孔夹具设计

课程设计题目：连杆螺钉的夹具设计题目连杆螺钉的夹具设计学生姓名汪万兴王森学号************/0119分院(系) 机械工程专业班级机自1103指导教师刘福庆完成日期2014/6/27目录一、工序零件加工主要技术要求 (4)二、达到该加工技术要求技术方法 (4)三、工件在夹具中定位要求 (8)四、工件定位的定位误差分析和计算 (8)五、工件夹紧方案设计 (10)六、夹具总体结构介绍 (11)七、夹具操作方法介绍 (11)八、结论 (12)浙江工业大学之江学院《机械制造工艺学》课程设计任务书一、设计题目：连杆螺钉的夹具设计连杆螺钉零件图：二、设计具体要求：①设计零件机床夹具装配图；第一小组设计铣平面尺寸为42的专用夹具。

②编写设计说明书。

三、完成时间和要求：①要求每位同学独立完成设计。

②在规定的时间和地点进行并完成设计。

一、本工序零件加工主要技术要求工件的装夹指的是工件的定位和夹紧。

工件的夹具中定位的任务是：使同一工序中的一批工件都能在夹具中占据正确的位置。

工件位置的正确与否，用加工要求衡量。

能满足加工要求的为正确，不能满足加工要求的为不正确。

一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致，也不必要求它们完全一致，但在各个工件的位置变动时必须控制在加工要求所允许的范围之内。

将工件定位后的位置固定下来，称为夹紧。

工件夹紧的任务是：使工件在切削力、离心力、惯性力和重力的作用下不离开已经占据的正确位置，以保证机械加工的正常进行。

二、达到该加工技术要求技术方法加工条件：工件材料：HT200，铸造。

机床：X62w 铣床。

查参考文献[7]表30—34刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：15YT ，D=100mm ，齿数Z=8，此为粗齿铣刀。

因其余量：Z=3mm所以铣削深度p a :mm a p 2=每齿进给量f a :根据参考文献[3]表2.4-75，取z mm a f /12.0=铣削速度V:参照参考文献[7]表30—34，取V=1.33mm/s 由式2.1得机床主轴转速n ：min /24510014.36033.110001000r d V n ≈⨯⨯⨯==π 按照参考文献[3]表3.1-74 n=300r/min 实际铣削速度v:s m nd v /57.160100030010014.31000≈⨯⨯⨯==π进给量s mm zn a f /8.460/300812.0V f ≈⨯⨯==工作台每分进给量m f :min /288/8.4mm s mm V f f m === 根据参考文献[7]表2.4-81,mm a 60=ε 被切削层长度L ：由毛坯尺寸可知L=60mm ， 刀具切入长度1l ：mm13~11)3~1()60100(5.0)3~1()(5.022221=+--=+--=εa D D l刀具切入长度2l :取mm l 22= 走刀次数为1根据参考文献[9]切削工时：2t =249/(37.5×3)=2.21min 根据参考文献[5]表2.5-45可查得铣削的辅助时间41.02=f t 铣平台的总工时：t=2.62min切削力和夹紧力计算（1）刀具：高速钢铣刀 φ160mm z=24 机床：x61W 型万能铣床 由[3]所列公式 得FvF z F w q u e y z x p F nd Za f a C F查9.4—8得其中：修正系数 0.1=v k 30=F C802483.065.00.183.0=======p F F F F F a W Z u y X a 代入上式，可得F=889.4N因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。

安全系数4321K K K K K =其中：1K 为基本安全系数1.5 2K 为加工性质系数1.1 3K 为刀具钝化系数1.1 4K 为断续切削系数1.1 所以 N KF F 7.1775'==(2)夹紧力的计算用夹紧螺栓夹紧机 由'21)(KF f f N =+其中f 为夹紧面上的摩擦系数，取25.021==f f G P F Z += G 为工件自重 所以，N=3551.4N夹紧螺栓： 公称直径d=20mm ，材料45钢 性能级数为6.8级 MPa B 1006⨯=σ MPa B s 48010/8=⨯=σσ 螺栓疲劳极限：MPa B 19260032.032.01=⨯==-σσ 极限应力幅：MPa k k k u m 76.51/1lim ==-σσσεσ 螺栓的强度校核：螺钉的许用切应力为]/[][s s στ=[s]=3.5~4 取[s]=4 得MPa 120][=τ][1543.1][8.22422σπτπ≤=⨯⨯≤=⨯MPa d Nd Fe eH满足要求经校核：满足强度要求，夹具安全可靠。

使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。

参考资料1.《画法几何及工程画图》 教材2.《机械设计》 教材3.《金属切削原理》 教材4.<<材料力学>> 教材5.<<金属工艺学>> 教材6.<<机械制造工艺学>> 教材7.<<机床夹具设计>> 教材8.<<机床夹具设计手册>> 机械工业出版社 9.<<机械制造工艺学课程设计指导书>> 哈工大出版社 10.<<切削用量手册>> 机械工业出版社 11.<<机械制造工艺及专用夹具设计指导>> 冶金工业出版社 12.<<典型零件机械加工工艺>> 机械工业出版社三、工件在夹具中定位要求定位基准的选择：拟定加工路线的第一步是选择定位基准。

定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。

基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。

因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。

此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度(要加工面和十字孔的平行度）和对称度要求，所以我们应该考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度。

φ34的外圆和其两端面都已经加工好，为了使定位误差减小，选择已经加工好的φ34外圆和其端面作为定位基准，来设计本道工序的夹具。

四、工件定位的定位误差分析和计算定位误差:一批工件在夹具中装夹时，工件自由度被确定后，由于存在工件误差、夹具定位元件误差，因此，在调整法加工中，不能完全保证每个工件装夹后加工尺寸设计基准与对刀之间位置的绝对准确，由此引起的工件加工尺寸的误差误差分析:尺寸φ42的设计基准是外圆φ34的轴线，同时工件在v 型块上定位，定位基准也是外圆φ34的轴线，设计基准和定位基准重合，基准不重合误差为零，所以008.02/)016.0(0=--=∆=∆Y D五、工件夹紧方案设计一．问题的提出本夹具要用于铣槽 45外圆削边，精度等级IT12级，而粗糙度为6.3。

本道工序只铣一次即达到各要求，因此，本道工序加工时，我们应该考虑保证平面的各种精度，如何提高生产效率，降低疲劳强度。

二．夹具设计对夹具主要有两大要求：一是夹具应该具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。

选用夹具时，通常考虑以下几点：1.在成批生产时才考虑专用夹具，最好结构简单可靠，制造容易。

2.装卸零件要迅速方便，以减少机床的停机时间。

3.夹具在机床安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。

工件的装夹指的是工件的定位和夹紧。

工件的夹具中定位的任务是：使同一工序中的一批工件都能在夹具中占据正确的位置。

工件位置的正确与否，用加工要求衡量。

能满足加工要求的为正确，不能满足加工要求的为不正确。

一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致，也不必要求它们完全一致，但在各个工件的位置变动时必须控制在加工要求所允许的范围之内。

将工件定位后的位置固定下来，称为夹紧。

工件夹紧的任务是：使工件在切削力、离心力、惯性力和重力的作用下不离开已经占据的正确位置，以保证机械加工正常进行。

夹紧机构：根据该产品是批量生产，因此夹具的夹紧机构不用太过复杂，自动化程度也不用太高，采用螺旋压板夹紧机构，采用M22螺栓作为夹具夹紧。

六、夹具总体结构介绍根据基准统一的原则，我们采用设计基准来作为我们的定位基准，即采用零件 34外圆作为定位基准。

夹紧方式的确定，我们考虑了各种方案，最后选用了在V型块与压板的螺旋夹紧方法。

结构分析主要组成有：夹具主体，压板，v型块，对刀块等按设计步骤，先在各视图部位用双点划线画出工件的外形，然后围绕工件的布置定位，加紧和导向元件再进一步考虑零件的装卸，各部件结构单元的划分，加工时操作的方便和结构工艺性的问题使整个夹具设计形成一个整体。

1、夹具采用分铸式铸件组合的结构。

铸造简单，刚性较好。

为保证铸件壁厚均匀，内腔掏空；为减少加工面，各部件的结合面处设置铸件凸台。

2、定位板和定位钉安装在夹具体的底面与侧面并通过夹具体的孔与底面的平行七、夹具操作方法介绍在设计夹具时，为降低成本，可选用手动螺钉夹紧，本道工序的铣床夹具就是选择了手动螺旋—板夹紧机构。

由于本工序是粗加工，切削力比较大，为夹紧工件，势必要求工人在夹紧工件时更加吃力，增加了劳动强度，因此应设法降低切削力。

可采用的措施是提高毛培的制造精度，使最大的切削深度降低，以降低切削力。

夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）。

夹具具体使用说明：先用螺母上旋，把压板移开，然后放上零件，在固定把零件靠在一端的挡板侧面，最后把活动螺母旋进去通过压板把零件压在V型块上面，把整个夹具放到机床工作台上，用夹具体上U形槽对准机床的T形槽。

用螺栓和压板把夹具体固定在机床上。

当加工零件时，把零件放到夹具体上，把零件固定在夹具上，再通过旋转螺母。

夹紧零件，夹紧力的大小通过手工来调节。

当零件在机床上加工完成后，再通过旋转螺母使其与V型块分开，再用手去轻轻移动压板，使零件能从夹具体上拿下来，再用同样的方法加工下一个零件。

八、结论本次设计总体来说较为成功，在分析目前机械产品加工的特点、技术特点以及使用情况后，我们确定了设计这个课题。

在设计过程中，我们特别注意吸收各种新的技术，新的设计方法，并将之尽量融入到我们的设计中，使机加工能够达到一个较高的水平。

同时我们自始至终贯彻使我的设计具有实用性、经济性的要求，总体方案的设计及部件结构设计均以降低成本为目的，尽量采用新工艺、新技术，并结合我国实际情况，具有一定的可行性；机械设计保证了其功能良好、使用可靠、维护方便；零件结构设计选择合理的毛坯型式和材料，保证具有良好的加工工艺性；结构设计中尽可能的采用标准件和通用件。