毕业设计（论文）气门摇臂轴支座加工工艺及其夹具设计（含全套CAD图纸）

1、全日制普通本科生毕业设计 支座加工工艺及其夹具设计the design of dearing processing technology and fixture 由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，cad图纸等，联系153893706学生姓名：学 号：年级专业及班级：2008级机械设计制造及其 指导老师及职称：学 部：理工学部 提交日期：2012年 5月 全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本

2、文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日目 录 摘要1关键词11 前言11.1 选题研究意义和国内外研究现状1 1.2 课题背景知识 2 1.2.1 零件作用2 1.2.2 柴油机相关知识介绍32 支座的机械加工工艺规程设计32.1 零件的工艺分析及生产类型的确定3 2.1.1 零件的作用3 2.1.2 零件的工艺分析4 2.1.3 确定零件的生产类型52.2 选择毛坯种类，绘制毛坯图62.2.1 选择毛坯种类62.2.2

3、 确定毛坯尺寸及机械加工总余量7 2.2.3 设计毛坯图8 2.2.4 绘制毛坯图8 2.3 选择加工方法，制定工艺路线9 2.3.1 粗基准的选择9 2.3.2 精基准选择的原则9 2.4 各表面的加工方法的选择102.5 加工阶段的划分和工序集中与分散的确定112.6 工序的安排122.7 工序的机床设备、工艺装备和辅助工具132.8 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定142.9 切削用量和时间定额的确定153 支座专用夹具的设计223.1 半精铣36mm下端面夹具设计22 3.1.1 确定定位方案，选择定位元件223.1.2 切削力及夹紧分析计算233.1.3 确定夹紧机构24 3.1.

4、4 确定夹具体装置24 3.1.5 绘制夹具总图243.2 孔加工夹具设计25 3.2.1 确定定位方案，定位基准的选择25 3.2.2 定位误差分析25 3.2.3 导向装置的确定25 3.2.4 夹紧装置的设计25 3.2.5 切削力及夹紧力的计算26 3.2.6 检验夹紧元件的强度27 3.2.7 设计夹具体27 3.2.8 液压控制回路的确定283.2.9 液压回路的综合和整理294 结论295 参考文献 31致谢31附录32支座加工工艺及其夹具设计 摘 要：本设计是支座加工工艺及其夹具设计，主要任务是半精铣36mm下端面和钻18孔、支座的加工工艺规程编制、编写工序卡片。其零件为铸件，

5、具有体积小，零件结构简单的特点，此零件的孔加工精度高于面，所以采用先面后孔的加工顺序，各工序夹具都采用专用夹具，其中在钻18孔时，采用了液压夹紧，机构设计简单，方便且能满足要求。 关键词：加工工艺；工艺规程编制；夹具设计 the design of bearing processing technology and fixture abstract：this paper is designed for bearing processing technology and fixture. the main task is to work out the half fine milling und

6、er 36mm,18 holes, bearing the processing technology of the rules of procedure, and write cards. its parts are casting, which is small and of simple structure. moreover, the components of the hole processing is higher than that of the surface, so the processing order of surface first is taken. the fi

7、xture special jig is adopted in each working procedure.,among which in a drill 18 holes, the hydraulic clamping is used, which is simple, convenient and can meet the requirements. keywords：processing technology;design of process flow;design of clamp 1 前言1.1 选题研究意义和国内外研究现状 机械制造业是国民经济各部门赖以发展的基础，是国民经济的

8、主要支柱，是生产力的主要组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种生产设备、仪器仪表和工具，而且为制造业包括机械制造业本身提供机械制造装备。机械制造业的生产能力和制造水平，主要取决于机械制造装备的先进程度。机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。在设计过程中应深入实际，进行调查研究，汲取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案，再进行具体设计。而夹具的出现可靠地保证加工精度，提高整体工作效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。在此设计过程中，我们必须学会填写工序卡片，工序卡片正确与否是关系整个生产

9、过程的，而工艺规程的作用是指导生产的主要技术文件；是生产组织和生产管理工作的依据；是新建、扩建或改建机械制造厂的主要技术资料。现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。然而目前，一般企业习惯采用传统的专用夹具，在一个具有一定生产能力的工厂中约拥有1300015000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专业夹具，而夹具的实际磨损量只有大约15%左右，特别最近几年来柔性制造系统（fms）、数控机床（nc）、加工中心（mc）和成组加工（gt）等新技术被广泛应用和推广，使

10、中小批生产的生产效率逐步趋近于大批量生产的水平。综上所述，现代生产对夹具提出了如下的新要求：（1）能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期；（2）能装夹一组相似性特征的零件。目前，大批量生产正逐渐成为现代机械制造业新的生产模式。在这种模式中，要求加工机床和夹具装备具有更好的柔性，以缩短生产准备时间、降低生产成本，所以，按手动夹紧的方法已不能满足生产发展的要求，而气动、液压夹紧等夹具正是适应这一生产模式的工装设备。它对缩短工艺装备的设计、制造周期起到至关重要的作用。国内外为了适应这种生产模式，也把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展。1.2 课题背景知识1.

11、2.1 零件作用本设计所设计的零件是1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座，它是柴油机上气门控制系统的一个重要零件。直径为18mm的孔用来装配摇臂轴，轴的两端各安装一进、排气气门摇臂。直径为16mm的孔内装一个减压轴，用于降低汽缸内压力，便于启动柴油机。两孔间距56mm，可以保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。两孔要求的表面粗糙度和位置精度较高，工作时会和轴向配合工作，起到支撑的作用，直径11mm的孔用m10的螺杆与汽缸盖相连，直径3mm的孔用来排油，各部分尺寸零件图中详细标注。1.2.2 柴油机相关知识介绍 简介柴油机是用柴油作燃料的内燃机。柴油机属于压缩点火式发动机，它又常以主要发明

12、者狄塞尔的名字被称为狄塞尔引擎。柴油机在工作时，吸入柴油机气缸内的空气，因活塞的运动而受到较高程度的压缩，达到500700的高温。然后将燃油以雾状喷入高温空气中，与高温空气混合形成可燃混合气，自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上，推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。柴油机可按不同特征分类：按转速分为高速、中速和低速柴油机；按燃烧室的型式分为直接喷射式、涡流室式和预燃室式柴油机等；按气缸进气方式分为增压和非增压柴油机；按气体压力作用方式分为单作用式、双作用式和对置活塞式柴油机等；按用途分为船用柴油机、机车柴油机等。随着现代社会进程的加快，柴油机发挥的社会作用不可估量，特别是在社

13、会工业化之后，柴油机作为动力内燃机的一种，在社会的各个领域无处不在，工业、农业、汽车、船舶、公路工程、港口工程等，在这些领域里柴油机发挥着巨大的作用，为社会创造着巨大的效益。但是柴油机的污染排放也是一个不小的社会问题，随着社会的发展，人类对生活质量要求的提高，预示着人类对空气质量的要求也在提高，而高污染排放的柴油机必定不能满足人类的这一生活需求，所以现代的设计师们正在朝着设计出高效率，低排放，质量轻，生产简单的柴油机这一目标奋斗着，而这一目标也将越来越近。为了创造出更大的效益，设计出轻便，经久耐用，便于生产的气门摇臂轴支座这一零件是很有必要的。柴油机具有热效率高的显著优点，其应用范围越来越广。

14、随着强化程度的提高，柴油机单位功率的重量也显著降低。为了节能，各国都在注重改善燃烧过程，研究燃用低质燃油和非石油制品燃料。此外，降低摩擦损失、广泛采用废气涡轮增压并提高增压度、进一步轻量化、高速化、低油耗、低噪声和低污染，都是柴油机的重要发展方向1。2 支座的机械加工工艺规程设计2.1 零件的工艺分析及生产类型的确定2.1.1 零件的作用本设计所设计的零件是1105柴油机中摇臂结合部的气门摇臂轴支座，它是柴油机上气门控制系统的一个重要零件。直径为18mm的孔用来装配摇臂轴，轴的两端各安装一进、排气气门摇臂。直径为16mm的孔内装一个减压轴，用于降低汽缸内压力，便于启动柴油机。两孔间距56mm，

15、可以保证减压轴在摇臂上打开气门，实现减压。两孔要求的表面粗糙度和位置精度较高，工作时会和轴向配合工作，起到支撑的作用，直径11mm的孔用m10的螺杆与汽缸盖相连，直径3mm的孔用来排油，各部分尺寸零件图中详细标注。 图1 气门摇臂轴支座零件图fig1 the parts drawing of valve lock shaft bearings2.1.2 零件的工艺分析接到设计任务时，应首先查看零件图是否完整、正确，再就是对零件的技术要求进行分析。参考机械加工工艺学在此零件的加工过程中，应注意高精度表面的加工。通过对气门摇臂轴支座零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差以及技术要求

16、齐全。通过对零件图的详细审阅，该零件的基本工艺状况已经大致掌握。主要工艺状况如下叙述：(1)零件材料：ht200，灰铸铁的生产工艺简单，铸造性能优良，但是塑性较差、脆性较高、不适合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。(2)组成表面分析：11、16、18孔及其上下端面、3斜孔、倒角、各外圆表面、各外圆轮廓表面。此处已删除（4） 基本时间的确定根据数据，主轴转速n=255r/min，工作台进给量fm= fznz=0.210255=510mm/min根据机械加工工艺手册8，表30-9查得l1+ l2=7mm取fm=480mm/min；切削加工面l=26 tj= = =0.07min工步三

17、半精铣28前后端面（1） 切削深度 ap=1 mm（2） 进给量的确定 此工序选择yg8硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：d=80mm，d1=70mm，d=27mm，l=36mm，l1=30mm，齿数z=10，根据所选择的x6132卧式铣床功率为5kw，查机械加工工艺手册8得fz=0.100.24mm/z 取fz=0.20mm/z 则 f=0.110=1mm/r（3） 切削速度的确定 根据机械加工工艺手册8表5-157，选择切削速度vc=124m/min。计算主轴转速n= = 495 r/min,查机械制造基础课程设计基础教程3表4-18得n=490 r/min,然后计算实

18、际vc= =123m/min（4） 基本时间的确定根据数据，主轴转速n=490r/min，工作台进给量fm= fznz=0.110490=490mm/min根据机械加工工艺手册8，表30-9查得l1+ l2=7mm取fm=480mm/min；切削加工面l=28 tj= = =0.07min工序90 钻扩粗铰精铰18的孔工步一 钻17的通孔（1） 切削深度 ap=17 mm（2） 进给量和切削速度的确定 根据这两孔最终要求的表面的粗糙度的要求，确定钻头为硬质合金直柄麻花钻，查表选择如下参数钻头：d=17mm，l=184mm，l1=125mm，查表机械制造技术基础课程设计指南6表5-134，查得，

19、f=0.080.16mm/ r取f=0.1mm/r，vc=5070m/min,取vc=60m/min，计算主轴转速n= =1124r/min，查立式钻床z525主轴转速表，取n=1000r/min,实际切削速度，vc= =53m/min（3） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南6表2-26，查得钻削机动时间计算公式，tj= ，l1= cotka+(12),l2=(14)钻孔深度l=37mm，l1=3，l2=4，所以tj= = =0.33min工步二 扩孔至17.85（1） 切削深度 ap=0.85mm（2） 进给量和切削速度的确定 选择钻头为硬质合金yg8直柄麻花钻，查表选择如下参

20、数钻头：d=17.75mm，l=19mm，l1=130mm，查表机械制造技术基础课程设计指南6表5-134，查得，f=0.91.1mm/ r取f=1mm/r，vc=59m/min，计算主轴转速n= =1052r/min，查立式钻床z525主轴转速表，取n=1000r/min,实际切削速度，vc= =56m/min（3） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南6表2-26，查得钻削机动时间计算公式，tj= ，l1= cotka+(12),l2=(14)钻孔深度l=37 mm，l1=3，l2=4，所以tj= = =0.44min工步三 铰孔至17.94（1） 切削深度 ap=0.09 mm

21、（2） 进给量和切削速度的确定 选择钻头为硬质合金直柄机用铰刀，查表选择如下参数钻头：d=18mm，l=182mm，l1=56mm，查机械制造技术基础课程设计指南6表5-136，查得，f=0.20.4mm/r，取f=0.2mm/r，vc=6080m/min,取vc=60m/min，计算主轴转速n= =1061r/min，查表，取n=1000r/min,实际切削速度，vc= =56 m/min（3） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南6表2-26，查得钻削机动时间计算公式，tj= ，l1= cotka+(12),l2=(14)钻孔深度l=37 mm，l1=3，l2=3，所以tj= =

22、 =0.43min工步四 精铰至18（1） 切削深度 ap=0.06mm（2） 进给量和切削速度的确定 选择钻头为硬质合金直柄机用铰刀，查表选择如下参数钻头：d=18mm，l=182mm，l1=56mm，查机械制造技术基础课程设计指南6表5-136，查得，f=0.20.4mm/r，取f=0.2mm/r，vc=610m/min,取vc=6m/min，计算主轴转速n= =106r/min，查表，取n=80r/min,实际切削速度，vc=80r/min,实际切削速度，vc= =4.5m/min（3） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南6表2-26，查得钻削机动时间计算公式，tj= ，l1

23、= cotka+(12),l2=(14)铰孔深度l=37mm，l1=3，l2=4，所以tj= = =5.5min工序100 钻扩粗铰精铰16的孔工步一 钻15的通孔（1） 切削深度 ap=15mm（2） 进给量和切削速度的确定 根据这两孔最终要求的表面的粗糙度的要求，确定钻头为硬质合金直柄麻花钻，查表选择如下参数钻头：d=15mm，l=169mm，l1=114 mm，查机械制造技术基础课程设计指南6表5-134，查得，f=0.080.16mm/ r取f=0.1mm/r，vc=5070m/min,取vc=60m/ min，计算主轴转速n= =1273 r/min，查表，取n=1220 r/min

24、,实际切削速度，vc= =57m/min（3） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南6表2-26查得钻削机动时间计算公式，tj= ，l1= cotka+(12),l2=(14)钻孔深度l=16 mm，l1=3，l2=4，所以tj= = =0.19min工步二 扩孔至15.85（1） 切削深度 ap=0.85 mm（2） 进给量和切削速度的确定 选择钻头为硬质合金yg8直柄麻花钻，查表选择如下参数钻头：d=15.85mm，l=178mm，l1=120mm，查表机械制造技术基础课程设计指南6表5-134，查得，f=0.91.1mm/ r取f=0.9mm/r，vc=52m/min，计算主轴

25、转速n= =1044r/min，查立式钻床z525主轴转速表，取n=1000r/min,实际切削速度，vc= =50m/min（3） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南6表2-26，查得钻削机动时间计算公式，tj= ，l1= cotka+(12),l2=(14)钻孔深度l=16mm，l1=3，l2=4，所以tj= = =0.23min工步三 铰孔至15.95（1） 切削深度 ap=0.1mm（2） 进给量和切削速度的确定 选择钻头为硬质合金直柄机用铰刀，查表选择如下参数钻头：d=16mm，l=170mm，l1=52mm，查机械制造技术基础课程设计指南6表5-136，查得，f=0.2

26、0.4mm/r，取f=0.2mm/r，vc=6080 m/min,取vc=60m/min，计算主轴转速n= =1194r/min，查表，取n=1000r/min,实际切削速度，vc= =50m/min（3） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南6表2-26，查得钻削机动时间计算公式，tj= ，l1= cotka+(12),l2=(14)钻孔深度l=16 mm，l1=3，l2=4，所以tj= = =0.23min工步四 精铰至16（1） 切削深度 ap=0.05mm（2） 进给量和切削速度的确定 选择钻头为硬质合金直柄机用铰刀，查表选择如下参数钻头：d=16mm，l=195mm，l1=

27、60mm，查机械制造技术基础课程设计指南6表5-136，查得，f=0.20.4mm/r，取f=0.2mm/r，vc=610m/min,取vc=6m/min，计算主轴转速n= =119.2r/min，查表，取n=125r/min,实际切削速度，vc= =6.28 m/min（3） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南6表2-26，查得钻削机动时间计算公式，tj= ，l1= cotka+(12),l2=(14)铰孔深度l=16，l1=3，l2=4，所以tj= = =1.84min工序110 钻3偏10内孔（1） 切削深度 ap=18mm（2） 进给量和切削速度的确定 选择钻头为硬质合金直

28、柄麻花钻，查表选择如下参数钻头：d=3mm，l=61mm，l1=33mm，查机械制造技术基础课程设计指南6表5-134，查得，f=0.040.08mm/r，取f=0.05mm/r，vc=4060m/min,取vc=50m/min，计算主轴转速n= =5307r/min，查表，取n=1360r/min,实际切削速度，vc= =12.8m/min（3） 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南9表2-26，查得钻削机动时间计算公式，tj= ，l1= cotka+(12),l2=(14)铰孔深度l=18，l1=3，l2=4，所以tj= = =0.18min3 支座专用夹具的设计3.1 半精铣3

29、6mm下端面夹具设计本夹具是用来粗铣、半精铣36mm下端面，此面是作为后面工序的基准面，所以在加工过程中，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应该考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。3.1.1 确定定位方案，选择定位元件以粗铣后的22上端面和28前后端面定位，粗铣36mm下底面，半精铣36mm下底面。根据工序以及零件所要求的位置尺寸、形位精度要求来确定夹具的结构方案。分析可以用两块支撑板定位，然后用单螺旋夹紧机构夹紧，共限制5个自由度。定位误差分析：两个垂直平面定位，则：（a）=0.01+0.03=0.040.2，（b）=0，（c）=0，因此，定位精度足够。3.1.2 切削力及夹紧

30、分析计算刀具：w18cr4v（硬质合金端面铣刀） 刀具有关几何参数： ， ， ， d=80mm, d=27mm，l=36mm，z=10，af=0.25mm/z，由机床夹具手册7表129 可得铣削切削力的计算公式： fc=cpap1.1fz0.72d-1.1b0.9zkp(8)查得cp=294对于灰铸铁：kp=（ ）0.55 取hb=175，即kp=0.96由公式（7）得fc=2942.01.10.250.7280-1.1600.9100.96=640.69（n）由资料金属切削机床设计7查得垂直切削力：fcn=0.9fc=576.62(n)背向力：fp=0.55fc=352.38(n)根据工件受

31、力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： (9) 安全系数k可按下式计算： (10) 式中：为各种因素的安全系数，查机床夹具设计手册7121可知其公式参数：由此可得：k=1.21.21.01.21.31.01.0=2.25由公式（8）得 wk=kfc=640.692.25=1441.55(n) wk=kfcn=576.722.25=1297.62(n) wk=kfp=352.382.25=792.86(n)由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，

32、决定选用手动螺旋夹紧机构。查机床夹具手册71226可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：(11)式中参数由机床夹具手册7可查得：, 其中： l=36mm q=25n 由公式（10得 螺旋夹紧力：w0=2564（n） 该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件. 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。3.1.3 确定夹紧机构 在机械加工工艺设计中，已经确定支座的生产类型为大批量生产，根据零件加工的实际情况，在此工序夹具中选择单螺旋夹紧机构夹紧工件，这样可以保障夹

33、紧的可靠。具体机构图如下：图3 单螺旋夹紧机构fig3 the clamping institutions of single spiral3.1.4 确定夹具体装置 对于铣床夹具，在机床的定位是以夹具体的底面放在铣床工作台面上，再通过两个定向键与机床工作台的t形槽相连接来实现的，两定向键之间的距离应尽可能远些。刀具相对夹具位置圆形对到块其高度为2mm的塞尺来确定，以保证加工面的精度要求。切屑在加工过程中应该顺利地排除到家具外，否则会影响工件的正确定位，所以在夹具体设计上应有容屑沟10。3.1.5 绘制夹具总图 进行切削力，夹紧力以及定位误差的计算，以确定夹紧机构的结构形式和尺寸及定位元件的结

34、构尺寸和精度。另外还要根据定位元件及夹紧机构所需的空间范围及机床工作台的尺寸，确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图11。夹具中的非标零件都必须绘制零件图；见附图零件图。3.2 孔加工夹具设计3.1.1 确定定位方案，定位基准的选择 根据图纸要求，为保证加工质量，工序基准应与设计基准相同。选择底面作为定位基准。工序基准面是底面，定位面为环形凸台面，限制3个自由度，孔采用定位销定位，由于通过孔夹紧，定位销与夹紧件拉杆做成整体。限制2个自由度，还有一个绕孔轴线旋转自由度，采用不规则定位板，除限制自由度达到完全定位外，还能提高夹具系统刚性。3.2.2 定位误差分析定位误差是指由于定位不准引起的某一工

35、序的尺寸或位置精度要求方面的加工误差。对夹具设计中采用的定位方案，只要可能产生的定位误差小于工件相应尺寸或位置公差的三分之一，或满足装夹+对定+过程t，即可认为定位方案符合加工要求12。分析零件图，得知需要保证的尺寸要求：保证孔18 中心与底面距离240.03mm，孔16中心与底面距离490.05mm。两孔中心距560.05mm。其中两孔中心距由钻模板上两钻套的中心距保证。孔与底面的距离靠钻模板与不规则定位板保证，3个尺寸都是以工件底面为基准，基准不重合误差为0。 3.2.3 导向装置的确定导向装置的设计：导向装置主要是钻模板，导向元件是钻套，加工中需要钻扩铰3个工步，为减少装夹时间，减少辅助

36、时间，钻套选择快换钻套，钻套与钻模板连接需要有衬套。当需要换钻套，只需要将钻套逆时针旋转到钻套的削平边，即可取出钻套。钻模板图见图4： 图4 钻模板fig4 drill template3.2.4 夹紧装置的设计根据夹紧力方向的原则13（1） 夹紧力的作用方向不应破坏工件的既定位置；（2） 夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽量小；（3） 夹紧力的作用方向应使工件的夹紧变形最小。根据夹紧力作用点的原则 （1） 夹紧力的作用点应正对夹具定位支承元件或位于支承元件所形成的稳定受力区域内，以免工件产生位移和偏转；（2） 夹紧力的作用点应在工件刚性较好的部位上，以使夹紧变形尽可能少，有时可采用增大工件受力

37、面积或合理布局夹紧点位置等措施来实现；（3） 夹紧力的作用点应尽可能靠近工件的加工表面，以保证夹紧力的稳定性和可靠性，减小工件的夹紧力，防止加工过程产生振动14。根据以上要求，考虑加工零件的特点及定位方式，确定夹紧方式，通过前面工序加工出的11孔用拉杆定位夹紧，方向为水平向右，这样能保证主要定位基准面与定位元件的良好接触。3.2.5 切削力及夹紧力的计算（1） 切削力的计算：刀具为硬质合金直柄麻花钻，直径d=17mm，f=0.26mm/r,查表2-23切削用量简明手册15 钻孔的轴向力计算公式：fc=cfd0zff yfkf(12)其中cf=365.9，zf=1.0，yf=0.8，kf=0.9

38、4代入公式 fc=365.9171.00.260.80.94=2037n钻孔16的轴向力fc=365.9161.00.260.80.94=1873n（2） 夹紧力的确定：分析工件夹具中的受力情况：切削力方向为孔轴线方向，夹紧力垂直于切削力方向，由定位面与定位元件之间的摩擦力平衡切削轴向力，定位面板材料为铸铁，工件材料为铸铁，查机械设计课程设计手册16表1-10，摩擦系数为0.5.由理论力学17第6版p110公式： fs=fsfn(13)式中fs为摩擦力，fs为静摩擦因素，fn为正压力，代入式得： fn= =4074n，则实际夹紧力f=kfn，k为安全系数。k=k0k1k2k3k4(14)查机床

39、夹具设计手册18，表1-2-1、表1-2-2,：k0=1.2 k1=1.2 k2=1.0 k3=1.0k4=1.0 k=1.21.21.01.01.0=1.44f=1.444074=5866.56n3.2.6 检验夹紧元件的强度 夹紧拉杆材料为20cr,材料塑性大，受力为拉力，发生塑性变形，当达到一定限度或断裂，零件不能正常工作，就发生失效。失效发生在零件的薄弱环节。拉杆示意图如下： 图6 拉杆图table6 the figure of clamping barsa- a截面是该零件最易失效的部分，取该截面分析：= (15)= =358mpa对塑性材料有：= 查材料力学1820cr钢s=540

40、mpa,取ns=2,则：= =540/2=270故拉杆强度合格。3.2.7 设计夹具体夹具的具体各部分设计完成后，将夹具装配图用a0图纸绘画，部分主要零件也单独用a3、a1图纸画，见附图。该夹具是用于精加工的，装配完成后，安装在z3025钻床的工作台上，安装后要检查安装是否存在误差，如有应消除，以免造成加工误差。该夹具设计的是液压夹紧方式，安装完成还要检查管道连接是否紧密，有无泄露现象检验用油压要高于夹紧要求的压力，保证使用安全。夹具的操作：安装工件时，应检查活塞杆是否处于松开的位置，然后使工件上11孔穿过拉杆，将底平面紧靠定位板上的3个定位支承上，两圆柱的下端面靠近夹具体上安装好的不规则定位

41、板上，保证工件垂直于夹具体底座。定位调节好后，将球形开口垫圈球面对准11孔安装于拉杆上6段，然后打开液压操作手柄置于工件位置，启动液压缸夹紧工件。球形垫圈的作用在于液压拉杆力作用下自动调节拉杆轴线，保持拉杆与液压杆的同轴性。夹紧完成后，将手柄置于保压位置，保持活塞位置不动，到加工完成。加工完成后，将手柄置于松开的位置，松开工件，取下球形开口垫圈，然后就可以取下工件。夹具的维护：夹具在使用中，应注意检查钻套的磨损情况，如磨损后不能精确保证加工精度，则只需更换钻套19.本夹具定位面板是受力的部件，应定时检查其是否发生受力变形，如有变形，应及时设法修正，才能保证加工精度，为使其变形减少，需要严格控制

42、液压缸的油压，保证油压不超过工作油压太多。3.2.8 液压控制回路的确定(1) 启动：活塞处于液压缸最左端。(2) 工进：压力油由左端的油管进入油缸，推动活塞向右移动，夹紧工件。(3) 保压：保持活塞两端压力相等活塞停止运动，直到工件加工完成。(4) 工退：压力油由右端的油管进入油缸，推动活塞向左移动，松开工件。装夹工件的时间约为辅助时间的1/2，辅助时间6s，则夹紧、松开工件的时间不大于3s。由于夹紧过程活塞行程不大于30mm，不需要快进、快退过程。所以要求液压系统能够完成“工进-保压-工退”的工作循环即可。确定控制回路：根据液压系统的要求选择控制回路的基本回路，由上面分析知，该控制回路至少

43、要有一个换向回路，一个保压回路，就可以达到控制要求。换向回路：选择一个o型三位四通换向阀，其作用是利用阀心相对于阀体的运动，使油路接通、关段或变换油路方向。从而使液压执行元件启动、停止、换向。见图7(a)保压回路：保压回路以保证工件在夹紧过程中工件在切削力的作用下占有正确位置，保证液压缸中的压力不变，这里选择一个二位二通的电液换向阀来换向，实现保压的过程。保压回路如下图7(b)： （a） 换向回路 （b） 保压回路图7 液压基本回路fig7 basic circuits of hydraulic system单向阀：为了机床停止工作时系统的油液流回油箱，导致空气进入系统，影响液压系统的平稳性的

44、问题，必须在电液换向阀的出口处增加一个单向阀。其他元件：回路除以上基本元件外，还需要一个溢流阀，其作用是通过阀口的溢流，使被控系统或回路的压力维持恒定，实现稳压、调压或限压作用。根据夹紧力的大小，则油缸需要提供的压力要p=(5866.56/3.14282)=9.35mpa,由油缸的内径，选取油缸的型号为gb/t2348-1993 32210。其他辅助元件：如根据油缸的型号选取滤油器、泵20。3.2.9 液压回路的综合和整理将选择的液压元件组合成控制回路，如图8：图8 液压系统图fig8 the figure of hydraulic ystem4 结论时光飞逝，为期两个多月的毕业设计已经接近尾

45、声。回首这两个多月的设计过程，感慨万千。使我从中学到了以前在课内根本就学不到的东西。受益匪浅！在这次设计过程中，使我真正的认识到自己的不足之处，以前上课没有学到的知识，在这次设计当中也涉及到了。使我真正感受到了知识的重要性。这次设计将我以前学过的机械制造工艺与装备、公差与配合、机械制图、工程材料与热处理工艺等知识很好的串联了起来，起到了穿针引线的作用，巩固了所学知识的作用。在毕业设计中，首先是对工件机械加工工艺规程的制定，这样在加工工件就可以知道用什么机床加工，怎样加工，加工工艺装备及设备等，因此，工件机械加工工艺规程的制定是至关重要的。在毕业设计中还用到了cad制图和一些计算机软件，因为学的

46、时间长了，因此在开始画图的时候有很多问题，而且不熟练，需参阅课本。但不久就能熟练的画了。cad制图不管是现在，对以后工作也是有很大的帮助的。因此，这次毕业设计真正将以前所学的联系到实际应用中来了。在这次毕业设计中，还有一个重要的就是关于专用夹具的设计，因为机床夹具的设计在学习的过程中只是作为理论知识讲的，并没有亲自设计过，因此，在开始的设计过程中，存在这样那样的问题，在老师的细心指导下，我根据步骤一步一步的设计，画图，查阅各种关于专用夹具的设计资料，终于将它设计了出来，我感到很高兴，因为在这之中我学到了以前没有学到的知识，也懂得了很多东西，真正做到了理论联系实际。在这次毕业设计中，我学到了很多

47、知识，有一点更是重要，就是我能作为一个设计人员，设计一个零件，也因此，我了解了设计人员的思想，每一个零件，每件产品都是先设计出来，再加工的，因此，作为一个设计人员，在设计的过程中一点不能马虎，每个步骤都必须有理有据，不是凭空捏造的。而且，各种标准都要严格按照国家标准和国际标准，查阅大量资料，而且设计一个零件，需要花好长时间。亲自上阵后我才知道，做每件事都不是简简单单就能完成的，是要付出大量代价的。因此，我们也要用心去体会每个设计者的心思，这样才能像他们一样设计出好的作品。在这次毕业设计中，对我来说有所收获也存在着不足之处。收获：（1）能把以前所学的各种知识，综合的运用的这次设计中，巩固了以前所学的知识。（2）学会了参阅各种资料及查各种余