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目 錄
第一部分：工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
一、零件的工藝性分析…………………………………………………… 1
二、確定毛坯，畫(huà)毛坯——零件合圖…………………………………… 2
三、機(jī)械工藝路線的確定……………………………………………… 3
四、主要工序尺寸及其公差的確定…………………………………… 8
五、設(shè)備及其工藝裝備的確定…………………………………………… 10
五、切削用量及工時(shí)定額的確定………………………………………… 10
第二部分：夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
一、 ………………………………………… 1
二、 ……………… 2
第一部分 工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
1.零件圖工藝性分析
1.1零件結(jié)構(gòu)功用分析：
十字頭零件是機(jī)械中常見(jiàn)的一種零件，它的應(yīng)用范圍很廣。由于它們功用的不同，該類零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差異，但結(jié)構(gòu)上仍有共同特點(diǎn)：零件的主要表面為精度要求較高的孔、零件由內(nèi)孔、外圓、端平等表面構(gòu)成。
1.2零件圖紙分析：
由零件圖可知，該零件形狀較為復(fù)雜、外形尺寸不大，可以采用鑄造毛坯。由于該零件的兩個(gè)φ20孔要求較高，它的表面質(zhì)量直接影響工作狀態(tài)，通常對(duì)其尺寸要求較高。一般為IT5-IT7。加工時(shí)兩φ20孔的同軸度應(yīng)該控制在0.01mm。φ85外圓的尺寸它直接影響孔在空間的位置，加工時(shí)可以將其加工精度降低，通過(guò)裝配來(lái)提高精度。
1.3主要技術(shù)條件：
1.孔徑精度：兩φ20孔的孔徑的尺寸誤差和形狀誤差會(huì)造的配合不良，因此對(duì)孔的要求較高，其孔的尺寸公差為IT7
2.主要平面的精度：由于φ85外圓接影響聯(lián)接時(shí)的接觸剛度，并且加工過(guò)程中常作為定位基面，則會(huì)影響孔的加工精度，因此須規(guī)定其加工要求。
2.毛坯選擇
2.1毛坯類型
考慮到十字頭工作時(shí)的作用，要求材料要有很高的強(qiáng)度，并且該零件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，故選用鑄造毛坯材料為HT200。
2.2毛坯余量確定
由書(shū)機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)資料表1.2-10查得毛坯加工余量為2，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得為1.4.
2.3毛坯－零件合圖草圖
3．機(jī)械工藝路線確定
3.1定位基準(zhǔn)的選擇：
3.1.1精基準(zhǔn)的選擇：選擇十字頭底面與兩φ85外圓作定位基準(zhǔn)，因?yàn)棣?5外圓柱面 ，及底面是裝配結(jié)合面，且十字頭底面又是空間位置的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，故選擇十字頭底面與外圓作定位基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)重合原則且裝夾誤差小。
3.1.2粗基準(zhǔn)的選擇：以十字頭上端面和十字頭支撐外圓定位加工出精基準(zhǔn)。
3.2加工順序的安排：
十字頭零件主要由孔和平面構(gòu)成與箱體類零件大體相同，加工順序?yàn)橄让婧罂?，這樣可以用加工好的平面定位再來(lái)加工孔，因?yàn)檩S承座孔的精度要求較高，加工難度大，先加工好平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔，這樣即能為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn)，同時(shí)可以使孔的加工余量較為均勻
3.3加工階段的劃分說(shuō)明
加工階段分為：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段。
3.4加工工序簡(jiǎn)圖
1、鑄 鑄造、清理
2、熱處理 時(shí)效
3、粗車φ85外圓
4、粗銑上頂面
5、粗,精銑底平面
6、鉆、攻4×M6螺紋孔
7、擴(kuò)φ20孔
9、銑十字頭
10、粗鏜φ65內(nèi)孔
11、粗鏜、半精鏜、精鏜2-φ20內(nèi)孔
12、挖2-φ24環(huán)槽
13、精車φ85外圓
14、去毛刺：
15、終檢：
4.主要工序尺寸及其公差確定
φ85
工藝路線
基本尺寸
工序余量
經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸
鑄
φ90.5
5.5
φ90.51.4
粗車
φ87
3.5
12.5（IT11）
φ87
半精車
φ85.5
1.5
6.3（IT9）
φ85.5
精車
φ85
0.5
1.6（IT7）
φ85
φ20
工藝路線
基本尺寸
工序余量
經(jīng)濟(jì)精度
工序尺寸
鑄
φ14
6
φ141.4
粗鏜
φ17
3
6.3（IT11）
φ17
半精鏜
φ19.5
2.5
3.2（IT9）
φ19.5
精鏜床
φ20
0.5
1.6（IT7）
φ200.01
5.設(shè)備及其工藝裝備確定
所用的設(shè)備有： CA6140、X62W、T618、Z4012、檢驗(yàn)臺(tái)、鉗工臺(tái)。
夾具有：鏜2-φ20孔專用夾具、車床專用夾具、鉆2-M6底孔專用夾具、擴(kuò)φ20孔專用夾具、
刀具有：90度車刀、硬質(zhì)合金銑刀、平板銼、開(kāi)式自鎖夾緊鏜刀、φ5鉆頭、M6絲錐、φ20鉆頭、圓銼刀
量具有：游標(biāo)卡尺、專用塞規(guī)。
6．切削用量及工時(shí)定額確定
粗車、半精車、精車時(shí)：（T1=T輔 T2=T機(jī) T3=T工 T4=T休）
挖φ24環(huán)形槽： ap=2
由表5.3-1得：：f=0.4m/r
由表5.3-20得：v=90m/r
則n=220x90/40=495 r/mm
工時(shí)定額：
由表3.3-3得：操作機(jī)床時(shí)間為：
0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min
由表3.3-4得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.08+0.08=0.16 min
T1=0.64+0.16=0.8 min
由表5.4-1得機(jī)動(dòng)時(shí)間為：
T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r
T基=lz/nfap=0.2 min
則T總=T1+T2+T基=2.26 min
粗車φ85外圓時(shí)： ap=2
由表3-1得：：f=0.5 m/r
由表5.3-20得：v=82 m/r
則n=318x82/85=307 m/r
工時(shí)定額：
由表3.3-3得：操作機(jī)床時(shí)間為：
0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min
由表3.3-4得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.08+0.08=0.16 min
T1=0.64+0.16=0.8 min
由表5.4-1得機(jī)動(dòng)時(shí)間為：
T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r
T基=lz/nfap=0.167 min
則T總=T1+T2+T基=0.347 min
半精車φ85外圓時(shí)：（車刀刀桿尺寸BXH取16X25）ap=1
由表3-1得：：f=0.4 m/r
由表5.3-20得：v=100 m/r
則n=318x100/85=374 m/r
工時(shí)定額：
由表3.3-3得：操作機(jī)床時(shí)間為：
0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min
由表3.3-4得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.08+0.08=0.16 min
T1=0.64+0.16=0.8 min
由表5.4-1得機(jī)動(dòng)時(shí)間為：
T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r
T基=lz/nfap=0.34 min
則T總=T1+T2+T基=0.52 min
精車φ85外圓時(shí)：（車刀刀桿尺寸BXH取16X25）ap=0.5
由表3-1得：：f=0.3 m/r
由表5.3-20得：v=107 m/r
則n=318x107/85=400 m/r
工時(shí)定額：
由表3.3-3得：操作機(jī)床時(shí)間為：
0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min
由表3.3-4得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.08+0.08=0.16 min
T1=0.64+0.16=0.8 min
由表5.4-1得機(jī)動(dòng)時(shí)間為：
T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r
T基=lz/nfap=0.857 min
則T總=T1+T2+T基=1.75 min
銑φ85上頂面時(shí)：
切削用量：ap=3.5
由表6.3-2得：f=0.2 m/r
由表6.3-21得：v=120 m/r
則n=318V/D= 318 x120/85=449 m/r
工時(shí)定額：
由表6.4-1得：T2= lw+lf/fxn=1.45 min
由表3.3-7得：操作機(jī)床時(shí)間為：0.83 min
由表3.3-8得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.14 min
T1=2.27min T3=51min T4= 15min
T基=lz/nfap=0.5 min
則T總=T1+T2+T基=68.7min
：鉆2-M6底孔2-φ5孔時(shí)；
切削用量：ap=3.5
由表7.3-1得：f=0.36 m/r
由表7.3-11得：v=13 m/r
則n=318V/D= 318 x13/5=826 m/r
工時(shí)定額：
T2= lw+lf/fxn=0.1 min
由表3.3-9得：裝夾工件時(shí)間為0.17min
由表3.3-10得：松開(kāi)卸下工件時(shí)間為0.15min
由表3.3-12得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.04min
T1=0.76 min T3=47 min T4=15 min
則T總=T1+T2+T基=62.9min
粗銑、半精銑φ85底平面時(shí)；
粗銑時(shí)：切削用量：ap=2.5
由表6.3-2得：f=0.2 m/r
由表6.3-21硬質(zhì)合金銑刀銑削灰鑄鐵時(shí)v=120 m/r
則n=318V/D=763.2m/r
工時(shí)定額：由表6.4-1得：T2= lw+lf/vf=2.63 min
精銑時(shí)：切削用量：ap=1
由表6.3-2得：f=0.12 m/r
由表6.3-21硬質(zhì)合金銑刀銑削灰鑄鐵時(shí)v=150 m/r
則n=318V/D=561m/r
工時(shí)定額：由表6.4-1得：T2= lw+lf/vf=3.5 min
由表3.3-7得：操作時(shí)間為0.83min
由表3.3-8得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.14min
T1=2.27 min T3=51 min T4=15 min
則T總=T1+T2+T基=80.53min
：粗鏜φ17內(nèi)孔、半精鏜、精鏜φ20內(nèi)孔時(shí)；
粗鏜時(shí)：切削用量：ap=3
由表8.2-1得：f=0.5 m/r v=80 m/r
則n=318V/D=1496.5m/r
工時(shí)定額：T2= lw+lf/vf=0.03 min
半精鏜時(shí)：切削用量：ap=2.5
由表6.3-2得：f=0.2m/r v=100m/r
則n=318V/D=1630.7m/r
工時(shí)定額：T2= lw+lf/vf=0.04min
精鏜時(shí)：切削用量：ap=0.5
由表6.3-2得：f=0.15m/r v=80m/r
則n=318V/D=1590m/r
工時(shí)定額：T2= lw+lf/vf=0.07min
由表3.3-1得：裝夾工件時(shí)間為0.42min
由表3.3-2得：松開(kāi)卸下工件時(shí)間為0.12min
由表3.3-3得：操作機(jī)床時(shí)間為：
0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min
由表3.3-4得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.16min
T1=1.34 min T3=56min T4=15 min
則T總=T1+T2+T基=72.62min
：攻M6螺紋孔時(shí)；
切削用量：ap=2.5
由表7.3-1得：f=0.27 m/r
由表7.3-11得：v=15 m/r
則n=318V/5= 318 x15/5=954m/r
工時(shí)定額：
T2= lw+lf/fxn=1.5 min
由表3.3-9得：裝夾工件時(shí)間為0.04min
由表3.3-10得：松開(kāi)卸下工件時(shí)間為0.05min
由表3.3-11得：操作機(jī)床時(shí)間為：0.32 min
T1=0.43 min T3=47 min T4=15 min
則T總=T1+T2+T基=62.73min
：擴(kuò)φ20孔時(shí)；
切削用量：ap=2.5
由表7.3-1得：f=0.27 m/r
由表7.3-11得：v=15 m/r
則n=318V/D= 318 x15/20=238.5m/r
工時(shí)定額：
T2= lw+lf/fxn=1min
由表3.3-9得：裝夾工件時(shí)間為0.04min
由表3.3-10得：松開(kāi)卸下工件時(shí)間為0.05min
由表3.3-11得：操作機(jī)床時(shí)間為：0.32 min
T1=0.43 min T3=47 min T4=15 min
則T總=T1+T2+T基=62.63min
第二部分 夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
２.１ 4×M6的螺紋孔夾具:
工序尺寸精度分析:由工序圖可知此工序的加工精度要求不高，具體加工要求如下：鉆2-M6底孔，無(wú)其它技術(shù)要求，該工序在搖臂鉆床上加工，零件屬成批量生產(chǎn)。定位方案確定：根據(jù)該工件的加工要求可知該工序必須限制工件五個(gè)自由度，即x移動(dòng)、x轉(zhuǎn)動(dòng)、y轉(zhuǎn)動(dòng)、y移動(dòng)、z轉(zhuǎn)動(dòng)，但為了方便的控制刀具的走刀位置，還應(yīng)限制z移動(dòng)，因而工件的六個(gè)自由度都被限制，由分析可知要使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。選φ85外圓、底平面作為定位基準(zhǔn)，以φ85外圓端面定位限制移動(dòng)。具體結(jié)構(gòu)如下:
1、選擇定位元件：
由于本工序的定位面是φ85外圓、底平面,所以?shī)A具上相應(yīng)的定位元件選為一個(gè)定位孔和兩個(gè)平面。定位誤差分析計(jì)算：分析計(jì)算孔的深度尺寸7的定位誤差：用φ85外圓表面定位，工件定位面是外圓表面，定位元件的定位工作面是φ85外圓面，定位基準(zhǔn)是外圓母線，當(dāng)工件外圓直徑發(fā)生變化時(shí)其中心線在定位孔內(nèi)左右移動(dòng)。定位誤差計(jì)算如下：
△jb=1/2T(d)= 1/2x0.021=0.0105
△db=1/2(△D+△d+△min)=(0.021+0.015+0.023)/2=0.0295
△dw=△jb+△db-=0.04≤T/3 所以滿足要求。
夾緊方案及元件確定
（1）計(jì)算切削力及所需加緊力：
工件在加工時(shí)所受的力有加緊力J、切削力F和工件重力G，三者作用方向一至，由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-2-7得切削力的計(jì)算公式：
Fx=667DsKp=667x7x700x650/726≈1083N
實(shí)際所需加緊力與計(jì)算加緊力之間的關(guān)系為：
F=KFx(K由表1-2-2查得為1.15)=1.15Fx==1245.45N
（2）設(shè)計(jì)鉆套，連接元件及夾具體，鉆模板：
由于此工件是成批量生產(chǎn)，固選用GB2264-80可換鉆套，選用活動(dòng)式鉆模板。
根據(jù)鉆床T型槽的寬度，決定選用GB2206-80寬度B=14，公差帶為h6的A型兩個(gè)定位鍵來(lái)確定夾具在機(jī)床上的位置。
夾具體選用灰鑄鐵的鑄造夾具體，并在夾具體底部?jī)啥嗽O(shè)計(jì)出供T型槽用螺栓緊固夾具用的U型槽耳座。
2.2 鏜床夾具設(shè)計(jì)(Φ20上偏差為+0.023下偏差為0的銷孔):
鏜床夾具又稱鏜模它主要用于加工相體，支架等工件上的單孔或孔系。鏜模不僅廣泛用于一般鏜床和鏜孔組合機(jī)床上也可以用在一般車床、銑床和搖臂鉆床上，加工有較高精度要求的孔或孔系。鏜床夾具，除具有定位元件、加緊機(jī)構(gòu)和夾具體等基本部分外，還有引導(dǎo)刀具的鏜套。而且還像鉆套布置在鉆模板上一樣，鏜套也按照被加工孔或孔系的坐標(biāo)位置，布置在一個(gè)或幾個(gè)專用的鏜孔的位置精度和孔的幾何形狀精度。因此，鏜套、鏜模支架和鏜桿是鏜床夾具的特有元件。根據(jù)基準(zhǔn)面重合的原則，選定底面定位基準(zhǔn)，限制三個(gè)自由度，工序孔限制三個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)定位。由于定位基準(zhǔn)是經(jīng)過(guò)加工過(guò)的光平面，故定位元件等用夾具體把兩個(gè)定位元件聯(lián)成一體，工件放在上面，使重力與加緊方向一致。本夾具屬于單支承前引導(dǎo)的鏜床夾具，本就加以說(shuō)明介紹。
單支承前引導(dǎo)的鏜床夾具，既鏜套位于被加工孔的前方，介于工件與機(jī)床主軸之間，主要用于加工D<90mm。
夾緊力大小的確定原則：夾緊力大小對(duì)于確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，保證夾緊可靠性等有很大影響。夾緊力過(guò)大易引起工件變形，影響加工精度。夾緊力過(guò)小則工件夾不緊，在加工過(guò)程中容易發(fā)生工件位移，從而破壞工件定位，也影響加工精度，甚至造成安全事故。由此可見(jiàn)夾緊力大小必須適當(dāng)。
計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)，然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運(yùn)動(dòng)的工件還需考慮慣性）后處于靜力平衡條件，求出理論夾緊力，為了安全起見(jiàn)再乘以安全系數(shù)K。
式中W`——計(jì)算出的理論夾緊力；
W——實(shí)際夾緊力；
K——安全系數(shù)，通常k=1.5~3.當(dāng)用于粗加工時(shí)，k=2.5~3,用于精加工時(shí)k=1.5~2.
（二）在分析受力時(shí)，往往可以列出不同的工件靜平衡方程式。這時(shí)應(yīng)選產(chǎn)生夾緊力最大的一個(gè)方程，然后求出所需的夾緊力。如圖所示垂直方向平衡式為 W=1.5KN;水平方向可以列出：,f 為工件與定位件間的摩擦系數(shù)，一般0.15,即W=10KN；對(duì)o點(diǎn)取矩可得下式
比較上面三種情況，選最大值，既W=10KN。
（三）上述僅是粗略計(jì)算的應(yīng)用注意點(diǎn)，可作大致參考。由于實(shí)際加工中切削力是一個(gè)變值，受工件材料性質(zhì)的不均勻、加工余量的變動(dòng)、刀具的鈍化等因素影響，計(jì)算切削力大小的公式也與實(shí)際不可能完全一致，故夾緊力不可能通過(guò)這種計(jì)算而得到結(jié)果。生產(chǎn)中也有根據(jù)一定生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)而用類比法估算夾緊力的，如果是一些關(guān)鍵性的重要夾具，則往往還需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)確定所需夾緊力。
表2-1，削邊銷尺寸參考表（mm）
d
>3~6
>6~8
>8~20
>20~25
>25~32
>32~40
>40~50
>50
B
d-0.5
d-1
d-2
d-3
d-4
d-5
d-5
--
b
1
2
3
3
3
4
5
--
2
3
4
5
5
6
8
14
計(jì)算定位誤差：由于孔定位有旋轉(zhuǎn)角度誤差a,使加工尺寸產(chǎn)生定位誤差和，應(yīng)考慮較大值對(duì)加工尺寸的影響。兩個(gè)方向上的偏轉(zhuǎn)其值相同。因此，只對(duì)一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)誤差進(jìn)行計(jì)算。
式中——中心線與圓柱銷中心線交點(diǎn)至左端面的距離
——中心線與圓柱銷中心線交點(diǎn)至右端面的距離
由于轉(zhuǎn)角誤差很小，不計(jì)工件左右端面的旋轉(zhuǎn)對(duì)定位誤差的影響，
故
較大的定位誤差尚小于工件公差的三分之一；此方案可取。
2定位銷高度的計(jì)算
確定定位銷高度時(shí)，要注意防止卡住現(xiàn)象，當(dāng)安裝比較笨重的工件時(shí)，不太可能將工件托平后同時(shí)裝入定位銷，而是將工件一邊支在夾具支承面上，逐漸套入兩銷。這時(shí)，如定位銷高度選擇不當(dāng)，將使工件卡在定位銷邊緣上而裝不進(jìn)去。避免產(chǎn)生卡住的最大高度，可按下列計(jì)算。定位裝置為一面兩銷，定位銷的最大工作高度為
為了裝卸工件方便，可使圓柱銷低于3~5mm。
結(jié)論：通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)，使我能夠?qū)?shū)本的知識(shí)做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對(duì)資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過(guò)程的分析、鏜鉆夾具的設(shè)計(jì)與分析，對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。
擴(kuò)φ２０（Φ20上偏差為+0.018下偏差為0）孔夾具
設(shè)計(jì)任務(wù)
設(shè)計(jì)在成批生產(chǎn)條件下,在專用立式鉆床上擴(kuò)φ20孔的鉆床夾具.
1、φ20可一次擴(kuò)削保證.該孔在軸線方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是以鉆套的中心線的，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是以外圓與另一端面.
2、定位基準(zhǔn)的選擇
工序結(jié)合面是已加工過(guò)的平面，且又是本工序要加工的孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，按照基準(zhǔn)重合原則選擇它作為定位基準(zhǔn)是比較恰當(dāng)?shù)?。因此，選擇結(jié)合面與外圓作為定位比較合理。
3、切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：麻花鉆，dw=20mm,
則F=9.81×54.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δFz (《切削手冊(cè)》)
查表得：d0=20mm,ae=195, af =0.2, ap =9.5mm, δFz =1.06所以：
F=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×20×1.06) ÷20=79401N
查表可得，銑削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值：
FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53
故FL=0.8 FE =0.8×79401=63521N
FV=0.6 FE=0.6×79401=47640N
FX =0.53 FE=0.53×79401=42082N
在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)
K=K1K2K3K4
式中：K1 —基本安全系數(shù)，2.5
K2—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1
K3—刀具鈍化系數(shù)，1.1
K2—斷續(xù)切削系數(shù)，1.1
則F/=K FH=2.5×1.1×1.1×1.1×63521
=211366N
選用螺旋—板夾緊機(jī)構(gòu)，故夾緊力
fN=1/2 F/
f為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f=0.25
則 N=0.5×211366÷0.25=52841N
4、操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為降低成本，可選用手動(dòng)螺釘夾緊，本道工序的鉆床夾具就是選擇了手動(dòng)螺旋—板夾緊機(jī)構(gòu)。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢(shì)必要求工人在夾緊工件時(shí)更加吃力，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，因此應(yīng)設(shè)法降低切削力?？梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀?，使最大切削深度降低，以降低切削力。夾具上裝有對(duì)刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對(duì)刀（與塞尺配合使用）
5、工序精度分析
在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。影響設(shè)計(jì)尺寸的各項(xiàng)誤差分析
1、重合,故產(chǎn)生定位誤差。定位尺寸公差=02mm，在加工尺寸方向上的投影，的方向與加工方向是一致的，所以=0.2mm,因?yàn)槠矫娑ㄎ弧Ｋ?
故
2、垂直度所引起的夾具安裝誤差，對(duì)工序尺寸的影響均小，既可以忽略不計(jì)。面到鉆套座孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一，。
通常不超過(guò)0.005mm.。偏移
用概率法相加總誤差為：
098137mm<0.2mm
從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
精車外圓夾具的設(shè)計(jì)(Φ85上偏差為-0.05下偏差為-0.15:)
問(wèn)題的提出：
夾具的種類很多，有通用夾具，專用夾具和組合夾具等，本夾具是用來(lái)車削粗車和半精車軸的外圓，由于本零件比較特殊，為了使定位誤差為零 ，我們?cè)O(shè)計(jì)基準(zhǔn)為軸頂尖位置，作為主要的基準(zhǔn)。在刀具方面我們選用硬質(zhì)合金車刀刀具加工。
確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件：
工件上的加工為車削軸的外圓，故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具，并力求遵守基準(zhǔn)重合原則，以減少定位誤差對(duì)加工精度的影響，所以根據(jù)軸本身的加工特點(diǎn)來(lái)選擇定位的方式。我們選擇用兩邊的頂尖夾緊，來(lái)實(shí)現(xiàn)定位加工。
夾緊力計(jì)算：
計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。本工序在車削加工過(guò)程中切削力為圓周切削分力，因此，在計(jì)算夾緊力時(shí)可以不計(jì)算徑向切削分力和軸向切削分力。為保證夾緊可靠，應(yīng)將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時(shí)所需要的夾緊力。即：，即：，其中，查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-1得：；；1.15；；；；，所以=2.691。查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-7得：，表1-2-8得，其中，查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-1得：；；；；，所以=1.9。所以因此，實(shí)際所需要的夾緊力為。
由于兩端是頂尖裝夾，左頂尖直接裝夾在機(jī)床尾座上，右頂尖裝夾在機(jī)床主軸上，所以加緊力是滿足要求的。
繪制夾具總體圖如下:
當(dāng)上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后，也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式。
繪圖時(shí)先用雙點(diǎn)劃線（細(xì)線）繪出工件，然后在各個(gè)定位面繪制出定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)，就形成了夾具體。并按要求標(biāo)注夾具有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求。
3.夾緊裝置設(shè)計(jì)(35×35的方孔)
本夾具主要用來(lái)銑十字頭方孔。由于加工本道工序的工序簡(jiǎn)圖可知。銑十字頭方孔時(shí)，粗糙度要求，十字頭上平面與下平面有平行度要求,并與工藝孔軸線分別垂直度的要求，本道工序是對(duì)十字頭方孔進(jìn)行加工。因此在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。
3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知工藝孔的軸線所在平面有垂直度的要求，從定位和夾緊的角度來(lái)看，本工序中，定位基準(zhǔn)是下平面與外圓，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)也是要求保證方孔應(yīng)與上,下兩平面的垂直度要求，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，不需要重新計(jì)算上下平面的垂直度，便可保證垂直度的要求。在本工序只需保證下平面放平就行，保證下平面與兩定位板正確貼合就行了。
為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀垂直的方孔面同時(shí)進(jìn)行粗精銑加工。同時(shí)進(jìn)行采用手動(dòng)夾緊。
3.2.2定位元件的設(shè)計(jì)
本工序選用的定位基準(zhǔn)為外圓與平面定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面與V型。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對(duì)V型和壓頭進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3.2.3定位誤差分析
本夾具選用的定位元件為一面與V型塊定位,,不存在定位誤差.可見(jiàn)這種定位方案是可行的。
3.2.4銑削力與夾緊力計(jì)算
本夾具是在銑床上使用的，用于定位壓頭螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥?，還用于夾緊，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動(dòng)，必須對(duì)壓頭施加一定的夾緊力。由計(jì)算公式
Fj=FsL/(d0tg(α+ψ1’)/2+r’tgψ2) 式（3.2）
Fj－沿螺旋軸線作用的夾緊力
Fs－作用在六角螺母
L－作用力的力臂(mm)
d0－螺紋中徑(mm)
α－螺紋升角(゜)
ψ1－螺紋副的當(dāng)量摩擦(゜)
ψ2－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的摩擦角(゜)
r’－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的當(dāng)量摩擦半徑(゜)
根據(jù)參考文獻(xiàn)[6]其回歸方程為
Fj＝ktTs
其中Fj－螺栓夾緊力(N)；
kt－力矩系數(shù)(cm－1)
Ts－作用在螺母上的力矩(N.cm)；
Fj =5×2000=10000N
3.2.5夾具體槽形與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)U形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]定向鍵的結(jié)構(gòu)如圖3.7所示。
圖3.7 定向鍵
根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]夾具U型槽的結(jié)構(gòu)如圖3.8所示。
圖3.8 U型槽
主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如下表3.5所示。
表3.5 U型槽的結(jié)構(gòu)尺寸
螺栓直徑
12
14
30
20
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。
由于本道工序是完成傳動(dòng)箱體上平面尺寸為210×315mm的粗、精銑加工，所以選用直角對(duì)刀塊。根據(jù)GB2243—80直角對(duì)到刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3.9所示。
圖3.9 直角對(duì)刀塊
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖3.10所示。
圖3.10 平塞尺
塞尺尺寸如表3.6所示。
表3.6 平塞尺結(jié)構(gòu)尺寸
公稱尺寸H
允差d
C
3
-0.006
0.25
3.2.6夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì)
夾緊裝置采用移動(dòng)的壓頭來(lái)夾緊工件，采用的移動(dòng)壓板的好處就是加工完成后，可以將壓板松開(kāi)，然后退后一定距離把工件取出。
圖3.11 夾具圖
夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫(huà)出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配圖如上所示。
3.2.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
本夾具用于在立式銑床上加工十字頭，工件以與此相垂直的下平面為及其側(cè)面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在V型塊與底板實(shí)現(xiàn)定位。采用轉(zhuǎn)動(dòng)壓頭夾緊工件。當(dāng)加工完一邊，可松開(kāi)手柄來(lái)加工另一邊。如夾具裝配圖所示。
第五部分 設(shè)計(jì)體會(huì)
課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們所學(xué)課程知識(shí)的總結(jié)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)可以體現(xiàn)出我們?cè)谛Ｆ陂g的學(xué)習(xí)程度。從而對(duì)我們所學(xué)專業(yè)知識(shí)做出有力判斷。
從我們拿到零件圖紙的第一天開(kāi)始，我們的老師就詳細(xì)給我們講了設(shè)計(jì)的步驟，還安排了輔導(dǎo)時(shí)間。為我們圓滿的完成任務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。我們以前所接觸的只是課本上的知識(shí)，對(duì)機(jī)械加工工藝只有側(cè)面的了解。但是同過(guò)這次設(shè)計(jì)，我們才全方位的懂得了什么是機(jī)械設(shè)計(jì)，從而更加了解了我們的專業(yè)。
剛開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候，總覺(jué)的難度很大，不知道從什么地方下手，對(duì)一些設(shè)計(jì)的步驟根本不知道怎么安排，怎么設(shè)計(jì)。老師給我們?cè)敿?xì)講解了機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)注意的條件，讓我們先從分析零件圖開(kāi)始，然后在得出零件技術(shù)要求，在根據(jù)零件的技術(shù)要求畫(huà)出毛坯和零件合圖。
在設(shè)計(jì)期間，我們第一次接觸了機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì)，對(duì)我有了很大提高。遇到不懂的問(wèn)題時(shí)，指導(dǎo)老師們都能細(xì)心的幫助我。同學(xué)之間雖然每個(gè)人的設(shè)計(jì)課題不一樣，但我們之間還是會(huì)經(jīng)常討論，互相幫助，不緊學(xué)會(huì)了知識(shí)，而且還鍛煉了我們的團(tuán)隊(duì)精神。在這次設(shè)計(jì)中，要感謝我們的指導(dǎo)老師，他們?cè)谠O(shè)計(jì)期間為我們的解決了很多難題。相信我們通過(guò)這次設(shè)計(jì)，一定會(huì)在以后的工作崗位中更好的發(fā)揮。
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