0052-工艺夹具-泵体工艺规程及钻6M8孔夹具设计
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工艺
夹具
规程
m8
设计
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2.1零件分析
2.1.1零件的作用
泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。由于泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。
2.1.2 零件的工艺分析。
泵体结构较为复杂，加工面多、技术要求高、机械加工的劳动量大。因此箱体结构工艺性对保证加工质量、提高生产效率、降低生产成本有重要意义。
泵体几个加工表面它们之间有一定的位置要求，现分述如下：
（1） φ32H11孔和φ 有0.04的同轴公差要求。
（2） φ48H8孔和表面1都对于φ48H8孔内壁有0.04的垂直度公差要求。
（3） φ16H8孔与φ45H8内壁有60：0.004的平行度公差要求。
- 内容简介：
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四 川 理 工 学 院 毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 泵体工艺规程及钻 6夹具设计 系： 机电工程 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 号： 030110622 学生： 余方亮 指导教师： 姜明 接受任务时间 教研室主任 （签名） 系主任 （签名） 1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 1. 零件图一张 , 毛坯图一张 . 夹具装配图一份 , 夹具零件图一套 . 机械加工工艺卡一套 , 主要工序工序卡一份 . 设计说明书一份。 2原始数据 零件图一张 , 生产纲领 10000 件 3指定查阅的主要参考文献及说明 1. 机械制造工艺手册 .机械零件设计手册 .夹具设计手册 4. 进度安排 设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期 1 零件功能 , 结构 , 尺寸 , 精度 , 要求分析 及相关资料收集 机械加工工艺设计 工序设计 具设计 明书编制 检查及 提交论文 答辩及准备 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 标记 处数 更改文件名 签字 日期 四川理工学院 机械加工工序卡片 产品型号 零（部）件图号 产品名称 泵体 零（部）件名称 泵 体 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 机加 钻 6 坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻 床 夹具编号 夹具名称 切削液 钻 床专用 夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序 工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工艺装备 （含：刀具、量具、专用工具） 主轴转速 r/ 切削速度 m/给量 mm/r 切削深度 给次数 工 步 工 时 机动 辅助 1 钻 6 钻床专用夹具、麻花钻、游标卡尺 1100 69 0 1 1 3 1 四川理工学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部）件图号 共 1 页 产品名称 零（部）件名称 第 1 页 材料牌号 坯种类 锻件 毛坯外型尺寸 每毛坯可 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 0 锻 锻造 锻造 1 铣 粗铣 长度为 77 前端面 机加 夹具 、 端 面 铣刀 100、游标卡尺 2 铣 粗铣 长度为 70 后端面 机加 夹具，端面铣刀 100、 游标卡尺 3 铣 粗铣长度为 100 的下底面 机加 夹具、 端面铣刀 100、游标卡尺 4 铣 铣长度为 54 的上端面 机加 夹具、端面铣刀 80、游标卡尺 5 铣 铣长度为 37 的左端面 机加 夹具、立铣刀 20、游标卡尺 6 钻 钻 32 , 22 孔 机加 夹具、 直柄麻花钻 d=30、 d=20 深度游标卡尺 7 镗 粗 镗 28 机加 夹具、 硬质合金镗刀 d=45、游标卡尺 8 钻 钻 16 机加 夹具、直柄麻花钻 d=15、深度游标卡尺 9 钻锪 钻、锪扩 40 孔、 钻 螺纹孔 机加 夹具、直柄麻花钻 d=10、锥柄锪孔钻 d=20、中心钻、深度游标卡尺 10 钻铰攻 钻 12 孔、铰 12 孔、攻螺纹 机加 夹具、直柄麻花钻 d=10、直柄机用铰刀 d=10、公制细牙螺纹丝锥、深度游标卡尺 11 钻 钻 6 机加 夹具、直柄麻花钻 d=8、游标卡尺 12 钻铰 泵盖配钻 2 6 机加 夹具、直柄麻花钻 d=4、直柄机用铰刀 d=6、游标卡尺 13 镗 镗 32 , 22 孔 机加 质合金镗刀 d=32、 d=22、游标卡尺 14 铰 铰 28内壁， 16机加 式机用铰刀 d=48、 锥柄机用铰刀 d=16、游标卡尺 15 铣 精铣长度为 77 的前端面 机加 夹具、端面铣刀 d=100、游标卡尺 16 检查 17 入库 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文 件名 签字 日期 I 目录 中文摘要 英文摘要 第一章 绪论 4 第 二 章 工艺设计 5 件分析 5 件的作用 5 件的工艺分析 5 坯的选择与设计加工余量的确定 5 5 准的选择 6 艺规程的设计 6 6 10 第 三 章 工序设计 12 序尺寸与毛坯尺寸的 确定 12 定切削用量及时间定额 13 序：铣端面 70 13 序 :镗 28 15 序 :钻 6 15 第 四 章 夹具设计 18 18 紧方案及夹紧元件选择 18 向装置及导向元件选择 19 19 削力的计算 19 紧力的计算 20 压系统主要参数的计算 18 塞式气缸 18 缸的密封 22 具零件 22 定式定位销 22 栓 24 母 24 圈 25 套 26 准型弹簧垫圈 26 位误差的分析 27 具设计与操作的简要说明 29 具的组成 29 具的操作 30 第 五 章 设计总结 31 考文献 32 致谢 33四川理工学院毕业设计（论文） 1 第一章 绪论 毕业设计 是 我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及专业课之后进行的 也是一次理论联系实际的训练 ,因此 ,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 对我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次锻炼，从中提高自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作，进入正式的工作场合打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 泵 体工艺规程及钻 6 具 设计是在学完了机械制造 基础 ，进行课程设计之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力。另一方面能让我们熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 最后我们通过设计夹具的训练，锻炼了自己能按被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。同时能掌握与设计有关的各种资料的名称，出处，能够熟练运用各种工具书。 第二章 工艺设计 2 第 二 章 工艺设计 件分析 件的作用 泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。由于泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去，这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压，吸水池中的液体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。 件的工艺分析 。 泵体 结构较为复杂， 加工面多、技术要求高、机械加工的劳动量大。因此箱体结构工艺性对保证加工质量、提高生产效率、降低生产成本有重要意义。 泵体 几个加工表面它们之间有一定的位置要求，现分述如下： （ 1） 32有 公差要求 。 （ 2） 48和表面 1 都对于 48内壁有 垂直 度 公差要求。 （ 3） 165壁有 60： 公差要求。 坯的选择与设计及加工余量的确定 定毛坯制造形式 泵体零件材料为 虑到零件形状复杂、有腔形、制造精度、机械性能、寿命及批量（年产 1万件），可选择金属型铸造以提高毛坯精度、减少加工余量。 查阅机械加工工艺设计实用手册 , 6属型铸造，铸造精度 属型铸造的工艺方法与特点是以金属型摸腔上覆以涂层作为型腔，有时辅以砂芯作为内腔的铸造方法。铸造冷却速度快，铸件内部组织严密，机械性能较高，单四川理工学院毕业设计（论文） 3 位生产面积产量高。适于成批与大量生产，一般不宜于单件或少量生产。常用于泵体的铸件生产。 所以，在我的设计中，毛坯使用金属型铸造。 查阅机械加工工艺设计 实用手册， 6属型铸造成批生产灰铸铁的铸造尺寸公差等级要求为 件公差按 查阅机械加工工艺设计实用手册 ， 6铸造斜度为 30 。 查阅机械加工工艺设计实用手册 ， 6铸件基本尺寸在100差等级为 铸件尺寸公差值取 未注明铸件圆角半径 准的选择 正确选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容， 也是保证零件加工精度的关键。 定位基准分为精基准、粗基准、辅助基准。在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工的表面为定位基准（粗基准），在后续加工工序中，用已加工表面作为定位基准（精基准）。在制定工艺规程时，应先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各加工加工出来，另外，为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度，可在工件上某部位做一辅助基准，用以定位。 选择基准时，应遵守精确、简便 的原则。 1粗 基准的选择。对于箱体类零件应先加工面后加工孔再以面为基准加工孔。根据有关粗 基准的选择原则（当零件有不加相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准。）先以前面 1作为粗基准加工其它工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有几个不加工表面时，则应以与加工表面要求面，因为其它面与 前面 1 都有 同 轴 度 和垂直度的 要求 ,所以先选择其作为粗标准 。 2精基准的选择。应遵循“基准重合及统一”原则，选择面积较大的平面或孔及其组合。因此应选择 表面 作为精基准，有利于夹紧及定位。 艺规程的设计 定工艺路线 第二章 工艺设计 4 零件机械加工工艺过程是工艺规程的中心问题，其 内容包括定位基准、确定夹紧方法、选择各加工表面的加工方法、安排加工顺序及组织整个加工工艺过程中各个工序的内容、确定各个工序所采用机床设备和工艺装备等。 设计时应同时考虑几个方案，经过分析比较，选择出比较合理的方案。 根据 泵 体零件为大批生厂，所以采用通用机床，配以专用的夹具、刀具，并考虑工序集中，以提高生产率，减少机床数量，降低生产成本。经零件工艺分析，零件毛坯为金属模，机械造型，并经人工时效处理消除铸件内应力，改善工件的可切削性。 示意简图如下： 图 1川理工学院毕业设计（论文） 5 现确定工艺路线如下： 方案一： 工序 以表面为基准铣表面 。 刀具：端铣刀，机床： 序 以表面为基准铣表面 。 刀具：端铣刀，机床： 序 以表面为基准铣表面 。 刀具：端铣刀，机床： 序 以表面为基准铣表面 。 刀具：端铣刀，机床： 序 以表面为基准铣表面 。 刀具：端铣刀，机床： 序 以表面为基准钻 32 22孔 。 刀具：麻花钻，机床：16 工序 以表面 为基准镗 28 刀具：镗刀，机床： 工序 以表面 为基准钻， 锪 扩 40孔，钻 螺纹孔 。 刀具 :麻花钻 、 锪 钻 ，机床： 16 工序 以表面 为基准钻 16余量。 刀具：麻花钻，机床：16 工序 以表面 为基准钻 12 孔，留余量。铰 12孔，攻螺纹 孔。 刀具：麻花钻、铰刀、丝锥 ，机床： 16 工序 以表面 为基准钻 6 刀具：麻花钻，机床： 16 工序 以表 面 为基准与泵盖配钻 2 6 2 6 刀具：麻花钻，机床： 16 工序 以表面 为基准镗 32 22孔 。 刀具：镗刀，机床： 第二章 工艺设计 6 工序 以表面 为基准铰 28 刀具：铰刀，机床： 16 工序 以表面 为基准精铣表面。 刀具：铣刀，机床 ： 序 检查 方案二： 工序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床： 序 以表面为 基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床： 序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床： 序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床： 序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床： 序 以表面为基准铣表面。 刀具：端铣刀，机床： 序 以 表面为基准镗 28 刀具：镗刀，机床：坐标镗床 序 以表面 为基准钻 16，留余量。 刀具： 麻花钻，机床：序 以表面 为基准钻 32， 22孔。 刀具：麻花钻，机床：序 以表面 为基准钻，锪扩 40孔，钻 螺纹孔。 刀具：麻花钻、锪钻，机床： 序 以表面 为基准钻 12 孔，留余量，铰 12孔，攻螺纹 。 刀具：麻花钻、铰刀、丝锥，机床： 序 以表面 为基准钻 6 刀具：麻花钻，机床： 川理工学院毕业设计（论文） 7 工序 以表面 为基准与泵盖配 钻 2 6 2 6 刀具：麻花钻，铰刀 ,机床： 序 以表面 为基准镗 32 22孔。 刀具：镗刀， 机床：坐标镗床 序 以表面 为基准铰 28 16。 刀具：铰刀，机床： 序 检查。 以上所有刀具、机床选择均查找于 机械制造工艺与夹具设计指导 。 艺方案的比较与分析 分析两套方案，不难看出，第一套方案 先加工表面后加工孔，而且加工孔的顺序明确、清 晰；而第二套方案中第五部就铣了表面，而表面所要求的粗糙度为 于精度比较高的面，所以导致在接下来的工序中，难免会因为装夹、挂擦导致其精度降低，且在第二套方案中，钻孔步骤混乱， 容易造成重复性装夹，浪费时间。但在第一套方案当中，工序和工序可 排列在一起 ，从而减少 换用机床时间 ，降低时间成本。 改进的工艺如下： 工序 铣表面 ，选用表面为粗基准 。 选用 ， 专用夹具， 并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。 工序 铣表面，以表面为基准 。 选用 专用夹具， 并且使用端面铣刀 铣削、游标卡尺进行测量。 工序 铣表面，以表面为基准 。 选用 专用夹具， 并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。 工序 铣表面，以表面为基准。选用 专用夹具， 并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。 工序 铣表面，以表面为基准。选用 专用夹具， 并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。 第二章 工艺设计 8 工序 钻 32 22孔，以 表面 为基准。选用 专用夹具， 并且使用直柄麻花钻钻削，深度游标卡尺进行测量。 工序 镗 28表面 为基准。选用 专用夹具， 并且使用硬质合金镗刀，游标卡尺进行测量。 工序 钻 16表面 为基准 ，需留余量 。选用 专用夹具， 并且使用直柄麻花钻钻削，深度游标卡尺进行测量。 工序 钻 40孔， 锪 20孔， 钻 螺纹 底 孔，以表面 为基准。选用 专用夹具， 并且使用直柄麻花钻、锥柄锪孔钻、 中心钻，深度游标卡尺进行测量。 工序 钻 12孔，以表面 为基准，需留余量，铰 12 孔，攻螺纹 。选用 ， 专用夹具， 并且使用直柄麻花钻、 直柄机用铰刀、 公制细牙机用丝锥，深度游标卡尺进行测量。 工序 钻 6 以表面 为基准。选用 床， 专用夹具，并且使用直柄麻花钻，游标卡尺进行测量。 工序 与泵盖配钻 2 6铰 2 6以表面 为基准。选用 专用夹具， 并且使用直柄麻花钻 、直柄机用铰刀 ，游标卡尺进行测量。 工序 镗 32 22孔，以表面 为基准。选用 专用夹具， 并且使用硬质合金镗刀，游标卡尺进行测量。 工序 铰 28 16，以表面 为基准。选用 专用夹具， 并且使用 套式 机用铰刀 ，锥柄机用铰刀 ，游标卡尺进行测量。 工序 铣表面，以 表面 为基准。 选用 专用夹具， 并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量。 工序 检查。 四川理工学院毕业设计（论文） 9 第 三 章 工序设计 序尺寸与毛坯尺寸的确定 泵体零件材料 产类型为大批生产，采用金属型铸造毛坯。 根据机械加工工 艺设计实用手册表 6择 铸造精度 再由表 6得 铸造斜度 3；未注明圆角半径 铸件加工余量 由机械加工余量与公差手册，表 3 1， 级 F；铸件机械加工余量 由 表 3面为 和双面为 3件尺寸公差查表 384。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 加工表面 加工内容 加工余量（ 精度等级 工序尺寸（ 粗糙度 （ 工序余量（ 最小 最大 铣 端面 铸件 70粗铣 5 端面 4 铸件 77粗铣 铣 6 断面 3 铸件 854铣削 端 面 2 铸件 110铣削 端 面 铸件 5 镗削 、镗 32铸件 钻孔 30 12 三章 工序设计 10 镗孔 、铰 22孔 铸件 钻 15 15+ 铰 2 、镗 2铸件 钻 镗 3 、扩 40孔 铸件 钻 8 扩 2 、 铰 12孔 铸件 钻 10 12 铰 2 、攻 螺纹孔 铸件 攻 4 6铸件 钻 8 218+ 钻、铰 2 6铸件 钻 4 12 铰 2 定切削用量及时间定额 工序 :铣端面 70川理工学院毕业设计（论文） 11 加工要求：铣面 77面粗糙度 机 床： 式铣床 刀 具：硬质合金端面铣刀 =100,B=63， d=32， Z=4, 90 计算铣削用量： 1） 铣削深度 4） 每齿进给量z,表 3械制造工艺手册 3） 切削速度 查表 3械制造工艺手册 ， 取 V=s 即 90m/据刀具采用套式面铣刀， 表 5机械制造工艺手册 。 w d =100，Z=4。 则 根据 铣 床说明 300r/际切削速度 当 300r/ 工作台每分钟进给量查附表 4400mm/) 切削工时的计算： 由表 7械制造工艺手册 12 M Zl l 77l ， 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D B 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 6 3 ) 2 1 3 . 1 7 2 2 则： 1 0 0 1 3 . 1 7 2 0 . 2 9 m i 查机械制造工艺设计手册表 77到工件在铣床上所需辅助时间 ： 1 0 0 0 1 0 0 0 9 0 2 8 6 . 6 2 / m i 1 4 1 0 0v rn s = = =1 0 0 3 0 0 9 4 . 2 / m i 0 0 1 0 0 0p 创= = =0 . 3 4 3 0 0 3 6 0 / m i nZ m n 创 =第三章 工序设计 12 T 以总计时间： 0 . 2 9 2 . 4 5 2 . 7 4 m i 总 工序 ：镗 28件材料： 属型铸造 加工要求：镗 28其内壁粗糙度为 床： 床 刀 具：刀具材料为硬质合金、 刀杆尺寸为 1625度为 300表 3机械制造工艺设计手册，加工铸铁， f=616卧式 镗床主轴进给量。取 f=r。 根据有关手册，取 V 100m/则： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 6 6 3 . 4 8 / m i 1 4 3 . 1 4 4 8w 根据 床规格， 查表 4机械制造工艺设计手册 ,选取5 5 0 / m 镗削工时： 由 表 7机械制造工艺手册 查出 1 2 3j l l l lT 加工一个 48所需时间： 3 2 3 4 5 0 . 5 5 m i 1 4 5 5 5 0 加工两个 48所需时间： 2 0 . 5 5 1 . 1 m i 1 3l= 2 4l = 3 5l = 32l=四川理工学院毕业设计（论文） 13 查 机 械 制 造 工 艺 设 计 手 册 ， 表 7 7到 镗 床 上 辅 助 时 间0 . 1 5 0 . 7 6 0 . 1 4 1 . 0 5T 辅 ，总时间 1 . 1 2 . 1 3 . 2 m i 总 工序 ： 钻 6 工件材料： 属型铸造 加工要求： 钻 6深度 20 床： 床 刀 具： 刀具材料为 硬质合金 钢 、 d=8=117,l=75， 查表 3 机械制造工艺设计手册 ， 加工铸铁， 当起硬度 =200头直径 d=8时， f=535钻床主轴进给量。 取 f=r。 查表 3，当进给量 r， 灰铸铁硬度 200 时 ， 其钻头切削速度v=69m/ 则 1 0 0 0 1 0 0 0 6 9 2 7 4 6 / m i 1 4 3 . 1 4 8w 按照 1 1 0 0 / m 钻削工时：按照表 7机械制造工艺设计手册， 查得公式为： 12j l l lT 则钻 一个 所用工时： 2 0 0 2 0 . 0 8 m i 2 5 1 1 0 0第三章 工序设计 14 钻 6个 6 0 . 0 8 0 . 4 8 m i 查 机械制造工艺设计手册 表 77到在钻床上的辅助时间 0 . 1 8 0 . 1 4 0 . 2 3 0 . 5 5T 辅 总加工时间 0 . 4 8 6 0 . 5 5 3 . 7 8T 总 文） 15 第 四 章 夹具设计 具的设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用 夹具。经与指导老师协商，由本人设计第 I 道工序。 设计 钻 6序的专用夹具，夹具用于 床 。查阅表 4209 机械制造工艺设计手册， 得 立式 钻 床尺寸，以便在设计专用夹具的过程中考虑夹具与 钻床 是否能够配合。刀具 材料为硬质合金钢 ，参见 1030机械 加工 工艺 设计实用 手册 ， 表 1212 紧方案及夹紧元件选择 工件用 U 型压板压于夹具上， 夹具通过气压产生两个向下的压力将工件夹紧，这样，在加工孔的时候，夹紧力与切削力方向一致 ，可减小夹 紧力。并且由于夹紧力指向定位面，所以定位更加的可靠。 根据 工件具体的造型，在 机床夹具设计手册 ， 择 U 型压板。 结构简图如下： 第四章 夹具设计 16 图 4 导向装置的选择： 选择 钻套结构类型和主要尺寸，对于 ，选择长型固定钻套 ，按照择 ，其具体尺寸按照孔的加工大小 自行 选择 。 削力与夹紧力的计算 削力的计算 铣削力的计算：见表 1 削切削力的计算公式，机床夹具设计手册 得 硬质合金刀钻削切削力 计算公式： 1 412 s KD 钻头直径（ D 8 s 每转进给量（ s=川理工学院毕业设计（论文） 17 修正指数，按表 1， 190削力： 1 . 2 0 . 7 54 1 2 8 0 . 2 5 1 . 0 3 1 8 1 9 . 2 7 N 紧力的计算 计算 夹 紧力时 ，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。根据工件手切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对加紧最不利的瞬时状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后保证夹紧可靠，在乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： K 式中 N）； W 静力平衡计算出的理论夹紧力（ N）； K 安全系数 K 可按下式计算： 0 1 2 3 4 5 6K K K K K K K K 式中：06表 1机床夹具设计手册 ， K（考虑工件材料及加工余量均匀性得基本安全系数） 取 K（加工性质） 加 工），2K（刀具钝化程度） 取 K（切削特点） 取 续切削），4K（夹紧力的稳定性） 取 动夹紧），5K（手动夹紧时的手柄位置） 取 作方便），6K（仅有力矩使工件回转时工件与 支承面接触的情况 ） 取 触点确定）。 所以 1 . 5 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 8K 从夹具与工件接触和钻头工作条件来看，工件仅收到钻头带来的圆周方向的切削力，所以，只需要在圆周方向的摩擦力 ，即可以保证工件 的稳定。夹紧力即是工件和压块之间的压力 ，方向垂直工件向下。由于 ，所以 k 为工件和 压 块表面间的摩擦系数 )。 第四章 夹具设计 18 1 8 1 9 . 2 7 2 5 9 8 . 9 60 . 7 2 5 9 8 . 9 6 1 . 8 4 6 7 8 . 1 3 K N 2 2 4 6 7 8 . 1 3 9 3 5 6 . 2 6 压系统主要参数的计算 塞式汽缸 1 气缸内径与输出轴向力计算 根据表 1 。 p 气缸工作压力（压）； 气缸的机械效率， D ， d 活塞杆直径（ m）； R 弹簧压力（ N）， R=C(L+S); L 弹簧预压缩量（ S 活塞行程（ ； C 弹簧刚度（ N/ 441 10 ( 81 粗 算 可 取 ； G 弹簧材料的抗剪模量（； 1d 弹簧钢丝直径（ 1D 弹簧平均直径（ 0D 弹簧外圆直径（ n 弹簧有效圈数。 单向作用气缸简图： 四川理工学院毕业设计（论文） 19 图 4通过表 1得 : 24P D p R R=C（ L+S） C=L=s=则 R= 设各铰链的效率为 101 0 . 9 8 0 . 8 2 气缸效率 过夹紧力预算推力为 P=122 5 9 8 . 9 6 35740 . 8 8 0 . 8 2W N 根据 ， 表 选用 p=P=3574 带入上面的公式64 ( 3 5 7 4 2 0 . 5 ) 0 . 1 20 . 5 1 0 0 . 8 8 2 计算 D 值时，活塞杆直径 d 上为预定 则 d=（ 1145） D 则 d=24 弹簧的确定：查机械设计 手册， 表 25 弹簧材料直径4 (P + R ) D =p第四章 夹具设计 20 为 6径 50节距 =一圈弹簧工作极限负荷下的变形量 f=大0D ， 自由高度 ， H=52260， 有效圈数 n=单圈弹簧质量 数 活塞杆直径 活塞杆长度 内 容 确定 d=（1145） D 按结构需要 验 算 / 10时 / 1 0 且 活 塞 杆 受 压 时 4， 即 d 选 用 杆 的 材 料 为 45 钢 d=理 115, 2 . 1 1 043 . 6 1 0 1 . 8 4 m E P 钢选 L=2 则合理 表中： P 活塞杆承受的轴向压力 活塞杆材料的许用应力 E 活塞杆材料的弹性模量 A 活塞杆的横截面积； m 与气缸安装方式有关的安装系数，见表 1 n 安全系数，一般取 n=24,有冲击时取 n=610; 承受压力时，活塞杆的最大安全长度。可从表 1出 3 气缸筒壁厚的确定与验算 由于设计为专用气缸设计，其壁 厚可按表 1取， D=190 t=14 (铸铁3) 必要时按下式进行强度计算： 1 . 7 12m m得出 t 在合理范围内，可以采用。 式中： t 气缸筒壁厚（ ; p 最高工作压力（ ; D 气缸筒直径（ ; 四川理工学院毕业设计（论文） 21 气缸筒材料的许用应力 ,见表 1 4 缸进排气口螺孔直径的确定 气缸进排气口 螺孔的大小与空气消耗量（缸径、活塞杆直径、活塞的平均速度等）及供气压力均有关系，故难于精确计算，可由表 1缸径 D 查得。 5 连接螺栓直径的确定与验算 现根据螺栓材料与载荷，按表 1定螺栓直径 d，再按下式计算： 682 3 3 6 1 0 . 5 1 0 0 . 615 . 3 1 0 1 08 又 6 . 4 42200，取 n=7，所以 螺栓需要 7 个。 式中 气缸的有效截面面积（ 2 ; p 气缸的工 作压力（ a） ; b 螺栓材料的抗拉强度（ a） ; x 许用应力与抗拉强度之比，取 x= 18b ; n 螺栓数目； 气缸的密封 气缸中需要密封的有以下各对零件之间：气缸筒与气缸盖，活塞与活塞杆，气缸筒与活塞 用的密封形式见根据 ， 表。 在动密封中，型密封圈和型密封圈应用最为广泛。因为型密封圈的滑动接触面长度适中，摩擦阻力不 大，密封性能好；采用形密封圈时。结构简单，摩擦阻力最小。由于接触 面积小回降低密封性能，必要时适当增加密封圈数量以提高密封圈性能， 所以选择型 第四章 夹具设计 22 夹具零件 固定式定位销 .( （ 1） 材料： D 188 8 按 碳素工具钢技术条件； D 18质碳素结构钢钢号和一般技术条件。 （ 2） 热处理： 560； 渗碳深度 560 。 （ 3） 其他技术条件按 床夹具零件及部件条件。 四川理工学院毕业设计（论文） 23 图 4782录 ) 选用螺栓分别为 机械设计课程设计手册 ，均为 A 级，技术条件如下：力学性能等级为 610 级 ， 螺纹公差 6g， 表面处理为氧化 。 相关尺寸如图所示 。 其中 图型为简画法 。 第四章 夹具设计 24 图 4 螺母 .( 级 ) 螺纹规格 D=能等级为 04,不经表面处理 级为 四川理工学院毕业设计（论文） 25 图 4 垫圈 :(录 ) 查 机械设计课程设计手册 ， 表 3平垫圈 A 级性能等级为 140，不经表面处理的小垫圈。 第四章 夹具设计 26 图 4 镗套 . (（ 1） 材料： 20 按 优质碳素结构钢钢号和一般技术条件 ； 铸铁牌号及机械性能。 （ 2） 热处理： 20 渗碳深度 60； 加工后进行时效处理。 （ 3） d 的公差带为 ，当 D85 D 85 =D 的公差带为 ， （ 4） 油槽锐角磨后倒钝。 （ 5） 其他技术条件按 床夹具零件及部件技术条件 四川理工学院毕业设计（论文） 27 . 图 4 标准型弹簧垫圈（ 材料 65面氧化的标准弹簧垫圈 图 4四章 夹具设计 28 位误差的分析 机械加工过程中，产生加工误差的因素很多。在这些因素中，有一项因素与机床家具有关。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。参阅机床夹具设计手册 ， 1 （ 1 式中：j g 与机床夹具有关的加工误差j，一般可用下式表示： j W Z D A D W j j j M （ 1 式中： 由式（ 1知，使夹具 夹紧 工件时，应尽量减小与夹具有关的加工误差，在保证工序加工要求的情况下，留给加工过程中其他误差的因素的比 例大一些，以便较容易的控制加工误差。 由（ 1可知，正确地计算出工件在夹具中的定位误差和减小其他各项误差，是设计夹具时必须认真考虑的重要问题之一。 由于工件定位所造成的加工表面相对其工序基准的位置误差称为定位误差 ,四川理工学院毕业设计（论文） 29 以 示 在加工时，夹具相对于刀具及切削成形运动的位置，经调定后不再变动，因此可以任务加工表面的位置时固定的。在这种情况下，加工表面对其工序基准的位置误差，必然是工序基准的 位置变动所引起的。所以，定位误差也就是工件定位时工序基准（一批工件的） 沿加工要求方向上的位置的最大变动量，即工序基准位置的最大变动量在加工尺寸方向上的投影。 从零件上分析，零件是通过 两 孔一平面定位。其结构简图如下： 图 4择的两个孔的配合分别是 和 1D 1d 公式 1 2 1 m i 表 1机械夹具设计手册 。 推出 0 . 0 2 1 0 . 0 1 5 0 . 0 2 0 . 0 1 6 具设计与操作的简要说明 第四章 夹具设计 30 夹具的组成 （ 1） 定位装置 定位装置包括定位元件及其组合，其作用是确定工件在夹具中的位置，即通过它使加工时相对于刀具及切削成形运动出于正确的位置，如我设计中所采用的圆销、开口销等。 （ 2） 夹紧装置 其作用是为了将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置在加工过程当中不因受到重力、惯性力及切削力等外力作用下产生位置偏移，同时可以减小震动。如我设计中采用的 U 型压块、杠杆、气缸等元件。 （ 3） 其他元件及装置 （ 4） 夹具体 夹具体是夹具的基本件，它既要把
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