轴承盖的制造工艺及专用夹具设计【说明书工艺卡制造论文CAD图】
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II目录摘要1Abstract1引言2第1章 零件的工艺分析31.1 零件的作用31.2 轴承盖的技术要求3第2章 确定毛坯52.1 选择毛坯52.2 确定毛坯尺寸和机械加工余量52.3 绘制轴承盖铸件毛坯图6第3章 工艺规程设计73.1 拟定轴承盖工艺路线73.1.1 定位基准的选择73.1.2 表面加工方法的确定73.1.3 加工阶段的划分83.1.4 工序顺序的安排83.1.5 确定工艺路线83.2 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定103.3 确定切削用量及基本工时（动机时间）10第4章 专用夹具设计194.1 夹具的作用194.2 夹具的分类194.3 夹具的组成204.4 夹具的设计204.4.1 夹具体的材料204.4.2 定位基准的选择214.4.3 切削力及夹紧力的计算214.5 定位误差的分析234.6 夹具设计及操作的简要说明244.7 夹具体的外形尺寸24总结26参考文献27轴承盖的制造工艺及专用夹具设计摘要：本文是对滑动轴承盖零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计加工对接平面手动夹具。关键词：滑动轴承盖；制造工艺；专用夹具Manufacturing Technology of Bearing Cover and Design of Special FixtureAbstract：This paper is of sliding bearing cover parts processing the application and processing of process analysis, mainly including the selection of the parts diagram analysis, the semifinished materials, parts of the clamping, the process route of making, tool selection, cutting the amount of determination, the process file to fill. Choose the correct processing method, design reasonable processing technology.There are many types of machine tools, including the use of the most widely used universal fixture, standard size has been standardized, and a professional factory for production. And it is widely used in mass production, and it is a special fixture for the service of a particular workpiece. The main content of this paper is to design and process the butt plane manual fixture.Keywords：Sliding bearing cover；manufacturing process；Special fixture- 36 -引言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。从某中意义上讲，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。轴承盖零件加工工艺及专用夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。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。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。第1章 零件的工艺分析1.1 零件的作用轴承盖的主要作用是轴承外圈的轴向定位。轴承盖能阻止灰尘等异物侵入滚动体的滚道，保证润滑剂（润滑脂）仅对滚动体和滚道起作用而不溢出；除它本身可以防尘和密封外，它常和密封件配合以达到密封的作用；还能在一定程度上防止滚动体保持架等易损件受外力作用而损坏的。因此滑动轴承盖零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。轴承盖零件图如图1所示。图1 轴承盖零件图1.2 轴承盖的技术要求零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能良好，但塑性较差，脆性高，不耐磨削，零件的主要技术要求如下：1、由零件图可知，零件的底座、内孔、端面及轴承盖的顶面有粗糙度要求，其余表面的精度要求并不高，也就是说其他表面不需要加工，只需要按照铸造时的精度即可。轴承盖孔内表面、底座底面、两侧阶梯侧表面的精度为Ra1.6；轴承盖前后面、两侧阶梯下表面精度要求为Ra3.2；R20阶梯凸台上端面、轴承盖中心25mm凸台端面精度为Ra6.3；底面倒角及固定孔的精度要求为Ra12.5；其余表面均为铸造精度Ra25。轴承盖在工作时静力平衡。2、铸件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及疲劳度，在静力作用下不至于发生意外事故。表1 轴承盖零件技术要求表加工表面尺寸及偏差/mm公差/mm及精度等级表面粗糙度Ra/m形位公差/mm轴承盖前后面65-0.104-0.030IT93.2轴承盖孔内表面600+0.046IT81.6轴承盖两侧阶梯上端面36IT136.313mm固定孔13IT1312.5轴承盖中心25mm凸台端面57IT126.310mm中心孔100+0.022IT81.6轴承盖两侧阶梯下表面36IT133.2轴承盖左右两侧阶梯侧表面90-0.123-0.036IT91.6轴承盖结合平面57IT121.6第2章 确定毛坯2.1 选择毛坯零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受的冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择砂型机铸造毛坯。这对提高生产率，保证产品质量有帮助。此外为消除残余应力还应安排人工时效。2.2 确定毛坯尺寸和机械加工余量参阅机械制造技术基础课程设计指导书表2-4，选用加工余量为RMA-H级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量。表2 轴承盖铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量项目机械加工余量/mm尺寸公差/mm毛坯尺寸/mm轴承盖前后端面365-0.104-0.03071轴承盖孔内表面4600+0.04652轴承盖中心25凸台端面35760轴承盖两侧阶梯上表面33639轴承盖两侧阶梯下表面33639轴承盖下端面35760轴承盖左右两侧阶梯侧表面390-0.123-0.036962.3 绘制轴承盖铸件毛坯图图2 轴承盖毛坯图第3章 工艺规程设计3.1 拟定轴承盖工艺路线3.1.1 定位基准的选择根据零件的图纸及零件的使用情况分析，知25mm的圆柱，轴承盖外端面、13的孔均需正确定位才能保证。故对基准的选择应予以分析。1、粗基准的选择对零件而言，尽可能选择不加工的表面为粗基准，而对若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准，根据这个基准原则，根据零件图所示，故应选择轴承盖底面为粗基准。2、精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，一粗加工后的底面为主要的定位精基准，即以轴承盖的下底面为精基准。3.1.2 表面加工方法的确定根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法能够达到的经济精度，在生产纲领已经确定的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应该考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。参阅机械制造工艺学第3版表2-5、2-6，确定加工件各个表面的加工方法，如表2所示。表3 轴承盖各表面加工方案项目尺寸精度等级表面粗糙度Ra/m加工方案轴承盖前后端面IT93.2粗铣半精铣轴承盖孔内表面IT81.6粗镗半精镗精镗13mm固定孔IT1312.5钻轴承盖两侧阶梯上端面IT136.3粗铣半精铣轴承盖两侧阶梯下表面IT133.2粗铣半精铣轴承盖中心25mm凸台端面IT126.3粗铣半精铣轴承盖左右两侧阶梯侧表面IT91.6粗铣半精铣精铣轴承盖结合平面IT121.6粗铣半精铣精铣3.1.3 加工阶段的划分该轴承盖的加工精度要求较高，可将加工阶段划分为粗加工阶段和半精加工阶段两个阶段。在粗加工阶段，以粗基准加工好用以作为精基准的基准，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；在半精加工阶段，完成端面的加工，完成孔的钻加工。零件在各加工阶段中加工，要保证有充足的时间消除热变形和消除粗加工产生的残余应力，使后续加工精度提高。在粗加工阶段发现毛坯有缺陷时，就不必进行下一加工阶段的加工，避免浪费。3.1.4 工序顺序的安排1、机械加工工序（1）遵循“先粗后精”原则，对于精度和表面粗糙度要求较高的零件，其粗、精加工应该分开，先安排粗加工工序，再安排精加工工序。（2）遵循“先基准后其他”原则，工艺路线开始安排的加工面应该是选作定位基准的精基准面，然后再以精基准定位，加工其他表面。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面压紧盖的右端面和13mm孔，后加工次要表面。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工压紧盖端面，再加工13mm孔。2、热处理工序铸造成型后，对铸件进行时效处理，可消除铸造后产生的残余应力，提高材料的综合力学性能。3、辅助工序在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。3.1.5 确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，通过仔细考虑零件的技术要求后，制定了轴承盖的加工工艺路线，如下：表4 工艺路线工序号工序名称机床设备刀具01铸造毛坯02人工时效03铣25凸台端面立式铣床X51铣刀04粗铣轴承盖结合平面立式铣床X51铣刀05半精铣轴承盖结合平面立式铣床X51铣刀06精铣轴承盖结合平面立式铣床X51铣刀07铣削轴承孔前端面立式铣床X51铣刀08铣削轴承孔后端面立式铣床X51铣刀09粗镗轴承座60H8孔、63孔镗床T68镗刀10半精镗轴承座60H8孔、63孔镗床T68镗刀11精镗轴承座60H8孔镗床T68镗刀12铣削宽度为90-0.123-0.036的台阶面立式铣床X51铣刀13钻顶面2螺栓固定孔2-13、中心10H8孔立式钻床Z535麻花钻14M14螺纹孔攻丝机SWJ-12丝锥15钳工去毛刺16按图样要求检验3.2 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定“滑动轴承盖”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT200，硬度HB为170241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。1、顶面的加工余量根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23。其余量值规定为2.7-3.4mm，现取3.0mm。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取-0.28mm。精铣：参照机械加工工艺手册表2.3.59，其余量值规定为1.5mm。2、轴承座60H8内孔内孔（60mm 已铸成孔）查工艺手册表 2.2-2.5，取60mm已铸成长度余量为4mm， 即已铸成孔52mm3、前后端面加工余量根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23，其加工余量规定为2.7-3.5mm，现取3.0mm。半精铣：参照机械加工工艺手册第1卷，其加工余量值取为2.5mm。精铣：参照机械加工工艺手册，其加工余量取为0.5mm。铸件毛坯的基本尺寸为65+3+2.5+0.5=71mm，根据公差与配合手册表11-38，铸件尺寸公差等级选用CT8。再查表11-37可得铸件尺寸公差为。3.3 确定切削用量及基本工时（机动时间）工序03：铣25凸台端面机床：立式铣床X51刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：YT15，D=100mm，齿数Z=5，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：=3mm精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：ap=1.0mm每齿进给量：根据金属切削手册表2.4-73，取af=0.15mm/Z；根据表2.4-81，取铣削速度V=2.8m/s每齿进给量：根据金属切削手册表2.4-73，取af=0.18mm/Z；根据表2.4-81，取铣削速度V=2.47m/s机床主轴转速：n=1000Vd=10002.47603.14100471.97r/min按照金属切削手册表3.1-74，取n=475r/min实际铣削速度：v=dn1000=3.141004751000602.49m/s进给量：Vf=afZn=0.185475/607.12mm/s工作台每分进给量：fm=Vf=7.12mm/s=427.5mm/min根据金属切削手册表2.481,取a=60mm切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=141mm，l=68mm刀具切入长度：l1=0.5D-D2-a2+13=0.5100-1002-602+13=12mm刀具切出长度：取l2=2mm走刀次数为1机动时间：tj1=l+l1+l2fm=141+12+2427.20.36min机动时间：tj1=l+l1+l2fm=68+12+2427.20.19min所以该工序总机动时间tj=tj1+tj1=0.55min工序04、05、06：粗铣、半精铣、精铣结合平面机床：立式铣床X51刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）；dw=400mm；齿数Z=14。（1）粗铣滑动轴承盖底面粗铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸70mm和表面粗糙度，留1mm精加工余量铣削深度：ap=2mm每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取af=0.25mm/Z铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取V=4m/s机床主轴转速：n=1000Vd0=10004603.14400191r/min，取n=200r/min实际铣削速度：V=d0n1000=3.144002001000604.19m/s进给量：Vf=afZn=0.2514200/6011.67mm/s工作台每分进给量：fm=Vf=11.67mm/s=700.2mm/min根据机械加工工艺手册表2.4.81：a=240mm 被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=341mm刀具切入长度：l1=0.5D-D2-a2+13=42mm刀具切出长度：取l2=2mm走刀次数为1机动时间：tj1=l+l1+l2fm=341+42+2700.20.55min（2）精铣结合平面精铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸70mm和表面粗糙度，留0.2mm磨削加工余量铣削深度：ap=1mm每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取af=0.15mm/Z铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取V=6m/s机床主轴转速：n=1000Vd0=10006603.14400288r/min，取n=300r/min实际铣削速度：V=d0n1000=3.144003001000606.28m/s进给量：Vf=afZn=0.1514300/6010.5mm/s工作台每分进给量：fm=Vf=10.5mm/s=630mm/min被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=341mm刀具切入长度：精铣时l1=D=400mm刀具切出长度：取l2=2mm走刀次数为1机动时间：tj2=l+l1+l2fm=341+400+26301.18min本工序机动时间：tj=tj1+tj2=0.55+1.18=1.73min工序07：铣削轴承孔前端面机床：立式铣床X51刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）；dw=400mm； 齿数Z=14。（1）粗铣铣削深度：ap=3mm每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取af=0.25mm/Z铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取V=4m/s机床主轴转速：n=1000Vd0=10004603.14400191r/min，取n=200r/min实际铣削速度：V=d0n1000=3.144002001000604.19m/s进给量：Vf=afZn=0.2514200/6011.67mm/s工作台每分进给量：fm=Vf=11.67mm/s=700.2mm/min根据机械加工工艺手册表2.4.81,a=240mm被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=341mm刀具切入长度：l1=0.5D-D2-a2+13=42mm刀具切出长度：取l2=2mm走刀次数为1机动时间：tj1=l+l1+l2fm=341+42+2700.20.55min（2）精铣铣削深度：ap=1mm每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取af=0.15mm/Z铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取V=6m/s机床主轴转速：n=1000Vd0=10006603.14400288r/min，取n=300r/min实际铣削速度：V=d0n1000=3.144003001000606.28m/s进给量：Vf=afZn=0.1514300/6010.5mm/s工作台每分进给量：fm=Vf=10.5mm/s=630mm/min被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=341mm刀具切入长度：精铣时l1=D=400mm刀具切出长度：取l2=2mm走刀次数为1机动时间：tj2=l+l1+l2fm=341+400+26301.18min本工序机动时间tj=tj1+tj2=0.55+1.18=1.73min工序08：铣削轴承孔后端面机床：立式铣床X51刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）；dw=400mm； 齿数Z=14。（1）粗铣铣削深度：ap=3mm每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取af=0.25mm/Z铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取V=4m/s机床主轴转速：n=1000Vd0=10004603.14400191r/min，取n=200r/min实际铣削速度：V=d0n1000=3.144002001000604.19m/s进给量：Vf=afZn=0.2514200/6011.67mm/s工作台每分进给量：fm=Vf=11.67mm/s=700.2mm/min根据机械加工工艺手册表2.4.81,a=240mm被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=341mm刀具切入长度：l1=0.5D-D2-a2+13=42mm刀具切出长度：取l2=2mm走刀次数为1机动时间：tj1=l+l1+l2fm=341+42+2700.20.55min（2）精铣铣削深度：ap=1mm每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取af=0.15mm/Z铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取V=6m/s机床主轴转速：n=1000Vd0=10006603.14400288r/min，取n=300r/min实际铣削速度：V=d0n1000=3.144003001000606.28m/s进给量：Vf=afZn=0.1514300/6010.5mm/s工作台每分进给量：fm=Vf=10.5mm/s=630mm/min被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=341mm刀具切入长度：精铣时l1=D=400mm刀具切出长度：取l2=2mm走刀次数为1机动时间：tj2=l+l1+l2fm=341+400+26301.18min本工序机动时间tj=tj1+tj2=0.55+1.18=1.73min工序09：粗镗轴承座60H8孔、63孔机床：镗床T68刀具：高速钢刀具W18Cr4V（1）粗镗孔切削深度： ap=2mm进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为2mm。因此确定进给量f =0.6mm/r切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.66，取V=0.25m/s=15m/min机床主轴转速：n=1000Vd0=1000153.146079.6r/min，取n=80r/min实际切削速度： V=d0n1000=3.1480601000600.25m/s工作台每分钟进给量： fm=fn=0.680=48mm/min被切削层长度： l=19mm刀具切入长度： l1=aptankr+23=2tan30+25.4mm刀具切出长度：l2=35mm 取l2=4mm行程次数：i=1机动时间： tj1=l+l1+l2fm=19+5.4+4480.59min工序11：精镗轴承座60H8孔切削深度： ap=1mm进给量：根据切削深度ap=1mm，再参照机械加工工艺手册表2.4.66。因此确定进给量f=0.4mm/r切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.66，取V=0.35m/s=21m/min机床主轴转速： n=1000Vd0=1000213.1460111.5r/min，取n=120r/min实际切削速度： V=d0n1000=3.14601201000600.38m/s工作台每分钟进给量： fm=fn=0.4120=48mm/min被切削层长度：l=19mm 刀具切入长度：l1=aptankr+23=1tan30+23.7mm刀具切出长度：l2=35mm 取l2=4mm行程次数：i=1机动时间： tj1=l+l1+l2fm=19+3.7+4480.56min工序12：铣削宽度为90-0.123-0.036的台阶面机床：铣床X51刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：YT15，D=100mm，齿数Z=5，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：=3mm每齿进给量：根据金属切削手册表2.4-73，取af=0.15mm/Z；根据表2.4-81，取铣削速度V=2.8m/s每齿进给量：根据金属切削手册表2.4-73，取af=0.18mm/Z；根据表2.4-81，取铣削速度V=2.47m/s机床主轴转速：n=1000Vd0=10002.47603.14100471.97r/min，按照金属切削手册表3.1-74，取n=475r/min实际铣削速度：v=dn1000=3.141004751000602.49m/s进给量： Vf=afZn=0.185475/607.12mm/s工作台每分进给量： fm=Vf=7.12mm/s=427.5mm/min根据金属切削手册表2.4-81,取a=60mm切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=141mm，l=68mm刀具切入长度：l1=0.5D-D2-a2+13=0.5100-1002-602+13=12mm刀具切出长度：取l2=2mm走刀次数为1机动时间：tj1=l+l1+l2fm=141+12+2427.20.36min机动时间：tj1=l+l1+l2fm=68+12+2427.20.19min所以该工序总机动时间：tj=tj1+tj1=0.55min。工序13：钻顶面2螺栓固定孔2-13、中心10H8孔钻顶面2螺栓固定孔2-13钻孔选用机床为Z525摇臂机床，刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻，机械加工工艺手册第2卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-2查得钻头直径小于10mm的钻孔进给量为0.200.35mm/r。则取f=0.30mm/r确定切削速度，根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-9切削速度计算公式为v=cvd0zvTmapxvfyvkvm/min（3-20）查得参数, cv=8.1，zv=0.25，xv=0，yv=0.55，m=0.125，刀具耐用度T=35min则 v=8.170.25350.125500.30.55=1.6m/min所以 n=10001.63.147=72r/min选取 n=120r/min所以实际切削速度为 v=1203.1471000=2.64m/min确定切削时间（一个孔） t=8+2+220.3=20s钻中心10H8孔钻孔选用机床为Z525摇臂机床，刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻，机械加工工艺手册第2卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-2查得钻头直径小于10mm的钻孔进给量为0.200.35mm/r。则取f=0.30mm/r确定切削速度，根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-9切削速度计算公式为v=cvd0zvTmapxvfyvkvm/min（3-20）查得参数, cv=8.1，zv=0.25，xv=0，yv=0.55，m=0.125，刀具耐用度T=35min则 v=8.170.25350.125500.30.55=1.6m/min所以 n=10001.63.147=72r/min选取 n=120r/min所以实际切削速度为 v=1203.1471000=2.64m/min确定切削时间（一个孔） t=8+2+220.3=20s工序14：钻孔攻丝M14螺纹孔机床：组合攻丝机刀具：钒钢机动丝锥进给量：由于其螺距p=1.5mm，因此进给量f=1.5mm/r切削速度V：参照机械加工工艺手册表2.4.105，取V=0.148m/s=8.88m/min机床主轴转速：n=1000Vd0=10008.883.1410283r/min，取n=250r/min丝锥回转转速：取nn=250r/min实际切削速度： V=d0n1000=3.14102501000600.13m/s被切削层长度： l=15mm刀具切入长度： l1=13f=31.5=4.5mm刀具切出长度： l2=0 （盲孔）机动时间：tj1=l+l1+l2fn+l+l1+l2fn0=15+4.51.5250+15+4.51.52500.11min第4章 专用夹具设计4.1 夹具的作用1、缩短辅助时间，提高劳动生产率夹具的使用一般包括两个过程：其一是夹具本身在机床上的安装和调整，这个过程主要是依靠夹具自身的定向键、对刀块来快速实现，或者通过找正、试切等方法来实现，但速度稍慢；其二是被加工工件在夹具中的安装，这个过程由于采用了专用的定位装置(如V形块等)，因此能迅速实现。2、确保并稳定加I精度，保证产品质量加工过程中，工件与刀具的相对位置容易得到保证，并且不受各种主观因素的影响，因而工件的加工精度稳定可靠。3、降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强由于多数专用夹具的夹紧装置只需厂人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹紧，这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度，或者根本不需要找正和调整，所以，这些专用夹具的使用降低了对工人的技术要求并减轻了工人的劳动强度。4.2 夹具的分类1、按专业程度划分（1）通用夹具通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。（2）专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。（3）通用可调夹具和成组夹具其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。（4）组合夹具组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。（5）随行夹具随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。2、按使用的机床分类由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。3、按夹紧动力源分类根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。4.3 夹具的组成1、定位装置定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。2、夹紧装置夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力(切削力等)作用时不离开已经占据的正确位置。3、对刀或导向装置对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。铣床夹具上的对刀块和塞尺为对刀装置。4、连接元件连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。因此，夹具体可兼作连接元件。车床夹具上的过渡盘、铣床夹具上的定位键都是连接元件。5、夹具体夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。6、其它装置或元件它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。4.4 夹具的设计4.4.1 夹具体的材料因为铸造的工艺性良好，几乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度的限制；并且，铸造夹具体的吸振性良好，可减小或避免其受力而产生的震动；另外，铸造夹具体承受抗压能力大，可承受切削力、夹紧力等力的作用。所以，本工件采用铸造工艺，材料选为，HT200，并进行时效处理，来消除内应力。4.4.2 定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备用手动夹紧。采用一个平面和一个固定的V型块和一个活动的V型块定位。4.4.3 切削力及夹紧力的计算刀具：面铣刀（硬质合金）刀具有关几何参数：0=15；顶刃0=10；侧刃n=6；=1015；Kr=30；L=20.5mm；Z=22；af=0.08mm/Z；ap=2.0mm由机床夹具设计手册表1-2-9 可得铣削切削力的计算公式：F=2335ap0.90fz0.80D-1.1B1.1zn-0.1有：F=23352.00.900.080.8028-1.120.51.1222.4-0.1=836.24N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：WK=KF安全系数K可按下式计算：K=K0K1K2K3K4K5K6式中：K0K6为各种因素的安全系数，查机床夹具设计手册表1-2-1可知其公式参数：K0=1.2；K1=1.0；K2=1.0；K3=1.0；K4=1.3；K5=1.0；K6=1.0。由此可得：K=1.21.01.01.01.31.01.0=1.56所以：W K =KF=1.56836.24=1304.53N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。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。1、夹紧力作用点的选择（1）夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。（2）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形对加工精度的影响。（3）夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。2、夹紧力大小的估算理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。估算的步骤：（1）建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程：FJ理=（FP）。（2）实际需要的夹紧力FJ需，应考虑安全系数，FJ需=KFJ理。（3）校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件：FJFJ需。3、夹具的夹紧装置和定位装置夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源，即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间的递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点：（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。查机床夹具设计手册表1-2-26可知螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：W0=QLtan1+ztan(+2)式中参数由机床夹具设计手册可查得：=6.22；rz=2.76；1=90；2=950；=229。其中：L=33mm；Q=80N所以得出螺旋夹紧力：W0=4748.2N该夹具采用螺旋夹紧机构，由
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