緒論全套圖紙加V信153893706或扣33463894111.1課題背景制定支柱的加工工藝，設計鉆孔的鉆床夾具，運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。1.2目的課程設計是我們對所學課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。另外在做完這次課程設計之后，我得到一次綜合性訓練，我在想我能在多個方面得到鍛煉。就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發現問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國建設打一個良好的基礎。由于個人能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教，本人將表示真誠的感謝！1.3夾具設計中的特點1.夾具的設計周期較短，一般不用進行強度和剛度的計算。2.專用夾具的設計對產品零件有很強的針對性。3.“確保產品加工質量，提高勞動生產率”是夾具設計工作的主要任務，加工質量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。夾緊裝置的設計對整個夾具的結局有具定性的影響。設計一個好的夾具可以減少廢品率。1.4夾具設計需保證的條件1.夾具的結構應與其用途及生產規模相適應。2.保證工件的精度。3.保證使用方便與安全。4.正確處理作用力的平衡問題。5.注意結構的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機床、輔助工具、刀具、量具之間的聯系。1.5夾具的發展趨勢1.發展通用夾具的新品種，由于機械產品的加工精度日益提高，因此需要發展高精度通用夾具。廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時間，提高生產效率。2.發展調整式夾具。3.推廣和發展組合夾具及拼拆夾具。4.加強專用夾具的標準化和規范化。5.大力推廣和使用機械化及自動化夾具。6.采用新結構、新工藝、新材料來設計和制造夾具。第2章零件的分析2.1零件的作用題目所給的零件是支柱，起支撐作用的柱子。圖2-1支柱零件圖2.2零件的工藝分析支柱共有以下加工表面，其相互有一定關聯要求，具體分析如下：支柱底面，粗糙度Ra1.6支柱頂面，粗糙度Ra6.3支柱2×Φ20H7孔，粗糙度Ra1.6支柱Φ30H7孔，粗糙度Ra1.6支柱四周面，粗糙度Ra6.3支柱右側不規則面，粗糙度Ra6.3

第3章工藝規程設計3.1確定毛坯的制造形式支柱零件材料為A3，即Q235普通碳素結構鋼。Q代表的是這種材質的屈服極限，后面的235，就是指這種材質的屈服值，在235MPa左右。并會隨著材質的厚度的增加而使其屈服值減小，由于含碳適中，綜合性能較好，強度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途最廣泛。

故支柱毛坯制造形式為鍛造。

3.2基面的選擇基面的選擇是工藝規程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報廢，使生產無法正常進行。

3.2.1粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：1.粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。2.選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。3.應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。4.應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。5.粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。由粗基準選擇原則及支柱零件知，選擇支柱底面、左端面和后端面作為定位粗基準。3.2.2精基準的選擇精基準的選擇應滿足以下原則：1.“基準重合”原則應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。2.“基準統一”原則盡可能在多數工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產生的誤差，簡化夾具設計與制造。3.“自為基準”原則某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。4.“互為基準”原則當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。5.所選的精基準應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。由精基準選擇原則及支柱零件圖知，選擇支柱底面和兩個Ф20H7孔作為定位精基準。3.3制訂工藝路線制定工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領一確定為中批生產的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。工序01：鍛造工序02：淬火處理工序03：銑頂面工序04：粗銑、半精銑、精銑底面工序05：鉆孔至Ф18；擴Ф18孔至Ф19.8；粗鉸Ф19.8孔至Ф19.94；精鉸Ф19.94孔至Ф20H7工序06：鉆孔至Ф28；擴Ф28孔至Ф29.8；粗鉸Ф29.8孔至Ф29.93；精鉸Ф29.93孔至Ф30H7工序07：銑工件四周面工序08：銑右側不規則面工序09：去毛刺工序10：檢驗至圖紙要求并入庫 3.4機械加工余量的確定支柱零件的材料是A3，結構簡單，由《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25，查出該零件余量是：厚度方向為1.7~2.2mm，水平方向為1.7~2.2mm，現厚度方向和水平方向均取2.0mm。3.5確定切削用量及基本工時工序03：銑頂面1.選擇刀具刀具選取硬質合金面銑刀，刀片采用YG8,面銑刀直徑，齒數，2.決定銑削用量①決定銑削深度頂面粗糙Ra6.3，一步銑削即可滿足其精度要求。則②決定每次進給量及切削速度根據X51型立式銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝300當＝300r/min時按機床標準選取3.計算工時此為面銑刀銑前頂面（由支柱零件圖知，此次銑削為對稱銑），面銑刀主偏角為90°，公式如下：=式中≈0.5×（100-43.6）+（1~3）mm≈28.2+（1~3）mm≈(29.2~31.2)mm為銑削長度，由支柱知，=120mm，=，取=2mm故=≈0.155min工序04：粗銑、半精銑、精銑底面工步一：粗銑底面1.選擇刀具刀具選取硬質合金面銑刀，刀片采用YG8,面銑刀直徑，齒數，2.決定銑削用量①決定銑削深度底面粗糙Ra1.6，三步銑削即粗銑——半精銑——精銑方可滿足其精度要求。粗銑單邊余量1.5mm，半精銑單邊余量0.4mm，精銑單邊余量0.1mm，此工步為粗銑，故②決定每次進給量及切削速度根據X51型立式銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝300當＝300r/min時按機床標準選取3.計算工時此為面銑刀銑前底面（由支柱零件圖知，此次銑削為對稱銑），面銑刀主偏角為90°，公式如下：=式中≈0.5×（63-38.3）+（1~3）mm≈12.4+（1~3）mm≈(13.4~15.4)mm為銑削長度，由支柱知，=90mm，=，取=2mm故=≈0.142min工步二：半精銑底面1.選擇刀具刀具選取硬質合金面銑刀，刀片采用YG8,面銑刀直徑，齒數，2.決定銑削用量①決定銑削深度底面粗糙Ra1.6，三步銑削即粗銑——半精銑——精銑方可滿足其精度要求。粗銑單邊余量1.5mm，半精銑單邊余量0.4mm，精銑單邊余量0.1mm，此工步為半精銑，故②決定每次進給量及切削速度根據X51型立式銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝380當＝380r/min時按機床標準選取3.計算工時此為面銑刀銑前底面（由支柱零件圖知，此次銑削為對稱銑），面銑刀主偏角為90°，公式如下：=式中≈0.5×（63-38.3）+（1~3）mm≈12.4+（1~3）mm≈(13.4~15.4)mm為銑削長度，由支柱知，=90mm，=，取=2mm故=≈0.142min工步三：精銑底面1.選擇刀具刀具選取硬質合金面銑刀，刀片采用YG8,面銑刀直徑，齒數，2.決定銑削用量①決定銑削深度底面粗糙Ra1.6，三步銑削即粗銑——半精銑——精銑方可滿足其精度要求。粗銑單邊余量1.5mm，半精銑單邊余量0.4mm，精銑單邊余量0.1mm，此工步為精銑，故②決定每次進給量及切削速度根據X51型立式銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝490當＝490r/min時按機床標準選取3.計算工時此為面銑刀銑前底面（由支柱零件圖知，此次銑削為對稱銑），面銑刀主偏角為90°，公式如下：=式中≈0.5×（63-38.3）+（1~3）mm≈12.4+（1~3）mm≈(13.4~15.4)mm為銑削長度，由支柱知，=90mm，=，取=2mm故=≈0.142min工序05：鉆孔至Ф18；擴Ф18孔至Ф19.8；粗鉸Ф19.8孔至Ф19.94；精鉸Ф19.94孔至Ф20H7工步一：鉆孔至Φ18確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數i=2則機動工時為 工步二：擴Φ18孔至Φ19.8利用擴孔鉆將Φ18孔至Φ19.8，根據有關手冊規定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取則主軸轉速為，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數i=2則機動工時為工步三：粗鉸Ф19.8孔至Ф19.94確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數i=2則機動工時為工步四：精鉸Ф19.94孔至Ф20H7確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數i=2則機動工時為工序06：鉆孔至Ф28；擴Ф28孔至Ф29.8；粗鉸Ф29.8孔至Ф29.93；精鉸Ф29.93孔至Ф30H7工步一：鉆孔至Φ28確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數i=1則機動工時為 工步二：擴Φ28孔至Φ29.8利用擴孔鉆將Φ28孔至Φ29.8，根據有關手冊規定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取則主軸轉速為，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數i=1則機動工時為工步三：粗鉸Φ29.8孔至Φ29.93確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數i=1則機動工時為工步四：精鉸Φ29.93孔至Φ30H7確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數i=1則機動工時為工序07：銑工件四周面1.選擇刀具刀具選取硬質合金立銑刀，刀片采用YG8,立銑刀直徑，齒數，2.決定銑削用量①決定銑削深度工件四周面粗糙Ra6.3，一步銑削即可滿足其精度要求，故②決定每次進給量及切削速度根據X51型立式銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝490當＝490r/min時按機床標準選取3.計算工時此為立銑刀銑工件四周面，公式如下：=式中,取=2mm為銑削長度，由支柱知，=（90+50+20+70+50+70+20+50）mm=420mm故=≈1.091min工序08：銑右側不規則面1.選擇刀具刀具選取硬質合金立銑刀，刀片采用YG8,立銑刀直徑，齒數，2.決定銑削用量①決定銑削深度工件右側不規則面粗糙Ra6.3，一步銑削即可滿足其精度要求，故②決定每次進給量及切削速度根據X51型立式銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝490當＝490r/min時按機床標準選取3.計算工時此為立銑刀銑工件右側不規則面，公式如下：=式中,取=2mm為銑削長度，由支柱知，=（65+35.36+45）mm=145.36mm故=≈0.387min第4章鉆床夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。由指導老師的分配，決定設計工序06：鉆孔至Ф28；擴Ф28孔至Ф29.8；粗鉸Ф29.8孔至Ф29.93；精鉸Ф29.93孔至Ф30H7的鉆床夾具。4.1問題的提出本夾具主要用于鉆孔至Ф28；擴Ф28孔至Ф29.8；粗鉸Ф29.8孔至Ф29.93；精鉸Ф29.93孔至Ф30H7，表面粗糙度Ra1.6，精度要求較高，故設計夾具時既要考慮如何提高生產效率，也要考慮Φ30H7孔的質量。4.2定位基準的選擇選擇已加工好的底面和兩個Φ20H7孔來定位，定位分析如下：1.支柱底面與夾具體相配合，限制三個自由度，即X軸轉動、Y軸轉動和Z軸移動。2.支柱Φ20H7孔與A型固定式定位銷Φ20f6相配合，限制兩個自由度，即X軸移動和Y軸移動。3.支柱另一Φ20H7孔與B型固定式定位銷Φ20f6相配合，限制一個自由度，即Z軸轉動。工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位，故定位合理。4.3定位誤差分析1、移動時基準位移誤差（式4-1）式中：————A型固定式定位銷孔的最大偏差————A型固定式定位銷孔的最小偏差————A型固定式定位銷孔與A型固定式定位銷最小配合間隙代入（式4-1）得：=0.021mm+0+0.02mm=0.041mm2、轉角誤差（式4-2）式中：————A型固定式定位銷孔的最大偏差————A型固定式定位銷孔的最小偏差————A型固定式定位銷孔與A型固定式定位銷最小配合間隙————B型固定式定位銷孔的最大偏差————B型固定式定位銷孔的最小偏差————B型固定式定位銷孔與B型固定式定位銷最小配合間隙其中：則代入（式4-2）得：則：≈0.047°4.4切削力的計算與夾緊力分析查《簡明機床夾具設計手冊》表3-3得切削力計算公式：由鉆孔至Ф28；擴Ф28孔至Ф29.8；粗鉸Ф29.8孔至Ф29.93；精鉸Ф29.93孔至Ф30H7的工時計算知，鉆孔時切削力最大，故按鉆孔時計算，，=0.28mm，由《簡明機床夾具設計手冊》表3-3知即≈667×28×0.41×0.75N≈5743N所需夾緊力，查表5得，，安全系數K=式中為各種因素的安全系數，查表得：K=2.153，當計算K<2.5時，取K=2.5孔軸部分由M6螺母鎖緊，查表得夾緊力為2903N夾緊力越大于切削力，故夾緊可靠。4.5夾具設計及操作簡要說明如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇由六角螺母、螺桿、圓墊圈、彈簧、移動壓板和六角法蘭面螺母等組成夾緊機構夾緊工件。本工序為鉆削余量小，鉆削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。結論本次設計綜合了大學里所學的專業知識，是理論與實際相結合的一次考驗。通過這次設計，我的綜合運用知識的能力有了很大的提高，尤其是看圖，繪圖，設計能力為我今后的工作打下了良好的基礎。在此過程中，我進一步加深了對課本知識的理解，進一步了解了零件的工藝以及夾具設計