机械制造技术课程设计-手柄座831015加工工艺及加工6H9键槽插床夹具设计

I手柄座的加工工艺及加工6H9键槽夹具设计摘要手柄座是机床上重要的零件之一，其位置处于光杆和手柄连接的地方，在力和力矩的作用下，完成机床相应的操作。因此，对其进行设计和研究是非常意义。本次设计以手柄座为研究对象，对其进行了工艺设计及专用夹具设计。工艺设计的主要内容有：零件的结构分析、加工要求分析，加工工艺路线的制定，工序卡及工艺卡的编写，零件图及毛坯图的绘制等。通过与指导老师协商设计加工6H9键槽插床专用夹具。通过对零件图的分析，该孔的加工精度要求以及作用非常重要。夹具设计内容有定位方案及装置的设计；夹紧方案及装置的设计；夹具体的设计；切削力的计算以及夹紧力的校核与验算等等。最后，完成了夹具装配图和夹具体等所有非标零件图的绘制。关键词：手柄座、工艺分析、专用夹具、6H9键槽、插床II目录摘要 I第一章绪论 11.1机械加工工艺规程概述 11.2机械加工艺规程的作用 11.3工艺规程制订的原则 1第二章工艺设计 32.1零件的作用分析 32.2零件的表面组成分析 32.3零件的加工要求分析 42.4零件的形位公差分析 42.5确定零件的材料及生产类型 42.6确定零件的加工基准 42.7确定零件的制造形式 42.8加工工艺路线的选择、比较与确定 52.9确定零件的加工机床、夹具、刀具及量具 72.10确定零件的加工余量 72.11确定零件的切削用量及基本工时 9第三章专用夹具设计 233.1机床夹具的概述 233.2机床夹具的组成和分类 233.3夹具设计的特点和基本要求 253.3.1夹具设计的特点 253.3.2夹具设计的基本要求 253.4机床夹具在机械加工中的作用 263.5确定零件的定位方案及定位元件 263.5.1确定零件的定位方案 263.5.2确定零件的定位元件 273.6确定零件的夹紧方案及夹紧元件 273.6.1确定零件的夹紧方案 283.6.2确定零件的夹紧元件 283.7确定夹具体 283.8导向装置——对刀块的选择 303.9计算切削力和夹紧力 303.9.1计算切削力 303.9.2计算夹紧力 313.10计算定位误差 32第四章结论 33参考文献 34PAGE1第一章绪论1.1机械加工工艺规程概述机械加工工艺规程需要根据生产产品加工流程跟加工办法等等的其中的一个工艺文件，在生产条件都实现的情况下，工艺流程要合理，操作办法也要合理，根据设定好的加工形式，这样就可以将工艺文件写出来，审批通过了之后就可以对生产进行生产。机械生产的流程按照下面这些内容来进行，生产工件流程，每个工序的详细内容，还有使用的机器，还有检验工件的羡慕，检验办法等等。1.2机械加工艺规程的作用1、指导生产的重要技术文件工艺流程按照工艺学原理还有工艺试验，定下来的时候是通过生产验证来进行的，不仅是科技的结晶，也是生产经验的结晶。那么，它的技术就可以得到确保，产品也可以合格，它可以为企业指导生产。因为这种情况，生产的时候，要对工艺流程完全遵守，不然的话会导致产品质量变得更差，生产率也降低了很多，不然的话就会有不合格的产品出现。2、生产组织和生产准备工作的依据制定生产计划，投入之前，原材料跟毛坯的供应，还有设计工艺装备，生产，还有购买，调整机器的载荷，编排工作计划，组织工人，制定工时还有对成本进行核算等等，这些都是工艺规程的最基础的根据。3、新建和扩建工厂的技术依据新建设厂方和扩大厂方的时候，不仅要机床，还要别的机器，机器的数量还有机器的规格，这些数据的基础都是工艺规程，确定的时候是按照生产类型来进行。不仅要考虑这些，还要注意先进的工艺规程对它也起了不小的作用，对相同类型的产品生产的时候，对工艺规程进行指导。1.3工艺规程制订的原则设定工艺流程的时候，要注意质量更高，产量更高，成本更低，也就是说加工产品的质量要符合要求，这样一来产品的利润就更高。在对工艺流程进行制定的时候，要对下面几点进行考虑：1、技术上的先进性对工艺流程进行制定的时候，要对现在我们国家，还有国际上这个行业的现状，还有发展方向进行了解，实验一下工艺，要用先进的工艺，用先进的机器进行来对产品进行生产。2、经济上的合理性生产条件设定好，加工零件的时候制定的预备方案有好多种。这个时候就要对这些方案进行对比，不仅要对成本进行核算，还要对效率进行对比，这样选择比较合理的方案才可以。3、良好的劳动条件及避免环境污染对工艺流程进行制定，要对工人操作时候的条件进行改善，所以说，制定工艺办法的时候要尽可能使用自动化装置，这样一来工人的劳动强度要降低很多。并且，这些制定的流程要满足国家规定，不能污染环境。第二章工艺设计2.1零件的作用分析本次设计的零件手柄座，其位置处于光杆和手柄连接的地方，在力和力矩的作用下，完成机床相应的操作。通过对零件图的分析，Φ25H8、Φ14H7内孔还有下端面的加工精度要求都比较高。具体见下面的手柄座零件图2.1图2.1手柄座零件图2.2零件的表面组成分析1、尺寸16所在上端面还有表面；主视图R13圆弧所在端面还有表面；2、Ф5.5内孔所在端面还有表面；尺寸14所在上下两端面还有左端面；3、尺寸12所在端面还有表面；Ф25H8内孔所在端面还有表面；4、6H9键槽所在上下端面、右端面；M10-7H螺纹孔所在端面还有表面；5、俯视图R13所在端面还有表面；Ф10H7内孔所在端面还有表面；6、Ф14H7内孔所在端面还有表面；Ф5锥销通孔所在端面还有表面。2.3零件的加工要求分析1、Ф25H8内孔所在表面，加工后表面粗糙度保证在3.2um；2、6H9键槽所在上下端面及右端面，加工后表面粗糙度保证在12.5um；3、尺寸14所在上下两端面还有左端面，加工后表面粗糙度保证在12.5um；4、Ф5.5内孔所在表面，加工后表面粗糙度保证在12.5um；5、Ф25H8内孔所在下端面，加工后表面粗糙度保证在6.3um；6、Ф10H7内孔所在表面，加工后表面粗糙度保证在3.2um；7、M10-7H螺纹孔所在表面，加工后表面粗糙度保证在12.5um；8、Ф14内孔所在表面，加工后表面粗糙度保证在3.2um；9、Ф5锥销通孔所在表面，加工后表面粗糙度保证在3.2um；10、其余未标注表面粗糙度公差的表面，均采用不去除材料的方法获得。2.4零件的形位公差分析Ф10H7内孔所在轴线相对于“Ф25H8内孔所在轴线”的平行度公差为Ф0.2。2.5确定零件的材料及生产类型通过对零件图的解读，能够知道工件的材料是HT200，该材料的铸造性能比较好，性价比也比较高，手柄座属于轻型机械零件，生产类型确定大批量生产。2.6确定零件的加工基准1、粗基准的确定通过对零件图的分析，确定主视图尺寸43上端面作为粗基准。2、精基准的确定通过对零件图的分析，确定Ф25H8内孔及下端面作为精基准。2.7确定零件的制造形式本次设计的零件—手柄座，其材料的HT200，通过对其外形分析，采用铸造的形式获得。铸造的外形和零件基本一样，加工余量3mm。图2.2手柄座毛坯图。图2.2手柄座毛坯图2.8加工工艺路线的选择、比较与确定设定加工路线的时候，首先要了解这个零件是什么形状，大小精度，位置精度能不能实现。加工路线制定的时候，先对面加工，再对孔加工，先加工主要面，再加工次要面，先对基准面进行加工，先粗加工，再精加工。因为生产数量是非常多的，那么要用到专用机床，专用夹具，工序要尽可能的集中一点，这样生产率就搞了，并且机床数量也没有那么多，生产成本自然就降低了。方案1：工序1、铸造；工序2、热处理；工序3、铣削Ф25H8内孔下端面；工序4、铣削14槽上下两端面及左端面；工序5、钻削Ф25H8内孔；工序6、钻削Ф10H7内孔；工序7、钻削Ф14H7内孔；工序8、钻削M10-7H螺纹孔；工序9、钻削Ф5.5内孔；工序10、钻削Ф5锥销通孔；工序11、插削6H9键槽；工序12、倒角；工序13、终检；工序14、入库；方案2：工序1、铸造；工序2、热处理；工序3、钻削Ф25H8内孔；工序4、钻削Ф10H7内孔；工序5、钻削Ф14H7内孔；工序6、钻削M10-7H螺纹孔；工序7、钻削Ф5.5内孔；工序8、铣削Ф25H8内孔下端面；工序9、铣削14槽上下两端面及左端面；工序10、钻削Ф5锥销通孔；工序11、插削6H9键槽；工序12、倒角；工序13、终检；工序14、入库；加工工艺路线方案的比较与确定：方案一先加工端面，而后将其作为下面工序定位和加工的基准，生产出来的产品尺寸要求以及形位公差能够得到很好的保证。方案二先对零件的内孔进行加工，而后将孔作为零件外圆和端面加工的基准。看似定位较好，但毛坯的外圆及端面采用的是铸造，外圆和端面尺寸公差、平面度和垂直度都不能得到保证。经过对2种加工方案的选择和分析，最终确定方案1作为本次零件加工方案。2.9确定零件的加工机床、夹具、刀具及量具1、铣削（1）机床：X52K立式铣床；（2）夹具：专用夹具；（3）刀具：三面刃铣刀；（4）量具：游标卡尺。2、钻削（1）机床：Z525立式钻床；（2）夹具：专用夹具；（3）刀具：麻花钻、扩孔钻、铰孔钻、锥销钻、丝锥钻；（4）量具：游标卡尺、螺纹量规、锥销量规。3、插削（1）机床：B5032立式插床；（2）夹具：专用夹具；（3）刀具：插刀；（4）量具：游标卡尺。2.10确定零件的加工余量工序1、铸造；工序2、热处理；工序3、铣削Ф25H8内孔下端面；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是3mm；工序4、铣削14槽上下两端面及左端面；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是3mm；工序5、钻削Ф25H8内孔；工步1：钻Ф25H8内孔底孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是2.5mm（单边）；工步2：扩Ф25H8内孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是0.4mm（单边）；工步3：铰Ф25H8内孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是0.1mm（单边）；工序6、钻削Ф10H7内孔；工步1：钻Ф10H7内孔底孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是2.5mm（单边）；工步2：扩Ф10H7内孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是2.4mm（单边）；工步3：铰Ф10H7内孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是0.1mm（单边）；工序7、钻削Ф14H7内孔；工步1：钻Ф14H7内孔底孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是2.5mm（单边）；工步2：扩Ф14H7内孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是4.4mm（单边）；工步3：铰Ф14H7内孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是0.1mm（单边）；工序8、钻削M10-7H螺纹孔；工步1：钻M10-7H螺纹孔底孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是2.5mm（单边）；工步2：钻M10-7H螺纹孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是2.5mm（单边）；工序9、钻削Ф5.5内孔；工步1：钻Ф5.5内孔底孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是2.5mm（单边）；工步2：扩Ф5.5内孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步加工余量是0.15mm（单边）；工步3：铰Ф5.5内孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是0.1mm（单边）；工序10、钻削Ф5锥销通孔；工步1：钻Ф5锥销通孔底孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是2mm（单边）；工步2：扩Ф5锥销通孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是0.4mm（单边）；工步3：铰Ф5锥销通孔；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是0.1mm（单边）；工序11、插削6H9键槽；确定余量之前，通过查看切削手册，确定这工步的加工余量是2.3mm（单边）；工序12、倒角；工序13、终检；工序14、入库；2.11确定零件的切削用量及基本工时工序1、铸造；工序2、热处理；工序3、铣削Ф25H8内孔下端面；1、加工设备：卧式铣床，型号X52K；2、加工刀具：三面刃铣刀；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量3mm；5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对X6132卧式铣床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=300r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=45，则9、辅助时间式中：，则工序4、铣削14槽上下两端面及左端面；1、加工设备：卧式铣床，型号X52K；2、加工刀具：三面刃铣刀；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量3mm；5、进给量。6、切削速度=80m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对X6132卧式铣床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=300r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=43，则9、辅助时间式中：，则工序5、钻削Ф25H8内孔；工步1：钻Ф25H8内孔底孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：麻花钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量2.5mm；5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=169r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=43，则9、辅助时间式中：，则工步2：扩Ф25H8内孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：扩孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量0.4mm；5、进给量。6、切削速度=12.5m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=169r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=43，则9、辅助时间式中：，则工步3：铰Ф25H8内孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：铰孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量0.1mm；5、进给量。6、切削速度=15m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=209r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=43，则9、辅助时间式中：，则工序6、钻削Ф10H7内孔；工步1：钻Ф10H7内孔底孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：麻花钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量2.5mm；5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=525r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=38，则9、辅助时间式中：，则工步2：扩Ф10H7内孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：扩孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量0.2.4mm；5、进给量。6、切削速度=12.5m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=423r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=38，则9、辅助时间式中：，则工步3：铰Ф10H7内孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：铰孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量0.1mm；5、进给量。6、切削速度=15m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=465r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=38，则9、辅助时间式中：，则工序7、钻削Ф14H7内孔；工步1：钻Ф14H7内孔底孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：麻花钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量2.5mm；5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=525r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=28，则9、辅助时间式中：，则工步2：扩Ф14H7内孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：扩孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量4.4mm；5、进给量。6、切削速度=12.5m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=331r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=28，则9、辅助时间式中：，则工步3：铰Ф14H7内孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：铰孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量0.1mm；5、进给量。6、切削速度=15m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=331r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=28，则9、辅助时间式中：，则工序8、钻削M10-7H螺纹孔；工步1：钻M10-7H螺纹孔底孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：麻花钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量2.5mm；5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=525r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=10，则9、辅助时间式中：，则工步2：钻M10-7H螺纹孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：丝锥钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量2.5mm；5、进给量。6、切削速度=15m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=465r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=10，则9、辅助时间式中：，则工序9、钻削Ф5.5内孔；工步1：钻Ф5.5内孔底孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：麻花钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量2.5mm；5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=525r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=7.5，则9、辅助时间式中：，则工步2：扩Ф5.5内孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：扩孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量0.15mm；5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=525r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=7.5，则9、辅助时间式中：，则工步3：铰Ф5.5内孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：铰孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量0.1mm；5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=525r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=7.5，则9、辅助时间式中：，则工序10、钻削Ф5锥销通孔；工步1：钻Ф5锥销通孔底孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：麻花钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量2mm；5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=577r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=9，则9、辅助时间式中：，则工步2：扩Ф5锥销通孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：扩孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量0.4mm；5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=525r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=9，则9、辅助时间式中：，则工步3：铰Ф5锥销通孔；1、加工设备：立式钻床，型号Z525；2、加工刀具：铰孔钻；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量0.1mm；5、进给量。6、切削速度=8m/min。7、主轴转速及实际切削速度，通过对Z525立式钻床主轴转速图的查询，决定选取其主轴转速为n=525r/min；通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为8、基本时间式中：l=9，则9、辅助时间式中：，则工序11、插削6H9键槽；1、加工设备：立式插床，型号B5032；2、加工刀具：插刀；3、测量工具：游标卡尺；4、背吃刀量2.3mm；5、进给量。6、切削速度=120m/min。7、主轴转速及实际切削速度256r/min依据主轴转动速度图，取n=250通过上面对机床主轴转速的选择，设备在加工过程中，实际的切削速度为118.7m/min.8、基本时间式中：l=43，则9、辅助时间式中：，则工序12、倒角；工序13、终检；工序14、入库；第三章专用夹具设计3.1机床夹具的概述夹具主要就是为了对产品进行固定的，用来对产品进行检验，生产还有处理的装饰，并且让工具附件在空间里所处的位置正确，这就是夹具。在十八世纪末的时候，才有了夹具，后来科技一直都在发展，夹具从不重要变位非常重要。有研究单位进行过统计，现在的零件，体积小的占到总数的八成以上，因为生产要求一直在提高，市场的竞争也是越来越大。不过，有的生产企业用的还是原来的专用夹具，生产能力一般；还有很多生产企业，在生产的时候有一半的夹具还用的是专用夹具，它损耗的真正数量在百分之十到百分之二十，这些年，因为科技的发展很快，我们国家的夹具都在更新为专业夹具。这样一来，加工的成本也就变大了，浪费也变多了。要想让这种状况进行改善，就要将数控机床柔性生产技术用到夹具生产中去。最近这些年，很多高科技的技术都在发展，比方说柔性制造系统，成组技术，加工中心等等，所以使用的机器是夹具在发展的时候要求更高：1、对需要生产的新产品装配起来更快，速度也更快，这样一来加工成本也就变低了，生产要进行准备花费的时间就变短了；2、可以夹紧一组零件，特征都是差不多的；3、可以加工的产品精度更高，并且进行固定；4、可以用在生产现代化夹具的上面；5、液压夹具的效率更高，这样一来工人的劳动强度就变低了，并且生产率变高；6、让使用的机器是夹具的标准化程度更高。3.2机床夹具的组成和分类尽管使用的机器是夹具的型号很多，不过工作时候原理基本上是差不多的。在每一种夹具里面，它的组成有：1、定位部分对于夹具来说定位的零件是非常关键的零件。一般来说按照产品定位的基准面的样子来进行搞设计。有V型块，有定位销等等。2、夹紧部分：（1）夹紧装置比方说螺旋夹紧装置等（2）夹紧动力部分比方说液压动力，气压动力部分，还有电动力等。这各部分可以让产品进行自动化装夹，这样生产效率就非常高了。3、夹具体对于夹具来说这个部分就是它的框架，可以把所有的零部件都装在上面。夹具体的结构有锻造的，有焊接的，有装配的，夹具体的外形有回转体的，还有底座型。4、连接元件这个部分可以把夹具跟使用的机器是连接起来，并且让夹具跟使用的机器是主轴，跟工作台，还有导轨他们所处的地点是正确的。正常连接的时候，有的是在使用的机器是工作台上，有的是在使用的机器是主轴上。5、对刀、导向元件这些零件可以确保加工产品跟刀之间所处地点正确。用来将刀所处的地点确定下来，并且带着它进行工作的这个零件，就是导向零件。对机床夹具进行归类：1、专用夹具对一个，或者是一种特别的工件进行生产而设计的夹具，就是专用夹具。在设计它的时候，不需要考虑它是不是通用，不过，专用夹具设计的时候要注意下面几件事情，首先格局不能复杂，要简单，拆装的时候要简单一些，假如说还有一些别的特别的要求，加装一个动力装置，这样不仅节省时间，还节省力气，这样的夹具在加工的时候，精度是很高的，效率也是很高的，不过论文里面的这个夹具是游湖类的，它是非常特别的，开始设计，这个产品的成本是不小的，要加工更新的零件，因为产品的大小，还有要求都有改变，那么肯定就被淘汰了，结合上面说的，设计的这个零件生产的数量一定是大批量的，并且更新起来没有那么快的。2、可调式夹具这种夹具的好处是，你生产好一批产品之后，通过手动调整夹具，接下来还能够对其他形状的产品进行生产。这种夹具也能进行分类，分为万能型的，还有特定可调节型的。万能型的调节夹具可以生产的产品是非常多的，特定可以调节的夹具能够生产的产品就没有那么多了，它生产的零件都是比较单一的，正常来说，要跟别的夹具配合起来用，生产的产品基本上都差不多，并且大小改变不大，精度也没有太大的改变。这样可以看出来，设计可调节型的夹具，一开始的更换频率是没有那么高的，尽管可行性是比较少的，但是对于这样的夹具还能在市场上存活实在是不简单，跟专用夹具是比不了的。3、专门化拼装夹具在这两种以外，还有一个夹具专门是为中专门的那套生产工序而存在的，就是组装夹具，跟可调节夹具有点像，但是呢，它的针对性又更强一些，有点像专属夹具，跟专属夹具比，它多了一个可以组装的性能。4、自动化生产用夹具现在技术一直在进步，现在夹具研究了更新的一带，全自动化的夹具，在进行自动化生产的时候，有两种：一个是专属夹具自动化，还有一个是运输夹具，它是可以用来对零件进行搬运，并且别的夹具有的功能它都有。3.3夹具设计的特点和基本要求3.3.1夹具设计的特点1、针对性较好；2、质量好，生产率高；3、对于一套夹具来说，起决定性作用的就是夹紧部分；4、设计夹具的时候，专业性很强；5、设计时间不长，正常不需要算强度，刚度。3.3.2夹具设计的基本要求设计夹具的时候，要符合下面几个方面：1、这个夹具设计出来一定要用起来方便；2、一旦夹具坏了，那么在修的时候要容易；3、设计夹具要简单，并且修起来也简单。前面的这些说的都是一个大概，接下来，在进行设计的时候，具体要注意的事情，下面详细的说一说：（1）设计的这个夹具，它的结构要跟生产时候是完全一样的，那么就需要我们对于生产产品的数量，还有加工时候的效率，产品的质量，还有产品的性价比都要了解清楚，将他们设计的完全一样。（2）确保产品加工的精度。设计零件一个重要方面就是生产精度，在设计的时候尤为关键。（3）拆还有装都要容易一些。设计的这个零件，首先拆起来要快，装起来也要快，这样的话，将来不管是修还是保养都比较容易的。3.4机床夹具在机械加工中的作用1、保证工件的加工精度，稳定产品质量在生产零件的时候，夹具就是用来确保确保产品所处的地点的精度。因为用的夹具可以进行定位，那么，在生产的时候夹具就可以保证机床跟工件所处的位置，不会因为主观因素产生什么影响，这样一来生产的质量就更加稳定，可靠性更好。2、劳动生产率更高，生产成本更低将劳动生产率提高，让产品生产的时间变短，要想实现这个目的就要将切削用量变大，让辅助时间变短。用机床夹具，这样就生产产品时候辅助时间就变短了，而且还能够让生产的产品刚度变大，切削量并且也变大，不需要进行找正，并且花费在安装上的时间变少了很多，这样一来劳动生产率就变高了，成本也变低了。3、改变工人的劳动环境，还有劳动强度用了夹具之后，装卸工件明显要方便了很多，省了很多力气，并且安全性更好。在对工件进行安装的时候，用夹具来进行，定位更变便利，更加快，夹紧的时候要用一些增加力气的装置，那么工人工作时候的强度也就没有那么大，并且可以对设备进行保护，保证工作人员的安全。3.5确定零件的定位方案及定位元件工件在夹具中定位的任务是：使需要加工的工件的所有相同的工序，在夹具中都能拥有相同的正确位子，不能满足加工的技术要求的全部是不正确的，虽然不能保证100%一致，但是所有工件的误差必须保证要在所要求的误差之内。3.5.1确定零件的定位方案（1）利用Ф45所在的下端面和夹具体Ф45凸台上端面进行定位，限制零件3个方向自由度。（2）利用Ф10H7内孔和圆柱销进行定位，限制零件2个方向自由度。（3）利用43前端面和工件插销进行定位，限制零件1个方向自由度。这样完成零件6个方向自由度的限制。对刀块的定位方案都是采用“一面两销”3.5.2确定零件的定位元件1、确定手柄座的定位元件其定位元件有：夹具体、圆柱销和工件插销。2、确定对刀块的定位元件其定位元件有：圆柱销和菱形销。夹具装配图见下图3.1：图3.1夹具装配图3.6确定零件的夹紧方案及夹紧元件确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置要想工件被定位之后，生产加工的时候，它所处的位置是没有改变的，那么需要夹紧装置非常可靠才行，这样一来才可以让产品在进行定位的时候，在夹具上不会出现位置的移动，也不会出现形状的改变。夹紧装置对于夹具来说是非常重要的，它可以产品面的精度还有表面粗糙度进行确保。并且夹紧装置有多复杂，跟产品的生产类型必须是相匹配的。1、确定夹紧力的方向在对夹紧力的方向进行确定的时候，要注意下面几点：（1）夹紧时候的方向跟产品加工面的所处位置的精度之间的关系夹紧力的方向要跟定位基准垂直，这样工件定位的精度才能确保。工件的定位基准正常都是非常大的，这样的话，工件跟定位件的接触就是比较好的，并且产生产品的形状的改变不大，那么说，对三杠孔进行加工的时候，水平方向上的夹紧力确定是垂直于底平面的方向。（2）确定的这个夹紧力的方向应该能够保证定位的可靠性（3）产品在进行装卸的时候一定要容易些要想定位简单一些，定位的地点要选的恰当一些，通过产品自身的重量，确保它停留在规定好的地方，这样一来，人工就不需要进行操作了。也就是说，夹紧力的方向跟重力的方向是一样的，不过论文里面生产三杆孔，如果夹紧力跟重力的方向重合，那么夹紧装置也就不好布局了。那么就确定跟底平面A垂直的方向是可以。2、夹紧装置夹紧装置有两种，一个是机动的，一个是手动的。论文里面的夹紧装置用的是手动的，螺钉还有螺母，还有铰链都是用固定手柄压紧的，之后再跟夹紧零件配合。3.6.1确定零件的夹紧方案1、左端利用六角螺母、双头螺栓、垫圈、连接螺栓、移动压板、弹簧对其进行夹紧。2、右端同样利用六角螺母、双头螺栓、垫圈、连接螺栓、移动压板、弹簧对其进行夹紧。3、对刀块的夹紧方案：采用对角线安装的2个内六角螺栓，上下方向夹紧。3.6.2确定零件的夹紧元件1、确定手柄座的夹紧元件其夹紧元件有：2套六角螺母、双头螺栓、垫圈、连接螺栓、移动压板、弹簧。2、确定对刀块的夹紧元件其夹紧元件有：2个内六角螺栓。3.7确定夹具体在夹具上的这些部分跟零件，因为夹具连接在一起，成为整体。所夹具跟机床怎么样连接，就在于夹具是什么形状，夹具有多大。针对夹具体在进行设计的时候，应该满足下面几点要求：1、精度要恰当，并且尺寸的稳定性要好在夹具上的一些重要面，比方说进行安装，定位的零件的面，他们的大小，还有形状精度都要满足要求，并且相对的位置还要恰当。详细的精度要求在零件图里面都标出来了。要想让夹具的大小稳定一些，对夹具要进行时效处理。2、强度还有刚度都要满足要求生产的时候，夹具受到的切削力还有夹紧力是非常大的。要想夹具体不会出现太大的形状的改变还有振动，那么这个夹具的强度，还有刚度都要满足要求。所以夹具的壁厚是要厚一些的，这也夹具上要有加强筋。3、夹具体工艺性好对夹具进行生产，装配还有检验的时候要方便，并且要装一些零件在夹具的面，那么要铸造一个凸台在上面。4、排屑的时候更加方便切削太多的话，夹具上要安排一个排屑装置。5、装在起床上的时候要非常稳定，非常可靠在机床上安装夹具，通过夹具体的安装面跟机床对应的面进行配合来实现。夹具体的毛坯种类有以下3类，具体概述如下：1、铸造夹具体它的好处就是工艺性能好，可以加工的产品形状比较复杂，并且抵抗压力的强度也是非常好的，抵抗压力的刚度也非常好，抵抗振动的性能也是非常好的，不过公共刮飞的时间是比较长的，后期要进行时效处理，这样内应力就尅有了。用的比较多的材质是灰铸铁，强度的要求非常高的时候用铸钢，要是质量要求非常轻就用铸铝。现在用的比较多的是铸造夹具体。2、焊接夹具体这种夹具体的组成部分是钢板和型材焊接起来的，生产这种夹具非常容易，并且耗费的时间比较短，花费也不是很大，并且非常轻。不过对夹具体进行焊接的时候，热应力是很大的，非常容易出现形状的改变，要进行退火处理，这样才能让夹具的尺寸稳定下来。3、锻造夹具体这种夹具体可以用的地方是形状不复杂，外形不大，并且强度要求高，刚度要求高，在锻造好了之后还要进行退火，这种类型的夹具在生产中用的比较少。夹具体是连接夹具上定位元件、夹紧元件的重要组成部分。在对其进行设计的时候需要考虑到加工的零件安装和拆卸都比较方便，还需要考虑夹具体的制造方式，在查看了3种夹具体权衡利弊的基础上，本次夹具体其制造形式选择铸造。在满足使用性能的基础上，选择夹具体的采用是灰铸铁HT200。为了保障零件的各项使用性能，需要对夹具体进行相应的时效处理。其外形结构见下图3.2：图3.2夹具体零件图3.8导向装置——对刀块的选择本次设计的零件是手柄座，在完成6H9键槽的插削加工，实现表面粗糙度为12.5加工要求。在键槽的上方设计对刀块作为导向装置。3.9计算切削力和夹紧力3.9.1计算切削力本次加工需完成6H9键槽的插削加工插削力计算公式：P—插削力；H─插销宽度，6m；S—进给量，0.2mm；HB─布氏硬度，200HBS。3.9.2计算夹紧力夹紧力计算公式。—基本安全系数，取1.5；—加工性质系数，取1.1；—刀具钝化系数，取1.1；—继续切削系数，取1.1；—夹紧力稳定系数，取1.3；—手动夹紧位置系数，取1.0。所以=2.6实际夹紧力：。—夹具定位面摩擦系数，；—夹紧面摩擦系数，。所以取螺栓预紧力。选双头螺栓M8粗牙螺纹，材料为45#钢。则，小于45#许用拉应力。故可以用双头螺栓M8粗牙螺纹。3.10计算定位误差定位误差是在对工件进行定位时，需要加工的那个面跟工序基准之间的位置误差。针对某一批工件，调整了刀具之后，所处的位置是没有改变的，也就是说需要加工的那个面所处的地方跟定位基准是没有变化的，那么说定位误差的意思是工序基