毕业设计（论文）-变速器上壳体工艺规程及夹具设计-变速箱上盖

PAGEIIPAGE38编号：沈阳工学院毕业设计(论文)题目：上壳体工艺规程及夹具设计院（系）：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师：职称：2015年沈阳工学院毕业设计沈阳工学院毕业设计（论文）摘要本设计上壳体零件加工过程的基础上。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容易。因此，设计遵循的原则是先加工面后加工孔表面。孔加工平面分明显的阶段性保证粗加工和加工精度加工孔。的基础上，通过输入输出底面作一个良好的基础过程的基础。主要的流程安排是支持在定位孔过程中的第一个，然后进行平面和孔定位技术支持上加工孔。整个过程是一个组合的选择工具。专用夹具夹具的选择，有自锁机构，因此，更高的生产力，对于大批量，满足设计要求。关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差AbstractBasedonthisdesignprocessofshellparts.Themainprocessingpartisplaneandholemachining.Ingeneral,itiseasytoensureprecisionmachiningholesthanguarantee.Therefore,thedesignprincipleisthefirstprocessingsurfaceaftermachiningholesurface.Phaseplaneholemachiningobvioustoensuretheaccuracyofmachiningandroughmachininghole.Onthebasisofthefoundation,throughtheinputandoutputofthebottomsurfaceasagoodbasisfortheprocess.Themainprocessissupportedinthepositioningholeintheprocessofthefirst,andthentheprocessingholeplaneandholepositioningtechnologysupport.Thewholeprocessisacombinationofselectiontool.Specialfixturefixtureselection,aself-lockingmechanism,therefore,higherproductivity,inlargequantities,meetthedesignrequirements.Keywords:process,process,cutting,clamping,positioning,error摘要 IIAbstract III1序言 12零件的分析 2 2 23工艺规程设计 4 4 4 43.3.1工艺路线方案一 53.3.2工艺路线方案二 53.3.3工艺方案的比较与分析 6 73.4.1机床选用 73.4.2选择刀具 73.4.3选择量具 7 8 9 22 22 22 22 23 23 25 26 27 27 275.2.1夹具体设计 275.2.2定位基准的选择 275.2.3定位方案和元件设计 285.2.4定位误差的计算 285.2.5夹紧力计算 295.2.6夹紧机构的设计 315.2.7定向键与对刀装置设计 325.2.8确定夹具体结构尺寸和总体结构 345.2.9夹具设计及操作的简要说明 35 36 37 381序言机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。而本次对于零件加工工艺及夹具设计的主要任务是：=1\*GB2⑴完成零件加工工艺规程的制定；=2\*GB2⑵完成专用夹具的设计。通过对零件的初步分析，了解其零件的主要特点，加工难易程度，主要加工面和加工粗、精基准，从而制定出零件加工工艺规程；对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据切削力的大小、批量生产情况来选取夹紧方式，从而设计专用夹具。2零件的分析题目给的零件是上壳体零件，主要作用是起连接作用。零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示。由零件图可知，其材料为HT20-40，该材料为灰铸造，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。上壳体零件主要加工表面为：1.粗铣底面、半精铣，表面粗糙度值为3.2。2.粗铣、半精铣上端面，表面粗糙度值3.2。3.车外圆，表面粗糙度值3.2。5.两侧面粗糙度值6.3、12.5，面粗糙度值6.3。上壳体共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：

(1)．底部端面的加工表面：

这一组加工表面包括：端面，内圆，倒角钻孔并攻丝。这一部份只有端面有6.3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。(2).端面的加工表面：这一组加工表面包括：端面，粗糙度为3.2；的端面，并带有倒角；中心孔。其要求也不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。其中，内圆直接在车床上做镗工就行了。3工艺规程设计本上壳体假设年产量为10万台，每台车床需要该零件1个，备品率为19%，废品率为0.25%，每日工作班次为2班。该零件材料为HT20-40，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。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)=238595件/年零件材料为HT20-40，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。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，对像上壳体这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，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)。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。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。3.3.1工艺路线方案一10 铸造 铸造20 时效 时效30 涂底漆 涂底漆40 粗铣 粗铣底部大端面50 精铣 精铣底部大端面60 粗铣 粗铣顶部凸台端面70 精铣 精铣顶部凸台端面80 钻扩铰 钻扩铰底部2-φ11孔,2-φ13孔，钻,14-φ11孔90 铣削 铣削中间凹槽两端面100 铣削 铣削两侧面110 钻孔 钻凸台φ26120 钻攻丝 钻M16螺纹孔并攻丝130 钻扩铰 钻扩铰左侧4-φ16、φ20台阶孔140 钻扩铰 钻扩铰右侧4-φ16、φ20台阶孔150 钻 钻左侧4-φ9.6孔 机加工160 钻扩铰 钻扩铰右侧φ8.5、φ9、φ12台阶孔170 去毛刺 去毛刺180 检查 检查3.3.2工艺路线方案二10 铸造 铸造20 时效 时效30 涂底漆 涂底漆40 粗铣 粗铣底部大端面50 精铣 精铣底部大端面60 粗铣 粗铣顶部凸台端面70 精铣 精铣顶部凸台端面90 铣削 铣削中间凹槽两端面100 铣削 铣削两侧面110 钻孔 钻凸台φ2680 钻扩铰 钻扩铰底部2-φ11孔,2-φ13孔，钻,14-φ11孔120 钻攻丝 钻M16螺纹孔并攻丝130 钻扩铰 钻扩铰左侧4-φ16、φ20台阶孔140 钻扩铰 钻扩铰右侧4-φ16、φ20台阶孔150 钻 钻左侧4-φ9.6孔 机加工160 钻扩铰 钻扩铰右侧φ8.5、φ9、φ12台阶孔170 去毛刺 去毛刺180 检查 检查3.3.3工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便。方案二采用镗床加工，需要要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。因此综合工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下：10 铸造 铸造20 时效 时效30 涂底漆 涂底漆40 粗铣 粗铣底部大端面50 精铣 精铣底部大端面60 粗铣 粗铣顶部凸台端面70 精铣 精铣顶部凸台端面80 钻扩铰 钻扩铰底部2-φ11孔,2-φ13孔，钻,14-φ11孔90 铣削 铣削中间凹槽两端面100 铣削 铣削两侧面110 铣削 铣削凸台φ26120 钻攻丝 钻M16螺纹孔并攻丝130 钻扩铰 钻扩铰左侧4-φ16、φ20台阶孔140 钻扩铰 钻扩铰右侧4-φ16、φ20台阶孔150 钻 钻左侧4-φ9.6孔 机加工160 钻扩铰 钻扩铰右侧φ8.5、φ9、φ12台阶孔170 去毛刺 去毛刺180 检查 检查3.4.1机床选用①.工序是粗铣、和精铣。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用铣床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的X52K铣床。参考根据《机械制造设计工工艺简明手册》表4.2-7。②.工序是钻孔，选用Z525摇臂钻床。3.4.2选择刀具①.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。②.钻孔时选用高速钢麻花钻，参考《机械加工工艺手册》（主编孟少农），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。3.4.3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。“上壳体”零件材料为HT20-40，查《机械加工工艺手册》（以后简称《工艺手册》），表2.2-17各种铸铁的性能比较，灰铸造的硬度HB为143～269，表2.2-23灰铸造的物理性能，HT20-40密度ρ=7.2～7.3（），计算零件毛坯的重量约为2。表3-1机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量[件]重型（零件重>2000kg）中型（零件重100~2000kg）轻型（零件重<100kg）单件生产5以下10以下100以下小批生产5~10010~200100~500中批生产100~300200~500500~5000大批生产300~1000500~50005000~50000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于30～50，毛坯重量2<100为轻型，确定为大批生产。根据生产纲领，选择铸造类型的主要特点要生产率高，适用于大批生产，查《工艺手册》表3.1-19特种铸造的类别、特点和应用范围，再根据表3.1-20各种铸造方法的经济合理性，采用机器砂模造型铸件。表3-2成批和大量生产铸件的尺寸公差等级铸造方法公差等级CT灰铸造砂型手工造型11~13砂型机器造型及壳型8~10金属型7~9低压铸造7~9熔模铸造5~7根据上表选择金属型公差等级为7级。3-3铸件尺寸公差数值铸件基本尺寸公差等级CT大于至8631001601001602501.61.82.0根据上表查得铸件基本尺寸大于100至160，公差等级为8级的公差数值为1.8。表3-4铸铁件机械加工余量（JB2854-80）如下铸件基本尺寸加工余量等级6浇注时位置>120~2506.04.0顶、侧面底面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。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》（第三版，艾兴、肖诗纲编，1993年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号，与《机械制造设计工工艺简明手册》的表区别。工序10、20、30：铸造时效处理无切削加工，无需计算工序40、50：粗铣、精铣底部大端面机床：铣床X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：，，齿数。单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取取铣削速度机床主轴转速：按照文献，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：：,取切削工时被切削层：由毛坯可知，刀具切入：刀具切出：取走刀次数为1机动时间：机动时间：所以该工序总机动时间工序60、70：粗铣、精铣顶部凸台端面机床：铣床X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：，，齿数。单边余量：Z=3所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取，取铣削速度机床主轴转速：按照文献，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：：取切削工时被切削层：由毛坯可知，刀具切入：刀具切出：取走刀次数为1机动时间：机动时间：所以该工序总机动时间工序80：钻扩铰底部2-φ11孔,2-φ13孔，钻,14-φ11孔机床：立式钻床Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速：，按照文献，取所以实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入：刀具切出：取走刀次数为1机动时间：刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速：按照文献取所以实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入有：刀具切出：，取走刀次数为1机动时间：工序90：铣削中间凹槽两端面机床：铣床X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：，，齿数，此为粗齿铣刀。单边余量：Z=3所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取取铣削速度机床主轴转速：按照，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：：取切削工时被切削层：由毛坯可知，刀具切入：刀具切出：取走刀次数为1机动时间：机动时间：所以该工序总机动时间工序100：铣削两侧面机床：铣床X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：，，齿数，此为粗齿铣刀。单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取取铣削速度机床主轴转速：按照，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：：取切削工时被切削层：由毛坯可知，刀具切入：刀具切出：取走刀次数为1机动时间：机动时间：所以该工序总机动时间工序120：钻M16螺纹孔并攻丝机床：立式钻床Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速：，按照文献，取所以实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入：刀具切出：取走刀次数为1机动时间：刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速：按照文献取所以实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入有：刀具切出：，取走刀次数为1机动时间：工序130钻扩铰左侧4-φ16、φ20台阶孔本工序采用计算法。表3-5高速钢麻花钻的类型和用途标准号类型直径范围（mm）用途GB1436-85直柄麻花钻2.0～20.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1437-85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GB1438-85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GB1439-85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选用Z525摇臂钻床，查《机械加工工艺手册》孟少农主编，查《机》表2.4-37钻头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为4500，表10.2-5标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻，则螺旋角=30，锋交2=118，后角a=10,横刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。表3-6标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自GB6137-85）mm直径范围直柄麻花钻ll1>11.80～13.20151101表3-7通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6137-85）（º）d(mm)β2фαfψ8.6～18.00301181240～60表3-8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高速钢铸铁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）铸铁、铜合金及合金高速钢60钻头后刀面最大磨损限度为0.5～0.8mm刀具耐用度T=60min①.确定进给量查《机械加工工艺手册》孟少农主编，第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.25～0.65,根据表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》孟少农主编，表10.4-17高速钢钻头在灰铸造（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考《机械加工工艺手册》孟少农主编，表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.85。V=12=10.32（3-17）则==131（3-18）查表4.2-12可知，取n=150则实际切削速度===11.8工序140：钻扩铰右侧4-φ16、φ20台阶孔机床：立式钻床Z525切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速：，按照文献，取所以实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入：刀具切出：取走刀次数为1机动时间：=2\*GB2⑵扩孔刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速：按照文献取所以实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入有：刀具切出：，取走刀次数为1机动时间：工序160：钻扩铰右侧φ8.5、φ9、φ12台阶孔机床：立式钻床Z525切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速：，按照文献，取所以实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入：刀具切出：取走刀次数为1机动时间：=2\*GB2⑵扩孔刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速：按照文献取所以实际切削速度：切削工时被切削层：刀具切入有：刀具切出：，取走刀次数为1机动时间：设计在成批生产条件下,在专用立式钻床上设计钻孔夹具.1、可一次钻削保证.该孔在轴线方向的设计基准是以钻套的中心线.径线的设计基准是以轴承孔与另一端面.2、面铣结合面是前一工序已完成的尺寸3、专用钻床的最大钻孔直径为φ18mm.主轴端面到工作台面的最大距离H=700mm,工作台面尺寸为375x500mm2,其空间尺寸完全满足夹具的布置和加工范围的要求。4、本工序是对孔进行加工，采取移动的夹具，钻模板选用旋式；使用快换钻套。1、定位基准的选择工序结合面是已加工过的平面，且又是本工序要加工的孔φ19mm的设计基准，按照基准重合原则选择它作为定位基准是比较恰当的。若定位元件采用φ110的轴承孔，则基准不重合。因此，选择结合面与轴承端面作为定位比较合理。2、夹紧结构的确定当定位心轴水平放置时，在专用钻床上钻φ13mm孔的钻前力和扭矩力均由重力与外力来承担，这时工件的夹紧可以有两种方案：在箱体的底面上，采用压板压紧，夹紧力与切削力处于平行状态。这种结构复杂，装卸工件比较麻烦。在箱体的底面上采用螺纹夹紧装置，加紧力与切削力平行，这种结构简单。装卸工件比较容易。刀具：麻花钻，dw=13mm,则F=9.81×54.5ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δFz(《切削手册》)查表得：d0=13mm,ae=195,af=0.2,ap=9.5mm,δFzF=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×20×1.06)÷19查表可得，铣削水平分力，垂直分力，轴向力与圆周分力的比值：FL/FE=0.8,FV/FE=0.6,FX/Fe=0.53故FL=0.8FE=0.8×79401=63521NFV=0.6FE=0.6×79401=47640NFX=0.53FE=0.53×79401=42082N在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数K=K1K2K3K4式中：K1—基本安全系数，2.5K2—加工性质系数，1.1K3—刀具钝化系数，1.1K2—断续切削系数，1.1则F/=KFH=2.5×1.1×1.1×1.1×63521=211366N选用螺旋—板夹紧机构，故夹紧力fN=1/2Ff为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，f=0.25则N=0.5×211366÷0.25=52841N在设计夹具时，为降低成本，可选用手动螺钉夹紧，本道工序的铣床夹具就是选择了手动螺旋—板夹紧机构。由于本工序是粗加工，切削力比较大，为夹紧工件，势必要求工人在夹紧工件时更加吃力，增加了劳动强度，因此应设法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。按设计步骤，先在各视图部位用双点划线画出工件的外形，然后围绕工件的布置定位，加紧和导向元件再进一步考虑零件的装卸，各部件结构单元的划分，加工时操作的方便和结构工艺性的问题使整个夹具设计形成一个整体。夹具体是夹具的基本组成部分，为了满足加工要求，特定的文件夹应该有足够的刚度和强度，以及更好的结构的过程。由于铸造工艺性好，几乎没有零件的尺寸，形状，同时限制重量和结构的复杂性，良好的减振器，抗压能力好，因此铸造选择材料HT200铸件后，时效处理，以消除应力。对夹具体的设计的基本要求（1）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，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度在加工过程中夹具体不允许因夹紧力和切削力等外力变形，夹具应有足够的厚度，适当加固刚度。（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，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。（5）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。1、夹具采用分铸式铸件组合的结构。铸造简单，刚性较好。为保证铸件壁厚均匀，内腔掏空；为减少加工面，各部件的结合面处设置铸件凸台。2、定位板和定位钉安装在夹具体的底面与侧面并通过夹具体的孔与底面的平行度，保证工件底面与夹具底面的平行度。3、为了便于装卸零件，夹具采用了铰链式的钻模板结构。以保证钻套的位置精度，用琐紧螺钉锁紧。1、制订夹具公差的基本原则和方法（1）满足误差不等式并有精度储备的的原则零件加工中受工艺系统各种误差因素的影响而使加工尺寸产生一定的误差，设除夹具本身之外工艺系统其他各误差环节所造成的总和，同时考虑到要维持夹具的使用精度，在寿命期内应留出允许的磨损公差为△m.因此，夹具的制造误差应当保证被加工工件的尺寸误差在考虑上述两项误差之后。仍在允许的尺寸公差范围之内于是就有不等式（2）、基本尺寸按工件相应尺寸的平均值标注并采用双向对称偏差的原则。为了便于尺寸计算和误差分析，并尽可能避免计算中的错误，凡是夹具上与被加工主件尺寸相应的尺寸，其基本尺寸均应按工件尺寸的平均尺寸标注，其公差取工件尺寸公差的1/2~1/5标注。底面与结合面的尺寸为160，选用尺寸偏差时为160±0.36mm.2.与加工要求没有直接关系的加具尺寸公差的制订与加工要求无直接关系的尺寸是指不直接与零件加工尺寸相对应的夹具尺寸。他们的尺寸公差无法从工件上相对应的尺寸来确定。但他们的公差也并非对加工精度没有影响。属于这种夹具公差的多为夹具内部结构配合尺寸公差，如定位元件与夹具体、可换钻套与衬套、导向套与刀具、铰链连接的轴与孔、夹具机构上各零件的配合尺寸公差等。这类尺寸公差主要是根据零件的功用和装配要求，直接根据国家标准规定的公差配合来选用的。如夹具中起导向作用并相对滑动的连接副一般选用;有相对活动而无导向作用的连接副一般选用、；铰链连接则按基轴制选用、等间隙配合。在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。影响原始尺寸18的各项误差分析1、重合,故产生定位误差。定位尺寸160mm定位尺寸公差=02mm，在加工尺寸方向上的投影，这里I的方向与加工方向是一致的，所以=0.2mm,因为平面定位。所以故2、垂直度所引起的夹具安装误差，对工序尺寸18的影响均小，既可以忽略不计。面到钻套座孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一，。通常不超过0.005mm.。偏移用概率法相加总误差为：098137mm<0.2mm从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。对于铣侧面夹具设计，由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低生产成本和降低劳动强度。5.2.1夹具体设计设计夹具，首先要仔细分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进行安装、定位、夹紧；在完成夹具草图后，进一步考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理的结构实现个零部件间的相对运动；根据零件的使用要求，选择相应的材料。完成钻床夹具的所有设计后，用AutoCAD进行二位图形的绘制，首先画装配图，然后从装配图上拆画零件图，标注相关尺寸及技术要求，最后进行论文撰写、整理、修改完成该毕业设计。5.2.2定位基准的选择在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。据《夹具手册》知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。该零件以三面定位，滑鞍上的装配基准为平面，而它们又是滑鞍上其他要素的设计基准，因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高滑鞍各主要表面的相互位置精度。有零件图可知,根据本道工序，选底面和侧面为定位基准。5.2.3定位方案和元件设计根据以上零件的结构分析以及定位基准的选择，可得定位基准为平面，因此可选择定位元件为支承板,如图4.1定位支承板所示。图4.1定位支承板图4.1定位支承板根据工序图及对零件的结构的分析，本道工序需限制4个自由度，为了增加定位的可靠行，实际限制了其6个自由度。本夹具采用6点定位原则，用两个固定的支撑板作为一大平面即D面，限制了工件的两个旋转自由度和一个移动自由度；用W面作为一小平面，限制了工件的一个旋转自由度和一个移动自由度；用一个底面C来限制了工件上下移动自由度。5.2.4定位误差的计算=1\*GB2⑴定位误差：其中：，，，⑵夹紧误差：其中接触变形位移值：查[5]表1～2～15有。⑶磨损造成的加工误差：通常不超过⑷夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。5.2.5夹紧力计算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：安全系数K可按下式计算有：：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献[5]表可得：所以有：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献[5]可查得：螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下：图4.1受力简图由表得：原动力计算公式即：由上述计算易得：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，决定选用手动螺旋夹紧机构。5.2.6夹紧机构的设计采用螺旋直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧工件的机构，统称螺旋夹紧机构。由于这类夹紧机构简单，夹紧可靠，通用性大，故在机床夹具中得到广泛运用。它的主要缺点是夹紧和松开工件时比较费力。本夹具采用移动压板进行夹紧，同时保证了夹紧可靠和动作迅速的要求。同时，由于移动压板标准件，可直接购买，降低了夹具的制造成本。夹紧力的计算单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按下列计算：式中：W0——单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N）；Q——原始作用力（N）；L——作用力臂（mm）；——螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm），其值视螺杆端部的结构形式而定，参见《机床夹具设计手册》第三版表1-2-20；——螺杆端部与工件间的摩擦角（°）；——螺纹中径之半（mm）；——螺旋升角（°），参见《机床夹具设计手册》第三版表1-2-21；——螺旋副的当量摩擦角（°），式中为螺旋副的摩擦角（°），β为螺纹牙型半角（°），参见《机床夹具设计手册》第三版表1-2-22。5.2.7定向键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T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。根据GB2207—80定向键结构如图所示：图4.1夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度a=18mm表4.4定向键BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D18～0.012～0.03525124124.518+0.0195对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺，其结构如图4.3所示：图4.3平塞尺塞尺尺寸参数如表4.5：表4.5塞尺公称尺寸H允差dC3～0.0060.255.2.8确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体：夹具的定位、引导、夹紧装置装在夹具体上，使其成为一体，并能正确的安装在机床上。夹具体是将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体的最大最复杂的基础件。夹具体的形状和尺寸取决于夹具上各种装置的布置以及夹具与机床的连接，而且在零件的加工过程中，夹具还要承受夹紧力、切削力以及由此产生的冲击和振动，因此夹具体必须具有必要的强度和刚度。切削加工过程中产生的切屑有一部分还会落在夹具体上，切屑积聚过多将影响工件的可靠的定位和夹紧，因此设计夹具体时，必须考虑结构应便于排屑。此外，夹具体结构的工艺性、经济性以及操作和装拆的便捷性等，在设计时也应加以考虑。夹具体设计的基本要求（1）应有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。（2）应有足够的强度和刚度为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。（3）应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。（4）应便于排除切屑在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故。因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间：对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽。（5）在机床上的安装应稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，支承面积应足够大，安装基面应有较高的配合精度，保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空，大型夹具还应设置吊环或起重孔。工件装夹方案确定以