设计”CA6140车床拨叉”零件的机械加工工艺规则及工艺装备

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：１.零件图１张
ﻩﻩ2．毛坯图1张
3．机械加工工艺卡片２张
ﻩﻩﻩ4. 夹具设计装配图ﻩﻩﻩ1张
ﻩ５. 夹具设计零件图ﻩﻩﻩﻩ1张
ﻩﻩﻩ６. 课程设计说明书ﻩﻩﻩﻩ1份
指导教师: XXX
学生：XXX
班级：XＸX
2０10年7月6日
目录
一．序言 (3)
二．夹具的概述.........................................................４三．零件的分析 (4)
3.１零件的作用 (4)
3.2零件的工艺分析………………………………………………４
四.工艺规程设计……………………………………………５
4.1确定毛坯的制造形式 (5)
4.2基面的选择 (6)
4.３制定工艺路线………………………………………………７4.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………９
4.5确定切削用量及基本工时…………………………………１２
五.夹具设计………………………………………………１8
5.1定位分析...............................................................１9 5.2切削力及夹紧力计算 (19)
5.3夹具操作说明......................................................２2 5．４机械加工工艺过程卡 (23)
设计小结 (25)
参考文献…………………………………………………………２6
一、序言
机床夹具课程设计在我们学完夹具基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的,这也是我们即将步入大四对所学各课程的深入综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。

另外在做这次课程设计之中，我得到一次全面的综合性训练：（１)运用机械制造技术基础课程中的基本理论正确地解决一个零件在加工中的基准选择,定位，夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量。

（２)提高结构设计能力。

通过设计夹具的训练,获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效，省力,经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。

（３）学会使用手册以及图表资料。

掌握与本设计有关的各种资料的名称,出处，能够做到熟练的运用。

我希望通过这次课程设计对自己的基本功进行一次适应性训练,从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力。

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。

2010年7月
6日
二、机床夹具概述
夹具最早出现在1７８7年，至今经历了三个发展阶段。

第一阶段表现为夹具与人的结合。

在工业发展初期。

机械制造的精度较低,机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺,而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。

夹具的定位、夹紧、导向（或对刀)元件的结构也日趋完善,逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段,即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高,夹具在系统中占据相当重要的地位。

这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。

现代夹具的发展发向
现代夹具的发展方向表现为:
1、精密化；
2、高效化;
3、柔性化；
４、标准化。

三、零件的分析
3.１零件的作用
题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。

它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。

零件的φ2５mm孔与操纵机构相连,φ55mm半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。

通过上方的力拨动下方的齿轮变速。

两件零件铸为一体,加工时分开。

3.2零件的工艺分析
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，不适合磨削,为此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．小头孔φ25023.00+mm ；
2．大头半圆孔Ф4.0055+m ｍ及其端面;
3.40×16槽;
4．大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.１mm ；
5. 槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为０.０8m ｍ。

由上面分析可知,可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工,并且保证位置精度要求。

再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面,所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证
该零件两个面都没有尺寸精度的要求，也无粗糙度的要求。

φ2５mm 的孔的粗糙度值要求1.6,需要精加工。

因是大批量生产，所以需用钻削。

保证其加工精度。

下面的叉口有3.2的粗糙度的要求，所以采用先粗铣再精铣来满足精度的要求,同时保证φ２5mm 的孔和叉口的垂直度。

同时该零件上还需加工40×１６的槽,其粗糙度值为6.３,所以一次铣销即可。

但同时要满足该槽与φ25ｍｍ的孔的垂直度。

四、工艺规程设计
4.1确定毛坯的制造形式
已知此拨叉零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为:加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。

零件材料为ＨT20０。

考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,生产类型为大批量生产,故选择铸件毛坯。

ﻩ
根据《机械加工工艺师手册》(机械工业出版出版社、杨叔子主编)，得知大批量生产的铸造方法有两种金属模机械砂型铸造和压铸,由于压铸的设备太昂贵，根据手册数据采用铸造精度较高的金属型铸造。

4.2基面的选择
1）粗基准的选择：
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垂直度误差为0．1mm，槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为０．0８mｍ，则应以φ２5mm小头孔为精基准。

基面的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，生产率得以提高。

否则,加工工艺过程中会问题百出,甚至还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。

(1）粗基准的选择。

按有关基准的选择原则,即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面作粗基准;若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。

对本零件而言，则应以零件的底面为主要的定位粗基准。

因本零件毛坯是金属模铸造成型，铸件精度较高，所以选择Φ40m ｍ圆一个端面作为粗基准加工另一个端面。

再加一个钩形压板和一个Ｖ形块限制自由度，达到完全定位。

(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
垂直度误差为0.1m ｍ,槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.08m ｍ,则应以φ2５mm 小头孔为精基准。

主要因该考虑基准重合的问题。

当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。

４.3制定工艺路线
制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等级等技术要求能得到合理的保证。

在生产纲领已确定为大批生产的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，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。

工艺路线方案一:
工序Ⅰ: 钻、扩、粗铰、精铰Φ2５mm 孔。

以Φ40mm 外圆和其端面为基准，选用Z525立式钻床和专用夹具。

工序Ⅱ：铣φ5５mm 的叉口及上、下端面。

利用Φ2５mm 的孔定位，以两个面作为基准，选用X60铣床和专用夹具。

工序Ⅲ:粗、精铣4.0055+φ的叉口的内圆面。

利用Φ25mm 的孔定位,以两个面
作为基准,选用X ６0铣床和专用夹具。

工序Ⅳ：粗铣40×16的槽，以Φ2５mm 的孔定位,选用Ｘ60铣床加专用夹具。

工序Ⅴ:切断φ55的叉口,用宽为4的切断刀，选用X60铣床加专用夹具。

工序Ⅵ:检验。

工艺路线方案二:
工序Ⅰ： 钻、扩、粗铰、精铰Φ2５mm 孔。

以Φ40ｍm 外圆和其端面为基准，选用Z5２５立式钻床加专用夹具。

工序Ⅱ:铣φ5５ｍｍ的叉口及上、下端面。

利用Φ２5mm 的孔定位，以两个面作为基准,选用X60铣床和专用夹具。

工序Ⅲ：粗、精铣4.0055+φ的叉口的内圆面。

利用Φ25mm 的孔定位,以两个
面作为基准，选用Ｘ60铣床和专用夹具。

工序Ⅳ:切断φ５5mm 叉口,用宽为4的切断刀,选用X60铣床加专用夹具。

工序Ⅴ:粗铣４0×1６的槽,以Φ25mm 的孔定位,选用X60铣床加专用夹具。

工序Ⅵ:检验。

以上加工方案大致看来是合理的，但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题，主要表现在φ25mm 的孔及其16mm 的槽和φ５5mm 的端面加工要求上,以上三者之间具有位置精度要求。

图样规定:先钻25φmm 的孔。

由此可以看出：先钻φ２5mm 的孔，再由它定位加工φ5５m ｍ的内圆面及端面，保证φ25m ｍ的孔与φ５5ｍm 的叉口的端面相垂直。

因此，加工以钻φ2５mm 的孔为准。

为了在加工时的装夹方便，因此将切断放在最后比较合适。

为了避免造成一定的加工误差;通过分析可以比较工艺路线方案一最为合理。

具体方案如下:
工序Ⅰ： 钻、扩、粗铰、精铰Φ２5ｍm 孔。

以Φ４0mm 外圆和其端面为基准，选用Z5２5立式钻床加专用夹具。

工序Ⅱ：铣φ55m ｍ的叉口及上、下端面。

利用Φ25ｍm 的孔定位，以两个面作为基准,选用Ｘ6０铣床和专用夹具。

工序Ⅲ：粗、精铣4.0055+φ的叉口的内圆面。

利用Φ25ｍｍ的孔定位，以两
个面作为基准,选用X ６０铣床和专用夹具。

工序Ⅳ：粗铣4０×1６的槽,以Φ25m ｍ的孔定位，选用X6０铣床加专用夹具。

工序Ⅴ:切断φ55ｍm 的叉口，用宽为4的切断刀,选用X ６0铣床加专用夹具。

工序Ⅵ:检验。

以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程卡”。

4.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“ＣA61４0车床拨叉”,零件材料为ＨT200，硬度170~22０ＨBS,毛坯重量约１.5kg。

根据《机械加工工艺师手册》(以下简称《工艺手册》机械工业出版出版社、杨叔子主编)知生产类型为大批量生产,采用金属模铸造毛坯。

根据上述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、毛坯余量及尺寸的确定
毛坯余量及尺寸的确定主要是为了设计毛坯图样，从而为工件毛坯的制造作准备,根据《机械加工工艺师手册》（以下简称《工艺手册》机械工业出版出版社、杨叔子主编)，结合加工表面的精度要求和工厂实际，要合理地处理好毛坯余量同机械加工工序余量之间的不足。

（1)粗铣φ55mm的叉口的上、下端面的加工余量及公差。

该端面的表面粗糙度为3.2,所以先粗铣再精铣。

查《机械制造技术基础课程设计指导教材》(机械工业出版社、邹青主编)中的表2-１大量生产的毛坯铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为8~10级,选用8级。

由表２-5查表ＭＡ为F。

再查表2-4查得加工余量为2.0mm。

由表2-３至表2-4及工厂实际可得：Z＝2．0ｍｍ,公差值为T=１.6mm。

（2)铣40×１６的槽的上表面的加工余量及公差。

同上方法得:２Z=4．０ｍm,公差值为１.6 mm。

２、各加工表面的机械加工余量,工序尺寸及毛坏尺寸的确定
（1）钻φ２5mｍ的孔加工余量及公差。

毛坯为实心,不冲出孔。

参照表1-7该孔的精度要求为ＩT７，确定工序尺寸及余量为：
钻孔φ2３ｍm 公差值T=
０.5mm,
扩孔φ2４.8 mm ２Z=１.8 mm 公差值Ｔ=0.35 mm，
粗铰孔φ25ｍｍ2Ｚ=0．1４mm 公差值T= 0.１5mｍ，
粗铰孔φ25mm 2Ｚ=０.０6 mｍ公差值T＝0.0５mm，
由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整法加工，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定。

φ25ｍm的孔的加工余量和工序间余量及公差分布图见图1。

由图1可知：
图1
由图可知：
毛坯名义尺寸： 42(mm)
钻孔时的最大尺寸: 23（mｍ）
钻孔时的最小尺寸： 22．5(ｍm)
扩孔时的最大尺寸：２3 +１.8=24.8(ｍm）
扩孔时的最小尺寸: 24.8－０.3５＝２4.４５（mm）粗铰孔时的最大尺寸: 2４．８+0.1４＝24.94(mm）
粗铰孔时的最小尺寸： 24.94-0.1５=24.79（mm）
精铰孔时的最大尺寸： 24.94+０.06=25(ｍm）
精铰孔时的最小尺寸: 2５－0.05=24.95(mm)
(2)铣φ5５mm的叉口及上、下端面
因为叉口的粗糙度为3.2,所以粗铣再精铣。

确定工序尺寸及余量为：
查表２-１,大量生产铸件的尺寸公差等级,查得铸件尺寸公等级CＴ分为８～1０级，选用8级。

MＡ为F。

公差值T=1.４mｍ。

粗铣φ5５mｍ的叉口及上、下端面余量1.０mm。

2Z=２.0ｍm
精铣φ55的叉口及上、下端面。

2Z=2.０mm (3)粗铣40×16的上表面
此面的粗糙度要求为3.２，所以分粗精加工即可。

确定工序尺寸及余量为: 大量生产铸件的尺寸公差等级,查得铸件尺寸公差等级CT分为8~10级，选用8级。

ＭA为F。

公差值Ｔ＝1.6mm。

粗铣40×16的上表面2Z=2．0ｍm (４)铣40×１６的槽
此面的粗糙度要求为3.2，所以粗铣再精铣。

确定工序尺寸及余量为:
大量生产铸件的尺寸公差等级,查得铸件尺寸公差等级CT分为8~10级,选用8级。

MA为F。

公差值T= １.6mm。

粗铣４0×1６的槽2Z＝２.0mm
精铣４0×1６的槽2Ｚ=2.0mm
(5)切断φ55mm叉口
４.5确定切削用量及基本工时
工序Ⅰ: 钻、扩、粗铰、精铰Φ2５mm孔。

1．加工条件
工件材料:灰铸铁HT20０，σb=０.１６GPa，HB=190～241，铸造。

加工要求：钻Φ25mm的孔,其表面粗糙度值为Rｚ＝1.６μm;先钻Φ２3ｍm 的孔在扩Φ2４.8mｍ的孔，再粗铰Φ24．94mｍ孔，再精铰Φ25ｍm孔。

机床：立式钻床Ｚ525。

刀具：Φ23mm 麻花钻,Φ２4．8ｍｍ的扩刀，铰刀。

２.计算切削用量
(1）钻Φ２3m ｍ的孔。

①进给量
查《机械制造技术基础课程设计指导教材》（机械工业出版社、邹青主编）表5-23钻孔进给量f 为0.7５~０．8ｍｍ/r,由于零件在加工∅23ｍｍ孔时属于低刚度零件,故进给量应乘系数0．75,则f=(0.75~０．8)×0.75＝0.56～0.6mm/r,查表4-１0取f=0.6２mm ／r 。

此工序采用Φ23的麻花钻。

所以进给量f= 0.６2mm ／ｒ
② 钻削速度
切削速度：根据手册表5-24，查得切削速度Ｖ=1００m ／ｍi ｎ。

min /13852314.3100100010000r d v n s =⨯⨯==π
根据手册w n =1360r/ｍin ，故切削速度为
min)/(9810001360
2310000m n d V w
=⨯⨯==ππ
③ 切削工时
l=2３ｍm ，l 1=13.2mm ．
根据表5－4３切削工时计算公式：
(min)138.062.013602.132380211=⨯++=++=nwf l l l tm
(2）扩孔
① 扩孔的进给量
查《切削用量手册》表2．1０规定,查得扩孔钻扩Φ２4.8的孔时的进给量,并根据机床规格选取
ｆ=０．３ mm/r
②切削速度
扩孔钻扩孔的切削速度,根据《工艺手册》表２8-２确定为
V ＝0.4Ｖ 钻
其中V 钻为用钻头钻同样尺寸的实心孔时的切削速度.故
V =0.４×98=39.２ｍ/mi ｎ
min)/(5038.242.3910001000r dw v ns =⨯⨯==ππ
按机床选取ｎｗ=5４5r/ｍｉn.
③切削工时
切削工时时切入Ｌ１＝1.8mm ，切出L2=1．5mm
(min)51.03.05455.18.180211=⨯++=++=
nwf l l l tm
（3）粗铰孔
① 粗铰孔时的进给量
根据有关资料介绍,铰孔时的进给量和切削速度约为钻孔时的1／２~1/3,故 ｆ=1/3f 钻 ＝1/3×0.3＝0．1mm/ｒ
V=1/３V 钻 =１／3×98=33m ／min
min)/(42194.243310001000r dw v ns =⨯⨯==ππ
②切削速度
按机床选取n ｗ＝545r/min ，所以实际切削速度
min)/(68.421000545
94.241000m dwnw
V =⨯⨯==ππ
③切削工时
切削工时,切入l2=0.１4ｍm,切出l1=１.5m ｍ．
(min)5.11.05455.114.080211=⨯++=++=nwf l l l tm
（4)精铰
① 精铰孔时的进给量
根据有关资料介绍,铰孔时的进给量和切削速度约为钻孔时的1/2~1／3,故
ｆ=1／3f 钻=１／3×0.3=0．1mm/r
V =1/３V 钻=１/3×98=３3m ／ｍin
min)/(420253310001000r dw v ns =⨯⨯==ππ
②切削速度
按机床选取nw =５45ｒ/min ,所以实际切削速度
min)/(8.421000545
251000m dwnw
V =⨯⨯==ππ
③切削工时
切削工时，切入ｌ2=0.06mm ，切出l １=0mm.
(min)47.11.0545006.080211=⨯++=++=nwf l l l tm
工序Ⅱ：铣φ５5的叉口的上、下端面。

① 进给量
采用高速钢立铣刀，齿数５,每齿进给量f a =0.０8mm/z(《机械制造技术基础
课程设计指导教材》（邹青主编）表5-1１）。

故进给量f=０.４mm
②铣削速度:
由《机械制造技术基础课程设计指导教材》（邹青主编）中表5－13查表得切削速度为39m/m ｉn
③切削工时
引入ｌ=2m ｍ，引出l 1=2ｍｍ,ｌ3=７5mm 。

查《工艺手册》P 9-143表9.４-31,切削工时计算公式:
(min)06.54.03975223
111=⨯++=++=nwf tm l l l
工序Ⅲ:铣φ５5的叉口
①进给量
由《工艺手册》表３.１-29查得采用硬质合金立铣刀,齿数为5个,由《数控加工工艺》(田春霞主编)中第五章表５-5得硬质合金立铣刀每齿进给量f 为0．1５~0.３0，由手册得ｆ取0．15ｍm/ｚ
故进给量f =0.７５ mm ／z.
②铣削速度:
由《数控加工工艺》(田春霞主编）中第五章表5－６得硬质合金立铣刀切削速度为45~90ｍm ／mi ｎ， 由手册得Ｖ取70m ｍ/m ｉn.
③切削工时
引入l=2mm ，引出l １=2mm,ｌ３=75mm 。

查《工艺手册》Ｐ９-14３表９.4－31，切削工时计算公式：
(min)5.715.07075223
11=⨯++=++=nwf tm l l l
工序Ⅳ：铣40×16槽的表面。

① 进给量
该槽面可用高速钢三面刃铣刀加工,由前定余量为2m ｍ故可一次铣出,铣刀规格为φ32,齿数为８。

由《工艺手册》表2.4-73,取每齿进给量为０.15mm/z,ap=２mm 故总的进给量为f=0.15×8=1．２ mm/z 。

②切削速度
由《工艺手册》表3.1-74,取主轴转速为1９0r/m ｉn 。

则相应的切削速度为：
min)/(1.191000190
321000m Dn
v =⨯⨯==ππ
③切削工时
切入l=2ｍm 切出l1＝2mm,行程量l ３=40mm 。

查《工艺手册》P9-1４3表9.4－31,切削工时计算公式:
(min)92.12.11.1940223
21=⨯++=++=nwf tm l l l
工序Ⅴ:铣40×1６的槽。

①进给量
用高速钢三面刃铣刀加工,铣刀规格为φ16,齿数为１0。

由《机械加工工艺师手册》表２1-５,取每齿进给量为０.15m ｍ/z ，ａp=2ｍm ，故总的进给量为f=０.15×10=１.5 mm/r 。

②切削速度
由《工艺手册》表3.１－74,取主轴转速为190ｒ/m ｉn 。

则相应的切削速度为：
min)/(55.91000190
161000m Dn
v =⨯⨯==ππ
③切削工时
切入l=２m ｍ，切出l1=２m ｍ行程量l2＝４0mm 。

查《工艺手册》Ｐ９-１43表9．4－３１，切削工时计算公式:
(min)0.35.155.940222
11=⨯++=+=nwf ＋tm l l l
工序Ⅵ:切断φ5５叉口。

① 进给量
采用高速钢切断铣刀，齿数3６，由《机械制造技术基础课程设计指导教材》（邹青主编）P10７表５-１８查得每齿进给量f a ＝0.02ｍm/z 。

故进给量ｆ=0.７2ｍm ／r
②铣削速度:
表５－１７查得切削速度为4４m ／ｍi ｎ
③切削工时
切出l ＝2ｍm,切出ｌ１＝2m ｍ,行程量=75mm 。

查《工艺手册》P 9－143表9.4-31,切削工时计算公式：
(min)5.272.04475222
11=⨯++=++=nwf tm l l l
工序Ⅷ：检验。

五、夹具设计
为了提高劳动生产率,保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。

夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工,检测和装配等整个工艺过程中。

在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率,降低制造成本,一直都是生产厂家所追求的目标。

正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高
生产率,从而降低生产成本的重要技术环节之一。

同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。

按指导老师的要求,本次要求设计加工孔φ25Ｈ７工序的夹具。

本夹具将用于立式钻床Z52５，刀具为麻花钻头φ２３mm,对工件φ25 H7孔进行钻加工。

(一)提出问题
（1)怎样限制零件的自由度；Ｖ形块限制４个自由度,定位块限制1个自由度,限位销限制1个自由度。

(2）怎样夹紧;设计夹具由螺旋夹紧配合V形块夹紧工件，定位块起支撑工件的作用。

(3）设计的夹具怎样排削;此次加工利用麻花钻和扩刀、铰刀,排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。

（4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。

(二)设计思想
设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠,使用安全,有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。

本夹具主要用来对φ2５H7孔进行加工,这个孔尺寸精度要求为H７,表面粗糙度Ｒａ1.6,钻、扩、粗铰、精铰以可满足其精度。

所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率,降低劳动强度。

（三）夹具设计
1、定位分析
(1）定位基准的选择
据《夹具手册》知定位基准应尽可能与工序基准重合,在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。

故加工φ2５H7孔时，采用φ4０的外圆面和其的下端面作为定位基准。

（２)定位误差的分析
定位元件尺寸及公差的确定。

夹具的主要定位元件为V 形块与定位块，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合△B=0,由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。

△Y=0．707δd =0.７07×0．０25mm =0.０１７7mm
2、切削力及夹紧力的计算
刀具：Φ２3的麻花钻,Φ２4.8的扩孔钻，铰刀。

①钻孔切削力：查《机床夹具设计手册》P 70表3-6，得钻削力计算公式：
HB
D S F 6.09.06.70•••=
式中 Ｆ───钻削力
Ｓ───每转进给量, 0.6２mm D ───麻花钻直径, Φ23m ｍ ＨＢ───布氏硬度，1９5HBS 所以
HB
D S F 6.09.06.70•••= =１７４00（N) 钻孔的扭矩:
HB S D M 6.094.02014.0•
••=
式中 S ───每转进给量， ０.62mm
D ───麻花钻直径， Φ２3mm HB ───布氏硬度，195HBS
HB
S
D M 6
.094
.02
014.0•••=
＝232
×0.014×62.094
.0×1956
.0
=11２(Ｎ·Ｍ）
②扩孔时的切削力:查《机床夹具设计手册》Ｐ7０表３-6,得钻削力计算公式:
HB
S t F 6.04.02.11.9•
••= 式中 F ───切削力
t ───钻削深度, ８0mm S ───每转进给量, 0．3ｍm D ───扩孔钻直径, Φ24．８mm H Ｂ───布氏硬度，1９5HBS 所以
HB S t F 6.04.02.11.9•
••=
= ２5673（Ｎ） 扩孔的扭矩:
D M HB S t ••
••=4.06.075.0031.0
式中 ｔ───钻削深度, 80mm
S ───每转进给量, ０．3mm D ───麻花钻直径, Φ2４.8mm HB ───布氏硬度,１95H ＢS
D
M HB S
t
••••=4
.06
.075
.0031.0
=82．5（N ·M)
②钻孔夹紧力：查《机床夹具设计手册》P70表3-6，查得工件以V 形块和定位块定位时所需夹紧力计算公式：
d t d f L
Q W g z 13
2
)(2••+
+••=
φα 式中 φ───螺纹摩擦角
d
1
───平头螺杆端的直径
f
───工件与夹紧元件之间的摩擦系数，0．16 d
z
───螺杆直径
α ───螺纹升角
Q ───手柄作用力 L ───手柄长度 则所需夹紧力
d t d f L
Q W g z 13
2
)(2••+
+••=
φα =420(N ）
根据手册查得该夹紧力满足要求,故此夹具可以安全工作。

3、夹具操作说明
夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。

为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。

夹具上设置有钻套,用于确定的钻头位置。

此次设计的夹具夹紧原理为:通过φ40mm 外圆、平面和侧面为定位基准,在V 形块、支承板和挡销上实现完全定位，以钻模板引导刀具进行加工。

采用手动螺旋快速夹紧机构夹紧工件。

4、工艺卡
机械加工工艺过程卡
机械加工钻孔工序卡片
设计小结
通过这次课程设计,我有了很大的收获学到了很多的东西。

机床夹具课程设计在我们学完夹具基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的，这也是我们即将步入大四对所学各专业课程进行的一次全面的、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，它在我们的大学生活中占有重要的地位。

另外在做这次课程设计之中,我得到一次全面的综合性训练:(1)运用机械制造技术基础课程中的基本理论正确地解决一个零件在加工中的基准选择，定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

(２）提高结构设计能力。

通过设计夹具的训练,获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。

(3）学会使用手册以及图表资料。

掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处,能够做到熟练的运用。

通过这次课程设计，我希望对自己的基本功进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力。

就我个人而言,我也希望通过本次课程设计对自己在大学中所学的知识进行一次系统和良好的回顾，并在此次基础上有所提高，对自己将来从事的工作进行一次适应性的训练，从而培养认真、严谨的专业精神，为以后参加国家的工业化建设打下一个良好的基础,为早日实现国家的统一以及现代化贡献自己的一份力量。

由于个人的能力有限，设计尚有诸多不足之处恳请老师大力支持,在次不胜感谢。

参考文献
1、杨叔子主编.机械加工工艺师手册.北京:机械工业出版社，２001
2、邹青主编.机械制造技术机械基础课程设计指导教程．北京:机械工业出版社，２004
3、孙本绪、熊万武编.机械加工余量手册.北京:国防工业出版社，1999
4、机床夹具设计手册.北京：中国科学技术出版社
5、田春霞主编.数控加工工艺．北京:机械工业出版社，20０６
６、刘守勇主编.机械制造工业与机床夹具.北京：机械工业出版社，2０00 ７、吴拓、方琼珊主编. 机械制造工艺与机床夹具课程设计指导书.北京：机械工业出版社，2０05
８、张良栋主编.机械制造技术基础．成都：西南交通大学出版社,200９。