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夹具设计说明书概论

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机械制造工艺学课程设计课程设计说明书设计题目设计“CA6140车床拨叉831003”零件的机械加工工艺及工艺设备班级学生指导教师2009年06月16日零件图毛胚图机械制造工艺学课程设计任务书题目: 设计”CA6140车床拨叉”零件的机械加工工艺规则及工艺装备内容：1.机械加工工艺路线设计卡1份2. 机械加工工艺过程卡1份3. 机械加工工序卡1份4. 夹具总装图和主要零件图1份5. 课程设计说明书1份序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。

这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。

一、零件的分析（一） 零件的作用该拨叉用在CA6140的主轴上，和其他零件配合，在改变转速的时候承受轻微的载荷，所以应该保证本零件的重要工作表面符合技术要求。

（二） 零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，考虑经济性，不适合磨削，以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1.底面；2.孔φ220.2100+； 3.倒角；4．花键φ250.0210+mm ，6*60.1100+mm ；5．侧面；6.上端面螺纹孔2-M8、锥孔φ5；7下端面槽18 0.1100+ 8．上端面与φ25孔中心线的平行度误差为0.1mm ；9. 槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.08mm。

由上面分析可知，先加工φ22孔，再加工φ25花键，以花键中心线为基准，再加工其他加工面，则其他加工面精度可以达到要求。

二、工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件的材料是HT200，工作环境良好，不会承受较大的冲击载荷，达到了中批量生产，并且材料可铸。

因此从提高生产率，保证经济性的角度讲，应该采用铸造成型中的“金属模机械砂型”铸造的方法制造毛坯。

（二）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，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。

1）粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以Φ40的外圆表面的粗基准。

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。

对本零件而言，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的平行度误差为0.1mm，槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.08mm，则应以φ25花键中心线为精基准。

（三）制定工艺路线制订工艺路线的出发点，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达到合理的保证。

在生产纲领已确定为大批量生产的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。

除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

工序Ⅰ铣底面工序Ⅱ钻孔φ20mm，扩孔到φ22mm工序Ⅲ倒角15°工序Ⅳ拉花键6*6mm工序Ⅴ铣侧面工序Ⅵ转孔φ8，攻丝，加工φ5锥孔工序Ⅶ铣侧端面槽18H11（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定“CA6140车床拨叉”，零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛坯重量约为1.5kg ，大中批量生产，铸造毛坯。

根据以上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如下：1. 底面加工余量：粗铣1.8mm 精铣0.2mm2. 内孔工序尺寸加工余量：钻孔20m扩孔2mm3.花键3mm4.侧面粗铣2mm 精铣1mm5.钻孔8mm 锥孔5mm6.槽粗铣17.5mm 精铣0.5mm7.其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。

因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。

（五）确立切削用量及基本工时工序一铣底面1. 加工条件工件材料：HT200,σb =450MPa HB=190~210,铸造。

加工要求：粗精铣底面加工余量2mm加工尺寸：宽：40mm，长：75机床：Ｘ62W立式铣床2. 计算切削用量粗铣：刀具：用标准镶齿圆柱铣刀粗铣直径为do=50mm 故齿数Ｚ＝８rn=10°ao=16°1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择a p=1.8mm，一次走刀即可完成所需长度。

2）留精铣的加工余量为0.2，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根据表3.5得每转进给量ｆ＝0.5～１mm/r就能满足要求，但考虑到Ｘ62W 功率为7.5kw，机床为中等系统刚度和Ｘ62W铣床说明书，所以每转进给量ｆ＝0.6mm/r3）选择刀具磨钝标准及刀具寿命。

铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.5，刀具寿命 T=120min4）决定切削速度Vc、可根据《切削用量简明手册》表3.12确定Z=8, aP=40-70mm, ac=1.8ｍｍ, fz=f/z=0.0750.1mm/zVc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min)n=1000V/πd=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根据X62W型铣床说明书选n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/minVf=nf=160x0.6=96mm/min选Vf=80mm/min 实际fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z5) 机床功率：根据《切削用量简明手册》表 3.20 当 Vc=71m/minae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw切削功率的修正系数：故Pct＜0.8,根据X62W型铣床说明书，机床主轴允许的功率为Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故Pcc＜Pcm 因此所决定的切削用量可以采用。

ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/minfz=0.0625mmm/z6) 基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(72+14)/80=1.075（min） L1+△=14mm精铣：1）选择刀具刀具与上道工步是同一把刀。

2）切削用量精铣的加工余量为0.2，所以本道工步切削宽度ae＝0.2mm，ｆ＝0.63）决定切削速度Vc、可根据《切削用量简明手册》表3.9确定ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/minn=1000V/πd=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根据X62W型铣床说明书选n=210r/minVf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z4）基本工时基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(72+14)/125=0.6（min） L1+△=14mm工序二钻孔、扩孔。

（1）、钻孔钻头选择：见《切削用量简明手册》表2.2钻头几何形状为（表2.1及表2.2）：双锥修磨具刃，钻头参数：ｄ＝Ф20ｍｍβ=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°, Ψ=55°,b=2mm，=4mm。

根据《切削用量简明手册》表2-9确定f=0.48ａ、按机床进给强度决定进给量：根据表2.9 ,当σb＝450MPa ｄ0＝20.5mm 可确定f=0.75。

按C3163-1车床说明书取 f=0.62mm/n.ｂ、决定钻头磨钝标准及寿命表2.21，当do=20mm、钻头最大磨损量取0.6 寿命T=45min.ｃ、切削速度由《切削用量简明手册》，表2.15得Ｖ=21m/min n=1000V/ D=334.4 由机床技术资料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min取n=280m/min. 实际Ｖ=17 m/minｄ、基本工时，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)入切量及超切量由表2.29. 查出Ψ+△=10mm所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)（2）、扩孔刀具直径do=22mm；刀具几何参数同上。

由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间，n和f都不变，所以Tm同上 Tm=0.32倒角刀具15°锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给。

检验机床功率按《切削用量简明手册》表 1.2４可以查出当σｂ＝160～245HBSａｐ≤2.8ｍｍｆ≤0.6ｍｍ／ｒＶｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw按C３１６３－１车床说明书主电机功率Ｐ＝11ｋｗ可见Ｐｃ比Ｐ小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求钻削功率检验按《切削用量简明手册》表 2.21当ｄｏ＝21 ｍｍｆ＝0.64 ｍｍ查得转矩Ｍ＝61.8 N.M《切削用量简明手册》表由表2.32 得功率公式ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km按C３１６３－１车床说明书主电机功率Ｐ＝11ｋｗ可见ＰC比Ｐ小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要工序三倒角刀具：专用刀具。

此工步使用到专用刀具与手动进给。

工序四拉花键单面齿升：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿为0.06mm,拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)切削工时t=Z b lηk/1000vf z Z式中： Z b单面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)；L 拉削表面长度，80mm；η考虑校准部分的长度系数，取1.2；k 考虑机床返回行程系数，取1.4 ；v 拉削速度（m/min）；f z拉刀单面齿升；Z 拉刀同时工作齿数，Z=l/p；P 拉刀齿距。

P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm∴拉刀同时工作齿数z=l/p=80/12≈7∴其本工时 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min) 工序五铣侧面加工要求：粗铣B面，精铣B面，Ra=3.2ｕｍ。

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夹具设计说明书 (3)

夹具设计说明书 (3)

夹具设计说明书1 夹具方案的论证本专用钻模用于钻杠杆臂的钻削以及另一垂直方向13孔的钻加工。

由于加工精度不高，属于单工步工序应采用固定钻套。

由于与分布在小同表而且相互垂直，加工时由手工操作连同工件起翻，所以以应采用翻转式钻模。

此种钻模在设计制造时应注意安装位置的平稳性及切屑的排出等问题。

本工序(孔的钻、扩、铰)之前已加工完各平面且内孔，提供了本工序的加工定位基准。

为此根据加工要求确定定位方案为完伞定位。

夹紧机构采用螺旋夹紧机构，简甲可靠。

本工序采用立钻Z5025机床，刀具为标准麻花钻。

机床与刀具均为通用型号，故夹具设计应使其适应机床与刀具，由于是中小批量生产，夹具的结构力求简单，易于制造，操作方便。

2夹具的结构及特点2.1夹具的结构本钻模属翻转钻模(适合重不大于10kg小件)加工时翻转使用，在工作台上不安装，本夹具主要由钻模体、上模板、定位轴、辅助支撑等组成。

2.2夹具的特点铸造钻模体钻模板还可分为固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板和悬挂式钻模板。

本夹具根据结构特点，以及13加工皆采用固定模板。

这样可以保证较高的中心距精度，用两对角线布置的定位锥销来定位，再由两对角线布置的螺钉紧。

本夹具有辅助支撑:3．定位：3.1定位与定位原理本夹具在钻模中采用完全定位，即六点定位，用适当分布的六个约束点限制工件的六个自由度。

3.2定位方式本钻模定位属于组合定位：22圆柱孔用于短销定位，限制两个自由度，端平面(42-22环形面)定位，限制三个自由度，形成了短销加宽环形平血组合，共限制五个自由度。

另用一个防转定位销定位，限制一个定位度。

防转定位销定在工件的另一端厚10mm，lO的侧面(见左视图)位置，可防止工件转动。

对于一孔一端面的定位基准我们设计了定位柱。

定位柱的结构分三段：安装部分：42下端面往下16安装柱，安装螺纹M12。

(加垫圈、锁紧螺母)是用来定位柱安装在钻模体上的。

定位部分：42上端面加上往上22定位颈。

铣床夹具设计说明书

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铣床夹具设计说明书铣床夹具设计说明书篇一：铣床专用夹具设计说明书摘要我国社会主义现代化要求机械制造工业为国民经济各部门的技术进步、技术改造提供先进、高效的技术装备，它首先要为我国正在发展的产业包括农业、重工业、轻工业以及其它产业提供质量优良、技术先进的技术装备，同时还要为新材料、新能源、机械工程等新技术的生产和应用提供基础装备。

本论文是结合目前实际生产中，通用夹具不能满足生产要求，用通用夹具装夹工件效率低、劳动强度大、加工质量不高，而且往往需要增加划线工序，本论文为铣床专用夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案、对刀方案，夹具体的设计及加工精度等方面的分析。

本夹具能在加工常规零件的时候使质量进一步提升，并降低劳动强度，能在保证产品质量加工精度的同时批量生产，从而降低生产成本。

从而夹具的使用在某种程度上提高实际生产中企业的效益。

因而对夹具知识的认识和学习，在今天显的优为重要起来。

关键词：装备；制造；铣床；专用夹具；AbstractChina's socialist modernization requirements for mechanical manufacturing industry sectors of the national economy progress of technology, technical transformation to provide advanced, effective technical equipment, it must first for China is in the development of the industry include agricultural, heavy industry, light industry and other industries provide good quality, technical advanced technical equipment, but also for new materials, new energy, mechanical engineering of production and application of new technology provides the basis of equipment.The present paper is combining the actual production, gm can not meet the production requirements, fixture using universal fixture clamping work-piece efficiency, low labor strength, processing quality is not high, and often need to increase crossed process, and special design of a milling machine fixture, mainly including fixture positioning scheme, clamping, of cutter scheme, the concrete and the TAB folder design and machining precision analysis.This fixture can in processing of conventional parts that quality further ascension, and reduce the laborintensity, can guarantee the quality of its products processing precision and batch production, so as to reduce the production cost. Thus fixture use in some extent improve the efficiency of enterprises in practical production. Thus to fixture knowledge know and study the optimal in today's show for important up.Key words: equipment;manufacturing;milling; the machine tool's fixture目录绪论 (1)1. 机床夹具概论 (2)1.1 机床夹具的功能和作用 ................................................ .. (2)1.1.1. 机床夹具的功能 ................................................ .. (2)1.1.2. 机床夹具的作用 ................................................ .. (3)1.2 机床夹具的组成 ................................................ .. (4)1.3 机床夹具的分类及设计要求 (5)1.3.1. 机床夹具的分类 ................................................ .. (5)1.3.2. 机床夹具的设计要求 (7)1.4 机床夹具保证加工精度的原理 ................................................ .. (7) 1.4.1. 机床夹具保证加工精度的工作原理 (7)1.4.2. 使用夹具对工件进行加工时加工误差的组成 (8)1.5 机床夹具的现状及发展方向 ................................................ . (10)2. 零件的分析 (12)3. 工件的定位 (16)3.1 工件的定位方案 (16)3.1.1. 概述 ................................................ .. (16)3.1.2. 限制工件自由度与加工要求的关系 (17)3.1.3. 确定定位方式与定位元件 ................................................ .. (18) 3.2 定位误差的分析与计算 (20)3.2.1. 定位误差的产生原因及计算方法 (20)3.2.2. 定位误差的计算 (22)4. 工件的夹紧 (24)4.1 夹紧装置的组成及基本要求 ................................................ . (24) 4.2 夹紧力的确定 ................................................ . (26)4.2.1. 夹紧力的三要素 (26)4.2.2. 夹紧的动力装置 (28)4.2.3. 夹紧力的分析计算 ................................................ .. (29)5. 对刀元件、连接元件及夹具体 (32)6. 夹具总体结构设计及精度分析 (34)7. 夹具结构工艺性和经济性分析 (38)7.1. 夹具的结构工艺性 ................................................ . (38)7.2. 夹具的经济性分析 ................................................ . (38)总结 .............................................41参考文献 (42)致谢 .............................................43附录A ..............................................44附录B ..............................................50学士学位论文绪论在机械加工过程中，为了保证加工精度，必须固定工件，使工件相对于机床或刀具占有确定的位置，以完成工件的加工和检验。

钻床专用夹具设计说明书

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洛阳理工学院目录第1章概述 (2)1.1 夹具的功用和分类 (2)1.1.1 夹具的功用 (2)1.1.2 夹具的分类 (2)1.1.3 夹具的组成 (2)第2章零件的加工要求 (2)2.1 零件的加工要求 (2)2.1.1 设计要求 (2)2.2 待加工工件图 (2)2.2.1 减速器下箱体工件图 (3)第3章工件的定位分析和结构设计 (3)3.1 工件定位的基本原理 (3)3.1.1 自由度的概念 (3)3.1.2 六点定位原理 (4)3.1.3定位中的几种情况 (4)3.2 常用定位元件及选用 (4)3.2.1定位中的几种情况 (5)3.2.2常用定位元件所能限制的自由度 (5)3.3 定位方案的确定：一面两孔定位 (5)第4章夹紧装置的组成 (6)4.1 夹紧装置 (6)4.1.1 夹紧要则 (6)4.1.2 夹紧机构的分类 (6)4.1.3 夹紧装置的组成 (6)4.2 夹紧方案的确定 (7)第5章夹具相关部件设计 (7)5.1 夹具体设计 (7)5.2 支撑板 (7)5.3 压紧装置 (8)5.4 导向装置 (9)5.5 液压缸 (9)5.6 钻模板 (10)谢辞 (11)参考文献 (12)第1章概述1.1 夹具的功用和分类1.1.1 夹具的功用机床夹具是在机床上用以准确，迅速地安装工件或刀具，从而保证工件与刀具间正确相对位置的一种工艺装备。

使用夹具可以有效地保证工件的加工质量，提高劳动生产率，扩大机床的工艺范围和减轻劳动强度；因此，夹具在机械制造中占有重要的地位。

1.1.2 夹具的分类夹具有多种分类方法，一般使用范围和特点可分为通用夹具、专用夹具、组合夹具和可调夹具，或按所使用的机床分为车床夹具、钻床夹具、镗床夹具等。

1.1.3 夹具的组成通常，夹具的组成部分如下：（1）定位装置定位装置包括定位元件及其组合，其作用是确定工件在夹具中的位置。

常用的定位元件有支承钉、定位销、V型块等。

毕业设计夹具设计说明书

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3.以毛坯面，阶梯平面和环形平面作基准平面定位时，选用自位支承作定位元件。但须注意，自位支承虽有两个或三个支承点，由于自位和浮动作用只能作为一个支承点。
4.以毛坯面作为基准平面，调ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ时可按定位面质量和面积大小分别选用可调支承作定位元件。
5.当工件定位基准面需要提高定位刚度、稳定性和可靠性时，可选用辅助支承作辅助定位元件，但须注意，辅助支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均需重新调整支承点高度，支承位置应选在有利工件承受夹紧力和切削力的地方。
2.用于外圆柱面定位的定位元件：括V形架，定位套和半圆定位座等。
3.用于孔定位的定位元件：括定位销（圆柱定位销和圆锥定位销），圆柱心轴和小锥度心轴。
1.5.6定位误差分析
六点定位原则解决了消除工件自由度的问题，即解决了工件在夹具中位置“定与不定”的问题。但是，由于一批工件逐个在夹具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，即出现工件位置定得“准与不准”的问题。如果工件在夹具中所占据的位置不准确，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成误差。这种只与工件定位有关的误差称为定位误差，用ΔD表示。
The milling fixture, having good processing precision andtargeted, mainly is used to process dial the fork parts milling flutes.The fixture with clamping force device has the characteristics of efficiency and precision required by modern machine tools.It is so effectively to reduce the processing time and auxiliary time that greatly improve the labor productive, effectively reduce the labor intensity and increase the workefficiencyas well.Drilling fixture is good for raising productivity, expanding machinemachining scope, reducing labor intensity and ensuring the production safety.Therefore,it is especially important to learn and study the knowledge of fixture and design new suitable for practical production fixturenowadays.