机械制造技术课程设计-制动器杠杆加工工艺及车外圆夹具设计

1、任务书上交材料：1，所加工的零件图 1张2，编制机械加工工艺过程 1套3，编制所设计夹具所对应的那个工序的机械加工工序卡片 1套4，绘制夹具装配图， 1张5，绘制装配图其中的一个零件图（夹具体） 1张6，机械设计说明书，包括机械加工工艺过程的编制和机床夹具设计的全部内容 1份进度安排：第一天：查资料，绘制零件图。第二天：完成零件的工艺性分析，确定毛坯的类型，制造方法，编制机械加工工艺过程和所加工工序的机械加工工序卡片。第三天：完成夹具整体方案设计。第四天：完成夹具装配图的设计。第五天：夹具零件图的绘制。第六天：整理并完成设计说明书的编写。第七天：完成图纸和说明书的输出打印，答辩。摘要本次设计是

2、对制动器杠杆零件的加工工艺规程和一些工序的专用夹具的设计，制动器杠杆零件的主要加工表面的铣键槽，本设计主要是通过设计车外圆面的夹具保证外圆面的同轴度。由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度比保证孔的加工精度容易很多。所以本设计遵循先面后孔的原则，并将孔与平面的加工明确划分为粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以大外圆端面作为粗基准，以制动器大外圆端面和两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以加工制动器大外圆端面互为基准加工出端面，再以端面定位为基准加工出工艺孔。在后续工序中，除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔和平面。整个加工过程均选用组合机床及加工中心。AbstractThi

3、s design is to design the special fixture for the processing procedure and some procedures of brake lever parts. The milling keyway for the main processing surface of brake lever parts is mainly to ensure the concentricity of the outer circle surface by designing the fixture for the outer circle sur

4、face of the vehicle.It can be seen from the principle of processing technology that it is much easier to guarantee the machining accuracy of plane than that of hole.Therefore, the design follows the principle of first face and then hole, and the processing of holes and planes is clearly divided into

5、 roughing and finishing stages to ensure the machining accuracy.The datum chooses the large outer circle end as the rough datum and the brake large outer circle end and two process holes as the precise datum.The main processing procedure arrangement is to process the end face on the basis of process

6、ing each others large outer circle end face of the brake, and then to process the process hole on the basis of end position.In the following procedure, other holes and planes are machined by end face and process hole positioning except for individual procedure.Combination machine tools and machining

7、 centers are used in the whole machining process.目录摘要IIAbstractIII第一章 生产目的1第二章 零件的分析1第三章 工艺规程的设计23.1、确定毛坯的的制造形式23.2、基面的选择23.3、选择加工方法23.4制订工艺路线2工艺路线方案一：23.5、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定43.7工艺规程确切削用量5第四章 制动器杠杆车外圆夹具设计104.1 车床夹具设计要求说明104.2车床夹具的设计要点104.3 定位机构114.4夹紧机构125.4 切削力及夹紧力的计算124.5零件的车床夹具的加工误差分析134.6 确定夹具体

8、结构尺寸和总体结构154.6 零件的车床专用夹具简单使用说明16总 结17参 考 文 献18 IV第一章 生产目的 本次课程设计的任务之一就是针对生产实际中的一个零件制动器杠杆。制定其机械加工工艺规程。该零件的工艺过程中包括了铣平面、车外圆面、钻孔、铣键槽等工序。其中，要为其24p9外圆面进行精车设计一合适的夹具。 该零件生产按照其生产纲领和生产关系可知，其为大批量生产，其毛坯制造、加工设备及工艺装备的选择应呈现大批量生产的工艺特点。第二章 零件的分析 制动器械杆有多处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下： 以24p9为中心的台阶轴类端面。本零件上由圆柱面、内孔、轴肩圆、弧面、键槽、退刀槽等

9、部分组成。零件车削加工成形轮廓的结构形状较复杂、需两头加工，零件的加工精度和表面质量要求都很高。该零件重要的径向加工部位有24p9圆柱段（表面粗糙度R=0.8m）、30f10圆柱段（表面粗糙度R=0.8m）、R0.5mm圆弧、12H11的内孔,退刀槽表面粗糙度Ra=50,其余表面粗糙度均为R=12.5m。轮廓描述清楚完整零件材料为45钢，毛胚为40145110mm。 由上面的分析可知加工时应满足基准统一原则即先加工完一组表面，再以这组加工后的表面为基准加工另外一组。 第三章 工艺规程的设计3.1、确定毛坯的的制造形式 由零件图可知，其材料为45钢，具体技术要求如下所示：A、 热处理：调质处理硬

10、度207-255HBW；B、 24p9对30f10轴线的径跳不大于0.04；C、 尺寸13处的两端面对24轴线的垂直度公差为1/100;D、 键槽对24p9轴线的对称线公差为0.05；E、 不许有毛刺；F、 冲压抽模角为7，未注圆角为R2-R3；G、 杠杆端面上允许有中心孔；H、 线性尺寸未注公差为GB/T1804-m。 根据零件材料确定毛坯为锻件，已知零件的类型为大批量生产，在加工过程中它对定位有一定保证作用，故采用锻造成型。此外，为消除残余应力，锻造后安排调质处理。该零件的形状并不十分复杂，因此毛坯形状与零件形状应尽量相近。由机械加工工艺手册查得该种锻造公差等级为CT1011，加工余量等级

11、MA选择H级。3.2、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。由图可知24p9和30外圆面的精度要求最高，而24p9也是该零件的设计基准、装配基准与测量基准。所以以24p9圆端面是为定位基准加工35端面然后以35端面为基准加工阶梯、槽和键。3.3、选择加工方法A：毛坯处理：由加工要求及生产数额可知，毛坯料需锻造成型，退火（消除内应力）B：平面处理：由13h13的两端面表面粗糙度Ra12.5um，其余端面尺寸为未注公差，根据GB/T1804-2000规定，选用中等级（m），相当于IT13级，考虑粗车。C：外圆面处理：由24P

12、9和30f10外圆面表面粗糙度Ra0.8um，根据GB/T1804-2000规定，选用精密等级（f），应精车。其他未注外圆面尺寸为未注公差，根据GB/T1804-2000规定，选用中等级（m），相当于IT13级，考虑粗车。3.4制订工艺路线工艺路线方案一：工序05：锻造工序10：调质处理工序15：车左端面，钻中心孔工序20：车外圆面、退刀槽和倒角工序25：铣宽13h13的两端面工序30：钻孔至10.8，铰10.8孔至12H11工序35：钻32孔及6孔工序40：钻4孔工序45：精车30外圆面工序50：精车24外圆面工序55：磨30外圆面工序60：磨24外圆面工序65：清洗去毛刺工序70：验收工序

13、75：入库工艺路线方案二：工序05：锻造工序10：调质处理工序15：车外圆面、退刀槽和倒角工序20：铣宽13h13的两端面工序25：钻孔至10.8，铰10.8孔至12H11工序30：钻32孔及6孔工序35：钻4孔工序40：精车30外圆面工序45：精车24外圆面工序50：磨30外圆面工序55：磨24外圆面工序60：清洗去毛刺工序65：验收工序70：入库（3）、工艺方案的分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一与方案二的区别是：方案二没有车左端面、钻中心孔这道工序，车床的加工原理是：工件跟着花盘做高速旋转，如不用顶针顶住，工件的夹紧方式比较麻烦，如果加工了中心孔后，后面工序的加工，夹具设计相对简单

14、，减少了生产夹具的成本，提高了生产率，故采用方案一。具体的工艺过程如下：工序05：锻造工序10：调质处理工序15：车左端面，钻中心孔工序20：车外圆面、退刀槽和倒角工序25：铣宽13h13的两端面工序30：钻孔至10.8，铰10.8孔至12H11工序35：钻32孔及6孔工序40：钻4孔工序45：精车30外圆面工序50：精车24外圆面工序55：磨30外圆面工序60：磨24外圆面工序65：清洗去毛刺工序70：验收工序75：入库3.5、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“制动器杠杆”零件材料45钢，毛坯的重量约为1.4g，生产类型为大批量生产，采用锻造成型。1、左端面，表面粗糙度为Ra50，查切

15、削用量手册表2-8得，单边总余量Z=0.5，车削一次即可满足要求。2、13h13两端面，表面粗糙度为Ra12.5，查切削用量手册表2-8得，单边总余量Z=0.5，车削一次即可满足要求。3、12H11孔，因孔的尺寸不大，很难锻造成型，故采用实心锻造4、32孔、6孔，因孔的尺寸不大，很难锻造成型，故采用实心锻造5、4孔，因孔的尺寸不大，很难锻造成型，故采用实心锻造6、不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。制动器械杆零件材料为ZG45,硬度为207-255HBW,生产类型为中小批量生产,采用锻造。相关数据参见零件图。据以上原始资料及加工路线分别确定各家工表面的机械加工余量、

16、工序尺寸及毛坯尺寸如下:3.4.1外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差。 查机械制造工艺设计简明手册以下称工艺手册表2.22.5取端面长度余量均为12.5(均为双边加工) 铣削加工余量为1mm 粗铣 6mm 3.4.2内孔(12H11、4无锻造孔） 工序尺寸加工余量充足 3.4.3车（24P9、30f10、351.5） 其他尺寸直接铸造得到，由于本设计规定的零件为中小批量生产应该采用调整加工。3.6 确定加工顺序及进给路线 加工顺序按粗到精、由近到远、由左到右的原则确定、由左到右进行外轮廓粗车(留0.9mm余量精车)，精加工外轮廓，切退刀槽，倒圆角。先粗后精 先安排粗加工中间安排半精加工

17、最后安排精加工和光整加工。 先主后次 先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工后安排，如键槽、紧固用的光孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常与主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后精加工之前进行。 先面后孔 对于12H11的孔可以先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。 基面先行 用作精基准的表面要首先加工出来。所以第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工(有时包括精加工)然后再以精基面定位加工其它表面。工艺 3.7工艺规程确切削用量 3.7.1车削部分刀具的选择 刀具的选择是加工中的重要的工艺加工内容之一它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响

18、加工质量。在制定切削用量时应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。 选取刀具时要使刀具的尺寸与被加工共建的表面尺寸和形状相适应。根据零件的分析所选择的刀具有 1. 车端面选用硬质合金钢45车刀、粗、精车用同一把车刀完成。2. 粗、精车外圆硬质合金90车刀 2 车槽：选用硬质合金车槽刀(刀长12mm，刀宽3mm) 3.7.2切削用量的选择和分析： 切削用量包括： 进给速度 是机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工进度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。一般粗车选用较高的进给速度，以便较快去除毛坯余量，精车以考虑

19、表面粗糙和零件精度为原则，粗加工时，由于对工件的表面质量没有太高的要求，这时主要根据机床进给机构的强度和刚性、刀杆的强度和刚性、刀具材料、刀杆和工件尺寸以及已选定的背吃刀量等因素来选取进给速度。精加工时，则按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素来选取进给速度。进给速度可以按公式=fn计算，式中f表示每转进给量，粗车时一般取0.30.8mm/r；精车时常取0.10.3mm/r；切断时常取0.050.2mm/r。 主轴转速 主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。根据本例中零件的加工要求，考虑工件材料为45钢，刀具材料为硬质合金钢，粗加工选择转速500r/min,精加工选择1000

20、r/min车削外圆，切槽的切削刀较大，采用350 r/min更稳妥。 背吃刀量 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量(除去精车量)，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量。 对于不同的加工方法需选择不同的切削用量。 合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经济和加工成本;半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的想能，兼顾切削效率，经济型和加工成本。切削用量的选择与计算： 因选取YT类硬质合金到的硬度为12

21、5175HBS经查询 主轴转速 s/(r/min)进给量f/(mm/r)背吃刀量/mm粗车外圆8000.20.457精车外圆8000.3车退刀槽1150.020.04 根据零件分析与道具的选择及其查阅资料所计算的切削用量如下： 粗车d=24的端面 确定端面的最大加工余量，已知毛坯的单边余量为3mm，则毛坯长度方向最大加工余量为4mm,分两次加工，=2mm计算，长度加工方向取IT12级，取0.04mm。根据切削用量用量简明手册 当刀杆16mm25mmm，2mm时，以及工件直径为d=40 的时候，按照切削用量用量简明手册表 切削速度的计算公式：=1.58 =0.15 =0.4 m

22、=0.2 修正系数见切削用量用量简明手册 =1.44, =0.8, =1.04, =0.81, =0.97 =1.58/(4020.5) 1.440.81.040.810.97 =66(m/min) 确定机床主轴转速 n=1000Vc/dn=100066.7/3.1428=253 ( r/min ) 按机床说明书见工艺手册表与253 r/min相近的机床转速有230 r/min及305 r/min。如果选230 r/min则速度损失比较大。所以实际切削速度V=80 m/min 车床CA6140 专用夹具24 30 35外圆及槽和倒角 检验机床功率:主切削力 =C 式中=900, =1.0 ,

23、=0.75 =-0.15 所以 Fc=9001.5151.020.73=598N切削时消耗功率 由切削手册中得知CA6140主动机的功率为7.8KW 当主轴转速为230 r/min时,主轴最大功率为2.4KW,所以机床功率足够,可以正常加工。 1. 粗车外圆时,选取=110m/min ap=3mm f=0.3mm 加工时候选取加工直径为:d=40 因:=dn/1000 F=fn 故主轴转速: n=(1000110)/3.1440=875 r/min 进给速度:F=fn =0.3875=262 mm/min 考虑到刀具强度、机床强度等时机情况选择n=600 r/min F=200 mm/min

24、ap=3mm 2. 半精车外圆时,选取,Vc=130 m/min ap=0.2mm f=0.1mm 加工时选取加工直径为:d=36.2 故主轴转速为:n=(1000110)/ ( 3.1436.2 ) = 960 r/min 进给速度:F=fn =0.1960=96 mm/min 根据实际情况选择n=900 r/min F=90 mm/min ap=0.2mm 3车槽时,选取Vc=100 m/min f=0.1mm 加工直径d=23mm 故主轴转速:n=(1000100)/ ( 3.1423) = 102r/min 进给速度:F=fn =0.1102=10.2 mm/min 根据实际情况,选择

25、n=100r/min F=20mm/min 加工过程: 1.加工24的圆柱 粗车直径为24mm的圆柱,毛坯为40mm,分为3次加工得到 24.9mm。再通过一次半精车,获得直径为24mm的圆柱体。 2.加工30的圆柱 粗车直径为30mm的圆柱,毛坯为40mm,分为2次加工得到30.9mm。 再通过一次半精车获得直径为30mm的圆柱体。 3.加工35的圆柱 因为其精度要求Ra=12.5,我们不需要对其进行半精车。因此只需要对其进行一次粗车就可满足其要求因而获得了35的圆柱。 R4的两个圆角粗加工 毛坯尺寸为R6。 查有关手册平面加工余量表得粗加工余量 ZN粗=6-4mm=2mm ap=1mm 因

26、此可以走刀2次。 进给量: 见切削手册 =62.3(m/min) 确定机床主轴转速: 按机床选取=230 r/min。所以实际切削速度 V= 关于机床功率检验在非常重要的轴向部分已经完成。考虑其在整个工作过程及其功能,此部分已经初略验算,不再进行书面描述。 选取Vc=62.3m/min ap=2mm f=1mm 铣削工艺 1选择加工设备及工艺装备 由于生产类型为小批量生产故加工设置宜以通用机床为主辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。 (1).粗铣铣26两端面。考虑到工件的定位夹紧

27、方案及夹具结构设计等问题,采用立铣,选择X52K立式铣床。选择直径D为50的C类可转位面铣刀,专用夹具和游标卡尺。 (2).粗铣斜面通过专用夹具的角度转化,选择X52K立式铣床。选择直径D为50的C类可转位端面铣刀,专用夹具和游标卡尺。 (3).粗铣键槽选用6的立铣刀,专用夹具和游标卡尺。3.7.4 钻、扩孔工艺 采用钻孔后再铰孔的方法加工12H11的孔,加工余量见下表。根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为第四章 制动器杠杆车外圆夹具设计4.1 车床夹具设计要求说明车床夹具主要用于加工制动器杠杆车外圆夹具。因而

28、车床夹具的主要特点是工件加工表面的中心线与机床主轴的回转轴线同轴。选择T(x) 611B 汉川车床。（1） 安装在车床主轴上的夹具。这类夹具很多，有通用的三爪卡盘、四爪卡盘，花盘，顶尖等，还有自行设计的心轴；专用夹具通常可分为心轴式、夹头式、卡盘式、角铁式和花盘式。这类夹具的特点是加工时随机床主轴一起旋转，刀具做进给运动定心式车床夹具 在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构。角铁式车床夹具 在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。花盘式车床夹具

29、这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意平衡。（2） 安装在托板上的夹具。某些重型、畸形工件，常常将夹具安装在托板上。刀具则安装在车床主轴上做旋转运动，夹具做进给运动。由于后一类夹具应用很少，属于机床改装范畴。而生产中需自行设计的较多是安装在车床主轴上的专用夹具，所以零件在车床上加工用专用夹具。4.2车床夹具的设计要点（1）定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求当加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。当加工的表面与工序基准之间有尺寸

30、联系或相互位置精度要求时，则应以夹具的回转轴线为基准来确定定位元件的位置。工件的夹紧应可靠。由于加工时工件和夹具一起随主轴高速回转，故在加工过程中工件除受切削力矩的作用外，整个夹具还要受到重力和离心力的作用，转速越高离心力越大，这些力不仅降低夹紧力，同时会使主轴振动。因此，夹紧机构必须具有足够的夹紧力，自锁性能好，以防止工件在加工过程中移动或发生事故。对于角铁式夹具，夹紧力的施力方式要注意防止引起夹具变形。（2）夹具与机床主轴的连接车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的加工精度有一定的影响。因此，要求夹具的回转轴线与卧式车床主轴轴线应具有尽可能小的同轴度误差。心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥

31、孔配合连接，用螺杆拉紧。有的心轴则以中心孔与车床前、后顶尖安装使用。根据径向尺寸的大小，其它专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种方式：1)对于径向尺寸D140mm，或D(23)d的小型夹具，一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧，如图1-a所示。这种连接方式定心精度较高。2)对于径向尺寸较大的夹具，一般用过渡盘与车床主轴轴颈连接。过渡盘与主轴配合处的形状取决于主轴前端的结构。图1-b所示的过渡盘，其上有一个定位圆孔按H7/h6或H7/js6与主轴轴颈相配合，并用螺纹和主轴连接。为防止停车和倒车时因惯性作用使两者松开，可用压板将过渡盘压在主轴上。专用夹具则以其定位止口按H7/h6或H

32、7/js6装配在过渡盘的凸缘上，用螺钉紧固。这种连接方式的定心精度受配合间隙的影响。为了提高定心精度，可按找正圆校正夹具与机床主轴的同轴度。对于车床主轴前端为圆锥体并有凸缘的结构，如图1-c所示，过渡盘在其长锥面上配合定心，用活套在主轴上的螺母锁紧，由键传递扭矩。这种安装方式的定心精度较高，但端面要求紧贴，制造上较困难。图1-d所示是以主轴前端短锥面与过渡盘连接的方式。过渡盘推入主轴后，其端面与主轴端面只允许有0.050.1mm的间隙，用螺钉均匀拧紧后，即可保证端面与锥面全部接触，以使定心准确、刚度好。图1 车床夹具与机床主轴的连接过渡盘常作为车床附件备用，设计夹具时应按过渡盘凸缘确定专用夹具

33、体的止口尺寸。过渡盘的材料通常为铸铁。各种车床主轴前端的结构尺寸，可查阅有关手册4.3 定位机构由零件图分析加工外圆夹具的加工要求，必须保证孔轴向和径向的加工尺寸，得出，夹具必须限制工件的六个自由度，才可以达到加工要求。先设计夹具模型如下：选择定位元件为：支撑钉，固定V型块，活动V型块。支撑板限制了X,Y,Z方向的移动自由度，X,Y方向的转动自由度，支撑钉限制了Z方向的转动自由度。可见，定位方案选择合理。4.4夹紧机构选择工件的夹紧方案，夹紧方案的选择原则是夹得稳，夹得劳，夹得快。选择夹紧机构时，要合理确定夹紧力的三要素：大小、方向、作用点。夹紧装置的基本要求如下：1. 夹紧时不能破坏工件在夹

34、具中占有的正确位置；2. 夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不震动，又不因夹紧力过大而使工件表面损伤、变形。3. 夹紧机构的操作应安全、方便、迅速、省力。4. 机构应尽量简单，制造、维修要方便。分析零件加工要素的性质，确定夹紧动力源类型为手动夹紧，夹紧装置为压板，压紧力来源为螺旋力。夹具的具体结构与参数见夹具装配图和零件图。5.4 切削力及夹紧力的计算刀具：外圆车刀 粗车切削力：查现代机床夹具设计P104表，得车削切削力计算公式： 圆周分力Fc = 902 Kp径向分力Fp = 2383Kp轴向分力Ff =3326Kp其中背吃刀量 2.3mmf每转进给量 0.16mmVc切

35、削速度m/min 60Kp修正系数1.08 所以切削时的各切削力Fc1= 566.8N Fp2=801.5N Ff3= 416.4N精车切削力：背吃刀量0.5mmf每转进给量 0.13mmVc切削速度m/min 38Kp修正系数 1.08所以切削时的各切削力Fc1= 105.45N Fp2= 57.23N Ff3= 97.96N4.5零件的车床夹具的加工误差分析工件在车床夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差、夹具误差、夹具在主轴上的安装误差和加工方法误差的影响。如夹具图所示，在夹具上加工时，尺寸的加工误差的影响因素如下所述：（1）定位误差注：V型块夹角=90。基准位移误差：工件

36、以外圆柱面在V型块定位，由于工件定位面外圆直径有公差D，因此对一批工件来说，当直径由最小DD变大到D时，工件中心（即定位基准）将在V型块的对称中心平面内上下偏移，左右不发生偏移，即工件由变大到,其变化量（即基准位移误差）从图（a）中的几何关系退出：Y=基准不重合误差：从图（b）中设计基准与定位基准不重合，假设定位基准不动，当工件直径由最小DD变到最大D时，设计基准的变化量为，即基准不重合误差B=。从图(c)中可知，设计基准为工件的下母线。即，上述方向由a到a与定位基准变到的方向相反，故其定位误差D是Y与B之差. D=YB=0.207D=0.2070.01=0.00207D=0.00207T 即

37、满足要求（2）夹具误差夹具误差为限位基面与轴线间的距离误差，以及限位基面相对安装基面C的平行度误差是0.01.（3）安装误差因为夹具和主轴是莫氏锥度配合，夹具的安装误差几乎可以忽略不计。（4）加工方法误差如车床主轴上安装夹具基准与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、车床溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素。一般取=/3=0.05/3=0.017mm零件的车床夹具总加工误差是： 精度储备：故此方案可行。4.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体设计的基本要求（1）应有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面，如安装定位元件的

38、表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。（2）应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。（3）应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。（4）应便于排除切

39、屑在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故。因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间：对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽。（5）在机床上的安装应稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，支承面积应足够大，安装基面应有较高的配合精度，保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空，大型夹具还应设置吊环或起重孔。

40、确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。4.6 零件的车床专用夹具简单使用说明（1）夹具的总体结构应力力求紧凑、轻便，悬臂尺寸要短，重心尽可能靠近主轴。（2）当工件和夹具上个元件相对机床主轴的旋转轴线不平衡时，将产生较大的离心力和振动，影响工件的加工质量、刀具的寿命、机床的精度和安全生产，特别是在转速较高的情况下影响更大。因此，对于重量不对称的夹具，要有平衡要求。平衡的方法有两种：设置平衡块或加工减重孔。在工厂实际生产中，常用适配的方法进行夹具的平衡工作。（3）为了保证安全，夹具上各种元件一般不超过夹具的圆形轮廓之外。因此，还应该注意防止切削和冷却液的飞溅问题，必要时应该

41、加防护罩。总 结设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入社会打下了好的基础。设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们踏入社会的关键一步这次设计使我收益不小，为我今后的

42、学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下他的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，他不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思

43、想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参 考 文 献1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年

44、10月6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年机械设计理论机械设计是一门通过设计新产品或者改进老产品来满足人类需求的应用技术科学。它涉及工程技术的各个领域，主要研究产品的尺寸、形状和详细结构的基本构思，还要研究产品在制造、销售和使用等方面的问题。进行各种机械设计工作的人员通常被称为设计人员或者机械设计工程师。机械设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创造性，还必须在机械制图、运动学、工程材料、材料力学和机械制造工艺学等方面具有深厚的基础知识。 如前所诉，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。发明、发现和科技知识本身并不一定能给人类带来好处，只

45、有当它们被应用在产品上才能产生效益。因而，应该认识到在一个特定的产品进行设计之前，必须先确定人们是否需要这种产品。应当把机械设计看成是机械设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和制定产品的制造工艺学的一个良机。掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。仅仅使用数据和公式是不足以在一个好的设计中做出所需的全部决定的。另一方面，应该认真精确的进行所有运算。例如，即使将一个小数点的位置放错，也会使正确的设计变成错误的。一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的风险，当新的方法不适用时，就使用原来的方法。因此，设计人员必须要有耐心，因为 所花费的时间和努力并不能保证带来成功

46、。一个全新的设计，要求屏弃许多陈旧的，为人们所熟知的方法。由于许多人墨守成规，这样做并不是一件容易的事。一位机械设计师应该不断地探索改进现有的产品的方法，在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结合起来。新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被解决之后，才能体现出新产品的优越性。因此，一个性能优越的产品诞生的同时，也伴随着较高的风险。应该强调的是，如果设计本身不要求采用全新的方法，就没有必要仅仅为了变革的目的而采用新方法。在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造性，不受各种约束。即使产生了许多不切实际的想法，也会在设计的早期，即

47、绘制图纸之前被改正掉。只有这样，才不致于堵塞创新的思路。通常，要提出几套设计方案，然后加以比较。很有可能在最后选定的方案中，采用了某些未被接受的方案中的一些想法。心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。设计人员的基本职责是努力使机器来适应人们。这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一个对所有人来说都是最优的操作范围和操作过程。另一个重要问题，设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和磋商。在开始阶段，设计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和磋商，并得到批准。这一般是通过口头讨论，草图和文字材料进行的。为了进行有效的交流 ，需要解决下列问题：（1） 所设计的这个产品是否真正为人们

48、所需要？（2） 此产品与其他公司的现有同类产品相比有无竞争能力？（3） 生产这种产品是否经济？（4） 产品的维修是否方便？（5） 产品有无销路？是否可以盈利？ 只有时间能对上述问题给出正确答案。但是， 产品的设计、制造和销售只能在对上述问题的初步肯定答案的基础上进行。设计工程师还应该通过零件图和装配图，与制造部门一起对最终设计方案进行磋商。通常 ，在制造过程中会出现某个问题。可能会要求对某个零件尺寸或公差作一些更改，使零件的生产变得容易。但是，工程上的更改必须要经过设计人员批准，以保证不会损伤产品的功能。有时，在产品的装配时或者装箱外运前的试验中才发现设计中的某种缺陷。这些事例恰好说明了设计是

49、一个动态过程。总是存在着更好的方法来完成设计工作，设计人员应该不断努力，寻找这些更好的方法。近些年来，工程材料的选择已经显得重要。此外，选择过程应该是一个对材料的连续不断的重新评价过程。新材料不断出现，而一些原有的材料的能够获得的数量可能会减少。环境污染、材料的回收利用、工人的健康及安全等方面经常会对材料选择附加新的限制条件。为了减轻重量或者节约能源，可能会要求使用不同的材料。来自国内和国际竞争、对产品维修保养方便性要求的提高和顾客的反馈等方面的压力，都会促使人们对材料进行重新评价。由于材料选用不当造成的产品责任诉讼，已经产生了深刻的影响。此外，材料与材料加工之间的相互依赖关系已经被人们认识得

50、更清楚。因此，为了能在合理的成本和确保质量的前提下获得满意的结果，设计工程师的制造工程师都必须认真仔细地选择、确定和使用材料。制造任何产品的第一步工作都是设计。设计通常可以分为几个明确的阶段：（a）初步设计；（b）功能设计；（c）生产设计。在初步设计阶段，设计者着重考虑产品应该具有的功能。通常要设想和考虑几个方案，然后决定这种思想是否可行；如果可行，则应该对其中一个或几个方案作进一步的改进。在此阶段，关于材料选择唯一要考虑的问题是：是否有性能符合要求的材料可供选择；如果没有的话，是否有较大的把握在成本和时间都允许的限度内研制出一种新材料。在功能设计和工程设计阶段，要做出一个切实可行的设计。在这

51、个阶段要绘制出相当完整的图纸，选择并确定各种零件的材料。通常要制造出样机或者实物模型，并对其进行试验，评价产品的功能、可靠性、外观和维修保养性等。虽然这种试验可能会表明，在产品进入到生产阶段之前，应该更换某些材料，但是，绝对不能将这一点作为不认真选择材料的借口。应该结合产品的功能，认真仔细地考虑产品的外观、成本和可靠性。一个很有成就的公司在制造所有的样机时，所选用的材料应该和其生产中使用的材料相同，并尽可能使用同样的制造技术。这样对公司是很有好处的。功能完备的样机如果不能根据预期的销售量经济地制造出来，或者是样机与正式生产的装置在质量和可靠性方面有很大不同，则这种样机就没有多大的价值。设计工程

52、师最好能在这一阶段完全完成材料的分析、选择和确定工作，而不是将其留到生产设计阶段去做。因为，在生产设计阶段材料的更换是由其他人进行的，这些人对产品的所有功能的了解不如设计工程师。在生产设计阶段中，与材料有关的主要问题是应该把材料完全确定下来，使它们与现有的设备相适应，能够利用现有设备经济地进行加工，而且材料的数量能够比较容易保证供应。在制造过程中，不可避免地会出现对使用中的材料做一些更改的情况。经验表明，可采用某些便宜材料作为替代品。然而，在大多数情况下，在进行生产以后改换材料要比在开始生产前改换材料所花费的代价要高。在设计阶段做好材料选择工作，可以避免多数这样的情况。在生产制造开始后出现了可

53、供使用的新材料是更换材料的最常见的原因。当然，这些新材料可能降低成本、改进产品的性能。但是，必须对新材料进行认真的评价，以确保其所有性能都满足要求。应当记住，新材料的性能和可靠性很少像现有材料那样为人们所了解。大部分的产品失效和产品责任事故案件是由于在选用新材料作为替代材料之前，没有真正了解它们的长期使用性能而引起的。产品的责任诉讼迫使设计人员和公司在选择材料时，采用最好的程序。在材料过程中，五个最常见的问题为：（a）不了解或者不会使用关于材料应用方面的最新最好的信息资料；(b)未能预见和考虑擦黑年品可能的合理用途（如有可能，设计人员还应进一步预测和考虑由于产品使用方法不当造成的后果。在近年来

54、的许多产品责任诉讼案件中，由于错误地使用产品而受到伤害的原告控告生产厂家，并且赢得判决）；(c)所使用的材料的数据不全或是有些数据不确定，尤其是当其长期性能数据是如此的时候；(d)质量控制方法不适当和未经验证；(e)由一些完全不称职的人员选择材料。通过对上述五个问题的分析，可以得出这些问题是没有充分理由存在的结论。对这些问题的研究分析可以为避免这些问题的出现指明方向。尽管采用最好的材料选择方法也不能避免发生产品责任诉讼，设计人员和工业界按照适当的程序进行材料选择，可以大大减少诉讼的数量。从以上的讨论可以看出，选择材料的人们应该对材料的性质，特点和加工方法有一个全面而基本的了解。Machine

55、design theoryThe machine design is through designs the new product or improves the old product to meet the human need the application technical science. It involves the project technology each domain, mainly studies the product the size, the shape and the detailed structure basic idea, but also must study the product the personnel which in aspect the and so on manufacture, sale and use question.Carries on each kind of machine design wo