變速叉第一速及倒車

1、 引言 畢業(yè)設計是每個大學生在畢業(yè)前必須完成的一個教學環(huán)節(jié)，是對我們所學專業(yè)的一個綜合測試，也是對我們畢業(yè)生做的一次具體的、重要的考驗。此設計密切結合高等學校的辦學宗旨。已檢測我們在學習和實習過程中對所學知識的掌握程度和運用水平。同時在畢業(yè)設計中與同學互相幫助,一起去圖書館查閱畢業(yè)設計中需要得一些相關資料,共同探討課程設計中出現(xiàn)的問題,體現(xiàn)了同學之間的凝聚力,增進了同學之間的友誼,加強了與老師的知識探討. 加工工件時，為了保證工件在該工序所加工的表面能達到圖紙上規(guī)定的尺寸及位置精度等技術要求，必須使得工件相對于刀具和機床占有正確的加工位置（即工件的定位），并把工件壓緊夾牢，以便在加工過程中，工

2、件受到切削力、離心力的作用及沖擊、振動等影響時，能保持這個確定了的位置穩(wěn)定不變（即工件的夾緊）。在機床上對工件進行定位和夾緊，稱做裝夾。一切能使工件在機床上實現(xiàn)定位和夾緊的工藝裝置，一般稱為機床夾具，簡稱夾具。機床夾具按專門化程度分通用夾具、專用夾具、可調整夾具、專門化拼裝夾具和自用化生產用夾具。通用夾具是指已經標準化，且具有較大適用范圍的夾具。它由專業(yè)廠生產供應，有的已作為機床附件與通用機床配套，這類夾具主要用于單件小批生產。專用夾具是根據零件工藝機械加工過程中的某一道工序而專門設計的夾具。由于不考慮通用性，故結構緊湊、操作方便。這類夾具可保證高的加工精度和生產率。但這類夾具的針對性很強，當

3、交換產品或工藝時，一般都因無法使用而“報廢”。可調整夾具，在當前多種小批量生產條件下，設計制造專用夾具的準備周期太長，且很不經濟，但是，采用通用夾具又不能滿足使用要求。采用可調整夾具則是改進工藝裝備設計的一個發(fā)展方向?？烧{整夾具的特點是：加工完一種工件后，可調整或者更換個別零件，即可加工形狀相似、尺寸和加工工藝相近的多種工件。這類夾具又可分為通用可調和專用可調甲具兩類。通用可調夾具加工對象不是很確定，適用范圍較大；專用夾具常稱成組夾具，一般配合成組技術，專門為成組加工某組零件而設計的，它是在專用夾具的基礎上，通過更換和調整個別元件，來適應組內不同零件加工要求。加工對象明確，結構緊湊。專門化拼裝

4、夾具，這類夾具是針對某工件某工序加工要求，由事先制造好的通用性較強的標準元件和部件拼裝而成，只要有足夠種類和數(shù)量的標準元件和部件，就可拼裝成各式各樣的夾具。自動化生產用夾具，主要有自動線夾具和數(shù)控機床夾具，前者和一般專用夾具相似，后者除擔負工件的安裝任務外，還隨工件一起從一個工位輸送到下一個工位。一個多工位自動線上有許多相同的隨行的夾具。作為機械類專業(yè)的學生不能僅以學好課本上的理論知識而滿足,如果不懂的運用他們,學再多的理論知識也毫無用處。因此我們非常重視本次畢業(yè)設計的實踐,通過本次畢業(yè)設計是我們各方面的能力都有所加強,對于今后的生產實習以及走上工作崗位有很大幫助,是我們受益匪淺。本設計不足之

5、處，懇請老師點評、指正。 第一章 機床夾具概述1.1 機床夾具的作用及其分類1 機床夾具的作用夾具是機械加工中的一種工藝設備，它在機械加工中起著十分重要的作用，主要有以下的幾個方面。1）便于工件的正確定位，以保證加工精度 工件裝夾在夾具上后，工件上各有關的幾何元素（點、線、面）之間的相互位置精度在一定程度上就由夾具保證。當夾具在機床上正確定位及固定以后，工件在夾具中又得到正確定位并被夾緊，這樣就保證了再加工過程中“同批”工件對刀具和機床保持確定的相對位置，使加工得以順利進行。2）提高勞動生產效率和降低加工成本 采用夾具以后，可以省去即十分費時又不很緊缺的劃線、找正工序，減少了輔助時間。若采用聯(lián)

6、動夾具裝置、快速夾緊裝置，既能降低勞動強度，又能提高生產效率。例如采用氣壓、液壓等傳動裝置，只需要幾秒鐘舊可以完成夾緊動作。3）改善工人的勞動條件 采用夾具后，工件的裝卸比不用夾具要方便、省力、安全。如果生產規(guī)模較大，還可以采用機械化傳動裝置和自動裝卸工件的自動化夾具，以實現(xiàn)生產過程中的自動化，進一步提高勞動生產效率和改善工人的勞動條件。4）擴大機床工藝范圍在單件小批量生產的條件下，工件的種類、規(guī)格多，而機床的數(shù)量、品種卻有限。為了解決這種矛盾，可以設計制造專用的夾具，使機床“一機多用”。例如，可以采用專用的夾具，在車床上實現(xiàn)拉削。夾具在機械加工中的作用是重要的，但是在不同的生產規(guī)模和不同的生

7、產條件下，夾具的功用也有所側重，其結構的復雜程度也有很大的不同。例如，在單件小批生產條件下，宜于使用通用的可調夾具，若采用專用的夾具，其結構也應求簡單。在大批量生產的條件下，夾具的作用則主要是在保證加工精度的前提下提高生產效率，因此夾具的結構更完善些是必要的。雖然此時夾具的制造費用大一些，但由于生產效率的提高，產品質量的穩(wěn)定，技術經濟效果還是好的。用可調夾具的加工對象并不是很明確，其通用范圍較大，如滑柱鉆模、帶各種鉗口的機器虎鉗等即是這類夾具。而成組夾具則是專門為成組加工工藝中某一組零件而設計的，針對性強，加工對象和適應，機床夾具的分類。夾具的分類方法比較多，一般可分為通用夾具和專用夾具。近年

8、來為適應現(xiàn)代機械制造業(yè)的發(fā)展，還發(fā)展了通用可調夾具、成組夾具和組合夾具等類型。1） 通用夾具 通用夾具是指已經標準化的、在一定范圍內可以用于加工不同工件的夾具。如三爪或四爪卡盤、機器虎鉗、回轉工作臺、磁力工作臺等。這些夾具已經作為機床的附件，由專門的工廠制造供應。2） 專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序的加工而設計制造夾具。3）通用可調夾具和成組夾具 著兩種夾具的結構很相似，它們的共同點是：在加工完多種工件。但通用范圍明確，結構更為緊湊。4）組合夾具 組合夾具是指按照某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先準備好的通用的標準元件和部件組合而成的夾具。這種夾具用完之后可以拆卸存放，或重

9、新組裝成新的夾具。由于組合夾具是由各種標準元件、部件組裝而成，故具有組裝迅速、周期短、能反復使用等特點，所以在多品種、小批量生產或新產品試制中尤為適用。若按夾具所適用的機床來分類，可分為車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具和其他機床夾具等類型。若按驅動夾具工作的力源來分類，還可以分為手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，電磁和電動夾具等等。不顧一般多按夾具的使用特點和使用機床進行分類。1.2 機床夾具的組成 夾具的種類雖然很多，但是他們的工作原理基本上相同，一般有如下幾個組成部分。（1） 定位元件是用來確定工件再夾具中的位置的元件，它包括元件或元件的組合。（2） 夾緊裝置 這種裝置包括夾緊元件或其組

10、合及動力源。其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時所占據的位置在加工過程中不因外力而破壞。（3） 確定夾具對機床相互位置的元件 此類的元件是為了用來確定夾具對機床工作臺、導軌或主軸的相互位置。（4） 對刀導引元件 這類元件的共同作用是保證工件和刀具之間的正確加工位置。（5） 其他裝置或元件 這類裝置或元件主要有：為使工件在依次裝夾中多次轉位而加工不同位置上的表面所設置的分度裝置，為了便于卸下工件而設置的頂出器；以及標準話了的連件元件等。（6）夾具體夾具體是夾具的基座和骨架。其他裝置都安在夾具體上使之成為一個夾具的整體。當然上述的各組成部分，不是每個夾具都必須完全具備的。但一般來說，定位元件、

11、夾緊裝置、夾具體則是夾具的基本組成部分。1.3機床夾具的多工位加工對于一般的機床而言，一個夾具只能夾持一個工件加工一道工序，然而對與本設計而言，一個夾具在夾持了一個工件之后被安裝在數(shù)控加工中心上，數(shù)控加工中心幫助完成了多個工位的零件加工，那么對于設計出的夾具而言，使得夾具能夾持零件并能保證該零件的加工精度就顯的尤為重要，本次的畢業(yè)設計中，由于變速叉零件的外形比較的不規(guī)則，不同面上要加工的孔系又比較的多，那么設計出來的夾具的關鍵就在于能否集中能加工的表面于一個夾具上的問題，使得數(shù)控加工中心在一次加工中能獲得最多的工位的加工次數(shù)。因此多工位的保證也來源于夾具的設計。 第二章 變速叉零件結構分析和工

12、藝規(guī)程制定 在本設本設計中，除了對工件的定位和夾緊外，還有一些問題需要解決，如專用夾具的設計步驟、夾具體的設計、夾具總圖上尺寸公差及技術要求的標注、工件在夾具中加工的精度分析、夾具的經濟分析及機床夾具的計算機輔助設計等。這些問題將在下面做論述。2.1 變速叉零件給構分析過程 在本次畢業(yè)設計中滿足“優(yōu)質、高產、低成本”的要求，首先必須制訂零件的機械加工工藝規(guī)程的裝配工藝規(guī)程，然后按照所制定出的裝配工藝規(guī)程來進行機械加工和裝配。制定機械加工工藝規(guī)程應分析研究零件圖樣，了解該零件在產品或部件中的作用，找出其要求較高的主要表面及主要技術要求，并了解各項技術要求制定的依據，審查其結構工藝性，選擇和確定毛

13、坯，擬定工藝路線；詳細擬定工序具體內容，對工藝方案進行技術經濟分析，最后填寫工藝文件。圖1-1零件圖 2.1.1 零件的功用、結構和特點功用：該零件是一變速叉零件，在其的表面上鉆有孔系。該零件主要是起支撐作用。由于該工件工作時要承受一定的力，因此要求有一定的強度、剛度和韌性。 2.1.2 主要加工表面及要求1. 孔徑為19-+0.045的內孔，其形位公差遵守同軸度要求，表面粗糙度Ra1.6m，該孔為一通孔。2. 孔徑為M10的1個螺紋孔，其形位公差遵守平行和垂直度度要求該孔為通孔。 3. 孔徑為M10的螺紋孔的端平面，該平面是零件上重要的加工部位，該面有平面度要求，平面度為0.06，表面粗糙度

14、為Ra1.6m。4. 與孔徑為19-+0.045的內孔的兩端平面，該平面是零件上重要的加工部位，該面有平面度要求，平面度為0.06，表面粗糙度為Ra1.6m，5. 82半圓弧，該部位是零件上重要的加工部位。 機械加工加工方案 表（1）工序號內容設備1熱處理熱處理21粗銑19U型槽的兩平面臥式銑床2半精銑19U型槽的兩平面3精銑19U型槽的兩平面 31粗銑19U型槽的兩端面臥室銑床2半精銑19U型槽的兩端面3精銑19U型槽的兩端面41) 粗銑82的半圓弧上端面立式銑床2) 半精銑82的半圓弧上的端面3) 精銑82的半圓弧上的端面51 鉆19孔至18鉆床2鉸孔至1961 粗銑M10螺紋孔的端平面臥

15、式銑床2 半精銑M10螺紋孔的端平面3 精銑M10螺紋孔的端平面71 粗車82的半圓弧C61402 精車82的半圓弧81 鉆M10的螺紋孔鉆床9 攻絲M10的螺紋孔鉆床10車倒角 2.1.3工序3：粗精銑平面加工工時計算（一）粗銑平面1.加工條件工件材料：35。機床：臥式加工中心。刀具：W18Cr4V硬質合金鋼盤銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,深度ap=4,齒數(shù)z=10,故根據切削用量簡明手冊（后簡稱切削手冊）取刀具直徑do=100mm。根據切屑手冊選擇：刀具前角o5后角o8副后角o=8刀齒斜角s=10主刃Kr=60過渡刃Kr=30副刃Kr=5過渡刃寬b=1mm2.切削用量1）銑削深度

16、因為切削量較小，故可以選擇ap=2mm，一次走刀即可完成所需長度。2）每齒進給量 根據加工中心說明書，機床功率為7.5KW。查切削手冊表3.5，f=0.140.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。3）查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。 查切削手冊表3.8，壽命T=180min4）計算切削速度和每分鐘進給量V 查切削手冊表3.16，當d=80mm，z=10，ap=2mm，f zPcc，所選用切屑用量可用。最終確定 ap=2mm，n=375r/min,Vf=375mm/s，V c=15.2m/min，f z=0.1mm/z。6）計

17、算基本工時tmL/ Vf=(32+80)/375=0.297min。因銑上下端面，故該工序工時為（二） 精銑、半精銑平面1. 加工條件工件材料：35,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：精銑平面。機床：臥式加工中心。刀具：W18Cr4V硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,深度apPcc，故已選切削用量可用。最終確定 ap=0.5mm，n=475r/min,Vf=375mm/min，V c=119.3m/min，f z=0.08mm/z。6）計算基本工時tmL/ Vf=(32+80)/375=0.297min。故該工序工時0.297 2.1.4 填寫數(shù)控加工工

18、序卡片將各工步的加工內容、所用刀具和切削用量填入下表，減速器殼體數(shù)控加工工序卡片。 表2-1數(shù)控加工刀具卡片產品名稱或代號零件名稱變速叉零件圖號工序刀具號刀具加工表面?zhèn)渥⒁?guī)格名稱數(shù)量刀長/1T0110圓柱銑刀150.0粗精銑U型槽兩平面2T0220端面銑刀150.0粗精銑U型槽兩端面3T0350端面銑刀150.0粗精銑19孔兩端面4T0450端面銑刀150.0粗精銑M10螺紋孔的端平面5T0518麻花鉆170鉆孔176T0619鉸刀170鉸孔197T07車刀150.0粗車R41的半圓弧8T08M10絲錐150.0攻絲M109T09車倒角150.0編制審核批準年 月 日共 頁第 頁2.2毛坯的選

19、擇毛坯的選擇包括選擇毛坯的種類和確定毛坯的制造方法兩個方面。常用的毛坯種類有鑄件,鍛件，型材，焊接件等。當設計人員設計零件并選好材料后，也就大致確定了毛坯的種類。如鑄鐵材料的毛坯都為鑄件，鋼材料毛坯一般為鍛件或型材等。各種毛坯的制造方法很多。概括起來說，毛坯制造方法越先進，毛坯精度越高，其形狀和尺寸越接近成品零件，這就使得機械加工的勞動量大為減少，材料的消耗也低，使機械加工的成本降低；但毛坯的制造費用卻因為采用了先進的設備而提高。因此，在選擇毛坯時應當綜合考慮各個方面的因素，以求的最佳的效果。選擇毛坯時主要考慮到下列的因素：A:零件的材料及其力學性能 本次設計的變速叉零件的材料大致確定了毛坯的

20、種類,而其力學性能的高低，也在一定程度上影響著毛坯的種類。B:生產類型 不同的生產類型決定了不同的毛坯的制造方法.在大批量的生產中,應采用精度和生產率較高的先進的毛坯的制造方法,本設計鑄件應采用金屬模造型，并應當充分考慮采用新工藝、新技術和新材料的可能性。 C：零件的結構和形狀外形尺寸 在充分考慮了上述兩項因素后，有時零件的結構形狀和外形也會影響毛坯的種類和造型方法。本設計中的零件雖然為不規(guī)則的外形，但是對于選擇的毛坯材料不產生任何的影響?？紤]了上述的因素的同時，不應該脫離具體的生產條件，在確定了毛坯的制造方法后，應當熟悉毛坯的特點，通常以毛坯的零件圖形式表達，作為 正式制定機械加工工藝規(guī)程的

21、原始依據。 第三章 變速叉夾具設計3.工序的工藝分析 零件為變速叉，材料為35。生產類型為：大批量生產。現(xiàn)要求設計第4和5道工序銑平面和鉆孔的夾具。 1銑平面 零件的加工要求為：保證變速叉19孔的兩端面的總高為35mm，表面粗糙度為Ra1.6um.本工序的加工條件為XA6132銑床及50端面銑刀，達到圖樣要求。正火處理，毛坯上銑平面的經濟精度可達IT8，表面粗糙度Ra6.3um，在銑夾具上加工時適當控制進給速度，可以保證平面的尺寸精度和表面粗糙要求。因此在本工序加工時，主要應考慮要如何平面的平面度偏差。 圖-銑平面工序圖 2鉆19孔零件的加工要求為：保證變速叉19孔的直徑19mm，表面粗糙度為

22、Ra1.6um.本工序的加工條件為立式鉆床及18的麻花鉆和19的鉸刀，可達到圖樣要求。圖-2鉆孔工序圖3.2定位方案及定位元件選擇和設計 3.2.1夾具定位方案的選擇 1）銑平面定位方案的選擇 1.根據工序加工要求，工件在夾具中的定位方案如下：如圖1-1所示：要夾住的工件主要尺寸。以19的U型的兩表面及其端面為主要定位基準，限制5個自由度X.Y、Z，以及2個旋轉自由度。以變速叉的側面部位的平面卡緊止推，以夾具上的輔助支撐釘為定位基準限制零件的最后一個旋轉自由度。 卡具圖 方案分析：按照基準重合原則確定的，用設計基準作為定位基準,以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。有利于保證加

23、工精度，夾緊力可以抵消部分切削力。有利于提高夾緊剛度，缺點是夾緊力大容易引起定位元件變形。夾具設計簡單,裝夾方便。 本工序加工平面,從夾具制造的簡單方便考慮,可以選擇本方案。但是方案在裝夾是麻煩,大量的時間浪費在裝夾上 ,故可以在實際使用中根據使用進一步進行改進優(yōu)化。從加工的切削力和夾緊力方面考慮,加工時夾緊力不需要太大。綜合兩方面的考慮故選擇本方案。.定位元件設計：設計定位元件的結構如圖1-2所示。夾具與零件的外型輪廓相似。 采用圓柱的外圓面為定位面。 圖1-2 這樣能較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度。用夾具裝夾工件時，工件相對與刀具的位置由夾具保證，基本不受工人技術水平的影響，因而能較容易、教

24、穩(wěn)定地保證工件的加工精度。能提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。采用夾具后，工件不需劃線找正，裝夾方便迅速，顯著地減少了輔助時間，提高了勞動生產率。 夾緊力的計算:因采用的是手動夾具故夾緊力無須計算。2）鉆孔的夾具設計 因為本道工序的工裝部分和上道工序相似。所有分析過程相似于上道工序如下： 1.根據工序加工要求，工件在夾具中的定位方案如下：如圖1-3所示：要夾住的工件主要尺寸。以19的U型的兩表面及其端面為主要定位基準，限制5個自由度X.Y、Z，以及2個旋轉自由度。以變速叉的側面部位的平面卡緊止推，以夾具上的輔助支撐釘為定位基準限制零件的最后一個旋轉自由度。 卡具圖 方案分析：按照基準重合原則

25、確定的，用設計基準作為定位基準,以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。有利于保證加工精度，夾緊力可以抵消部分切削力。有利于提高夾緊剛度，缺點是夾緊力大容易引起定位元件變形。夾具設計簡單,裝夾方便。 本工序鉆孔,從夾具制造的簡單方便考慮,可以選擇本方案。但是方案在裝夾是麻煩,大量的時間浪費在裝夾上 ,故可以在實際使用中根據使用進一步進行改進優(yōu)化。從加工的切削力和夾緊力方面考慮,加工時夾緊力不需要太大。綜合兩方面的考慮故選擇本方案。.定位元件設計：設計定位元件的結構如圖1-2所示。夾具與零件的外型輪廓相似。 采用圓柱的外圓面為定位面。 圖1-2 這樣能較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度。

26、用夾具裝夾工件時，工件相對與刀具的位置由夾具保證，基本不受工人技術水平的影響，因而能較容易、教穩(wěn)定地保證工件的加工精度。能提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。采用夾具后，工件不需劃線找正，裝夾方便迅速，顯著地減少了輔助時間，提高了勞動生產率。夾緊力的計算:因采用的是手動夾具故夾緊力無須計算。3 繪制夾具零件圖 ，下圖為卡具的卡具體圖。 圖1-3 第四章 夾緊裝置設計 夾緊機構的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點的確定、夾緊力大小的確定。 夾緊里的方向如下圖，視圖所示夾具左端固定不動,裝夾時工件受夾緊力F和與其相對的反作用力F1。夾緊力作用點的選擇應遵循的規(guī)則：（） 為了使定位穩(wěn)定，夾緊力作

27、用點應該落在主要的定位支承面上，活絡在主要的定位支承面上的支承點所圍成的面積內；（） 夾緊力應作用在工件剛性較好的部位上，不應該使工件產生夾緊變形或使工件產生翻磚力矩；（） 為了防止工件在加工過程中產生振動，夾緊力的作用點應盡量靠近被加工表面；（） 夾緊力作用點的數(shù)目，應盡量在工件的整個接觸面上分布均勻，以減小夾緊變形。 該夾具是用手柄固定，是手動夾具為絲桿傳動。在裝夾過程中方便簡單，節(jié)約了大量的裝夾時間。操作方便，使用安全、可靠，且改善工人的勞動條件，減輕勞動強度。在夾緊過程中用不會使工件產生變形。 夾具總圖繪制完畢后，對夾具上的非標準件要繪制零件工作圖，并規(guī)定相應在的技術要求。零件工作圖應

28、嚴格遵照所規(guī)定的比例繪制。視圖、投影應完整，尺寸要標注齊全，所標注的公差及技術條件應符合總圖要求，加工精度及表面光潔度應選擇合理。 在夾具設計圖紙全部完畢后，還有待于精心制造和實踐和使用來驗證設計的科學性。經試用后，有時還可能要對原設計作必要的修改。因此，要獲得一項完善的優(yōu)秀的夾具設計，設計人員通常應參與夾具的制造、裝配，鑒定和使用的全過程。 夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機構、裝置連接成一個整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設計夾具體時應滿足以下基本要求。 、具有足夠的強度和剛度。

29、 、結構簡單、輕便，在保證強度和剛度前提下結構近可能簡單緊湊，體積小、質量輕和便于工件裝卸。 、安裝穩(wěn)定牢靠。 、結構的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗 、尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。 、清理方便。 夾具體毛坯制造方法的選擇綜合考慮結構合理性、工藝性、經濟型、標準化以及各種夾具體的優(yōu)缺點等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體； 夾具體的外形尺寸在繪制夾具總圖時，根據工件、定位元件、夾緊裝置及其輔助機構在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。然后進行造型設計，再根據強度和剛度要求選擇斷面的結構形狀和壁厚尺寸。鉆孔夾具體的壁厚20mm，長度222mm，寬度222mm,高度170mm；銑平面夾具的

30、壁厚20mm，長度222mm，寬度222mm,高度118mm；根據設計要求，夾具體上設計有螺孔、銷孔，并且要求定位定位器和夾緊器的銷孔在裝配時配 第五章 夾具設計說明 夾具設計一般是在零件的機械加工工藝過程制訂之后按照某一工序的具體要求進行的。制訂工藝過程，應充分考慮夾具實現(xiàn)的可能性，而設計夾具時，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。夾具的設計質量的高低，應以能否穩(wěn)定地保證工件的加工質量，生產效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護容易等為其衡量指標。 5.夾具設計的基本要求1精基準選擇的原則:在選擇基準時,主要應考慮保證加工精度和工件安裝方便可靠。其選擇原則應遵循a.基準重合

31、原則，用設計基準作為定位基準,以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。B基準統(tǒng)一原則，應采用同一基準電位加工零件上盡可能多的表面,基準重合和統(tǒng)一原則是選擇精基準的兩個重要原則,但實際生產中有時回遇到兩者想互矛盾的情況。C自為基準原則,某些要求加工余量小而均勻的精加工工序,選擇加工表面本身作為定位基準。D互為基準原則,對工件上兩個相互位置精度要求很高的表面進行加工時,需要兩個表面互相作為基準,反復進行加工,以保證位置精度要求。2夾具設計精度的設計原則，要保證設計的夾具制造成本低，規(guī)定零件的精度要求時應遵循以下原則：（1）對一般精度的夾具1）應使主要組成零件具有相應終加工方法的平均經

32、濟精度； 2）應按獲得夾具精度的工藝方法所達到的平均經濟精度，規(guī)定基礎件夾具體加工孔的形位公差。（2）對一般精度或精度要求低的夾具，組成零件的加工精度按此規(guī)定，既達到了制造成本低，又使夾具具有較大精度裕度，能使設計的夾具獲得最佳的經濟效果。對精密夾具 除遵循一般精度夾具的兩項原則外，對某個關鍵零件，還應規(guī)定與偶件配作或配研等，以達到無間隙滑動等。 對夾緊機構的基本要求如下： 、夾緊作用準確，處于夾緊狀態(tài)時應能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。 、夾緊動作迅速，操作方便省力，夾緊時不應損害零件表面質量 、夾緊件應具備一定的剛性和強度，夾緊作用力應是可調節(jié)的。 、結構力求簡單，便于制造和維修 夾緊

33、誤差是指工件在夾緊力的作用下,工序基準相對于理想位置的最大偏移值在加工尺寸方向上的投影和工件變形所造成的加工表面的形狀誤差。產生夾緊變形的因素有兩個方面:工件的彈性變形、工件定位面與夾具定位面之間的接觸變形。 3一個優(yōu)良的機床夾具必須滿足下列基本要求：（1）保證工件的加工精度 保證加工精度的關鍵，首先在于正確地選定定位基準、定位方法和定位元件，必要時還需進行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結構對加工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 （2）提高生產效率 專用夾具的復雜程度應與生產綱領相適應，應盡量采用各種快速高效的裝夾機構，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產效率。（3）工

34、藝性能好 專用夾具的結構應力求簡單、合理，便于制造、裝配、調整、檢驗、維修等。專用夾具的制造屬于單件生產，當最終精度由調整或修配保證時，夾具上應設置調整和修配結構。 （4）使用性能好 專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經濟適用的前提下，應盡可能采用氣動、液壓等機械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動強度。專用夾具還應排屑方便。必要時可設置排屑結構，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。（5）經濟性好 專用夾具應盡可能采用標準元件和標準結構，力求結構簡單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設計時應根據生產綱領對夾具方案進行必要的技術

35、經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。 (6)本零件銑平面和鉆孔夾具圖設計如下： 銑平面夾具 鉆孔夾具5. 夾具設計的程序 5.2.1夾具設計規(guī)范化概述1夾具設計規(guī)范化的意義研究夾具設計規(guī)范化程序的主要目的在于：（1）保證設計質量，提高設計效率 夾具設計質量主要表現(xiàn)在：1）設計方案與生產綱領的適應性；2）高位設計與定位副設置的相容性；3）夾緊設計技術經濟指標的先進性； 4）精度控制項目的完備性以及各控制項目公差數(shù)值規(guī)定的合理性；5）夾具結構設計的工藝性；6）夾具制造成本的經濟性。有了規(guī)范的設計程序，可以指導設計人員有步驟、有計劃、有條理地進行工作，提高設計效率，縮短設計周期。（2）有利于計算

36、機輔助設計 有了規(guī)范化的設計程序，就可以利用計算機進行輔助設計，實現(xiàn)優(yōu)化設計，減輕設計人員的負擔。利用計算機進行輔助設計，除了進行精度設計之外，還可以尋找最佳夾緊狀態(tài)，利用有限元法對零件的強度、剛度進行設計計算，實現(xiàn)包括繪圖在內的設計過程的全部計算機控制。（3）有利于初學者盡快掌握夾具設計的方法 近年來，關于夾具設計的理論研究和實踐經驗總結已日見完備，在此基礎上總結出來的夾具規(guī)范化設計程序，使初級夾具設計人員的設計工作提高到了一個新的科學化水平。 5.2.2 夾具設計的規(guī)范程序工藝人員在編制零件的工藝規(guī)程時，便會提出相應的夾具設計任務書，經有關負責人批準后下達給夾具設計人員。夾具設計人員根據任

37、務書提出的任務進行夾具結構設計?，F(xiàn)將夾具結構設計的規(guī)范化程序具體分述如下。1明確設計要求，認真調查研究，收集設計資料（1）仔細研究零件工作圖、毛坯圖及其技術條件。（2）了解零件的生產綱領、投產批量以及生產組織等有關信息。（3）了解工件的工藝規(guī)程和本工序的具體技術要求，了解工件的定位、夾緊方案，了解本工序的加工余量和切削用量的選擇。（4）了解所使用量具的精度等級、刀具和輔助工具等的型號、規(guī)格。（5）了解本企業(yè)制造和使用夾具的生產條件和技術現(xiàn)狀。（6）了解所使用機床的主要技術參數(shù)、性能、規(guī)格、精度以及與夾具連接部分結構的聯(lián)系尺寸等。（7）準備好設計夾具用的各種標準、工藝規(guī)定、典型夾具圖冊和有關夾具

38、的設計指導資料等。（8）收集國內外有關設計、制造同類型夾具的資料，吸取其中先進而又能結合本企業(yè)實際情況的合理部分。繪制夾具總圖 繪制夾具總圖通常按以下步驟進行：（1） 遵循國家制圖標準，繪圖比例應盡可能選取11，根據工件的大小時，也可用較大或較小的比例；通常選取操作位置為主視圖，以便使所繪制的夾具總圖具有良好的直觀性；視圖剖面應盡可能少，但必須能夠清楚地表達夾具各部分的結構。（2）用雙點劃線繪出工件輪廓外形、定位基準和加工表面。將工件輪廓線視為“透明體”，并用網紋線表示出加工余量。（3）根據工件定位基準的類型和主次，選擇合適的定位元件，合理布置定位點，以滿足定位設計的相容性。（4）根據定位對夾

39、緊的要求，按照夾緊五原則選擇最佳夾緊狀態(tài)及技術經濟合理的夾緊系統(tǒng)，畫出夾緊工件的狀態(tài)。對空行和較大的夾緊機構，還應用雙點劃線畫出放松位置，以表示出和其他部分的關系。 （5）圍繞工件的幾個視圖依次繪出對刀、導向元件以及定向鍵等。（6）最后繪制出夾具體及連接元件，把夾具的各組成元件和裝置連成一體。 （7）確定并標注有關尺寸 夾具總圖上應標注的有以下五類尺寸： 1）夾具的輪廓尺寸：即夾具的長、寬、高尺寸。若夾具上有可動部分，應包括可動部分極限位置所占的空間尺寸。 2）工件與定位元件的聯(lián)系尺寸：常指工件以孔在心軸或定位銷上（或工件以外圓在內孔中）定位時，工件定位表面與夾具上定位元件間的配合尺寸。3）夾

40、具與刀具的聯(lián)系尺寸：用來確定夾具上對刀、導引元件位置的尺寸。對于銑、刨床夾具，是指對刀元件與定位元件的位置尺寸；對于鉆、鏜床夾具，則是指鉆（鏜）套與定位元件間的位置尺寸，鉆（鏜）套之間的位置尺寸，以及鉆（鏜）套與刀具導向部分的配合尺寸等。 4）夾具內部的配合尺寸：它們與工件、機床、刀具無關，主要是為了保證夾具裝置后能滿足規(guī)定的使用要求。 5）夾具與機床的聯(lián)系尺寸：用于確定夾具在機床上正確位置的尺寸。對于車、磨床夾具，主要是指夾具與主軸端的配合尺寸；對于銑、刨床夾具，則是指夾具上的定向鍵與機床工作臺上的T型槽的配合尺寸。標注尺寸時，常以夾具上的定位元件作為相互位置尺寸的基準。上述尺寸公差的確定可

41、分為兩種情況處理：一是夾具上定位元件之間，對刀、導引元件之間的尺寸公差，直接對工件上相應的加工尺寸發(fā)生影響，因此可根據工件的加工尺寸公差確定，一般可取工件加工尺寸公差的1/31/5；二是定位元件與夾具體的配合尺寸公差，夾緊裝置各組成零件間的配合尺寸公差等，則應根據其功用和裝配要求，按一般公差與配合原則決定。（8）規(guī)定總圖上應控制的精度項目，標注相關的技術條件 夾具的安裝基面、定向鍵側面以及與其相垂直的平面（稱為三基面體系）是夾具的安裝基準，也是夾具的測量基準，因而應該以此作為夾具的精度控制基準來標注技術條件。在夾具總圖上應標注的技術條件（位置精度要求）有如下幾個方面： 1）定位元件之間或定位元

42、件與夾具體底面間的位置要求，其作用是保證工件加工面與工件定位基準面間的位置精度。 2）定位元件與連接元件（或找正基面）間的位置要求。 3）對刀元件與連接元件（或找正基面）間的位置要求。 4）定位元件與導引元件的位置要求。 5）夾具在機床上安裝時位置精度要求。上述技術條件是保證工件相應的加工要求所必需的，其數(shù)量應取工件相應技術要求所規(guī)定數(shù)值的1/31/5。當工件沒注明要求時，夾具上的那些主要元件間的位置公差，可以按經驗取為（1000.02）（1000.05）mm，或在全長上不大于0.030.05mm。（9）編制零件明細表 夾具總圖上還應畫出零件明細表和標題欄，寫明夾具名稱及零件明細表上所規(guī)定的內

43、容。夾具精度校核在夾具設計中，當結構方案擬定之后，應該對夾具的方案進行精度分析和估算；在夾具總圖設計完成后，還應該根據夾具有關元件的配合性質及技術要求，再進行一次復核。這是確保產品加工質量而必須進行的誤差分析。 4 . 確定夾具的結構方案 在廣泛收集和研究有關資料的基礎上，著手擬定夾具的結構方案，主要包括： （1）根據工藝的定位原理，確定工件的定位方式，選擇定位元件。 （2）確定工件的夾緊方案和設計夾緊機構。 （3）確定夾具的其它組成部分，如分度裝置、對刀塊或引導元件、微調機構等。 （4）協(xié)調各元件、裝置的布局，確定夾具體的總體結構和尺寸。在確定方案的過程中，會有各種方案供選擇，但應從保證精度

44、和降低成本的角度出發(fā)，選擇一個與生產綱領相適應的最佳方案。 5切削力及夾緊力的計算 查簡明銑工手冊選擇銑削用量 刀具: 硬質合金剛鑲齒三面刃銑刀, 80mm，z=10 =0.13mm/Z =1.5mm =1.84m/s =8.20mm/s =1.84m/s=110.4 m/min =439.2r/min 取=440r/min,故實際切削速度為 =110.6m/min 當=440 r/min時,工作臺的每分鐘進給量 =.Z.=0.6=332mm/min 切削工時: 銑刀的行程 L=(350+5)mm=355mm = =1.07min 計算銑削切削力: 根據公式 并查得公式中系數(shù)及指數(shù)數(shù)值 =79

45、0 =1.0 =0.75 =1.1 =0.2 =1.3 材料強度和硬度改變時切削力的修正系數(shù) =1 所以 =669 (N) 在計算夾緊力時,要考慮安全系數(shù)。查機床夾具設計手冊 表1-2-1安全系數(shù) 其中: 為考慮工件材料及加工余量均勻的基本安全系數(shù)1.2; 為加工性質1.0; 為刀具鈍化程度1.2; 為切削特點1.0; 為夾緊力的穩(wěn)定性1.3; 為手動夾緊時的手柄位置1.0; 為僅有力矩使工件回轉時工件與支承面接觸的情況1.0;所以 =11.211.311=1.872 注：若安全系數(shù)的計算結果小于2.5時，取=2.5所以，夾緊力為 =5227 (N) 式中 夾緊元件與工件間的摩擦因數(shù); 工件與

46、夾具支承面間的摩擦因數(shù);(參見表1-2-12) =0.16 =0.16 所以， =5227 (N)由于，故夾緊力滿足要求,所以本夾具可安全工作。6 零件數(shù)控加工工藝手工編程數(shù)控機床零件加工程序的編制方法一般分為手工編程和自動編程兩種。1.手工編程全部或主要由人工完成,這種編程方法叫手工編程。手工編程至今仍然廣泛應用于簡單的點位加工及直線與圓弧組成的輪廓加工中。因為這些加工工件的坐標計算較簡單，加工程序不長，出錯的機率小，采用手工編程經濟又及時。但對于幾何形狀復雜的零件，或者表面的幾何元素并不復雜而程序量很大的零件，或者工步復雜的零件，手工編程就難以勝任，因此必須用自動編程的方法編制程序。手工編

47、程特點:手工編程至今仍應用于簡單的點位加工及直線與圓弧組成的輪廓加工中。因為這些加工工件的坐標計算較簡單,加工程序不長,出錯的幾率小,采用手工編程經濟又及時。對所加工銑平面、鉆孔工序進行編程,其加工程序如下: 程序: 銑平面O0001（100mm盤銑刀）G54 G90 G00 X-100 Y-100 Z50M03 S800 M06 T01G01 Z-0.3 F100 M08Y0X100G00 Z50 M09X0 YOM30鉆孔（4-10mm麻花鉆）O0003G54 G90 G40 G00 X-80 Y-60 Z50M03 S800 M06 T03G00 Z5G41 G01 X-31.5 D02

48、(8mm)Z-5 F100 M08M98 O0303G01 Z-10M98 O0303GO1 Z-15M98 O0303GO1 Z-20M98 O0303GO1 Z-25M98 O0303GO1 Z-26.5M98 O0303G00 G40 Z50 M09M30子程序:鉆孔子程序O0303G03 X22 Y0 R11G03 I-22 J0 G03 X0 Y0 R11M99 總 結 畢業(yè)設計是理工類學生必不可少的一個環(huán)節(jié)，在老師和同學們的共同努力下已取得了初步的結果，從整體上看，畢業(yè)設計是鍛煉我們理工類學生的一種思維能力和實踐能力，雖然我們的能力有限，但是通過初步的嘗試，我們已經能基本符合我們這個專業(yè)的理論和實踐。數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術的典型代表，在制造業(yè)的各個領域如，航天航空，汽車，摩托車，模具，精密機械，家用電器等方面有著日益廣泛的應用，已成為這些行業(yè)中不可缺少的加工手段，拌隨著全球制造業(yè)向我國逐漸轉移的發(fā)展趨勢，對數(shù)控加工的要求必將呈現(xiàn)出高速持續(xù)的增長，人才市場急需一批既懂得數(shù)控加工相關技術，又熟悉等軟件的人才。通過這次畢業(yè)設計，我們感受到了對專業(yè)知識的缺乏和不足，也使我們的專業(yè)知識得到進一步提高，感謝學校給我們這次難得的學習機會。 致謝語從設計選題到搜集資料，從畫圖到論文的反復修改，期間經歷了喜悅、聒噪、痛苦