导向块零件加工工艺及专用夹具设计【含10张CAD图纸】
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导向
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教学单位 学生学号 编 号 本科毕业论文（设计）题目 导向块零件加工工艺及专用夹具设计 学生姓名 专业名称 机械设计制造及其自动化 指导教师 2015 年 5月 4日 导向块零件加工工艺及专用夹具设计摘要：在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。根据给定的生产纲领和零件的结构特点及加工精度要求，制定工艺方案，进行工艺计算，绘制并填写加工工艺综合卡, 根据该孔系的尺寸精度和位置精度的要求，确定定位基准和定位方式，设计夹紧机构、导向机构、绘制夹具总装图，并拆画夹具的主要零件图。关键词： 工序 工艺 工步 Guide block part processing and special fixture designAbstract：In the production process so that the production target (of raw materials, blank, or assembly of parts, and so on) the quality and quantity of the state direct the process of change is called process, such as blank manufacturing, machining, heat treatment, assembly, have called the process Process. In the course of the development process, it is necessary to determine the process to install the work place and the process needed further work, the process of the processing machine tools and locomotives of the feed rate, cutting depth, cutting speed and spindle speed, the process of the fixture, and cutting tools Measuring, and cutting the number and length of the knife away, the final calculation of the basic processes of time, support time and work to serve the time. As said by the given production package and part of the structural physiognomies and precision requirements. Grow technology solutions for process controls, draw and fill a comprehensive card processing, Depending on the size and positional accuracy of the holes of the request, determine positioning reference and positioning. Holding mechanism design, guide mechanism, drawing fixture assembly diagram, and the demolition of the main parts diagram drawing fixture.key words: Process Technology Step Allowance Orientation Program目 录前言 11.分导向块的加工工艺设计31.1零件结构功用分析31.2零件图纸分析31.1.1主要技术条件52.毛坯的结构确定52.1毛坯的结构工艺要求52.1.1毛坯形状、尺寸确定的要求52.1.2毛坯类型52.1.3毛坯余量确定63.基面的选择74.工艺过程设计中应考虑的主要问题74.1加工方法选择的原则74.1.1加工阶段的划分84.1.2工序的集中与分散9 4.1.3工序的合理组合95.制定工艺路线105.1设备及其工艺装备确定125.1.1确定切削用量及基本工时126.夹具设计 20 6.1钻4-M8孔夹具设计216.2选择定位元件216.1.1定位误差的计算 216.1.2计算切削力及所需夹紧力216.1.3设计钻套连接元件及夹具体、钻模板227. 铣28mm槽夹具设计227.1定为基准的选择237.1.1定位元件设计237.1.2定位误差分析237.1.3铣削力与夹紧力计算237.1.2夹具体槽形与对刀装置设计 247.1.5夹紧装置及夹具设计 247.1.6夹具设计操作的简要说明 25 总 结 26 参考文献27谢 辞28前言 我的毕业设计是根据学校课本第九版机械设计、罗建华和邵明玺编写的公差与配合，还有参考机械制造技术基础这本书来展开设计的，其中，只有对公差配合学的比较精通或者了解的比较广，才能展开后边的设计计算，同时，加工导向块零件是以机械教材制造技术基础这本书为根据的，设计图里要求的专用夹具（车槽、钻孔夹具）与西北大学出版的机械设计教材息息相关。制造业在中国乃至世界上来说都是产业的重中之重，也是一个国家经济发展的彰显，一个国家能不能说明是经济强国，主要是看其所拥有的制造业先进与高端与否，制造业的重要支持是其健康能持续发展的一个模式，包含产品全部生命周期里的系统的技术于长期的钻研与探讨中形成了，研究的制造技术从简单的功能向组成系统的方面发展，研究内涵以加工理论和工序方法为主的简单学科区域全面性好多学科领域连续开拓，这样就铸成了一个全面的加工研究理论结构。但是不管知识在以后的研究当中怎么发展和改进，以及所使用的知识方面的用具怎么变化，制造技术身为物品设计和生产制造的链条的基本性能是不会改变的；深入勘测和挖掘怎么才可以最充分的从初始原模获得有效用品，使企业收获最优的经济效率和社会成绩的最终目标不变。因而，依据制造过程的特性和技术要求，栽培长成的制造型人才，加强制造业的公开竞争局势，是一个长久不变的话题。随着科技的发展，人类改变大自然的方式不仅是从简单的步骤形成庞大的体系，而且体现系统性能的方式也在不断更替。而今，机械系统的组成正在向机电、夜光等微量电子类智能类方面涉及，我们生活水平的改进，收入也增加了，思想空间变得很大，这些高端性的技术指使着老派的守旧的机械产品改头换面、创新加改变，但是，机械产品的基础还会是整套的机械系统。产品的基本性能直接由机械系统中要求的方法和框架的优虐展出，这个作为二级机械学科的教材也是教育部最新改进出来的，它的目的性要求明显体现的很宽阔，包含了和以前学过的相似的知识，比如：牌子汽车，小型机动车、工程上的车；追究原因，主要是这类机械问题由机组成，而且共同点比各个工作方法和要求的差异点多，算起来，他们相同的方面出现的比重大，因此，机械系统教材是学习机械类专业的龙头，教材也被归到了“9.5”国家图书库中，我们为了在机械行业有所作为，为了设计工作的顺利进行，为了专业知识的强大应用，为了这一切美好的结果,都应该细心认真的学习教材，知道如何设计，夹具在哪加紧，都会起到什么作用，不加紧会出现什么问题，总之，机械体系庞大，我们要一点一滴专注！271.导向块的加工工艺设计机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质量，上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件的各组成表面选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案都可以加工出来合格的零件，但从生产效率和经济效益来看，可能其中有种方案比较合理且切实可行。因此，必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过程。1.1零件结构功用分析题目所给的零件是常见零件的一种导向块零件，它的应用范围很广。由于它们功用的不同，该类零件的结构和尺寸有着很大的差异，但结构上仍有共同特点：零件的主要表面为精度要求较高的孔及其平面，零件由内孔、外圆、端面等表面构成。1.2零件图纸分析 这个导向块零件图,大体上看,有通孔、槽、圆角、倒角、螺纹孔、半圆、台阶面，零件的技术要求都给出了，可以便于加工制造，设计夹具的时候,注意表面精度要求,夹具定位加紧作用,要完全限制自由度，使工件无法移动。图1.导向块零件图由零件图可知，该零件形状较为复杂、外形尺寸不大，可以采用铸造毛坯。由于该零件的两个22孔与14孔要求较高，它的表面质量直接影响工作状态，通常对其尺寸要求较高。一般为IT7-IT9。加工时两22孔的与其平面的垂直度要求较高.应该控制在0.03mm以内。1.1.1主要技术条件： 孔径精度：28孔的孔径的尺寸误差和形状误差会影响到工作状态，因此对孔的要求较高，其孔的尺寸公差为IT7 主要平面的精度：由于22端面影响联接时的密封性能，并且加工过程中常作为定位基面，则会影响孔的加工精度，因此须规定其加工要求。2.毛坯的结构确定2.1 毛坯的结构工艺要求导向块零件为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求： 铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。 铸造圆角要适当，不得有尖角。 铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。 加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。 铸件的选材要合理，应有较好的可铸2.1.1毛坯形状、尺寸确定的要求设计毛坯形状、尺寸还应考虑到： 各加工面的几何形状应尽量简单。 工艺基准以设计基准相一致。 便于装夹、加工和检查。 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。2.1.2毛坯类型考虑到导向块零件工作时的作用，要求材料要有很高的强度，并且该零件结构较为复杂，故选用铸造毛坯材料为HT200。2.1.3毛坯余量确定由书机械加工工艺设计资料表1.2-10查得毛坯端面加工余量为2mm孔加工余量为.mm，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为1.4。图2毛坯合图3.基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗加工时，加工精度与表面粗糙度要求不高，毛坯余量较大，因此，选择粗加工切削用量时，要尽量保证较高的单位时间金属切除量（金属切除率）和必要的刀具耐用三要素（切削速度V、进给量F和切削深度醦）中，提高任何一项，都能提高金属切削率。但是对刀具耐用度影响最大的是切削速度，其次是进给量，切削深度影响最小。所以，粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的切削深度醦，其次选择一个较大的进给量F，最后确定一个合适的切削速度V。精加工时加工精度和表面质量要求比较高，加工余量要求小而均匀。因此，选取精加工切削用量时应着重考虑，如何保证加工质量，并在此前提下尽量提高生产率。所以，在精加工时，应选用较小的切削深度醦和进给量F，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度V，以保证加工质量和表面质量。4工艺过程设计中应考虑的主要问题4.1 加工方法选择的原则 所选加工方法应考虑每种加工方法的经济、精度要求相适应。 所选加工方法能确保加工面的几何形状精度，表面相互位置精度要求。 所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。 加工方法要与生产类型相适应。 所选加工方法企业现有设备条件和工人技术水平相适应。4.2 加工方法选择时考虑的问题(1)根据加工每个表面的技术要求,确定加工方法以及加工方案,选择零件各表面的加工方案,确定各加工方法及其组合后所能达到的经济精度和表面粗糙度。要注意的是，所选择的方案必须在保证零件达到图纸要求方面具有稳定可靠性，并具有合理的生产效率和加工成本。（2）决定加工方法是要考虑被加工材料的性质。例如，淬火钢用磨削的加工方法，而有色金属磨削困难，一般采用金刚镗或高速精密车削的加工方法进行精加工。（3）选择加工方法要考虑生产类型，即要考虑生产效率和经济问题。在大批量生产中，可采用专用的高效率设备和专用工艺装备。在单件小批生产中，则采用通用设备、通用工艺装备及一般的加工方法。如何提高单件小批生产的生产效率，仍是目前机械工艺的重要部分。（4）选择加工方法时，还应考虑本厂或者本车间的现有设备情况及技术条件。4.1.1 加工阶段的划分按照加工性质和作用的不同，工艺过程一般可划分为四个加工阶段： 粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为，粗糙度为Ra 0.22 Ra 0.35。 半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准确保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为。表面粗糙度为Ra 0.087 Ra 0.14。 精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为，表面粗糙度为Ra 0.074 Ra 0.12。 光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为,表面粗糙度为Ra 0.015 Ra 0.022。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。4.1.2工序集中与分散零件的加工往往是有许多工步组成的。如何把这些工步组成成工序，是拟定工艺过程要考虑的一个问题。工序集中就是把许多可能的工步集中到一道工序中完成。由于工序集总是要使用结构更复杂、自动化程度更高的机床设备，因此，工序集中的特点主要有如下四点：减少了设备的数量，减少了操作工人，减小了生产面积。减少了工序数目，减小了运输工作量，简化了生产计划量，缩短了生产周期。减少了工件的装夹次数，不仅有利于提高生产效率，而且还在一次装夹下加工与多表面，易于保证这些表面之间的相互位置精度。使用结构更复杂、自动化程度更高的机床，生产效率高，但机床和工艺设备的调整和维修费时，生产准备工作量大。当然，还存在另一个可能性，那就是工序分散，甚至每一个工步都作为一个工序在一台机床上加工，因此，工序分散具有以下特征：(1)采用比较简单的机床和工艺装备，调整容易。(2)对工人的技术要求低，经过较短的时间即可操作。(3)生产准备工作量小，容易变换产品，(4)设备和工人数量多，生产面积大。根据目前的情况及今后的发展趋势来看，一半多采用工序集中的原则来组织生产。这是因为单件小批量生产，生产组织管理要求工序集中；带大量生产中，设备特点决定了要工序集中；数控机床、加工中心及柔性加工系统的发展中使工序集中成为可能。4.1.3 工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： 工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。5. 制定工艺路线表5.1工艺路线方案一1铸造，清理2时效3钻M16孔4钻2-M6孔5钻4-M8孔6铣28mm槽7镗28孔8镗22孔9铣58.5mm两侧平面10铣端面保证105mm11铣21mm台阶面12去各部分锐边毛刺13终检表5.2工艺路线方案二1铸造，清砂2时效3铣58.5mm两侧平面4铣端面保证105mm5铣21mm台阶面6铣28mm槽7镗28孔8镗22孔9钻M16孔10钻2-M6孔11钻4-M8孔12去各部分锐边毛刺13终检工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将工序钻孔与工序铣平面工序对调， 钻孔工序放到后面。加工左右端面各螺纹孔M8与螺纹孔进出油孔放在底平面及其它端面铣加工后再进行加工，其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零件的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助。 采用互为基准的原则，先加工平面，然后以平面为精基准再加工平面上的各孔，这样便保证了，平面的平行度要求同时为加平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线， 加工不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先加各平面，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔便能保证各孔的形位公差要求从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。5.1 设备及其工艺装备确定所用的设备有： X62W、T618、Z4012、检验台、钳工台。夹具有：22孔专用夹具、钻4-M8孔专用夹具、钻M16孔专用夹具、铣28槽专用夹具刀具有：90度车刀、硬质合金铣刀、平板锉、开式自锁夹紧镗刀、各级钻头、丝攻、圆锉刀量具有：游标卡尺、专用塞规、专用量具5.1.1 .确定切削用量及基本工时(1)工序： 铣58.5mm两侧平面：（T1=T辅助时间 T2=T机床时间）由根据参考文献5 查表5.3-1可得进给量f=0.4m/r由表5.3-20得：v=90m/r则n=220x90/40=495 r/mm(2)工序工时定额： 根据参考文献3表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 min所以辅助时间T1=0.64+0.16=0.8 min根据参考文献5表 5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 min根据文献9 表2-24得T基公式-则T总=T1+T2+T基=2.26 min镗22孔时：因为单边与量: Z=5mm根据参考文献表3中3-1得：f=0.5 m/r根据参考文献5中5.3-20得：v=82 m/r则机床主轴转速(3)工时定额： 根据参考文献表3中 3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min根据参考文献由表3中 3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 min所以T1=0.64+0.16=0.8 min根据参考文献表5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r根据文献9 表2-24得T基公式-则T总=T1+T2+T基=0.347 min半精镗22孔时：（镗刀杆尺寸BXH取16X25）精镗该面的单边余量: Z=1mm镗削深度: ap=1由表3-1得:f=0.4 m/r由表5.3-20得：v=100 m/r则(4)工时定额： 由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r则T总=T1+T2+T基=0.52 min精镗22孔时：（镗刀刀杆尺寸BXH取16X25）ap=0.5 由表3-1得：f=0.3 m/r由表5.3-20得：v=107 m/r则工时定额： 由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.08+0.08=0.16 minT1=0.64+0.16=0.8 min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r则T总=T1+T2+T基=1.75 min工序 : 铣端面保证105mm查参考文献10表2.4-73刀具：硬质合金铣刀（面铣刀），材料：，D=68mm ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3.5mm所以铣削深度：=3.5mm每齿进给量：根据参考文献2表2.4-75，取，铣削速度：参照参考文献2表3034，取V=1.33m/s机床主轴转速： 式中 V铣削速度； d刀具直径。机床主轴转速：按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量：6.7mm/s60=402mm/min ：根据参考文献2表2.4-81, 被切削层长度：由毛坯尺寸可知铣刀切入时取： ，铣刀切出时取：根据机械制造工艺学表可得：=0.22min由表3.3-7得：操作机床时间为：0.83 min由表3.3-8得：测量工件时间为：0.14 minT1=0.97min则T总=T1+T2 =1.19minC: 钻4-M8孔时；根据机械加工工艺手册表查得：进给量,切削速度，切削深度机床主轴转速取 实际切削速度被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取根据机械制造工艺学表可得：=0.09由表3.3-9得：装夹工件时间为0.17min由表3.3-10得：松开卸下工件时间为0.15min由表3.3-12得：测量工件时间为：0.04min所以辅助时间是T1=1.34 min T2=0.094=0.36min则T总=T1+T2=1.80min攻丝M8孔：选择M8攻丝（工艺表3.117） ，按机床选取（工艺表4215）（工艺表4.216）基本工时：铣21mm台阶面时；粗铣：切削用量：ap=5 v=1.33m/s机床主轴转速：按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度：进给量： 精铣时：切削用量：ap=1 由表6.3-2得：f=0.12 m/r V=2.5m/s由表6.3-21硬质合金铣刀铣削灰铸铁时v=150 m/r则机床转速工时定额：由表6.4-1得：由表3.3-7得：操作时间为0.83min由表3.3-8得：测量工件时间为：0.14minT1=0.97min则T总=T1+T2 =1.41min粗镗28内孔、精镗28内孔时；粗镗时：切削用量：ap=3 毛坯孔径d=5由表8.2-1得：f=0.5 m/r v=80 m/r则n=318V/D=1817.1m/r取D=1800r/min实际切削速度工作台每分钟进给量被切削层长度刀具切入长度刀具切出长度 取行程次数：基本工时，由式（1.5）有：半精镗时: 毛坯孔径d=5由表8.2-1得：f=0.3 m/r v=80 m/r机床主轴转速取n=1500r/min实际切削速度工作台每分钟进给量被切削层长度：刀具切入长度刀具切出长度： 取行程次数：基本工时：精镗时：切削用量：ap=1 毛坯孔径D=15由表6.3-2得：f=0.2m/r v=100m/r 机床主轴转速取n=2100r/min实际切削速度工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：基本工时：钻孔钻孔时先采取的是钻到在铰到，所以，切削深度：进给量：根据参考文献7机械加工工艺手册表2.4-52，取切削速度：参照参考文献7机械加工工艺手册表2.4-53，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1基本工时： 扩孔加工:扩孔：根据机械加工工艺手册表查表： ,； ，取 ，扩孔时，由机械加工工艺手册表得：根据机械制造工艺学表可得：攻螺纹M16mm：选择M16mm高速钢机用丝锥f等于工件螺纹的螺距p，即按机床选取基本工时：6.夹具设计简单的来说，夹具的组成可以分为以下几个部分：(1)定位元件以及定位装置，用于确定工件正确位置的原件或装置。(2)加紧元件以及加紧装置，用于工件已获得的正确位置的元件或装置。(3)导向及对刀元件，用于确定工件与刀具相互位置的原件。(4)动力装置，在成批生产中，为了减轻工人的劳动强度，提高生产效率，常采用气动、液压等动力装置。(5)夹具体，用于将各种元件，装置连接在一起，并通过它将整个夹具安装在机床上。(6)其他元件及装置，根据加工需要来设置或装置。6.1钻4-M8孔夹具设计工序尺寸精度分析:由工序图可知此工序的加工精度要求不高，具体加工要求如下：钻4-M8孔，无其它技术要求，该工序在Z4012钻床上加工，零件属成批量生产。定位方案确定：根据该工件的加工要求可知该工序必须限制工件五个自由度，即x移动、x转动、y转动、y移动、z转动，但为了方便的控制刀具的走刀位置，还应限制z移动，因而工件的六个自由度都被限制，由分析可知要使定位基准与设计基准重合。选 平面作为定位基准，采取一面与孔组合定位限制移动。6.2 选择定位元件：在制定工件的工艺规程时，已经初步考虑了加工中的工艺集中问题，有时还绘制了工艺简图，设计夹具时，原则上应该选工艺基准为定为基准。无论是工艺基准还是定为基准都要符合六点定位原则。自由度，我们一般称为一个物体在三维空间中可能具有的运动。在oxyz坐标系中，物体可以有沿x/y/z轴的移动和沿x/y/z轴的转动，共有六个独立的运动，即六个自由度，所谓工件的定位就是要采取适当措施限制这六个自由度，以实现工件的定位，六点定位原理：采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位。由于本工序的定位面是侧平面及平面上 22的孔作为定位基准,所以夹具上相应的定位元件选为二个定位平面和一个孔。定位误差分析计算：分析计算孔的尺寸22的定位误差：用 面定位，工件定位面是 表面，定位元件的定位工作面是22外圆面，定位基准是外圆母线，当发生变化时其中心线在定位孔内左右移动。6.1.1 定位误差计算如下：jb=1/2T(d)= 1/2x0.021=0.0105db=1/2(D+d+min)=(0.021+0.015+0.023)/2=0.0295dw=jb+db-=0.04T/3 所以满足要求。6.1.2 计算切削力及所需加紧力：工件在加工时所受的力有加紧力J、切削力F和工件重力G，三者作用方向一至，由机床夹具设计手册表1-2-7得切削力的计算公式：Fx=667DsKp=667x7x700x650/7261083N实际所需加紧力与计算加紧力之间的关系为：F=KFx(K由表1-2-2查得为1.15)=1.15Fx=1245.45N6.1.3 设计钻套，连接元件及夹具体，钻模板：由于此工件是成批量生产，固选用GB2264-80可换钻套，选用活动式钻模板。根据钻床T型槽的宽度，决定选用GB2206-80宽度B=14，公差带为h6的A型两个定位键来确定夹具在机床上的位置。夹具体选用灰铸铁的铸造夹具体，并在夹具体底部两端设计出供T型槽用螺栓紧固夹具用的U型槽耳座。 图3.钻套，连接元件及夹具体，钻模板7铣28mm槽夹具设计本夹具主要用来铣导向块零件28mm槽面，由于加工本道工序的工序简图可知。铣导向块时，粗糙度要求，导向块上平面与下平面有平行度要求,并与2孔轴线有垂直度的要求，本道工序是对导向块28mm槽面进行加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。7.1 定位基准的选择由零件图可知2孔的轴线所在平面有垂直度的要求，从定位和夹紧的角度来看，本工序中，定位基准是下平面与外圆，设计基准也是要求保证孔与上,下两平面的垂直度要求，定位基准与设计基准重合，不需要重新计算上下平面的平行度，便可保证垂直度的要求。在本工序只需保证下平面放平就行，保证下平面与两定位板正确贴合就行了。7.1.1 定位元件的设计本工序选用的定位基准为外圆与平面定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面与心轴。因此进行定位元件的设计主要是对心轴和挡销进行设计。7.1.2 定位误差分析本夹具选用的定位元件为一面与心轴定位,不存在定位误差.可见这种定位方案是可行的。7.1.3 铣削力与夹紧力计算本夹具是在铣床上使用的，用于定位压头螺钉的不但起到定位用，还用于夹紧，为了保证工件在加工工程中不产生振动，必须对压头施加一定的夹紧力。由计算公式 Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2) 式（3.2）Fj沿螺旋轴线作用的夹紧力 Fs作用在六角螺母L作用力的力臂(mm) d0螺纹中径(mm)螺纹升角()1螺纹副的当量摩擦()2螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的摩擦角()r螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径()根据参考文献6其回归方程为 FjktTs其中Fj螺栓夹紧力(N)； kt力矩系数(cm1) Ts作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =82000=160000N7.1.4 夹具体槽形与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台U形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。在铣床或者刨床夹具中，为保证加工面的位置准确，刀具相对于工件的位置需要调整，因此，常设置对刀装置。对刀时移动机床工作台，使刀具靠紧刀块，在刀齿切削刃与对刀快间隙塞进一定规定尺寸的塞尺，让切削刃轻轻靠近塞尺这样就会确定刀具的最终位置。对刀装置由对刀块来实现，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成导向块零件28mm槽面的的粗、精铣加工，所以选用直角对刀块。7.1.5夹紧装置及夹具体设计常用的加紧机构：斜楔加紧机构，有一定的扩力作用，可以很方便的使力的方向改变90度，缺点是楔角较小，行程较长；螺旋加紧机构，是手动加紧机构中应用最广泛的一种，扩力比可达80以上，自锁性好，结构简单，制造方便，适应性强，其缺点谁，动作慢，操作强度大；偏心加紧机构，是靠偏心轮回转时其半径逐渐增大而产生夹紧力来加紧工件，优点是结构简单、操作方便，动作迅速，增利比大，易于改变力的作用点方向，其缺点是：自锁性能差，加紧行程和增力比小，因此，一般用于工件尺寸变化不大，切削力小而且平稳的场合，不适合在平稳的场合用。夹紧装置采用移动的压头来夹紧工件，采用的移动压板的好处就是加工完成后，可以将压板松开，然后退后一定距离把工件取出。夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构夹具装配图如上所示。7.1.6夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在铣床上加工，工件以与此相垂直的下平面为及其侧面和水平面底为定位基准，在V型块与底板实现定位。采用转动压头夹紧工件。当加工完一边，可松开手柄来加工另一边。如夹具装配图所示。图5.夹具装配图总 结毕业设计是对我们所学课程知识的一个总结。通过毕业设计可以反映出我们在学校期间的学习程度。从而对我们所学专业知识做出正确有力判断。初步开始设计的时候，难度相当大，因为从来没有自己一个人独立完成夹具设计的，就只知道一些设计的要求，对大概设计顺序一无所知，不知道怎么开始，然后一方面咨询老师，一方面查课本总结，找工厂师傅指导，最后得出；我要仔细看图，看懂每一个零件的组成，并勤思考该怎么设计，怎么加工，拿到一个零件图要知道基本信息，公差范围，再写出技术要求，帮助自己更好地理解，从头到尾整理后，毛坯零件合图就简单了。在设计期间，我们第一次接触了机械加工工艺方向的设计，对我有了很大提升。一遇到不懂的问题时，我会及时向老师请教，积极和同学老师讨论总结困难，在这个设计的全程中，我发现学习时间过得非常的快，而且收获了好多我以前不懂的知识，突然充满了好多能量，同时也感觉学习是一件轻松而又美好的事情，指导老师们，特别是雷老师能细心的帮助我，
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