机械毕业设计（论文）-箱盖的加工工艺及钻φ17φ22孔夹具设计【全套图纸】.doc

前言加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。1.1课题背景及发展趋势材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。 工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。全套图纸，加1538937061.2 夹具的基本结构及夹具设计的内容按在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类:(1)定位元件及定位装置；(2)夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构)； (3)夹具体；(4)对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等)；(5)动力装置；(6)分度,对定装置；(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等)；每个夹具不一定所有的各类元件都具备,如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之,按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计：（1）定位装置的设计；（2）夹紧装置的设计；（3）对刀-引导装置的设计；（4）夹具体的设计；（5）其他元件及装置的设计。27目录1 前言11.1课题背景及发展趋势11.2 夹具的基本结构及设计内容12 t箱盖加工工艺规程设计32.1零件的分析32.1.1零件的作用32.1.2零件的工艺分析32.2箱盖加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施42.2.1确定毛坯的制造形式42.2.2基面的选择42.2.3确定工艺路线42.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定52.2.5确定切削用量62.3小结223 专用夹具设计213.3钻孔夹具设计223.3.1定位基准的选择233.3.2定位元件的设计243.3.3定位误差分析253.3.4钻削力与夹紧力的计算273.3.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计263.3.6夹紧装置的设计283.3.7夹具设计及操作的简要说明283.4小结304结束语31参考文献322 箱盖加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用题目给出的零件是齿轮泵箱体，它的主要的作用是用来支承、固定的。它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时齿轮泵箱体分出部分动力将运动传给进给箱。齿轮泵箱体中的主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值也将大打折扣。2.1.2零件的工艺分析 零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下：（1）主要加工面：1）铣大平面保证尺寸42mm，平行度误差为0.052）铣直径为34mm的两翼子平面保证尺寸26与大平面的平行度误差为0.053）钻铰丙孔至所要求尺寸，并保证各位误差要求4）钻侧面5M6螺纹孔5）钻孔攻丝底平面各孔（2）主要基准面：1）以大平面为基准的加工表面这一组加工表面包括：箱盖上表面各孔2.2箱盖加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1确定毛坯的制造形式根据零件材料确定毛坯为铸件，根据其结构形状、尺寸大小和材料性能毛坯的铸造方法选用-低压铸造毛坯公差等级-IT8级球墨铸铁：在铁水（球墨生铁）浇注前加一定量的球化剂（硅，镁）使铸铁中石墨球化，由于碳以球状存在于铸件基体中，改善其对基体的割裂作用，球墨铸铁的抗拉强度，屈服强度，塑性，冲击韧性大大提高，并且有耐磨，减震。工艺性能好，成本低等优点因为零件要求无砂眼，所以在毛坯铸造时要注意气孔的产生气孔原因：1空气夾杂在熔汤中2气体的来源：熔解时、在料管中、在模具中、离型剂改善方法：1适当的慢速2检查流道转弯是否圆滑，截面积是否渐減3检查逃气道面积是否够大，是否有被阻塞，位置是否位於最后充填的地方4检查离型剂是否噴太多，模温是否太低5使用真空零件的材料HT200。由于年产量为4000件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。2.2.2基面的选择（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制z、z、y、y、五个自由度。再以一面定位消除x、向自由度，达到定位,目的。（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。2.2.3确定工艺路线制定工艺路线主要是确定加工方法和划分加工阶段。(1)选择加工方法应以零件加工表面的技术条件为依据，主要是加工面的尺寸精度、形状精度、表面粗糙度，并综合考虑各个方面工艺因素的影响。一般是根据主要表面的技术条件先确定终加工方法，接着再确定一系列准备工序的加工方法，然后再确定其他次要表面的加工方法。(2)在各表面加工方法选定以后，就需进一步考虑这些加工方法在工艺路线中的大致顺序，以定位基准面的加工为主线，妥善安排热处理工序及其他辅助工序。(3)排加工路线图表。当生产批量不同时零件的工艺路线也会有较大的差别，先在列出零件大量生产时的工艺路线。见附表.一、定位基面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。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。 在选择定位基面时，需要同时考虑以下三个问题：(1) 以哪一个表面作为加工时的精基面或统一基准，才能保证加工精度，使整个机械加工工艺过程顺利地进行?(2) 为加工上述精基面或统一基准，应采用哪一个表面作为粗基面?(3) 是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用统一基准以外的精基面?精基面的选择：根据精基面的选择原则，选择精基面时，首先应考虑基准重合的问题，即在可能的情况下，应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准。 在十字接头机械加工工艺过程中，大部分工序选用十字接头的一个指定的端面和小头孔作为主要基面，并用大头孔处指定一侧的外圆面作为另一基面。这是由于：端面的面积大，定位比较稳定；用小头孔定位可直接控制大小头孔的中心距。这样就使各工序的定位基准统一起来，减少定位误差。表2.1工艺路线方案一工序1钻2-4的锥销孔工序2钻5-M6的螺纹孔工序3粗精铣下平面工序4粗精铣上平面工序5攻丝工序6钻直径为17mm，22mm的两孔工序7并扩，铰工序8钳工工序9检查表2.2工艺路线方案二工序1粗精铣上平面工序2粗精铣下平面工序3钻2-4的锥销孔工序4钻5-M6的螺纹孔工序5攻丝工序6钻直径为17mm，22mm的两孔工序7并扩，铰工序8钳工工序9检查工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将铣大平面工序放在后面。加工完大平面各与螺纹孔M6其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助。 采用互为基准的原则，先加工上、下两平面，然后以下、下平面为精基准再加工两平面上的各孔，这样便保证了，上、下两平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线， 加工“工序4与工序5，”不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先镗上、下平面各孔，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔便能保证5-M6的形位公差要求从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。选择加工设备及工艺装备(1)根据零件加工精度、轮廓尺寸和批量等因素，合理确定机床种类及规格。(2)根据质量、效率和经济性选择夹具种类和数量。(3)根据工件材料和切削用量以及生产率的要求，选择刀具，应注意尽量选择标准刀具。(4)根据批量及加工精度选择量具。由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。选择机床A，工序10, 20：是粗铣和半精铣。本零件外轮廓尺寸不大。精度要求不是很高，选用X5025。B，工序，30，50，70：可以在立式钻床上加工。可选用Z5140立式钻床。C，工序40：可以在立式铣床上加工，可选用X5025。选择夹具本零件除加工钻17mm孔，22mm孔需设计专用夹具外，还有铣平面夹具也需要一套夹具，其他各工序使用通用夹具即可。选择刀具A，材料为铸件刀具的选择必须根据零件的材料来确定B，铣大小头两平面时，铣刀选A类可转位面铣刀直径为50mm。C，钻17 mm的小孔至尺寸17H8 mm，选用锥柄麻花钻，锥柄扩孔复合钻，扩孔时倒角。选用锥柄机用绞刀。D，钻扩，22H11mm 的大头端孔：选用锥柄扩孔复合钻，扩孔时倒角。E，钻4 mm的孔，选用锥柄麻花钻。F， M6mm的螺纹：选用机用丝锥。选择量具本零件属大量生产，一般均采用量具，选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量具的测量方法极限误差选择。A，选择加工孔用量具，可选内径百分尺，选分度植为0.01mm。B，选择加工槽所用量具，选用分度植为0.02mm,测量范围为0150mm游标尺进行测量。2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定箱盖的材料是HT200，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。 1）加工箱盖的上下平面，根据参考文献8表4-35和表4-37考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，2）加工宽度为34mm的平面时，用铣削的方法加工两侧面。由于侧面的加工表面有粗糙度的要求，而铣削的精度可以满足，故采取分二次的铣削的方式，粗铣削的深度是2mm，精铣削的深度是1mm3）镗上、下平面各传动轴孔时，由于粗糙度要求，因此考虑加工余量2.5mm。可一次粗加工2mm，一次精加工0.5就可达到要求。6）加工5M6底孔时，根据参考文献8表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1mm就可达到要求。7）加工下平面二个销销小孔，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工1mm，可达到要求。2.2.5确定切削用量工序1：粗、精铣传动箱体大平面（1）粗铣下平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-75，取铣削速度：参照参考文献7表3034，取。机床主轴转速： 式（2.1）式中 V铣削速度； d刀具直径。由式2.1机床主轴转速：按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献7表2.4-81,（2）精铣下平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X52K立式铣床。参考文献7表3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献7表3031，取铣削速度：参照参考文献7表3031，取机床主轴转速，由式（2.1）有：按照参考文献7表3.1-31 实际铣削速度：进给量，由式（1.3）有：工作台每分进给量： 粗铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间精铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间铣下平面的总工时为：t=+=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min工序2：粗精铣宽度为34mm的面：（1）粗铣宽度为34mm的平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-75，取铣削速度：参照参考文献7表3034，取。由式2.1得机床主轴转速：按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献7表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 式（2.2）刀具切出长度：取走刀次数为1（2）精铣宽度为34mm的下平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X52K立式铣床。由参考文献7表3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献7表3031，取铣削速度：参照参考文献7表3031，取机床主轴转速，由式（2.1）有：按照参考文献3表3.1-31 实际铣削速度：进给量，由式（2.3）有：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1根据参考文献9：=249/(37.53)=2.21min。根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间精铣宽度为20mm的下平台根据参考文献9切削工时：=249/(37.53)=2.21min根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间粗精铣宽度为30mm的下平台的总工时： t=+=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min工序：钻下平在5-M6工件材料为HT200铁，孔的直径为6mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至5，选用5的麻花钻头。攻M6螺纹，选用M6细柄机用丝锥攻螺纹。进给量：根据参考文献5表2.4-39，取切削速度：参照参考文献5表2.4-41，取由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1攻M61.5的螺纹机床：Z535立式钻床刀具：细柄机用丝锥（）进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照参考文献5表2.4-105，取由式（2.1）机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间攻M6螺纹被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间总工时为：t=2+=3.75min工序五：钻扩通孔17、22（如未特别注明，本工序相关数据的出示切削手册的孔加工削用量选择）钻孔22mm。要求校验机床的功率和扭矩。选择钻头：选莫氏锥柄麻花钻，其直径d0=20mm，钻头几何形状（表1及表2）：双锥修磨横刃、棱带，=30，2=118，21=70，0=10，=50。切削用量：进给量：根据表5，当钢的b0.784GPa，d=20m 时，f=0.350.43mm/r，按机床取f=0.43mm/r.切削速度：根据表11，b=0.735GPa的40Cr钢加工性属7类。由表10，当加工性为第7类，f0.49mm/r，双横刃磨的钻头，d0=21mm时，Vt=0.30m/s（18m/min），切削速度的修正系数：KTV=1.0（表10），KCV=1.0（表23），Klv=1.0（表23），Ktv=1.0（表21-6）。故V=0.30主轴转速：n=1000V/dw 100018/3.1420286.6r/min按机床说明书去取nW=400r/min，所以实际切削速度为：VnWdw/1000 3.1420400/100025.12m/min （0.42m/s）校验机床功率及扭矩：根据表17，当f0.51mm/r，d021mm时，Mt=76.81Nm。扭矩的修正系数KMM=1.11，KWM=1.0，故Mc=76.811.1=85.26Nm。根据钻床说明书，当n=400r/min时，Mm=115.8Nm。据表19，当b=0.6670.804GPa，d0=20mm，f0.38mm/r，V0.29m/s时，Pm=1.7Kw。根据钻床说明书，PE=4.50.81=3.645Kw。由于McMm，PmPE，故选择的切削用量可用。切削工时：T=L/nf， 式中L=l+y+，l=20，由表22查得y+=7mmT=20+7/4000.43=0.157min（9.42s）扩22mm选择钻头：选莫氏锥柄麻花钻，其直径d0=23mm 。切削用量：进给量：根据表5，当钢的b0.784GPa，d=23m 时，f=0.390.47mm/r，由于l/d=105/25.3=4.15，故应乘孔深修正系数Klf=0.95，则f=（0.390.47）0.95=0.3710.447mm/r，按机床取f=0.43mm/r。主轴转速：取与钻22孔时相同，即n=400r/min，所以实际切削速度为：VnWdw/1000 3.1423400/100028.89m/min （0.48m/s）切削工时：T=L/nf， 式中L=l+y+，l=105，由表22查得y+=9mmT=105+9/4000.43=0.663min（39.78s）钻17mm选择钻头：选莫氏锥柄麻花钻，其直径d0=16mm 。切削用量：进给量：根据表5，当钢的b0.784GPa，d=16m 时，f=0.350.43mm/r，由于l/d=310/16=19.38，故应乘孔深修正系数Klf=0.75，则f=（0.350.43）0.75=0.26250.3225mm/r，按机床取f=0.32mm/r。主轴转速：取与钻22孔时相同，即n=400r/min，所以实际切削速度为：VnWdw/1000 3.1416400/100020.1m/min （0.335m/s）切削工时：T=L/nf， 式中L=l+y+，l=310，由表22查得y+=10mmT=310+10/4000.32=2.5min（150s）扩孔17mm查表27查得扩孔钻扩孔17mm时，进给量f=0.60.7mm/r，按机床取f=0.57mm/r。切削速度：由表29v=（Cvd0Zv/601-mTmapXvfyv）Kv 式中Cv=20.6，Zv=0.6，xv=0.2，yv=0.3，m=0.25，修正系数Kv0=0637/0.735=0.87，T=1800s（表28）v=（20.6170.6/601-0.2518000.250.50.20.570.3）0.87=0.95m/s（57m/min）主轴转速n=1000v/d=100057/3.1417=1067.82r/min按机床取n=1100r/min，所以实际切削速度为：Vnd/1000 3.14171100/100058.72m/min （0.98m/s）切削工时：T=L/nf， 式中L=l+y+，l=310，由表22查得y+=10mmT=310+10/11000.57=0.51min（30.6s）铰17,22孔 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，选择d=17mm的H10级高速钢锥柄机用铰刀，GB1133-84。机床选择立式钻床Z535。 选择切削用量进给量f查阅切削用量简明手册表2.11及表2.24，并根据机床说明书取f=0.651.35/r，所以，取f=0.72/r切削速度v根据切削用量简明手册表2.24，取v=7m/min。n=159r/min根据立式钻床Z535机床说明书选取：n=195r/min，所以，v=8.57m/min决定铰刀磨钝标准及刀具寿命根据切削用量简明手册表2.12，当d=17时，铰刀后刀面最大磨损量为0.4mm，故刀具寿命T=60min。因此，所选择的切削用量：f=0.72/r，n=195r/min，v=8.57m/min。计算基本工时t=，式中，L=l+y+，l=10，查切削用量简明手册表2.29，y+=7，所以，L=10+7=17。t=0.12min。同理计算出22孔的切削用量及工时,省略不算.工序六： 车22、17孔及其倒角1.车22孔切削深度：单边余量Z=0.94mm，ap=0.94mm进给量和主轴转速：与半精车65时相同，即f=0.25mm/r，n=610r/min所以实际切削速度：v=nd/1000 3.1420610/1000=38.31mm/min切削工时：TLl1l2/nf，式中L20，l14，l20T20+4+0/6100.250.16min（9.6s）2.车17孔切削深度：单边余量Z=1.15mm，ap=1.15mm进给量和主轴转速：与粗车时相同，即f=0.6mm/r，n=230r/min所以实际切削速度：v=nd/1000 3.1423230/1000=16.61mm/min切削工时：TLl1l2/nf，式中L105，l14，l20T105+4+0/2300.60.79min（47.4s）工序7：加工24孔工件材料为HT200铁，孔的直径为4mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至4，选用4的麻花钻头。进给量：根据参考文献5表2.4-39，取切削速度：参照参考文献5表2.4-41，取由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1工序8：阶梯孔工件材料为HT200铁，孔的直径为20mm，表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔20mm小直径锪钻。 1）确定切削用量确定进给量 根据参考文献7表28-10可查出，由于孔深度比，故。查Z535立式钻床说明书，取。根据参考文献7表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献7表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据表28-15，由插入法得：，由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表28-3，故查Z535机床说明书，取。实际切削速度为由参考文献7表28-5，故校验机床功率 切削功率为 机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地， 工序9：校验2.3小结机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。 3 专用夹具设计第一节 机床夹具设计的基本要求和一般步骤一、对专用夹具的基本要求1.保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。2.提高生产效率应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。3.工艺性好 专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。4.使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。5.经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外。还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。二、专用夹具设计步骤1.明确设计任务与收集设计资料夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其内容主要是了解工件的结构特点、材料；确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。其次是根据设计任务收集有关资料，如机床的技术参数，夹具零部件的国家标准、部颁标准和厂订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可收集一些同类夹具的设计图样，并了解该厂的工装制造水平，以供参考。2.拟订夹具结构方案与绘制夹具草图1） 确定工件的定位方案，设计定位装置。2） 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。3） 确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。4） 确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装基面。5） 确定和设计其它装置及元件的结构形式。如分度装置、预定位装置及吊装元件等。6） 确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。7） 绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。1. 进行必要的分析计算工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具，需计算夹紧力。当有几种夹具方案时，可进行经济分析，选用经济效益较高的方案。3.审查方案与改进设计夹具草图画出后，应征求有关人员的意见，并送有关部门审查，然后根据根据他们的意见对夹具方案作进一步修改。4.绘制夹具装配总图夹具的总装配图应按国家制图标准绘制。绘图比例尽量采用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、个种装置的结构及其相互关系表达清楚。夹具总图绘制次序如下：1） 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。在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面夹具上的线条。2） 依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具体及连接元件和安装基面。3） 标注必要的尺寸、公差和技术要求。4） 编制夹具明细表及标题栏。完整的夹具装配总图的参阅“夹具图册”中的图。5.绘制夹具零件图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。为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工杠杆零件时，需要设计专用夹具。3.3钻17, 22孔夹具设计3.3.1定位基准的选择在加工M8螺纹孔工序时，传动箱体上、下两平面及工艺孔已经加工到要求尺寸。因此选用上平面及与其垂直的任意孔上表面加作为定位基准。符合典型的一面两销定位原理，一共限制了工件的6个自由度，符合六点定位法则。工件以一面两销定位时，夹具上的定位元件是：一面两销。其中一面为传动箱的上表 夹具装配图面，两销为短圆柱销和固定挡销。3.3.2定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两销定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和固定挡销进行设计根据参考文献11，可查得短圆柱销的结构和尺寸如图。3.3.3定位误差分析机械加工过程中，产生加工误差的因素有很多。在这些因素中，有一项因素于机床夹具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为：销与孔的配合0.05mm，钻模与销的误差0.02mm，钻套与衬套0.029mm由公式e=(H/2+h+b)max/Hmax=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.0630/32=0.05625可见这种定位方案是可行的。3.3.4钻削力与夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻、攻螺纹加工，而钻削力远远大于攻螺纹切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献9得：钻削力 钻削力矩 式中： 本套夹具采用活动垫板夹紧，活动垫板主要靠上下旋动垫板上的螺母来实现夹紧。根据参考文献11可知该机构属于单个螺旋夹紧。由式（3.1）根据参考文献11表1-2-20到表1-2-23可查得 3.3.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计M8螺纹孔的加工需钻、攻螺纹两次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：M8螺纹孔分钻、攻螺纹两个工步完成加工。钻、攻，加工刀具分别为：钻孔7标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；攻螺纹8的丝锥。根据参考文献11表2-1-47可查得钻套孔径结构如图3.14所示。图3.14 快换钻套钻M8孔钻套结构参数如表3.9所示。表3.9dHD公称尺寸允差72012+0.018+0.0072218104771650根据参考文献11表2-1-58可得衬套选用固定衬套其结构如图3.15所示。图3.15 固定衬套其结构参数如表3.10所示。表3.10dHDC 公称尺寸允差公称尺寸允差12+0.034+0.0162018+0.023+0.0120.52根据参考文献11夹具U型槽的结构如图3.16所示。图3.16 U型槽主要结构尺寸参数如表3.11所示。 表3.11螺栓直径121430203.3.6夹紧装置的设计夹紧装置采用活动的垫板来夹紧工件，采用的活动垫板的好处就是加工完成后，可以将压板松开，然后向下退后一定距离把工件取出。主要用的螺旋夹紧原理。3.3.7夹具设计及操作的简要说明本套夹具用于加工M8螺纹孔。定位采用常见的一面两销定位方案。传动箱体上平面（一面）及其内孔来实现完全定位。主要考虑工件便于取出夹紧装置采用活动垫板夹紧。工件加工完成后，移动压板向后退一定距离，工件就可以很方便的取出。工件装夹时，先将工件放到带大端面的长圆柱销和固定定位销处，然后将移动垫板上移，压紧工件，将螺栓拧紧就可以进行加工了。加工完成以后将移动压板退出一定距离，就可以把工件直接取出。如夹具装配图上图所示。3.4小结对专用夹具的设计，可以了解机床夹具在切削加工中的作用：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的给以