固定套筒零件机械加工工艺规程与机床夹具设计

PAGE题目：固定套筒零件机械加工工艺规程与机床夹具设计PAGEIV摘要套筒零件是一种常用零件，研究套筒零件的加工工艺和夹具生产技术，可以改进套筒零件的生产方法，提高工厂的生产效率，降低生产成本，提高零件的精度，对实际生产具有重要意义。固定套筒零件加工工艺及钻床夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。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；然后进行专用夹具的设计，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；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。本次设计的套筒主要起到连接作用，且结构简单，便于加工，可以进行大量的投入生产，这对机械制造业具有一定的应用价值。关键词：工艺；工序；切削用量；夹紧；定位；误差TheDesignofFixedsleevepartsmachiningprocessplanningandFixtureAbstract:Sleevepartsisacommonpart,processresearchandfixturesleevepartsproductiontechnology,wecanimprovetheproductionprocessofthesleevepart,improveplantproductivity,reduceproductioncosts,improvetheaccuracyofparts,importantforpracticalproduction.Setofpartsmachiningtechnologyandthedesignofdrillingjigdesign,includingdesignprocessismachiningprocessdesignandthethreepartspecialfixture.Intheprocessofdesignshouldfirstofallpartstoanalyze,understandpartsoftheprocessandthendesignablankstructure,andchoosethegoodpartsmachiningdatum,designstheprocessroutesoftheparts;thenthepartsofeachstepprocessdimensioncalculation,thekeyistodeterminetheprocessequipmentandcuttingtheamountofeachworkingprocedure;designthenaspecialfixture,fixtureforthevariouscomponentsofthedesign,suchastheconnectingpartpositioningdevice,clampingdevice,aguideelement,clampandthemachinetoolandothercomponents;thepositioningerrorgeneratedwhencalculatefixturepositioning,analysisoftherationalityanddeficiencyoffixturestructure,payattentiontoimprovingandwilldesignin.Thesleeveisdesignedtoconnectmajorroletoplay,simplestructureandeaseofprocessing,theycanputalotofproduction,thishassomevalueformachinerymanufacturing.Keywords:process;process;cuttingparameters;clamping目次TOC\o"1-3"\f\h\z\u摘要 IAbstract II1 引言 11.1课题研究的背景和意义 11.2国内外发展现状 11.3课题研究的主要内容 22工艺规程设计 32.1零件的分析 32.2确定毛坯的制造形式 42.3基面的选择 42.4制定工艺路线 52.5选择加工设备和工艺装备 52.5.1机床选用 52.5.2选择刀具 52.5.3选择量具 62.6确定切削用量及基本工时 62.6.1工序30 62.6.2工序40 82.6.3工序50 82.6.4工序60 92.6.5工序120 113钻孔夹具设计 133.1研究原始质料 133.2机床夹具定位元件 133.3定位、夹紧方案的选择 133.4切削力及夹紧力的计算 143.5误差分析与计算 153.6钻套、钻模板设计与选用 163.7对夹具体的设计的基本要求 183.8夹具设计及操作的简要说明 184总结 20致谢 21参考文献 22附录1固定套筒零件机械加工工艺卡 23附录2本次设计相关图纸 33PAGEPAGE21引言1.1课题研究的背景和意义本次我选定的题目固定套筒零件机械加工工艺规程与机床夹具设计，这属于机械制造业的内容。机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。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，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某种意义上讲，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。改革开放三十年以来，中国制造业有了显著的发展。目前，我国正处于经济发展的关键时期，但机械制造技术是我们的薄弱环节，它的发展已经跟不上国民经济的发展。因此要想跟上先进制造技术的世界潮流，必须将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地，才能促进国民经济的发展，因此我国机械制造的现状和发展前景也越来越受到人们的关注和重视。1.2国内外发展现状机械制造业是一个传统的行业,经过了很多年的发展,也积累了丰富的理论和实践经验。目前中国已经是一个制造大国，中国的制造业规模已经达到世界第四位，仅次于美国、日本和德国。但是，与工业发达国家相比较，还存在很大的差距。主要表现为产品质量和技术水平不高，具有自主知识产权的产品少，而且制造技术及工艺落后，结构不够合理，技术创新能力落后，以及在先进制造技术和生产管理等方面，也存在一定的差距。以下几个方面是机械制造业的重要组成部分，通过这几个方面的分析比较，基本上可以了解我国机械制造业的现状。基础设备:在机械制造业中，机床、刀具、夹具、检测仪器等设备很大程度上决定了加工水平。而许多关键零部件我国还不能自己生产制造，完全依赖进口，这在很大程度上限制了我国机械制造业的发展。我国的机械制造设备还比较落后，与发达国家还有一定的差距。制造工艺:随着科学技术的发展，特别是电子技术、信息技术的迅猛发展，越来越多的高新技术运用到机械制造行业中。特别是近年来，中国制造成了我们耳熟能详的一个词，但同时，中国制造也几乎成为了劣质产品的代名词，由此可以看出，我们的产品质量还有待提高，这很大程度上取决于我们的制造工艺。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工等新型加工方法。但是我国普及率不高，尚在开发、掌握之中，仍然是以传统加工方式为主体，这就使得我们的工艺水平的提高受到限制。自动化技术:随着计算机技术等高新技术的发展，机械制造业的自动化技术程度进一步提高。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），实现了柔性自动化、智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。而且，我国在这方面的研究尚处于起步阶段，发展还不太成熟。核心技术:改革开放以来，越来越多的外国企业到中国来投资，我国引进了不少国外的先进设备却并没有掌握核心技术。对外技术依存度居高不下，导致我国的机械制造产业发展受制于人。技术黑洞的形成与国家的重视程度、投入密切相关。企业不仅缺乏核心技术，而且存在创新能力薄弱，而创新能力薄弱又导致我们在别人后边亦步亦趋，从而很难掌握核心技术。我国高技术产业发展迅速，但具有自主知识产权的产品不多。企业难以掌握核心技术，重引进、轻消化吸收再创新的问题一直未能有效解决。当今世界，制造业的中心正在向我国等发展中国家转移，中国已经成为全球性的制造大国，令世界瞩目。然而，由于缺乏具有自主知识产权的核心技术和品牌，制造业的许多领域还停留在国际价值链分工的低端。由上可知我国的机械工业与国际还有一定的差距，特别是在制造工艺、基础设备等各方面。而这些方面关系着我国能否在未来的机械制造发展中迎头赶上。因此，作为机械类的学生，认识到如上差距，我们应该胸怀远大，把自身的发展融入到我国机械行业的发展中。我相信，通过我们每个人的共同努力，一定可以把我国的机械制造业做大做强。1.3课题研究的主要内容固定套筒零件机械加工工艺规程与机床夹具设计需要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，保证尺寸证零件的加工质量。因此我的主要工作内容为以下几点：1）用CAD绘制产品零件图一张。2）编制产品的机械加工工艺规程一套。3）设计该产品某道工序的专用夹具一套。4）绘制夹具装配图一张。5）撰写毕业设计说明书一份。2工艺规程设计2.1零件的分析1）套筒零件的功用和结构特点套筒零件是机械加工中经常碰到的一种零件，它的应用范围很广。例如：支承旋转轴的各种形式的轴承、夹具上的导向套、内燃机的汽缸套以及液压系统中的油缸等。机器中的套筒零件起支承或导向作用。由于功用不同，套筒零件的结构和尺寸有很大的差别，但结构上仍有共同的特点：零件的主要表面为不同轴度要求较高的内、外旋转表面；零件壁的厚度较薄：零件的长度一般大于直径等。本次设计的套筒零件主要是在轴上起到连接的作用。零件的零件图如图2-1所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单，可以很清楚的在图上看到具体尺寸及公差。图2-1固定套筒零件图2)零件的工艺分析固定套筒零件主要加工表面为：车外圆及端面，表面粗糙度Ra值为3.2μm;车外圆及端面，表面粗糙度Ra值3.2μm;车装配孔，表面粗糙度Ra值3.2μm;半精车侧面，及表面粗糙度Ra值3.2μm;侧面粗糙度Ra值6.3μm、12.5μm。固定套筒共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分述如下：

一组加工表面包括车Φ35mm外圆和钻Φ17mm内孔，倒角钻孔并攻丝。这一组加工表面只有外圆表面有6.3μm的粗糙度要求。其要求并不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。一组加工表面包括车Φ27.6mm的外圆和在右端面铣宽度为5mm的槽，所车外圆要求粗糙度也是6.3μm，其要求也不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。2.2确定毛坯的制造形式本固定套筒，假设年产量为10万台，每台需要该零件1个，备品率为19%，废品率为0.25%，每日工作班次为2班。考虑到零件需要便于加工。依据设计要求Q=100000件/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率α和废品率β分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领N=2XQn(1+α)（1+β)=236095件/年套筒零件一般都是用钢、铸铁、青铜或黄铜等材料制成。有些滑动轴承采用双金属机构，即用离心铸造法在钢或铸铁套的内壁上浇注巴氏合金等轴承合金材料，这样既可节省贵重的有色金属，又能提高轴承的寿命。套筒零件的毛坯选择与其材料、结构和尺寸等因素有关。孔径较小（如d<20mm）的套筒一般选择热轧或冷拉棒料，也可以采用实心铸件。孔径较大时，采用无逢钢管或带孔的铸件和锻件。大量生产时可以采用冷挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工艺，既提高生产率又节约金属材料。45钢强度较高，塑性和韧性尚好，切削性良好，调制后有很好的综合力学性能，用于制作承受载荷较大的小截面调质件以及对心部强度要求不高的表面淬火件。所以本零件选用45钢制造；材料为45钢，查《机械工程材料》表6-8得抗拉强度：=600MPa；屈服强度：=355MPa；退火硬度HB≤197。2.3基面的选择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，生产效率得以提高。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，使生产无法正常进行。粗基准的选择，对像固定套筒这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果以左端面的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。因此应选择右端面作为粗基准。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，加工本套筒时应该采用两中心孔定位加工各外圆表面，这就符合基准统一原则。2.4制定工艺路线制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案10 锻 锻造毛坯20 退火 退火(调整硬度)30 粗车 粗车φ35、φ27.6外圆以及右端面，留加工余量40 精车 精车φ35、φ27.6外圆.50 车 掉头，车φ35左端面60 钻孔 钻φ17中心孔70 粗车 粗车φ20.6退刀槽80 粗车 粗车M20X2螺纹底孔90 车螺纹 粗车M20X2螺纹100 铣 铣宽度为6的腰形孔110铣 铣六边形轮廓120铣 铣宽度为5的槽130钳工 去毛刺140检验 检验2.5选择加工设备和工艺装备2.5.1机床选用工序是粗车和半精车。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，参考根据《机械制造设计工工艺简明手册》表4-7，选用最常用的CA6140卧式车床。工序Ⅵ是钻孔，选用Z525摇臂钻床。铣床选用双立轴圆工作台铣床X52K。2.5.2选择刀具在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀。加工刀具选用YT15类硬质合金车刀，它的主要应用范围为碳素钢与合金钢连续切削时的粗车、半精车及精车，断续切削时的精车，旋风车丝，连续面的半精铣与精铣，孔的粗扩与精扩。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀。钻孔时选用高速钢麻花钻，参考《机械加工工艺手册》第二卷表10-47及表10-53可得到所有参数。2.5.3选择量具本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。2.6确定切削用量及基本工时切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据《切削用量简明手册》和《机械制造设计工艺简明手册》确定本零件各工序的切削用量。2.6.1工序30粗车φ35、φ27.6外圆以及右端面，留加工余量，确定粗车右端面的切削用量，所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》表1-1，由于CA6140机床的中心高为200，故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。1)确定切削深度由于单边余量＜，故==（2-1）2)确定进给量根据《切削加工简明实用手册》表1-4可知:刀杆尺寸为，，工件直径10～63mm之间时,=0.5～1.0;根据《机械制造工艺设计手册》表4-9可知CA6140机床进给量=0.7。确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验，查CA6140机床说明书得这台机床进给机构允许进给力=3530。根据《机械制造设计工艺简明手册》表1-21，当强度在174～207时，；；=时，径向进给力=950；切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17；与的关系可用下式表达：（2-2）将所得数据代入式子（2-2）可得：=1111.5 从上计算可知由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。3）选择刀具磨钝标准及耐用度根据《切削用量简明使用手册》表1-9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。4）确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接从《切削用量简明使用手册》表1-11查出，当YT15硬质合金刀加工硬度197～217的钢材时，，，切削速度=;切削速度的修正系数为;;0.8;=1.0，=1.0;设;与的关系可用下式表示：（2-3）将以上所得数据代入式子（2-3）得：===120根据CA6140车床说明书选择=125，这时实际切削速度为：==（2-4）5）校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算，由《切削用量简明使用手册》表1-25，=197～217，，，切削速度时，=；切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为：=1.7=1.2（2-5）根据《切削用量简明使用手册》表1-30，当=时，机床主轴允许功率为=，，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=3.75，=，==，=6）倒角为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同，换车刀手动进给。7）计算基本工时查《切削用量简明使用手册》表3-15可得下面的式子：（2-6）=++（2-7）式子（2-6）中工件长度=61mm，由《切削用量简明使用手册》表1-26，车削时的入切量及超切量+=，则代入数据可得，2.6.2工序40精车φ35、φ27.6外圆，本工序仍为粗车。已知条件与工序相同，车端面及倒角，可采用工序30相同的可转位车刀。采用工序30确定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本时间如下：2.6.3工序50掉头，车φ35左端面，确定半精车左端面的切削用量，所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》表1-1，由于C602—1机床的中心高为200，故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。1）确定切削深度由于单边余量为2.5mm，故=(2-8）2）确定进给量根据《切削加工简明实用手册》表1-4可知刀杆尺寸为，，工件直径10～63mm之间时，进给量=0.5～1.0，根据《机械制造工艺设计手册》表4-9可知CA6140机床进给量。确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验，CA6140机床进给机构允许进给力=3530，根据表《切削用量简明使用手册》表1-11，当强度在197～217时，，，=时，径向进给力=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17代入式子（2-2）可得实际进给力为：由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。选择刀具磨钝标准及耐用度，根据《切削用量简明使用手册》表1-9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。3）确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据《切削用量简明使用手册》表1-11，当硬质合金刀加工硬度197～217的钢材时，，，切削速度=，切削速度的修正系数为=1.0;=0.92;0.8;=1.0;=1.0故将数据代入式（2-3）得：(2-9)=120（2-10）根据CA6140车床说明书选择=125这时实际切削速度为：==（2-11）4）校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算，由《切削用量简明使用手册》表1-25，=～，，，切削速度时，=切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为：=1.7=1.2根据《切削用量简明使用手册》表1-30，当=时，机床主轴允许功率为=，，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=1.25，=，==，=5）计算基本工时式子（2-6）中工件长度=61mm，由《切削用量简明使用手册》表1-26，车削的入切量及超切量+=，则代入数据可得量及超切量，2.6.4工序60钻中心孔，本工序采用计算法。根据表2-1、表2-2、表2-3、表2-4确定钻刀。表2-1高速钢麻花钻的类型和用途标准号类型直径范围（mm）用途GB1436-60直柄短麻花钻2.0～20.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1437-60直柄长麻花钻1.0～31.5在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1438-60锥柄麻花钻3.0～100.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1439-60锥柄长麻花钻5.0～50.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔表2-2标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度直径范围（mm）直柄麻花钻L>11.100～17.20151101表2-3通用型麻花钻的主要几何参数的推存值d(mm)β8.6～18.00301181240～60表2-4钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度（1）后刀面最大磨损限度mm刀具材料加工材料钻头直径d0（mm）≤20高速钢钢材0.5～0.8（2）单刃加工刀具耐用度Tmin刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0（mm）11～20钻头（钻孔及扩孔）45号刚高速钢60钻床选用Z525摇臂机床，查《机械加工工艺手册》表2-37钻头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为4500，因为钻孔直径为;由表2-1可得，应选用型号GB1436-20的短柄麻花钻，钻刀直径为;由表2-2可知，;由表2-3可知螺旋角，锋交，后角,横刃斜角;由表2-4可知，钻头后刀面最大磨损限度为0.5～0.8mm刀具耐用度T=60min。确定了钻孔时选用机床为Z525摇臂机床，刀具选用GB1436-60直柄短麻花钻后，现在进行切削用量的确定。1）确定进给量查《机械加工工艺手册》表10-4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.25～0.65,根据《切削用量简明使用手册》表4-13中可知，进给量取f=0.60。2）确定切削速度查《机械加工工艺手册》表10高速钢钻头在钢材（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，查《机械加工工艺手册》表10-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.60。V=12=10.32（2-13）则对应的查《机械加工工艺手册》表4.2-12可知实取。则实际切削速度3）确定切削时间查《机械加工工艺手册》表10-43，钻孔时加工机动时间计算公式：（2-14）其中;;；；则切削时间可通过将数据（2-14）得出：2.6.5工序120机床选用双立轴圆工作台铣床X52K，刀具选用错齿三面刃铣刀。1）粗铣宽度为5的当铣槽时的切削深度;查《切削用量简明使用手册》表2-26可得进给量；根据《切削用量简明使用手册》表2-20查得切削速度;机床主轴转速;进给量;工作台每分进给量;被切削层长度由毛坯尺寸可知;刀具切入长度;刀具切出长度;由上可算出机动时间：2)精铣宽度为5的槽当铣槽时的切削深度;查《切削用量简明使用手册》表2-26可得进给量;根据《切削用量简明使用手册》表2-20查得切削速度;机床主轴转速;进给量;工作台每分进给量;被切削层长度由毛坯尺寸可知;刀具切长度;刀具切出长度由上可算出机动时间：本工序机动总时间：3钻孔夹具设计3.1研究原始质料本夹具主要用来加工直径17的孔，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。3.2机床夹具定位元件工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，这里只介绍两种常用的基本定位元件。实际生产中使用的定位元件都是这些基本定位元件的组合。1）工件以平面定位常用定位元件常用支承钉的结构形式如图3-1所示。平头支承钉图a用于支承精基准面；球头支承钉图b用于支承粗基准面；网纹顶面支承钉图c能产生较大的摩擦力，但网槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基准定位且要求产生较大摩擦力的侧面定位场合。图3-1常用支承钉的结构形式2）工件以孔定位常用定位元件图3-2是几种常用固定式定位销的结构形式。当工件的孔径尺寸较小时，可选用图a所示的结构；当孔径尺寸较大时，选用图b所示的结构；当工件同时以圆孔和端面组合定位时，则应选用图c所示的带有支承端面的结构。用定位销定位时，短圆柱销限制二个自由度；长圆柱销可以限制四个自由度；短圆锥销图d限制三个自由度。图3-2固定式定位销的结构形式3.3定位、夹紧方案的选择由零件图可知在对加工前，平面进行了粗、精铣加工，底面进行了钻、扩加工。因此，定位、夹紧方案有用固定V型块，因为V型块与夹具体上都有销孔，所以V型块通过用定位销来准确的定位在夹具体上，以保证加工精度。V型块限制了工件在X,Y轴上的移动和旋转四个自由度，底座限制了Z轴上的向下移动，另外用活动圆柱体加上套头压紧，夹紧力限制了工件在Z轴上的向上移动和在Z轴的旋转运动，从而限制了工件的六个自由度，以此就能对工件进行定位。用活动圆柱体加上套头压紧的方法，夹紧方式用操作简单。V型块选用VBT35标准型V型块，通过上网查表得此V型块适用直径范围为10-35mm。3.4切削力及夹紧力的计算因为所使用的刀具为钻刀所以轴向力可查《工艺师手册》表28-4可得下式，（3-1）以及;;;;;将数据代入式子（3-1）可得；F=420查《工艺师手册》表28-5可得转矩；功率。在计算切削力时,必须考虑安全系数,查《切削用量简明使用手册》表5-18得安全系数，式子中为基本安全系数;为加工性质系数;为刀具钝化系数;断续切削系数，将数据代入可得：钻削时，查《机械加工工艺手册》表3-22得，则切向方向所受力:所以,加工时要使工件不会转动,切向方向的夹紧力必须大于267N，总夹紧力需要大于4239N。根据工件受力切削力、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：（3-2）安全系数K可按下式计算：（3-3）式中为各种因素的安全系数，查《机床夹具设计手册》表1-2可得：该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则,参考《机床夹具设计手册》表3-2，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力与切削力F之间的关系F夹＝KF。由资料《机床夹具设计手册》查表可得切削力公式：式中;查《机床夹具设计手册》表得,代入数据可得：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，决定选用螺旋夹紧机构。3.5误差分析与计算该夹具以一固定V型块，底座和一个移动圆柱体加上套头夹紧后定位，为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：销的定位误差根据《机床夹具设计手册》表4-20可得下列式子，夹紧误差根据《机床夹具设计手册》表4-20可得下列式子，其中接触变形位移值：查《机床夹具设计手册》1-15得，，3)磨损造成的加工误差通常不超过4)夹具相对刀具位置误差取5)误差总和从以上的分析出的误差可见，所设计的夹具能满足我本次设计的套筒零件的加工精度要求。3.6钻套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图3-3所示）以减少更换钻套的辅助时间。图3-3可换钻套钻套有国家的标准规格，如表3-1所示。表3-1可换钻套标准尺寸dDD1Ht基本尺寸极限偏差F7基本尺寸极限偏差M6极限偏差I6＞0～1+0.016+0.0063+0.010+0.004669--0.008＞1～1.84+0.016+0.0087＞1.8～2.658＞2.6～36981216＞3～3.3+0.022+0.010＞3.3～47+0.019+0.01010＞4～5811＞5～61013101620＞6～8+0.028+0.01312+0.023+0.01215＞8～101518122025＞10～12+0.034+0.0161822＞12～1522+0.028+0.01526162836＞15～1826300.012＞18～22+0.041+0.02030342036HT200＞22～2635+0.033+0.01739＞26～30424625HT20056＞30～35+0.050

+0.0254852＞35～4255+0.039+0.02059305667＞42～486266＞48～5070740.040钻模板选用板式钻模板，尺寸标在我设计的CAD图纸上，用定位锥销定位于夹具体上再装上螺钉固定；根据所设计的砖模板和表3-1给出的数据，可选用外圆直径为26mm的钻套。3.7对夹具体的设计的基本要求应该保持精度和稳定性：在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用锻造，时效处理，退火等处理方式。应具有足够的强度和刚度：保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。应便于铁屑去除：在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。安装应牢固、可靠：夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便于铁屑。此外，夹点技术，经济的具体结构和操作、安装方便等特点，在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便排出铁屑。3.8夹具设计及操作的简要说明为提高生产率，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋机构）。如图3-4所示，先把工件放在固定V型块上，工件底面与夹具体底座相接，最后摇动手柄带动圆柱体顶紧工件以达到夹紧目的。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。图3-4钻床夹具体4总结毕业设计即将结束了，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CAD等制图软件，为我们踏入社会打下了好的基础。这次毕业设计我设计的东西是固定套筒零件的加工工艺与夹具设计，首先需要对所加工的套筒零件进行分析，在进行分析时我查阅了大量的书籍和上网收集了一些资料，这使得我对零件的加工工艺得到了更加深入的了解。然后开始工艺规程的设计，对此进行了加工机床和刀具的选择，为了使加工精度较高进行了一些必要的计算。最后进行了钻孔工序的夹具的设计，这之中需要选择定位和夹紧方式，为了加工的安全进行了夹紧力与切削力的计算，为了满足工序的要求还进行了误差分析。最后进行整理写出设计说明书，整个过程我学到了很多关于机械制造方面的东西。在此要感谢我的指导老师李明涛老师对我悉心的指导，感谢同学们给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。致谢参考文献[1]东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册[M].上海科学技术出版社，1980。

[2]张进生.机械制造工艺与夹具设计指导[M].机械工业出版社，1995。

[3]李庆寿.机床夹具设计[M].机械工业出版社，1991。

[4]李洪.机械加工工艺手册[M].北京出版社，1945。

[5]上海市金属切削技术协会.金属切削手册[M].上海科学技术出版社，2011。

[6]黄如林.刘新佳.汪群.切削加工简明实用手册[M].化学工业出版社,2010。

[7]余光国.马俊.张兴发.机床夹具设计[M].重庆大学出版社,1995。

[8]卢秉恒.机械制造基础[M].北京机械工业出版社,2007。

[9]

刘文剑.曹天河.赵维.夹具工程师手册[M].黑龙江科学技术出版社，1987。

[10]李赫林.方键.机床数控技术[M].北京机械工业出版社,2007。

[11]朱东梅.疍北澜.何建英.画法几何及机械制图[M].北京高等教育出版社，2008。[12]李庆寿.机械制造工艺装备设计适用手册[M].宁夏人民出版社，1991。

[13]胡凤兰.互换性与技术测量基础[M].北京高等教育出版社，2010。

[14]王光斗.王春福.机床夹具设计手册[M].上海科学技术出版社，2000。

[15]乐兑谦.金属切削刀具[M].机械工业出版社,2011。附录1固定套筒零件机械加工工艺卡附表1机械加工工艺过程卡产品名称固定套筒零件图号固定套筒机械加工工艺过程卡毛坯种类钢材每台数量1零件名称材料牌号45钢工序号工序名称工序内容设备工艺装备10锻锻造毛坯20退火退火（消除内应力）30粗车粗车φ35、