桁架连接轴销加工工艺及夹具设计毕业说明书工艺卡片CAD图纸
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封面摘 要这次的毕业设计是对轴零件进行工艺规程设计，还有对其中的一道工序进行专用的机床夹具设计。轴类零件主要加工端面和外圆。安装加工的工艺要求，一般是要照着先加工面再加工孔的顺序进行，最好还是要把加工的顺序分为粗加工和精加工两种方式，这样可以保证精度。通常情况下，选择用轴的外圆作为加工的粗基准，加工好之后的外圆再次作为精基准，制定加工工艺路线就需要知道加工时候各个阶段的工艺要求和参数。设计了钻孔专用夹具，按照夹具要求计算了切削力，并汇总了夹具装配体。关键词：轴；加工工艺；夹具；基准ABSTRACTThis graduation project is to shaft parts process design, and one of the process for a special fixture design. shaft parts are mainly processed end face and outer circle. Installation processing process requirements, generally, as to ensure the accuracy. Under normal circumstances, the choice of shaft as a rough processing of the cylindrical benchmark ，e, it is best to divide the processing order into two ways of rough machining and finishing, so as to ensure the accuracy. Under normal circumstances, the choice of shaft as a rough processing of the cylindrical benchmark, after the processing of the cylindrical again as a fine benchmark, the development of processing process route needs to know the process requirements and parameters of each stage of the processing. A special drilling fixture was designed, the cutting force was calculated according to the fixture requirements, and the fixture assembly was summarized.Key words: shaft; Processing technology; Fixture; BenchmarkV 目 录摘 要IIABSTRACTIII目 录IV第一章 前言11.1 本课题研究的内容和意义11.2 国内外的发展概况11.3 课题研究达到的要求2第二章 零件分析32.1 零件的作用32.2 零件的材料分析32.3 零件的工艺分析42.4 毛坯的制造形式确定4第三章 工艺规程设计63.1 定位基准的选择63.2 切削用量的选择原则63.3 制定加工工艺路线73.4 各工序所需加工机床型号、加工刀具、测量量具选用93.5 切削用量及切削时间的确定9第四章 专用夹具设计164.1 夹具设计类型及机床的选择164.2 确定定位方案和选择定位元件174.3 夹紧方案的确定184.4 定位误差分析194.5 切削力与夹紧力计算20结 论24参考文献25致 谢26第一章 前言1.1 本课题研究的内容和意义轴类零件的工艺和工装设计是我在大学期间修完所有课程后理论和实践的综合应用，这种过程是我能够更加提升专业知识和技术的方法，也为我以后的工作和能力打下了基础。整个的机械加工的过程就是对产品进行设计的过程，保证产品的品、降低加工成本、节约时间和人力的主要过程。对工艺加工的过程进行一个合理的设计，就是企业生产加工、调节计划、对生产进行安排、对生产安全的确定、完善组织计划的重要依据。也是企业提供产品质量和生产效益的方式，是企业进行更新换代，提供自身企业效益的主要依据和保证。设计一套合理的机械加工工艺不光能提高企业的创新能力，还可以在企业的利润方面起到很大的作用，因此合理编制零件的加工工艺文件往往很重要。零件质量与企业整体相辅相成，设备、技术等因素影响零件工序，同样零件质量影响企业竞争力，在这个过程中，相对重要的就是要设计零件各工序的专用夹具。夹具是机械加工系统的重要组成部分。其实不管是传统的制造行业还行新兴起的行业，设计专用的夹具来加工零件都是非常重要的，对一个夹具进行完整的设计，就可以提高零件的加工生产效率，在保证零件的尺寸要求和表面精度的情况下，减少了生产成本，提高经济效益，并且使用夹具可以扩大机床的使用范围，增大普通机床的使用条件。现在社会，市场竞争很激烈，企业发展要求也越来越高，所以各个生产型企业都对设计夹具和制造夹具有了更高要求。因此，对加工工艺和夹具设计具有重要意义。所以，可以知道，是很有必要对零件进行精度的要求，对机床进行要求，同时就要要求设计更加先进和高效的夹具。本项目的主要目的是培养学生开发、设计和创新机械产品的能力。要求学生能够结合传统机床和零件加工技术、3 d建模和集成机械,机械设计理论和方法、机械加工的知识技术和设备, 利用液压和气动装置的改进和设计工作，利用高效和快速的夹紧装置，就可以使加工时候实现半自动化的夹紧方式。1.2 国内外的发展概况夹具的发展有这样几个阶段：一、简单的作为一种辅助帮助工人加快加工的精度；二、帮助工人加工提高稳定性、加工准确率；三、已经成为机加工必备装备，不可替代。专用夹具设计是为了解决零件在机床上的定位问题和更加稳定。然而，夹具设计往往会遇到一些小问题。假如有些小问题不能正确解决的话，这种情况会对夹具的使用造成不方便，如果不方便的使用夹具的话，就会有可能影响零件的尺寸和表面精度。夹具是否需要清洗取决于工件的结构，比如工件定位处是否存在倒角等。如果零件定位孔的倒角较大或孔为空，则无需清洗根部，可将连接处变为圆角r。当端面与外圆定位时，与上述相同。为了降低生产成本，提高治具的利用率，治具的设计往往只更换一个或多个零件。现代技术不断发展，机械加工的能力飞速快进，对夹具的设计提出了更多的要求，要求更加高效、快速、安全。机械加工的过程对产品的要求越来越高，产品的品种和生产力不断的提高，所以很多批量、中小批生产的零件都做成机械加工的一个潮流，为了实现快速发展的这种趋势，提出更高的要求，这样就要求用更多的机床夹具。组合夹具更值得推广。工业的发展带动机床设备的进步，智能化、自动化、无尘车间等不断涌现，夹具的设计应该追随机床设备的脚步朝着更高经济效率和效益的方向去研究。1.3 课题研究达到的要求通过实际调查和相关设计资料的收集和阅读相关资料,全面掌握金属切削的相关知识后,学习了金属学和切削学、机械设计及其理论、液压与气压传动等，进行机床的分析和数据计算。设计零件加紧和金属切削过程中的其他，设计了专用的夹具和夹紧装置，还要对夹具的主要部件进行设计选型和计算，进行系统的数据校核，最终实现优化产品设计的目的。对金属机械加工的过程进行问题的分析和设计，使零件完成定位和夹紧，同时对相关的参数进行计算，并且根据学校学习的相关机械设计的理论和知识,准备和实现加工过程的文件,一组零件加工工艺路线适合实际情况设计,从而实现优势适合现代制造业和夹紧装置的化学设计。第二章 零件分析2.1 零件的作用销轴是一种重要的传动轴零件，和平键、园键等零件的作用是一样的，他们都是用扭矩的机械传递方法，销轴的外圆面上有平面出，对应的平面可以跟轴同步旋转。在旋转的同时，有的还可以在轴上作纵向滑动，如变速箱换档齿轮等。对题目给定的销轴零件图进行绘制，结果如下图2.1：图2.1 轴零件图2.2 零件的材料分析轴的制造零件材料一般是选用45号钢和20Cr、40Cr渗碳钢两种材料。零件的硬度要求可能影响到刀具的选择。并且影响机床加工精度。因此在选择上需要综合考虑。零件材料需要考虑硬度、使用寿命、刀具硬度、刀具使用寿命等多方对比。确保机床刀具加工寿命长，零件使用不宜磨损、且强度高等特性的材料。耐磨耐冲击的材料都行，芯软表面硬，带锰的铁基合金基本上都行，经济点就铬合金，再便宜点用45号表面渗碳调质也行。综上所述，本次题目给定的桁架连接销轴零件选用45材料进行制造。2.3 零件的工艺分析1）该轴的结构比较典型，代表了一般轴的结构形式，其加工工艺过程具有普遍性。2）轴类零件的价格应当要注意夹紧的地方，设计夹紧力的大小和辅助的支承要求，这个必须要合理，可以防止零件形变。3）外圆表面采用车削方法可完成粗、精加工。4）宽度22的方用铣床加工，夹紧完成后，用立铣刀加工。5）M20的孔用钻床加工，专用夹具配用钻套进行加工，再攻丝即可。2.4 毛坯的制造形式确定从零件图进行分析，如果毛坯的尺寸和零件的尺寸很接近的话，加工的时候对毛坯材料的消耗会小，工作强度及周期也短，但是可能影响零件的质量问题。所以这样的话，制造和生产毛坯的时候，就要考虑多方面的因素，需要多加考虑，最终得到最佳效果。毛坯种类的选择：1、安装图纸上面的要求和材料的性能对毛坯进行设计选择图纸标定的材料就基本确定了毛坯的种类。该轴的材料是40Cr，因此可直接选用锻造成型。2、根据零件的功能选择毛坯按照零件的材料特性，加工条件，结构尺寸条件进行分析，零件每一步的加工尺寸相差不大，这样的话就可以选择锻造成型的方式。热处理是零件加工过程的一个重要环节，可以帮助零件提高耐磨性，增加强度要求，从而延长零件的使用寿命。从零件的作用和齿轮箱的工作情况可知，轴承受冲击交变载荷，因此要求轴材料具有高强度、抗冲击、耐磨性和良好的机械性能。因为是大批量的生产零件，所以就是要用精度高、生产效率更高的方式来制造毛坯，根据零件的结构特点，选用模锻毛坯。对题目给定的桁架连接销轴毛坯图进行绘制，结果如下图2.2：图2.2毛坯图第三章 工艺规程设计3.1 定位基准的选择轴类零件的主要工艺是内外圆的同轴度。在选择定位基准和夹紧方式时，应考虑一次夹紧尽量完成主表面的加工，或反复加工内孔和外圆作为相互的参考，逐步提高精度。同时，由于轴类零件的特殊性，刚性比较差，选择装夹方式和定位元件的时候，就要考虑这些，要特别注意防止零件形变。1)外圆安装一次作为粗基准，完成主表面的加工该方法消除了定位误差对加工精度的影响，保证了一次装夹加工后的曲面具有较高的互定位精度。但要求在表面处理后将毛坯夹紧切断，造成材料浪费。因此，主要用于小尺寸轴套零件的车削。2)夹紧，精确参考外圆这种方式可以在实际生产中得到应用，是基准用作外圆的夹具，结构简单，制造方便。机床装夹误差小。这种方法比较适合用了加工轴类零件。3)用专用夹具夹紧外圆作为精密基准当轴的内孔的直径太小,作为定位参考,可以加工外圆第一,然后是外圆可以作为精确的参考,可以夹内孔和与卡盘加工。该夹紧方式快速可靠，可传递大扭矩。常规操作中，由于卡盘的定位问题，导致误差铰刀，致使加工之后，内外圆的同轴度不能满足图纸规定要求。高精度的专用夹具，可以满足不同的同轴度零件的要求。3.1.1粗基准的选择原则按照基准选择的原则，选择与零件加工的表面对称的表面作为粗基准的，这个也符合了定位基准的选择。这样，加工后的法兰厚度更均匀，配合面变形减小。3.1.2精基准面的选取原则在大批量生产中，轴一般通常是基于成品外圆和端面。这样的装夹可以避免多次装夹，达到基准统一。本次零件选择先加工右侧外圆及端面，则选择左侧端面及外圆55作为粗基准。粗车右侧外圆后，选择右侧端面及24外圆做精基准。换向则同理，互为基准。3.2 切削用量的选择原则3.2.1粗加工时切削参数的选择零件进行粗加工的时候，零件的尺寸和表面精度、粗糙度的要求并不高，零件的加工毛坯余量比较大。所以，为了提高生产力，降低生产成本，选择粗加工的切削用量的时候，就需要保证切削时间和切削用量，还需要保证刀具的耐久性。1)切削深度的选择零件进行粗加工的时候，要根据零件的加工余量和机床、刀具、夹具几者之间的加工系统来确定切削用量和深度。保证零件加工和精加工预留必要加工量的情况下，粗加工的时候应当尽量一次性切断。只有总加工量比较大的时候，一次切割不能完成的话，可以考虑多次切割。2)进给速度的选择切削力就是节约和制约粗加工过程中的主要因素。机床的强度，选用刀具的尺寸材质以及相关参数均会影响到进给量选择，所以，在选择进给量需要考虑上述参数，如果参数值较大，可以允许选择大的进给量，泛指则需要选择较小的进给量。3)切削速度的选择零件进行粗加工时，设计的切削速度是限制刀具和机床加工功率的条件，是主要的加工要求。切削速度由切削深度、进给和切削速度决定。切削速度需要再机床的允许功率范围以内，不得超出。3.2.2精加工中切削参数的选择工件的精加工中，主要是提高工件粗糙度要求以及形位公差等满足图纸要求，这样考虑的加工的精度以及质量。此时的加工余量已经很小，切削参数的选择需要按照下列条件设置即可。1)切削深度的选择切削深度即加工余量，精加工时，加工余量很小，对切削设备的选择必须要考虑零件的相关要求，分析确定零件的加工余量，不得选择大的加工余量，使得产品成品质量不过关。2)进给速度的选择粗糙度是制约精加工时候进给速度的主要影响因素。提高了进给速度，切削时候掉落下来的碎屑会少，不过残留面会增大，切削力也增大，对零件的加工品质会低。3)切削速度的选择切削速度的选择会影响零件的形变，但是切削力会变小，这种情况下碎屑也会变少。一般情况下会用切削力高，几何参数不同的刀具，尽量将切削速度提高。3.3 制定加工工艺路线零件的工艺路线需要安排合理，才能保证零件的整体质量。安排工艺路线之前需要了解零件的生产类型、工厂设备、工人技术等多项外界因素。另外还要知道零件大小、粗糙度、形位公差要求。了解上述各项条件之后根据不同情况制定合理的工艺路线确保生产效率最大化。本次加工为批量生产，在选用设备的时候尽可能选择通用设备，且尽量将工序集中一下，提高生产力为最终目的。此外，还考虑了经济效益，降低了生产成本。工艺路线方案一如表3.1所示：表3.1 工艺路线一1锻造锻造2热热处理3车粗、精车右端24、19外圆及端面 4车粗、精车左端42、51的外圆及端面5铣铣宽度13的四方6钻钻M20的底孔，攻丝7检验检验8入库入库工艺路线方案二如表3.2所示：表3.2 工艺路线二1锻造锻造2热热处理3车粗车右端面，粗车24、21的外圆4车粗车左端面，粗车42、51的外圆5车精车右端29的外圆6车精车左端41的外圆7铣铣宽度13的四方8钻钻M20的底孔，攻丝9检验检验10入库入库工艺方案的比较及其选用方案一:流程相对集中，但粗细基准定位不准确，基准不统一。粗加工后不进行检验，直接对中、精加工，误差较大。方案二:本方案明显优于方案一，因为零件采用中批量生产，加工要求方便省时。方案二的流程分配相对合理。分别加工粗加工和精加工，可以降低零件残余应力。节省了加工时间，定位也符合零件定位原则和“统一基准”原则。通过分析比较，选择了方案二作为最终加工路线进行处理。表3.3 最终工艺路线1锻造锻造2热热处理3车粗车右端面，粗车24、21的外圆4车粗车左端面，粗车42、51的外圆5车精车右端29的外圆6车精车左端41的外圆7铣粗、精铣宽度13的四方8钻钻M20的底孔，攻丝9检验检验10入库入库3.4 各工序所需加工机床型号、加工刀具、测量量具选用（1）加工机床设备进行机加工时，机床选择统计零件的尺寸，加工精度等选择不同类型，可以通过查询参考文献11机械加工工艺手册得到：工序3/4/5/6为车床加工，选择使用立卧式车床CA6140，主要用于车端面及外圆加工。夹具选用机床自动通用夹具：三爪卡盘，定位及夹紧。刀具使用YG6合金车刀。工序7为铣平面四方的加工，使用设备为立式铣床X51，可用于铣面、铣孔等加工。定位选用专用夹具，刀具为立式铣刀。工序8为钻孔的加工，使用设备为立式钻床，可用于钻孔、攻丝、锪孔等加工方式。定位选用专用夹具，刀具为麻花钻、丝锥。（2）测量工具的选择量具选用：一般情况下使用的是游标卡尺。（3）其他行为公差的垂直度误差要求需要采用百分表来检测。3.5 切削用量及切削时间的确定3.5.1粗车左端面，粗车24、20的外圆1) 切削深度 单边余量为Z=4mm 2) 进给量的选择 通过根据参考文献11机械加工工艺手册选取 f=0.2mm/r 3) 计算切削速度其中：=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 与1046r/min相近的机床转速为1120r/min。现选取=1120r/min。所以实际切削速度5) 切削工时，按参考文献11机械加工工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=44mm; =4mm; =0mm;t=i=0.23(min)3.5.2粗车右端面，粗车42、51的外圆1) 切削深度 单边余量为Z=2mm 2) 进给量的选择 通过根据参考文献11机械加工工艺手册选取 f=0.2mm/r 3) 计算切削速度其中：=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) 确定机床主轴转速与574/min相近的机床转速为560r/min。现选取=560r/min。所以实际切削速度5)切削工时，按参考文献11机械加工工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=33mm; =4mm; =0mm; t=i=0.33(min)3.5.3精车左端19的外圆1) 切削深度 单边余量为Z=0.5mm 2) 进给量的选择 通过根据参考文献11机械加工工艺手册选取 f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中：=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/min4) 确定机床转速与1417r/min相近的机床转速参数为1400r/min。现选取=1400r/min。所以实际切削速度 5) 切削工时， t=i=0.03(min)3.5.4精车右端41的外圆 1) 切削深度 单边余量为Z=0.5mm 2) 进给量的选择 通过根据参考文献11机械加工工艺手册选取 f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中：=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) 确定机床主轴转速与691r/min相近的机床转速为710r/min。现选取=710r/min。所以实际切削速度 5) 切削工时， t=i=0.03(min)3.5.5铣宽度13的四方粗铣四方刀具：高速钢立铣刀，D=20mm，齿数z=6 背吃刀量：=2mm每齿进给量：经查，根据参考文献11机械加工工艺手册表30-15取每齿进给量=0.15mm/z铣削速度：经查，根据参考文献11机械加工工艺手册表30-23取铣削速度=30m/min机床主轴速度：，查表，取=480r/min实际铣削速度：每分进给量：铣削宽度：=13mm刀具切入长度：经查，根据参考文献11机械加工工艺手册表30-38公式如下：刀具切入长度具切出长度：经查，根据参考文献11机械加工工艺手册取=2mm机动时间：经查，根据参考文献11机械加工工艺手册公式如下：精铣四方刀具：高速钢立铣刀，D=20mm，齿数z=10 背吃刀量：=0.5mm每齿进给量：经查，根据参考文献11机械加工工艺手册表30-15取每齿进给量=0.3mm/z铣削速度：经查，根据参考文献11机械加工工艺手册表30-23取铣削速度=50m/min机床主轴速度：，查表，取=800r/min实际铣削速度：每分进给量：铣削宽度：=13mm刀具切入长度：经查，根据参考文献11机械加工工艺手册表30-38公式如下：刀具切入长度具切出长度：经查，根据参考文献11机械加工工艺手册取=2mm机动时间：经查，根据参考文献11机械加工工艺手册公式如下：3.5.7钻M20的底孔刀具：17.5高速钢麻花钻进给量：查机械加工工艺师手册1表28-13，取=0.25mm/r钻削速度：查机械加工工艺师手册1表28-13，取=15m/min机床主轴速度：查3表4-9，取=275r/min实际钻削速度：每分进给量：钻孔深度：=43mm刀具切入长度：由机械加工工艺师手册1表28-42得： 刀具切出长度：查机械加工工艺师手册1表28-42取=2mm机动时间：由机械加工工艺师手册1表28-42得：第四章 专用夹具设计在生产过程中，加工、检测、装配或者热处理、焊接等工作，都有可能会用到夹具，量还比较大。所说的夹具就是将加工零件进行固定，是零件在加工时候处于一个准确的位置、接受到加工或者检测的所有设备。机械加工的时候，用了大量夹具，机床上加工的夹具就是一个。将夹具按照在机床设备上，确保零件在加工设备和刀具之间确定一个正确的位置，还要能够承受切削力。专用夹具的作用有很多的方面：很容易、使用更加方便、稳定，最终用来保证零件的尺寸精度要求，因此在夹具夹紧零件的时候，零件对应机床的位置保证，基本上不受人工制约的，所以夹具可以更容易和更稳定的保证加工的精度。夹具就是用来提高生产力，因为在使用专用夹具之后，加工的时候，就可以降低定位和夹紧的作业时间，对零件的装夹越来越方便，零件加工时候的辅助时间越来越低，达到提高生产效益的作用。使用夹具还可以扩大机床的工作范围，增大机床的整体用途，达到更多的使用效果。几个例子来说，设计一套专业钻孔夹具，用来将工件安装在车床上或者铣床上，同样可以使用此机床对工件加工孔。既可以改善劳动条件，保证产品的安全生产。因此使用专用夹具可以降低劳动的强度，对劳动环境有所改善，降低了加工时候对人工的技术要求，确保加工的安全和零件的精度。这个设计主要用于钻8.4孔,并设计一个专用钻夹具4.1 夹具设计类型及机床的选择按照设计的要求和目的，需要设计钻孔的专用夹具一套。选用Z140立式钻床（如下图）更合理。这种机床适合用在零件的钻孔加工，还可以用来扩孔、铰孔、锪孔以及攻丝的要求，操作设备比较简单，只用一次装夹就可以加工完成很多表面。钻床选用见图4.1。图4.1 Z5140立式钻床4.2 确定定位方案和选择定位元件1.定位方案的设计根据零件需加工位置和加工方式，通过分析在这个过程中，零件处于竖直状态，零件定位一般采用外圆、内孔等零件，V型块用于零件定位，利用V型块定位柱51外圆作为定位基准，另外利用压块锁紧。还需采用支撑钉支撑零件右端面，将零件固定与夹具体之上。2. 定位元件的选择对定位元件的选择是夹具设计中很重要的工作，将会影响零件加工时对于刀具的相对位置。机床夹具中定位零件很多，尽量通过查询机床设计夹具设计手册，如有特殊原因可以使用自制件。本次设计选择定位元件为：V型块，支撑钉。3.定位元件不确定度分析零件的六自由度是物体所占空间的最高程度。一个零件最多只能有六个自由度。如果一定的自由度受到限制，则零件在这个方向上的运动将停止，并确定在这个方向上的位置度。零件的定位是为了限制零件的相对自由度。分析夹具图上可以看出，在加工零件时，需要限制6个自由度，分别是3个移动自由度和3个旋转自由度.对于回转体零件可以只限制5个自由度。本夹具中，V型块限制2个旋转自由度和2个移动自由度，底面支承钉限制1个移动自由度。 4.3 夹紧方案的确定夹紧装置的设计应考虑以下原则:零件不能随意移动;零件不能变形;零件不会振动;装夹必须安全可靠;应该考虑经济;夹紧装置的设计必须符合零件的生产程序;如果零件产量大，则必须设计更复杂的夹紧装置。考虑到本文设计的夹具零件不是很复杂，且夹具是用于钻孔的，工件在水平方向上有移动的趋势，因此水平方向用于夹紧。夹紧元件有：支架、锁紧螺钉、螺套、压块。夹紧机构见图4.2.图4.2 夹紧机构根据零件结构，设计了一种锁紧螺钉夹紧机构，锁紧手柄连接在支架上，支架通过螺栓固定在夹具体上。顺时针旋转螺钉时，夹紧力通过压块传递到工件上，实现夹紧。完成加工后，逆时针旋转手柄即可松开工件。用这种装夹方式 安装方便，效率高。4.4 定位误差分析本次设计的零件用V型块进行定位，当锻造毛坯的公差上存在着一定的误差，但是在水平方向上是保持水平位置的，所以就需要计算V型块在竖直方向上产生的定位误差。设计夹具定位的方式见图所示，对安装图纸进行设计和分析，这个时候可以分析出来定位基准的变动方向是垂直于水平面的故应按照垂直方向对槽进行加工，所以取；定位的基准点与工序的基准点形成所夹尺寸称之为定位尺寸，定位用的方向与加工尺寸的方向的夹角，取；工序的基准与零件定位基准不重合， 取；所要加工的工序基准与零件的定位基准是一致的，而且还能够跟上母线沟通，所以在设计计算式中取正号，经过分析知道：CO1=T(d)/2O1O1=dbSin(/2)= T(d)/2/ db db= T(d)/2/ Sin(/2)该夹具使用的V形块夹角为90，带入上面公式计算得：db=0.707T(d)工件外圆尺寸为51,未注公差尺寸按GB1804取m级精度，尺寸偏差为0.3，取最大尺寸偏差带入上式得：db=0.7070.3=0.2121mm通过这个公式进行计算，最后得知定位误差数值为0.21mm，结合加工设备，当使用立式钻床进行加工的时候，毛坯上的孔的位置为刀具的修正提供了条件，由此可以得出结论，所设计夹具可以满足加工要求。4.5 切削力与夹紧力计算根据现代夹具设计手册3.4.1螺旋夹紧机构计算公式得：T=Qrtan+tf1式中T：应加载螺旋夹紧机构上的夹紧转矩（Nm）；Q：夹紧力（N）；r：螺纹的平均半径（m）；：螺纹升角，tan=nP2rn：螺纹线数；P：螺纹螺距（m）；：螺纹摩擦角，tan=f，一般取f=0.178，则=10；f1：支承表面的摩擦因数，一般取f1=0.150.3；t：支承表面的摩擦力矩的计算力臂（m），随支承表面的形式而改变，其值按表3-22选取。为计算方便，令K=rtan+tf1，则T=KQ根据简化后的公式可得：符合表3-23B型M16螺钉的K值为2.4271。T为作用在螺母上的力矩：（L力臂长度取200mm，F作用力取100N）得Q=T/K=20000/3.631=8240N4.6 夹具设计及操作的简要说明设计专用夹具，一般情况下要用手动夹紧的方式来实现，这种方式的话夹具成本小，生产加工很快，可以更高的提升生产效率。夹具上设有定位键，便于工件的良好定位。操作相对简单。装卸工件时，先将工件放在v形块上，移动工件与支撑钉接触，转动压紧螺钉带动压板夹紧工件，然后加工工件。装配图见图4.3。图4.3 夹具装配图结 论本设计工艺采用了拉削、磨削、真空镀膜处理等先进加工制造方法，零件加工质量有保证，其它加工工序采用的是比较常见的机床设备和工艺装备，零件加工质量也比较稳定。零件毛坯选用的是40Cr锻造件，确保了零件毛坯、材质优异。使用了专用夹具，可以很方便的装夹工件，以及进行加工，降低了操作人员劳动强度与操作技术要求。这次所做的必要设计不单单是对所学知识做了一个复习，还是对运用所学的全部知识实际运用到生产的训练和提升能力的机会。通过毕业设计，我们可以发现自己知识的不足，并对自己的知识应用能力进行全面的评估，培养自己的综合应用知识和独立分析能力。本次毕业设计的主要内容包括零件的作用、对零件的理解、零件图的工艺分析、工艺路线的制定、刀具的选择、设备的选择、量具的选择等，包括工艺安装方案的确定、工装设计等。设计过程从零件的理解和分析开始，绘制零件的二维图纸和三维建模，熟悉零件的表面和配置特征，为零件的工艺分析做准备;工艺分析包括零件材料、毛坯类型和要求、表面加工方法的确定、零件安装方案的考虑等，为零件良好的工艺设计提供决策依据;并根据工艺设计理
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