杠杆的拉大孔六边形夹具设计及工艺规程

杠杆的工艺规程及拉大孔六边形夹具设计摘要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。本设计是杠杆零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。杠杆零件的主要加工表面是平面及孔。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔的加工精度。基准的选择以杠杆外圆面作为粗基准，以孔及其下表面作为精基准。先将底面加工出来，然后作为定位基准，在以底面作为精基准加工孔。整个加工过程选用组合机床。在夹具方面选用专用夹具。考虑到零件的结构尺寸简单，夹紧方式多采用手动夹紧，夹紧简单，机构设计简单，且能满足设计要求。关键词杠杆零件，加工工艺，夹具，定位，夹紧ABSTRCTTHISDESIGNCONTENTHASINVOLVEDTHEMACHINEMANUFACTURECRAFTANDTHEENGINEBEDJIGDESIGN,THEMETALCUTTINGMACHINETOOL,THECOMMONDIFFERENCECOORDINATIONANDTHESURVEYANDSOONTHEVARIOUSKNOWLEDGETHISPAPERISTODESIGNTHECRAFTPROCESSESOFMAKINGTHELEVERSPAREPARTSANDSOMESPECIALIZEDTONGSINTHEPROCESSTHELEVERSPAREPARTPRIMARILYPROCESSESTHESURFACEANDBORESGENERALLYSPEAKING,TOGUARANTEETHEACCURACYOFTHEFLATSURFACEPROCESSISEASIERTHANTHATOFTHEBORETHEREFORE,THISDESIGNFOLLOWSTHEPRINCIPLETHATSURFACEFIRSTANDTHENTHEBORE,ANDDEFINITELYDIVIDESTHEPROCESSOFFLATSURFACEANDBOREINTOCOARSEPROCESSESANDPRECISEPROCESSESTOGUARANTEETHEBOREPROCESSESTHEBASICCHOICEISTOOUTSIDECIRCLEASROUGHBASISANDTOBOREANDITSNEXTSURFACEASPRECISEBASISTHEBOTTOMISFIRSTPROCESSEDOUTTOBEFIXEDPOSITIONBASIS,ANDPROCESSTHEBOREUSINGTHEBOTTOMASTHEPRECISEBASISTHEWHOLEPROCESSESCHOOSETHEMACHINEBEDINTHEASPECTSOFTONGSCHOOSING,SPECIALIZEDTONGSAREUSEDINCONSIDERATIONOFTHESIMPLECONSTRUCTIONSIZEOFTHESPAREPARTS,CLIPPINGBYHANDSISADOPTEDITISSIMPLE,ANDTHEORGANIZATIONDESIGNISSIMPLE,ANDCANSATISFYTHEDESIGNREQUESTKEYWORDSLEVERSPAREPARTS,CRAFTPROCES,TONGS,FIXEDPOSITION,TIGHTCLIP目录序言1一零件的分析211零件的作用212零件的工艺分析2二毛坯的确定421确定毛坯的制造形式422毛坯形状及尺寸5三拟定加工工艺路线731基准的选择7312粗基准选择7312精基准的选择832制定工艺路线9四零件加工工序设计1241工序1设计1242工序2设计1243工序3设计1244工序4设计1445工序5设计1646工序6设计1847工序7设计2248工序8设计2449工序9设计27410工序10设计29五夹具设计3351问题的提出3352定位基准的选择3353工件定位的基本原理3554常见定位方式及定位元件3755切削力及夹紧力计算4056定位误差分析4357夹具设计及操作简要说明43总结45致谢47参考文献48第0页共52页序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。杠杆的加工工艺规程及其工装夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。第1页共52页一零件的分析11零件的作用在力的作用下如果能绕着一固定点转动的硬棒就叫杠杆。在生活中根据需要，杠杆可以做成直的，也可以做成弯的。12零件的工艺分析工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，第2页共52页是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。该零件为大量生产的小型零件，在生产时要注意零件的1便于装夹零件的结构应便于加工时的定位和夹紧，装夹次数要少。2便于加工零件的结构应尽量采用标准化数值，以便使用标准化刀具和量具。同时还注意退刀和进刀，易于保证加工精度要求，减少加工面积及难加工表面等。杠杆的工艺有3组加工面的分别为1，以45下端面为基准的加工面，这组加工面包括铣上端大平面和拉大孔六边形，钻扩铰12H9孔2一个是以下端面和12孔为基准的加工面，这组加工面主要是钻扩铰8销孔和粗车45外圆，退刀槽。第3页共52页二毛坯的确定21确定毛坯的制造形式确定毛坯包括选择毛坯类型及其制造方法。毛坯类型有铸、锻、压制、冲压、焊接、型材和板材等。确定毛坯时要考虑下列因素1）零件的材料及其力学性能。当零件的材料选定后，毛坯的类型就大致确定了。例如，材料是铸铁，就选铸造毛坯；材料是钢材，且力学性能要求高时，可选锻件；当力学性能要求较低时，可选型材或铸钢。2）零件的形状和尺寸。形状复杂的毛坯，常用铸造方法。薄壁零件，不可用砂型铸造；尺寸大的铸件宜用砂型铸造；中、小型零件可用较先进的铸造方法。3）生产类型。大量生产应选精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。如铸件应采用金属模机器造型或精密铸造；锻件应采用模锻、冷轧和冷拉型材等。单件小批生产则应采用木模手工造型或自由锻。4）生产条件。确定毛坯必须结合具体生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力、外协的可能性等。有条件时，应积极组织地区专业化生产，统一供应毛坯。5）充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性。目前毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的发展很快。例如，精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等在机械中的应用日益增加。应用这些方法后，可大大减少机械加工量，有时甚第4页共52页至可不再进行机械加工，其经济效果非常显著。零件材料为HT200，考虑到零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。22毛坯形状及尺寸毛坯的形状及尺寸毛坯的形状和尺寸主要由零件组成表面的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定的，并尽量与零件相接近，以达到减少机械加工的劳动量，力求达到少或无切削加工。但是，由于现有毛坯制造技术及成本的限制，以及产品零件的加工精度和表面质量要求愈来愈来高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通过机械加工达到零件的技术要求。毛坯尺寸与零件图样上的尺寸之差称为毛坯余量。铸件公称尺寸所允许的最大尺寸和最小尺寸之差称为铸件尺寸公差。毛坯余量与毛坯的尺寸、部位及形状有关。第5页共52页第6页共52页三拟定加工工艺路线31基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。312粗基准选择粗基准选择应当满足以下要求（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。第7页共52页（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取下端面为定位基准，利用支撑板为定位元件。312精基准的选择精基准的选择应满足以下原则1为了保证零件各个加工面都能分配到足够的加工余量，应选加工余量最小的面为粗基准。2为了保证零件上加工面与不加工面的相对位置要求，应选不加工面为粗基准。当零件上有几个加工面，应选与加工面的相对位置要求高的不加工面为粗基准。3为了保证零件上重要表面加工余量均匀，应选重要表面为粗基准。零件上有些重要工作表面，精度很高，为了达到加工精度要求，在粗加工时就应使其加工余量尽量均匀。4为了使定位稳定、可靠，应选毛坯尺寸和位置比较可靠、平整光洁面作粗基准。作为粗基准的面应无锻造飞边和铸造浇冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夹具装夹时，还应使夹具结构简单，操作方便。5粗基准应尽量避免重复使用，特别是在同一尺寸方向上只允许装夹使用一次。因粗基准是毛面，表面粗糙、形状误差大，如果二次装夹使用同一粗基准，两次装夹中加工出的表面就会产生较大的相互位置误差。以12孔（一面2销）为定位精基准，加工其它表面及孔。第8页共52页主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。32制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案方案一1锻造锻造2退火处理退火处理3铣铣45下端面4铣铣上端大平面5铣拉大孔六边形6钻钻扩铰12H9孔7铣精铣上表面8钻钻扩铰8销孔9车粗车45外圆，退刀槽10车精车45F7孔11钳去毛刺12检验检验13入库入库方案二1锻造锻造第9页共52页2退火处理退火处理3钻钻扩铰12H9孔4车粗车45外圆，退刀槽5钻钻扩铰8销孔6铣铣45下端面7铣铣上端大平面8铣拉大孔六边形9钳去毛刺10检验检验11入库入库工艺方案一和方案二的区别在于方案二先钻孔，车外圆再铣端面，违背了先面后孔的原则，而方案一先面后孔，先大孔后小孔，遵循了安排工艺的基本原则，同时铣面后先钻12的孔，这样可以利用12的孔作为定位基准，更好地保证了工件的加工精度，综合考虑我们选择方案一。具体的工艺路线如下1锻造锻造2退火处理退火处理3铣铣45下端面4铣铣上端大平面5铣拉大孔六边形6钻钻扩铰12H9孔7铣精铣上表面8钻钻扩铰8销孔第10页共52页9车粗车45外圆，退刀槽10车精车45F7孔11钳去毛刺12检验检验13入库入库第11页共52页四零件加工工序设计41工序1设计锻造42工序2设计正火处理43工序3设计设计内容以外圆为基准铣45下端面431加工设备的选择因为本工序铣45下端面且加工精度不高，为节约生产成本，所以选择立式铣床X51，该铣床的参数如下最大铣削高度120MM工作台尺寸1030670MM刀轴直径35MM刀轴转速10000RMIN安装功率40KW432工艺装备选择1）工装夹具V型块第12页共52页2）刀具端铣刀刀具材料高速钢3）量具游标卡尺433工步顺序的确定铣45下端面434加工余量的确定铣45下端面Z2435切削用量的选择与确定1选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。MAP51045DMIN/125V4Z2决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成MAP52）决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为75KW，中等系统刚度。根据表查出，则齿/20MFZ101584INSVNRD第13页共52页按机床标准选取900WNMIN/R459012710WDV3）计算工时切削工时，则机动工时为LL1L321259305MINMWTNFX44工序4设计设计内容以外圆为基准铣上端大平面441加工设备的选择因为本工序铣上端大平面且加工精度不高，为节约生产成本，所以选择立式铣床X51，该铣床的参数如下最大铣削高度120MM工作台尺寸1030670MM刀轴直径35MM刀轴转速10000RMIN安装功率40KW442工艺装备选择1）工装夹具V型块2）刀具端铣刀刀具材料高速钢第14页共52页3）量具游标卡尺443工步顺序的确定铣上端大平面444加工余量的确定铣上端大平面Z2445切削用量的选择与确定1选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，。MAP51D320MIN/15V4Z2决定铣削用量4）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成MAP515）决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为75KW，中等系统刚度。根据表查出，则齿/20MFZIN48631510RDVNS按机床标准选取750WN/第15页共52页MIN/314075321DNVW当750R/MIN时RZNFWM/607542按机床标准选取MF6）计算工时切削工时，则机动工时为L39L1ML32IN4027521XFNLTWM45工序5设计设计内容以下端面为基准拉大孔六边形451加工设备的选择因为本工序拉大孔六边形，为节约生产成本，所以选择L6110拉床，该拉床的参数如下主电机功率15（KW）外形尺寸6000/1100/1400（MM）重量5000（KG）行程速度1500（MM/MIN）额定拉力100（KN）KN第16页共52页452工艺装备选择1）工装夹具V型块2）刀具拉刀刀具材料高速钢3）量具游标卡尺453工步顺序的确定拉大孔六边形454加工余量的确定拉大孔六边形Z1455切削用量的选择与确定1选择拉刀。见机械加工工艺手册第三章中拉床选用拉刀2切削用量的选择。查机械加工工艺手册表3342有工件速度18M/MINWV纵向进给量05B20MM双行程AF切削深度00157MM/STR3切削工时RABFVKDZT102第17页共52页式中D被加工直径B加工宽度Z单边加工余量BK系数V工作台移动速度工作台往返一次砂轮轴向进给量AF工作台往返一次砂轮径向进给量055MIN0157218092T46工序6设计设计内容以下端面为基准钻扩铰12H9孔461加工设备的选择因为本工序钻扩铰12H9孔，为节约生产成本，所以选择立式钻床Z525，该铣床的参数如下最大钻孔直径25毫米主轴允许最大扭转力矩2500公斤/里面最大送刀抗力900公斤主电机功率28千瓦主抽孔锥度莫氏3号机床外型尺寸9628252300毫米第18页共52页（长宽高）冷冻泵流量22升/分主抽端面至底面距离7251100毫米主抽端面至工作台距离0700毫米工作台工作面积500375毫米工作台行程325毫米电动机反转装置手动及自动送刀量01013017022028036048062081毫米/转主抽转速971401952723925456809761360转/分主抽中心线到导轨面距离250毫米送刀箱形成（手动）200毫米主抽行程175毫米462工艺装备选择1）工装夹具V型块2）刀具麻花钻刀具材料高速钢3）量具游标卡尺第19页共52页463工步顺序的确定钻扩铰12H9孔464加工余量的确定钻扩铰12H9孔Z2465切削用量的选择与确定工步一钻孔至11确定进给量根据参考文献表27，当钢的，FMPAB80时，。由于本零件在加工1101DMRM/47039孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数075，则RMF/350295根据Z525机床说明书，现取RF/0切削速度根据参考文献表213及表214，查得切削速度所以MIN/18V01852/MINSWVRD根据机床说明书，取，故实际切削速度为I/7RN1598/IN00WV切削工时，则机MLL1ML32动工时为第20页共52页MIN1925037121FNLTWM工步二扩孔185利用钻头将孔扩大至，根据有关手M185M册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取RFF/87057506221钻根据机床说明书，选取MF5IN/46123312VV钻则主轴转速为，并按车床说明书IN/465RN取，实际切削速度为MI/68RNW186/MIN00WDV切削工时，则机LL1L32动工时为IN81570621FNLTWM工步3铰孔12H根据参考文献表225，RMF/42，得IN/8MVIN/654819RS第21页共52页查参考文献表422，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度RMF/350MIN/198RNW。I/9V切削工时，则机LL1L32动工时为MIN6135019821FNLTWM47工序7设计设计内容以下端面和12孔为基准精铣上表面471加工设备的选择因为本工序精铣上表面，为节约生产成本，所以选择立式铣床X51，该铣床的参数如下最大铣削高度120MM工作台尺寸1030670MM刀轴直径35MM刀轴转速10000RMIN安装功率40KW472工艺装备选择1）工装夹具一面两销2）刀具端铣刀第22页共52页刀具材料高速钢3）量具游标卡尺473工步顺序的确定精铣上表面474加工余量的确定精铣上表面Z2475切削用量的选择与确定选择刀具刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用YG8,，。MAP51D40MIN/75V4Z2决定铣削用量7）决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则MAP518）决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为75KW，中等系统刚度。根据表查出，则齿/20MFZIN1947510RDVNS第23页共52页按机床标准选取1450WNMIN/RI/1281045DVW当1450R/MIN时NRMZFWM/160452按机床标准选取FM9）计算工时切削工时，则机动工时为L241L32201IN75MWTNF48工序8设计设计内容以下端面为基准钻扩铰8销孔481加工设备的选择因为本工序钻扩铰8销孔，为节约生产成本，所以选择立式钻床Z525，该铣床的参数如下最大钻孔直径25毫米主轴允许最大扭转力矩2500公斤/里面最大送刀抗力900公斤第24页共52页主电机功率28千瓦主抽孔锥度莫氏3号机床外型尺寸（长宽高）9628252300毫米冷冻泵流量22升/分主抽端面至底面距离7251100毫米主抽端面至工作台距离0700毫米工作台工作面积500375毫米工作台行程325毫米电动机反转装置手动及自动送刀量01013017022028036048062081毫米/转主抽转速971401952723925456809761360转/分主抽中心线到导轨面距离250毫米送刀箱形成（手动）200毫米主抽行程175毫米482工艺装备选择1）工装夹具心轴第25页共52页2）刀具麻花钻刀具材料高速钢3）量具游标卡尺483工步顺序的确定钻扩铰8销孔484加工余量的确定钻扩铰8销孔Z2485切削用量的选择与确定机床Z525立式钻床刀具根据机械加工工艺手册表1061选取高速钢麻花钻81进给量取F013MM/R2切削速度V1220M/MIN取V15M/MIN3确定机床主轴转速NS597R/MINWD10CV158与597R/MIN相近的机床转速为600R/MIN。现选取600R/MIN。WN所以实际切削速度CV10SDN6013/MIN5切削工时，按工艺手册表621。第26页共52页TI其中L10MM4MM3MMMFNLW211L2LT2X（）（）0217MINFL21043649工序9设计设计内容以底面和12孔为基准粗车45外圆，退刀槽491加工设备的选择因为本工序只要粗车45外圆，退刀槽，为节约生产成本，所以选择普通车床CA6140，该车床的参数如下机床外形尺寸2418X1000X1190加工最大直径（MM在床身上400，在刀架上210棒料MM48加工最大长度（MM）650、900、1400、1900中心距（MM）750、1000、1500、2000主轴莫式锥度5号主轴转速级数正转24级转24级主轴转速范围正转141580反转101400主电动机功率（千瓦）75KW主轴每转刀架进给量（MM/R）纵向008195，横向第27页共52页004079刀架最大移动距离（MM100刀架最大横向行程（MM260刀架最大纵向行程（MM）650、900、1400、1900刀架纵向及横向进给量级数35刀架最大回转角度60492工艺装备选择1）工装夹具圆柱销2）刀具外圆车刀刀具材料高速钢3）量具游标卡尺，通规、尺规493工步顺序的确定粗车45外圆，退刀槽494加工余量的确定粗车45外圆，退刀槽Z2MM495切削用量的选择与确定1切削深度单边余量为Z2MM2进给量根据机械加工工艺手册取F08MM/R3计算切削速度第28页共52页VYXPMCKFATCVV其中342,015,035,M02。修正系数见VCVXVVK切削手册表128,即144,08,104,081,MVKSVKKVKRV097。BVK所以1440810408109789MVC3501502864/MIN4确定机床主轴转速NS629R/MINWD10CV89X45与629R/MIN相近的机床转速为700R/MIN。现选取700R/MIN。WN所以实际切削速度CV10SDN457098/MINX5切削工时，TI其中L25MM4MM0MMMFNLW211L2LTI0051MINFL219708第29页共52页410工序10设计设计内容以底面和12孔为基准精车45F7孔4101加工设备的选择因为本工序精车45F7孔，为节约生产成本，所以选择普通车床CA6140，该车床的参数如下机床外形尺寸2418X1000X1190加工最大直径（MM在床身上400，在刀架上210棒料MM48加工最大长度（MM）650、900、1400、1900中心距（MM）750、1000、1500、2000主轴莫式锥度5号主轴转速级数正转24级转24级主轴转速范围正转141580反转101400主电动机功率（千瓦）75KW主轴每转刀架进给量（MM/R）纵向008195，横向004079刀架最大移动距离（MM100刀架最大横向行程（MM260刀架最大纵向行程（MM）650、900、1400、1900刀架纵向及横向进给量级数35第30页共52页刀架最大回转角度604102工艺装备选择1）工装夹具三爪内卡盘2）刀具内孔车刀刀具材料高速钢3）量具游标卡尺，通规、尺规4103工步顺序的确定精车45F7孔4104加工余量的确定精车45F7孔Z05MM4105切削用量的选择与确定1切削深度单边余量为Z2MM2进给量根据机械加工工艺手册取F08MM/R3计算切削速度VYXPMCKFATCVV其中104,015,035,M02。修正系数见VCVXVVK切削手册表128,即144,08,104,081,097。MVKSVKVKRVBV第31页共52页所以1440810408109730M/0350152468VCVMIN4确定机床主轴转速NS382R/MINWD10CV30X14与382R/MIN相近的机床转速为400R/MIN。现选取400R/MIN。WN所以实际切削速度CV10SDN401758/MINX5切削工时，TI其中L19MM4MM0MMMFNLW211L2LTI0059MINFL219408第32页共52页五夹具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。由指导老师的分配，决定设计第5道工序拉大孔六边形的拉床夹具。51问题的提出在机械制造中，用以装夹工件（和引导刀具）的装置，称为夹具。它是用来固定加工对象，使之占有正确位置，接受施工或检测的装置。在机械加工过程中，为了保证加工精度，首先要使工件在机床上占有正确的位置，确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置的过程，称为工件的定位。定位后将其固定，使其在加工过程中始终保持定位位置不变的操作称为夹紧。工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程称为工件的装夹。用以装夹工件的装置称为机床夹具，简称夹具。本夹具主要用于拉大孔六边形，本道工序加工精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。52定位基准的选择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。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基准两大类。1设计基准第33页共52页在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。2工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。（1）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。（2）测量基准测量时用以检验已加工表面尺寸几位置的基准，称为测量基准。（3）工序基准在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。（4）定位基准工件定位时所采用的基准，称为定位基准。拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。我们采用外圆和下端面为定位基准，采用固定V型块和活动V型块定位，下端面限制3个自由度，固定V型块限制2个自由度，活动V型块定位限制1个自由度，这样空间的六个自由度就限制完全了，为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用手柄作为夹紧机构。第34页共52页定位方案如下图53工件定位的基本原理工件装夹在机床上必须使工件相对于刀具和机床处于正确的加工位置，它包括工件在夹具的定位、夹具在机床上的安装以及夹具相对于刀具和整个工艺系统的调整等工作过程。在使用夹具的情况下，就要使机床、刀具、夹具和工件之间保持正确的加工位置。显然，工件的定位是其中极为重要的一个环节。第35页共52页1六点定位原则定位，就是限制自由度。通常是用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是工件定位的“六点定位原则”。2工件定位中可能出现的集中情况（1）完全定位六个支承点限制了工件的全部自由度，称为完全定位。（2）不完全定位根据工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，这样的定位，称为不完全定位。（3）欠定位根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有被限制的定位，称为欠定位。器定位无法保证加工要求，所以是决不允许的。（4）过定位夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同一个或几个自由度的现象，称为过定位。过定位中常会出现干涉现象。消除或减小过定位所引起的干涉，一般有两种方法一种是提高定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度。一种是改变定位元件的结构，使定位元件在重复限制自由度的部分不起定位作用。54常见定位方式及定位元件定位方式和定位元件的选择包括选择定位元件的结构、形状、第36页共52页尺寸及布置形式等，他们主要取决于工件的加工要求、工件定位基准和外力的作用等因素。1工件及平面定位（1）主要支承主要支承用来限制工件的自由度，起定位作用1）固定支承2）可调支承3）自位支承（2）辅助支承提高工件的安装刚性和稳定性1）螺旋式辅助支承2）自位式辅助支承3）推引式辅助支承4）液压锁紧的辅助支承2工件以圆柱空定位（1）圆柱销（2）圆锥销（3）圆柱心轴3工件以外圆柱面定位（1）在V形块中定位（2）在圆孔中定位（3）在半圆孔和圆锥孔中定位本次夹具采用支撑板，固定V型块和活动V型块定位，限制空间的六个自由度。支撑板如下图第37页共52页活动V型块如下图第38页共52页固定V型块如下图55切削力及夹紧力计算确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情况，而且必须考虑定位装置的结构形式和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作用。只有夹紧力的作用点分布合理，大小适当，方向正确才能获得良好的效益。1夹紧力方向的确定（1）夹紧力方向应垂直于主要定位基准面第39页共52页（2）夹紧力的方向最好与切削力、工件重力方向一致2夹紧力作用点的选择（1）应能够保持工件定位稳定可靠，在夹紧过程中不会引起工件产生位移或偏转。（2）应尽量避免或减少工件的夹紧变形（3）夹紧力作用点应尽量靠近加工部位3夹紧力大小的估算（1）首先假设系统为刚性系统，切削过程处于稳定状态。（2）常规情况下，只考虑切削力（矩）在力系中的影响；切削力（矩）用切削原理公式计算。（3）对重型工件应考虑工件重力的影响。在工件做高速运动场合，必须计入惯性力。（4）分析对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡方程计算此状态下所需的夹紧力即为计算夹紧力（5）将计算夹紧力再乘以K，即得实际夹紧力。K为总安全系数，KK0K1K2K3各种因素的安全系数可查表23，一般K1525；当夹紧力与切削力相反时，K253。1刀具拉刀机床L6100拉床由3所列公式得FVZWQUEYXPFNDAFC0查表948得其中修正系数01VK3F83FQFX第40页共52页Z24650FY83FUPA0FW代入上式，可得F8894N因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数K4321K其中为基本安全系数15为加工性质系数112为刀具钝化系数113K为断续切削系数114所以NF7152夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机由FKF21其中F为夹紧面上的摩擦系数，取2501FFGG为工件自重ZPNFFN435121夹紧螺钉公称直径D12MM，材料45钢性能级数为68级MPAB106MPABS4801螺钉疲劳极限B1926321第41页共52页极限应力幅MPAKMA7651LI许用应力幅SA3LI螺钉的强度校核螺钉的许用切应力为SS354取S4得MPA120满足要求824CHDFPANC1532经校核满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力56定位误差分析工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，固定V型块的外径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与固定V型块配合的最大间隙量。本夹具是用来在拉床上加工，所以工件上孔与夹具上的固定V型块保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为TDDMAXDMIN0053第42页共52页00240029本工序采用一活动V型块，一固定V型块定位，工件始终靠近固定V型块的一面。由于本道工序要求不高，故应当能满足定位要求。57夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为拉床夹具选择了手柄夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。装配图附图第43页共52页夹具体附图第44页共52页总结本设