摇臂轴支架毕业设计说明书

I 河北工程大学毕业论文

摘 要

加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。

运用所学知识，进行摇臂轴支架制造工艺工程的设计，达到熟练掌握运用所学课程的目的，为以后进一步深造尊准备。首先对零件图进行技术要求分析，并熟悉材料种类和用途，选出各表面的加工方法，确定加工余量和基准，安排加工顺序，选出所用机床、刀具、夹具、设计工装，并且编写成一套加工 规程和工艺卡片。同时绘出工程图和工装图。

机床夹具的设计和实用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展，机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。

关键词： 摇臂轴支架 工艺设计 专用夹具

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Abstract

Processing technology and fixture design is to learn the professional knowledge a consolidation, is in the social practice prior to learn the course of an in-depth and comprehensive review of the total, is also a theory with practical training. Use of the knowledge, for rocker arm shaft bracket manufacturing process engineering design, to master and use the course objective, for the later further honour prepare. First of all parts of the technical requirements analysis, and familiar with the material and use, select the surface processing method, determine the allowance and baseline, arranges the processing order, select the machine, tool, fixture, fixture design, and prepared into a set of processing procedures and process card. At the same time to draw engineering drawings and tooling drawings. Machine tool jig design and utility is promoting the development of production technology is one of the important measures. With China's machinery industry ceaseless development of production, machine tool fixture improvement and creation has become a vast number of mechanical workers and technicians in technical innovation is an important task.

Key words: rocker shaft bracket process design fixture

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摘 要 ..................................................... 错误！未定义书签。

Abstract ................................................................... II

第一章 绪论 ............................................................... 1

1.1 机床概述 ............................................................ 1 1.2 机床及夹具设计的目的、内容 .......................................... 4

1.2.1 设计的目的 ..................................................... 4 1.2.2 设计的内容 ..................................................... 5 1.2.3 设计要求 ....................................................... 5 1.2.4 的设计步骤 ..................................................... 5

第二章 零件工艺方案设计 ................................................. 7

2.1 零件作用 ............................................................ 7 2.2 零件的工艺分析 ...................................................... 7

2.2.1 毛坯的确定 ..................................................... 8 2.2.2 定位基准的选择 ................................................ 11 2.2.3零件的表面加工方法的选择 ...................................... 13 2.3 零件加工工艺规程 ................................................... 14

第三章 组合机床的总体设计 ............................................. 16

3.1 组合机床方案的制定 ................................................. 16

3.1.1 制定工艺方案 .................................................. 16 3.2.1 被加工零件工序图 .............................................. 19 3.2.2 加工示意图 .................................................... 21 3.3机床联系尺寸图 ...................................................... 22

3.3.1滑台的选用 .................................................... 24 3.3.2动力箱的选用 .................................................. 25 3.3.3确定装料高度 .................................................. 25 3.3.4确定夹具轮廓尺寸 .............................................. 25 3.3.5中间底座轮廓尺寸 .............................................. 25 3.3.6确定多轴箱的轮廓尺寸 .......................................... 26 3.3.7生产率计算卡 .................................................. 27

第4章 摇臂轴支架零件专用夹具的设计 .................................. 30

4.1 确定夹具的结构方案 ................................................. 30

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4.1.1确定定位方案并选择定位元件 .................................... 30 4.1.2 夹具设计任务 .................................................. 30 4.1.3 拟定铣床夹具结构方案与绘制夹具草图 ............................ 31 4.1.4 绘制夹具装配总图 .............................................. 34 4.1.5 夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求 .......................... 36 4.1.6 夹具工作能力的计算 ............................................ 36

结 论 .................................................................... 38 参考文献 ................................................................. 39 致 谢 .................................................................... 40

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第一章 绪论

1.1 机床概述

机械制造业是国民经济的重要支柱，是生产力的重要组成部分。机械制造业的生产能力和制造水平标志着一个国家或地区的科学技术水平和经济实力。机械制造业的生产能力和制造水平主要取决于机械制造装备的先进程度，而机械制造的核心是金属切削机床。精密零件的加工主要依赖切削加工来达到所需要的精度，金属切削机床所担负的工作量约占机器制造总工作量的40%-60%，它的技术水平直接影响到机械制造业的产品质量和劳动生产率。所以说，机床工业水平在一定程度上代表着一个国家的工业生产能力和科学技术水平。 机床是人类在长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上生产的，并随着社会生产的发展和科学技术的进步而渐趋完善。最原始的机床是木制的，所有运动都是由人力或畜力驱动，它们实际上并不是一种完整的机器。现代意义上的用于加工金属机械零件的机床，是在18世纪中叶才开始发展起来的。当时，欧美一些工业最发达的国家，开始了从工场手工业向资本主义机器大工业生产方式的过度，需要越来越多的各种机器，这就推动了机床的迅速发展。为使蒸汽机的发明付诸实用，1770年前后创制了镗削蒸汽机汽缸内孔用的镗床。1797年发明了带有机动刀架的车床，开创了用机械代替人手控制刀具运动的先声，不仅解放了人的双手，并使机床的加工精度和工效起了一个飞跃，初步形成了现代机床的雏型。续车床之后，随着机械制造业的发展，其他各种机床也陆续被创制出来。至19世纪末，车床、钻床、镗床、刨床、拉床、铣床、磨床、齿轮加工机床等基本类型的机床已先后形成。

最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。

现代制造工程从各个角度对组合机床提出了愈来愈高的要求，而组合机床也在不断吸取新技术成果而完善和发展。在我国，组合机床发展已有28年的历史，其科研和生产都具有相当的基础，应用也已深入到很多行业。是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。

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我国加入WTO以后，制造业所面临的机遇与挑战并存、组合机床行业企业适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头。据统计，2011年，中国数控机床在金属切削机床出口中占达37.7%，同比提高3.9个百分点。台钻、锯钻、砂轮机等低值产品出口占比减少，同比减少8.8个百分点。这个数据足以说明，一批自主创新的大型、重型数控机床为制造业提供了技术支持，从而带动了出口及全行业的技术进步。另外组合机床行业增加值、产品销售率、全员工资总额等经济指标均有不同程度的增长，新产品、新技术较去年年均有大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。

组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械、化工机械、军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备，随着我国加入WTO后与世界机床进一步接轨，组合机床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。从近两年是企业生产情况来看，数控机床与加工中心的市场需求量在上升，据统计数据显示，2011年机床行业完成工业总产值6606.5亿元，同比增长32.1%；完成产品销售产值6424.9亿元，同比增长31.1%。其中，金切机床完成工业总产值1542.9亿元，同比增长23.1%，完成产品85.99万台，同比增加15.1%。至2011年末，我国已经连续三年机床产值居世界第一，其发展速度远远高于日本、德国等机床主要生产国，保持了连续10年高速稳定发展的态势。

“九五”后期，在组合机床行业企业的50多家组合机床分会会员中，仅有两家企业实行了股份改造，一家企业退出国有转为民营，其余的都是国有企业。2002年，不到，一些小厂几乎全部退出国有转为民营，现在一些国家重点国有企业也在酝酿股份制改造，转制已势不可档，“民营经济在经历了从被歧视，被藐视到不可小视和现在高度重视4个阶段后，焕发勃勃生机。”组合机床行业企业正在以股份制、民营化等多种形式快速发展。 组合机床及其自动线是集机电于一体是综合自动化度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用与工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电行业。我国的传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型的箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成型面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台组合机床等；随着技术的不断是进步，一种新型的组合机床—柔性组合机床越来越受人们是亲，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并

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能灵活适应多种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机等在组合机床行业中所占份额也越来越大。

由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及其组合机床自动线总体技术水平比发达国家相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺、研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需要，真正成为刚柔兼备的自动化装备。

80年代以来，国外组合机床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。组合机床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性进展，实现了机床工作程序软件化、工序高度集中、高效短节拍和多功能知道监控。组合机床技术的发展趋势是：

国外主要的组合机床生产厂家都有自己的系列化完整的数控组合机床通用部件,在组合机床上不仅一般动力部件应用数控技术,而且夹具的转位或转角、换箱装置的自动分度与定位也都应用数控技术,从而进一步提高了组合机床的工作可靠性和加工精度。广州标致汽车公司由法国雷诺公司购置的缸盖加工生产线,就是由三台自动换箱组合机床组成的,其全部动作均为数控,包括自动上下料的交换工作台、环形主轴箱库、动力部件和夹具的运动,其节拍时间为58秒。

80年代以来,国外对中大批量生产,多品种加工装备采取了一系列的可调、可变、可换措施,使加工装备具有了一定的柔性。如先后发展了转塔动力头、可换主轴箱等组成的组合机床;同时根据加工中心的发展,开发了二坐标、三坐标模块化的加工单元,并以此为基础组成了柔性加工自动线(FTL)。这种结构的变化,既可以实现多品种加工要求的调整变化快速灵敏,又可以使机床配置更加灵活多样。

汽车工业的大发展,对自动化制造技术提出了许多新的需求,大批量生产的高效率,要求制造系统不仅能完成一般的机械加工工序,而且能完成零件从毛坯进线到成品下线的全部工序,以及下线后的自动码垛、装箱等。德国大众汽车公司KASSEL变速箱厂1987年投入使用的造价9000万马克的齿轮箱和离合器壳生产线,就是这种综合自动化制造系统的典范。该系统由两条相似对称布置的自动线组成,三班制工作,每条线日产2000件,节拍时间为40秒。全线由12台双面组合机床、18台三坐标加工单元、空架机器人、线两端的毛坯库和

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三坐标测量机组成,可实现3种零件的加工。空架机器人完成工件下线的码垛装箱工作。随着综合自动化技术的发展,出现了一批专门从事装配、试验、检测、清洗等装备的专业生产厂家,进一步提高了制造系统的配套水平。

随着电子电子信息技术的发展，世界机床业已进入以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。2009年至今，我国加大了“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项的投入力度，围绕航空航天、船舶、汽车制造、发电设备制造等领域急需的装备，实施了高档数控机床与基础制造装备重大专项。据了解，2009年至2012年，国家工信部共部署专项课题407项，其中高档数控机床与基础装备主机180项，数控系统31项，功能部件与关键部件82项，目前已开始突出“外国制造”的重围，取得阶段性成果。

1.2 机床及夹具设计的目的、内容

1.2.1 设计的目的

本次设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及专业课之后而进行。此次的设计是对大学期间所学各课程及相关的应用绘图软件的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。其目的在于：

（1）．巩固我们在大学里所学的知识，也是对以前所学知识的综合性的检验； （2）．加强我们查阅资料的能力，熟悉有关资料；

（3）．树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养我们的实际工作能力；

（4）．通过对摇臂轴支座的机械制造工艺设计，使我们在机械制造工艺规程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查阅技术文献等各个方面受到一次综合性的训练。初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。 （5）.能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效，省力，经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。

（6）．通过零件图，装配图绘制，使我们对于AutoCAD绘图软件的使用能得到进一步的提高。

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通过机床主运动机械变速传动系统的结构设计，使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案的分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养自己具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。 1.2.2 设计的内容

本次设计的主要内容为：首先运用AutoCAD软件绘制摇臂轴支座的二维零件图，然后根据图纸的技术要求等确定生产类型，经分析本次设计的零件年产量为50000件，属大批量生产。其次进行工艺分析，确定毛坯类型和制造方法，摇臂轴支座的材料为HT200，拟采用以铸造的形式进行毛坯的制造，并确定零件的被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图，生产率计算卡，完成夹具总装图，夹具体零件图，进行必要的经济分析。最后，对镗孔φ25加工工序进行夹具装配图及夹具体的设计。

(1)运动设计 根据给定的被加工零件，确定机床的切削用量，通过分析比较拟定传动方案和传动系统图，确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际转速与标准的相对误差。

(2)动力设计 根据给定的工件，初算传动轴的直径、齿轮的模数；确定动力箱；计算多轴箱尺寸及设计传动路线。完成装配草图后，要验算传动轴的直径，齿轮模数否在允许范围内。还要验算主轴主件的静刚度。

(3)结构设计 进行主运动传动轴系、变速机构、主轴主件、箱体、密封等的布置和机构设计。即绘制装配图和零件工作图。 (4)编写设计说明书 1.2.3 设计要求

评价机床性能的优劣，主要是根据技术—经济指标来判定的。技术先进合理，亦即“质优价廉”才会受到用户的欢迎，在国内和国际市场上才有竞争力。机床设计的技术—经济指标可以从满足性能要求、经济效益和人机关系等方面进行分析。 1.2.4 的设计步骤 （1）调查报告

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研究市场和用户对设计机床的要求，然后检索有关资料。其中包括情报、预测、实验研究成果、发展趋势、新技术应用以及相应的图纸资料等。甚至还可以通过网络检索技术查阅先进国家的有关资料和专利等。通过对上述资料的分析研究，拟订适当的方案，以保证机床的质量和提高生产率，使用户有较好的经济效益。 （2）拟定方案

通常可以拟定出几个方案进行分析比较。每个方案包括的内容有：工艺分析、主要技术参数、总布局、传动系统、液压系统、控制操作系统、电系统、主要部件的结构草图、实验结果及技术经济分析等。

在制定方案时应注意以下几个方面：

1） 当使用和制造出现矛盾时，应先满足使用要求，其次才是尽可能便于制造。要尽量用先进的工艺和创新的结构；

2） 设计必须以生产实践和科学实验为依据，凡是未经实践考验的方案，必须经过实验证明可靠后才能用于设计；

3） 继承与创造相结合，尽量采用先进工艺，迅速提高生产力，为实现四个现代化服务。注意吸取前人和国外的先进经验，并在此基础上有所创造和发展。 （3）工作图设计

首先，在选定工艺方案并确定机床配置形式、结构方案基础上，进行方案图纸的设计。这些图纸包括：被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡，统称“三图一卡”设计。并初定出主轴箱轮廓尺寸，才能确定机床各部件间的相互关系。 然后，整理机床有关部件与主要零件的设计计算书，编制各类零件明细表，编写机床说明书等技术文件。

最后，对有关图纸进行工艺审查和标准化审查。

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第二章 零件工艺方案设计

2.1 零件作用

?0.021题目所给的零件是6105支架摇臂轴座，是内燃机的一个主要零件。Φ250mm的孔用来

装配摇臂轴，轴的两端各安装一个进、排气气门摇臂。该孔要求的表面粗糙度和位置精度比较高，工作时会与轴配合工作，起支撑作用。Φ13的孔用来装支撑轴与排油。

图2-1 摇臂轴座零件图

2.2 零件的工艺分析

通过对零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整、尺寸、公差以及技术要求齐全。

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但60mm上下端面的公差值偏大，查表知IT11的60mm公差为±0.085.

零件的材料为HT200，灰铸铁的生产工艺简单，铸造性能优良，但是塑性较差、脆性较高、不适合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根据对零件图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下：

1、Φ24外圆的上端面以及Φ13通孔，粗糙度分别为6.3、12.5；Φ24前后端面孔倒直角1*45°，粗糙度为12.5；Φ13孔轴线与60mm下端面垂直度要求为0.12；

2、60mm下端面，面积比较大，是平面。根据零件的总体加工特性，60mm为整个机械加工过程中的主要基准面，粗糙度为6.3，因此在制定加工方案的时候应当首先将此面加工出来；

3、Φ37外圆的前后端面，粗糙度要求为3.2，两端面与Φ24孔轴线的垂直度为0.04；

?0.0214、Φ25通孔，倒直角0.5*45°，根据所给条件Φ25H70查机械制造技术基础课程设计

指南（Ⅲ）表5～35的粗糙度为1.6. Φ25水平轴线与60mm下端面垂直度要求为0.05. 通过上面零件的分析可知，60mm的上下端面和Φ13的表面粗糙度要求都不高，因此都不需要精加工来达到要求，而且这两个面也是整个加工过程中主要的定位基准面，所以只需粗加工出这两个面达到精度要求，再以此作为基准采用专用夹具对其他表面进行加工，这样能够更好地保证其他表面的位置精度要求。

总的看来，该零件并没有复杂的加工曲面，属于较为简单的零件，所以根据各加工表面的技术要求采用常规的加工工艺均可保证。简单的工艺路线安排如下：将零件定位夹紧，加工出60mm下端面以及27mm上端面，并钻出Φ13通孔，然后再以加工出来的几个面为基准定位，加工精度要求较高的Φ25通孔。 2.2.1 毛坯的确定 1、零件的生产类型

题目已给出生产纲领N=50000件/年，又该零件属于轻型零件，由机械加工实用手册（Ⅰ）表3.13知零件的生产类型为大批生产。 2、选择毛坯

机械加工中毛坯的种类有很多种，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件、焊接组合件等，

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同一种毛坯又可能有不同的制造方法。为了提高毛坯的制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但往往会增加毛坯的制造成本。选择毛坯的制造方法一般应当考虑一下几个因素。 （1）材料的工艺性能

材料的工艺性能在很大程度上决定毛坯的种类和制造方法。例如，铸铁，铸造青铜等脆性材料不能锻造和冲压，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造组合毛坯，而只能用铸造。低碳钢的铸造性能差，很少用于铸造；但由于可锻性能，可焊接性能好，低碳钢广泛用于制造锻件、型材、冲压件等。 （2）毛坯的尺寸、形状和精度要求

毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料；直径相差较大的宜采用锻件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模锻或压铸、特种铸造方法制造，而适宜采用自由锻造或是砂型铸造。形状复杂的毛坯，不宜采用型材或自由锻件，可采用铸件、模锻件、冲压件或组合毛坯。 3、零件的生产纲领

选择毛坯的制造方法，只有与零件的生产纲领相适应，才能获得最佳的经济效益。生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，如模锻及熔模铸造等；生产纲领小时，宜采用设备投资少的毛坯制造方法，如木模砂型铸造及自由锻造。

根据上述内容的几个方面来分析本零件，零件材料为HT200，首先分析灰铸铁材料的性能，灰铸铁是一种脆性较高，硬度较低的材料，因此其铸造性能好，切削加工性能优越，故本零件毛坯可选择铸造的方法；其次，观察零件图知，本设计零件尺寸并不大，而且其形状也不复杂，属于简单零件，除了几个需要加工的表面以外，零件的其他表面粗糙度都是以不去除材料的方法获得，若要使其他不进行加工的表面达到较为理想的表面精度，可选择砂型铸造方法；再者，前面已经确定零件的生产类型为大批量生产，可选择砂型铸造机器造型的铸造方法，较大的生产批量可以分散单件的铸造费用。因此，综上所述，本零件的毛坯种类以砂型铸造机器造型的方法获得。 4、确定毛坯尺寸及机械加工总余量

根据零件图计算零件的轮廓尺寸为长61.5mm、宽30mm、60mm。

按铸造方法为砂型铸造机器造型，零件材料为灰铸铁，查（Ⅲ）表5～1的铸件公差等级

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CT8～12，取CT10。

在根据毛坯铸件基本尺寸与公差等级CT10由（Ⅲ）表5～3查得相应的铸件尺寸公差。 按铸造方法为砂型铸造机器造型，材料为灰铸铁，由（Ⅲ）5～5查得铸件所要求的机械加工余量等级为E～G，将要求的机械加工余量等级确定为F，再根据铸件的最大轮廓尺寸由（Ⅲ）表5-4查得铸件的机械加工余量RMA。

由于所查得的机械加工余量适用于机械加工表面Ra?1.6?m，Ra?1.6?m的加工表面，机

械加工余量要适当放大。分析本零件，除了Φ25孔的Ra?1.6?m外，没有一个加工表面的表面粗糙度是小于1.6的，也就是所有的加工表面Ra?1.6?m，因此一般情况下这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可，但是由于大部分表面加工都需经过粗加工和半精加工，因此余量将要放大，这里为了机械加工过程的方便，除了孔以外的加工表面，将总的加工余量统一为一个值。如下表： 表2.1 毛坯尺寸及机械加工总余量表 待加工表面 Φ24上端面 Φ24下端面 Φ13孔 Φ37前端面 Φ37后端面 Φ25孔 5 设计毛坯图 （1）、确定铸造斜度

根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-6 本零件毛坯砂型铸造斜度为3°～ 5°。 （2）、确定分型面

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基本尺寸 60mm 60mm 13mm 27mm 27mm 25mm 铸件尺寸公差 机加工总余量 2.8 2.8 —— 2.6 2.6 2.4 3 3 —— 3 3 3 铸件尺寸 66±1.4 66±1.4 —— 33±1.3 33±1.3 19±1.2 11 河北工程大学毕业论文

由于毛坯形状对称，且最大截面在中间截面，为了起模以及便于发现上下模在铸造过程中的错移，所以选择前后对称中截面为分型面。

（3）、毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后进行机械加工前应当做时效处理。 6、绘制毛坯图

图2.2 摇臂轴座毛坯图

2.2.2 定位基准的选择

定位基准的选择在工艺规程制定中直接影响到工序数目，各表面加工顺序，夹具结构及零

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件的精度。

定位基准分为粗基准和精基准，用毛坯上未经加工的表面作为定位基准成为粗基准，使用经过加工表面作为定位基准称为精基准。在制定工艺规程时，先进行精基准的选择，保证各加工表面按图纸加工出来，再考虑用什么样的粗基准来加工精基准。 1、粗基准的选择原则

为保证加工表面与不加工表面之间的位置精度，则应以不加工表面为粗基准。若工件上有很多个不加工表面，应选其中与加工表面位置精度要求较高的表面为粗基准。

为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。应尽量选光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。粗基准一般只在头道工序中使用一次，应精良避免重复使用。 2、精基准的选择原则

①“基准重合”原则：应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的定位误差。

②“基准统一”原则：尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。

③“自为基准”原则：某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。

④“互为基准”原则：当两个表面相互位置精度及尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。

所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。

根据上述定位基准的选择原则，分析本零件，根据气门摇臂轴支座零件图，本零件时带有孔的形状比较简单的零件，Φ25孔、Φ13孔均为零件设计基准，亦是装配基准和测量基准，均可选为定位基准，而且Φ25孔设计精度较高，工序将安排这个孔在最后进行，为遵循“基准重合”原则，精基准的选择：摇杆轴支座的下端面既是装配基准又是设计基准，用它作为精基准，能使加工遵循基准重合的原则，实现V形块十大平面的定位方式（V形块采用联动夹紧机构夹紧）。Φ25（0—+0.021）mm孔及左右两端面都采用底面做基准，这使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则，下端面的面积比较大，定位比较稳定，夹紧

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方案也比较简单，可靠，操作方便。

粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的重要面和重要孔做基准。 第一，在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量尽量均匀，此外，还要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准为上端面。

第二，铣Φ13mm孔的定位夹紧方案：

方案一：用一菱形销加一圆柱销定位Φ13mm孔，再加上底面定位实现，两孔一面完全定位，这种方案适合于大批生产类型中。

方案二：用V形块十大平面定位

V形块采用联动夹紧机构实现对筋板进行定位，再加底面实现完全定位，由于Φ13mm孔的秒个精度不需要很高，故用做定位销孔很难保证精度，所以选择方案二。

2.2.3零件的表面加工方法的选择

根据本零件图上所标注的各加工表面的技术要求，由《典型零件机械加工生产实例》第二版（Ⅱ）查表5-7、表5-8、表5-31、表6-21，通过对各加工表面所对应的各个加工方案的比较，最后确定本零件各加工表面的加工方法如下表： 表2.2 待加工表面加工方法

待加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度/μm Φ24上端面 Φ24下端面 Φ13孔 Φ37前端面 Φ37后端面 IT11 IT11 IT12 IT11 IT11 6.3 6.3 12.5 3.2 3.2 13

加工方案 粗铣 粗铣 钻 粗车—半精车 粗车—半精车 14 河北工程大学毕业论文

Φ25孔 IT7 1.25 钻—粗镗—半精镗—精镗 2.3 零件加工工艺规程

本零件摇臂轴座加工质量要求较高，可将加工阶段分为粗加工、半精加工、精加工阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准加工好，也就是先将Φ23通孔及Φ13通孔加工出来，使后续的工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣粗基准60mm上下端面，在半精加工阶段，完成对Φ37外圆前后端面的半精车；精加工阶段，粗

?0.021镗—半精镗—精镗出Φ250mm通孔。

1、工序的集中与分散

本零件采用工序集中原则安排零件的加工工序。本零件摇臂轴座的生产类型为大批量生产，可以采用各种机床配以专用工具、夹具、以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 2、工序顺序的安排 （1）机械加工顺序

①遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即在前面加工阶段先加工60mm下端面以及Φ13通孔。

②遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

?0.021③遵循“先主后次”原则，先加工主要表面Φ37外圆前后端面，Φ13通孔，Φ250通

孔。

④遵循“先面后孔”原则，先加工60mm下端面、上端面，再加工Φ13通孔；先加工Φ37

?0.021外圆前后端面，后加工Φ250通孔。

（2）热处理工序

机械加工前对铸件毛坯进行时效处理，时效处理的主要目的是消除铸件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能，这样可以提高毛坯进行加工的切削性能。 （3）辅助工序

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毛坯铸造成型后，应当对铸件毛坯安排清砂工序，并对清砂后的铸件进行一次尺寸检验，然后再进行机械加工，在对本零件的所有加工工序完成之后，安排去毛刺、清洗、终检工序。

3、确定工艺路线

综合考虑上述工序的顺序安排原则基础上，确定工艺路线如下： 工序Ⅰ：铸造； 工序Ⅱ：清砂，检验； 工序Ⅲ：时效处理；

?0.085?0.065工序Ⅳ：以600mm下端面、270mm后端面及Φ37mm外圆定位。钻Φ23孔； ?0.065工序Ⅴ：以60mm下端面、270mm后端面及Φ23mm孔定位，钻Φ13mm通孔；

工序Ⅵ：以60mm下端面以及Φ13mm孔定位，铣60mm上端面，倒1*45°直角； 工序Ⅶ：以加工的60mm下端面及Φ13mm孔定位，铣60mm下端面；

工序Ⅷ：以Φ23孔以及60mm下端面、27mm前端面定位，粗车半精车27后端面； 工序Ⅸ：以Φ23孔以及60mm下端面、27mm后端面定位，粗车半精车27前端面； 工序Ⅹ：以Φ23孔以及60mm下端面、27mm后端面定位，粗镗、半精镗、精镗Φ25通孔，倒0.5*45°直角；

工序ⅩⅠ：钳工去毛刺，清洗； 工序ⅩⅡ：终检。

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第三章 组合机床的总体设计

3.1 组合机床方案的制定

3.1.1 制定工艺方案

零件加工工艺将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结等。所以，在制定工艺方案时，必须计算分析被加工零件图，并深入现场了解零件的形状、大小、材料、硬度、刚度，加工部位的结构特点加工精度，表面粗糙度，以及定位，夹紧方法，工艺过程，所采用的刀具切削用量，生产率要求，现场所采用的环境和条件等等。并收集国内外 有关技术资料，制定出合理的工艺方案。

根据被加工被零件（摇臂轴支架）的零件图，加工上下端面工艺。 （1）加工孔的主要技术要求 上下端面的位置度公差为0.065mm。 工件材料为HT200。

要求生产纲领为（考虑废品及备品率）年产量5万件，单班生产。 （2）工艺分析

加工该上下端面时，根据组合机床用的工艺方法及能达到的精度，可采用如下的加工方案： 先粗铣到62mm，再半精铣到60mm. （3）定位基准及夹紧点的选择

加工此零件上的上下端面，Φ37前端面限制三个自由度，加工后孔限制两个自由度，筋板

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上的辅助支撑限定一个自由度的定位作用。

在保证加工精度的情况下，提高生产效率减轻工人劳动量，由于工件是大批量生产，夹具在本设计中没有考虑，因此在设计时就认为是人工夹紧。 3.1.2 确定组合机床的配置形式和结构方案 （1）被加工零件的加工精度

被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度，是制造机床方案的主要依据。可采用组合机床。为了加工出内表面粗糙度为Ra6.4um的孔，采取提高机床原始制造精度和工件定位基准精度并减少夹压变形等措施就可以了。为此，机床通常采用尾置式齿轮动力装置，进给采用液压系统，被加工零件图如图2-1所示：

图3-1 零件图

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（2）被加工零件的特点

这主要指零件的材料、硬度加工部位的结构形状，工件刚度定位基准面的特点，它们对机床工艺方案制度有着重要的影响。此零件摇臂轴支架材料是HT200、硬度HB170～241。零件的刚度足够，工件受力不大，振动、及发热变形对工件影响可以不计。

一般来说，孔中心线与定位基准面平行且需由一面或几面加工的箱体宜用卧式机床，立式机床适宜加工定基准面是水平的且被加工孔与基准面垂直的工件，而不适宜加工安装不方便或高度较大的细长工件。对大型箱体件采用单工位机床加工较适宜，而中小型零件则多采用多工位机床加工。

此零件的加工特点是中心线与定位基准平面是平行的，并且定位基准面是水平的，工件较小，其孔分布在零件中间，多轴箱体积较大，选择卧式铣床。 （3）零件的生产批量

零件的生产批量是决定采用单工位、多工位、自动线或按中小批量生产特点设计组合机床的重要因素。按设计要求生产纲领为年生产量为5万件，从工件外形及轮廓尺寸，采用单轴头，为了减少机床台数，此工序尽量在一台机床上完成，以提高利用率。 （4）机床的使用条件

根据使用组合机床对对车间布置情况、工序间的联系、技术能力和自然条件等的要求来选择适合的组合机床。

综合以上所述：通过对摇臂轴零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求、定位、夹紧方式、工艺方法，并定出影响机床的总体布局和技术性能等方面的考虑，最终决定设计单轴头单工位卧式铣床。

3.2 摇臂轴支架铣上下端面组合机床总体设计“三图一卡”的编制

下面就以铣床加工摇臂轴支架上下总体设计的问题进行描述，总体设计方案的图纸表达形式——“三图一卡”设计，其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、编制生产率卡。

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3.2.1 被加工零件工序图

1、被加工零件工序图的作用及内容

被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表示一台组合机床完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹具部位及被加工零件的材料、硬度、重量和在本道工序加工前毛坯或成品状况的图纸，它不能用用户提供的图纸代替，而是在原零件图基础上，突出本机床的加工的内容，加上必要的说明绘制成的。它是组合机床设计的主要依据，也是制造、使用、检验和调整机床的重要技术文件。图上主要内容：

（1）被加工零件的形状，主要外廓尺寸和本机床要加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形位精度等技术要求，以及对上道工序的技术要求等。 （2）本工序所选定的定位基准、夹紧部位及夹紧方向。

（3）加工时如需要中间向导，应表示出工件与中间向导有关部位结构和尺寸，以便检查工件、夹具、刀具之间是否相互干涉。

（4）被加工零件的名称、编号、材料、硬度及被加工部位的加上余量等。 2、绘制被加工零件工序图的注意事项

（1）为了使被加工零件工序图清晰明了，一定要读出被本机床的加工内容。绘制时，应按一定的比例，选择足够的视图及剖视图，突出加工部位（用粗实线），并把零件轮廓及与机床、夹具设计有关部位（用细实线）表清楚，凡本道工序保证的尺寸、角度等，均应在尺寸数值下方用粗实线标记。如图2-2中定位基准，机械夹紧部位及夹紧方向，辅助支承均须用规定的符号表示出来。

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图3-2 被加工零件工序图

附注：1.被加工零件：摇臂轴支架；

2.材料及硬度：灰铸铁HT200 HB187~255HBS；

（2）加工部位的位置尺寸应由定位基准注起，为便于加工及检查，尺寸应采用直角坐标系标出，而不采用极坐标，但有时因所选定位基准与设计基准不重合，则须对加工部位要求位置尺寸精度进行分析换算。

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3.2.2 加工示意图

图3－3加工示意图

1、加工示意图的作用和内容

加工示意图是被加工零件工艺方案在图样上的反映，表示被加工零件在机床上的加工过程，刀具的布置以及工件、夹具、刀具的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环等，是刀具、夹具、多轴箱、电气和液压系统设计选择动力部件的主要依据，是整台组合机床布局形式的原始要求，也是调整机床和刀具所必需的重要文件。在图上应标注的内容： （1）机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程。 （2）工件、夹具、刀具及多轴箱端面之间的距离等。

（3）主轴的结构类型，尺寸及外伸长度；刀具类型，数量和结构尺寸、接杆、导向装置的结构尺寸；刀具与导向置的配合，刀具、接杆、主轴之间的连接方式，刀具应按加工终

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了位置绘制。

绘制加工示意图需注意以下几个方面：

（1）加工示意图中的位置，应按加工终了时的状况绘制，且其方向应与机床的布局吻合。 （2）工件的非加工部位用细实线绘制，其余部分一律按机械制图标准绘制。

（3）同一多轴箱上，结构、尺寸完全相同的主轴，不管数量多少，允许只绘制一根，但应在主轴上标注与工件孔号相对应的轴号。

（4）主轴见的分布可不按真实的中心距绘制，但加工孔距很近或需设置径向尺寸较大的导向装置时，则应按比例绘制，以便于检查相邻主轴、刀具、导向装置等是否产生干涉。 （5 ）对于标准通用结构，允许只绘制外形，标上型号，但对于一些专用结构如导向、专用接杆等应绘出剖视图，并标注尺寸、精度及配合。

3.3机床联系尺寸图

机床的联系尺寸图是用来表示机床的配置型式、机床各部件之间相对位置关系和运动关系的总体布局图。它的内容包括机床的布局形式，通用部件的型号、规格、动力部件的运动尺寸和所用电动机的主要参数，工件与各部件间的主要联系尺寸，专用部件的轮廓尺寸等。

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图3.4机床联系尺寸图

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3.3.1滑台的选用

根据滑台的驱动方、所需进给力、进给速度、最大行程和加工精度等因素来选用合适的滑台。

（1）驱动方式的确定

机械滑台和液压滑台的用途、工作循环和导轨型式完全一样。液压滑台与机械滑台的主要区别是：液压滑台的进给速度属于无级调速，变换进给量方便。液压系统看安装压力继电器，机床运行安全，机床较易实现加工自动循环。且液压滑台应用广发，所以选用液压滑台。

（2）确定轴向进给力 滑台所需进给力

F进?式中

?Fi?4?278.8N?1115.2N

Fi为各主轴加工时所产生的轴向力（N）。

由于滑台工作时，除了克服各主轴的轴向力外，还要克服滑台移动时所产生的摩擦力。因而选择滑台的最大进给力应大于F进＝1115.2N。 （3）确定进给速度

液压滑台的工作进给速度规定在一定范围内无级调节。对液压滑台，确定刀具切削用量时所规定的工作进给速度应大于滑台最小工作进给速度的0.5～1倍。本次设计采用1HY32G型液压滑台，工进速度20～650mm/min,.快速移动速度为10m/min。 （4）确定滑台的行程

滑台的行程除保证足够的工作行程外，还应留有前备量和后备量。前备量的作用是使动力部件有一定的向前移动的余地，以弥补机床的制造误差以及道具磨损后能向前调整，前备量一般大于10~20mm。本设计中取为20mm；后备量的作用是使动力部件有一定的向后移动

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的余地，以方便的装卸刀具，后备量一般不小于40~50mm，所以后备量取为50mm。滑台的总行程应大于工作行程、前备量、后备量之和。本设计中选用1HY32G，行程为630mm。查《组合机床设计》16页表2-4，与1HY32G配套滑台侧底座为1CC322M，查《组合机床设计》179页附表18得1CC322标准尺寸，其标准高度为560mm。 3.3.2动力箱的选用

动力箱主要依据多轴箱所需的电动机功率来选用。

P主?P切??0.12?4?0.6kw

0.8式中：η—多轴箱传动效率，加工黑色金属时η＝0.8～0.9；有色金属时η＝0.7～0.8，本系统加工HT200，取η＝0.8．

动力箱的电动机功率应大于计算功率，并结合主轴要求的转速大小选择。查《组合机床设计简明手册》表5-40选用动力箱1TD32-Ⅰ，电动机型号Y100L1-4，电动机功率2.2 kw，电动机转速1430r/min，驱动轴转速715r/min。 3.3.3确定装料高度

装料高度指工件安装基面至机床底面的垂直距离，在现阶段设计组合机床时，装料高度可视具体情况，如车间运送工件的滚道高度、多轴箱最低主轴高度等因素，在580～1300mm之间选取，本系统取装料高度为1200mm。 3.3.4确定夹具轮廓尺寸

工件的尺寸和形状是确定夹具底座尺寸的基本依据。确定夹具底座尺寸时应考虑工件的定位件、夹紧机构、刀杆导向装置的需求空间，并应满足排屑和安装的需要。镗模架体厚度为150~300mm。由于夹具较复杂，所以在绘制出夹具的结构草图后，再确定夹具轮廓尺寸。详细的夹具设计参见第3章。夹具的长度为400mm，厚度为200mm。 3.3.5中间底座轮廓尺寸

中间底座的轮廓尺寸要满足夹具在其上面联接安装的需要。中间底座长度尺寸根据所选动力部件（滑台、滑座）及配套部件（侧底座）的位置关系确定。中间底座长度L一般可按下式计算

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L??L1?2L2?L3??2?l1?l2?l3??26 河北工程大学毕业论文

?400?2?325?227.5??2?80?30?110??837.5

取L-800mm

式中L1为加工终了位置时，多轴箱端面至工件端面间的距离，L1?360mm， L2为多轴箱厚度，L2?325mm L3为工件宽度，L3?30mm

l1为滑台与多轴箱的重合长度，l1?80mm

l 2为加工终了位置时，滑台前端面至滑座端面间的距离和前备量之和，l2?30mm l 3为滑座前端面与侧底座端面的距离，l3?110mm。

中间底座的高度按标准取为560mm。 3.3.6确定多轴箱的轮廓尺寸

卧式配置多轴箱标准厚度为325mm，箱体厚度为180mm，前盖厚度为55mm，基型后盖为90mm。宽度高度的标准尺寸查《机械制造装配设计》147页表4-11，多轴箱的宽度B和高度H可按下式计算

B?b2?2b1?307?2?90?487mm H?h?h1?b1?0?205.98?90?295.98mm

bb式中 1为最边缘主轴中心至多轴箱外币之间的距离，b1?70~100mm，取1=90mm。 b 2、h分别为工件在宽度和高度方向上相距最远的两加工孔中心距； h1??h1?H???h6?h3?h4?h5?h 1为最低主轴高度。

??41.48?980???0.5?250?5?560??205.98mm式中 H为装料高度；

h2

为最低加工孔中心至工件定位基面的距离；

h 3滑台高度；

h4滑座与侧底座之间的调整垫厚度；

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h5侧底座高度；

h6多轴箱底与滑台之间的距离。 根据标准应取B×H=500mm×320mm的多轴箱。

机床联系尺寸图应按加工终了时的位置绘制，并表明动力部件退回到最远处的位置。在图上，还应标明动力部件的总行程、工作行程、前备量、后备量以及电气控制装置等的安装

Q?60?件/h?T单Q?6060?4??4?55.94（件/h）T单4.29位置。

3.3.7生产率计算卡

生产效率计算卡是反映所设计机床的工作循环过程、动作时间、切削用量、生产率、负荷率等的技术文件。 （1）理想生产率

Q1

A年生产纲领（件），A?50000件；

K年工作时间，双班制K?3900h。 （2）实际生产率Q

A50000??12.82（件/h）K3900Q1?指所设计机床每小时实际可以生产的零件数量 式中

T单生产一个零件所需要的时间（min），它可以根据下式计算：

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T单?t切?t辅??L1??L快进?L快退河北工程大学毕业论文L228 ???????t??t?t停?移卸??v?vf2vfk?f1????4.29min

式中 L1、L2分别为刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作进给行程长度（mm）。L1?52mm，L2?0；

v1f、v2f分别为刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作进给量（mm/min）。vf1?25mm/min，vf2?0；

抵挡铁停留时间，一般为动力部件进给停止状态下。刀具旋转5~10转所需要的

t时间（min），停=0.03min；

L快进、L快退t停分别为动力部件快进、快退行程长度（mm）；

Q112.82??0.23Q55.94vfkv动力部件快速行程速度。fk=8.00m/min；

?负?t移t卸直线移动或回转工作台进行一次工位转换的时间。装卸工件时间，一般取0.5~1.5min。取

t卸t移=0.1min；

=1.5min。

由于同时生产两件零件，则实际生产率

（3）机床负荷率

（4）生产率计算卡

根据以上的计算可以绘制摇臂轴支架孔镗削加工工艺的生产率计算卡，如下表所示： 表2 生产率计算卡

被加图号 工零件 名称 材料 工序名称 摇臂轴支架 HT200 铣上下面 毛坯重量 硬度 工序号 7 28

?负

毛坯种类 铸件 HB170~250 29 河北工程大学毕业论文

序号 工步名称 工作行切削速度每转进给每分钟进给量工时（min） 程（mm） （m/min） 量（mm/r） （mm/min） 工进辅助时间 时间 1 0.25 0.2 1 2 3 安装工件 滑台快进 68 工件定位 夹紧 300 4 5 滑台工进 52 死档铁停 留 38.62 0.1 2500 2.04 0.03 6 7 8 备注 滑台快退 120 工件松开 卸下工件 300 累计 单件总工时 2.04 4.29 0.4 0.17 0.5 2.25 1、一次安装加工四个工件 2、机床装卸时间为1.5min 机床实际生产率55.94 Q 机床理想生产率12.82 Q1 负荷率?负 29

0.23 30 河北工程大学毕业论文

第4章 摇臂轴支架零件专用夹具的设计

4.1 确定夹具的结构方案

4.1.1确定定位方案并选择定位元件

铣床夹具的设计特点

铣削的加工余量大，又是断续切削。故切削力大且力的大小与方向的随时都在变化。加工中容易引起震动。因此，铣床夹具要是有足够的刚度和强度；夹具的高度和重心应尽量低，其高度比一般应为1～1.25。

夹紧机构要保证足够的夹紧力，并且有良好的自锁性能。

夹紧力应作用在工件刚度较大的部位，且作力点和施力方向要恰当。 为了便于用塞尺对刀和观察方便，对刀装置应设在铣刀开始切入的一端。 要有足够的排屑空间，使切屑和切削液能顺利排除，必要时可设计排屑孔。 为了调整和确定夹具和机床工作台轴线的相对位置，在夹具体得底面设置两个定位键，且距离应尽量远一些。定位键与工作台T形槽可用单面贴合。小型夹具可只用一个长的矩形键；定向精度高或者重型夹具可在夹具体侧面设置一个找正基面。 4.1.2 夹具设计任务

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需设计专用夹具。为工序Ⅰ铣上下两端面设计铣床夹具，所用机床为卧式铣床，成批生产规模。

1．工序尺寸和技术要求

?0.041?24?0.02mm的轴线平行度公差为0.02mm，加工摇杆支架上下端面，上下两面与轴线对孔

表面粗糙度Ra6.3μm。

2．生产类型及时间定额

生产类型为大批生产，时间定额25min。

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3．设计任务书。

附表2、3所示为工序01、02加工工序Ⅰ铣上下两端面工艺装备设计任务书。任务书按工艺规程提出定位基面、工艺公差、加工部位，工艺要求等设计要求，以作为夹具设计的依据。

4.1.3 拟定铣床夹具结构方案与绘制夹具草图

1、确定工件定位方案，设计定位装置

分析工序简图可知，加工摇杆支架上下端面，上下两面与轴线对孔?25H7mm的轴线平行度公差为0.02mm，表面粗糙度Ra6.3μm。从基准的重合原则和定位的稳定性、可靠性

出发，选择孔?25H7mm为主要定位基准孔，并选择B面和定位销为另两个定位基准。

图4.1 工序定位结构图

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图4.2夹具体

(2)夹具体

夹具体是用于连接夹具各元件及装置,使其成为一个整体的基础件,并与机床有关部位连接,以确定夹具相对于机床的位置.

其在设计时应满足以下基本要求:

①应有足够的强度和刚度保证在加工过程中, 夹具体在夹紧力,切削力等外力作用下,不至于产生不允许的变形和震动.

②结构应简单,具有良好工艺性. 在保证强度和刚度条件下,力求结构简单,体积小,重量轻,以便于操作.

③尺寸要稳定.对于铸造夹具体,要进行时效处理,以消除内应力.保证夹具体加工尺寸的稳定.

选择夹具体毛坯结构时,应以结构合理性,工艺性,经济性,标准化的可能性以及工厂的具体条件为依据综合考虑.其夹具体设计见附图3.4。

2、确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置

钢套的轴向刚度比径向刚度好，因此夹紧力应指向限位台阶面。针对大批生产的工艺特征，此夹具选用螺旋压板夹紧机构。螺旋压板夹紧机构中的各零件均采用标准夹具元件(参照《夹具设计手册》中表？常用典型夹紧机构中压板夹紧机构部分并查表确定)。

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3、确定夹具体结构型式及夹具在机床上的安装方式

考虑夹具的刚度、强度和工艺性要求，采用铸造夹具体结构。 4、绘制夹具草图。（略）

4.1.4 绘制夹具装配总图

夹具的装配总图上应将定位心轴、定位块与夹具体的连接结构表达清楚。夹具装配总图如附图3所示。其中定位心轴与夹具体采用过渡配合?25H7k6，用锁紧螺母固定。夹具装配时，工件的位置调整准确后再拧紧螺钉。

图4.3 夹具装配图正视图

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图4.4夹具装配图俯视图

图4.5 夹具装配图局部视图一

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4.1.5 夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求

1、最大轮廓尺寸 560mm、200mm、240mm。

2、确定定位元件之间的尺寸与公差 定位销与削边销中心距尺寸公差取工件相应尺寸公差的1/3，偏差对称标注，即标注尺寸为41土0.03。

4、确定定位元件与夹具体的尺寸与公差 定位销中心线与夹具底面的垂直度公差取为0.01mm。

5、 标注关键件的配合尺寸如附图所示?25f6 4.1.6 夹具工作能力的计算

（1）计算切削力与夹紧力的计算及螺杆的直径： 根据《机床夹具设计手册》表5-37

XfF?9.81CFd0fYfKF

CF?180查表可知： XF?1.0 YF?0.75

根据《机床夹具设计手册》表2-4-8 取V??24m/min取f?002mm/r

n?1000v/?d?380r/min

在计算切削力时，必须考虑夹紧力裕度系数 K?K0K1K2K3K4 式中：

K0

基本安全系数；取2.0

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