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机械毕业设计全套

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GY01-185@法兰盘加工工艺，设计钻2XM8底孔的夹具,机械毕业设计全套

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机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零 （部） 件图号 共 页 产品名称 零（部）件名称 第 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 工序工时 准终 单件 序号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/min) 切 削 速度 (m/min) 进给 量 (mm/r) 切 削 深度 (mm) 走刀次数 时间定额 机动 辅助 编制 （日期） 审核（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 nts机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 产品型号 零（部）件图号 第 页 产品名称 零（部）件名称 共 页 材料牌号 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 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 准终 单件 编制 （日期） 审核 （日期） 会签 （日期）、 处 数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 nts nts 机械制造技术 课程设计说明书 设计题目： 法兰盘加工工艺，设计钻 2XM8 底孔的夹具 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机 械 10-2 学 号： 1030060221 姓 名： 张 忠 宇 指导教师： 张 学 伟 机械工程系 2012年 12 月 13 日 前 言 nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 2 机械制造工艺学毕业设计是我们在学校的一个教学环节。本次课程设计题目是产品（或工程）设计类题目。 我们这次毕业设计题目，以曾经在实习工厂实习所参观的并以此设备为参考，结合所学机械的各方面的知识，在老师指导下，查阅了许多手册，经过不断的改进，最终设计出了此次机构，从而避免了加工质量差，生产效率低，设备昂贵的问题。 在实际工程设计 中，我们得到所学过的理论基础，技术基础，专业课全面的训练，为将来做好机械设计工程师的工作提供全面的锻炼机会。 我此次毕业设计的题目是 CA6140 开合螺母的工艺规程及夹具设计，在老师的辅导下，对原有的结构进行了改进，从而可以减少劳动强度，计算正确，符合工作量的要求。 通过这次毕业设计，我在计算，制图，机械原理，机械设计，机械制造工艺等方面的知识受到全面的综合训练，并有所提高，在夹具设计方面受益匪浅。特别是老师在工作中对我耐心辅导，他对学生强烈的责任感和严谨的治学态度，无不给我以深刻的影响。 就我个人而言，我希 望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为自己今后参加实际工作打下一个良好的基础。 由于类似的大型课题第一次接触，经验能力方面的欠缺，错误之处一定存在，恳请各位老师给予批评指正。 nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 3 目录 1.零件的分析 . 1 nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 4 1.1 零件结构工用分析 . 3 1.2 零件技术条件分析 . 4 1.3 零件结构工艺性用分析 . 5 2. 毛坯选择 . 10 2.1 毛坯类型 . 11 2.2 毛坯余量确定 . 12 2.3 毛坯 零件合图草图 . 13 3. 机械加工工艺路线确定 . 19 4. 设备及其工艺装备确定 . 19 5. 切削用量及其工时定额确定 . 19 6. 机床夹具设计 . 19 6.1 机床夹具概论 . 20 6.1.1 夹具简介 . 20 6.1.2 机床夹具的概念 . 20 6.2机床夹具的功能 . 20 6.2.1 机床夹具的主要功能 . 21 6.2.2 机床夹具的特殊功能 . 21 6.3 机床夹具在机械加工中的作用 . 21 6.4 机床夹具的组成 . 21 6.5 夹具设计的基本要求 . . 21 6.6 机床夹具的分类 . 21 6.7 机床夹具的设计特点和设计要求 . 227 6.8 钻 2-M8螺纹孔夹具设计 . 23 谢 辞 . 28 参考文献 . 29 nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 5 1. 零件图工艺性分析 1.1 零件结构功用分析 nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 6 法兰盘是可用于连接其他零件或可用于增加其他零件强度的一种零件。 本法兰盘是回转面和平面的结合，内部由阶梯孔和螺纹孔组成，其要求有较高的耐磨性，较高的强度和回转稳定性。 1.2 零件技术条件分析 1）法兰盘本身精度： 外圆 152 尺寸公差等级 IT11，表面粗糙度 Ra 为 12.5m， 36 尺寸公差等级为 IT6，表面粗糙度 Ra 为 1.6 m， 120 尺寸公差等级 IT14，表面粗糙度 Ra 为 1.6 m，内孔 116 公差等级为 IT7， 72 尺寸公差等级 IT6， 36 尺寸公差等级 IT6。 2） 加工此零件时，应尽量统一定位基准，减少装夹次数，这样有利于保证零件的加 工精度。 1. 3 零件结 构工艺性分析 此 法兰盘是由回转面和平面组成， 由零件图可知，该零件结构较为简单，但零件精度要求高，零件选用材料HT150，该材料用于强度要求不高的一般铸件，不用人工实效，有良好的减振性，铸造性能好 。 对法兰盘的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性，因而安排法兰盘加工过程应考虑到这些特点。 本次设计的零件图如下： 法 兰 盘 nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 7 2. 毛坯选择 2.1 毛坯类型 1、根据零件材料 HT150 确定毛坯为铸件，如果加工出法兰的连接孔 ，材料浪费太严重，因此将法兰平面直接铸出，连接孔均在钻床上钻出和铣床上铣出 。 2. 由于本零件要求生产批量为中批量生产，毛坯铸造方法选用金属型铸造（查机械加工工艺设计资料 P4 表 1.2-1），铸造的毛坯尺寸公差等级为 8 级（查机械加工工艺设计资料 P6 表 1.2-5），选择错型值为 0.7（查机械加工工艺设计资料 P6表 1.2-4）。 2.2 毛坯余量确定 对于批量生产的铸件加工余量（查机械加工工艺设计资料 P7 表 1.2-7），初步将本零件的加工余量定为 5mm， 毛坯尺寸偏nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 8 差由表 1.2-2查得为 1.8. 2.3 毛坯零件合图草图 3机加工工艺路线确定 按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件加工可按下述工艺路线进行。 方案一： 工序 1：铸造 工序 2：热处理 工序 3：粗车 工序 4：半精车 工序 5：粗镗 工序 6：精镗 工序 7：铣 工序 8：钻 nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 9 工序 9：铣 工序 10：热处理 工序 11：磨 工序 12：攻丝 工序 13：去毛刺 工序 14：去毛刺 工序 16：检验 方案二： 工序 1：铸造 工序 2：去毛刺 工序 3：粗铣 工序 4：半精铣 工序 5：精铣 工序 6：检测 工 序 7：钻通孔 工序 8：去毛刺 工序 9：粗铣 工序 10：精铣 工序 11：检测 工序 12：铣孔 工序 13：钻孔 工序 14：去毛刺 nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 10 工序 15：检测 工序 16：入库 方案确定： 对比两个方案，可发现方案一和方案二的区别在于对整体的加工方式的不同，如果利用方案二，即利用铣的方式来加工的话，装夹十分的方便，但为保证圆柱面的圆度和同轴度去十分的困难，尽管可以实现，但加工成本必然会上升。对于方案一，即利用车床加工和铣床加工，都十分的方便，但问题是需要专用的夹具。 总的来说，由于工件是大批量生产，所以制造专用夹具是可行，故 选用方案一。 5.设备及其工艺装备确定 所用的设备有： CA6140、立式铣床、摇臂钻床、清洗机、检验台、外圆磨床。 夹具有：三爪卡盘、虎钳、钻直孔专用夹具、钻斜孔专用夹具、磨床专用夹具。 刀具有： 90 度车刀、车用镗刀、铣刀、 15、 9、 7、钻头、砂轮。 量具有：千分尺、游标卡尺、专用卡规、专用通规、止规。 6切削用量及工时定额确定 （ 1） 粗车 62 的外圆、长度方向为 86 的面、长度为 66 时：（ T1=T 辅 T2=T 机 T3=T 工 T4=T 休） （车刀刀杆nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 11 尺寸 BXH 取 20X30） 切削用量： ap=10.85 由表 5.3-1 得： f=0.9mm/r 由表 5.3-20 查得 v=46m/min 则 n=318x46/57=256.63=257r/mm 工时定额： 由表 3.3-1得：装夹工件时间为 0.08min 由表 3.3-2得：松开卸下工件时间为 0.06min， 由表 3.3-3得：操作机床时间为： （ 0.02+0.03） X18+0.02+0.02+0.01+0.02=0.97 min 由表 3.3-4 得 ： 测 量 工 件 时 间 为 ：0.1+0.15+0.08+0.1=0.43min T1=0.08+0.06+0.97+0.43=1.54min 由表 3.3-33 得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min、 T4=15min T 基 =Ljz/nfap=497.6X5/257X0.9X10.85=1min 则 T 总 =T1+T2+T3+T4+T 基 =73.84min （ 2） 粗车 55 的外圆、长度方向为 62 的面、长度为 62 时：（ T1=T 辅 T2=T 机 T3=T 工 T4=T 休） （车刀刀杆尺寸 BXH 取 20X30） 切削用量： ap=10.85 由表 5.3-1 得： f=0.9mm/r 由表 5.3-20 查得 v=46m/min 则 n=318x46/57=256.63=257r/mm 工时定额： 由表 3.3-1得：装夹工件时间为 0.08min 由表 3.3-2得：松开卸下工件时间为 0.06min， nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 12 由表 3.3-3得：操作机床时间为： （ 0.02+0.03） X18+0.02+0.02+0.01+0.02=0.97 min 由表 3.3-4 得 ： 测 量 工 件 时 间 为 ：0.1+0.15+0.08+0.1=0.43min T1=0.08+0.06+0.97+0.43=1.54min 由表 3.3-33 得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min、 T4=15min T 基 =Ljz/nfap=497.6X5/257X0.9X10.85=1min 则 T 总 =T1+T2+T3+T4+T 基 =65.64min （ 3） 粗车 100 的外圆、长度方向为 3 的面、长度为 152 时：（ T1=T 辅 T2=T 机 T3=T 工 T4=T 休） （车刀刀杆尺寸 BXH 取 20X30） 切削用量： ap=10.85 由表 5.3-1 得： f=0.9mm/r 由表 5.3-20 查得 v=46m/min 则 n=318x46/57=256.63=257r/mm 工时定额： 由表 3.3-1得：装夹工件时间 为 0.08min 由表 3.3-2得：松开卸下工件时间为 0.06min， 由表 3.3-3得：操作机床时间为： （ 0.02+0.03） X18+0.02+0.02+0.01+0.02=0.97 min 由表 3.3-4 得 ： 测 量 工 件 时 间 为 ：0.1+0.15+0.08+0.1=0.43min T1=0.08+0.06+0.97+0.43=1.54min 由表 3.3-33 得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min、 T4=15min nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 13 T 基 =Ljz/nfap=497.6X5/257X0.9X10.85=1min 则 T 总 =T1+T2+T3+T4+T 基 =60.34min （ 4） 粗车 120 的外圆、长度方向为 38的面 ： 切削用量：（车刀刀杆尺寸 BXH 取 25X25） ap=4.6 ，由表5.3-1 得 f=0.8 ，由表 5.3-20 查得 v=53m/min ，则n=318v/d=318x53/85=198.3=198r/min 工时定额： 由表 3.3-1得：装夹工件时间为 0.08min 由表 3.3-2得：松开卸下工件时间为 0.06min， 由表 3.3-3得：操作机床时间为： 0.02+0.02X5+0.02+0.03+0.03X3+ （ 0.03+0.02+0.03+0.02 ）X9=1.16min 由表 3.3-4得：测量工件时间为： 0.1+0.09+0.08=0.27min T1=0.08+0.06+1.16+0.27=1.57min 由表 5.4-1得机动时间为： T2=（ 0.04+0.03） X3=0.21min 由表 3.3-33 得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min、 T4=15min T基 =Ljz/nfap=460x5/198x0.8x4.6=3.16min 则 T总 =T1+T2+T 基 +T3+T4=75.94 （ 4） 粗车 116 的外圆、长度方向为 16的面 ： 切削用量：（车刀刀杆尺寸 BXH 取 25X25） ap=4.6 ，由表5.3-1 得 f=0.8 ， 由 表 5.3-20 查得 v=53m/min ，则n=318v/d=318x53/85=198.3=198r/min 工时定额： nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 14 由表 3.3-1得：装夹工件时间为 0.08min 由表 3.3-2得：松开卸下工件时间为 0.06min， 由表 3.3-3得：操作机床时间为： 0.02+0.02X5+0.02+0.03+0.03X3+ （ 0.03+0.02+0.03+0.02 ）X9=1.16min 由表 3.3-4得：测量工件时间为： 0.1+0.09+0.08=0.27min T1=0.08+0.06+1.16+0.27=1.57min 由表 5.4-1得机动时间为： T2=（ 0.04+0.03） X3=0.21min 由表 3.3-33 得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=56min、 T4=15min T基 =Ljz/nfap=460x5/198x0.8x4.6=3.16min 则 T总 =T1+T2+T 基 +T3+T4=72.36 （ 3） 半精车 55 的外圆和 120 的外圆、粗镗 36, 72, 116的内孔、 半精镗 36, 72, 116的内孔 ： 切削用量：（刀尖圆弧半径取 0.5） ap=3 由表 5.3-2得： f=0.15mm/r 由表 5.3-20得： v=100m/min 则 n=318v/d=318x100/55=578.2=578r/min 工 时 定 额 ：（ 同 上 ） T1=1.2min T2=0.3min T3=56min T4=15min T基 =135x5/578x0.15x3=2.29min T总 1=T1+T2+T3+T4+T 基 =74.79min 粗镗 36 的内孔 ： 切削用量： ap=2.1 nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 15 由表 5.3-3得 f=0.3mm/r 由表 5.3-20得 v=110m/min 则 n=318v/d=318x110/31=1129r/min 工时定额：（同上） T1=0.8 min T2=0.14 min T3=60 min T4=15 min T基 =lz/nfap=100x5/1129x0.3x2.1=0.7min T总 2=76.64min 粗镗 72 的内孔 ： 切削用量： ap=2.1 由表 5.3-3得 f=0.3mm/r 由表 5.3-20得 v=110m/min 则 n=318v/d=318x110/31=1129r/min 工时定额：（同上） T1=0.8 min T2=0.14 min T3=60 min T4=15 min T基 =lz/nfap=100x5/1129x0.3x2.1=0.7min T总 2=42.68min 粗镗 116 的内孔 ： 切削用量： ap=2.1 由表 5.3-3得 f=0.3mm/r 由表 5.3-20得 v=110m/min 则 n=318v/d=318x110/31=1129r/min 工时定额：（同上） T1=0.8 min T2=0.14 min T3=60 min T4=15 min nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 16 T基 =lz/nfap=100x5/1129x0.3x2.1=0.7min T总 2=45.72min 半精镗 36的内孔 ： 切削用量： ap=1.5 由表 5.3-3得 f=0.15mm/r 由表 5.3-20 得 v=115m/min 则 n=318v/d=318x115/33=1108r/min 工时定额：（同上） T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 min T基 =lz/nfap=50x5/1108x0.15x1.5=1min T总 3=76.47min则 T总 =227.9min 半精镗 72的内孔 ： 切削用量： ap=1.5 由表 5.3-3得 f=0.15mm/r 由表 5.3-20 得 v=115m/min 则 n=318v/d=318x115/33=1108r/min 工时定额：（同上） T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 min T基 =lz/nfap=50x5/1108x0.15x1.5=1min T总 3=55.37min 则 T总 =180.6min 半精镗 116的内孔 ： 切削用量： ap=1.5 由表 5.3-3得 f=0.15mm/r 由表 5.3-20 得 v=115m/min 则 n=318v/d=318x115/33=1108r/min nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 17 工时定额：（同上） T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 min T基 =lz/nfap=50x5/1108x0.15x1.5=1min T总 3=60.37min 则 T总 =190.5min (4) 粗铣圆周为 152的两平面 ： 切削用量： ap=2.5 由表 6.3-2 得 f=0.25mm/r 由表 6.3-21得 v=120m/min 则 n=318v/d=318x120/112=341r/min 工时定额：由表 6.4-1 得T2=Lw+L1+L2/vf=50+8+8/120X0.25=2.2 min 由表 3.3-7 得操作时间为 0.5 min 由表 3.3-8得测量工件时间为 0.24min T1=1.98min T3=51min T4=15min T基 =lz/nfap=300X5/341X0.25X2.5=7.04min T总 =75.02min 精铣圆周为 152的两平面 ： 切削用量： ap=2.5 由表 6.3-2 得 f=0.25mm/r 由表 6.3-21得 v=120m/min 则 n=318v/d=318x120/112=341r/min 工时定额：由表 6.4-1 得T2=Lw+L1+L2/vf=50+8+8/120X0.25=2.2 min 由表 3.3-7 得操作时间为 0.5 min 由表 3.3-8得测量工件时间为 0.24min T1=1.98min T3=41min T4=15min nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 18 T基 =lz/nfap=300X5/341X0.25X2.5=7.04min T总 =85.08min (5) 钻 3- 9 的孔 ： 切削用量： ap=15 由表 7.3-1 得 f=0.6mm/r 由表 7.3-11 得 v=12m/min n=318v/d=318x12/11=347r/min 工时定额： T2=Lw+Lf+Lt/fn=15+9.35+0/0.6X347=0.12 min (Lf=dm/2cotkr=11/2cot120=9.35) T基 =15X11/347X0.6X15=0.05 min 由表 3.3-9得装夹工件的时间为 0.17 min 由表 3.3-10得松卸工件的时间为 0.15 min 由表 3.3-11得操作时间为 0.4 min 由表 3.3-12得测量工件的时间为 0.04min 则 T1=0.76 min T3=47 min T4=15 min T总 1=62.81min （ 6） 钻出 2- 7 的孔 切削用量： ap=11 由表 7.3-1 得 f=0.8mm/r 由表 7.3-11 得 v=13m/min n=318v/d=318x13/18=230r/min 工时定额： T2=Lw+Lf+Lt/fn=2+5.29+0/0.8X230=0.04 min (Lf=dm/2cotkr=18/2cot120=5.29) nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 19 T基 =2X18/230X0.8X2=0.1 min 钻 4 深 11 的孔： T2=Lw+Lf+Lt/fn=11+1.18+0/0.8X230=0.07 min (Lf=dm/2cotkr=4/2cot120=1.18) T基 =11X4/230X0.8X11=0.02 min 由表 3.3-9得装夹工件的时间为 0.17 min 由表 3.3-10得松卸工件的时间为 0.15 min 由表 3.3-11得操作时间为 0.4 min 由表 3.3-12得测量工件的时间为 0.04min 则 T1=0.76 min T3=47 min T4=15 min T总 =62.99min (7) 铣出 15 深 9的孔 ： 切削用量： ap=2.5 由表 6.3-2 得 f=0.25mm/r 由表 6.3-21得 v=120m/min 则 n=318v/d=318x120/112=341r/min 工时定额：由表 6.4-1 得T2=Lw+L1+L2/vf=50+8+8/120X0.25=2.2 min 由表 3.3-7 得操作时间为 0.5 min 由表 3.3-8得测量工件时间为 0.24min T1=1.68min T3=31min T4=11min T基 =lz/nfap=300X5/341X0.25X2.5=7.04min T总 =51.02min （ 8） 磨 120 的外圆其长度为 22的左外圆 ： 切削用量： ap=0.4 由表 10.2-2得 f=0.4mm/r v=22m/min nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 20 则 n =318v/d=318X22/80=88r/min 工时定额：由表 3.3-13 得装夹和松卸时间为 0.05 min 0.03 min 由表 3.3-15 得操作时间为 0.35min 由表 3.3-16 得测量工件时间为 0.08min T1=0.51min T3=60min T4=15min T 基=108x0.4/88x0.4x0.4=3.09min T总 1=78.6min 磨 55 的外圆、长度方向为 65的右端圆周面 切削用量： ap=0.4 由表 10.2-2得 f=0.4mm/r v=22m/min 则 n =318v/d=318X22/52=135r/min 工时定额：由表 3.3-13 得装夹和松卸时间为 0.05 min 0.03 min 由表 3.3-15 得操作时间为 0.35min 由表 3.3-16 得测量工件时间为 0.21min T1=0.64min T3=60min T4=15min T 基=103x0.4/135x0.4x0.4=1.91min T总 2=77.55min T 总 =156.15min (9) 精镗 36 的孔 ： 切削用量： ap=0.5 由表 5.3-3得 f=0.15mm/r 由表 5.3-20得 v=115m/min 则 n=318v/d=318x115/62=590r/min 工时定额：（同上） T1=1.2min T2=0.3min T3=60min T4=15min nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 21 T基 =70x5/590x0.15x0.5=7.9min T总 =84.4min (10) 精镗 60的内孔 ： 切削用量： ap=1 由表 5.3-3得 f=0.15mm/r 由表 5.3-20 得 v=123m/min 则 n=318v/d=318x123/36=1087r/min 工时定额：（同上） T1=0.4 min T2=0.07 min T3=60 min T4=15 min T基 =lz/nfap=50x5/1087x0.15x1=1.53min T总 =77min (11)精镗 72 的内孔 ： 切削用量： ap=1 由表 5.3-3得 f=0.15mm/r 由表 5.3-20 得 v=123m/min 则 n=318v/d=318x123/36=1087r/min 工时定额：（同上） T1=0.4 min T2=0.07 min T3=50 min T4=15 min T基 =lz/nfap=50x5/1087x0.15x1=1.53min T总 =67min nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 22 第二部分 夹具设计 2.1 机床夹具概论 2.1.1 夹具简介 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 23 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，故机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 2.1.2 机床夹具的概念 在机械制造厂的生产过程中 用夹安装工件使之固定在正确的位置上，完成其切削加工、检验、装配、焊接等工作，所使用的工艺装备称为夹具。 2.2 机床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。然而，由于各类机床加工方式的不同，有些机床夹具还具有一些特殊的功能。 2.2.1 机床夹具的主要功能 定位：确定工件在夹具中占有正确的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件的定位面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工面的尺寸和位置精度要求。 夹紧：工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于 工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 24 2.2.2 机床夹具的特殊功能 （ 1） 对刀 调整刀锯切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 （ 2） 导向 如钻床夹具中的钻模板和钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具也具有导向功能。 2.3 机床夹具在机械加工中的作用 在机械加工中，使用机床夹具的目的主要有以下六个方面。然而，在不同的 生产条件下，应该与不同的侧重点。夹具设计时应综合考虑加工的技术要求，以达到预期的效果。 （ 1） 保证加工精度 用夹具装夹工件时，能稳定地保证加工精度，并减少对其它生产条件的依赖性，故在精密加工中广泛地使用加紧厂，并且它还是全面质量管理的一个重要环节。 夹具能保证加工精度的原因是由于工件在夹具中的位置和夹具对刀具、机床的切削成形运动的位置被确定，所以工件在加工中的正确位置得到保证，从而夹具能满足工件的加工精度要求。 （ 2） 提高劳动生产率 使用夹具后，能使工件迅速地定位和夹紧，并能够显著地缩短辅助时间和基本时间，提高劳动 生产率。 （ 3） 改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便、省力、安全。当采用气压、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度，保证安全生产。 （ 4） 降低生产成本 在批量生产中使用夹具时，由于劳动生nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 25 产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显地降低生产成本。 （ 5） 保证工艺纪律 在生产过程中使用夹具，可确保生产周期、生产调度等工艺秩序。例如，夹具设计往往也是工程技术人员解决高难度零件加工的主要工艺手段之一。 （ 6） 扩大机床工艺范围 这是在生产条件有限的企业中常用的一种技术改造措施。如在车床上拉削、深孔加工等，也可用夹具装夹 以加工较复杂的成形面。 2.4 机床夹具的组成 机床夹具因被加工工件的加工表面不同或使用机床种类的不同而有各种不同的结构形式，但就机床夹具体结构而言，大致可分为以下几个部分：定位元件、夹紧装置、导向对刀元件、连接元件、 装置和元件、夹具体。 2.5 夹具设计的基本要求 （ 1） 稳定地保证工件的加工技术要求： （ 2） 提高机械加工的劳动条件； （ 3） 结构简单，便于制造和维修： （ 4） 作安全、方便。 2.6 机床夹具的分类 （ 1） 按夹具的通用特征分类 这是一种基本的分类方法，主要反映夹具在不同生产类型中的通用特性，故也是选择夹具的主要 依据。目前，我国常用的分类有通用nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 26 夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动化生产用夹具等五大类。 （ 2） 按夹具使用的机床分类 这是专用夹具设计所用的分类方法。如车床、铣床、刨床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、拉床等夹具。设计专用夹具时，机床的类别、组别、型别和主要参数均已确定。它们不同点是机床的切削成形运动不同，故夹具与机床的连接方式不同。它们的加工精度要求也不相同。 2.7 机床夹具的设计特点和设计要求 2.7.1 机床夹具的设计特点 机床夹具设计与其它装备设计比较，有较大的差别，主要表现在下列五个方面 ： （ 1） 要有较短的设计和制造周期。一般没有条件对夹具进行原理性试验和复 杂的计算工作。 （ 2） 夹具的精度一般比工件的精度高 2 3倍。 （ 3） 夹具和操作工人的关系特别密切，要求夹具与生产条件和操作习惯密切结合。 （ 4） 夹具在一般情况下是单件制造的，没有重复制造的机会。通常要求夹具在投产时一次成功。 （ 5） 夹具的社会协作制造条件较差，特别是商品化的元件较少。设计者要熟悉夹具的制造方法，以满足设计的工艺性要求。 显然，注意这些问题是很重要的。这将有利于保 证夹具的nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 27 设计、制造质量。 2.7.2 机床夹具的设计要求 设计夹具时，应满足下列四项基本要求： （ 1） 保证工件的加工精度要求，即在机械加工工艺系统中，夹具要满足以下 三项要求：工件在夹具中的正确定位；夹具在机床上的正确位置；刀具的正确位置。 （ 2） 保证工人的操作方便、安全。 （ 3） 达到加工的生产率要求。 （ 4） 满足夹具一定的使用寿命和经济性要求。 2.8 钻 2-M8 螺纹孔夹具设计 2.8.1 定位基准的选择 在加工 M8 螺纹孔工序时，法兰端面和法兰外圆已经加工到要求尺寸。因此选用和 36 孔及 法兰端面作为定位基准。选择 36 孔限制了工件的 3 个自由度，选择法兰外圆面定位时，限制了 3 个自由度。即两面一销定位。 2.8.2 定位元件的设计 本工序选用的定位基准面和定位销定位，所以相应的夹具上的定位元件应是面和销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和夹具体进行设计 设计销轴的尺寸，图纸如下。 nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 28 2.8.3 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/H max=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.06 30/32=0.05625 可见这种定位方案是可行的。 nts哈尔滨理工大学课程设计说明书 29 2.8.4 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 6.08.026 HBDfF 钻削力矩 6.08.09.110 HBfDT 式中： 8D mm 2321872553125531 m i nm a xm a x HBHBHBHB 115.0 rmmf 0 . 8 0 . 62 6 8 0 . 1 5 2 3 2 1 2 0 1 . 7FN 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 8 0 . 1 5 2 3 2 3 0 0 3T N m m 本套夹具采用移动压板夹紧，移动压板主要靠移动压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 0 3 5 1 0 4 30335 . 5 1 3 2 2 9 9 5 0 )W