2185--破碎机底座机械加工工艺及夹具设计含三维图（最大直径480）
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2185
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2.毕业设计（论文）任务书课题名称破碎机底座加工工艺及夹具设计专业班级14100102学生姓名郑路学号1410110516主要内容、基本要求、主要参考资料、进度安排等：主要内容：按教师提供的零件图，绘制零件毛坯图；编制零件加工工艺规程；设计零件工艺规程中任意两道工序的机床专用夹具装配图（如设计夹具立体装配图，只设计一道工序装配图）；拆画夹具零件图；编写毕业设计论文（说明书）。基本要求：完成毕业设计工作量：零件加工工艺规程：0号图1张；机床专用夹具：0号图2张（如设计夹具立体图1张）；零件图、零件毛坯图、拆画夹具零件图，合计0号图1张。总计完成0号图4（3）张；编写毕业设计论文，A4纸打印，符合论文规范，不少于1万字。主要参考资料：机械制造技术，赵艳红主编，化学工业出版社；机械加工工艺师手册，杨叔子主编，机械工业出版社；机械制造技术基础，杜可可主编，人民邮电出版社；机床夹具设计手册，王光斗主编，上海科学技术出版社进度安排：第1周，查阅资料，熟悉课题；第2周，编写开题报告；第3周，绘制零件图、零件毛坯图；第4-6周，设计零件加工工艺规程；第7-9周，设计机床专用夹具；第10周，拆画夹具零件图；第11-12周，编写毕业设计说明书。指导教师签字： 年 月 日教研室主任签字： 年 月 日教学副院长签字： 年 月 日摘 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。在加工和生产的操作中，所有的改变了生产对象的形状和尺寸的，使其成为成品或者半成品的过程叫做工艺过程，底座加工工艺规程设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计两部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量。关键词：公差配合；工艺过程；加工工艺；夹具设计；夹紧；专用夹具IAbstract The content of this design involves mechanical manufacturing technology and fixture design, metal cutting machine tools, tolerance matching and measurement, and so on.In the operation of processing and production, all the processes that change the shape and size of the production object and make it a finished product or a semi-finished product are called the process. Two parts of process design. In the process planning, we should first analyze the parts, understand the process of the parts and then design the structure of the blank, and then select the processing benchmark of the parts, design the technological route of the parts, and then calculate the dimensions of the various working procedures of the parts. The key is to determine the process equipment and cutting parameters of each process.Keywords：technological process; processing technology; fixture design; clamping; special fixtureII目 录摘 要IAbstractII绪 论11 零件的结构工艺分析和毛坯确定21.1零件的作用21.2零件的工艺性分析21.3确定毛坯类型与制造方法21.4毛坯形状及尺寸32 工艺路线的拟定和11沉头孔工序设计42.1定位基准的选择42.1.1粗基准的选择原则42.1.2 精基准的选择原则42.2加工顺序的安排52.3热处理工序、辅助工序的安排52.4拟定工艺路线62.5切削用量的选择与确定73 机床夹具设计概述113.1什么是夹具113.2夹具的作用113.3夹具的组成123.4夹具的分类124 钻床夹具设计134.1夹具体的设计134.2定位方案和定位装置的设计144.2.1工件定位的基本原理144.2.2工件定位的类型144.2.3定位基准的选择144.2.4工件定位方式及其定位元件154.3导向方案及导向装置的设计154.3.1钻套介绍154.4夹紧方案的确定及装置的设计164.4.1夹紧装置的组成164.4.2夹紧装置的设计要求164.4.3夹紧力的计算174.5夹具的精度分析17总 结19致 谢20参考文献21I绪 论随着社会的发展、科技的进步，机械行业对专业人才的需求在不断变化，特别是随着数控技术的应用和先进设备的增加，对既有扎实专业理论基础，又会动手的职业技术人才需求越来越多。所以为了深化课程学习，我以极高的热情对待这次毕业设计。通过毕业设计这一实践环节，使我更好地理解和掌握本课程的基本理论和方法，进一步提高查阅技术资料、绘制零件图等能力,按照一个简单机械系统的功能要求，综合运用所学知识，并对其中某些机构进行分析和设计。“以设计为主线，分析为设计服务，立足点是机械系统的方案设计”是机床夹具设计的新体系。机床夹具设计让我们对所学课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们大学三年中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次机床夹具毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力。机械原理课程是培养学生具有机械理论能力的技术基础课。毕业设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是我学习机械专业来一次较为全面的自主进行机械设计能力的训练。在这个为期六周的过程里，我有过紧张，有过茫然，有过喜悦，感受到了学习的艰辛，也收获到了学有所获的喜悦，回顾一下，我觉得进行机械原理毕业设计的目的有如下几点：通过毕业设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械原理课程和其他选修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。 学习设计机械产品的一般方法，掌握机械设计的一般规律。学习进行机械基础技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册等。能熟练运用机床夹具设计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。提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据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。学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。由于能力有限，设计尚有许多的不足之处，恳请各位老师给予指导。1 零件的结构工艺分析和毛坯确定1.1零件的作用图1.1底座的作用是支撑定位的作用。1.2零件的工艺性分析该零件的材料为45, 有一定的伸长率，具有良好的焊接性能和热加工性，具有较好的韧性和塑性。一般在热轧状态下使用，用其轧制的型钢、钢筋、钢板可用于制造各种焊接结构件。零件的结构包括次要结构与主要结构：a:次要结构有各端面的通孔，沉头孔，螺纹孔。b:主要结构有480的外圆及其端面，442的外圆及其端面，内孔90的孔。c:作为主要结构的外圆适宜使用车削加工，该零件毛坯为45钢， 90内孔粗糙度为6.3，因此粗车即可。480的外圆及其端面，442的外圆及其端面和表面粗糙度值达6.3，采用粗车达到。d:作为次要结构，各孔分布的位置要求应保证除此之外其他的表面为自由公差，粗糙度为Ra12.5，通过钻加工即可达到。 1.3确定毛坯类型与制造方法毛坯种类的选择与材料的消耗，生产，加工质量，成本和实际作用密切相关。由零件分析可知该零件是底座零件。锻造是底座零件毛坯的主要制造方法。1.4毛坯形状及尺寸机械加工余量的确定：由于此零件采用热轧，根据机械加工工艺手册 表3.1-2查出锻件外表面的极限偏差为：上偏差+1.20、下偏差-1.20。根据机械加工工艺手册 查表3.1-14锻件端面的加工余量，查出双边加工余量为5根据机械加工工艺手册 查表3.12的等级精度为IT11。如图1.4所示 图1.2 底座毛坯图2 工艺路线的拟定2.1定位基准的选择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的位置要求（位置尺寸和位置精度）和安排加工顺序两者有非常大的影响。定位选择的正确合理，可以保证加工质量，提高生产率。相反，则加工工艺过程中会出现形形色色的问题，严重的将导致零件大批量报废，无法进行正常生产。用没有加工过的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准；用已经加工过的毛坯表面作定位基准，这种则称之为精基准。因为在选择定位基准时，必须要从保证工件精度的角度考虑，所以分析定位基准选择的顺序就应该从粗基准到精基准。2.1.1粗基准的选择原则底座大致可以归类为轴类零件，根据保证不加工表面与加工表面相互精度原则这条粗基准的选择原则，即为当此零件有不加工的表面时，要以这些不加工的表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时应该和这些加工表面中要求的相对精度比较高的不加工表面作为粗基准。（1）为了保证加工表面与非加工表面之间的位置要求，应选非加工表面为粗基准：（2）选作粗基准的表面应平整光洁，要避开锻造飞边和锻造浇冒口、分型面毛刺等缺陷，以保证定位基准、夹紧可靠。（3）合理分配各加工表面的余量；（4）粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向，一般只允许使用一次；轴向定位基准为端面。径向定位基准为中心线。底座的左右端面采用粗精准定位，工序为：a:粗车左端面：采用右端面和外圆为定位基准；b:粗车右端面：采用左端面和外圆为定位基准；2.1.2 精基准的选择原则（1）基准重合原则（2）基准统一原则（3）自为基准原则（4）互为基准原则（5）保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则底座的其他面和孔采用精基准定位，工序为：a:粗车半精车外圆：采用左右端面为精基准定位b：粗镗半精镗内孔：采用一端面和外圆为精基准定位c:半精车左右端面：采用一端面和外圆为精基准定位d:钻12-6的孔，锪孔10：采用右端面和内孔为精基准定位e:钻12-6的孔：采用左端面和内孔为精基准定位f:钻4-M3的螺纹孔，攻丝：采用左端面，内孔和6的孔为精基准定位g:钻11的通孔：采用左端面，内孔和6的孔为精基准定位2.2加工顺序的安排（1）先面后孔一般是既有平面，又有孔或孔系，这时应先将平面加工出来，再以平面为基准加工孔或孔系。（2）先粗后精是指先安排各表粗加工，后安排精加工。（3）基面先行应首先安排被排被选作精其准的表面的加工，再以加工出的精基准为定位基准，安排其他表面的加工。（4）先主后次主要表面一般指零件上的设计基准面和重要工作面。这些表面是决定零件质量的主要因素，对其进行加工是工艺过程的主要内容，因而在确定加工顺序时，要首先考虑加工主要表面的工序安排，以保证主要表面的加工精度。底座在车床上加工时，先加工480，442的端面和外圆，符合基面先行、先面后孔、次要表面可穿插在各阶间进行的安排原则，在钻床加工时先钻后铰孔或者攻丝符合先粗后精的原则。2.3热处理工序、辅助工序的安排常用的热处理工序有：退火、正火、调质、时效、淬火、回火、渗碳、碳氮、共渗等。按热处理的目的，可分为预备热处理、消除残余应力热处理、最终热处理。预备热处理是为了改善材料的切削性能，消除毛坯制造时的残余应力，改善组织；最终热处理是提高零件的强度、表面硬度和耐磨性，常安排在精加工工序之前。热处理是用于提高材料的力学性能、改善金属的加工性能及消除残余内应力，而热处理工序的安排，常根据零件的技术要求和材料的性质，合理的安排，热处理工序安排得是否恰当，对保证零件的精度、保证零件加工的顺利进行、保证零件机械性能有着重要影响。调质处理是为了提高工作的综合力学性能。表面氧化处理是为了保证和提高涂层的防护性能，增强涂层对物体的附着力，创造合适的表面粗糙度，增强涂层对底衬的配套性和相容性。根据零件要求，最终热处理是进行调质处理，即将工件淬火后加高温回火热至500度以上。淬火钢经高温回火后，钢的淬火应力完全消除，强度较高，塑性和韧性提高，具有良好的综合性能。辅助工序一般包括去毛刺、倒菱角、清洗、涂漆、除锈、退磁、检验等。根据本工件的实际情况，辅助工序为去毛刺和检验。2.4拟定工艺路线根据以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可以初步确定加工工艺路线，具体方案如下表2.1所示；表2.1 加工工艺路线一序号工序内容工步内容1锻造锻造2调质处理调质处理3车以外圆和右端面定位，车480的左端面4车以外圆和左端面定位，车442的右端面5车以左右端面定位，车480，442的外圆6镗以外圆和一侧面定位，镗90的内孔7钻以右端面和内孔定位，钻12-6的孔，锪孔108钻以左端面，内孔和6的孔定位，钻12-6的孔9钻以左端面，内孔和6的孔定位，钻4-M3的螺纹孔，攻丝10钻以左端面，内孔和6的孔定位，钻11的孔11检验检验12入库入库表2.2 加工工艺路线二序号工序内容工步内容1锻造锻造2调质处理调质处理7钻以右端面和内孔定位，钻12-6的孔，锪孔108钻以左端面，内孔和6的孔定位，钻12-6的孔9钻以左端面，内孔和6的孔定位，钻4-M3的螺纹孔，攻丝10钻以左端面，内孔和6的孔定位，钻11的孔3车以外圆和右端面定位，车480的左端面4车以外圆和左端面定位，车442的右端面5车以左右端面定位，车480，442的外圆6镗以外圆和一侧面定位，镗90的内孔11检验检验12入库入库工艺路线方案的分析与比较方案二：主要是按工序分散原则组织工序，可使每个工序使用的设备和夹具比较简单，但花费时间较长和对操作人员的技术水平要求较高，且不利于保证工件的加工精度，姑不适用于大批量生产。方案一：主要是按工序集中原则组织工序，有利于保证各加工面间的相互位置精度要求，节省装夹时间，并对工人技术水平要求高，有利于降低生产成本，故用于大批量生产。综合上述两种方案采用方案一更为合理。2.5切削用量的选择与确定工序：车480的端面1) 切削深度 单边余量为Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.8mm/r3) 计算切削速度公式见式（2.1） （2.1）其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速公式见式（2.2）ns= 753r/min （2.2）与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=750r/min。所以实际切削速度见式（2.3） = （2.3）5) 切削工时，见式（2.4）t=i （2.4）其中l=25mm; =4mm; =0mm; t=i=x2=0.966(min)工序：车外圆1) 切削深度 单边余量为Z=0.5mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度见式（2.5） （2.5）其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=92m/min4) 确定机床主轴转速见式（2.6）ns= 545r/min （2.6）与545r/min相近的机床转速为575r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度见式（2.7）= （2.7）5)切削工时，按工艺手册表6.2-1，见式（2.8）t=i （2.8）其中l=25mm; =4mm; =0mm; t=i=0.4833(min)工序：车90的内孔1) 切削深度 单边余量为Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/r3) 计算切削速度见式（2.9） （2.9）其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min4) 确定机床主轴转速见式（2.10）ns= 585r/min （2.10）与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度见式（2.11）= （2.11）5)切削工时，按工艺手册表6.2-1，见式（2.12）、式（2.13） t=i （2.12）其中l=25mm; =4mm; =0mm;t=i=0.4833(min) （2.13）工序：钻4-M3螺纹孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则：根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以见式（2.14） （2.14）根据机床说明书，取，故实际切削速度见式（2.15） （2.15）切削工时：，则机动工时见式（2.16） （2.16）攻丝M3攻螺纹M3mm。 按机床选取，则机动时见式（2.17） 其中， （2.17）3 机床夹具设计概述3.1什么是夹具随着科学技术的发展和市场需求的变化及竞争的加剧，传统的制造技术发展到一个崭新的阶段。机械制造以满足市场的需求作为战略决策的核心，以取得理想的技术经济效果。机床夹具在机械制造中发挥着重要作用，大量专用机床夹具的采用为大批量生产提供了必要条件。至此，在对工件进行加工时，为了保证加工的要求，首先要使工件相对夹具及机床有正确位置，并使位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此，在进行机械加工之前，先要将工件装夹好。 各种金属切削机床上用于装夹工件的工艺装备称为机床夹具。3.2夹具的作用保证加工精度，稳定加工质量。用夹具装夹工件时，工件相对刀具及机床的安装位置均已确定，所以工件在加工过程中的位置精度不会受到各种主观因素和操作者技术水平的影响，能使一批工件的加工精度一致，加工质量稳定。缩短辅助时间，提高劳动生产率。使夹具装夹工件方便、快速，因此工件不需要划线找正，可大大减少辅助工时，工件在夹具装夹后提高了工件的刚性，所以可加大切削用量，提高劳动生产率；可使用多件、多工位装夹的夹具，并可采用高效加紧机构，有效提高劳动生产率。扩大机床的使用范围，实现“一机多能”。在批量不大、工件种类和规格较多、机床类型有限的条件下，可通过设计机床夹具，改变机床的工艺范围，实现“一机多能”。例如，在普通铣床上安装专用夹具铣削成形表面。改善工人劳动条件，降低生产成本。在批量生产中使用夹具后，工件的装卸比较方便、省力、安全，采用扩力机构、气动夹紧，都能改善工人的劳动条件。由于劳动力的提高、使用技术等级较低的工人以及废品率下降的原因，明显的降低了生产成本。保证工艺纪律。夹具设计往往是工艺人员解决高难度零件的主要工艺手段之一，是提高企业整体技术水平是主要措施。生产中使用夹具，可保证生产周期、生产调度等工艺纪律。 3.3夹具的组成（1）定位元件。定位元件的作用是使工件在夹具中占据正确的位置。（2）加紧装置。加紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力作用时不离开已经占据的正确位置。（3）对刀或导向装置。对刀或导向装置用于确定刀具相对定位元件的正确位置。（4）连接元件。连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。（5）夹具体。夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。（6）其它元件或装置。是指夹具中因特殊需要而设置的元件或装置。3.4夹具的分类（1）通用夹具。是指结构、尺寸已经标准化，具有一定通用性，特点是适用性好，不需要调整或稍加调整即可装夹一定形状范围的各种工件，主要用于单件小批量生产。（2）专用夹具。是针对某一工件的某道工序的加工要求而专门设计制造的夹具，特点是针对性强，可获得较高的生产率和加工精度，但制造周期长，主要用于批量生产。（3）可调夹具。是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具，可以适应多种工件的加工。它还分为通用可调夹具和成组夹具两类，在多品种、小批量生产中得到广泛应用。（4）组合夹具。是一种模块化的夹具，已实现商品化，在单件、中小批多品种的生产和数控加工中，是一种较经济的夹具。（5）拼装夹具。是一种用专门的标准化、系列化的拼装夹具零部件拼装而成的夹具，它有组合夹具的特点，但比组合夹具精度高、效能高、结构紧凑，适合在数控机床上使用。4 钻床夹具设计4.1夹具体的设计在加工过程中，夹具体是承受载荷最大的零件，通常是夹具体中体积最大和结构最复杂的的零件。既要保证在其上所安装的各种装置和各元件之间的相互位置关系又要实现夹具与机床之间的定位和连接，所以夹具体一般要满足如下几个要求。（1）力求结构简单及装卸工件方便。保证强度和刚度的前提下，尽可能体积小、重量轻。（2）排屑要方便。夹具设计时，应考虑切屑的排除。（3）应该有足够的强度和刚度。在加工过程中，夹具体要承受较大的切削力和夹紧力。为保证夹具体不会产生不允许的变形或振动，夹具体应有足够的强度和刚度。（4）结构工艺性好。夹具体应便于制造、装配、检验和维修。（5）在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基面与机床相应表面的接触或配合实现的。 （6）具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及夹具体的安装基面等，应有适当的尺寸和精度。如图4.1所示图4.1破碎机底座夹具正等视图4.2定位方案和定位装置的设计工件的定位就是确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，它是一种过程。作用是保证加工尺寸和位置精度。定位方案不确定，其他有关问题就无法进行设计。定位方案一经确定，则夹具的总体配置基本形成。因此，无论是设计夹具，还是分析现场夹具，都是从工件的夹具中的定位着手解决问题。4.2.1工件定位的基本原理（1）工件的自由度。运动件相对与固定坐标系所具有的独立运动称为自由度。分为位置自由的和角度自由度。（2）工件定位原理。六点定位规则，六点定则是工件定位的基本法则，用于实际 生产时，起支撑作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。用来定位底座的定位元件为：芯轴和削边销，芯轴限制5个自由度，削边销限制1个自由度，分别为：芯轴：X方向，Y方向，Z方向，X旋转，Y旋转削边销：Z旋转4.2.2工件定位的类型工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制；不影响加工的自由度，有时要限制，有时可以不用限制，视具体情况而定。根据工件自由度被约束的情况，工件定位可分为以下几种类型：（1）完全定位工件的六个自由度不重复地全部被限制了的定位称为完全定位。不完全定位工件限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。（2）欠定位按照加工要求，应限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。欠定位无法保证加工要求。（3）重复定位夹具上的定位元件重复限制工件的同一个或几个自由度的定位称为重复定位（又程过定位）。重复定位分两种情况：当工件的一个或几个自由度被重复限制，但仍然能满足加工要求，即不但不产生有害影响，反而可增加工件装夹刚度的定位，称为可用重复定位。当工件的一个或几个自由度被重复限制，并对加工产生有害影响的重复定位，称为不可用重复定位。它将造成工件定位不稳点，降低加工精度，使工件或定位元件产生变形，甚至无法加工和安装。因此，不可重复定位是不允许的。4.2.3定位基准的选择（1）如何选择定位基准。定位基准的选择，应尽量使工件的定位基准与工序基准重合；尽量用精基准作为定位基准；遵循基准统一原则；应使工件安装稳点，加工中引起的变形最小；应使工件定位方便，夹紧可靠。（2）定位符号和夹紧符号的标注。在选定定位基准及确定了夹紧力的方向和作用点后，应在工序图上标注定位符号和夹紧符号。（3）对定位元件的基本要求。足够的精度、足够的强度和刚度、耐磨性好、工艺性好、便于清理切削。底座工序钻4-M3螺纹孔，定位基准为基准定位，采用左端面，内孔和6的进行定位。4.2.4工件定位方式及其定位元件定位方式和定位元件的选择包括的结构、形状、尺寸及布置形式等，主要取决于工件的加工要求、工件定位基准和外力的作用状况等因素。（1）工件以平面定位。工件以平面作为定位基准时，所用定位元件一般分为主要支承和辅助支承两类。主要支承用来限制工件的自由度，具有独立定位作用。辅助支承用来加强工件的支承刚性，不起限制工件自由度的作用。（2）工件以圆孔定位。工件以圆孔为定位基准，这种定位方式所用的定位元件有定位心轴和削边销。4.3导向方案及导向装置的设计由于是钻床夹具，所以导向装置选用钻套。4.3.1钻套介绍（1）钻套的作用钻套的作用是保证被加工孔的位置精度，引导刀具，防止其在加工过程中发生偏斜，提高刀具的刚性，防止加工时震动。（2）钻套类型分为标准钻套和固定钻套，标准钻套又分为固定钻套、可换钻套和快换钻套。（3）钻套的设计（a）钻套高度。钻套高度H对刀具的导向性能和刀具的寿命影响很大，H 较大时，导向性能好，但刀具与钻套的摩擦较大，H过小，则导向性能不良，一般取H和钻套孔径d之比H/d=12.5。（b）排屑间隙。钻套的底面与工件表面之间应留有排屑间隙h，间隙必须适中，不然会影响钻套的导向作用和正常排屑，钻削锻铁是h取（0.30.7）d；钻削钢件是h取（0.71.5）d；工件要求精度高时h可取0。（c）钻套的内径尺寸及公差。钻套的内径尺寸及公差主要取决于刀具的种类和加工孔的尺寸精度，一般钻孔或扩孔时公差选F7或F8，粗铰孔时选G7，精铰时选G6，（4）钻模板钻模分为固定钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板、悬挂式钻模板。由于这次加工的四个M3螺纹孔在零件上均匀分布，为了加工方便，我们设计钻模板结构为一个圆形并且上面有四个孔均匀分布对应零件上的四个孔。由于加工孔是螺纹孔，又应是大批量生产，故宜选用快换钻套，在工件装卸方便的情况下尽可能选用可卸式钻模板。根据以上所述其钻套高度H为：由于加工的孔小所以H 应取大值H为22。排屑间隙h为：由于工件材料为45钢，所以h为16。钻套的内径尺寸及公差为：内径尺寸为11。公差为F7。4.4夹紧方案的确定及装置的设计工件定位后将它的位置固定下来，称为夹紧。在机械加工过程中，工件会收到各种力的作用，为了保证在这些外力作用下，工件还能咋爱夹具中有定位元件确定加工位置，而不发生移动。4.4.1夹紧装置的组成（1）动力装置产生夹紧力。动力装置是产生原始作用力的装置。按夹紧力的来源分为手动夹紧和机动夹紧。（2）夹紧机构传递夹紧力。传递机构是原动力传递给夹紧元件。它由接受原始作用力的构件和中间传力机构组成。4.4.2夹紧装置的设计要求（1）夹紧过程中，不能破坏工件在定位是所在对定正确位置。（2）夹紧力的大小合适。保证工件加工位置的不变，夹紧牢固可靠，又不能超过允许的变形。（3）夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量大，允许设计较复杂、效率较高的夹紧装置。（4）具有良好的结构工艺性和使用性。尽量简单，便于维修制造，操作安全方便，并且省力。综上所述为了是夹具结构更简单，操作更方便动力装置采用手动夹紧 ，由于工件的结构性和工艺性不复杂要求也不高，所以，为了快速装卸工件，采用螺母及垫圈相配合的夹紧机构夹紧机构。4.4.3夹紧力的计算在分析夹紧力时，可把螺旋看做是一个缠绕在圆柱体上的斜面，展开后就相当于斜楔了。螺旋夹紧产生的夹紧力计算公式如下式（4.1）： （4.1）式中 单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N)；作用力臂（mm）；螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm)；其值视螺杆端部的结构 形式而定（mm）；螺杆端部与工件间的摩擦角（）；螺旋副的当量摩擦角（）；螺纹中径之半（mm）；螺纹深角（）；查表得：求得：螺旋压板夹紧机构是利用杠杆原理来实现夹紧作用。其好处是：增大夹紧力，改变夹紧力作用方向，增大夹紧行程。它可以绕水平轴翻转，增力显著，夹紧时既省力又迅速可靠。4.5夹具的精度分析使用夹具的首要目的在于保证工件的加工质量，具体来说，使用夹具加工时必须保证工件的尺寸精度、形状精度和位置精度。用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件加工件精度的因素很多。有定位误差、对刀误差 、夹具在机床上的安装误差、影响加工精度的其他因素综合称为加工方法误差 、夹具误差、加工总误差。（1） 定位误差。此工件的定位误差为，工件定位孔与定位心轴的最大配合间隙。工件定位孔的尺寸为90H7（mm），定位心轴的尺寸为90g6（mm），见式（4.2） = (4.2) （2） 对刀误差。因为刀具相对于刀或导向元件的位置不精确而造成的加工误差，称为对刀误差。钻套导向孔的尺寸为3F7（mm），钻头尺寸为3h9（mm）。对刀误差为钻头与导向孔的最大间隙见式（4.3）= （4.3）（3）夹具的安装误差。因夹具在机床上安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。因为安装基面为平面，所以安装误差，为0.（4）夹具误差。因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置而造成的加工误差，称为夹具误差。该夹具的夹具误差为=0.03mm。（5）加工方法误差。因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。根据经验=/3。（6）根据在夹具加工时，总加工误差为上述各项误差之和见式（4.4）=0.0798mm （4.4）保证工件加工精度的条件是：=，所以加工总误差应小于工件尺寸公差。为了保证夹具的使用寿命，防止夹具过早报废，在分析计算工件加工精度时，需要留出一定的精度储备量。所以将上式改写为或-0当JC0时，夹具能满足工件的加工要求。JC值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值确定得是否合理。因为-=0.02.20所以该 夹具能保证加工总 结本次毕业设计是对本学期所学机床夹具设计课程和以前学的专业知识以及实训知识的检验和应用。夹具设计作为工科学院校广大学生的必修环节，不仅是巩固大学生大学所学知识的重要环节，而且也是检验我们综合应用知识的能力，是我们参加工作前的实践性锻炼。通过这几周的学习和对有关资料的查询，我们小组的每位成员都很积极参加进去，一起运用所学的专业知识和从与专业相关的课程为出发点，并复习所学的制图软件AUTO/CAD、UG的运用，同时学习了其他一些相关软件的应用。在此夹具过程也广泛接触、应用一些办公软件，丰富了自己的知识水平。在设计思想中，尽可能体现了我们所学的知识的掌握和了解的相关知识。通过设计，使我能熟悉地查找和应用有关参考资料、计算图表、手册、图册和规范，熟悉有关国家标准。本次夹具设计历时六周， 是学习机械专业以来又一次独立的机械设计。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性和经济合理性。 在以前机械基础知识的学习中，我对于机械设计的认识是很有限的， 我们所遇到的关于专业的实际应用也仅限于书上的例题和为了考试做的一些资料，它们都是理论上的或者局部的计算，而这次的夹具设计让我接触到完完整整的机械产品计算和一些辅助设备的计算。让我感觉到，光是平时学习的内容对于在机械方面的应用是远远不够的， 这需要我们 平时自觉的培养自己的自学能力，设计中我学会了离开老师进行自主学习，参看多本指导书，完善自己的设计。通过本次夹具设计的训练， 让我对自己的专业有了更加感性和理性的认识，这对我们的继续学习是一个很好的指导方向，我们了解了机械设计的基本内容，掌握了化工设计的主要程序和方法，增强了分析和解决机械实际问题的能力。同时，通过本次设计，还使我们树立了正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风， 加强机械设计能力的训练和培养严谨求实的科学作风更尤为重要。致 谢毕业设计接近尾声，我的大学生活也即将结束，在大学我学会了很多尤其是做毕业设计这段世间。在这我首先要感谢的是我的指导老师韩宇老师，这个毕业设计是在韩宇老师的悉心指导下完成的。导师渊博的专业知识、严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严于律己、宽以待人的崇高风范，朴实无法、平易近人的人格魅力对本人影响深远。不仅使本人树立了远大的学习目标、掌握了基本的研究方法，还使本人明白了许多为人处事的道理。本次论文从选题到完成，每一步都是在导师的悉心指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！在写论文的过程中，遇到了很多的问题，在老师的耐心指导下，问题都得以解决。所以在此，再次对老师道一声：老师，谢谢您！其次我要感谢学校，感谢学校为我提供了平台，为我提供了查阅资料的场所。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意。致谢！参考文献1 崇凯.机械制造技术基础课程设计指南M.北京：化学工业出版社，20062 王先逵.机械制造工艺学M.北京：机械工业出版社，20053 王先逵.机械加工工艺手册M.北京：机械工业出版社，2006 4 杨叔子.机械加工工艺师手册M.北京：机械工业出版社，2001 5 李旦、王杰.机床专用夹具图册J.哈尔滨工业大学出版社，1998 6 赵家齐.机床制造工艺学课程设计指导书M.北京：机械工艺出版社，20007 陈于萍、周兆元.互换性与测量技术基础M.北京：机械工业出版社，20058 王光斗、王春福.机床夹具设计手册M.上海：上海科学技术出版社，20009 李益民.机械制造工艺设计简明手册M.北京：机械工业出版社，199410 孙本绪、熊万武.机械加工余量手册M.北京：国防工业出版社，199911 刘守勇.机械制造工业与机床夹具M.北京：机械工业出版社，200012 Huang Yunqing editor. Tolerance and measurement techniques. Beijing: Mechanical Industry Press, 200113 Xue Yuen Shun machine fixture design. Beijing: Mechanical Industry Press, 200114 Morgan, M.N, Rowe, W.B., Black, S.C.E. and Alanson, D.R. Machining of Engineering Ceramics(J).Engineering Manufacture, 1998, 212(B8), 661-66915 Rowe, W.B. Mechanical Engineering in the information(J). Engineering Manufacture, 2001, 215(B4), 473-49122 毕业设计（论文）附件题 目： 破碎机底座加工工艺及夹具设计 学 院： 机械与运载学院 专 业： 机械设计制造及自动化 学 号： 1410110516 学生姓名： 郑路 指导教师： 韩宇 材 料 目 录1.毕业设计（论文）课题申报表（ 1 ）2.毕业设计（论文）任务书（ 1 ） 3.毕业设计（论文）开题报告（ 1 ） 4.毕业设计（论文）学生自查表（ 1 ） 5.指导教师毕业设计（论文）评审表（ 1 ） 6.评阅教师毕业设计（论文）评审表（ 1 ） 7.评阅教师毕业设计（论文）评审表（ 1 ） 8.毕业设计（论文）答辩申请表（ 1 ） 9.毕业设计（论文）答辩评审表（ 1 ） 10.毕业设计（论文）成绩评定表（ 1 ） 11.毕业设计（论文）答辩记录表（ 1 ） 12.毕业设计（论文）指导记录（ 1 ） 13.相似性检测报告（ ）1.毕业设计（论文）课题申报表课题名称破碎机底座加工工艺及夹具设计课题来源教师自拟课题类型AY课题简介：（主要内容、进行方式、工作量大小及准备程度、现有技术和物质条件、时间安排、预期成果）1、选题背景：机床夹具己成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展，机床夹具的改进和创造己成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。2、主要内容：1、完成破碎机底座零件的专用夹具设计。2、完成破碎机底座零件加工工序设计。3、完成破碎机底座零件夹具设计计算及说明书的编写。4、完成破碎机底座零件夹具图纸绘制。3、时间安排： 1、第1-2周：下达课题，查阅课题相关资料，完成开题报告。2、第3-4周：破碎机底座零件三维模型设计及工程图转换；破碎机底座零件工艺设计方案设计及夹具设计。3、第5-12周：破碎机底座零件夹具结构设计，设计优化；夹具零件图和装配图三维模型绘制及工程图转换。4、第13-14周：完成破碎机底座零件的设计计算及说明书的编写。5、第15周：预答辩环节。4、预期效果：1、该夹具的结构简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修。2、夹具操作方便。3、可完成破碎机底座零件加工。5、表现形式： 要求设计图纸量为折合A0图纸4张，毕业设计说明书字数800010000字。 申报人姓名：郑路 日期： 年 月 日学院毕业设计（论文）工作领导小组意见： 组长签字： 日期： 年 月 日说明：课题类型（1）A工程设计；B技术开发；C软件工程；D理论研。（2）X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题。（1）、（2）均要填写，如AY、DX等。2.毕业设计（论文）任务书课题名称破碎机底座零件加工工艺及夹具设计专业班级机制二班学生姓名郑路学号1410110516主要内容、基本要求、主要参考资料、进度安排等：1、主要内容：1、完成破碎机底座零件的专用夹具设计。2、完成破碎机底座零件加工工序设计。3、完成破碎机底座零件夹具设计计算及说明书的编写。4、完成破碎机底座零件夹具图纸绘制。2、基本要求：1、完成破碎机底座零件夹具零件图及装配图的绘制。 2、完成破碎机底座零件工艺卡片的编写。 3、完成毕业设计说明书的书写。4、要求设计图纸量为折合A0图纸4张，毕业设计说明书字数800010000字。3、主要参考资料：1. 崇凯主编.机械制造技术基础课程设计指南.北京.化学工业出版社，20062. 王先逵主编.机械制造工艺学.北京.机械工业出版社，20053. 王先逵主编.机械加工工艺手册.北京.机械工业出版社，2006 4. 杨叔子主编.机械加工工艺师手册.北京：机械工业出版社，2001 5. 李旦、王杰主编.机床专用夹具图册.哈尔滨工业大学出版社，1998 6. 赵家齐主编.机床制造工艺学课程设计指导书.北京.机械工艺出版社，20007. 陈于萍、周兆元主编.互换性与测量技术基础.北京.机械工业出版社，20058. 王光斗、王春福主编.机床夹具设计手册.上海.上海科学技术出版社，20009. 李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.北京：机械工业出版社，199410. 孙本绪、熊万武编.机械加工余量手册.北京：国防工业出版社，199911. 刘守勇主编.机械制造工业与机床夹具.北京：机械工业出版社，200012 Huang Yunqing editor. Tolerance and measurement techniques. Beijing: Mechanical Industry Press, 200113 Xue Yuen Shun machine fixture design. Beijing: Mechanical Industry Press, 200114、Morgan, M.N, Rowe, W.B., Black, S.C.E. and Alanson, D.R. Machining of Engineering Ceramics(J).Engineering Manufacture, 1998, 212(B8), 661-66915、Rowe, W.B. Mechanical Engineering in the information(J). Engineering Manufacture, 2001, 215(B4), 473-4914、进度安排：1、第1-2周：下达课题，查阅课题相关资料，完成开题报告。2、第3-4周：破碎机底座零件三维模型设计及工程图转换；破碎机底座零件工艺设计方案设计及夹具设计。3、第5-12周：破碎机底座零件夹具结构设计，设计优化；夹具零件图和装配图三维模型绘制及工程图转换。4、第13-14周：完成破碎机底座零件的设计计算及说明书的编写。5、第15周：预答辩环节。指导教师签字： 年 月 日 教研室主任签字： 年 月 日教学副院长签字： 年 月 日3.毕业设计（论文）开题报告课题名称破碎机底座零件加工工艺及夹具设计课题来源教师自拟课题类型AY 指导教师韩宇开题报告内容：（调研资料准备情况，设计的目的、要求、思路与预期成果；工作任务分解，各阶段完成的内容及时间分配；完成设计（论文）所具备的条件、存在的问题等。）1、调研资料准备情况：查阅了相关资料：1. 崇凯主编.机械制造技术基础课程设计指南.北京.化学工业出版社，20062. 王先逵主编.机械制造工艺学.北京.机械工业出版社，20053. 王先逵主编.机械加工工艺手册.北京.机械工业出版社，2006 4. 杨叔子主编.机械加工工艺师手册.北京：机械工业出版社，2001 5. 李旦、王杰主编.机床专用夹具图册.哈尔滨工业大学出版社，1998 6. 赵家齐主编.机床制造工艺学课程设计指导书.北京.机械工艺出版社，20007. 陈于萍、周兆元主编.互换性与测量技术基础.北京.机械工业出版社，20058. 王光斗、王春福主编.机床夹具设计手册.上海.上海科学技术出版社，20009. 李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.北京：机械工业出版社，199410. 孙本绪、熊万武编.机械加工余量手册.北京：国防工业出版社，199911. 刘守勇主编.机械制造工业与机床夹具.北京：机械工业出版社，200012 Huang Yunqing editor. Tolerance and measurement techniques. Beijing: Mechanical Industry Press, 200113 Xue Yuen Shun machine fixture design. Beijing: Mechanical Industry Press, 200114、Morgan, M.N, Rowe, W.B., Black, S.C.E. and Alanson, D.R. Machining of Engineering Ceramics(J).Engineering Manufacture, 1998, 212(B8), 661-66915、Rowe, W.B. Mechanical Engineering in the information(J). Engineering Manufacture, 2001, 215(B4), 473-491为本次毕业设计做好了软硬件的准备：如CAD、CAXA、WORD、UG等。2、设计目的：1、培养我们运用已学的知识，进行中等复杂程度零件的工艺规程设计能力；2、能根据被加工零件的技术要求，完成部分工装设计，提高结构设计能力；3、培养我们运用有关设计手册等技术资料的能力；4、进一步培养我们制图、运算和编写技术文件等基本内容。5、了解破碎机底座的形状及材料，并编辑机械工艺规程卡。6、了解机床定位，加紧及导向元件等一些问题。3、设计要求：1、绘制零件图；2、设计绘制毛坯图；3、填写零件工艺过程及工艺卡，绘制各个工序的工序简图插入到该卡中；4、设计两套0#夹具装配图或设计一套0#夹具装配图和三维图，并拆画其主要零件；5、图纸量达到4张A0，设计说明书字数在800010000之间。4、设计思路：在整个设计过程中，我们将学习和总体运用下面知识和技能：分析并绘制零件图、设计绘制毛坯图、按照大批量生产设计零件工艺规程，填写零件工艺过程及工艺卡片、设计两套专用夹具或三维图以及主要零件若干、完成说明书。1、关于零件加工工艺设计 （1）毛坯的选择：根据材料及零件的机械性能确定毛坯的加工方法为铸造；（2）拟定工艺路线； （3）工序设计；（4）确定加工余量和工序尺寸、切削用量。2、关于夹具设计 选择夹具类型与结构形式，确定工件定位夹紧方案，计算和校核定位精度是否满足要求，分析工件夹紧牢固是否可靠等。选择夹具类型须与零件批量生产大小适应，夹具结构与零件部件应具有足够的刚度和强度，从而保证夹具操作方便，夹紧可靠，使用安全，并有合理的装卸空间。5、预期成果：具备一定中等复杂程度零件的工艺规程和夹具设计能力。6、进度安排：1、第1-2周：下达课题，查阅课题相关资料，完成开题报告。2、第3-4周：破碎机底座零件三维模型设计及工程图转换；破碎机底座零件工艺设计方案设计及夹具设计。3、第5-12周：破碎机底座零件夹具结构设计，设计优化；夹具零件图和装配图三维模型绘制及工程图转换。4、第13-14周：完成破碎机底座零件的设计计算及说明书的编写。5、第15周：预答辩环节。7、所具备的条件：具备二维和三维CAD软件设计及计算机应用知识技能基础；查阅并获得设计相关资料。8、存在问题：对工艺及其工装有些考虑不周全，有些细节方面还存在问题。 指导教师意见：指导教师签字： 年 月 日课题类型（1）A工程设计；B技术开发；C软件工程；D理论研。（2）X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题。（1）、（2）均要填写，如AY、DX等。4.毕业设计（论文）学生自查表（中期教学检查用）课题名称破碎机底座零件加工工艺及夹具设计学生姓名郑路专业班级机制二班学号1410110516工作进度已完成的内容：待完成的内容：已完成百分比：存在问题： 指导教师签字： 年 月 日5.指导教师毕业设计（论文）评审表（工农科）课题名称： 序号评审项目指标满分评分1工作量、工作态度按期完成规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实；善于与他人合作。202调查论证根据课题任务，能独立查阅文献资料和从事其它有关调研，能较好的书写出开题报告，有收集、综合和正确利用各种信息的能力。103设计、实验方案、分析与技能综合分析科学，方案设计合理，数据采集、计算、处理正确，推导正确，计算准确，论证充分；结构合理、工艺可行；图样绘制与技术要求符合国家标准要求。304设计说明书、论文质量条理清楚、文理通顺、用语符合技术规范，图表完整、正确、书写格式规范。205创新工作中有创新意识；对前人工作有改进、突破，或有独特见解，有一定应用价值。106译文翻译准确、通顺、文字流畅，译文数量符合要求。10是否同意参加答辩是 否 总分100评阅意见： 指导教师签字： 年 月 日6.评阅教师毕业设计（论文）评审表（工农科）课题名称： 序号评审项目指标满分评分1课题完成量能按期完成任务书规定的任务，课题达到教学基本要求。难易程度、工作量大小合适。202调查论证根据课题任务，能独立查阅文献资料和从事其它有关调研，能较好的书写出开题报告，有收集、综合和正确利用各种信息的能力。103设计、计算论证、推导综合分析科学，方案设计合理，数据采集、计算、处理正确，推导正确，计算准确，论证充分；结构合理、工艺可行；图样绘制与技术要求符合国家标准要求。304 设计说明书、论文质量条理清楚、文理通顺、用语符合技术规范，图表完整、正确、书写格式规范。205创新点有重大改进或独特见解；有一定应用价值。106译文翻译准确、通顺、文字流畅，译文数量符合要求。10总分100评阅意见： 评阅教师签字： 年 月 日7.评阅教师毕业设计（论文）评审表（工农科）课题名称： 序号评审项目指标满分评分1课题完成量能按期完成任务书规定的任务，课题达到教学基本要求。难易程度、工作量大小合适。202调查论证根据课题任务，能独立查阅文献资料和从事其它有关调研，能较好的书写出开题报告，有收集、综合和正确利用各种信息的能力。103设计、计算论证、推导综合分析科学，方案设计合理，数据采集、计算、处理正确，推导正确，计算准确，论证充分；结构合理、工艺可行；图
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