特点、材料、生产批量和有关工艺文件，了解本工序的加工要求及与前后工序的联系，弄清夹具设计的具体任务。3.3.2定位基准面的分析和定位方案的确定：根据本工序的加工要求，确定应限制的自由度。3.3.3对刀元件和导向元件的选择：对刀元件在夹具上的安装或放置应使调整刀具方便迅速，并使其相对于定位元件的位置准确。3.3.4夹紧方案的确定：根据工件结构特点，定位方案和定位夹紧力的原则，确定夹紧力的作用点和方向，以及选用。3.3.5夹具总图的绘制：夹具的总装配图应按国家制图标准绘制。绘图比例采用1：1。主视图按夹具面对操作者的方向绘制。总图应把夹具的工作原理、各种装置的结构及其相互关系表达清楚。总图的绘制顺序：a 用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置上。b. 在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面夹具上的线条。依次c. 绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置。对于夹具活动件，为防止干涉用双点划线画出活动间的极限位置。d. 绘制其他元件或机构及夹具体，形成一套完整夹具。3.3.6有关夹具和技术要求的标注：a 夹具的轮廓尺寸。b 夹具定位元件与工件定位基准面间的配合尺寸及定位元件的位置偏差。c 夹具与刀具的联系尺寸。d 夹具与机床联结的联系尺寸。e 夹具各组成元件间的其他配合尺寸。f 夹具技术要求的标注：1工序尺寸有公差要求：夹具公差=工件相应公差1315。 2工序尺寸无公差要求：夹具公差，线性尺寸公差为0.1、角度尺寸公差为10、位置尺寸公差为0.020.05/1003.3.7夹具零件的绘制：夹具中的非标准零件均要画零件图，并按夹具总图的要求，确定零件的尺寸、公差及技术要求。3.4工件的夹紧工件的夹紧及对夹紧装置的基本要求夹得稳。夹紧时应保持工件在定位时所处的正确位置。夹得劳。夹紧后在加工过程中不应产生振动、变形和表面损伤。夹得快。夹紧机构应力求操作方便、省力、安全、有利于快速装卸工件，减轻工人的劳动强度，提到工人效率。此外，采用手动夹紧机构必须保证具有自锁作用。3.4.1夹紧力的确定：3.4.2加紧方向的确定a. 主要加紧方向应尽量指向工件的主要定位基准面。工件的主要定位基准面其面积一般比较大，消除的自由度多，由夹紧力引起的单位面积上的变形较小，有利于保证安装的稳定和加工质量。b. 夹紧力方向应尽量施于工件刚性较强的方向。不同的工件，各方向的刚性也不同。c. 夹紧力方向应有利于减小夹紧力。3.4.3夹紧力作用点的确定（1）夹紧力作用点a. 保证工件在夹紧后定位稳定。为此必须避免产生能使工件离开夹具定位表面的力系和力矩系，夹紧力的作用点应在工件定位支承面上，或落在由诸支承块所连成的面积范围内。.b. 加紧力的作用点应选择工件刚性较好的部位，必须保证夹紧后工件变形最小。所以夹紧部位应尽量靠近工件的壁或筋，并要避免设在工件被加工孔的上方。此外还要保证夹紧力和切削力不产生使工件弯曲的力矩。加紧力的作用点应尽量靠近加工表面c. 加紧力的大小的确定。为此，夹紧点应力求对着定位支承面，辅助支承要尽量地布置在被加工表面处。. 理论上,加紧力的大小应与作用在工件上的其它力(力矩)相平衡.而实际上,夹紧力的大小还与很多因素有关,比如,加工性质、加工余量是否均匀、刀具钝化程度、切削的特点等等。故实际夹紧力的大小是要根据具体使用条件下修正系数折算而来。（2）常采用确定夹紧力的方法有两种：a.根据同类夹具的实际使用情况用类比法进行估算 b .根据加工情况，确定出工件在加工过程中对加紧最不利的瞬间状态，再将此时工件所受的各种外力看作静力，并用静力平衡原理列出夹紧力的计算方程，计算出所需的夹紧力。（3）因夹紧力的大小还与很多因素有关，为确保夹紧安全可靠，往往将静力平衡原理求出的夹紧力再乘以安全系数作为所需的夹紧力。一般，手动夹紧机构凭人力控制，不计算夹紧力的大小，必要时才对螺钉、压板等压紧元件作强度校核。若为机动夹紧机构，则要计算夹紧力的大小，以便决定动力部件的尺寸。3.5 专用机床夹具设计题目、工序加工要求的分析铣打标记面工序加工要求如下图3.5.1工序加工要求的分析：本工序铣打标机面保证尺寸58并要求与杆身成45度。采用统一的定位精基准：小头孔及工艺凸台和端面定位夹紧。为了保证尺寸要求工件定位必须消除Y和z方向的移动自由度，X.Y和Z方向的转动自由度。本工序选择的定位方法完全满足上述要求。3.5.2定位与夹紧方案分析本次所设计的夹具是一套铣床夹具。铣床主要用于加工零件的平面，沟槽，缺口，花键及各种成型面等。铣削时切削用量大，切削力大，且多刃断续切削，铣削过程不平稳，容易产生振动。由于刀具易磨损，生产中需要经常进行调刀和换刀。因此设计铣床夹具时需考虑：加剧本身应有足够的强度和刚度；夹具装置要安全可靠，且有良好的自锁性和抗振性；并考虑快速对刀装置，以减少调刀，换刀的时间。本工序是在机械加工的粗基准加工完毕后的工序。因此定位基准的选择要符合精基准的选择原则，本工序采用了基准统一原则。定位元件（固定式定位销9消除Z和Y方向的转动自由度，定位块4消除了X方向的转向自由度，夹具之承板5和10消除了Z和Y方向的转动自由度及X方向的移动自由度。根据工序加工要求和产品图的要求，本定位方案完全消除了第一类自由度。）本工序要求一次装2件，夹紧方式采用螺纹夹紧。由于铣削用的铣刀在铣削时，每个刀齿轮流切割，每个刀齿切入和切出时都会产生一定的冲击，并且铣削时，切削用量大，切削力大且切割力是变化的，每个刀齿的切削层厚度是变化的，参加切削的分齿数也是变化的。因此，铣削过程不平稳，容易产生振动。这就要求所设计的夹具要夹紧可靠，夹紧力要足够大，并且自锁性要好，以减少加工中这次因素的影响，确保加工精度。夹紧力要作用在刚度大的部位，着力点，施力方向要恰当。所以本夹具的夹紧力作用点和方向选择了大端面，并且大端面夹紧力的作用点靠近加工表面。因两端面均以加工有利于工件的定位夹紧，使夹紧更可靠，本夹具夹紧采用螺旋夹紧机构，结构简单，夹紧力大，因为螺纹本身有良好的自锁性，夹紧行程大等优点。3.5.3夹具精度的分析 在夹具体的底面有两个定位键，它可以调整和确定夹具与机床，刀具相互位置关系。定位元件（固定式定位销9，定位块4，夹具之承板5和10）表面具有较高的尺寸精度，硬度和较小的表面粗糙度。又有足够的强度和刚度及结构简单。保证了工件定位基准与定位元件接触后能限制住必须由其限制的工件的自由度。夹具的精度能保证本工序的加工要求。定位精度确定（工件被加工平面至定位元件的位置精度和尺寸精度在未注明特殊要求的情况下，一般当工件尺寸有公差要求时，夹具公差等于工件公差的1/51/3,必要时需做误差分析；当工序尺寸无公差要求时，夹具公差取：尺寸0.1角度10；位置0.020.05/100）。3.6 夹具总体结构分析3.6.1夹具的作用和组成 连杆铣打标记面夹具设计主要由定位元件（用来解决工件在机床上占据一个正确的工作位置。如图中固定式定位销9，定位块4，夹具支承板5和10）。夹紧机构（有各类夹紧元件组成，用以解决工件在加工过程中不因外力的作用而发生位置的变动。如图中螺母14和8、双头螺柱6、开口垫圈7）。定位键3（保证夹具与机床的正确连接）、夹具体件1（整个夹具的基础，依靠夹具体与机床）相连，夹具上其他结构装置都靠夹具体连接而成为一个整体）、对刀装置（用于解决刀具与工件的位置问题）本套夹具设计了对刀装置（如图中对刀块12）,根据本工序的特点用对刀装置对刀较为方便。3.6.2夹具的设计特点（1） 由于铣削加工切削用量大、切削力大，所以，夹具选择的定位要稳定，支承面要大。定位元件（固定式定位销9，定位块4，夹具支承板5和10）的计符合此要求。（2） 夹紧机构的设计，螺母14和8、双头螺柱6。开口垫圈7的刚度足够，夹紧可靠。力足够，自锁性也好。（3） 力作用在刚度大的部位，着力点。施力方向恰当。（4） 多件加工，一次夹紧。（5） 定位键：确定夹具相对于机床、刀具的位置。布置两个定位键，相距较远，定位准确。根据本工序的特点用对刀装置对刀较为方便。直接调整工件加工时相对于机床、刀具的位置，所以采用了对刀装置。（6） 夹具体的设计：由于铣削过程不是连续切割，以及加工余量较大，不但所需的切削较大，而且切削力的大小及方向随时度可能在变化致使在铣削过程中产生振动，因此铣床夹具不仅要有足够的夹紧力，夹具体还要有足够的刚度。铣床夹具总体结构设计应考虑要有足够的刚度。为了提高铣床夹具的刚度，工件待加工的表面应尽量不超出工作台，在确保夹具有足够排屑空间的前提下，尽量降低夹具的高度，一般使夹具搞与宽比1 1.5。3.7夹具的经济性评估和使用说明3.7.1夹具的使用说明 工件以固定式定位销9，定位块4，夹具之承板5和10定位，与定位准确后，加入开口垫圈7让双头螺柱6和带肩六角螺母件8同时夹紧两个零件。3.7.2夹具的经济性评估夹具设计出需要满足定位精度及夹紧可靠等要求外，还应考虑其经济性。夹具是针对中批生产进行设计的，为使经济性良好。（1）采用了使夹具结构简单的手动夹紧机构。（2）采用多件夹紧的结构。（3）采用多件夹紧的结构，以缩短辅助时间 ，提高了生产效率。（4）为了减少设计制图时间，加快制造周期，降低制造费用，尽可能选择了标准件。总 结时光飞逝，为期一个多月的毕业设计已经接近尾声。回首这一个多月的设计过程，感慨万千。使我从中学到了以前在课内根本就学不到的东西。受益匪浅！在这次设计过程中，使我真正的认识到自己的不足之处，以前上课没有学到