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机械毕业设计全套

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GY01-176@气门摇杆支座课程设计,机械毕业设计全套

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-20- 附录 气门摇杆支座 比例 件数 设计 闫海鹏 日期 重量 共 张 第 张 指导 沈阳工程学院 nts -20- nts -21- 附录 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部）件图号 产品名称 气门摇杆轴支座 零（部）件名称 左支座 共 1 页 第 1 页 材料牌号 HT200 毛坯种类 铸件 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 /s 准终 单件 5 铸造 10 时效 15 涂漆 20 粗铣下端面 X51 立式铣床 通用夹具 25 粗铣上端面 X51 立式铣床 通用夹具 30 粗铣左右端面 X61W 卧式铣床 专用夹具 35 钻两通孔 13 Z525 摇钻 通用夹具 40 精铣下端面 X51 立式铣床 通用夹具 45 精铣左右端面 X61W 卧式铣床 专用夹具 50 钻通孔 18 Z525 摇钻 通用夹具 描图 55 镗孔到 20 组合镗床 专用夹具 60 粗铣轴向槽 X61W 卧 式 铣 通用夹具 描校 65 检验 70 入库 底图号 装订号 设计（日期）审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 2011.6.22 nts -22- 附录 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 产品名称 气门摇杆轴支座 零（部）件名称 左支座 共 9 页 第 8 页 车间 工序号 工序名 材料牌号 55 镗孔到 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 组合镗床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序时间 /s 准终 单件 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 / 切削速度 / 进给量 / 背吃刀量 / 进给 次数 工步时间 /s 机动 辅助 描图 1 粗镗孔到 380r/min 23.6m/min 0.2mm/r 1.8mm 1 39.6 414 2 精镗孔 到 960r/min 60.3m/min 0.04mm/r 0.2mm 1 78 描校 底图号 装订号 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 2011.6.22 20mm1rsg 1minm g 1mmrg mm19.8mm20mmnts -23- 附录 nts -24- 附录 气门摇杆支座镗 20 孔夹具装配图图 12 密封圈 4 11 外套 2 HT200 10 螺纹盖 2 45 9 轴承 4 8 镗套 2 7 端盖 2 HT200 6 支架 2 HT200 5 底座 1 HT200 4 大头螺栓 2 45 20 圆柱销 1 45 淬火 3 压板 2 弹簧钢 中温回火 19 摇柄 1 QT400-18 2 螺母 2 45 18 螺杆 1 45 两端反向螺纹 1 螺杆 2 45 17 定位块 1 45 序 号 名 称 件 数 材 料 备 注 16 底板 1 HT200 气门摇杆支座镗20 孔夹具图 比 例 1 ： 1 15 V 形块 2 铸钢 局部高频淬火 件 数 14 工件 设 计 闫海鹏 （日 期） 重 量 共 1 张 第 1 张 13 镗杆 1 指 导 沈阳工程学院 机械本 082 班 序 号 名 称 件 数 材 料 备 注 审 核 nts沈阳工程学院课程设计 -27- 参考文献 1. 宗凯 . 机械制造技术基础课程设计指南 . 北京：化学工业出版社， 2006.12 2. 孟少农 . 机械加工工艺手册 . 北京： 机械 工业出版社， 1992.9 3. 张世昌 . 机械制造技术基础 .北京：高等教育出版社， 2007.5 nts -25- nts -26- nts 目录 第 1章 零件分析 1 页 1.1 零件作用分析 1 页 1.2 零件工艺分析 1 页 1.3 零件的生产类型 2 页 第 2章 毛坯 的选择 2 页 2.1 选择毛坯 2 页 2.2 确定毛坯尺寸及公差 2 页 2.3 设计毛坯图 3 页 第 3章 工艺规程设计 4 页 3.1 定位基准的选择 4 页 3.2 制定工艺路线 4 页 3.3 选择加工设备及刀具、夹具、量具 7 页 3.4 加工工序设计 8 页 3.5 时间定额计算 12 页 3.6 填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 14 页 第 4章 摇杆轴支座镗孔 专用夹具设计 14 页 4.1 工件自由度分析及定位方案的确定 14 页 4.2 夹紧力分析 14 页 4.3 定位误差及定位精度分析 15 页 4.4 定位元件 与 夹紧装置设计 15 页 4.5 镗模与夹具体的设计 16 页 4.6 使用操作说明 18 页 设计总结 19 页 附录 20 页 附录 21 页 附录 22 页 附录 23 页 参考文献 25 页 nts -1- 第一章 零件分析 1.1 零件作用分析 气门摇杆轴支座是柴油机一个主要零件，是柴油机摇杆座的结合部。2 0 ( 0 . 1 0 0 . 0 6 ）孔装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个13 孔用 M12螺杆与汽缸盖相连， 3mm轴向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动 。其零件图如下图 ： 图 1-1 摇杆轴支座 1.2 零件工艺分析 由图 1.1得知，其材料为 HT200。该材料具有较高的强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。 该零件上主要加工面为上端面，下端面，左右端面， 2- 13 孔和 2 0 ( 0 . 1 0 0 . 0 6 ）以及 3mm 轴向槽的加工 2 0 ( 0 . 1 0 0 . 0 6 ）孔的尺寸精度以及下端面 0.05 的平面度与左右两端面孔的尺寸精度，直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封， 2- 13 孔的尺寸精度，以上下两端面的平行度 0.05。因此，需要先以下端面为粗基准加工上端面，再 以上端面为粗基准加工下端面，再把下端面作为精基准 ，最后加工nts -2- 2 0 ( 0 . 1 0 0 . 0 6 ）孔时以下端面为定位基准，以保证孔轴相对下端面的位置精度。由参考文献（ 1）中有关孔的加工的经济精度机床能达到的位置精度可知上述要求可以达到的零件的结构的工艺性也是可行的。 1.3 零件的生产类型 依设计题目知： Q=12000 件 /年， n=1 件 /台，结合生产实际，备品率 和废品率 分别为 5%和 2%。由参考文献（ 1） 中公式 2-1 11N Q n 有 1 2 0 0 0 1 1 5 % 1 2 % 1 2 8 5 2N 零件的质量约为 3kg， 由参考文献（ 1） 表 2-1查得生产类型为大批生产。 第二章 毛坯的选择 2.1 选择毛坯 由设计题目的图纸可知，该零件材料为 HT200，其具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，零件外形结构较复杂，因此确定毛坯为铸件，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型，此外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效处理。 2.2 确定毛坯尺寸及公差 求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓尺寸，长 50mm，宽 45mm。高 78mm，故最大轮廓尺寸为78mm。 选取公差等级 CT 由 由参考文献（ 1） 表 5-1，铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得公差等级 CT范围 8 12级，取为 10级。 求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级 CT， 由参考文献（ 1） 表 5-3 查得，公差相对于基本尺寸对称分布。 nts -3- 求机械加工余量等级 由参考文献（ 1） 表 5-5，铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得机械加工余量等级范围 E G级，取为 F级。 求机械加工余量 RMA 对所加工表面取同一个数值， 由参考文献（ 1） 表 5-4 查得最大轮廓尺寸为78mm，加工余量等级为 F级，得 RMA数值为 1mm。 求毛坯尺寸 2- 13 孔较小，铸成实心； 20 孔要求精加工，也可铸成实心，上端面、下端面应分别由参考文献（ 1）式 5-1求出。 上端面： / 2 7 8 1 3 . 2 / 2 8 0 . 6R F R M A C T 下端面： / 2 6 0 1 2 . 8 / 2 6 2 . 4R F R M A C T 左右端面尺寸由 参考文献（ 1） 式 5-3 求出， 即 2 / 2 4 2 2 1 2 . 8 / 2 4 5 . 4R F R M A C T 将毛坯尺寸列于表 2-1中。 表 2-1 气门摇杆支座铸件毛坯尺寸公差与加工余量 项目 上端面 下端面 左右端面 2- 13 孔 20 孔 公差等级 10 10 10 - - 加工面基本尺寸 78 60 42 - - 铸件尺寸公差 3.2 2.8 2.8 - - 机械加工余量等级 F F F - - RMA 1 1 1 - - 毛坯基本尺寸 80.6 62.4 45.4 0 0 2.3 设计毛坯图 根据零件图，将加工表面尺寸按表 2-1 毛坯尺寸画出，即得毛坯图 ，见图 2-1。零件图见附录 。 nts -4- 图 2-1 毛坯图 第三章 工艺规程设计 3.1 定位基准的选择 精基准的选择：气门摇杆轴支座的下端面既是装配基准又是设计基准，用它作为精基准，能使加工遵循基准重合的原则。 2 0 ( 0 . 1 0 0 . 0 6 ）孔及左右两端面都采用底面做基准，这使得工艺路线又遵循 “ 基准统一 ” 的原则，下端面的面积比较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。 粗基准的选择：选择零件的重要面和重要孔做基准。在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量尽量均匀，此外，还要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准为上端面 。 3.2 制定工艺路线 根据各表面加工要求，和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面及孔的加工方法如下： nts -5- 上端面：粗铣 下端面： 粗铣 精铣 左右端面：粗铣 精铣 2- 13 孔：钻孔 3mm 轴向槽 ：粗 铣 2 0 ( 0 . 1 0 0 . 0 6 ）孔：钻孔 粗镗 精镗 因左右两端面均对 2 0 ( 0 . 1 0 0 . 0 6 ）孔有较高的位置要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，提高加工精度。根据先面后孔 以及 先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工 原则，将上端面下端面的粗铣放在前面，左右端面上 2 0 ( 0 . 1 0 0 . 0 6 ）孔放后面加工。初步拟订以下两个加工路线方案 。 加工路线方案（一） ： 工序号 工序内容 05# 铸造 10# 时效 15# 涂漆 20# 车上端面 25# 铣下端面 30# 钻两通孔 35# 铣左右端面 40# 钻通孔 18 45# 镗 2 0 0 . 1 0 . 0 6 （ ）孔 50# 铣轴向槽 55# 铣检验 60# 入库 加工路线方案（ 二 ） （ 以 V 形块定位的加工路线方案 ）： nts -6- 工序号 工序内容 05# 铸造 10# 时效 15# 涂漆 20# 粗铣下端面 25# 粗铣上端面 30# 粗铣左右端面 35# 钻两通孔 13 40# 精铣下端面 45# 精铣左右端面 50# 钻 18 孔 55# 镗 2 0 0 . 1 0 . 0 6 （ ）孔 60# 铣轴向槽 65# 终检 70# 入库 上述两个方案遵循了工艺路线拟订的一般原则，但某些工序还有一些问题还值得进一步讨论。 车上端面，因工件和夹具的尺寸较大，在卧式车床上加工时，它们惯性力较大，平衡困难；又由上端面不是连续的圆环面，车削中出现断续切削容易引起工艺系统的震动，故应当选择铣削加工。 因为在零件图纸中要求左右端面的跳动度为 0.06，所以需要同时铣削左右端面，保证两端的平行度。 方案一中的 工序 25#应在工序 20#前完成，使上端面在加工后有较多的时间进行自然时效，减少受力变形和受热变形对 2- 13 通孔加工精度的影响。综上所述选择方案二。 最后确定的工件加工工序如下： nts -7- 序号 工序 内容 定位基准 05# 铸造 10# 时效 15# 涂漆 20# 粗铣下端面 上端面 + 左右端 25# 粗铣上端面 下端面 + 左右端 30# 粗 铣 左右端面（同时，不准调头） 下端面 + 外圆柱面 35# 钻两通孔 13 下端面 + 外圆柱面 40# 精铣下端面 上端面 + 左右端 45# 精铣左右端面（同时，不准调头） 下端面 + 外圆柱面 50# 钻通孔 18 下端面 + 外圆柱面 55# 镗孔到 20 ， 孔口倒角 2*45 度 下端面 + 外圆柱面 60# 粗铣轴向槽 下端面 + 外圆柱面 65# 终检 70# 入库 3.3 选择加工设备及刀具、夹具、量具 由于生产类型为大批生产，故加工设备适宜通用机床为主，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动均由人工完成。 粗铣上端面：考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣选择 X51立式铣床。（参考文献（ 1）表 5-71），选择直径 D为 80mm 硬质合金圆柱铣刀，参考文献（ 1）表 5-98，通用夹具和游标卡尺。 粗铣下端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。 精铣下端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。 粗铣左 右 端面：采用卧式铣床 X61W（ 参考文献（ 1）表 5-74） ，采用以前的刀具，专用夹具及游标卡尺。 精铣左 右 端面：采用卧式铣床 X61W（ 参考文献（ 1）表 5-74） ，专用夹具及游标卡尺。 钻 2- 13 mm孔：采用 Z525（ 参考文献（ 1）表 5-64 至表 5-68） ，通用夹具。nts -8- 刀具为 d为 13 的直柄麻花钻 （ 参考文献（ 1）表 5-83） 。 钻 18 孔：钻孔直行为 18 mm，选择摇臂钻床 Z525（ 参考文献（ 1）表 5-64至表 5-68） ，采用锥柄麻花钻，通用夹具及量具。 镗 2 0 0 . 1 0 . 0 6 （ ）mm孔：采用卧式组合镗床，选择功率为 1.5kw的 ITA20镗削头，选择镗通孔镗刀及镗杆，专用夹具，游标卡尺。 铣 3mm轴向槽： 采用卧式铣床 X61W（ 参考文献（ 1）表 5-74），刀具选用 直齿三面刃铣刀， d 80 mm（ 参考文献（ 1）表 5-105）。 3.4 加工工序设计 （一） 机械加工余量确定 根据 表 3-12查表得出各个加工面得加工余量。 经查 表 3 12 可得，铣削上端面的加工余量为 2.6，又由零件对上顶端表面的表面精度 RA=12.5 可知，粗铣的铣削余量为 2.6。底面铣削余量为 2.4，粗铣的铣削余量为 1.4， 精 铣余量 1，精铣后公差 等级 为 IT7IT9。左右端面的铣削余量为 3.4（双侧余量） ，粗铣的铣削余量为 2.4，精铣余量 1，精铣后公差 等级 为 IT7 IT9。 工序 40#粗镗 18 ， 粗镗余量表 3-83 取粗镗为 1.8， 精 镗切削余量为 0.2,铰孔后尺寸为 20H8,各工步 余量和工序尺寸公差列于 下表。 表 3-1 各工步加工尺寸 加工表面 加工方法 余量 公差等级 工序尺寸及公差 18 孔 粗镗 1.8 - 19.8 19.8 孔 精镗 0.2 H8 20H8 45.4左右端面 粗铣 2.4（双侧） - 43 43左右端面 精铣 1（双侧） d9 42d9 80.6上端面 粗铣 2.6 - 78 62.4下端面 粗铣 1.4 - 61 61下端面 精铣 1 - 60 nts -9- （二）确定切削用量及基本工时 1、工序 20#：粗铣下端面 1)加工条件 工件材料： HT200,b=170240MPa，铸造 。 加工要求：粗铣 下 端面加工余量 2.4mm。 机床 、刀具 ： X51立式铣床 、硬质合金圆柱 铣 刀。 因 铣削 下 端面的加工余量为 2.4mm，又由零件 下 端面的 最终 表面精度 Ra=6.3可知，粗铣的铣削余量为 1.4mm，精铣余量 1mm，精铣后公差等级 为 IT7 IT9。 取粗铣走刀一次pa=1.4mm，精铣走刀一次pa=1mm 取粗铣每齿进给量为zf=0.2mm/z，精铣进给量为 f =0.5mm/r 初步取粗铣主轴转速为 160r/min，取精铣主轴的转速为 300r/min 又由前面已选定直径 D为 80 mm，故相应的切削速度分别为： / 1 0 0 0nvD粗 3.14 80 160/1000 40.19m/min / 1 0 0 0nvD精 =3.14 80 300/1000 75.36m/min 又由参考文献（ 1）表 2-18有机床切削功率为 5 0 . 9 0 . 7 41 6 7 . 9 1 0 p z e p mP a f a z n k 取 Z=10个齿，pmk=1,n=160/60=2.67r/s ,ea=50mm, pa=1.4mm,zf=0.2mm/z，代入得： 5 0 . 9 0 . 7 41 6 7 . 9 1 0 1 . 4 0 . 2 5 0 1 0 2 . 6 7 1 0 . 9 2 2P kw 又因前查的机床的功率为 4.5kw/h 若效率为00.85P,则 00 .8 5 3 .8 2 5P kw 0.922kw 故机床功率足够 。 2)计算基本工时 12 5 0 1 6 1 6 8 2L l l l mm 2 * 2 8 2 0 . 5 51 0 0 . 2 1 5 0mLTz f n min nts -10- 2、工序 25#：粗铣上端面 加工余量为 2.6mm，表面粗糙度要求 Ra=12.5，粗铣铣削余量为 2.6mm，此工序的机床、刀具与上工序相同，可得出： ea=20mm，pa=2.6mm，zf=0.2mm/z， n=150r/min， Vc=37.68m/min 从而 12 4 5 1 6 1 6 0 . 2 61 0 0 . 2 1 5 0m l l lLT z f n z f n min 工序 30#粗铣左右端面 与工序 20#和工序 25#相同。 3、工序 35#：钻两通孔 13 查 参考文献（ 1） 表 5-127，取 f 0 .3 6 m m /r 查 参考文献（ 1） 表 5-133，取 11.1m/minv 1 0 0 0 / 2 7 2 r / m i nn v d 查 参考文献（ 1） 表 5-65，机床为 Z525，选择转速 r/s 9 .0 8r/m in 5 4 5 wn 实际切削速度： v= / 1000wwnd= 9 . 0 8 3 . 1 4 1 3 / 1 0 0 0 0 . 3 7 m / s 切削工时带入公式： 12( ) /jwT l l l f n g1 c o t (1 2 )2 rDlk :，2 14l :取 45rk ，1 8l mm，2 4l mm12( ) / 7 8 8 4 / 0 . 3 6 5 4 5 0 . 4 6 m i njwT l l l f n g工序 40# 精铣下端面与工序 20#相同。 工序 45# 精铣左右端面与工序 30#相同 。 工序 55#钻通孔 18 与工序 35#相同 。 4、工序 60#：镗孔到 20 nts -11- 因精镗与粗镗的定位 是 下底面与 V型块，精镗后工序尺寸为 20.02 0.08mm，与下底面的位置精度为 0.05,与左右端面的位置精度为 0.06, 且定位夹、紧时基准重合，故不需保证。 0.06跳动公差由机床保证。 粗镗孔时因余量为 1.8mm,故pa=1.8mm, 查机械制造工艺设计手册 ，取切削速度 0 . 4 m / s 2 4 m / m i ncV 取进给量为 f 0.2mm/r 则 1 0 0 0 / 3 8 6 / m i ncn V d r 选择 3 8 0 / m inwnr故实际切削速度为： / 1 0 0 0 2 3 . 6 / m i nc w wV d n m此时 工 作台每分钟进给量 fm应为： m in/25.56 mmnZff wzm 查文献得 9 . 8 1 6 0F z F z F z F zn X Y nz F z p F zF C a f v k310mzP F v 取 180FzC 1FzX 0.75FzY 0Fzn 1Fzk 0 1 0 . 7 5 09 . 8 1 6 0 1 8 0 1 . 8 0 . 2 0 . 4 1zF nts -12- =950.6N 39 5 1 0 . 4 1 0 0 . 3 8mP k w 取机床功率为 0.85 0 . 8 5 0 . 7 8 0 . 6 6 0 . 3 8k w k w 故机床效率足够 精镗孔时，因余量为 0.2mm，取 0.2pa mm取 V=1.2m/s=72m/min ， f=0.04mm/r，则 1 0 0 0 / 1 0 0 0 7 2 / ( 3 . 1 4 2 0 ) / m i n 1 1 4 6 / m i nn v d r r 选择 9 6 0 / m inwnr 则实际切削速度为 / 1 0 0 0 3 . 1 4 2 0 9 6 0 / 1 0 0 0 6 0 . 3 / m i nc w wV d n m 5、工序 65#：铣 3mm 轴向槽 加工条件：机床： X61W卧式铣床 。 刀具：直齿三面刃铣刀 ， 其中 80d mm, 18z 计算切削用量： 10pa mm由机械加工工艺手册表 15-53，表 15-55可知： 136 /m inf , 1 3 2 .6 m / m i n V 确定主轴转速： 0n = 1 0 0 0 / d = 3 7 5 r / m i nV 切削工时： T 0 .7 5 m in m 3.5 时间定额计算 下面计算工序 60的时间定额 1）机动时间 粗镗时： / ( ) 5 0 / ( 0 . 2 3 8 0 ) 0 . 6 6 m i nT L f n gnts -13- 精镗时： 其中 ， ， ，取 ， ，。 总机动时间： 2）辅助时间： 所以辅助时间 3）作业时间 1.96+6.4=8.36min 4）布置工作地时间sT取 ， 则 5）休息与生理需要时间 取 ，则 6）单件时间 =（ 1.96+6.4+0.25+0.25） min=8.86min / ( ) 5 0 / ( 0 . 0 4 9 6 0 ) 1 . 3 0 m i nT L f n g12L l l l 1 ( 2 3 )t a n pralk: 2 35l : 45rk 1 3l mm2 5l mm0 . 6 6 1 . 3 0 1 . 9 6 m i nbT 2 1 0 . 3 0 . 1 1 0 . 1 1 . 5 0 . 3 0 . 1 6 . 4 m i naT BTB b aT T T 0030 08 . 3 6 3 0 . 2 5 m i nsBTT rT 0030 08 . 3 6 3 0 . 2 5 m i nrBTT pTp b a s rT T T T T 操作内容 每次时间 (min) 粗镗 精镗 操作次数 时间 min 操作次数 时间 min 装夹 2 1 2 - - 换刀 1 1 1 1 1 测量 0.1 1 0.1 1 0.1 卸夹 1.5 - - 1 1.5 开机到开始的时间 0.3 1 0.3 1 0.3 退刀 0.1 1 0.1 1 0.1 nts -14- 3.6 填写机械加工工艺过程卡和机械加工工 序 卡 工件文件详 细 见附 录 、附录 。 第四章 摇杆轴支座专用镗孔夹具设计 4.1 工件自由度分析及定位方案的确定 本次设计工序 55#镗孔 到 的专用夹具 。 该孔的设计基准为下端面，故以下端平面做定位基准，实现“基准重合”原则；另加两 V形块从前后两方向实现对 R10 的外圆柱面进行夹紧，从对工件的结构形状分析，若工件以下端面朝下放置在支承板上，定位夹紧就比较稳定，可靠，也容易实现。工件以 下端面在夹具上定位，限制了三个自由度，其余三个自由度也必须限制。下面分析限制其余三个自由度的两种方案的合理性。 方案 一 在 2- 孔内插入一现边销限制一个移动自由度，再以两孔的另一个孔内侧面用两个支承钉限制一个移动自由度和一个转动自由度。这种定位方案从定位原理上分析是合理的，夹具结构也简单。但由于孔和其内侧面均不规定其精密度，又因结构原因，夹紧力不宜施加在这样的 定位元件上，故工件定位面和定位元件之间很可能会接触不好，使定位不稳定。这个方案不宜采用。 方案 二 用两个 V 形块夹紧前后两外圆柱面，用两铰链压板压在工件的下端，这样就限制了两个移动自由度和一个转动自由度，这种方案定位可靠，可实现完全定位。 综上，选择方案二的定位方案。 4.2 夹紧力分析 根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。一般夹紧力等于切削力乘以一个安全系数。本设计采用螺旋夹紧机构，使压板压紧工件，实现夹紧，有效提高了工作效率。压紧夹紧力主要作用是防止工件在镗削力作用下产生的倾覆和振动，手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力的计算。 4.3 定位误差及定位精度分析 孔的精加工是在一次装夹下完成的，具体采用的是前后支20132 0 0 . 1 0 . 0 6 （ ）nts -15- 撑引导的夹具机构，机床与镗杆之间所采用的是浮动连接，故机床主轴振动可略不计， 孔的加工精度主要由镗模来保证。 因为孔的轴线与底面的平行度要求为 0.05。故两镗模装配后同轴度要求应小于 0.05，又因为镗套与镗杆 H6（ +0.03 0） /h5(0 -0.009)，其最大间隙为 ： Xmax=0.013+0.009=0.022mm =0.022/310=0.00007 被加工孔的长度为 42mm 取两孔同轴度误差为 0.03mm 则 T1=2 42 0.00007=0.006mm T2=0.03mm 所以 T= T1+ T2=0.036 又 因 为 0.0360.05 0.0060.06 所以夹具能满足零件加工精度的 要求。 4.4 定位元件与夹紧装置设计 定位元件设计 定位元件是用来确定工件正确位置的元件。被加工工件的定位基面与夹具定位元件直接接触或相配合。工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，V形块定位，工件的定位基准始终在 V型块两定位面的对称中心平面内， 对中性好，能使工件的定位基准轴线在 V形块两斜面的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响，其次 V 形块定位安装方便。本设计中采用两个 V 形块（图 4-1）夹紧前后两外圆柱面，用压板压在工件的下端， 能够限制五个自由度，包括 限制了两个移动自由度和一个转动自由度。其次设计中，采用了定位块保证工件在加工时，螺杆和工件不会偏移 。 2 0 0 . 1 0 . 0 6 （ ）18nts -16- 1-V形块 2-支座 图 4-1 V 形块 夹紧装置设计 夹紧装置是使工件在外力作用下仍能保持其正确定位位置的装置。本设计采用的夹紧装置是一对螺旋压板夹紧机构。 螺旋夹紧机构具有结构简单、制造容易、自锁性能好、夹紧可靠，是手动夹紧中常用的一种夹紧机构 。其结构如图 4-2所示 。 1-螺杆 2-压板 3-圆柱销 图 4-2 螺旋夹紧机构 4.5 镗模与夹具体的设计 （ 1）镗模的设计 镗套 本设计镗套采用轴承外滚式镗套， 其特点是 刚性好，适合适合转速高的粗加工和精加工 ，但回转精度低 。其与镗杆的配合主要采用 H7/h6/h5。精加工时，镗套内孔的圆度公差取被加工孔的圆度公差的 1/6或者 1/5。镗套内外圆的同轴度一般小于 0.005 0.01。如图 4-3所示， 滚动轴承外滚式回转镗套，镗套 2支nts -17- 承在两个滚动轴承上，轴承安装在镗模支架 1 的轴承孔中，轴承孔的两端用轴承端盖 3封住。这种镗套采用标准滚动轴承 ， 所以设计、制造和维修方便，镗杆转速高，一般摩擦面线速度 V 0.4m/s 。但径向尺寸较大，回转精度受轴承精度影响。可采用滚针轴承以减小径向尺寸，采用高精度轴承提高回转精度。 1-镗模支架 2-镗套 3-轴承套 图 4-3 镗套 镗杆 镗杆的直径按经验公式一般 取 d=（ 0.7 0.8） D，一般应大于 25mm，不得小于 15mm。同根镗杆的直径应相同，便于制造和保证加工加工精度。 主要的技术参数： 导向部分的圆度和圆柱度的公差为其直径的 1/2； 镗杆的同轴度在 500内为 0.01； 镗杆的传动销孔轴线和镗杆轴线的垂直度和位置度均小于 0.01； 导向部分的表面粗糙度 Ra一般在 0.8 0.4，刀孔的表面粗糙度在 0.4 0.1 (2)夹具体 的设计 夹具体是用于连接夹具各元件及装置 ,使其成为一个整体的基础件 ,并与机床有关部位连接 ,以确定夹具相对于机床的位置 。 其在设计时应满足以下基本要求 ： 应有足够的强度和刚度保证在加工过程中 , 夹具体在夹紧力 ,切削力等外力作用下 ,不至于产生不允许的变形和 振 动 。 结构应简单 ,具有良好工艺性 。 在保证强度和刚度条件下 ,力求结构简单 ,nts -18- 体积小 ,重量轻 ,以便于操作 。 尺寸要稳定 。 对于铸造夹具体 ,要进行时效处理 ,以消除内应力 。 保证夹具体加工尺寸的稳定 。 便于排屑为防止加工中切削聚积在一起定位元件工作表面或其他装置中 ,而影响工件的正确定位和夹具的正常工作 ,在设计夹具体时 ,要考虑切屑的排除问题 。 选择夹具体毛坯结构时 ,应以结构合理性 ,工艺性 ,经济性 ,标准化的可能性以及工厂的具体条件为依据综合考虑 .其夹具体设计见图 4-4。 图 4-4 夹具体 夹具装配图见附录 。 4.6 使用操作说明 夹具的操作：该夹具是用于精加工的，装配完成后，安装在镗床工作台上，。安装后要检查安装是否存在误差，如有应设法消除，以免造成加工误差。安装工件时，将工件放置底板上， 然 后顺时针旋转摇柄，旋进 V形块夹紧