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說明書
設(shè)計題目：設(shè)計“搖臂軸座”零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備
設(shè)計者：
班級學(xué)號：
指導(dǎo)老師：
序言
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學(xué)完了機械制造基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的又一個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計我們能綜合運用機械制造基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，在老師和同學(xué)的幫助下，我還對夾具，機床，刀具的的結(jié)構(gòu)和工作原理有了更深的了解，不知不覺中我的圖紙分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計能力都得到了提高，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。
在結(jié)束了《機械制造基礎(chǔ)》及有關(guān)課程的學(xué)習(xí)后，通過本次的設(shè)計使我們所學(xué)的知識得到了鞏固和加深，并培養(yǎng)了我們學(xué)會全面綜合地運用所學(xué)知識，去分析和解決機械制造中的問題的能力。
由于能力有限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中還有許多不足之處，希望老師多加指教。
目錄
一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定··········3
二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖······4
三、選擇加工方法，制定工藝路線··············5
四、工序設(shè)計································6
五、確定切削用量及基本時間··················7
六、夾具設(shè)計·······························14
七、設(shè)計小結(jié)·······························15
八．參考文獻·······························16
一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1．零件的作用
題目所給的零件是195柴油機搖臂軸支座，是柴油機的一個主要零件,.直徑為16的孔用來裝搖臂, 孔要求的表面粗糙度和位置精度不是很高，工作時與軸相配合工作，起支撐作用。另附零件圖圖紙。
2．零件的工藝分析
零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
（1）上下底面粗糙度均為6.3，底面與中心的孔的平行度為0.1；
（2）前端面粗糙度為3.2，后端面粗糙度6.3，前后端面與中心的孔的垂直度為0.08；
（3）中心孔為10級精度，采用基孔制配合，粗糙度3.2；
（4）的孔的粗糙度12.5 。
由上面分析可知，可以半精加工下底面后，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。
3.零件的生產(chǎn)類型
依據(jù)設(shè)計要求Q=5000臺/年，n=1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率α和廢品率β分別取10%
和1%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N=50005000件/年 零件質(zhì)量為，查表知其屬于輕型，生產(chǎn)類型為中批。
二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖
1.選擇毛坯
本零件選取的材料是HT200，而且此零件外形較為簡單，又屬于中批生產(chǎn)，若選砂型手工造型生產(chǎn)，則效率低，鑄件質(zhì)量差，也不宜采用費用高，生產(chǎn)周期長的鑄造復(fù)雜形狀毛坯的熔模鑄造，最后確定采用砂型機器造型，它有較高的生產(chǎn)效率，也能滿足毛坯質(zhì)量要求。
2.毛坯尺寸公差與機械加工余量計算
R=F+RMA+CT/2
R=F+2RMA+CT/2
R=F-2RMA-CT/2
鑄造方法選擇：金屬型鑄造
又《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》表5-1 查得 選取公差等級10級
由表5-3 取CT=2.8mm
由表5-5 取機械加工余量等級為E級 再由表5-4查得RMA=0.4mm
R1=F+2RMA+CT/2=60.2mm
R1=F+2RMA+CT/2=33.2mm
D= F-2RMA-CT/2=13.8mm
3.確定毛坯尺寸及公差等級
零件尺寸
單面加工余量
鑄件尺寸
公差等級
58
1.1
60.2
IT8
1.1
33.2
IT8
H10
1.1
IT10
5.25
IT12
4.設(shè)計毛坯圖
（1）確定拔模斜度
根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計手冊》查出拔模斜度為7o。
（2）確定分型面
由于毛坯形狀前后對稱，且最大截面在中截面，為了起模及便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過程中的錯移所以選前后對稱的中截面為分型面。
（3）毛坯的熱處理方式
為了去除內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能，在鑄件取出后要做時效處理。
另附毛坯圖圖紙
三、選擇加工方法，制定工藝路線
1.定位基準(zhǔn)的選擇
（1）粗基準(zhǔn)的選擇：
本設(shè)計選下底面為主要定位粗基準(zhǔn)。
（2）精基準(zhǔn)的選擇：
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，根據(jù)零件形狀結(jié)構(gòu)和要求可知， 的孔為設(shè)計基準(zhǔn)，為了避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選擇的孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”原則。
2.零件表面加工方法的選擇
本零件的加工面有端面、側(cè)面、內(nèi)孔、小孔及槽等，材料為HT200。以公差等級和表面粗糙度要求，參考有關(guān)資料，其加工方法選擇如下：
（1） 上下底面公差等級IT8，表面粗糙度Ra6.3，需要進行粗銑和半精銑；
（2） 孔的前端面公差等級IT8，表面粗糙度Ra3.2，需要進行粗銑和半精銑；
（3） 孔的后端面公差等級IT8，表面粗糙度Ra6.2，需要進行粗銑和半精銑；
（4） 內(nèi)孔公差等級IT10，表面粗糙度Ra3.2，毛坯鑄造出預(yù)置孔，需要進行粗鏜、半精鏜和精鏜；
（5） 內(nèi)孔公差等級IT10，表面粗糙度Ra12.5，需一次鉆出孔。
3.制定工藝路線
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用在鏜床上配以夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
方案一：
~ 24 ~
（1） 鑄造
（2） 時效熱處理
（3） 粗銑半精銑下底面
（4） 粗銑半精銑上底面
（5） 粗銑半精銑后端面
（6） 粗銑半精銑前端面
（7） 粗鏜半精鏜孔
（8） 鉆孔
（9） 銑槽
（10） 終檢
方案二：
（1） 鑄造
（2） 時效熱處理
（3） 粗銑下底面
（4） 粗銑半精銑上底面
（5） 半精銑下底面
（6） 粗銑后端面
（7） 粗銑半精銑前端面
（8） 半精銑后端面
（9） 粗鏜孔
（10） 鉆孔
（11） 半精鏜精鏜孔
（12） 銑槽
（13） 終檢
兩個方案的分析比較：
方案一工序比較集中，定位基準(zhǔn)的精度較低，加工精度不高；方案二定位基準(zhǔn)都是前一道工序加工表面，定位基準(zhǔn)精度較高，能夠符合零件加工精度要求，故選擇方案二中的工藝路線作為加工工序。
四、工序設(shè)計
1.選擇加工設(shè)備與工藝裝備
（1）選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床
工序（3）至（8）及工序（12）主要進行粗銑、半精銑等銑削加工，零件成批生產(chǎn)，不要求很高的生產(chǎn)率，表面精度要求不是很高，選用X51型立式鉆床；
工序（9）和工序（11）主要進行粗鏜、半精鏜和精鏜等工步，根據(jù)零件外輪廓尺寸、形狀等，選用臥式車床CM6125;
工序（10）鉆兩個的孔，可采用專用夾具在立式鉆床上加工，選用Z525型立式鉆床。
（2）選擇夾具
本零件加工時均采用專用夾具進行加工
（3）選擇刀具
Ⅰ.在銑床上加工的工序，銑削底面和側(cè)面時，選用高速鋼三面刃銑刀、高速鋼錯齒三面刃銑刀、圓柱銑刀及鑲齒套式面銑刀；銑削槽時，選用鋸齒銑刀；
Ⅱ.在車床上加工的工序，粗鏜時選用YG8硬質(zhì)合金鏜刀，半精鏜精鏜時選用YG3高速鋼鏜刀；
Ⅲ.在鉆床上加工的工序，選用莫氏錐柄麻花鉆
（4）選擇量具
本零件為中批量生產(chǎn)，一般盡可能采用通用量具，根據(jù)表面精度、尺寸和形狀等要求，參考有關(guān)手冊資料，選擇量具如下表：
工序
工序名稱
量具
3
粗銑下底面
游標(biāo)卡尺、粗糙塊
4
粗銑、半精銑上底面
游標(biāo)卡尺、粗糙塊
5
半精銑下底面
游標(biāo)卡尺、粗糙塊
6
粗銑后端面
游標(biāo)卡尺、粗糙塊
7
粗銑、半精銑前端面
游標(biāo)卡尺、粗糙塊
8
半精銑后端面
游標(biāo)卡尺、粗糙塊
9
粗鏜
游標(biāo)卡尺 塞規(guī)
10
鉆
游標(biāo)卡尺 塞規(guī)
11
半精鏜精鏜
游標(biāo)卡尺 塞規(guī)
12
銑槽
游標(biāo)卡尺
2.確定工序尺寸
（1）上下底面加工余量
加工表面
工序單邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
粗銑
半精銑
粗銑
半精銑
粗銑
半精銑
上底面
1.5
1.0
Ra6.3
Ra6.3
下底面
1.5
1.0
Ra6.3
Ra6.3
（2）前后端面加工余量
加工表面
工序單邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
粗銑
半精銑
粗銑
半精銑
粗銑
半精銑
前端面
1.0
0.7
Ra6.3
Ra3.2
后端面
1.0
0.7
Ra6.3
Ra6.3
（3）中心孔加工余量
工序
加工余量（單邊）
工序尺寸
公差等級
公差及尺寸
精鏜
0.05
IT8
半精鏜
0.1
IT9
粗鏜
1
T13
五、確定切削用量及基本時間
1.工序（3）切削用量及基本時間的確定
（1）切削用量 本工序為粗銑下底面，所選刀具為高速鋼三面刃銑刀，銑刀直徑d=100mm，寬度L=16mm，齒數(shù)12，根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》（一下有關(guān)選用表均出自《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》書中）表5-143選擇銑刀的基本形狀。由于加工材料的HBS在180-200，故選擇前角γ0=7o，后角α0=16o(周齒)，α0=6o（端齒）。機床選用X51型立式銑床。
Ⅰ.確定每齒進給量fz 根據(jù)表5-144，X51型立式銑床的功率為4.5kw(表5-74)，工藝系統(tǒng)剛性為中等，查得每齒進給量fz=0.20-0.30mm/z?，F(xiàn)取fz=0.30mm/z。
Ⅱ.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-148，銑刀耐用度T=180min（表5-149）
Ⅲ.確定切削速度和工作臺每分鐘進給量fMz 根據(jù)表2-17中公式計算：
查得Cv =18.9 ，qv=0.2 ，xv =0.1 ，yv=0.4 ，uv=0.1 ，Pv=0.1， m=0.15 T=180min ，ap=1.5mm ，fz=0.30mm/z ，ae=16mm ，z=12 ，d=100mm ，kv=1.0
帶入公式得 V=m/min
n=r/min
根據(jù)X51型立式銑床轉(zhuǎn)速表（表5-72），選擇n=65r/min，則實際切削速度V=20.42m/s，工作臺每分鐘進給量為
fMz=0.3×12×60=216mm/min
根據(jù)X51型立式銑床工作臺進給量表（表5-76），選擇fMz=200mm/min，則實際的每齒進給量為fz=mm/z。
Ⅳ.校驗機床功率 根據(jù)表2-18計算公式銑削時的功率為
Pc=
查得CF=30 ,xF=1.0 ，yF=0.65 ，uF=0.83 ，wF=0 ，qF=0.83 ，ap=1.5mm ， fz=0.28mm/z ，ae=16mm ，z=12 ，d=100mm ，n=65r/min ,kFc=0.63
=N
V=20.42m/min=0.34m/s
Pc==6.79×10-3kw
X51型立式鉆床主電動機的功率為4.5kw，故所選切削用量可以采用。所確定的切削用量為fz=0.28mm/z,fMz=200mm/min,n=65r/min,V=0.34m/s
(2)基本時間 根據(jù)表2-25，本道工序的基本時間為
式中=50mm =2mm =2mm ae=16mm fMz=200mm/min
=16.2s
2. 工序（4）切削用量及基本時間的確定
本道工序分為粗銑和半精銑上底面兩個工步
a. 粗銑上底面
（1）切削用量 本工步為粗銑上底面，所選刀具為高速鋼三面刃銑刀，所有過程同工序（3）。
fz=0.28mm/z fMz=200mm/min n=65r/min V=0.34m/s
(2)基本時間 =7.2s
b.半精銑上底面
（1）切削用量 本工步為半精銑上底面，所選刀具為高速鋼錯齒三面刃銑刀，銑刀直徑d=100mm，寬度L=16mm，齒數(shù)z=16，機床選用X51型立式銑床。
Ⅰ.確定每齒進給量fz 本工步要求保證的表面粗糙度Ra6.3μm,根據(jù)表5-144，每轉(zhuǎn)進給量fr=1.2-2.7mm/r,取fr=2.0mm/r,則fz=2.0/16=0.125mm/z。
Ⅱ.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-148，銑刀耐用度T=180min（表5-149）
Ⅲ.確定切削速度和工作臺每分鐘進給量fMz 根據(jù)表2-17中公式計算：
查得Cv =18.9 ，qv=0.2 ，xv =0.1 ，yv=0.4 ，uv=0.1 ，Pv=0.1， m=0.15 T=180min ，ap=1.0mm ，fz=0.125mm/z ，ae=16mm ，z=12 ，d=100mm ，kv=1.0
帶入公式得 V=m/min=0.49m/s
n=r/min
根據(jù)X51型立式銑床轉(zhuǎn)速表（表5-72），選擇n=80r/min，則實際切削速度V=25.13m/s，工作臺每分鐘進給量為
fMz=0.125×12×60=90mm/min
根據(jù)X51型立式銑床工作臺進給量表（表5-76），選擇fMz=90mm/min，則實際的每齒進給量為fz=0.125mm/z。
(2)基本時間 根據(jù)表2-25，本道工序的基本時間為
式中=20mm =2mm =2mm ae=16mm fMz=90mm/min
=36s
3. 工序（5）切削用量及基本時間的確定
（1）切削用量 本工序為半精銑下底面，所選刀具為高速鋼三面刃銑刀，所有過程同工序（4）中半精銑上底面工步
fz=0.125mm/z fMz=90mm/min n=80r/min V=0.49m/s
(2)基本時間 根據(jù)表2-25，本道工序的基本時間為
式中=50mm =2mm =2mm ae=16mm fMz=90mm/min
=36s
4. 工序（6）切削用量及基本時間的確定
（1）切削用量 本工序為粗銑后端面，所選刀具為圓柱銑刀，銑刀直徑d=63mm，寬度L=50mm，粗齒6,細齒10，根據(jù)表5-143選擇銑刀的基本形狀，選擇前角γ0=7o，后角α0=12o(周齒)，α0=8o（端齒）。機床選用X51型立式銑床。
Ⅰ.確定每齒進給量fz 根據(jù)表5-144，X51型立式銑床的功率為4.5kw(表5-74)，工藝系統(tǒng)剛性為中等，查得每齒進給量fz=0.10-0.15mm/z?，F(xiàn)取fz=0.12mm/z。
Ⅱ.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-148，銑刀耐用度T=180min（表5-149）
Ⅲ.確定切削速度和工作臺每分鐘進給量fMz 根據(jù)表2-17中公式計算：
查得Cv =18 ，qv=0.45 ，xv =0.1 ，yv=0.4 ，uv=0.3 ，Pv=0.1， m=0.33 T=180min ，ap=1.0mm ，fz=0.12mm/z ，ae=50mm ，z=16 ，d=63mm ，kv=1.0
帶入公式得 V=m/min
n=r/min
根據(jù)X51型立式銑床轉(zhuǎn)速表（表5-72），選擇n=65r/min，則實際切削速度V=12.86m/s，工作臺每分鐘進給量為
fMz=0.3×16×60=288mm/min
根據(jù)X51型立式銑床工作臺進給量表（表5-76），選擇fMz=280mm/min，則實際的每齒進給量為fz=mm/z。
(2)基本時間 根據(jù)表2-25，本道工序的基本時間為
取=30mm =9mm =3mm ae=16mm fMz=280mm/min
=9s
5. 工序（7）切削用量及基本時間的確定
本道工序分為粗銑和半精銑前端面兩個工步
a. 粗銑前端面
（1）切削用量 本工步為粗銑前端面，所選刀具為鑲齒套式面銑刀，銑刀直徑d=80mm，寬度L=36mm，齒數(shù)10，根據(jù)表5-143選擇銑刀的基本形狀，選擇前角γ0=7o，后角α0=16o(周齒)，α0=8o（端齒）。機床選用X51型立式銑床。
Ⅰ.確定每齒進給量fz 根據(jù)表5-144，X51型立式銑床的功率為4.5kw(表5-74)，工藝系統(tǒng)剛性為中等，查得每齒進給量fz=0.04-0.06mm/z?，F(xiàn)取fz=0.05mm/z。
Ⅱ.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-148，銑刀耐用度T=180min（表5-149）
Ⅲ.確定切削速度和工作臺每分鐘進給量fMz 根據(jù)表2-17中公式計算：
查得Cv =18.9 ，qv=0.2 ，xv =0.1 ，yv=0.4 ，uv=0.1 ，Pv=0.1， m=0.15 T=180min ，ap=1.0mm ，fz=0.05mm/z ，ae=36mm ，z=10 ，d=80mm ，kv=1.0
帶入公式得 V=m/min
n=r/min
根據(jù)X51型立式銑床轉(zhuǎn)速表（表5-72），選擇n=65r/min，則實際切削速度V=16.37m/s，工作臺每分鐘進給量為
fMz=0.05×12×60=30mm/min
根據(jù)X51型立式銑床工作臺進給量表（表5-76），選擇fMz=30mm/min，則實際的每齒進給量為fz=0.05mm/z。
(2)基本時間 本道工序的基本時間為
式中=30mm =6.28mm =2mm ae=36mm fMz=30mm/min
=76.5s
b.半精銑前端面
（1）切削用量 本工步為半精銑前端面，所選刀具為鑲齒套式面銑刀，銑刀直徑d=80mm，寬度L=36mm，齒數(shù)10，根據(jù)表5-143選擇銑刀的基本形狀，選擇前角γ0=7o，后角α0=16o(周齒)，α0=8o（端齒）。機床選用X51型立式銑床。
Ⅰ.確定每齒進給量fz 本工步要求保證的表面粗糙度Ra3.2μm,根據(jù)表5-144，每轉(zhuǎn)進給量fr=0.5-1.2mm/r,取fr=1.0mm/r,則fz=1.0/10=0.1mm/z。
Ⅱ.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-148，銑刀耐用度T=180min（表5-149）
Ⅲ.確定切削速度和工作臺每分鐘進給量fMz 根據(jù)表2-17中公式計算：
V=4.72m/min=0.079m/s n=18.78r/min
根據(jù)X51型立式銑床轉(zhuǎn)速表（表5-72），選擇n=65r/min，則實際切削速度V=16.37m/s，工作臺每分鐘進給量為
fMz=0.1×20×60=120mm/min
根據(jù)X51型立式銑床工作臺進給量表（表5-76），選擇fMz=120mm/min，則實際的每齒進給量為fz=0.1mm/z。
(2)基本時間 根據(jù)表2-25，本道工序的基本時間為
式中=30mm =6.28mm =2mm ae=36mm fMz=120mm/min
=19.2s
6. 工序（8）切削用量及基本時間的確定
（1）切削用量 本工序為半精銑后端面，所選刀具為鑲齒套式面銑刀，所有過程同工序（7）中半精銑前端面工步
fz=0.1mm/z fMz=120mm/min n=65r/min V=0.079m/s
(2)基本時間 根據(jù)表2-25，本道工序的基本時間為
式中=30mm =6.28mm =2mm ae=36mm fMz=120mm/min
=19.2s
7.工序（9）切削用量及基本時間的確定
（1）切削用量 本工序為粗鏜孔，所選刀具為YG8硬質(zhì)合金鏜刀
a.確定背吃刀量ap 查《金屬加工工藝及工裝設(shè)計》表4-71得雙邊余量為１mm,故ap＝0.5mm
b.確定進給量f 根據(jù)表5-15,當(dāng)銑刀直徑為10mm，ap〈0.5mm時，f=0.15mm
c.確定切削速度V 按表2-8計算公式確定
V=
=68.2 z=0.4 x=0.15 y=0.45 m=0.4 T=60min ap =0.5 f=0.15mm k=1 d=16mm
V=104.8m/min n=2086r/min
(2)確定基本時間 取鏜刀主偏角為４５°
=31mm =2.5mm =4mm =0mm f=0.08 n=2086r/min
算得=14s
8.工序（10）切削用量及基本時間的確定
(1)切削用量 本工序為鉆孔，刀具選用莫式錐柄麻花鉆，直徑為１０.５mm鉆兩個通孔，使用切削液
a. 確定進給量 鉆頭直徑為10.5mm 鑄鐵HBS小于200，f在0.52-0.64之間，取f=0.6
b.選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表5-130，鉆頭的后刀面最大磨損量為0.8mm 耐用度T=35min
c.確定切削速度V 由表5-133 查得 V=13m/min
算得 n=394r/min
(2)基本時間
=58mm =6.25mm =3mm n=394r/min
算得=17s
9.工序（11）切削用量及基本時間的確定
本工序為半精鏜孔，刀具選取YG3X
(1) 切削用量 查表4-73 得
ap = 0.1mm f=0.04mm v=2.5m/s
n=3000r/min
(2)基本時間
=31mm =2.1mm =4mm =0mm f=0.04mm n=3000r/min
算得=19s
10.工序（11）切削用量及基本時間的確定
本工序為精鏜孔 同工序(9)得
查表ap=0.06mm f=0.02mm v=2.5m/s n=3000r/min
=31mm =2.08mm =4mm =0mm f=0.02mm n=3000r/min
算得=38s
六、夾具設(shè)計
第2章 銑頂面夾具設(shè)計
2.1夾具選擇
夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。
2.2 確定定位方案
2.2.1 基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)工件的加工要求，該工序必須限制工件的6個自由度。為保證頂平面至工件底面的垂直度，應(yīng)選底面為定位基面，限制，為保證頂平面對孔軸線的對稱度要求，還必須在加工時限制自由度。另外，為了方便控制刀具的走刀位置，還需要限制 z。
綜上所述，工件的六個自由度均被限制，為使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，選取的定位基準(zhǔn)是底面、孔。
2.2.2 確定定位夾緊方案
根據(jù)零件特點，按照工藝過程要求，確定工件定位夾緊方案【4】，采用機械夾緊方式對工件進行夾緊。
綜上對工件定位、夾緊方案的分析，確定定位、夾緊方案。其定位夾緊圖如下圖2.3所示：
圖2.3 定位夾緊方案圖
2.2.3 定位元件的選擇及設(shè)計
1.定位元件的選擇 由上知，工件的定位面是側(cè)平面底面、和孔，據(jù)此在夾具上的定位元件選為支承板、支承釘、和菱形定位銷。
2.定位板設(shè)計 定位平面底面所用的定位支承板參照參考文獻【3】第272頁設(shè)計。 標(biāo)記為：支承板 A6×45 GB 2236-80 材料：T8。
現(xiàn)確定定位銷的極限偏差和定位表面到定位銷中心的名義尺寸：
=L，其中取工件相應(yīng)尺寸=L=280.08mm的平均尺寸，公差取相應(yīng)尺寸公差的(~)倍，現(xiàn)取，【2】則有：
=280.02mm
滿足工件順利裝拆的補償量值：=(+)÷2=(0.16+0.04)÷2=0.10mm
則，菱形定位銷和定位孔配合的最小間隙===0.43mm
（其中，b的值可查手冊得值為3【3】）
2.3 定位誤差的計算與分析
必須要滿足誤差的總和應(yīng)該小于或等于該工序公差。
與夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻可得：
⑴ 兩定位銷定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上、所設(shè)計的夾具滿足零件加工精度要求。
2.4 減小定位誤差的措施
采取措施：
1.提銷圓柱部分的制造精度，將菱形定位銷圓柱部分精度提高到IT6級，公差值為0.011mm,則此時定位銷圓柱部分直徑Φmm,=0.043-(-0.054)=0.097mm。0.097仍接近加工誤差的。
2.在提高菱形定位銷圓柱部分的制造精度基礎(chǔ)上，將Φ10.5孔的精度提高到IT8級，其公差值為0.027mm，此時孔的尺寸及公差為Φmm，則0.027mm-(-0.054)=0.081mm,那么就要約0.12mm的加工精度預(yù)留量，可滿足保證對稱度加工要求。
2.5 計算切削力及實際所需的夾緊力
圖2.9作用于工件上的切削力
工件在加工時的受力情況如圖2.9所示。加工時，工件受到切削合力F的作用，F(xiàn)可分解為水平和垂直方向的切削分力和，由經(jīng)驗公式，和可通過切向銑削力分別乘以一個系數(shù)來得到。在對稱銑削情況下，=(1~1.2),=(0.2~0.3)。
參照《機床夾具設(shè)計手冊》【3】表1-2-9得銑削力的計算公式：
參數(shù)的選?。?
切向銑削力 （N）
銑刀系數(shù) =669
銑削深度 =3mm
每齒進給量 =0.15mm
銑刀直徑 d=100mm
銑削寬度 B=12mm
銑刀齒數(shù) z=12
修正系數(shù) （工件屈服應(yīng)力）
綜上，計算得：
銑削力 。
故水平分力=1.1=1279N，垂直分力=0.3=349N。
工件的主定位面是底面，故選擇夾緊力的作用方向為水平方向作用于底面。當(dāng)夾緊力水平作用于工件上時，所需要的理論夾緊力=+=1279+=3606N
由公式 = 可計算出實際所需夾緊力。
現(xiàn)在計算安全系數(shù)K的值。
安全系數(shù)K的計算公式為：
由《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-0得各安全系數(shù)K的取值如下：
基本安全系數(shù) 加工性質(zhì)
刀具鈍化程度 切削特點
穩(wěn)定性 手柄位置
工件與支撐面接觸情況
將各安全系數(shù)值代入上面公式計算得,K=1.95<2.5（注：若安全系數(shù)的計算值小于2.5，則取=2.5），則取K的值為2.5。
所以實際所需夾緊力為： = =9015N。
實際所需的夾緊力計算是一個很復(fù)雜的問題，一般只能作粗略的估算。為簡化計算，在設(shè)計夾緊裝置時，可只考慮切削力對夾緊的影響，并假定工藝系統(tǒng)是剛性的切削過程穩(wěn)定不變。【2】
2.7 夾具體
根據(jù)工件加工表面形狀，對刀件可選用夾具零件及部件中的標(biāo)準(zhǔn)直角對刀塊。它的對刀面和工件被加工工序形相對應(yīng)，其間距等于塞尺厚度，設(shè)計塞尺厚度為3，并把對刀件安裝于夾具體的豎直板上。
夾具體選用灰鑄鐵的鑄造夾具體【7】。精加工工序用螺栓緊固夾具用得U形精加工工序耳座。根據(jù)所設(shè)計的各種元件、機構(gòu)、裝置，設(shè)計出夾具的形狀、結(jié)構(gòu)。
七、設(shè)計小結(jié)
這次課程設(shè)計歷時二個星期多左右，通過這兩個星期的實踐，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。
這次的課程設(shè)計也讓我看到了團隊的力量，我認(rèn)為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發(fā)揚團結(jié)協(xié)作的精神。。剛開始的時候，大家就分配好了各自的任務(wù)，大家有的繪制零件圖，有的積極查詢相關(guān)資料，并且經(jīng)常聚在一起討論各個方案的可行性。在課程設(shè)計中只有一個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導(dǎo)致整個工作失敗。團結(jié)協(xié)作是我們成功的一項非常重要的保證。而這次設(shè)計也正好鍛煉我們這一點，這也是非常寶貴的。
在這個過程中，我也曾經(jīng)因為實踐經(jīng)驗的缺乏失落過，也曾經(jīng)仿真成功而熱情高漲。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。雖然這只是一次的極簡單的課程制作，可是平心而論，也耗費了我們不少的心血，這就讓我不得不佩服我們的前輩，才意識到老一輩對我們社會的付出，為了人們的生活更美好，他們?yōu)槲覀兩鐣冻龆嗌傩难。?
通過這次課程設(shè)計，我想說：為完成這次課程設(shè)計我們確實很辛苦，但苦中仍有樂，和團隊人員這十幾天的一起工作的日子，讓我們有說有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂在這里灑下，大學(xué)里一年的相處還趕不上這十來天的實習(xí)，我感覺我和同學(xué)們之間的距離更加近了。這個工程確實很累，但當(dāng)我們成功的時候，我們的心中就不免興奮，不免激動。以前種種艱辛這時就變成了最甜美的回憶！
對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學(xué)無止境的道理。我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶
八．參考文獻
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2. 崇凱 主編 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 化學(xué)工業(yè)出版社 2006
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4. 馮辛安 主編 機械制造裝備設(shè)計（第2版）機械工業(yè)出版社 2005
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7. 劉登平 主編 機械制造工藝及機床夾具設(shè)計 北京理工大學(xué)出版社 2008
8. 王小華 主編 機床夾具圖冊 機械工業(yè)出版社 1992