镜架加工工艺及夹具设计毕业论文.doc

镜架加工工艺及夹具设计毕业论文目 录第一章 序言 5第二章 零件工艺分析 一 零件材料分析 6二 零件工艺分析 7三 零件图及各加工表面编号 7第三章 工艺规程的设计 一 定位基准的选择 （1）定位基准选择的有关知识9（2）工件定位基准的确定10二 工艺路线的拟定（1）表面加工方法的选择10（2）加工顺序安排原则10（3）编制工件加工路线11（4）各加工表面余量13 （5）加工设备及工具的选择18（6） 解工艺尺寸链 21第四章 专用夹具设计 一 夹具基本知识 （1）夹具的定义 22（2）专用夹具的基本要求 22（3）专用夹具设计步骤 23二 镗床夹具设计 （1）对该工序的分析 23（2）定位方案 24（3）夹紧方案 24（4）定位元件的设计 24（5）对夹具体的要求 25（6）镗夹各主要部件的设计 25（7）工序卡的填写 27（8）夹具总图上的尺寸、公差和技术要求28（9） 工件的加工精度分析 31三 铣床夹具设计（1）对该工序的分析35（2）定位方案35（3）夹紧方案35（4）对刀方案36（5）夹具体的定位与安装36（6）工序卡的填写 36（7）夹具总图上的尺寸、公差和技术要求37 （8） 工件的加工精度分析 38 第五章 参考文献 39第六章 总结体会 40第七章 附一，零件图二，镗夹装配图三，铣夹装配图第一章 序言机械制造业是一个国家技术进步和社会发展的支柱产业之一，无论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各式各样的机械装备。机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了不少理论和实践经验，但随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求越加强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着新的问题。加快产品上市的时间，提高质量，降低成本，加强服务是制造业追求的永恒主题。而机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域。也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争的主要手段。机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度机械制造过程中，夹具的设计和使用是其中必不可少的组成部分，专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具，好的夹具可以方便又高精度的加工工件。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。本次设计的主要内容是对镜架加工工艺路线的拟定及专用夹具的设计。其中包括各道工序的加工方法，机床、刀具、夹具、辅具、量具的选择，基准面的选取，定位和夹紧方案的拟定，工序尺寸的换算和确定，加工精度误差分析和计算，以及镗交叉孔、铣平面中所使用专用夹具的设计。设计的主要目的在于使加工过程简单、加工难度降低，制造精度提高，从而提高工件加工效率。这次毕业设计，要用到我们三年来学到的所有知识，是对它们的大综合，这能检验我们对知识的掌握，也是提升夹具设计能力的机会。第二章 零件工艺分析一，零件材料分析 1，零件材料 HT2002.HT200的成分，碳含量2.5%4.0%，硅1.0%2.5%,锰0.6%1.2%,氧0.3%,硫0.15%。灰铸铁的组织由基体和片状石墨组成。因第三阶段石墨化程度不同，基本可分为铁素体、珠光体、铁素体加珠光体三种。故灰铸铁有三种不同的组织：铁素体基体分布着片状石墨、珠光体基体上分布着片状石墨，铁素体和珠光体基体上分布着片状石墨。3，力学性能。灰铸铁的力学性能与其组织密切相关。灰铸铁的组织可视为在钢或工业纯铸铁的基体上分布着片状石墨。力学性能极差的片状石墨相当于裂缝，对基体起割裂作用，而使其抗拉强的、塑性和韧性显著下降，但对抗压强度和硬度影响不大。因此，与钢和工业纯铁相比，灰铸铁的抗拉强度、塑性、和韧性很低，而抗压强度和硬度变化不大、而且，片状石墨越粗大、数量越多，灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性越低；基体中珠光体越多，灰铸铁的抗压强度和硬度越高。 4，热处理。将灰铸铁加热至530-5500C,保温后缓慢冷却的方式，称为低温回火，其作用是消除铸件的铸造应力，防止铸件变形，稳定尺寸。 在实际生产中，当条件（主要是时间）允许时，常将铸铁件在露天长期放置（数月乃至数年），以达到减小铸造应力的目的，这种处理称为天然稳定化处理，又称“天然失效。本工件不需要表面淬火。5，其他性能。a，铸造性能好：由于熔点较低、流动性好，使铸铁的收缩率小，故铸铁铸造性能好。 b,切削加工性良好：由于铸铁使切削易脆断，铸铁切削呈碎粒状而便于排屑c，减摩性好：由于铸铁的自润滑作用，能有效减少零件之间的摩擦和磨损。d，减震性好：由于石墨割裂基体，能阻止震动的传播，而具有吸收震动的作用，使铸铁具有良好的减震性。因此，该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性、减振性以及铸造性，使用于承受较大应力、要求耐磨的零件。能够达到使用要求。二，零件工艺分析零件工艺性包括加工过程中各个步骤的加工工艺性，各种加工方法有不同的工艺性。它的涉及面很广，需要全面综合分析。好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。由于该零件的材料是HT200，其形状较复杂，属于中等复杂程度的异形零件，因此采用铸件较为合理。在选择铸造方法的时候应主要考虑该零件材料的铸造性能以及其生产批量以及工厂设备条件这三大因素。对于不同生产批量的零件其铸造方法也有很大区别。对于小批量生产的零件宜采用成本较低的木模铸造或；对于成批生产的零件则宜采用效率较高的砂型铸造，而在大批大量生产中，则采用高效率的砂型机械铸造。根据零件材料确定毛坯为铸件。铸造方法选用砂型机器造型。由于制造后有残余应力，因此在制造后进行清砂和时效处理。 毛坯铸造出来后，接着是进行机械加工。该零件主要加工面有K,C,F，N,O，O，H,I,R,G,P,S,L, J，J平面，28，26，30，16，14，6，4，4.8的孔，共10个M4，M5的螺纹孔。相关技术要求，尺寸形位公差值见附图。镜架尺寸较大，形状也较复杂，其中中心孔和底面精度要求较高，是定位与 安装基准。其主要的加工面分别如下。28，26，30的孔垂直度和表面粗糙度要求都很高，因此要镗削加工，而且2826孔要同时镗。底面K和其他表面有垂直度平行度要求，而且是大平面，安装基准，最后需要磨削。30的孔和底面有垂直度要求，和另外2826的孔轴线有垂直度要求，而且是一系列尺寸的基准，要影响到其他尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，需要镗，后在镗床上铰孔。三，零件图及各加工表面编号为方便说明和加工，对各加工表面用字母表示，并对10个螺纹孔进行进行编号，见附图第三章 工艺规程的设计一 、 定位基准的选择 （1）定位基准选择的有关知识 制定机械加工工艺规程时，正确选择定位基准对保证零件表面间的位置要求（位置尺寸和位置精度）和安排加工顺序都有很大的影响。用夹具装夹时，定位基准的选择还会影响到夹具的结构。因此，定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。 定位基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点线面。在选择定位基准时，是从保证工件精度要求出发的，因而分析定位基准选择的顺序就应从精基准到粗基准。 精基准的选择原则a基准重合原则 采用设计基准作为定位基准，称为基准重合。为避免基准不重合带来的基准不重合误差，保证加工精度应遵循基准重合原则。b 基准统一原则 在零件加工过程中尽可能的采用统一的定位基准，为基准统一原则。 c 自为基准原则 当某些精加工表面要求加工余量小而均匀时，选择加工表面本身作为定位基准称为自为基准原则，它不能提高加工面位置精度，只是提高加工面本身的精度。d 互为基准原则 为使加工面间有较高的位置精度，又为了加工余量小而均匀，可采取反复加工，互为基准的原则。 粗基准的选择原则 a 为保证加工面和非加工面间的位置要求，应选非加工面为粗基准。 b 为保证重要面余量均匀，应选重要面为粗基准 c 粗基准避免重复使用，在同一尺寸方向上，只许用一次。 d 选作粗基准的表面应平整光洁，以保证定位准确，夹紧可靠。(2)工件定位基准的确定 精基准的选择，从镜架零件图上可知，30的孔轴线是很多尺寸的基准线，底面K是大平面，而且精度要求很高，可以作为定位基准。因此，30的孔轴线和底面K是精基准。 粗基准的选择 可以以N,N面，和40的外圆作为粗基准，来加工精基准K面，在以K面和粗基准46外圆面结合，加工精基准30的孔。二 ， 工艺路线的拟定（1）表面加工方法的选择表面加工方法的选择要考虑加工经济精度和经济表面粗糙的影响，另外还有工件材料的性质，工件的形状和尺寸，生产类型等。本工件各个表面的加工方法为：K面（Ra=0.8） 粗铣-精铣-磨削 30的孔（Ra=1.6）粗镗-半精镗-精镗C,F面（Ra=0.8）粗铣-精铣-磨削28的孔（Ra=1.6） 钻-粗镗-半精镗-精镗26的孔（Ra=1.6） 钻-粗镗-半精镗-精绞26.1的孔（Ra=6.3） 粗镗-半精镗16的孔（Ra=3.2） 钻-扩-绞14的孔（Ra=3.2） 钻-粗绞-精绞6的孔（Ra=3.2） 钻-粗绞-精绞N,N面O,O面（Ra=6.3） 粗铣-精铣H,I面（Ra=6.3） 粗铣-精铣J,J面，（Ra=6.3） 粗铣-精铣R，G，S面（Ra=3.2） 粗铣-精铣-磨削L,P面（Ra=6.3） 粗铣-精铣M4，M5螺纹 钻底孔-攻螺纹4.8的孔 钻4的孔，配作 钻-绞（2）加工顺序安排原则加工顺序通常包括切削加工工序、热处理工序和辅助工序等，工序安排的科学与否直接影响到零件的加工质量、生产率和加工成本。切削加工工序通常按以下原则安排:先加工基准面 用作精基准的表面应先加工，以便为后续工序的加工提供精基准。划分加工阶段 当加工零件精度要求较高时都要经过粗加工、半精加工和精加工，如果要求更高，还包括光整加工等几个阶段。先粗后精，半精加工阶段是在粗加工和精加工之间所进行的切削加工过程精加工阶段是从工件上切除较少余量，所得精度和表面质量都较高的加工过程，光整加工阶段是静加工后，从工件上不切除或切除极薄金属层，用以获得很光洁表面的加工过程，一般不用来提高位置精度。先面后孔 对于零件，应先加工平面后加工孔。这是因为平面的轮廓平整，用平面定位比较稳定，若先加工好平面，就能以平面定位加工孔，保证平面和孔的位置精度。此外，由于平面先加工好，给平面上的孔加工也带来方便，使刀具的初始切削条件能得到改善。 次要面可穿插在各阶段间进行加工 次要面一般加工量都较少，加工比较方便。若把次要面的加工穿插在各阶段之间进行，就能使加工阶段更加明显，又增加了阶段间的间隔时间，便于工件有足够的时间让残余应力重新分布并引起变形，以便在后续工序中纠正其变形。（3）编制工件加工路线通过分析确定加工路线：序号工序内容说明0铸造清砂05时效处理10K面 粗铣精铣15K面 磨削20钻孔2825粗镗半精镗精镗3030C面 粗铣精铣35C面 磨削40F面 粗铣精铣45F面 磨削50钻孔26，2455粗镗半精镗精镗28粗镗半精镗精绞2660粗镗半精镗26.165钻扩绞16的孔70钻粗绞精绞E孔14钻粗绞精绞675钻粗绞精绞Q孔14钻粗绞精绞680粗铣精铣N,N面85粗铣精铣O,O面90粗铣精铣H面95粗铣精铣I面100粗铣精铣J面105粗铣精铣R面110磨削R面115粗铣精铣L面120粗铣精铣G面125磨削G面130粗铣精铣P面135粗铣精铣S面140磨削S面145钻底孔攻螺纹4,5,6号M4； 钻底孔攻螺纹1号M5150钻底孔攻螺纹8,9,10号M4；155钻底孔攻螺纹2号M5160钻底孔攻螺纹3号M5165钻底孔攻螺纹7号M4170钻孔4.8配作 ：钻孔铰孔4175钳工去毛刺180按图纸检验（4）各加工表面余量参考文献机械加工使用手册 铸件机械加工余量（），用查表法确定各种加工方法，各表面的每工步加工余量如下表所示。工序号及加工面工序名称工序基本余量工序尺寸工序尺寸及其公差和Ra10，15加工K面磨削0.54040Ra=0.8精铣1.240+0.5=40.5粗铣2.040.5+1.2=41.7毛坯3.741.7+2=43.720,25，加工30的孔精镗0.130300+0.025Ra=1.6半精镗0.230-0.1=29.9粗镗1.729.9-0.2=29.7钻孔2.029.7-1.7=2830,35，加工C C平面磨削0.5（单面）46.0（双面）46.0Ra=0.8粗铣1.046+0.5+0.5=47.0精铣1.047+1.0+1.0=49.0毛坯2.549+1.0+1.0=51.040,45，加工F F面磨削0.35.05.0Ra=0.8粗铣0.75+0.3=5.3精铣1.05.3+1.0=6.3毛坯2.06.3+2.0=8.350,55，加工孔28精镗0.128280+0.021Ra=1.6半精镗0.228-0.1=27.9粗镗1.727.9-0.2=27.7钻孔2.027.7-1.7=2650,55加工孔26精镗0.1260+0.021260+0.021Ra=1.6半精镗0.226-0.1=25.9粗镗1.725.9-0.2=25.7钻孔2.025.7-1.7=2460，加工孔26.1半精镗0.226.126.1 Ra=1.6粗镗1.926.1-0.2=25.9毛坯孔2.125.9-1.9=2465，加工孔16绞0.25160+0.035160+0.035Ra=3.2扩0.7516-0.25=15.75钻1.0015.75-0.75=1570，75，加工孔14精绞0.05140+0.018140+0.018Ra=1.6粗绞0.9514-0.05=13.95钻1.0013.95-0.95=1370,75，加工6的孔精绞0.05660+0.012Ra=1.6粗绞0.156-0.05=5.95钻0.205.95-0.15=5.8080，加工N,N平面精铣1.2（单面）36.0（双面）36.0Ra=6.3粗铣2.036+2.4=38.4毛坯3.238.4+4.0=42.485，加工,O,O平面精铣1.0（单面）27.0（双面）27.0Ra=6.3粗铣1.227-1.0-1.0=25.0毛坯2.225.0-2.2-2.2=20.690，加工H平面粗铣0.77.07.0Ra=6.3精铣1.07.0+0.7=7.7毛坯1.77.7+1.0=8.795，加工I面粗铣0.77.07.0，=6，Ra=6.3精铣1.07.0+0.7=7.7毛坯1.77.7+1.0=8.7100，加工J,J平面粗铣1.0（单面）（双面）30+0.1+0.230+0.1+0.2Ra=6.3精铣1.230+1.0+1.0=32.0毛坯2.232.0+1.2+1.2=34.4105，110，加工R平面磨削0.35-0.3+0.35-0.3+0.3Ra=3.2粗铣0.75+0.3=5.3精铣1.05.3+0.7=6.0毛坯2.06.0+1.0=7.0115，加工L平面精铣0.74040.0=45，粗铣1.040+0.7=40.7毛坯1.740.7+1.0=41.7120，加工G平面磨削0.5339.47-0.1+0.1339.47-0.1+0.1Ra=3.2精铣1.0339.47+0.5=339.97粗铣1.5339.47+1.0=340.47毛坯2.0340.47+1.5=341.97130，加工P平面精铣0.720.020Ra=6.3粗铣1.020+0.7=20.7毛坯1.720.7+1.0=21.7135,加工M平面精铣1.050.050Ra=6.3粗铣1.550+1.0=51.0毛坯2.551.0+1.5=52.5135,140加工S面磨削0.530.030.0Ra=3.2精铣1.030+0.5=30.5粗铣1.530.5+1.0=31.5磨削2.031.5+1.5=33.0145，150,165，加工M4螺纹攻螺纹M4M4钻底孔3.3145,155,160，加工M5螺纹攻螺纹M5M5钻底孔4.2170，加工4.8的孔钻孔4.84.8170，配作40+0.012的孔绞0.240+0.01240+0.012钻3.8（5） 加工设备及工具的选择 产品生产类型为成批生产，故加工设备应该以通用机床为主，辅助少量专用机床。其生产方式为一通用机床加专用夹具为主，辅助以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及机床间的传送均由人工完成。还要考虑到定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，通过查阅文献有关机床能达到的精度和相关刀、夹、量具的测量精度，结合本工序的精度要求，选择适当的设备，尽量在保证加工要求的前提下选择相应的设备。工序10，15 铣大平面K，这是设计基准也是定位安装基准，精度要求很高，用卧式铣床X6030，直齿三面刃铣刀50，设计专用夹具再用平面磨床M7130磨削到粗糙度0.8，用游标卡尺测量。工序20 钻预孔28，采用立式钻床，莫氏锥柄麻花钻加工，使用专用夹具，加工后用锥柄圆柱塞规测量。工序25 镗孔30，这是设计基准并且是很多尺寸的工序基准，需要精加工，用卧式镗床T68，调节单刃镗刀以加工不同大小的空，用专用夹具定位，加工后用锥柄圆柱塞规测量。工序30,35 精加工C面，该面位置度，粗糙度值要求都很高，两个C,C面要同时加工以保证平行度，因此用多轴龙门铣床X208，直齿三面刃铣刀50加工，而后用M7130平面磨床磨削达到粗糙度0.8，加工后用游标卡尺测量相对位置的尺寸。工序40，45 精加工F面，该面位置度，粗糙度值要求也很高，两个F,F面可以同时加工，因此用多轴龙门铣床X208，直齿三面刃铣刀50加工，而后用M7130平面磨床磨削达到粗糙度0.8，加工后用游标卡尺测量相对位置的尺寸。工序50 钻预孔，26，28，没有精度要求，用立式钻床Z525，锥柄麻花钻，并专用夹具，用锥柄圆柱塞规测量大小。工序55 镗孔26，28，这两个孔和30的孔都有精度要求，三个轴线垂直度不大于0.04，因此这两个重要孔要同时加工，而且精度要求H7，因此用卧式镗床T68，用单刃镗刀，加工后用锥柄圆柱塞规测量。工序60 镗孔26.1，根据精度要求，该孔只,需粗镗，半精镗就可以，使用卧式镗床T68和单刃镗刀，设计专用夹具，加工完后用锥柄圆柱塞规测量。工序65 加工16的孔，粗糙度3.2，由精度可选钻扩绞的加工方法，使用立式钻床Z525，刀具是莫氏锥柄麻花钻15，莫氏锥柄扩孔钻15.75，莫氏锥柄机用铰刀16，加工后用锥柄圆柱塞规测量。 工序70 加工14和6的孔，粗糙度1.6，可选择钻粗绞精绞的方法，使用立式钻床Z525，刀具是莫氏锥柄麻花钻13， 5.8，莫氏锥柄机用铰刀13.95，14，5.95，6，加工后用锥柄圆柱塞规测量。 工序75 同样是加工14和6的孔，粗糙度1.6，可选择钻粗绞精绞的方法，因此加工工具与工序70相同。 工序80 加工N,N面，粗糙度6.3，需要用粗铣精铣的加工方法，采用立式铣床X5030，专用夹具，直齿三面刃铣刀50，加工后用游标卡尺测量精度。 工序85 加工O,O面，粗糙度6.3，需要用粗铣精铣的加工方法，采用立式铣床X5030，专用夹具，直柄立铣刀10，加工后用游标卡尺测量精度。 工序90 加工H面，粗糙度6.3，需可以用粗铣精铣的加工方法，使用立式铣床X5030和专用夹具，直柄立铣刀10，加工后用游标卡尺测量工序95 加工I面，粗糙度6.3，根据精度要求可以用粗铣精铣的方法，又因为这是一个斜面，因此用角度铣刀加工，所选机床为X5030，=6的角度铣刀，而后用游标卡尺测量。工序100 加工J,J面，粗糙度6.3，用粗铣精铣就可以达到要求的精度，使用X5030和直齿三面刃铣刀50，加工后用游标卡尺测量。工序105,110 加工R面，粗糙度3.2，只用铣满足不了粗糙度要求，因此后面还要加一磨削工序，现在X5030立式铣床上使用直柄立铣刀10进行粗铣精铣，然后用游标卡尺测量，而后放在M7130磨床上，用平行砂轮磨削加工，才能达到3.2的粗糙度值。工序115 加工L面，粗糙度6.3，用粗铣精铣就可以达到要求的精度，使用X5030和直齿三面刃铣刀50，加工后用游标卡尺测量。工序120,125 加工G面，粗糙度3.2，只用铣加工满足不了粗糙度要求，因此后面还要加一磨削工序，首先在X5030立式铣床上使用直柄立铣刀10进行粗铣精铣，然后用游标卡尺测量，而后放在M7130磨床上，用平行砂轮磨削加工，才能达到3.2的粗糙度值。工序130 加工P面，粗糙度6.3，需要用粗铣精铣的加工方法，采用立式铣床X5030，设计专用夹具，安装直齿三面刃铣刀50，加工后用游标卡尺测量精度。工序135，140 加工S面，只用铣达不到粗糙度要求的3.2，因此后面还要有磨削工序，在X5030立式铣床上使用直柄立铣刀10进行粗铣精铣，然后用游标卡尺测量，而后放在M7130磨床上，用平行砂轮磨削加工，才能达到3.2的粗糙度。工序145 加工螺纹孔，M4和M5。因为要加工不同位置的几个空，因此要用摇臂钻床Z32K。加工M4的螺纹先用莫氏锥柄麻花钻钻一预孔3.3，然后用粗柄机用丝锥攻螺纹M4；加工M5的螺纹用莫氏锥柄麻花钻加工一预孔4.2，然后用粗柄机用丝锥攻螺纹M5。加工后的量具为测量螺纹孔的专用量具，针式塞规。工序150,155,160,165 加工M4和M5的螺纹加工方法和使用的工具和工序145相同。工序170 两个4.8的孔因为没有精度要求，可以在摇臂钻床上使用锥柄麻花钻直接加工；两个4的孔要配作，而且精度要求7级精度，因此先钻预孔3.8，再铰孔至4。 （6） 解工艺尺寸链 为本工件编写的工艺规程，大多数加工工序基准和设计基准重合，而且多次重复使用相同的定位基准，严格遵循基准重合和基准统一原则，因此基准位移和基准不重合误差不是很多。 另外如115步的加工L面，虽然没有基准重合，存在基准位移误差，但是该面的加工尺寸误差没有标注，说明加工精度不高，因此就不再解尺寸链。下面就是解精度要求高的尺寸链，并求出误差。第145步，6号螺纹孔M4的加工其中430.5为封闭环，l+43=96 l=53封闭环上偏差 +0.5=+0.3-ei ei=-0.2封闭环下偏差 -0.5=-0.3-es es=+0.2l=530.2第170步，孔4.8的加工其中200.3为封闭环，公差 0.6=0.4+0.2+T T=0好像不合理。第四章 专用夹具设计 一 夹具基本知识（1）夹具的定义 机械制造业中广泛采用的能迅速把工件固定在准确位置上或同时能够确定加工工具位置的一种辅助装置，这种装备统称为夹具。在金属切削机床上采用的夹具统称为机床夹具。夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响机械加工的质量、工人劳动强度、生产率和成本。夹具在现代机械加工中的作用，保证稳定可靠地达到各项加工精度要求；缩短加工工时，提高劳动生产率；降低生产成本；减轻工人劳动强度；可由较低技术等级的工人进行操作；能够扩大机床工艺范围。（2）专用夹具的基本要求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。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。 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。 使用性好 专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠、排屑方便，必要时可设置排屑结构。 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。（3） 专用夹具设计步骤明确设计任务与收集设计资料。 拟定夹具的结构方案与绘制夹具草图。确定工件的定位方案，夹紧方案，对刀或导向方案，确定夹具与机床的连接方式，确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式，绘制夹具草图，并标注尺寸公差及技术要求 进行必要的分析计算 ，应进行加工精度分析 审查方案与改进设计，应征求相关人员，老师的意见进行改进 绘制夹具装配总图，用双点划线画出零件轮廓，定位基面，夹紧表面及加工表面绘制在各个视图合适的位置上；依次画出定位装置，夹紧装置，对刀装置，夹具体及其他装置；标注必要的尺寸公差和技术要求；绘制明细表及标题栏绘制夹具零件图，非标件都要画零件图，并确定零件的尺寸，公差和技术要求二 镗床夹具设计（1）对该工序的分析为提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，在镜架的加工某些工序，需要设计专用夹具。本次设计的夹具为第55道工序：粗镗-半精镗-精镗28的孔，粗镗-半精镗-精绞26的孔。本次要利用夹具镗两个交叉90度的孔28，26，加工孔时除了要满足粗糙度要求外，还要满足这两个孔与基准孔30，相互之间轴线的垂直度要求，不大于0.04，精度要求很高。为保证技术要求，找好定位基准非常重要，还要提高效率，方便快捷的使用该夹具。由零件图及设计好的工艺加工路线可知，在工序55加工之前，大平面K和30的孔已经加工好，而且两个孔还和30的孔有垂直度要求，因此可以把它们作为加工基准。两个孔之间还有垂直度要求，为保证该精度，应该两个交叉孔28，26同时加工，即在一个工序中，加工完一个孔后，再加工另外一个孔，期间所有的定位夹紧装置都不变化，这样才能保证较高的精度。另外26的孔要加工长度很长，镗杆的跨距很大，L/D已经大于10，应该加一个中间支承，但考虑到该工件的特殊性，没有位置可以加中间支承，但是没有支承镗杆的刚度会受到影响，使加工精度降低，因此，经过粗镗-半精镗后，最后一道工步不再使用镗，改用铰刀，在镗床上绞孔，这样刚度增加，保证了制造精度。 （2）定位方案由基准重合和基准统一原则，而且K平面是大平面，粗糙度值为0.8，可以作为定位基准面，30的孔已经加工好，粗糙度1.6，且与要加工孔有垂直度要求，可以作为基准孔。因此将工件的K面放在两块支承板上，3点定位，用一个心轴与30的孔配合，2点定位，再在C面加一个防转销钉，1点定位，这样共6点定位，较为稳定可靠。（3）夹紧方案夹紧装置必须稳定可靠，克服一切外力将工件紧固在夹具体上。夹紧力要足够大，而且夹紧力方向朝向主限位面，使工件在切削力轴向力的作用下仍然保持定位时的状态不变。夹紧力的作用点应正对定位元件或落在定位元件的支撑范围内，以保证零件的定位可靠。夹紧力的作用点应处在零件方便可靠的地方。本工序的夹紧方案采用移动压板夹紧。因为镗孔要镗26的长通孔，有关的面都不能作为压点，否则会受压力变形，影响加工精度，因此只有F,F面可以作为压点。移动压板采用联动装置，两个相对的压板间用浮动杠杆连接，一个压板用双螺母锁死，另一个用球面螺母，控制球面螺母，拧紧或拧松，另外一个压板也会受到控制同时行动。拧松球面螺母，压板沿调节支承向后滑动，让开空间，就可以安装工件。加工后，压板沿调节支承向前滑动，压板与工件充分接触后，拧紧球面螺母，就夹紧工件了。（4）定位元件的设计定位元件的设计，要使工件有正确而精准的位置，便于加工和达到精度。要镗的两个孔2628和工序基准有较高的垂直度关系，所以定位元件的限位表面要和镗套中轴线有较高精度的尺寸和位置度关系。两交叉孔2628间角度为90度，它们的加工需要镗床主轴间正确又精准的位置度来保证。（5）对夹具体的要求A有适当的精度和尺寸稳定性.。夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀或导向元件的表面以及夹具体的安装基面（与机床相连的表面）等，应有适当的尺寸和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体尺寸稳定，铸造夹具体要进行时效处理，B有足够的强度和刚度。加工过程中，夹具体要承受较大的切削力和夹紧力。为保证夹具体不产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的强度和刚度。因此夹具体需有一定的壁厚，铸造和焊接夹具体常设置加强肋，或在不影响工件装卸的情况下采用框架式夹具体。C结构工艺性好。夹具体应便于制造、装配和检验。铸造夹具体上安装各种元件的表面应铸出凸台，以减少加工表面积。夹具体毛面与工件之间应留有足够的间隙，一般为415mm。夹具体结构型式应便于工件的装卸，分为开式结构半开式结构，框架式结构等。D排屑方便。切削多时，夹具体上应考虑排屑结构。在夹具体上开排屑槽；排屑斜面斜角可取30-50度。E机床上安装稳定可靠.。夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，重心越高则支承面应越大；夹具底面四边应凸出，使夹具的安装基面与机床的工作台面接触良好。（6）镗夹各主要部件的设计夹具体的结构应根据它与机床主轴或者导轨之间的连接方式来设计夹具体的连接结构。并结合夹具体在不同机床上的运动特性来综合考虑夹具体的基本结构。由于夹具体是连接机床主轴和夹具的纽带，因此，其连接部位的结构和连接方式得当与否，从某种程度上来说，可以评判该夹具的优劣。A 镗模底座 通常，镗模底座做成矩形状，在两端用耳座，由螺栓拧紧以与镗床工作台连接。底座一边常常设计一找正基面，保证夹具体与工作台间准确的位置。找正基面与镗套中心线的平行度应在300：0.01mm之内。镗模底座上应设置加强肋，常采用十字肋条。镗模底座上放定位元件和镗模支架等与定位有关的平面应铸出高度约为3-5mm的凸台，凸台需要刮研，使其对底面(安装基面)有较高的垂直度和平行度。大型镗模的底座上还应设置手柄或吊环，以便搬运。镗模底座上要安装各种装置和工件，并承受切削力、夹紧力，因此要有足够的刚度，并有较好的精度稳定性。B 镗模支架 镗模支架用来安装镗套及相关部件。镗模支架应有足够的强度和刚度，在结构上应考虑有较大的安装基面和设置必要的加强肋，而且不能在镗模支架上安装夹紧机构，以免夹紧反力使镗模支架变形，影响镗孔精度。镗模支架的材料常用铸铁，一般为HT200，毛坯时效处理。C 选用前后双支承镗模 这种镗模用的最普遍，用于镗孔径较大，长径比L/D大于1.5的通孔或孔系，加工精度高，但换刀不方便。这里要加工的26孔，L/D等于6.2，可以用前后双支承。但是该工件的特殊性使镗杆的长度很大，L/D等于13.8，应该设中间支承。但是工件中间没有地方可以安放镗模支架，这样会影响镗杆的强度并进而影响加工精度，因此可以把最后一步精镗，改为铰孔，在镗床上铰孔，可以使铰刀直径比镗杆大很多，也能保证精度。D 镗杆的选择 镗杆用于安装镗刀，这里镗杆采用整体式结构，用开油槽的镗杆。虽然这种镗杆接触面积大，磨损大，但要加工的孔精度高，可以用较低的转速使磨损减少，同时获得较高的精度。镗杆与孔之间应有足够的间隙，以容纳切削。镗杆直径可以按经验公式d=(0.70.8)D选取，因此26的孔所需镗杆取值范围（18.220.8），28的孔所需镗杆取值范围（19.622.4），因此可取d=20的镗杆。镗杆与镗模配合一般为专用，为适应镗刀安装，在镗杆上开方孔或圆孔。安装单刃镗刀，在镗杆上开矩形槽镗杆的精度一般比加工孔的精度高两级。镗杆直径公差，粗镗时为g6，精镗时选g5；表面粗糙度选Ra0.40.2um；圆柱度选直径公差的一半，直线度要求为500:0.01。镗杆材料选45钢或40Cr钢，淬火硬度4045HRC。镗杆在工作的时候，除了旋转主运动，还有沿轴向的进给运动，因此镗杆的长度应该是，两镗套的距离加上所加工的孔的长度，这样才能加工工件。在本工序中，加工2628的孔。加工26的孔时两镗套间距为487，加上所加工的孔的长度165，可取660mm，镗刀的安装方位，与镗杆浮动接头的方向距离400mm. 加工28的孔时两镗套间距为200，加上所加工的孔的长度80，可取300mm，镗刀的安装方位，与镗杆浮动接头的方向距离150mm.E 镗套的选择 镗床使用卧式镗床T68，有201000共18级转速，计算得出公比=1.26，可得到各级转速。镗套的选择与摩擦面线速度有关，VV0.3 m/s时选择滑动式回转镗套，V0.4 m/s时选择滚动式回转镗套。这里要加工的孔2628精度都是H7级，精度较高，而且较小，因此可以以较低的速度达到较高的精度。粗镗，半精镗，精镗速度选择为125r/min,160 r/min,200 r/min,由公式nD/6010-3，n=20mm为镗套内径，计算出摩擦面线速度分别为0.131m/s,0.167 m/s,0.209 m/s。由于其均小于0.3 m/s，因此选择固定式镗套。F 浮动接头 双支承镗模镗杆均采用浮动接头与机床主轴连接，拨销与浮动接头联接，当安装在镗床主轴孔中，即可带动镗杆回转。使用浮动接头可以将主轴的震动或精度误差减为最小。（7）工序卡的填写在实际加工车间中，每一个加工工序都要有工序卡，上面必要的加工数据，方便工人加工。主轴转速n，选择镗套时已经进行了选择，分别为125r/min,160 r/min,200 r/min。切削速度Vc，由公式nD10-3，n为26，28，可以分别计算得出。加工28的孔切削速度为11.0m/min，14.1 m/min,17.6 m/min；加工26的孔切削速度为10.2m/min，13.1 m/min,13.6 m/min。进给量f,由查表得出，粗镗进给量大于半精镗，大于精镗。查表得出数据范围，取其值分别为0.283mm/r,0.1 mm/r,0.05 mm/r。背吃刀量ap，在这里加工孔是每步在直径方向上的余量，加工28的孔，背吃刀量分别为0.85mm,0.10mm,0.05mm；加工26的孔，背吃刀量分别为0.85mm,0.10mm,0.05mm。（8）夹具总图上的尺寸、公差和技术要求夹具最大轮廓尺寸SL为300mm,532mm,168mm.影响夹具定位精度的尺寸和公差SD为设计心轴直径30，及心轴与夹具体的配合15H7/n6,心轴与工件孔的配合30H7/h6，防转销与定位销在夹具长度方向上的距离28.影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差SA为找正基面与底面的垂直度100:0.01。影响夹具精度的尺寸和公差SJ为：支承板与工件26的孔间距离200.03mm,；工件26的孔与28的孔间距200.005mm 【夹具总图上标注的尺寸公差和位置公差均直接影响工件加工精度，取夹具总图上尺寸公差或位置公差为J=（1/21/5）K，K为相应的工件尺寸公差和位置公差】；凸台与底面的平行度0.01；安装后镗模支架凸台的高度3+0.175+0.025 mm，3+0.22+0.07 mm；镗套与衬套的配合25H6/m5；衬套与镗模支架的配合30H7/n6；镗套20的孔与底面的平行度100:0.01；镗套20的孔与找正基面的平行度100:0.01；前后相对镗套孔的同轴度0.02；加工的两交叉孔所用镗套垂直度100:0.01。I 用修配法求：加工28H7的孔时，安装右镗模支架的凸台（补偿环）尺寸和偏差A封闭环的确定 工件两交叉孔距离A0=200.005mm为封闭环。B选择补偿环 因组成环凸台A5形状简单，为非标准件，便于刮研修配，故选A5为补偿环。C确定各组成环公差 根据各组成环所采用的加工方法的经济精度确定其公差。A3 A5 为铣削加工，取T=0.15mm；A4为镗削加工，取T=0.08mm；A1为工件尺寸，200.03mm；A2为支承板高度，为标准件，不分配公差。D 计算补偿环A5最大修配量 用公式可得Fmax=Ti-T0=(0.15+0.15+0.06+0.08-0.010)=0.43mmE确定除补偿环以外各组成环的极限偏差 根据入体原则， A4为孔轴线和底面的位置尺寸，故偏差按对称分布，即A4为=600.04mm；A3 为30-0.015 mm。F计算补偿环A5的尺寸及极限偏差判别补偿环A5的修配时对封闭环A0的影响 从结构示意图中可知，越修配补偿A5，封闭环A0越小，是“越修越小”情况。计算补偿环尺寸及极限偏差 用公式L0min=L0min,即A0min= A0min进行计算，代入数值并整理后可得A5max=A0max+A1+