壳体工艺机器夹具设计说明书

1、支撑壳体加工工艺及其夹具设计摘 要这这次课程设计内容涵盖了机械加工工艺和机床专用夹具设计、金属切削机床、公差尺寸与机械测量等各个方面的内容。支撑壳体加工工艺及其钻4-7孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、加工工序设计及专用夹具设计这三部分。机械加工工艺设计是在机械制造技术等专业课程所学的理论知识上，发挥专业知识解决实际生产问题的一次实践训练。机械制造技术定义：机械的生产过程中，改变生产对象的形状，尺寸，相对位置和性质等使其称为半成品或者成品的工艺过程。以工艺文件的形式确定下来的工艺过程叫做工艺规程。将铸件，锻件毛坯或者钢材经过机械加工的方法，改变它们的形状，尺寸，表面质量，使其称为合格零件的

2、过程，称为机械加工工艺过程。在工艺设计中，要对零件进行了解，了解零件的作用，应用场合，分析它的技术要求，这样可以保证零件的加工质量，还可以提高其生产效率。要研究零件毛培的工艺结构，制定出粗精基准，在设计出对应的加工工艺过程，完成工艺过程卡；然后按照工艺过程卡的要求，测量计算毛培每个工步所需的加工机床设备及其切削用量；然后按照所需加工要求，设计该机床的专用夹具，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；设计的夹具尽量操作方便，加紧稳定，从而改善加工强度来获得更好的经济效益。关键词: 壳体 粉末锻造 加工工艺 夹具设计第一章 绪 论机械制造业

3、指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的行业。机械制造业为整个国民经济提供技术装备，其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。 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。据统计美国60%财富来自制造业，俄罗斯占48%,中国制造业在工业总产值中也占有40%。制造业是国家立国之本，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。壳体的加工工艺规程及其钻4-7的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机

4、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。壳体是组成机器或部件的主要零件之一，对其他零件有支撑和保护的作用。壳体部分常设计有安装轴密封盖，轴承盖等零件的凸台，凹坑，沟槽等。因此结构复杂。壳体的加工质量不仅影响其装配进度和运动进度，而且影响机器工作精度，使用寿命，性能等。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，提高加工效率，减轻劳动强度，也保证零件加工精度。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

5、合，才能很好的完成本次设计。第二章 零件的分析2.1 零件的作用图2.1 零件图这个壳体零件是一个支撑壳体类型的零件，这种零件内部可以存放和保护其他零件，这个零件的作用是可以和其他的零部件进行装配链接，以实现连接过度作用。零件通过四个底孔与其他的零件相连接。2.2夹具的作用 机床夹具的作用夹具是机械加工中的一种工艺设备，它在机械加工中起着十分重要的作用，主要有以下的几个方面：1）便于工件的正确定位，以保证加工精度1工件装夹在夹具上后，工件上各有关的几何元素（点、线、面）之间的相互位置精度在一定程度上就由夹具保证。当夹具在机床上正确定位及固定以后，工件在夹具中又得到正确定位并被夹紧，这样就保证了

6、再加工过程中“同批”工件对刀具和机床保持确定的相对位置，使加工得以顺利进行。2）提高劳动生产效率和降低加工成本采用夹具以后，可以省去即十分费时又不很紧缺的划线、找正工序，减少了辅助时间。若采用联动夹具装置、快速夹紧装置，既能降低劳动强度，又能提高生产效率。例如采用气压、液压等传动装置，只需要几秒钟旧可以完成夹紧动作。3）改善工人的劳动条件采用夹具后，工件的装卸比不用夹具要方便、省力、安全。如果生产规模较大，还可以采用机械化传动装置和自动装卸工件的自动化夹具，以实现生产过程中的自动化，进一步提高劳动生产效率和改善工人的劳动条件。4）扩大机床工艺范围在单件小批量生产的条件下，工件的种类、规格多，而

7、机床的数量、品种却有限。为了解决这种矛盾，可以设计制造专用的夹具，使机床“一机多用”。例如，可以采用专用的夹具，在车床上实现拉削。夹具在机械加工中的作用是重要的，但是在不同的生产规模和不同的生产条件下，夹具的功用也有所侧重，其结构的复杂程度也有很大的不同。例如，在单件小批生产条件下，宜于使用通用的可调夹具，若采用专用的夹具，其结构也应求简单。在大批量生产的条件下，夹具的作用则主要是在保证加工精度的前提下提高生产效率，因此夹具的结构更完善些是必要的。虽然此时夹具的制造费用大一些，但由于生产效率的提高，产品质量的稳定，技术经济效果还是好的。2.3 零件的工艺分析2.3.1零件工艺流程概念机械加工工

8、艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程2。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件

9、，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。2.3.2壳体工艺分析壳体有2组加工面他们有位置度要求。这2组加工面的分别为：1，以

10、底面为基准的加工面，这组加工面包括，基准面底面和上端面，40H7，M10螺纹孔，4-7孔。2：一个40H7孔为基准的加工面，这个主要是其余的各个面，孔，和槽的加工。该零件加工底孔时，采用的是一面两销定位。一面两销定位，是壳体、盖类零件加工常用的定位方式。一面，就是壳、盖的大平面，用一周圈若干个垫块（装配后磨平）支撑，垫块用沉头螺钉紧固在夹具体上。两销，一个是圆柱销，另一个是菱形销（削边销），菱形销的长轴与两销的连心线垂直，两销的中心距等于壳、盖的定位销孔的中心距。中心距尺寸公差一般选用js6。两个销子上端，一般高出垫块上平面5mm。销子直径公称尺寸与定位销孔公称直径相同，公差一般选用h6。一面

11、，限制了3个自由度，沿Z移动、绕X转动、绕Y转动。必须是一个圆柱销与一个菱形销，否则会过定位。2个定位孔的中心距是有公差（误差）的，与两销中心距不可能非常一致的，菱形销就是“让开”两者中心距误差、安装干涉的，限制绕Z转动的。菱形销的长轴必须垂直于两销孔的连心线。圆柱销是限制沿X、Y移动。第三章 工艺规程设计3.1 机械加工工艺规程内容设计步骤及要求： 生产类型大批。 对零件进行工艺分析采用新国标。 确定毛坯的种类、形状、尺寸和精度。 拟定工艺路线。这是制定工艺规程的关键一步，其主要工作是：选择定位基准，确定各表面的加工方法，安排加工顺序，确定工序集中与分散的程度，以及安排热处理、检验及其它辅助

12、工序。在拟定工艺路线时，一般是提出几个可能的方案，进行分析比较，最后确定 一个最佳的方案。 确定工序所采用的设备。选择机床时，应注意以下几个基本原则： 机床的加工尺寸范围应与工件的外形尺寸相适应。 机床的精度应与工序 要求的精度相适应。 机床的生产率应与工件的生产类型相适应。如果工件尺寸太大、精度要求过高，没有适当的设备可供选择时，应考虑机床改装或设计专用机床。这时需要根据具体工序提出机床改装（或设计）任务书，任务书中应提出与工序加工有关的必要数据、资料。例如：工序尺寸、工序公差及技术要求、工件的定位、夹压方式，以及机床的总体布局、机床的生产率等。 确定各工序所采用的工艺装备。选择工艺装备时应

13、注意以下几点原则： 对夹具的选择。 对刀具的选择：一般情况下应尽量 选用标准刀具。在组合机床上加工时，按工序集中原则组织生产，可采用专用的复合刀具。 对量具的选择 ：量具主要是根据生产类型和所要求 检验的精度来选择的。单件小批量生产中应采用通用夹具，大批量生产中，应采用极限量规、高生产率的检验夹具和检验仪器等。 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 确定各工序的切削用量。但对于大批量流水线生产，尤其是自动线生产，则各工序、工步都需要规定切削用量，以便计算各工序的生产节拍。 确定时间定额。 填写工艺文件。3.2 确定毛坯的制作形式零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专

14、业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着各自不同的工艺特征。单件生产的基本特点是：生产的产品种类繁多，每种产品的产量都很少，而且很少重复生产。例如重型机械产品制造和新产品试制等都属于单件生产。成批生产的特点是分批的生产相同的产品，生产呈周期性重复。如机床制造，电机制造等属于成批生产。成批生产又可按其批量大小分为小批生产，中批生产和大批生产三种类型3。其中，小批生产和大批生产的工艺特点分别与单件和大量生产的工艺特点类似；中批生产的工艺特点介于小批生产和大批生产之间。大量生产的基本特点是产量大，品种少，大多数工作

15、的长期重复的进行某个零件的某一道工序的加工。例如，汽车，拖拉机，轴承等制造都属于大量生产。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品年产量。零件的生产纲领N可按下式计算：根据上式就可以计算求得出零件的年生产纲领，再通过查表，就能确定该零件的生产类型。 根据本零件的设计要求，根据机械制造技术基础课程设计指导教程3表1-3，表1-4可知该零件为轻型零件。本设计零件壳体的生产类型为大批生产。采用砂型铸造3.2.1 毛坯的设计壳体零件材料为 HT200（灰铸铁200），硬度范围是195HBS-22

16、0HBS。根据本零件设计要求，根据工程材料表格3-1。表3-1 灰铸铁强度表牌号铸件厚度/mm抗拉强度Rm/Nmm-2显微组织基体石墨HT2002.510200珠光体 中等片状102019520301703050160灰铸铁抗拉强度和塑性低，但铸造性能和减震性能好，主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。 生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，零件加工工艺路线确定后，在进一步安排各个工序的具体内容时，应正确地确定工序的工序尺寸，为确定工序尺寸，首先应确定加工余量。 由于毛坯不能达到零件所要

17、求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便经过机械加工来达到这些要求。加工余量是指加工过程中从加工表面切除的金属层厚度。加工余量分为工序余量和总余量4。 对毛坯初步设计如下： 1. 40H7，M10的孔 因为孔只有40H7大，40H7孔的粗糙度为3.2，半精加工表面。用于不生要的零件的非配合表面，如不要求定心和配合特性的表面，例螺栓孔、螺钉通孔、铆钉孔。粗镗既可以满足要求，查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为3mm。2. 壳体的上下端面该壳体的上端面粗糙度是12.5，下端面粗糙度是3.2，上端面只需要进行粗铣加工就可以满足该阀体端面的光洁度要求，下端面需要进行粗铣，半精铣。根据资料可知，

18、选取加工余量等级为G，选取上端面尺寸公差等级为9级，下端面尺寸公差等级为8级。所以根据相关资料和经验可知，壳体的上下端面的单边余量为3mm，符合要求。3. 60X60的下端面和47的外圆柱面60X60的下端面和的粗糙度为1.6，需要粗铣，半精铣，精铣才能满足要求。所以根据相关资料和经验可知60X60下端面的余量为2mm。47的外圆柱面的粗糙度为1.6，需要粗车，半精车，精车才能满足要求。所以根据相关资料和经验可知47的外圆柱面的余量为3mm。根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了，毛坯的具体形状和尺寸见图“壳体”零件毛坯简 3.3基面和基

19、准的设计3.3.1基面的概念基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行5。 基准是机械制造中应用十分广泛的一个概念，机械产品从设计时零件尺寸的标注，制造时工件的定位，校验时尺寸的测量，一直到装配时零部件的的装配位置确定等，都要用到基准的概念。基准就是用来确定生产对象上几何关系所依据的点,线或面. 基准分为： 设计基准、 工艺基准工艺基准又分为： 工序基准、 定位基准、 测量基准、 装配基准基准面是指以之为基准用来确定其他点，线，面等尺寸的表面，分为设计

20、基准面和加工基准面，前者指图纸上的基准面，后者用于实际加工，该两者最好是指工件的同一个表面，基准面通常是指一个平面。在实际的操作中，基准面是为了保证加工精度和便于测量，在工件上选定的一个面作为定位面，在车削加工，常以工件的外圆面、台阶面或端面做为基准，目的就是为了便于加工和测量。在加工中，尽量使设计基准和定位基准相重合，在多工步加工中尽量使用同一个基准面，也不要使用毛坯面做为基准面，这样便于保证加工的准确性，减少由于基准不重合造成的误差。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，

21、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。（5） 粗基准应避免重复使用

22、，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47外圆为定位基准，利用V型块为定位元件。3.3.2 精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由

23、先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以60X60下端面和7孔（一面2销）为定位精基准，加工其它表面及孔。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。3.4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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此

24、以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。工艺方案：工序：铸造工序：清沙工序：时效处理工序：粗铣，半精铣壳体下端面，60X60下端面工序：粗铣壳体上端面工序：粗车，半精车，精车47下端外圆柱面工序：钻，扩4-7孔工序：镗40H7深20孔工序：扩M10螺纹底孔，攻丝M10工序：精磨60X60下端面工序：去毛刺工序：检验3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定壳体零件材料为HT200，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。壳体的上下端面因为壳体的上下和左右端面没有精度要求，粗糙度要求为12.5，光洁度要求不高，其加工余量为2.5mm。3、壳体的孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要

25、求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为单边余量为2.5。3.6 确定切削用量及基本工时1、工序IV：粗铣，半精铣壳体下端面，60X60下端面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。由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500的温度下也基本保持不变，在1000时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈

26、钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。 硬质合金牌号:YG8 密度g/cm2: 14.5-14.9 抗弯强度不低于N/cm2: 1600 硬度不低于HRA: 89.5。常 见 用 途: 适于铸铁、有色金属及其合金与非金属材料加工中，不平整断面和间断切削时的粗车、粗刨、粗铣，一般孔和深孔的钻孔、扩孔。 相当于ISO: K30 。，切削深度，刀具直径，刀具旋转线速度2. 决定铣削用量决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成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7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750 切削

27、速度 V_c=dn/1000 n=(1000V_c)/d n-转速（r/min） d-工件毛坯直径（mm） V_c-线速度（m/min）（切削速度）当750r/min时按机床标准选取（每分钟进给）工序V：铣上端面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,，2. 决定铣削用量决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成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7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取计算工时切削工时：，则机动工时为工序：粗车，半精车，精车47下端外圆柱面（根据互换性与技术测量表1-5 表

28、1-3 用查表法确定机械加工余量：工艺名称直径余量经济精度工序尺寸尺寸公差表面粗糙度精车0.5IT747471.6半精车2IT847.547.53.2粗车3.5IT949.549.512.5工序：钻4-7孔工步一：钻7孔的切削用量及基本工时(1)钻7mm孔机床：摇臂钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻71)进给量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 1364r/min与1364r/min相近的机床转速为1450r/min。现选取=1450r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.

29、2-1。 t=i ;其中l=10mm; =4mm; =3mm; tt=4x（） =4x（）=0.36(min)工序：镗40H7孔1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用高速钢,，d=0.8mm，n=1000r/min根据C6140说明书，功率5KW，中性刚度。查表得，则tj=(L+L1+L2)i/(fn)=(L+L1+L2)di/(fVc1000) (min) t=（80+7+3）*1/（0.2*1000）=0.45min工序：钻M10螺纹底孔攻丝M10工步一：钻M10螺纹底孔10 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

30、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，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：攻丝M10 按机床选取，则机动时，攻M10孔第四章 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，决定设计钻4-7孔的钻床夹具设计。4.1 问题的提出 本夹具主要用于钻4-7孔，4-7孔为螺栓孔，精度要求不高因此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。由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。按所使用

31、的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。 根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。 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。在工件装夹中,经常采用螺旋夹紧机构。在夹紧凹形工件时,如用常见螺旋机构夹紧点在工件底部,则必须拧动螺钉至底部;取出工件则必须将螺钉退拧至凹形工件的外轮廓位置。随着凹槽深度的增加,由于拧动圈数的增加,必将增加操作工人的劳动强度和降低效率 。螺旋夹紧机构是指螺旋副与其他元

32、件（压板、垫片、螺钉等）相结合，对工件实施夹紧的机构。螺旋夹紧机构在生产中使用极为普遍。螺旋夹紧机构结构简单，夹紧行程大，且自锁性能好，增力比大，是手动夹紧中用的最多的一种夹紧机构。常用的夹紧形式有：单个螺旋夹紧机构、螺旋压板夹紧机构。 本道工序为铣床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。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。螺旋夹紧机构结构简单，夹紧可靠，由于螺旋升角很小，所以扩力作用比斜楔大。钻夹具装配图如下图4.1 钻夹具装配图 夹具体附图见附件4.2 4-7

33、孔钻夹具设计4.2.1 工件与夹具体的定位 工件与夹具体的定位是间接通过定位块来实现的。定位块通过自己本身与底板的定位。而对于工件与定位块的定位，为限制工件沿X轴的移动自由度、工件绕Z轴的转动自由度及工件绕Y轴的转动自由度，我们需用工件的60X60下表面和工件下端外圆柱面作为第一定位基准；为限制工件沿X轴方向的转动自由度，需将工件60X60外面任意一个面作为第二定位基准；这样就限制了工件的六个不定度，达到完全定位，而这种定位方式也就是我们常说的“一孔两面”定位。4.2.2 定位误差计算在机械加工中，产生加工误差的因素很多，而其中与夹具相关的误差有夹具相对于机床成形运动的位置误差，夹具相对于刀具

34、位置的误差，工件在夹具中的定位误差，工件在夹具中被夹紧时产生的夹紧误差，夹具磨损所造成的加工误差等，而我们此处的话，只对工件在夹具中的定位误差做一简单计算。定位误差由基准位置误差和基准不重合误差组成。可查机床夹具设计手册表1112得：基准位置误差 = + 式中：为定位块定位尺寸的公差，为壳体定位面尺寸的公差； 定位块与壳体间的最小间隙； 又因壳体定位面尺寸为，定位块定位尺寸为由此可得 = + =0.025+0.025+0.025 =0.075 对于基准不重合的误差有：=0.5=0.5X0.025 =0.0125则定位误差= + =0.075+0.0125=0.0875T由此可知，此定位方式能够

35、满足加工要求。夹具装配图如图4.4.3 钻套的设计4.3.1 毛坯的选择我们采用最新钢性材料Cr15，该材料硬度高，刚性足，适合加工所能承受的强度，而且没有这么容易受磨损。Cr15钢是一种合金含量较少、具有良好性能、应用最广泛的高碳铬轴承钢。经过淬火加低温回火后具有较高的硬度、均匀的组织、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。该钢冷加工塑性中等，切削性能一般，焊接性能差，对形成白点敏感性能大，有回火脆性。钻孔时，可以起到固定和稳定加工工件的作用，钻孔时那股力十分大，他能够承受加工时机床释放出来的压力，而且有了肩部，还可以防止钻模板上的切削和冷却液落入钻套孔中。固定钻套的下端应超出钻模板，以防止带状切

36、削卷入钻套中而加剧钻套的磨损。而且综合性能良好，球化退火后有良好的切削加工性能.淬火和回火后硬度高而且均匀，耐磨性能和接触疲劳强度高。热加工性能好，含有较多的合金元素，价格比较便宜。Cr15钢是高碳铬轴承钢中使用和生产量最多的牌号，被世界广泛采用.但是白点敏感性强，焊接性能较差，具有高而均匀的硬度,良好的耐磨性。用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件具有了轴承的耐磨性，也加强了顶也钢性Cr15锻造工艺。4.3.2钻模套的主要参数钻模套的主要参数包括钻模套的外圆直径和配合公差、钻模套的高度、钻模套至被加工件端面的距离等。钻套内孔钻套内孔（又称导向孔）直径的基本尺寸应为所用刀具

37、的最大极限尺寸，并采用基轴制间隙配合。钻孔或扩孔时其公差取F7或F8，粗铰时取G7，精铰时取G6。若钻套引导的是刀具的导柱部分，则可按基孔制的相应配合选取，如H7/f7、H7/g6或H6/g5等。导向长度H如图7-60所示，钻套的导向长度H对刀具的导向作用影响很大，H较大时，刀具在钻套内不易产生偏斜，但会加快刀具与钻套的磨损；H过小时，则钻孔时导向性不好。通常取导向长度H与其孔径之比为：H/d=12.5。当加工精度要求较高或加工的孔径较小时，由于所用的钻头刚性较差，则H/d值可取大些，如钻孔直径d5mm时，应取H/d2.5；如加工两孔的距离公差为0.05mm时，可取H/d=2.53.5。排屑间

38、隙h如图7-61所示，排屑间隙h是指钻套底部与工件表面之间的空间。如果h太小，则切屑排出困难，会损伤加工表面，甚至还可能折断钻头。如果h太大，则会使钻头的偏斜增大，影响被加工孔的位置精度。一般加工铸铁件时，h=(0.30.7)d；加工钢件时，h=(0.71.5)d；式中d为所用钻头的直径。对于位置精度要求很高的孔或在斜面上钻孔时，可将h值取得尽量小些，甚至可以取为零。综上所述，钻套与钻模板的配合为10H7/f6，如下图所示：第五章 全文总结5.1结论设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行

39、实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。经历了一个多月的探索与设计，终于要告一段落了。此次毕业设计是在一边工作一边做设计的情况下完成的，这样让我更加深刻的体会到了实际生产与理论知识的区别，同时也让我把二者融入到了一起。毕业设计是完成教学计划达到专业培养目标的一个重要的教学环节；是教学计划中综合性最强的实践性教学环节，它在培养和提高我们综合运用专业知识分析和解决实际问题的能力，并进行工程技术人员所必须具备的基本素质的训练等方面具有很重要的意义

40、。毕业设计能使我们在以下几个方面有较大提高。1通过阅读有关资料对当前先进的机械制造业的发展有进一步的了解。2融汇、贯通几年里所学习的专业基础知识和专业理论知识。3综合运用所学专业理论知识和技能提高独立分析问题和解决实际问题的能力。此时回想过去工作之余在做设计的日子，体会很多，感慨也不少。我基本上按照我初定的三阶段计划认真做我的毕业设计的。设计过程也如我所料，遇到不少的问题。在查阅资料学习阶段，我重新温习了我们以前所学过的知识，查阅了许多有关夹具设计、机床的图书资料和工艺设计方面的书籍。经过这一阶段的学习，我对夹具有了大体的认识，这为接下来最主要的具体设计阶段打下坚实的基础。具体设计阶段是最主要

41、，最重要，最艰难的阶段。万事开头难，这一阶段的第一个难点就是总体方案的确定。认真研究往届的设计方案，再比较现在有类似夹具设计后，最终确定自己的设计方案的。我本以为总体方案确定后，接下来的设计应该就不难了，但真正的设计过程中的困难超出我的所料。不管是具体零部件分析选择和还是装配图的绘制，我都遇到不少问题，充分暴露以往学习的知识缺漏，自己独立解决实际问题能力的不足。幸好在此过程中常得到指导老师的指导、同学们的帮助，让我基本上解决了问题，完成了这一阶段的设计。最后的修改阶段，我自己先认真检查修改一遍自己的设计，包括零件图以及说明书。然后交给王老师，请他帮我检查。王老师经过详细的检查后对我的设计给予详

42、细的、指正和修改建议。5.2 不足之处与未来展望本次毕业设计主要加工的是底孔，对于其他面的精度保证计算来保证，孔加工方面，做的是一面两销定位，作为定位基准的两个孔没有做到高精度，对于底孔的垂直度不能达到一个很高的位置度要求。专用钻夹具很多都需要自制，应该考虑到自制的成本。机械加工工艺是一门有着悠久历史的学科。今天，机械加工在一般的加工方法上已经拥有完善而成熟的体系，加工设备也日益臻于完善。如今，这一学科正在朝向特种加工，超精密加工，快速制造等方向发展。本文即针对其中的快速成型制造技术谈谈机械加工工艺未来的发展前景。快速成形制造(RPM)技术是国外80年代后期发展起来的一门新兴技术。RPM技术尽

43、管发展的时间不长,但发展速度很快，而且从其重要性和对制造业的推动作用来看越来越受到人们的关注。RPM技术是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状的三维实体的技术，是机械工程、CAD、NC、激光、材料等多学科相互渗透与交叉的产物。可以说,它是自动地、快速地、准确地将设计思想物化为具有一定功能的原型或直接制造出零件(包括模具)的技术，是制造技术的一次新的变革。快速成型最重要的就是制造工艺的新思路以及实现它的设备。一下列出了现在已经较为完善且已经投入实际生产的快速成型技术：a、叠层实体成型制造技术与设备（LOM）通过激光沿着二维轮廓线切割各层箔材，然后将各层箔材相互粘接而得到成型零件几何体的快速

44、成型技术与设备。b、选择性激光烧结成型技术与设备（SLS）通过电扫描装置控制的CO2激光有选择性地将零件结构范围内粉末状的原材料加热至熔点温度进行烧焙的快速成型技术与设备。c、熔融沉积成型制造技术与设备（FDM）将固状原材料在热喷嘴中融化，在计算机的控制下，通过挤压成型的方式得到零件几何体的快速成型技术与设备。d、液态光敏固化成型技术与设备（SLA）液态光敏聚合物受到根据控制系统指令的紫外激光束的照射后快速固化，形成相应的固态截面轮廓的快速成型技术与设备。e、三维打印成型技术与设备（TDP）按照截面轮廓的信息，喷头喷出熔化的热塑性材料石蜡或粘合剂，从而成型三维实体的快速成型技术与设备。快速制造技术具有以下特点：（1）制造快速；（2）技术高度集成；（3）自由成型制造；（4）制造过程高柔度性；（5）广泛的应用领域等由于该技术的独特性和技术优点，使得它成为21世纪关系到生产力水平的一项重要的先进制164造技术，成为制造业的研究热点。同时，绿色制造也是当今制造行业的热带内和发展趋势，因其是实现生态工业和社会可持续发展的关键技术。快速制造技术的缺点在于适用面窄，成本高。将来的发展方向必然是从原型制造向零件批量生产发展。而适用的材料也将向金属合金等热门材料发展，甚至是复