油阀座零件工艺规程及圆周上φ2mm的孔夹具设计

本科生课程设计说明书油阀座夹具设计 系部： 机 电 工 程 系 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 班 级：机本一班 学号 指 导 老 师: 最终评定成绩: 年 6 月II目 录机械设计制造工艺及夹具课程设计指导书1第1章 零件分析31.1 零件的作用31.2 零件的工艺分析3第2章 工艺规程设计52.1 毛皮制造形式52.2 基面的选择52.3 制定工艺路线62.4 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定92.5 确定切削用量及基本工时9第3章 夹具设计183.1 问题提出183.2 基准的选择183.3 切削力及夹紧力的计算183.4 定位误差的分析193.5 夹紧元件强度校核203.6 夹具设计及操作说明203.7 夹具的优化设计及经济分析20第4章 设计心得体会 22第5章 参考文献 23第6章 附录1 机械加工工艺过程卡片24附录2 机械加工工序卡片29附录3 夹具3D装配效果图30附录4 油阀座毛坯图31附录5 油阀座零件图32附录6 夹具装配图33附录7 零件图（夹具座）34附录8 零件图（定位心轴）35附录9 零件图（钻模板）36机械制造工艺及夹具设计课程设计任务书(Machinery Manufacturing Planning and Fixture Design)系 别专 业班 级姓 名 油阀座零件加工（圆周上2mm的孔）一、设计的目的和要求(一)设计目的机械制造工艺及夹具设计课程设计是在学完了机械制造工艺及夹具设计，进行了生产实习之后进行的下一个教学环节。它一方面要求学生在设计中能初步学会综合应用过去所学过的全部课程，另外也为搞好毕业设计做一次综合训练。学生应当通过机械制造工艺及夹具设计课程设计在下述各方面得到锻炼：1 能熟练运用机械制造工艺及夹具设计课程中的基本理论，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线合理安排等问题，保证零件的加工质量。2 提高结构设计能力。学生通过设计夹具的训练，应当掌握如何根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、既经济合理，又能保证加工质量的夹具来。3 学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称出处，能够做到熟练应用。(二)设计的要求机械制造工艺及夹具设计课程设计题目一律定为：制订油阀座零件的机械加工工艺。生产纲领为中批或大批生产（6000件）。设计的要求包括如下几个部分：1零件毛坯合图 一张2机械加工工艺过程卡片 一套3夹具装配总图 一张4夹具零件图 若干5课程设计说明书 一份课程设计题目由指导老师选定发给学生。二、设计内容及步骤1 对零件进行工艺分析学生得到设计题目之后，应首先对零件进行工艺分析，其主要内容包括：（1）零件的作用及零件图上技术要求进行分析。（2）对零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表 。（3）零件的材质，热处理及工艺性进行分析。2选择毛坯的制造方式毛坯的选择应该以生产批量的大小，非加工表面的技术要求以及零件的复杂程度、技术要求的高低等几方面综合考虑。在通常情况下，应主要以生产性质来决定。正确的选择毛坯制造方式，可以使得整个工艺过程经济合理。3零件的机械加工工艺路线。（1）制订工艺路线。在对零件进行分析的基础上，制定零件的工艺路线。对于比较复杂的零件，可以先考虑几个加工方案，分析比较后，在从中选择比较合理的加工方案。（2）选择定位基准，进行必要的工序尺寸计算。当某工序定位基准，与设计基准不符时，需对它的工序尺寸进行换算。（3）选择机床及工、夹、量、刃具。机床设备的选用应当既要保证加工质量，又要经济合理。在成批生产的条件下，一般采用通用机床和专用工夹具。（4）加工余量及工序尺寸与公差的确定。根据工艺路线的安排，首先应确定一个加工表面的各工序加工余量，其工序尺寸公差按经济精度确定，一个表面的总加工余量则为该表面各工序间加工余量之和。（5）切削用量的确定。在机床、刀具、加工余量等确定的基础上，要求学生用公式计算一二道工序的切削用量，其余各工序的切削用量可由上述手册中查得。（6）画毛坯图。在加工余量确定的基础上画毛坯图，要求毛坯轮廓用粗实线条绘制，零件的实体尺寸用双点划线绘出。比例取1：1，同时应在图上表出毛坯的尺寸、公差，技术要求，毛坯制造的分模面、圆角半径和拔模斜度等（7）绘制零件的机械加工工艺卡片。将前述各项内容及各工序简图，一并填入规定的工序卡片上。4工艺装备的结构设计要求学生在课程设计中设计加工给定零件所必须的夹具12套。具体的设计内容可根据加工需要由学生本人提出并经指导教师同意后确定。结构设计的具体步骤如下：（1）确定设计方案，绘制结构原理示意图。学生在确定夹具设计方案时应当遵循的原则是：确保加工质量，结构尽量简单，操作省力高效，制造成本低廉。这四条原则如果单独拿出来分析，有些是互相矛盾的，而设计者的任务，就是要在设计的实践中，综合上述四条，通盘考虑，灵活运用所学知识，结合实际情况，注意分析研究，考虑互相制约的各种因素，确定最合理的设计方案。（2）选择定位元件，计算定位误差。按照加工精度的高低，需要消除不定度的数目以及粗精加工的需要，按有关标准正确的选择定位元件。 选择好定位元件之后，还应对定位误差进行计算。计算结果如超差时，需要改变定位方法，以减少定位误差，提高加工精度。有时甚至要从根本上改变工艺路线的安排，以保证零件的加工能顺利进行。（3）计算所需的夹紧力，设计夹紧机构。为了保证零件装夹的安全可靠，实际所需的夹紧力应比理论夹紧力要大，即应对理论夹紧力要以安全系数K。K的大小可由有关手册中查得，一般K=1.52.5。应该指出，由于加工方法，切削刀具以及装夹方式千差万别，夹紧力的计算在有些情况下是没有现成的公式可以套用的，所以需要同学根据过去所学的理论进行分析研究，以决定合理的计算方法。夹紧机构的功用就是将动力源的力正确、有效地施加到工件上来。同学们可以根据具体情况，选择并设计杠杆、螺旋、偏心、绞链等不同的夹紧机构，并配合手动、气动和液动的动力源，将夹具的设计工作逐步完善起来。（4）画夹具装配图。要求按比例1：1的比例画夹具装配图。被加工零件在夹具上的位置，要用双点划线表示，夹紧机构应处于“夹紧”的位置上。a)注意投影选择，应当用最少的投影将夹具的结构完全清楚的表达出来。因此在画图之前，应当仔细考虑各視图的配置与安排。b)所设计的夹具，不但机构要合理，结构也应当合理。否则会影响工作甚至不能工作。c)要保证夹具与机床的相对位置及刀具与夹具的相对位置的正确性。即夹具上应具备定位键及对刀装置，这可在有关夹具设计手册中得。d)运动部件的运动灵活，不能蹩劲和卡死。回转工作台或回转定位部件应有锁紧装置，不能在工作中自动松脱。e)夹具的装配工艺性和夹具零件（尤其是夹具体）的可加工性要好。f)夹具的运动零部件要有润滑装置，排屑要方便。g)零件的选材，尺寸公差的标注以及总装技术要求要合理。为便于审查零件的加工工艺性及夹具的装配工艺性，从教学要求出发，所有零部件不采用简化法绘制。5编写设计说明书学生在完成上述全部工作内容后，应将前述全部工作内容依先后顺序写成设计说明书一份。要求字迹工整，语言简练，文字通顺。说明书应以十六开纸书写，四周留有边框，并装订成册。第1章、零件的分析1.1零件的作用 目所给定的零件是凿岩机注油器上的油阀座，左端通过Rc3/4与主机相连，一管套穿过油壶壳体与24.5孔焊接，高压气体从左端进入阀座，在负压作用下，油壶内油从2孔流至22孔与高压气体混合后成雾状从套管喷出。16H10孔装入油量调节装置，缺口标志油量调节范围。1.2零件的工艺分析油阀座共有两组加工表面。现分述如下：1.2.1以22为中心的加工表面。这一组加工表面包括：63的外圆，24.5的内孔，22的内孔以及Rc3/4锥孔，60锥角，145倒角，2个2的通孔，5，3垂直于5，2的平面及左端垂直平面。图1.1 以22为中心的加工表面1.2.2以16H10为中心的加工表面。这一组加工表面包括：16H10的孔，10.5的孔以及135缺口，16.8内槽以及45倒角。由以上分析可知，Rc3/4连接用63定位。24.5焊管套形位公差靠机床自身来保证，且粗精加工尽可能一次加工完成。图1.2 以16H10为中心的加工表面第2章、工艺规程设计2.1毛坯制造形式。零件材料为ZG45，采用砂型机器铸造。从机械制造工艺手册中可查出其公差等级为IT8IT10，尺寸公差1.63.2,加工余量45，毛坯为实心，以如图的过水平中心线与24圆柱体相垂直的平面为分型面。加工前进行退火处理。由于零件年产量为6000件，已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用砂型机器铸造。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。 图2.1 分型面2.2基面的选择。基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。2.2.1粗基准的选择。作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其它表面欠缺。对一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的，本零件选用不加工表面32外圆柱面作为粗基准。采用32外圆柱面作为粗基准加工内孔可以保证空的壁厚均匀，而且便于装夹。2.2.2精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。阀座的右端面和24.5孔既是装配基准，又是设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，实现阀座零件“一面两孔”的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。此外，B面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。加工10.5孔时，以右端端面及24.5内孔为基准。加工内孔时应以63端面为基准。由于形位公差由机床自身来保证，粗精加工尽可能一次完成。2.3制定工艺路线制定工艺路线出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度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条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，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降低。2.3.1表面加工方法的确定 根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度。确定各表面的加工方法如下：加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/微米加工方案备注右端面IT1312.5车左端面IT1312.5车上端面凸台IT1312.5铣22mm孔IT1312.5钻24.5孔IT1312.5车Rc3/4锥螺纹孔IT1312.5车10.5mm孔IT1312.5钻16mmH10孔IT113.2钻-扩3mm孔IT112.5钻5mm孔IT1312.5钻2mm孔IT112.5钻2.5*2.5*4缺口IT1312.5铣退刀槽12.5铣2.3.2加工阶段的划分由于工件加工精度要求不高，所以可以不分加工阶段，一个加工阶段可以完成2.3.3工序的集中与分散 本零件选用工序集中原则安排油阀座的加工工序，端面5、3的孔一次装夹完成加工，63外圆、端面，22孔，24.5mm内圆一次装夹完成。该油阀座的生产类型为批量生产，为了提高生产效率；运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩减辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了多个表面，有利于保证各加工面之间的相对位置要求。2.3.4工序的顺序安排根据先基准后其它的原则，首先加工精基准63mm圆柱面、右端面，24.5孔；根据先主后次的原则，先加工主要面右端面，22mm孔,后加工次要面10.5mm孔，16mmH10孔；根据先面后孔的原则，先加工右端面，后钻轴向孔；先加工凸台面，后钻10.5孔。2.3.5工艺路线方案一工序1 车63外圆、端面工序2 钻22孔工序3 车左端端面、车内倒角、车锥孔、车内螺纹、车145倒角工序4 半精车24.5、精车24.5工序5 钻10.5孔工序6 粗镗16.8的孔工序7 车24端面、 车倒角工序8 钻3孔、工序9 钻5孔工序10 钻圆周上2孔工序11 钻端面上2孔工序12 精镗16的孔、镗内槽16.8的孔工序13 铣缺口工序14 焊封、去毛刺2.3.6工艺路线方案二工序1 车63外圆、端面，钻22孔，车24.5mm内圆；工序2 车左端端面、车内倒角、车锥孔、车内螺纹、车145倒角工序3 铣24.5端面，保证至定位基准长度为39.6工序4 钻10.5孔，锪倒角；工序5 扩孔16 H10，镗内槽16.8工序6 钻3孔，钻5孔工序7 钻端面上2孔工序8 钻圆周上2孔工序9 铣缺口工序10 焊封、去毛刺2.3.7工艺路线的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一工序4重复使用了初32的外圆，方案二把此工序放在了工序1中一次装夹加工，且精度要求能够保证；方案一中工序5钻孔时没有遵循先面后孔的原则，方案二保证了这一原则；16mm孔和16.8内槽一次加工就能保证精度，所以无需像方案一中那样分粗加工和精加工，综上从优考虑，选择工艺路线为方案二工序1 车63外圆、端面，钻22孔，车24.5mm内圆；工序2 车左端端面、车内倒角、车锥孔、车内螺纹、车145倒角工序3 铣24.5端面，保证至定位基准长度为39.6mm工序4 钻10.5孔，锪倒角；工序5 扩孔16 H10mm，保证26.60.11mm，镗内槽，距24mm面2.5mm，宽度为1.1mm工序6 钻3孔，钻5孔，保证深度6mm工序7 钻端面上2孔，保证长度14mm工序8 钻圆周上2孔工序9 铣缺口工序10 焊封、去毛刺首先以32外圆为粗基准加工端面，外圆，22孔，24.5mm内圆，尺寸公差由机床保证。利用63外圆和24.5mm内圆加工32端面、锥孔、倒角、车螺纹。利用63端面和24.5mm内圆以及24mm外圆加工24mm端面。由于2孔和3孔不能在同一机床上完成，所以应分成2道工序在2个不同的机床上加工。而两个2孔相通，故先钻端面2孔，再钻另一个孔时应以端面2mm为定位基准。 图2.2 主要加工尺寸2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定油阀座零件材料为ZG45，强度和切削性能良好，塑性、韧性较低。生产类型为大批量生产，采用砂型机器铸造。查1及相关资料，长度方向上的余量为4。铸造精度为IT9-IT11，尺寸公差为1.6-3.2mm.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：2.4.1外圆表面（63）考虑其加工长度为9，与其联结的非加工外圆表面直径为70，为简化铸造毛坯的外形，现直接取其外圆表面直径为70。63表面为自由尺寸公差.2.4.2外圆表面沿轴线长度方向的加工余量（63端面、32端面）分2次加工。第1次加工3，余下的11次加工。2.4.3孔16毛坯为实心，不冲出孔来。内孔精度要求界于IT8IT10之间。参照1确定工序尺寸及余量为 钻孔10.5 粗镗15.85 2Z=5.35 精镗15.95 2Z=0.12.4.4外圆端面（24）查124端面的余量为4。分两次加工，第一次加工3，第二次加工1。2.4.5铣缺口（16）由于题目中对16圆柱缺口的精度要求不高。故粗铣余量为4。经过粗铣后即可达到题目的要求。2.5确定切削用量和基本工时工序1：车63外圆及端面，钻22孔，车24.5mm内圆1、加工条件加工材料：ZG45，0.05Gp,铸造加工要求：粗车63外圆及端面机床：CA6140车床刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸1625，=90，=15，=12，=0.5。2、计算切削用量（1）车63外圆端面1）已知毛坯长度方向的加工余量为，分2次加工，=3，长度加工公差按IT10级。2）进给量f：根据1P507表2.4-3,当刀杆尺寸为1625，3以及工件直径为63时f=0.50.7/r按CA6140车床说明1P871表3.1-19取f=0.51/r3）计算切削速度。 据6P30，切削速度计算公式为（寿命选T=60min）=(m/min) （2.1）其中=242，=0.15,=0.35,=0.8将上述数据带入公式中=0.8=91.5m/min4)确定机床主轴转速=399r/min按机床说明（见6表1.13）与399 r/min相近的机床转速为320r/min以及400r/min，现取400r/min。若选320r/min，则速度损失太大。所以，实际切削速度：V=91.69m/min5)切削工时，据1P694表2.5-3t= =0.245min6)效验机床功率主切削力按6P37表1.29 所示公式计算= （2.2）其中 =2795，=1.0,=0.75,=-0.15=0.890.951.01.0=0.8455=27950.8455=2169.4N切削时消耗功率为=3.32Kw根据中CA6140机床说明可知，CA6140主电动机功率为7.5Kw，所以机床功率已足够，可以正常加工。7）效验机床进给系统速度。已知主切削力=2169.4N，径向切削力按6表1.29公式计算= （2.3）其中=1940,=0.6,=0.6,=0.9=0.50.851.00.66=0.8455=19400.2468=224.4N而轴向切削力= （2.4）其中=2880,=0.5,=-0.4,=1.0=1.170.851.01.0=1.445=28801.445=1433.25N取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数为0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=+u（+）=1433.25+0.1(2169.4+224.4)=1672.63N而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力远远大于1672.63N。故机床进给系统可正常工作。车63外圆切削深度: 单边余量Z=4。分两次切削，第一次切3。进给量: 据6表1.16，选用f=0.5/r计算切削速度：= （2.5）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=23.5r/min确定主轴转速：=102.52r/min按机床选取n=100r/min所以实际切削速度：V=22.92m/min切削工时： 按1P694表2.5-3t= =0.8min钻22孔 选用机床：Z550型立式钻床 进给量：f=0.41/r（6表2.7）切屑速度：v=10.25m/min(6表2.13及表2.14按5类加工性考虑)=148.38r/min按机床选取=125r/min(6表2.36)所以实际切削速度V=8.635m/min切削工时：t=1.346min其中切入=10，切出=4，L=55半精车24.5、精车24.5沉孔，孔深为10（1）半精车24.5，半精车至24。单边余量Z=1，一次车去全部余量，=1。查6表1.6可知 f=0.51/r计算切削速度。根据6表1.27，切削速度的计算公式为 =（m/min） （2.8）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=40.58r/min=527.49r/min按机床说明，取=560r/min实际切削速度：V=42.2m/min切削工时：t=0.507min精车至。单边余量Z=0.25、f=0.25/r、=0.25计算切削速度。根据6表1.27，切削速度的计算公式为 =（m/min） （2.9）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=40.58r/min=527.49r/min按机床说明，取=560r/min实际切削速度：V=42.2m/min切削工时：t= =0.507min工序2：车左端端面、车锥孔Rc3/4、车60内倒角、车内螺纹、车145倒角。）（1）车左端端面确定进给量。当刀杆尺寸为1625，3以及工件直径为32时，f=0.51/r。查6表1.10及1P507表2.4-3计算切削速度 根据6表1.27，切削速度的计算公式为 =（m/min） （2.6）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=29.11r/min=289.7r/min按机床说明（见6表1.31）与289.7 r/min相近的机床转速为320r/min以及250r/min，现取320r/min。若选250r/min，则速度损失太大。所以实际切削速度V=32.15m/min切削工时：t=0.444min(2)车锥孔 确定进给量。查1P507表2.4-5，知f=0.37/r计算切削速度 根据6表1.27，切削速度的计算公式为=（m/min） （2.7）其中=38，=0，=0.8,=0.8，m=0.2=29.76r/min=473.89r/min按机床说明，取=500r/min所以实际切削速度V=31.4m/min切削工时：t=0.19min工序3：铣24端面铣24端时：=3，f=0.38mm/r（查1P507）切削速度根据6表1.27，切削速度的计算公式为=（m/min） （2.10）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=29.11r/min=386.28r/min按机床说明，取=400r/min实际切削速度V=30.144m/min切削工时：t=0.237min工序4:钻10.5孔 (f=0.22mm/r0.28mm/r切削速度：V=11.57m/min切削工时：t=0.387min工序5：扩16的孔、镗内槽16.8的孔（扩孔至16。单边余量Z=2.75。一次切除全部余量。=2.75，进给量f=0.5mm/r据有关手册，确定镗床的切削速度为30m/min。则=597.1r/min由于T68卧式镗床说明中有=100r/min故实际切削速度V= =5.024m/min切削工时：t= =0.66min工序6：钻3孔选用钻床为Z550f=0.02mm/r故实际切削速度：V=14.13m/min切削工时：t=0.633min钻5孔 f=0.015mm/r故实际切削速度：V=23.55m/min切削工时：t=0.533min钻孔时轴向力，扭矩，功率的计算公式查6P77表2.32轴向力：= （2.13）其中=600，=1.0,=0.7,=0.95=6000.95=150.69N扭矩:= （2.14）=0.3050.95=0.317N*m功率:= （2.15）=0.05Kw工序7：钻端面上2孔 （）选用钻床：Z515f=0.05mm/r故实际切削速度：V=18.212m/min切削工时： t=0.124min工序8:钻圆周上2孔选用钻床为Z515f=0.05mm/r（查1P545表2.4-38）V=0.75m/s （查1P547表2.4-41） =7165.6r/min按机床说明，取=2900r/min故实际切削速度：V= =18.212m/min切削工时：t= =0.193min工序9：铣缺口 （ 刀具：硬质合金立铣刀。材料为YT15故实际切削速度：V=109.27m/min切削工时： t=0.077min工序10：焊封、去毛刺第3章、夹具设计3.1问题提出本夹具用来加工圆周上2mm孔。孔的定位精度一般，加工精度可由钻床保证。3.2基准的选择比较 由零件图可知，加工2mm孔必须对工件进行完全定位。使用钻床加工，定位方案一用63mm端面放在平面上限制3个自由度，用心轴穿过22mm中心孔，在心轴上做成24.5mm的短销限制2个自由度，再用16mm的孔限制1个自由度。定位方案二用63mm的端面放在平面上限制3个自由度，用心轴穿过22mm中心孔，在心轴上做成24.5mm的菱形短销与平面一起限制4个自由度，再配合2mm的短销限制2个自由度来实现定位。比较两个方案可知，方案二较好，因为端面上2mm的孔和圆周上2mm的孔要求垂直相通，方案二用前一步工序加工的端面2mm的孔来进行定位，可以很好的保证加工精度。故选择方案二。 图3.2 工件定位方案一 工件定位方案二3.3切削力及夹紧力的计算选用钻床为Z515f=0.05mm/r（查1P545表2.4-38）V=0.75m/s （查1P547表2.4-41） =7165.6r/min按机床说明，取=2900r/min故实际切削速度：V= =18.212m/min切削工时：t= =0.193min钻孔时轴向力，扭矩，功率的计算公式查6P77表2.32 轴向力：= (3.1)其中=600，=1.0, =0.7, =0.95=6000.95=140.02N 扭矩: = (3.2)=0.3050.95=0.1055N*m 功率: = (3.3)=0.032Kw3.4定位误差的分析夹具的主要定位元件是立板及与立板配合使用的心轴。所以立板和心轴的制造误差为本工序的主要误差。立板与心轴的配合处要磨精度等级为6级，公差为0.013mm，平面度公差为0.05mm，心轴的表面与立板面的垂直度公差为0.03mm，所以加工孔的垂直度误差为0.013+0.03+0.05mm=0.093mm。3.5夹紧元件强度校核受力分析：当压紧工件时，螺栓除受夹紧力作用产生拉应力外，还受转矩T的扭转而产生扭转剪应力的作用。拉伸应力：扭转剪应力：由第四强度理论，可知螺栓预紧状态下的计算应力：元件材料为45钢，屈服强度为=450 ，取安全系数n=1.9则许用挤压应力3.6夹具操作设计及操作说明夹具的装配是先把2mm短销装入夹具座中，再装心轴，其一端过盈配合，并用双螺母反向锁死，再装钻模板，夹具安装完毕。加工时把工件装在心轴上，保证定位要求，加开口垫片，用螺母拧紧。加工孔完成后，拧松螺母至能拿出开口垫片即可，拿出开口垫片，取出工件。3.7夹具的优化设计及经济性分析这种优化设计的特点：可以正确确定适用对象种数。根据优化设计的结果，对可调、可换元件和通用基体的结构设计从成本比例的角度进行调整，从而使之满足优化设计，达到整体经济性的目的。从成组夹具适用对象种数所分摊的夹具成本看，可以认为：适用对象在成组夹具满负荷的范围内，对象种数愈多则夹具分摊到适用对象种数上的单位成本就愈低。从夹具上的可调、可换元件看，随着夹具适用对象种数的增加，则夹具上的可调、可换元件也随着增加，这时，可调、可换元件的设计、制造费用以及夹具的调整次数和调整、保管费用也随之相应增加。当所设计的成组夹具，其适用对象零件种数等于或接近NK值时，可以认为这套成组夹具符合经济性的原则；反之，从经济的角度可以认为是不合理的。这时，应该从各方面采取调整措施，如修改通用基体或可调、可换元件的结构设计，使之Ct值与P值的比例关系得到调整，最终符合经济性的原则。 在成组夹具设计中，根据夹具的复杂程度，从已积累的统计资料中取得Ct值与P值的当量值，以预定成组夹具适用对象零件种数，然后对实际的Ct值与P值进行评价，这样可以达到减少过程损失的目的。 大幅度提高单机设备的通过能力，提高产品质量。现场同类设备由于工装的差异影响了设备本身较宽的工艺通过能力，通用工装使现场整体的设备通过能力得到提高，有利于均衡生产，提高了工艺质量和产品质量。提高现场应变能力和单一品种的加工能力，有利于物流顺畅和均衡生产。21 长沙学院课程设计第4章、设计心得体会 为期两周的夹具课程设计终于结束了。夹具课程设计，是对夹具知识的验证，可以帮助我们理解巩固所学知识，激发我们对机械制造技术课程的兴趣，更锻炼了我们独立思考、开拓创新的能力。同时也培养了我们的团队合作精神！这次设计对于我以后的学习和工作都会有很大的帮助。经验要靠自己一点一滴地积累，问题要靠自己一点一滴地解决，在解决的过程当中你就会不断地提升自己的水平。对于夹具设计，主要是解决零件定位问题和夹紧问题，而零件定位夹紧是比较灵活的，方案比较多，需要我们对加工零件进行认真的分析，选择出比较成熟的方案。在整个夹具课程设计的过程中，我们遇到了很多的问题，才发现自己学习的不到位。也了解到书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，在设计中才发现，有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。实践才是检验真理的唯一标准！这次设计中要求用到制图软件，使我们对AutoCAD,Proe又重新熟悉了一遍。记得CAD还是大一时候学的，刚开始画的时候基本上都不记得了，于是我又把书拿出来重新看了一遍，在一边画图一边熟悉软件中，我的作图速度越来越快。这样带着问题来学，我发现效率很高。同时，由于要求我们做出渲染图，我又初步学会了一门新软件-C4D的使用。这次夹具的课程设计为我们提供了一个理论联系实际的平台。将培养我们在以后的设计中能更加快速，更加完善地完成任务的能力，思考问题也会更加全面。这对一个设计人员来说，是一个很重要的因素和能力。同时，经过这次设计，我们也能更加清楚地知道自己哪些方面存在不足，以使自己在缺陷的地方多多努力，完善自我。 第5章 参考文献1 李洪主编. 机械加工工艺手册. 北京：北京出版社，19902 孟少农主编. 机械加工工艺手册. 第一卷. 北京：机械工业出版社，19963 东北重型机械学院,洛阳工学院,第一汽车制造厂职工大学编. 机床夹具设计手册.上海科学技术出版社，19904 郑修本,冯冠大主编. 机械制造工艺学. 北京：机械工业出版社，19915 张耀宸编. 机械加工工艺设计实用手册. 航空工业出版社，19936 艾兴,肖诗纲编. 切削用量手册. 机械工业出版社，19957 侯珍秀编. 机械系统设计. 哈尔滨工业大学出版社，20038 张世昌,李旦,高航主编. 机械制造技术基础. 高等教育出版社，2001第6章 附录附录1： 机械加工工艺过程工艺卡片零件号1材料ZG45编制彭建零件名称油阀座毛坯重量1KG指导唐勇生产类型大批生产毛坯种类铸造审核工序工步工序说明工序简图机床工序1车63外圆、端面，钻22孔，车24.5孔以32的外圆为基准 C6140工序2车左端端面、车内倒角、车锥孔、车内螺纹、车145倒角以63的外圆为基准C6140工序3铣24端面以工序1加工表面和加工的内孔以及24.5mm内圆为基准C6140工序4钻10.5孔，锪倒角以工序1加工表面和加工的内孔以及24.5mm内圆为基准Z515工序5扩16mm孔，镗内槽以工序1加工表面和加工的内孔以及工序4钻孔为基准T68工序6钻3孔、5mm的孔使用专用夹具对端面上的3孔进行钻削加工。此道工序以下平面和中心孔为定位基准，外加一个菱形销进行定位Z550工序7钻端面上2孔此道工序以下平面，中心和3mm孔为定位基准。Z515工序8钻圆周上2孔此道工序以63mm端面，24.5mm内圆以及工序7加工的孔为定位基准Z515工序9铣缺口以63端面，24.5内圆和5的孔为定位基准X63工序10焊封、去毛刺长沙学院机电工程系机械设计制造及其自动化专业产品型号及名称发动机零件生产批量6000第 1 页零件名称油阀座零件图号附图三共 1 页毛坯种类砂型铸造材料名称及型号HT200每件毛坯制坯数1成品外形尺寸637079.2毛坯外形尺寸637079.2零件重量毛坯重量每台产品件数车间名称工序号工种工 序 名 称单件工时 min机床型号及名称夹具名称及编号刀具名称及编号辅助名称及编号量具名称及编号1车粗车外圆及端面0.245C6140车床机床专用夹具车刀卡板1钻钻孔1.346Z550立式钻床机床专用夹具钻头游标卡尺1车半精车并精车其沉孔0.507C6140车床机床专用夹具车刀游标卡尺2车车端面、倒角、内螺纹0.19C6140车床机床专用夹具车刀卡板3车铣mm端面及倒角0.237X63铣床机床专用夹具铣刀卡板4钻钻mm孔0.587Z515立式钻床机床专用夹具钻头游标卡尺5扩扩mm的孔0.210T68镗床机床专用夹具扩刀卡板6钻钻的孔0.633Z550立式钻床机床专用夹具钻头游标卡尺6钻钻的孔0.533Z550立式钻床机床专用夹具钻头游标卡尺7钻钻端面上孔0.124Z515立式钻床机床专用夹具钻头游标卡尺8钻钻圆周上孔0.193Z515立式钻床机床专用夹具钻头游标卡尺9铣铣缺口0.077X63铣床机床专用夹具铣刀游标卡尺10钳去毛刺，焊缝28机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称油阀座共页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号8钻圆周2mmZG45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸 件637078.611设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5151夹具编号夹具名称切削液钻2mm孔夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件0.193工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻圆周2mm孔专用钻夹具290012.2120.052810.193直柄长麻花高速钢钻头GB/T6135.4 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）2009.62009.62009.629