夹具设计毕业设计

夹具设计毕业设计（通用8篇）

夹具设计毕业设计 篇1

本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。

夹具座的工艺规程及钻、攻2-M8螺纹的工装夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。

关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。

目录

序言…………………………………………………………………1

一.零件分析 ……………………………………………………2

二.工艺规程设计…………………………………………………3 2.1确定毛坯的制造形式 ……………………………………3 2.2基面的选择传 ……………………………………………4 2.3制定工艺路线 ……………………………………………5 2.4确定切削用量及基本工时……………………………… 7

三 夹具设计 ……………………………………………………26

3.1问题的提出………………………………………………26 3.2定位基准的选择…………………………………………26 3.3切削力及夹紧力计算……………………………………26 3.4定位误差分析……………………………………………26 3.5钻套的设计………………………………………………28 3.6夹具设计及操作简要说明………………………………29

总 结………………………………………………………………31 致 谢………………………………………………………………32 参考文献 …………………………………………………………33

序 言

机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。

夹具座的工艺规程及钻、攻2-M8螺纹的工装夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。

本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。

第 1 页

一、零件的分析

夹具座共有八组加工表面，现分述如下：

1.320155面

2.105两侧面及32025面 3.6-Φ9孔、6-Φ13 4.32038面 5.32067面 6.6-M8螺纹深20 7.2Φ6锥孔 8.2-M8螺纹

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二.工艺规程设计

2.1 确定毛坯的制造形式

零件材料为HT150，考虑到零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。

夹具体零件材料为 HT150，硬度选用260HBS，毛坯重约1Kg。生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下：

1.320155面

320155面，表面粗糙度为Ra0.8，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=5.0mm.粗铣 单边余量Z=3.0mm 半精铣 单边余量Z=1.5mm 精铣 单边余量Z=0.4mm 磨削 单边余量Z=0.1mm 2.105两侧面及32025面

105两侧面及32025面，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=3.0mm.3.6-Φ9孔、6-Φ13孔

6-Φ9孔、6-Φ13孔的尺寸不大，采用实心铸造。4.32038面

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32019面，表面粗糙度Ra0.8，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=3.0mm.粗铣 单边余量Z=2.0mm 半精铣 单边余量Z=0.5mm 精铣 单边余量Z=0.4mm 磨削 单边余量Z=0.1mm 5.32067面

32067面，表面粗糙度Ra1.6，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=3.0mm.粗铣 单边余量Z=2.0mm 半精铣 单边余量Z=0.8mm 精铣 单边余量Z=0.2mm 6.6-M8螺纹深20 6-M8螺纹深20，螺纹尺寸不大，采用实心铸造。7.2Φ6锥孔

2Φ6锥孔，尺寸不大，采用实心铸造。8.2-M8螺纹

2-M8螺纹，螺纹尺寸不大，采用实心铸造。

9.其它表面均为不加工表面，砂型机器铸造出的毛坯表面就能满足它们的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。

2.2 基面的选择的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，第 4 页

不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。

粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择重要表面为粗基准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面。因此，夹具座以32067的槽作为定位粗基准。

对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。

2.3 制定工艺路线

制订工艺路线的出发点，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成批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。

方案一 工序01：铸造 工序02：人工时效

工序03：粗铣、半精铣、精铣320155面 工序04：铣105两侧面及32025面 工序05：钻6-Φ9孔、扩Φ9孔到Φ13 工序06：粗铣、半精铣、精铣32019面 工序07：粗铣、半精铣、精铣32067面

第 5 页

工序08：钻、攻6-M8螺纹深20 工序09：与件3配作2Φ6锥孔 工序10：钻、攻2-M8螺纹 工序11：磨320155面 工序12：磨32038面 工序13：去毛刺 工序14：检验至图纸要求 工序15：入库 方案二

工序01：铸造 工序02：人工时效

工序03：粗铣、半精铣、精铣320155面 工序04：铣105两侧面及32025面 工序05：粗铣、半精铣、精铣32019面 工序06：粗铣、半精铣、精铣32067面 工序07：钻6-Φ9孔、扩Φ9孔到Φ13 工序08：钻、攻6-M8螺纹深20 工序09：与件3配作2Φ6锥孔 工序10：钻、攻2-M8螺纹 工序11：磨320155面 工序12：磨32038面 工序13：去毛刺 工序14：检验至图纸要求 工序15：入库

方案一与方案二的区别在于钻6-Φ9孔、扩Φ9孔到Φ13加工

第 6 页的先后，孔加工之后为后面工序的加工提供了定位基准，简化了夹具设计，减少了成本，提高了效率，故采用方案一，具体的加工路线如下 工序01：铸造 工序02：人工时效

工序03：粗铣、半精铣、精铣320155面 工序04：铣105两侧面及32025面 工序05：钻6-Φ9孔、扩Φ9孔到Φ13 工序06：粗铣、半精铣、精铣32019面 工序07：粗铣、半精铣、精铣32067面 工序08：钻、攻6-M8螺纹深20 工序09：与件3配作2Φ6锥孔 工序10：钻、攻2-M8螺纹 工序11：磨320155面 工序12：磨32038面 工序13：去毛刺 工序14：检验至图纸要求 工序15：入库

2.4 确定切削用量及基本工时

工序01：铸造 工序02：人工时效

工序03：粗铣、半精铣、精铣320155面 工步一：粗铣320155面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8，第 7 页

ap3.0mm，d060mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

ap3.0mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125663r/min d60按机床标准选取nw＝675r/min

vdnw1000606751000m/min127.2m/min

当nw＝675r/min时

fmfzznw0.24675540mm/r 按机床标准选取fm500mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l13.0mm，l23mm，则机动工时为

tmll1l2320332.415min nwf6750.2工步二：半精铣320155面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8, ap1.5mm，d060mm，v125m/min，z4。

第 8 页

2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

ap1.5mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125663r/min d60按机床标准选取nw＝675r/min

vdnw1000606751000m/min127.2m/min

当nw＝675r/min时

fmfzznw0.24675540mm/r 按机床标准选取fm500mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l11.5mm，l23mm，则机动工时为

tmll1l23201.532.404min nwf6750.2工步三：精铣320155面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8, ap0.4mm，d060mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量

第 9 页

1）决定铣削深度

ap0.4mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125663r/min d60按机床标准选取nw＝675r/min

vdnw1000606751000m/min127.2m/min

当nw＝675r/min时

fmfzznw0.24675540mm/r 按机床标准选取fm500mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l10.4mm，l23mm，则机动工时为

tmll1l23200.432.396min nwf6750.2工序04：铣105两侧面及32025面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合双面刃铣刀，刀片采用YG8, ap3.0mm，d080mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

第 10 页

切削工时：l320mm，l11.5mm，l23mm，则机动工时为

tmll1l23201.531.014min nwf16000.2工步三：精铣32019面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8, ap0.4mm，d060mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

ap0.4mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v10001251592.3r/min d25按机床标准选取nw＝1600r/min

vdnw10002516001000m/min125.6m/min

当nw＝1600r/min时

fmfzznw0.2416001280mm/r 按机床标准选取fm1200mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l10.4mm，l23mm，则机动工时

第 11 页

为

tmll1l23200.431.011min nwf16000.2工序07：粗铣、半精铣、精铣32067面 工步一：粗铣32067面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合三面刃铣刀，刀片采用YG8, ap2.0mm，d0100mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

ap2.0mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X62型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125398.1r/min d100按机床标准选取nw＝375r/min

vdnw10001003751000m/min117.8m/min

当nw＝375r/min时

fmfzznw0.24375300mm/r 按机床标准选取fm300mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l12.0mm，l23mm，则机动工时

第 12 页

为

tmll1l23202.034.333min nwf3750.2工步二：半精铣32067面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合三面刃铣刀，刀片采用YG8, ap0.8mm，d0100mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

ap0.8mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X62型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125398.1r/min d100按机床标准选取nw＝375r/min

vdnw10001003751000m/min117.8m/min

当nw＝375r/min时

fmfzznw0.24375300mm/r 按机床标准选取fm300mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l10.8mm，l23mm，则机动工时为

第 13 页

tmll1l23200.834.317min nwf3750.2工步三：精铣32067面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合三面刃铣刀，刀片采用YG8, ap0.2mm，d0100mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1 为

tmll1l23200.234.309min nwf3750.2工序08：钻、攻6-M8螺纹深20 工步一：钻6-M8螺纹底孔Φ6.8 选用6.8mm高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）

由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得f机0.28mm/r

Vc查16m/min（《切削》表2.15）n1000Vc10007.5r/min351.2r/min D6.8 按机床选取n=375r/min VcDn10006.837510008.（0m/min)

基本工时：tll1l2203.43min0.2514min nf3750.28总的工时：T=6t=1.509min 工步二：攻丝6-M8深20

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选择M8mm高速钢机用丝锥

f等于工件螺纹的螺距p，即f1.25mm/r

Vc机7.5m/min

n1000Vc10007.5r/min341.2r/min D8 按机床选取n=375r/min 基本工时：tll1l2200.63min0.0503min nf3751.25总的工时：T=6t=0.302min 工序09：与件3配作2Φ6锥孔

1、加工条件

加工材料: HT150，硬度200~220HBS，铸件。

工艺要求：孔径d=6mm。通孔，精度H12~H13,用乳化液冷却。机床：选用Z3025钻床和专用夹具。

2、基本工时：tll1l2190.63min0.0482min nf3751.25总的工时：T=2t=0.096min 工序11：磨320155面 工件材料：灰铸铁HT150 加工要求：磨320155面

机床：平面磨床M215A

刀具：砂轮

量具：千分尺（1）选择砂轮

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见《工艺手册》表4.8—2到表4.8—8，则结果为

WA46KV6P350×40×127 其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350×40×127（D×B×d）（2）切削用量的选择

砂轮转速为N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s

轴向进给量fa =0.5B=20mm(双行程)

工件速度Vw =10m/min

径向进给量fr =0.015mm/双行程（3）切削工时

tm 2 L b Zb k1000 v fa f

《工艺手册》

式中L—加工长度，L=320mm Zb——单面加工余量，Zb =0.1mm

K—系数，1.10

V—工作台移动速度（m/min）

fa—— 工作台往返一次砂轮轴向进给量（mm）

fr——工作台往返一次砂轮径向进给量（mm）3201101.10.051.291min tm 

100010200.015工序12：磨32038面 工件材料：灰铸铁HT150 加工要求：磨32038面

机床：平面磨床M215A

刀具：砂轮

量具：千分尺（4）选择砂轮

见《工艺手册》表4.8—2到表4.8—8，则结果为

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WA46KV6P350×40×127 其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350×40×127（D×B×d）（5）切削用量的选择

砂轮转速为N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s

轴向进给量fa =0.5B=20mm(双行程)

工件速度Vw =10m/min

径向进给量fr =0.015mm/双行程（6）切削工时

tm 2 L b Zb k1000 v fa f

《工艺手册》

式中L—加工长度，L=320mm Zb——单面加工余量，Zb =0.1mm

K—系数，1.10

V—工作台移动速度（m/min）

fa—— 工作台往返一次砂轮轴向进给量（mm）

fr——工作台往返一次砂轮径向进给量（mm）3201101.10.051.291min tm 

100010200.015工序13：去毛刺 工序14：检验至图纸要求 工序15：入库

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三、夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。有老师分配的任务，我被要求设计工序10：钻、攻2-M8螺纹的夹具设计，选用机床：Z525立式钻床

3.1、问题提出

本夹具主要用来钻、攻2-M8螺纹，生产批量：中大比量，钻、攻2-M8螺纹与其他面没有任何位置度要求，设计时主要考虑效率上。

3.2 定位基准的选择

以加工后的Φ9孔和320155的端面作为定位基准进行定位。

3.3定位元件的设计

本工序选用的定位基准为二孔、一平面定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对一面两销进行设计。

3.4切削力和夹紧力的计算

1、由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由《切削手册》得：

钻削力 F26Df0.8HB0.6 式（5-2）钻削力矩 T10D1.9f0.8HB0.6 式（5-3）式中：D10.5mm

T1010.51.90.200.81740.646379Nmm

2、夹紧力的计算

选用夹紧螺钉夹紧机 由Nf1f2KF

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其中f为夹紧面上的摩擦系数，取f1f20.2

5F=Pz+G G为工件自重 N

螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为  [s]=3.5~4 取[s]=4 得 120MPa

F3551.4N f1f2s

s4FH2dc22.8 满足要求

1.34Ndc215MPa

经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，3.5:定位误差分析

(1)移动时基准位移误差jy

jyd1D1X1min（式5-5）

式中： d1 ———— 圆柱销孔的最大偏差

D1 ————圆柱销孔的最小偏差

1min ————圆柱销孔与工件Φ9孔最小配合间隙

代入（式5-5）得： jyd1D1X1min=0.019+0-0.015 =0.004（mm）

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(2)转角误差

dD1X1mind2D2X2min tg1

2L（式5-6）

式中： d1 ———— 圆柱销孔的最大偏差

D1 ————圆柱销孔的最小偏差

1min ————圆柱销孔与定位销最小配合间隙

d2 ———— 削边销孔的最大偏差

D2 ———— 削边销孔的最小偏差

X2min ———— 削边销定位孔与定位销最小配合间隙

其中：X2min2(LxLgX1min)2 则代入（式5-6）得：

tg0.01900.0150.01500.010.0000622

247则： 0.00006219

3.6夹具设计及简要操作说明

本工件采用圆柱销定位，通过圆柱销和工件的过盈配合来固定工件，通过一削边销防止工件转动，这们工件被完全定位。这样操作更加简单，迅速，特别适合大批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求

装配图附图如下：

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夹具体附图如下

第 21 页

总 结

课程设计即将结束了，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，为我们踏入毕业设计打下了好的基础。

课程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，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。

第 22 页

致 谢

这次课程设计使我收益不小，为我今后的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课程设计。

这次课程设计成绩的取得，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，他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。

第 23 页

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

夹具设计毕业设计 篇2

目前,市场竞争越来越激烈,这样产品的质量在竞争中至关重要,而保证产品质量的检具、量具、刀具等尤为重要,特别是检具及部分夹具中要求的“校对规”或“校准件”的精度更为重要。从车间制造的“校对规”来看,结构繁杂,种类繁多(不下三四十种),外径尺寸从100mm至380 mm,锥角从几度到80多度。简单结构如图1。

经过几轮的试制,发现以下问题。

(1)机床费事、费时。以被动齿轮的检具“标准件”为例加以说明,如图2。

每一种校准件在磨削加工前,根据K尺寸的大小来确定是否更换砂轮。若K尺寸大,需更换新砂轮,之后再根据锥角的大小,调整砂轮磨削面与卡盘中心线之间的夹角,因为校准件锥角公差为±1′,而机床刻度盘最小精度为1°,这样调整机床就特别费事、费时。

(2)磨削加工难度高。

机床调整好以后,在进行磨削校准件锥面的过程中,操作者无法精确地自检出校准件的锥角,必须送计量室检测,然后根据检测结果,凭操作者的经验来“微调”机床的角度。这样,反复“微调”直到磨削出合格的锥角为止。但存在一个困难,砂轮磨钝后需重新调整锥角,因为每一次调整位置不可能完全一致,因此就不得不反复进行微调。

(3)很难保证图纸要求。

在磨削加工校准件的锥角时,由于角度“微调”是凭操作者的实践经验,而图纸要求精度为±1′,这样就很难保证图纸的锥度要求;另外,在修砂轮时,没有专用夹具,是操作者用手修的,这样修出的砂轮磨削面凹凸不平,磨削加工出的锥面的粗糙度也就达不到图纸要求。

(4)加工周期长。主要表现:

准备工作周期长,更换砂轮,平衡砂轮,试运转;在加工过程中需多次“微调”,多次计量检测,多次装卸工件。

2 分析解决问题

考虑到产品要求的时间紧迫,车间决定对该类产品进行工艺攻关,提出了设计专用工装、扩大机床功能的方案。

万能外圆磨床存在磨削最大外径为310 mm、锥角最小刻度为1°、也没有“微调”机构等问题。而内圆磨床不存在上述问题,因此决定对内圆磨床进行专用夹具的设计。经过使用改进,最终制造出满足要求的专用夹具,如图3。

3 专用夹具的优点

(1)操作简单,使用方便,降低了机床调整的难度。

(2)修出的成型砂轮磨成的校准件完全达到图纸要求。

(3)在使用过程中,降低了加工难度,提高了生产效率。

试论机床夹具设计 篇3

【关 键 词】机床 夹具 经济 设计

【中图分类号】TG751【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0182-02

在机械加工的过程中，为了能够保证工件的加工精度，使之相对于机床、刀具占有确定的位置，并能迅速可靠地夹紧工件，以接受加工或检测的工艺装备称为机床夹具，简称夹具。夹具设计中主要要基于夹具的特点，从夹具体、定位元件、夹紧装置、联接元件、对刀或导向元件、其他装置或元件以及标准化了的其他联接元件中设计。

1、机床夹具设计的必要

机床夹具是在机床上用以定位装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，保证加工精度、提高劳动生产率、扩大机床的使用范围和保证生产安全，因此，机床夹具在机械制造中占有很重要的地位。随着现代机械加工的日趋完善和各种高精加工机床的出现，这要求与之配套的机床附件更加精确和可靠，而机床夹具的性能直接影响加工工件的安装、定位及制造精度。因此，良好的机床夹具设计是保证高精度机床加工的前提条件。

2、机床夹具设计

2.1 高精、高效

为了提高机床的加工精度，机床夹具应具有较高的定位安装精度和转位、定位精度。工件在夹具的定位实际上包括工件在夹具上的定位和夹具在机床上的定位两个方面。设计中常用的定位方法与定位元件如下。

2.1.1工件以平面定位

平面定位的主要形式是支承定位。夹具上常用的支承元件有以下几种：

1）固定支承。固定支承有支承钉和支承板两种形式。

2）可调支承。支承点位置可以调整的支承称为可调支承。当工件定位表面不规整以及工件批于批之间毛坯尺寸变化较大时，设计中使用可调支承。有时，可调支承也可用作成组夹具的调整元件。

3）自位支承。自位支承在定位过程中，支承本身可以随工件定位准面的变化而自动调整并与之相适应。自位支承一般只起一个自由度的定位作用，即一点定位，毛坯表面、断续表面、阶梯表面的定位以及有角度误差的平面定位，设计中多采用自位支承。

4）辅助支承。辅助支承是在工件定位后才参与支承的元件，它不起定位作用，设计中可选择相对廉价的材料。

夹具设计中，选择不同支承定位，要根据不同的设计课题入手， 从怎样限制零件的自由度；怎样夹紧；设计的夹具怎样排削；怎样使夹具使用合理，便于装卸等几方面综合考虑。

在加工回转体类工件时，要考虑夹具的可靠及通用性，使用可调支承加工不同尺寸的相似工件，这样可以使夹具最大范围地发挥其使用和通用性。而在选择定位支承时，可以根据不同工件定位面来选取。

2.1.2 工件以圆柱孔定位

工件以圆柱孔定位大都属于定心定位（定位基准为孔的轴线）， 夹具上相应的定位元件是心轴和定位销。

2.1.3 工件以心轴定位

心轴的结构形式很多，工件安装时轻轻敲入或压入，通过孔和心轴接触表面的弹性变形来夹紧工件。设计中使用小锥度心轴定位可获得较高的定位精度。除了刚性心轴以外，在生产中为安装夹紧方便可采用弹性心轴，液塑心轴，自动定心心轴等。这些心轴在工件定位的同时将工件夹紧，使用起来很方便。

2.1.4 工件以定位销定位

定位销与夹具体的连接可采用过盈配合，也可采用间隙配合。 设计中当要求孔销配合只在一个方向上限制工件自由度时，可使用菱形销，工件也可用原柱销定位。

2.1.5 工件以外圆表面定位

工件以外圆表面定位有两种形式，一种是定心定位，一种是支承定位。工件以外圆表面定位的情况与工件与圆柱孔定位的情况相仿， 只是用套筒或卡盘代替心轴或柱销，以锥套代替了锥销。

工件以外圆表面支承定位设计中优先选择V形块。因为V形块对中性好，是可用于非完整外圆表面的定位。V形块两斜面之间的夹角一般取60°，90°和120°，设计中以90°为主，90°夹角V形块结构已标准化。

2.1.6 工件以其他表面定位

工件除了以平面、圆孔和外圆表面定位外，设计中也可以锥孔定位，以渐开线齿面定位。

2.1.7 快速装夹工件，提高机床的生产效率

设计中要以各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动、液压夹紧和多件装夹的夹具等为主，并要根据装夹要求选择不同的夹具附件，如对切削时间较长的工件夹紧，选择液压夹具时应在夹紧系统中附加储能器，以防止泄液；若对自锁性要求较严格时，则多选择快速螺旋夹紧机构，并利用高速风动扳手辅助安装。

夹紧装置是夹具的重要组成部分。在设计夹紧装置时，应满足以下基本要求：

1）在夹紧过程中应能保持工件定位时所获得的正确位置。夹紧应可靠和适当。夹紧机构一般要有自锁作用，保证在加工过程中不会产生松动或振动。夹紧工件时，不允许工件产生变形和表面损伤。

2）夹紧装置应操作方便、省力、安全。

3）夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生产批量和生产方式相适应。结构设计应力求简单、紧凑，并尽可能采用标准化元件。

2.1.8 夹具应有良好的机动性和安全可靠性

夹具设计不但要保证加工精度、提高劳动生产率、扩大机床的使用范围，而且应有良好的机动性和安全可靠性，保证生产安全。

2.2 模块、组合

夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD/CAM、CAXA、Pro＼E等技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。模块化夹具与组合夹具之间有许多共同点。它们都具有方形、矩形和圆形基础件。在基础件表面有坐标孔系。两种夹具的不同点是组合夹具的万能性好，标准化程度高；而模块化夹具则为非标准的，一般是为本企业产品工件的加工需要而设计的。

2.3 通用、经济

夹具设计要大力提倡标准化、系列化的通用性设计，这样，才能提高设计质量，缩短设计周期，降低设计成本，提高其设计制造水平和质量，从而使夹具行业的整体劳动生产率得到提高。

3、结论

夹具设计中采用高精、高效、模块、组合、通用经济方向发展的思路，在组合夹具行业加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，充分利用现代信息和网络媒体，引进技术，争取合资与合作，与时俱进地创新和发展夹具技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。

参考文献

[1] 胡建新.机床夹具[M].中国劳动社会保障出版社，2001

[2] 冯道.机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册[M].安徽文化音像出版社，2003

毕业夹具设计开题报告 篇4

拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的啮合，用来推动变速器齿轮，改变齿轮位置的工具，通过将齿轮改变位置来改变齿比，以达到变速的目的，变速器的齿轮都是装在主轴和副轴上，通过拨叉来推动它们的前进或后退，就可以改变齿比。高度发达的制造业和先进的制造技术，已成为衡量一个国家实力和技术水平的重要标志之一，成为一个国家在竞争激烈的国际市场上获胜的关键因素。

机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品质、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求，企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。

二、国内外研究现状及发展趋势(含文献综述)

夹具的发展200已经有多年的历史，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。第二阶段，随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床―工件―工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这一阶段夹具发展的主要特点是高效率。第三阶段，在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。

三、本课题研究内容

(1)、设计内容：制订年产5000台ca6140机床拨叉80-08的加工工艺;

(2)、设计零件的加工夹具;

内容：提交夹具装配图、零件图、加工工艺卡片、设计说明书及精度分析等相关设计分析结果。

四、本课题研究方法

工序的划分和定位基准的选择，在开始的时候，要认真分析零件图，了解拨叉的结构特点和技术要求。加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，注意零件各孔系自身精度(同轴度，圆度，粗糙度等)和它们的相互位置精度，采用autocad软件绘制零件图，一方面增加我们对零件的了解认识，另一方面增加我们对autocad软件的熟悉。

工序的划分确定加工顺序和工序内容，安排工艺的加重和分散程度，划分工序阶段，与生产纲领有密切联系，具体可以根据生产类型，零件的结构特点，技术要求和机床设备。定位基准的选择根据粗基准的选择原则：遵循基准同意，基准重合。

夹具设计要确定工件定位是否正确，定位精度是否满足要求，工件夹紧是否可靠等等。工件在夹具中的定位精度，主要是定位基准是否与工序基准重合，定位基准与定位元件的配合状况等因素有关，可提高夹具的制造精度，减少配合间隙，就能提高夹具在机床上的定位精度，夹具中出现过的定位时，可通过撤销多余定位元件，使多余定位元件失去限制重复自由度的能力，增加定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决，夹紧必须可靠，但夹紧力不可过大，一面工件或夹具产生过大变形，可采用多点夹紧或在工件刚性薄弱部位安放适当的辅助支撑，夹具的设计必须要保证夹具的定位准确的机构合理，考虑夹具的定位误差和安装误差。我们将通过对工件与夹具的认真分析，结合一些夹具的具体设计事例，查阅相关的夹具设计资料，联系在工厂看到的一些加工的夹具来解决这些问题。

五、研究目标、主要特色及工作进度

(一)、研究目标、主要特色：

①能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制定工艺流程等等问题的方法。

②通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。

③课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强自己的解决工程实际问题的能力。

(二)、工作进度：

①调研，收集资料，查阅相关文献，了解拨叉的基本结构。

②掌握机械加工工艺设计的基本思路，初步拟定拨叉零件的工艺过程，完成开题报告。

③总结前期工作，分析拨叉的作用并绘制零件图。

④加工方案论证;确定加工工艺;编制零件的机械制造工艺规程和机械加工工艺卡片。

⑤设计关键工序的夹具，绘制夹具装配图和只要零件工作图。

⑥通过与老师讨论，对零件的主要技术条件进行分析，对制定的工艺规程进行修改和完善。

⑦总结前面的工作，开始撰写论文。

⑧完成论文初稿，与老师交流，修订初稿。

⑨终稿完成，打印装订，准备答辩。

1.毕业设计开题报告

2.毕业设计开题报告

3.包装设计毕业开题报告

4.毕业论文开题报告设计

5.高校毕业设计开题报告

6.毕业设计主题开题报告

7.毕业设计开题报告格式

8.土建毕业设计开题报告

9.室内设计毕业设计开题报告

夹具毕业设计说明书 篇5

毕业设计是学生在学校完成了大学四年的全部课程，并在进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，也是学生在校学习阶段的最后一个重要的教学环节，是完成工程师基本训练的一个必不可少的过程。通过毕业设计培养学生综合运用所学知识独立解决本专业一般工程技术问题的能力，树立正确的设计思想和工作作风。

毕业设计是在毕业实习的基础上进行的，根据自己的设计课题，在毕业实习期间认真调查研究、搜索资料。

本次设计是提高CA6140车床上拨叉的加工效率，设计正确的加工工艺路线，以及某道工序的夹具。这次设计涉及到机床，机械加工工艺，工装夹具等机制专业的几乎所有的专业基础知识。是一次全面地，系统地检查自己在大学期间对专业知识学习的情况，在整个设计过程中做到严谨认真，一丝不苟的精神，尽量使自己的设计达到理想的水平，通过独立的查找资料，分析，计算完成方案设计，图纸设计和编写技术文件等，设计了这套比较完整的加工工艺路线，使自己对机制专业有了更深刻的认识。

由于时间短促，经验不足以及水平有限，本次设计难免许多不妥和错误之处，敬请批评指正，以便及时改正。

1.零件分析

1.1 零件的作用

题所给的是CA6140车床上的拨叉，它位于车床变速机构中，主要起换挡作用，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩。零件上方的Φ20mm的孔与操作机构相连，下方的Ф50mm的半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触，通过上方的力拨动下方的齿轮变速，两零件铸造为一体，加工时分开。

1.2 零件的工艺分析

CA6140车床上的拨叉共有两处加工表面。其间有一定的位置要求，分述如下： 1.2.1 以Ф20mm为中心的加工表面

这一组加工表面包括：Ф20mm的孔，以及其上下表面，孔壁上有一个装配时要钻铰的Ф8mm的锥孔，一个M6的螺纹孔，和一个缺口。1.2.2 以Ф50mm为中心的加工表面

这一组加工表面包括：Ф50mm的孔，以及其上、下端面； 这两组表面有一定的位置要求；

（1）Ф50mm的孔的上、下表面与Ф20的孔的垂直度误差为0.07mm。（2）Ф20mm的孔的上、下表面与Ф20的孔的垂直度误差为0.05mm。

（3）Ф50mm、Ф20mm的孔的上、下表面以及Ф50mm的孔的内表面的粗糙度误差为3.2um。

（4）Ф20mm的孔的内表面的粗糙度误差为1.6um，精度为IT7。

2.工艺规程设计

2.1 毛坯的制造形式

零件材料为HT200，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故

选

择

铸

件

毛

坯。

图一 毛坯图

2.2 基准面的选择

2.2.1 粗基准的选择 对零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，而对若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准，根据这个基准原则，现取Ф20mm的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个短V形块支承两个Ф20mm孔的外轮廓作主要定位面，以消除3个自由度，再用一个支承板支撑在Ф72mm的上表面，以消除3个自由度。

2.2.2 精基准的选择 主要应考虑基准重合问题。当设计基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。

2.3 制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，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中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

1、工艺路线方案一：

工序一：退火

工序二：粗、精铣Ф20 mm、Ф50 mm的下表面，保证其粗糙度为3.2 um 工序三：以Ф20 mm的下表面为精基准，粗、精铣Ф20 mm的孔的上表面，保证其粗糙度为3.2 um,其上、下表面尺寸为30mm，工序四：以Ф20 mm 的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰Ф20 mm的孔，保证其内表面粗糙度为1.6 um，垂直度误差不超过0.05mm 工序五：以Ф20 mm的下表面为精基准，粗、半精镗Ф50 mm的孔，保证其内表面粗糙度为3.2 um 工序六；以Ф20 mm的下表面为精基准，粗、精铣Ф50 mm的上表面，保证其与孔的垂直度误差不超过0.07mm，其上、下表面尺寸为12mm 工序七：铣断

工序八：以Ф20 mm的孔为精基准，钻Ф8 mm的锥孔的一半Ф4 mm，装配时钻铰

工序九：以Ф20mm的孔为精基准，钻Ф5mm的孔，攻M6的螺纹

工序十：以Ф20 mm的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为12.5um 工序十一：检查

上面的工序可以是中批生产，但是其效率不高，并且工序四中的钻孔方法在钻孔是可能会偏离中心。经综合考虑，采用下面的方案二。

工艺路线方案二：

工序一；退火

工序二：粗、精铣Ф20 mm、Ф50 mm的下表面，保证其粗糙度为3.2 um 工序三：以Ф20 mm的下表面为精基准，粗、精铣Ф20 mm、Ф50 mm的孔的上表面，保证其粗糙度为3.2 um，Ф20 mm的上、下表面尺寸为30mm，Ф50 mm的上、下表面尺寸为12mm 工序四：以Ф20 mm 的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰Ф2 0 mm的孔，保证其内表面粗糙度为1.6 um，垂直度误差不超过0.05 mm 工序五：以Ф20 mm 的下表面为精基准，粗、半精镗Ф50 mm的孔，保证其

内表面粗糙度为3.2 um 工序六：铣断

工序七：以Ф20 mm的孔为精基准，钻Ф8 mm的锥孔的一半Ф4 mm，装配时钻铰

工序八：以Ф20 mm的孔为精基准，钻Ф5 mm的孔，攻M6的螺纹

工序九：以Ф20 mm的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为12.5 um 工序十：检查

2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“CA6140车床拨叉”零件的材料为HT200硬度为190~210HB，毛坯重量为2.2Kg,生产类型为中批量，铸件毛坯。又由<<机械制造工艺设计简明手册>>（以下称〈〈工艺手册〉〉表1.3-1查得毛坯的制造方法采用壳模铸造级，表2.2-4查得加工余量等级为G级，选取尺寸公差等级为CT10。

根据以上资料及路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯如下：

1、延轴线方向长度方向的加工余量及公差（Ф20mm、Ф50mm端面）查《工艺手册》表2.2~4取Ф20mm、Ф50mm端面长度余量为2.5mm(均为双边加工)。铣削加工余量为：a)粗铣：1.5mm b)精铣：1mm 毛坯尺寸及公差为：（35土0.3）mm（17土0.25）mm

2、内孔（Ф50mm已铸成孔）查《工艺手册》表2.2~2.5，取Ф50mm已铸成长度余量为3mm，即已铸成孔Ф44mm。

镗削加工余量为：a)粗镗：2mm b)半精镗：1mm

0.50毛坯尺寸及公差为：（48土0.3）mm（500.25）mm

3、其他尺寸直接铸造得到。

2.5 确定切削用量及基本工时

2.5.1 工序二：粗、精铣孔Ф20mm、Ф50mm的下表面

（1）加工条件

工件材料：HT200。бb=0.16GPa HBS=190~210，铸件 机床：XA5032立式铣床

刀具；W18Cr4V硬质合金端铣刀

W18Cr4V硬质合金端铣刀，牌号为YG6，由《切削用量简明手册》〉后称《切削手册》表3.1查得铣削宽度ae<=60mm,深度ap<=4,齿数Z=10时，取刀具直径do=80mm。又由《切削

o手册》表3.2选择刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角a’o=8,刀齿斜角λs=-10,主刃Kr=60o,过渡刃Krε=30o,副刃Kr’=5o,过渡刃宽bε=1mm

(2)切削用量

1）粗铣Ф20mm的下表面

a)切削深度 因切削用量较小，故可以选择ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需尺寸。b)每齿进给量：由《切削手册》表3.30可知机床的功为7.5KW，查《切削手册》表3.5可得f=0.14~0.24mm/z,由于是对称铣，选较小量f=0.14mm/z c)查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为（1.0~1.5）mm 查《切削手册》表3.8, 寿命T=180min d)计算切削速度 按《切削手册》表3.27中的公式：

vccvdoqvkmprv

Tapxvfzyvuvaez也可以由表3.16查得vc=98mm/s n=439r/min vf =490mm/s 又根据XA5032铣床参数，选 n=475r/min vf =600mm/s，则实际的切削速度为：

doncvc

1000

即vc=3.1480475=119.3m/min,实际进给量为：

1000fzv即fzv=

vfcncz

600=0.13mm/z 47510e)校验机床功率 查《切削手册》表3.24，Pcc=1.1KW,而机床所提供的功率Pcm为1.7KW，所以Pcm> Pcc,故校验合格。

最终确定ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/min vc=119.3m/min fz=0.13mm/z f)计算基本工时

tmL Vf公式中： L=l+y+Δ；根据《切削手册》表3.26，可得 l+Δ=12mm,所以L=l+y+Δ=32+12=44mm 故 tm=44/600=0.073min 2)粗铣Ф50mm的下表面

a)铣削Ф50mm的下表面与铣削Ф20mm的下表面的相关参数及其用量等都相同。即

ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/s vc=119.3m/min fz=0.13mm/z b)计算基本工时

tmL Vf公式中： L=l+y+Δ；根据《切削手册》表3.26，可得 l+Δ=0所以L=l+y+Δ=72mm 故 tm=72/600=0.12min 3)精铣孔Ф20mm的下表面

a)切削深度 因切削用量较小，故可以选择ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需尺寸 b)每齿进给量：由《切削手册》表3.30可知机床的功为7.5KW，查《切削手册》表3.5可得f=0.5~0.7mm/r，由于是对称铣，选较小量f=0.7mm/r c)查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为（1.0~1.5）mm 查《切削手册》表3.8, 寿命T=180min d)计算切削速度 按《切削手册》表3.27中的公式：

cvdoqvvcmkprv

Tapxvfzyvuvaez也可以由表3.16查得vc=124mm/s vf =395mm/min n=494r/min,根据XA5032铣床参数，选 n=475r/min vf =375mm/min , 则实际的切削速度为

doncvc

10003.1480475所以vc==119.3m/min,实际进给量

1000fzv所以fzv= 375=0.08mm/z 47510vfcncz

e)校验机床功率 查《切削手册》表3.24，Pcc=1.1KW,而机床所提供的功率Pcm为1.7KW，所以Pcm> Pcc,故校验合格。

最终确定ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/min f)计算基本工时

tmL Vf6

公式中： L=l+y+Δ；根据《切削手册》表3.26，可得 l+Δ=80mm, 所以L=l+y+Δ=32+80=112mm 故 tm=112/375=0.3min 2)精铣Ф50mm的下表面

a)铣削Ф50mm的下表面与铣削Ф20mm的下表面的相关参数及其用量等都相同。即 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/m b)计算基本工时

tmL Vf公式中： L=l+y+Δ；根据〈〈切削手册〉〉表3.26，可得 l+Δ=80mm所以L=l+y+Δ=72+80=152mm 故 tmL=152/375=0.405min Vf2.5.2 工序三：粗、精铣孔Ф20mm、Ф50mm的上表面

本工序的切削用量及基本工时与工序一中的粗、精铣孔Ф20mm、Ф50mm的下表面相同。

2.5.3 工序四：钻、扩、铰、精铰Ф20mm的孔

（一）钻Ф18mm的孔（1）加工条件

工艺要求：孔径d=18mm, 孔深l=30mm,通孔，用乳化液冷却

机床 ：Z535型立式钻床

刀具 ：高速钢麻花钻头

选择高速钢麻花钻头，其直径do=18mm,钻头几何形状为：由《切削手册》表2.1及表2.2 选修磨横刃，β=28o αo=10o 2Φ=118o 2Φ1=70o bε=3.5mm b=2mm l=4mm(2)切削用量 1)决定进给量f a)、按加工要求决定进给量 根据《切削手册》表2.7，当铸铁的强度 бb<=200HBS do=18mm时，f=0.70~0.86mm/r 由于L/d=30/18=1.67<3,故取修正系数K=1 所以 f=(0.70~0.86)x1=(0.70~0.86)mm/r b)按钻头强度决定进给量 根据表2.8，当бb=190MPa,do=18mm,钻头强度允许的进给量f=1.6mm/r c)按机床进给机构强度决定进给量 根据表2.9，当бb210MPa,do20.5mm,机床进

给机构允许的轴向力为11760N（Z535钻床允许的轴向力为15696N（见《工艺设计手册》表4.2-14）时，进给量为1.5mm/r。

从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.70~0.86mm/r，根据Z535钻床说明书，选f=0.80mm/r（见《工艺设计手册》表4.2-16），又由《切削手册》表2.19可以查出钻孔时的轴向力，当f=0.80mm/r do<=21mm时，轴向力Ff=7260N 轴向力的修正系数为1.0，故Ff=7260N 根据Z535钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=15696N，由于Ff

由《切削手册》表2.12，当do<=18 mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.5~0.8）mm,寿命T=60min 3)决定切削速度 由《切削手册》表2.15可知f=0.80mm/r时，双修磨横刃的钻头，do=18 mm时，Vt=17m/min 切削速度的修正系数由《切削手册》表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85 所以 V=VtxKv=17x1.0x1.0x1.0x0.85=14.4m/min

n1000V do

100014.4=255r/min 3.1418根据Z535钻床说明书,可考虑选择nc=275r/min(见《工艺设计手册》表4.2-15)所以n=4）检验机床扭转及功率

根据《切削手册》表2.21，当f<=0.8mm/r，do<=19 mm时 Mc=51.99N.m, 根据Z535钻床说明书,当nc=275r/min，Mm> Mc

又根据《切削手册》表2.23，当бb=(170~213)MPa

do<=20mm f<=0.9mm/r vc<=17.4m/min时 Pc=1.7KW 根据Z535钻床说明书, Pc

tmL nf8

L=l+y+Δ 由《切削手册》表2.29查得y+Δ=9mm 309故 tm=0.18min 2750.8

（二）扩Ф19.8mm的孔（1）加工条件

工艺要求：孔径d=19.8mm, 孔深l=30mm,通孔，用乳化液冷却

机床 ：Z535型立式钻床

刀具 ：高速钢扩孔钻头

选择高速钢扩孔钻头，其直径do=19.8mm,钻头几何形状为：由《切削手册》表2.5 ro=18o ao=10o kr=60o krε=30o β=15o ba1=1mm(2)切削用量 1)决定进给量f a)、按加工要求决定进给量 根据《切削手册》表2.10，当铸铁的强度 бb200HBS

do=19.8mm时，f=(0.9~1.1)mm/r 由于L/d=30/19.8=1.52 因扩孔之后还须铰孔，故取修正系数K=0.7 所以 f=(0.9~1.1)x0.7=(0.63~0.77)mm/r b)按钻头强度决定进给量 根据表2.8，当бb=190MPa,do=19.8mm,钻头强度允许的进给量f=1.75mm/r c)按机床进给机构强度决定进给量 根据表2.9，当бb210MPa,do20.5mm,机床进给机构允许的轴向力为11760N（Z535钻床允许的轴向力为15696N（见《工艺设计手册》表4.2-14）时，进给量为1.5mm/r。

从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=（0.63~0.77）mm/r，根据Z535钻床说明书，选f=0.64mm/r（见《工艺设计手册》表4.2-16），又由《切削手册》表2.19可以查出钻孔时的轴向力，当f=0.64mm/r do<=21mm时，轴向力Ff=6080N 轴向力的修正系数为1.0，故Ff=6080N 根据Z535钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=15696N，由于Ff

由《切削手册》表2.12，当do<=19.8 mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.6~0.9）mm,寿命T=30min 3)决定切削速度 由《切削手册》表2.30中的公式：

cvdozvvcmxvTapfyvkv

可知f=0.64mm/r时，do=19.8 mm时，Vt=27m/min 切削速度的修正系数由《切削手册》表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85 所以 V=VtxKv=27x1.0x1.0x1.0x0.85=23m/min

n1000V don=100023=370r/min 3.1419.8根据Z535钻床说明书,可考虑选择nc=375r/min(见《工艺设计手册》表4.2-15)4）检验机床扭转及功率

根据《切削手册》表2.21，当f<=0.8mm/r，do<=21 mm时 Mc=73.57N.m, 根据Z535钻床说明书,当nc=375r/min，Mm> Mc

又根据《切削手册》表2.23，当бb=(170~213)MPa do<=20mm f<=0.75mm/r vc<=20m/min时 Pc=1.7KW 根据Z535钻床说明书, Pc

tm L=l+y+Δ 由《切削手册》表2.29查得y+Δ=10mm 3010故 tm=0.13min 3750.8(三)粗铰Ф19.94mm的孔（1）加工条件

工艺要求：孔径d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔

机床 ：Z535型立式钻床

刀具 ：高速钢铰刀

L nf 选择高速钢铰刀，其直径do=19.94mm,钻头几何形状为：由《切削手册》表2.6 ro=18o ao=10o kr=60o krε=30o β=15o ba1=1mm(2)切削用量 1)决定进给量f 根据《切削手册》表2.11，当铸铁的强度

б

b

170HBS

do=19.94mm时，f=(1.0~2.0)mm/r，又由于粗铰之后还要精铰，所以应该选最大的进给量 即 f=2.0mm/r

2）决定钻头的磨钝标准及寿命

由《切削手册》表2.12，当do<=20 mm时，铰刀后刀面最大磨钝量取为（0.4~0.6）mm,寿命T=60min 3)决定切削速度 由《切削手册》表2.30中的公式

cvdozvvcmxvTapf可知，vc=7.7m/min 切削速度的修正系数由《切削手册》表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85 所以 V=VtxKv=7.7x1.0x1.0x1.0x0.85=6.55mm/min

nyvkv

1000V do10006.55=105r/min 3.1419.94根据Z535钻床说明书,可考虑选择nc=140r/min(见《工艺设计手册》表4.2-15)所以n=4）检验机床扭转及功率

根据《切削手册》表2.21，当f<=2.0mm/r，do<=21 mm时 Mc=137.7N.m, 根据Z535钻床说明书,当nc=140r/min，Mm> Mc

又根据《切削手册》表2.23，当бb=(170~213)MPa

do<=20mm f<=2.0mm/r vc<=10m/min时 Pc=1.7KW 根据Z535钻床说明书, Pc

tm

L=l+y+Δ 由《切削手册》表2.29查得y+Δ=10mm 3010故 tm=0.14min 1402.0(四)精铰Ф20mm的孔（1）加工条件

L nf 工艺要求：孔径d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔，精度等级为IT7 机床 ：Z535型立式钻床

刀具 ：高速钢铰刀

选择高速钢铰刀，其直径do=20mm：钻头几何形状为：由《切削手册》表2.6 ro=0 ao=7o a1=18o（2）切削用量 1)决定进给量f 根据《切削手册》表2.11，当铸铁的强度 бb170HBS do=20mm,加工精度要求为H7精度时，f=(1.0~2.0)mm/r，由于这是粗铰之后的精铰，所以应该选中等的进给量 即 f=1.5mm/r 2）决定钻头的磨钝标准及寿命

由《切削手册》表2.12，当do<=20 mm时，铰刀后刀面最大磨钝量取为（0.4~0.6）mm,寿命T=60min 3)决定切削速度 由《切削手册》表2.30中的公式

cvdozvvcmxvTapf可知，vc=9.64m/min 切削速度的修正系数由《切削手册》表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85 所以 V=VtxKv=9.64x1.0x1.0x0.85 x1.0=8.2m/min

nyvkv

1000V do10008.2=131r/min 3.1420根据Z535钻床说明书,可考虑选择nc=140r/min(见《工艺设计手册》表4.2-15)所以n=4）检验机床扭转及功率

根据《切削手册》表2.21，当f<=1.6m do<=21 mm 时 Mt=125.6Nm 扭矩的修正系数均为1.0，故Mc=125.6 Nm 又根据《切削手册》表2.23，当бb=(170~213)MPa

do<=20mm f<=1.5mm/r vc<=10m/min时 Pc=1.5KW 根据Z535钻床说明书, Pc

tm L=l+y+Δ 由《切削手册》表2.29查得y+Δ=10mm 3010故 tm=0.19min 1401.52.5.4 工序五：粗、精镗Ф50 mm的孔（1）粗镗Ф48mm孔 1）加工条件

工艺要求：孔径d=44mm的孔加工成d=48mm,通孔

机床 ：T616镗床

刀具：YG6的硬质合金刀

L nf 刀具为YG6的硬质合金刀，且直径为20mm的圆形镗刀（2）切削用量 a)确定切削深度ap 4844 ap==2mm 2b)确定进给量f 根据《切削手册》表1.5 当粗镗铸铁，镗刀直径为20mm, ap<=2mm, 孔径d<=50mm,镗刀伸长长度l<=100mm时 f=0.40~0.60mm/r 按T616机床进给量（《工艺设计手册》表4.2-21）选f=0.58mm/r c)确定切削速度 v 按 《切削手册》表1.27和表1.28

vcvTmapxvfyvkv

其中：cv=158 xv=0.15 yv=0.40 m=0.20 T=60min KTv=1.0 Kmv=1.0 Ksv=0.8 Ktv=1.0 K= KTvx Kmvx Ksvx Ktv=1.0x1.0x0.8x1.0=0.8 1580.8=62.4m/min 所以 v0.20.156020.580.40100062.4 n=414r/min 3.1448又按T616机床上的转速 选n=370r/min d)确定粗镗Ф48mm孔的基本时间

选镗刀的主偏角xr=45o 则 l1=3.5mm l2=4mm l=12mm l3=0 又f=0.58mm/r

n=370r/min i=1

tm3.51241=0.09min 0.58370(2)半精镗Ф50mm的孔

ll1l2l3i

nf所以tm1）加工条件

工艺要求：孔径d=48mm的孔加工成d=50mm,通孔

机床 ：T616镗床

刀具：YG6的硬质合金刀

刀具为YG6的硬质合金刀，且直径为20mm的圆形镗刀 2）切削用量 e)确定切削深度ap 5048 ap==1mm 2f)确定进给量f 根据《切削手册》表1.5 当粗镗铸铁，镗刀直径为20mm, ap<=2mm, 孔径d<=50mm,镗刀伸长长度l<=100mm时 f=0.40~0.60mm/r 按T616机床进给量（《工艺设计手册》表4.2-21）选f=0.41mm/r g)确定切削速度 v 按 《切削手册》表1.27和表1.28

vcvTmapxvfyvkv

其中：cv=158 xv=0.15 yv=0.40 m=0.20 T=60min KTv=1.0 Kmv=1.0 Ksv=0.8 Ktv=1.0 K= KTvx Kmvx Ksvx Ktv=1.0x1.0x0.8x1.0=0.8 1580.8=78.9m/min 所以 v0.20.150.406010.41100078.9 n=503r/min 3.1450又按T616机床上的转速 选n=370r/min h)确定半精镗Ф50mm孔的基本时间

选镗刀的主偏角xr=45o 则 l1=3.5mm l2=4mm l=12mm l3=0 又f=0.58mm/r n=370r/min i=1

tm3.51241=0.13min 0.41370 2.5.5 工序六：铣断 tmll1l2l3i

nf1）加工条件

工件尺寸：长72mm 深12mm 加工要求：将双体铣开

刀具： 选高速钢细齿圆锯片刀 由《工艺设计手册》表3.1-27可得，又由（《金属切削手册》第三版）表6-7 B=4mm do=160mm Z=50 d=32mm ro=10o ao=16o 2)切削用量

a)决定每齿进给量fz 查《切削手册》表3.4可得 fz=(0.03~0.02)x(1+40%)=(0.042~0.028)mm/z 由于是对称铣 取f=0.028mm/z b)后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7后刀面最大磨损为：（0.15~0.20）mm 查《切削手册》表3.8 寿命T=150min c)计算切削速度

按《切削手册》表3.27中的公式

vc可得vc=76.7m/min 100076.7n=153r/min 160根据XA6132铣床 选主轴转速为 n=150r/min

cvdoqvKv mpvTapxvfzyvuvaeZ所以实际的切削速度为 v=75.36 m/min 工作台每分钟进给量为： fmz=0.026x50x150=195mm/min 又根据XA6132铣床的参数，取工作台进给量为190mm/z

190则：实际的进给量为fz==0.025mm/z

50150d)校验机床功率

由《切削手册》表3.28中的计算公式可知：

pc=Fc=

Fcv 1000yCFapxFfzFaeuFZdoqFnwFkFc

式中 CF=30 xF=1.0 yF=0.65 uF=0.83 wF=0 qF=0.83 所以计算得

FvFc=163.5N Pc=c=4.8kw

1000XA6132铣床主动电机的功率为7.5KW，故所选的切削用量可以采用 最终确定 vf=190mm/min n=150r/min v=75.36m/min e)计算基本工时

tmL Vf公式中： L=l+y+Δ；根据《切削手册》表3.26，可得 l+Δ=0所以L=l+y+Δ=22mm 故 tmL=22/190=0.12min Vf2.5.6 工序七： 钻锥孔Ф8mm的一半Ф4mm（1）加工条件

工艺要求；孔径do=4mm ,孔深l=32mm, 通孔

机床；Z525立式钻床

刀具： 高速钢麻花钻

选择的高速钢麻花钻的直径为do=4mm 钻头的几何形状为（由《切削手册》表2.7可知

铸铁的强度头几何形状为：由《切削手册》表2.1及表2.2 选β=30o αo=16o 2Φ=118o 2Φ1=70o（2）切削用量 1)决定进给量f a)、按加工要求决定进给量 根据《切削手册》表2.7，当铸铁的强度 бb200HBS do=4mm时，f=0.18~0.22mm/r 由于L/d=32/4=8>3,故取修正系数K=0.8 所以 f=(0.18~0.22)x0.8=(0.144~0.176)mm/r b)按钻头强度决定进给量 根据表2.8，当бb=190MPa,do<=4.3mm,钻头强度允许的进给量f=0.5mm/r c)按机床进给机构强度决定进给量

根据表2.9，当бb210MPa,do10.2mm,机床进给机构允许的轴向力为8330N（Z525钻床允许的轴向力为8830N（见《工艺设计手册》表4.2-14）时，进给量为1.63mm/r。

从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=(0.144~0.176)mm/r，根据Z525钻床说明书，选f=0.17mm/r（见《工艺设计手册》表4.2-16），又由《切削手册》表2.19可以查出钻孔时的轴向力，当f<=0.17mm/r do<=12mm时，轴向力Ff=1230N 轴向力的修正系数为1.0，故Ff=1230N 根据Z525钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=8330N，由于Ff

由《切削手册》表2.12，当do<= 6 mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.5~0.8）mm,寿命T=20min 3)决定切削速度 由《切削手册》表2.15可知f=0.20mm/r时，标准钻头，do=4 mm时，Vt=20m/min 切削速度的修正系数由《切削手册》表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85 所以 V=VtxKv=20x1.0x1.0x1.0x0.85=17m/min

n1000V do100017=1354r/min 3.144根据Z525钻床说明书,可考虑选择nc=1360r/min(见《工艺设计手册》表4.2-15)所以n=4）检验机床扭转及功率

根据《切削手册》表2.21，当f<=0.17mm/r，do<=11.1 mm时 Mc=6.18N.m, 根据Z525钻床说明书,当nc=1360r/min时，Mm> Mc

又根据《切削手册》表2.23，当бb=(170~213)MPa do<=10mm f<=0.53mm/r vc<=17.4m/min时 Pc=0.8KW 根据Z525钻床说明书, Pc

tmL nf L=l+y+Δ 由《切削手册》表2.29查得y+Δ=2.5mm 322.5故 tm=0.15min 13600.17

2.5.7 工序八：钻Ф5mm的孔，攻螺纹M6（1）加工条件

工艺要求；孔径do=5mm ,孔深l=6mm, 通孔

机床；Z525立式钻床

刀具： 高速钢麻花钻

选择的高速钢麻花钻的直径为do=5mm 钻头的几何形状为（由《切削手册》表2.7可知

铸铁的强度头几何形状为：由《切削手册》表2.1及表2.2 选β=30o αo=16o 2Φ=118 2Φ1=70（2）切削用量 1)决定进给量f a)、按加工要求决定进给量 根据《切削手册》表2.7，当铸铁的强度 бb200HBS do=5mm时，f=0.27~0.33mm/r 由于L/d=6/5=1.2<3,故取修正系数K=1 所以 f=(0.27~0.33)x1=(0.27~0.33)mm/r b)按钻头强度决定进给量 根据表2.8，当бb=190MPa,do<=5.4mm,钻头强度允许的进给量f=0.6mm/r c)按机床进给机构强度决定进给量

根据表2.9，当бbo o210MPa,do10.2mm,机床进给机构允许的轴向力为8330N（Z525钻床允许的轴向力为8830N（见《工艺设计手册》表4.2-14）时，进给量为1.63mm/r。

从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=(0.27~0.33)mm/r，根据Z525钻床说明书，选f=0.28mm/r（见《工艺设计手册》表4.2-16），又由《切削手册》表2.19可以查出钻孔时的轴向力，当f<=0.33mm/r do<=12mm时，轴向力Ff=2110N 轴向力的修正系数为1.0，故Ff=2110N 根据Z525钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=8330N，由于Ff

由《切削手册》表2.12，当do<= 6 mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.5~0.8）mm,寿命T=20min 3)决定切削速度 由《切削手册》表2.15可知f=0.30mm/r时，标准钻头，do=5 mm时，Vt=16m/min 切削速度的修正系数由《切削手册》表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85 所以 V=VtxKv=16x1.0x1.0x1.0x0.85=13.6m/min

n1000V do100013.6=866r/min 3.145根据Z525钻床说明书,可考虑选择nc=960r/min(见《工艺设计手册》表4.2-15)所以n=4）检验机床扭转及功率

根据《切削手册》表2.21，当f<=0.33mm/r，do<=11.1 mm时 Mc=10.49N.m, 根据Z525钻床说明书,当nc=960r/min时，Mm> Mc

又根据《切削手册》表2.23，当бb=(170~213)MPa do<=10mm f<=0.53mm/r vc<=15.1m/min时 Pc=1.0KW 根据Z525钻床说明书, Pc

tm L=l+y+Δ 由《切削手册》表2.29查得y+Δ=2.5mm 62.5故 tm=0.03min 9600.28（2）攻M6的螺纹

由〈〈工艺设计手册〉〉表6.2-14可知

L nfLl1l2Ll1l2tmi

fnfno 其中：l1=(1~3)p l2=(2~3)p 公式中的no为丝锥或工件回程的每分钟转数（r/min）;i为使用丝锥的数量；n 为丝锥或工件每分钟转数（r/min）；d为螺纹大径；f为工件每转进给量 等于工件螺纹的螺距p 由上述条件及相关资料有； f=p=1mm/r d=6mm n=680r/min no=680r/min i=1 所以(1)切削速度

vdon1000

所以v=3.146680=10.7m/min 1000

(2)基本工时

622.5622.52tm1=0.03min 68016801 2.5.8 工序九：铣缺口（1）加工条件

工件尺寸：长为25mm, 宽为10mm 机床：XA5032立式铣床

刀具；W18Cr4V硬质合金端铣刀

W18Cr4V硬质合金端铣刀，牌号为YG6，由《切削用量简明手册》后称《切削手册》表3.1查得铣削宽度ae<=90mm,深度ap<=6mm,齿数Z=10时，取刀具直径do=100mm。又由《切削手册》表3.2选择刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角a’o=8o,刀齿斜角λs=-10o,主刃Kr=60,过渡刃Krε=30,副刃Kr’=5,过渡刃宽bε=1mm(2)切削用量

a)切削深度 因切削用量较小，故可以选择ap=6mm,一次走刀即可完成所需尺寸。b)每齿进给量：由《切削手册》表3.30可知机床的功为7.5KW，查《切削手册》表3.5可得f=0.14~0.24mm/z,由于是对称铣，选较小量f=0.14mm/z c)查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为（1.0~1.5）mm 查《切削手册》表3.8, 寿命T=180min d)计算切削速度 按《切削手册》表3.27中的公式 o

o

o

vccvdoqvkmprv

Tapxvfzyvuvaez也可以由表3.16查得vc=77m/min nt=245r/min vft =385m/min 各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmvf=1.0 Ksv=Ksn=Ksvf=0.8 故 Vc=VtKv=77x1.0x0.8=61.6m/min n= ntkn=245x1.0x0.8=196r/min vf=vftkvt=385x1.0x0.8=308mm/min 又根据XA5032铣床参数，选 n=235r/min vf =375mm/s，则实际的切削速度为：

vcdonc1000

所以vc=3.14100235=73.8m/min,实际进给量为：

1000fzv所以fzv=

vfcncz

375=0.16mm/z 23510e)校验机床功率 查《切削手册》表3.24，当бb=(174~207)MPa ae<=70mm ap<=6mm do=100mm Z=10 vfc<=385mm/min近似为 Pcc=4.6KW 根据XA5032型立铣说明书（《切削手册》表3.30），机床主轴允许的功率为Pcm=7.5x0.75=5.63KW 故 Pcc

ap=6mm vf=375mm/min n=235r/min vc=73.8m/min fz=0.14mm/z f)计算基本工时

tmL Vf公式中： L=l+y+Δ；根据《切削手册》表3.26，可得 l+Δ=0mm, 所以L=l+y+Δ=25mm 故 tmL=25/375=0.07min Vf3.绘制零件图和编制工艺文件

3.1 绘制零件图

图二:零件图

3.2 编制工艺文件 机械加工工艺过程的组成

工艺过程 改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品或半成品的过程。工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程。

机械加工工艺过程 用机械加工方法,改变毛坯的形状、尺寸和表面质量,使其成为零件的过程。

零件的机械加工工艺过程由许多工序组合而成,每个工序又可分为若干个安装、工位、工步和走刀。

工序 一个或一组工人,在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。

安装 工件经一次装夹(定位和夹紧)后所完成的那一部分工序。

工位 为了完成一定的工序部分,一次装夹工件后,工件与夹具或设备的可动部分一起,相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。

工步 当加工表面、加工工具和切削用量中的转速和进给量均保持不变的情况下完成的那一部分工序。工序的合理组合

确定加工方法以后,就要按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数.确定工序数有两种基本原则可供选择.工序分散原则 工序多,工艺过程长,每个工序所包含的加工内容很少,极端情况下每个工序只有一个工步,所使用的工艺设备与装备比较简单,易于调整和掌握,有利于选用合理的切削用量,减少基本时间,设备数量多,生产面积大.工序集中原则 零件的各个表面的加工集中在少数几个工序内完成,每个工序的内容和工步都较多,有利于采用高效的机床,生产计划和生产组织工作得到简化,生产面积和操作工人数量减少,工件装夹次数减少,辅助时间缩短,加工表面间的位置精度易于保证,设备、工装投资大,调整、维护复杂,生产准备工作量大.批量小时往往采用在通用机床上工序集中的原则,批量大时即可按工序分散原则组织流水线生产,也可利用高生产率的通用设备按工序集中原则组织生产.将工艺规程的内容，填入具有规定的格式的卡片中，使之成为生产准备和施工依据的工艺规程文件。

“机械加工工艺过程卡”和“机械加工工序卡”附后所示

4.夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师的协商，决定设计第Ⅵ道工序—铣断双体，本夹具将用于XA6132卧式铣床，刀具为高速钢细齿圆锯片铣刀，对工件进行加工。

4.1问题的提出

本夹具主要用于铣开双体，并且铣开的表面与Φ20mm的孔有一定的公差要求，又在加工本道工序时，Φ20mm的孔已经进行了加工，因此，在本道工序中主要考虑加工面与Φ20mm孔之间的要求，其次是考虑如何提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。

4.2 夹具体设计

4.2.1 定位基准的选择

图三定位原理图

由零件图可知：被铣开的那Φ50mm的中心线与Φ20mm孔的中心线之间的公差等级要求较高，且铣开时的设计基准为Φ50mm孔的中心线。为了尽量的减小定位误差，应选Φ20mm孔为主要的定位基准，利用一个圆柱销和一个菱形销定位，消除三个自由度，再在底面用夹具体定位消除三个自由度。以便达到所需要求。

为了提高加工效率，现同时加工四个双体，同时，为了夹具简单，操作方便，利用多点联动夹紧机构夹紧。4.2.2 切削力及夹紧力的计算

刀具：高速钢细齿圆锯片铣刀 直径do160mm 齿数 Z=50 又由《切削手册》表3.28中的公式：

FCFapxFfzyFaeuFZdoqFnwF

其中： CF30

xF1.0

yF0.65 uF0.83 wF0 qF0.83

do160mm Z=50 ap4mm ae12mm fz0.025mm/z 所以 F=63.5N 水平分力：FH1.1F63.51.169.9N

垂直分力；FV0.3F0.363.519.1N

又在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数KK1K2K3K4 其中 K1为基本安全系数1.5 K2为加工性质系数1.2

K3刀具钝化系数 1.2 K4为切削特点系数（断续切削）1.2 所以 F ′=KFH=69.9x1.5x1.2x1.2x1.2=181.2N 为了克服水平方向的力，实际的夹紧力为 N（f1+f2）= KFH

其中 f1为螺母与螺杆间的摩擦系数

f2为工件与螺杆头（或压板）间的摩擦系数

又查得 f1 和f2为1.6 则

NKFH

f1f2181.2566N

0.160.16又选择的螺旋夹紧机构的基本尺寸如下（根据《机床夹具设计》 第三版表1-2-20、所以 N1-2-

21、1-2-

22、1-2-23查得：

950 r′=0

M12mm

p1mm rz5.675mm a136 30

2tg20.15 L=120mm Q=30N 则 可以提供的夹紧力为：

wQL )rtg1rz(a2 所以w =12030=3140N 5.675tg(136950)又由《机床夹具设计》 第三版表1-2-24查得 当螺纹的公称直径为12mm时，螺栓许用的夹紧力为5690N 由以上的数据可知：所选的螺旋机构提供的夹紧力大于所需的，且满足螺栓的许用夹紧力，故本夹具可以安全工作。4.2.3 定位误差分析

1）定位元件尺寸及公差的确定 本夹具的定位元件为一圆柱销和一菱形销，其参数由（《机床夹具设计手册》图5-3及其表选 两定位销的尺寸及公差为：Φ2000.033mm（定位销的公差取h8）。

2）零件图样规定 Φ20mm的孔的中心线与Φ50mm孔的中心线的长度误差为0.2mm，Φ20mm孔中的定位销与夹具体的垂直度误差为0.05mm，此项技术要求应由定位销

0.021宽配合中的侧向间隙保证。已知Φ20mm的宽为Φ200定位销为Φ200（定mm，0.033mm位销的公差取h8），则 一个定位销与一个孔的定位误差为：

bmax0.021(0.033)/20.027mm

此处引起零件的定位误差为 x0.02720.054mm<0.2mm 故最大侧向间隙能满足零件的精度要求。

（2）计算Φ20mm定位销的中心线与夹具体垂直度误差

定位销的宽度为Φ2000.033mm 夹具体表面的粗糙度Ra1.6um 故 max0.0016(0.033)0.03360.05mm 所以最大垂直度误差能满足零件精度要求 4.2.4 夹具设计及操作的简要说明

如前所述，在设计夹具时，首先要考虑到能保证零件的加工精度，其次是要提高劳动生产率。为此，应先考虑所设计的夹具体与零件在夹具上的定位，在本道工序中，由于零件的底面的定位是用的夹具体，所以其表面粗糙度要求应比较高，视为关键面。又本道工序是铣断，其切削力不大，故在设计夹具时应考虑夹具的简单及利用常用的一些零件。为了提高生产率，可以考虑同时装夹几个零件，并且用了活动杠杆使操作更加节省时间。可以同时装夹四个零件，提高了生产率。

夹具上装有对刀块，可以使夹具在一批零件加工之前很好的对刀；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于铣削加工。铣床夹具装配图及夹具体零件图见图示：

结

论

毕业设计是学生在校学习阶段的最后一个重要的教学环节，其目的是培养学生综合运用所学的专业和基础理论知识，独立解决专业一般工程技术问题的能力。树立正确的设计思想和工作作风。

经过两个月的毕业设计，获得如下心得：

1.运用机械制造工艺及有关课程的知识，结合生产实习中学到的实践知识。独立地分析和解决工艺问题。初步具有设计一些中等复杂零件的能力。

2.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。

3.熟悉并运用有关手册，能快速查表得到所需的数据。4.有一定的识图制图能力。

通过设计，培养了我综合运用理论知识和专业知识的技能。熟悉一般机械零件的加工工艺过程，设计夹具的能力。

中国加入WTO以后，大量的机械产品技术进入我国市场。中国企业能够与国外产品竞争，拥有自己的国内外市场就必须产品的质量好，技术含量高，价格低廉，这就要求我们扎实学习先进的技术，认真研究。

致

谢

本学期是我在学校求学的最后一个学期，也是完成我的毕业设计的时间表，在这最后一个学期里面，我学到了很多知识，其中有很多是很好实用价值的，这在我以后的工作中有大帮助，在此我对我的指导老师杨文生老师的辛勤教诲表示衷心的感谢，感谢他对我们设计的关心和帮助。本次毕业设计是我们大学四年所学知识做的一次总测验，是锻炼也是检验自己四年来所学知识和掌握、运用知识的能力，是我们高等院校学生的最后的学习环节，也是学到最多实际知识的时候。通过这次设计，我学到了许多原来未能学到的东西，对过去没有掌握的知识得到了更进一步巩固。独立思考，综合运用所掌握理论知识的能力得到很大的提高，学会了从生产实际出发，针对实际课题解决实际问题，掌握了综合使用各种设计手册、图册、资料的方法，也是为我们即将参加工作所做的必要准备，打下基础，更是我们四年机械设计制造及其自动化专业知识的一次综合。

本次设计也暴露了我们不少的缺点和问题：对于所学知识还没有做到仔细、认真消化，许多方面还是只有一个大概的认识，没有深入探讨，对实际事物没有深刻得了解，没有做到理论联系实际，没有达到对所学的知识熟练运用的水平。这也从一个侧面反映出我们设计经验不足，思维不够开拓，不够灵活。从而我得出一个结论：无论是现在还是以后走上工作岗位，还是再深造，都应该虚心向老师和前辈们学习，从而不断完善自我，提高自我水平。

本次毕业设计毕竟是我们做的第一次比较完整，系统的设计，因而难免存在许多缺点和不足之处，还有待于改进。希望各位老师多提宝贵意见。

参考文献

[１]、徐嘉元，曾家驹主编《机械制造工艺学》机械工业出版社 97.8 [2]、赵家齐：《机械制造工艺学课程设计指导书》，机械工业出版社 [3]、李益民主编：《机械制造工艺设计简明手册》，机械工业出版社 [4]、艾兴 肖诗纲主编.《切削用量简明手册》.机械工业出版社, 1994 [5]、浦林祥主编.《金属切削机床夹具设计手册》.机械工业出版社, 1984 [6]、王启平主编《机床夹具设计》哈工大出版社 85.12 [7]、东北重型机械学院主编《机床夹具设计手册》上海科学技术出版社 80.1 [8]、徐灏主编《机械设计手册》机械工业出版社 91.9 [9]、《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》（教材）

[10]、孙丽媛主编，《机械制造工艺及专用夹具设计指导》，冶金工业出版社2002 [11]、《机械零件设计手册》 [12]、《机床夹具设计图册》 [13]、《几何量公差与检测》

摘 要

拨叉的加工质量将直接影响机器的性能和使用寿命。本次设计旨在提高CA6140车床拨叉的加工效率，由此我们首先对拨叉的结构特征和工艺进行了仔细的分析，然后确定了一套合理的加工方案，加工方案要求简单，操作方便，并能保证零件的加工质量。在制定加工工艺规程的顺序如下： 1分析零件； 2选择毛坯；

3设计工艺规程：包括制定工艺路线，选择基准面等；

4工序设计：包括选择机床，确定加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸，确定切削用量及计算基本工时等； 5编制工艺文件。

此外，为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，需设计专用夹具，本次设计选择了第六道工序铣断双体的专用夹具设计，以满足加工过程的需要。关键词：拨叉;工艺规程;夹具设计

Abstract

Dials the fork processing quality directly will affect the machine the performance and the service life.This design is for the purpose of enhancing the CA6140 Lathe machine Dials the fork the processing efficiency, first has carried on the careful analysis from this us to the Dials the fork structure characteristic and the craft, then had determined set of reasonable processings plans, the processing plan request are simple, the ease of operation, and can guarantee the components the processing quality.In formulation processing technological process order as follows: 1 analysis the components;2 choices semifinished materials;3 designs technological process: Including division Craft route, preferred orientation datum and so on;4 working procedures designs: Including chooses the engine bed, the determination processing remainder, the computation working procedure size and its the Semifinished materials size, the determination cutting specifications and the computation man-hour and so on;5 establishments technological document.In addition, in order to enhance the labor productivity, reduces the labor intensity, guaranteed the processing quality, must design the unit clamp, this design chose the six working procedure to The mill breaks Catarmaran Special-purpose jig design, by satisfied the processing process the need.Key words: Dials the fork;technological process;jig desin。

目 录

前 言-------------1 1 零件的分析1 1．1 零件的作用-------------------------1 1．2 零件的工艺分析------------------1 2 工艺规程的设计------------------------2 2．1 毛坯的制造形式-----------------2 2．2 基准面的选择---------------------2 2．2．1 粗基准的选择-------------2 2．2．2 精基准的选择-------------2 2．3 制定工艺路线---------------------3 2．4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定-------4 2．5 确定切削用量及基本工时----4 3 绘制零件图和编制工艺卡----------21 3．1 绘制零件图------------------------21 3.2 编制工艺文件---------------------22 4 夹具设计----23 4．1 问题的提出-----------------------23 4．2 夹具体设计-----------------------23 4．2．1 定位基准的选择---------23 4．2．2 切削力及夹紧力的计算------------------------------24 4．2．3 定位误差分析-------------25 4．2．4 夹具设计及操作的简要说明-----------------------26 5 结论-----------276 致谢-----------287 参考文献----29

学 号： ***

河北理工大学成人教育

毕业论文（设计说明书）

论文题目： 学 院： 专 业： 班 级： 姓 名： 指导教师：

拨叉机械加工工艺规程及夹具设计

河北理工大学继续教育学院 机械设计制造及其自动化

09机本培 王 虎 杨文生

机械 夹具设计总结 篇6

小结

就快要毕业了.我们进行了在校期间最后一个课程设计,本次课程设计分两块.前两周为机械加工工艺路线的确定,后两周是零件加工夹具的设计.本来时间是比较充裕的,可是由于放假等因素,时间被压缩到两个礼拜,所以给我们的时间很紧,我们不得不加班加点的去做这次设计,当所有的任务做完的时候,我才发现原来我还有这么大的潜力,可以用两个礼拜的时间完成4个礼拜的任务.不过时间虽然短了点,但我们的任务却没有减少,我们也是按照要求完成了所有的设计.本次课程设计主要内容是罗拉座夹具的设计及工艺的安排,这对我们是比较困难的.因为我们专业的偏向是电脑设计这块,而夹具和工艺是纯粹的机械.刚开始拿到题目的时候我也吓了一跳.指导书上图纸好象很模糊.有些关键尺寸标注和发下来的另一张图纸有出入,没办法,我们一切按照指导书上来.参照罗拉座的图纸,我们发现一共需要加工的面是A,B,C,D,E,F,G,U,以及两个关键孔,和一些罗纹孔.考虑罗拉座主要的精度要求都在孔上,也就是定位要求非常准确,所以在安排工艺路线的时候我就把孔放在了比较前面,待A,B两个面加工完成后边先加工这两个孔,以后加工其它的几个面就可以用“两孔一面”的定位方式来加工.而我所分配的夹具设计是两个关键孔的加工,由于我的工艺将这两个孔的加工顺序放在A,B两个面加工后加工的,所以不能使用C面来定位,所以我用30孔与边上距离为20这个尺寸来定位,且在保证45度和两个孔之间的尺寸的前提下,计算出另一个孔的位置,采用分开式钻模,方便每次工件的装夹.这个夹具可能简单了点,但是我觉得还是能够保证尺寸要求的,总的说来,虽然在这次设计中自己学到了很多的东西,取得一定的成绩,但同时也存在一定的不足和缺陷,我想这都是这次设计的价值所在,以后的日子以后自己应该更加努力认真,以冷静沉着的心态去办好每一件事情!

浅谈机床夹具设计 篇7

关键词：夹具,定位,夹紧

前言

产品、制造系统和经营管理是运作制造企业的三个基本要素。在当代买方市场条件下制造系统经常成为新产品快速上市、按订单进行产品变换生产和运作管理的瓶颈所在。因此对制造系统提出了新的要求:夹具需满足多种零件在同一机台上的加工及快速换型, 并且保证多次安装后的重复定位精度。就此解决制造系统的灵活性即柔性, 对夹具提出了更高的要求。

为了保证工件加工表面的尺寸、几何形状和相互位置精度的要求, 使工件在加工前相对于刀具和机床占有正确位置, 并且在加工过程中始终保持加工位置的稳定可靠。这一工艺过程称为装夹, 用于装夹工件的工艺装备就是机床夹具。

1夹具的功能、组成和设计要求

1.1夹具的基本结构和组成

机床夹具分别由夹具体、定位件、夹紧件、导向件等等组成。

1.2夹具的功能

(1) 保证工件在本工序的加工要求质量。 (2) 提高生产率, 降低加工成本。 (3) 减轻工人劳动强度, 便于工人掌握复杂或精密工件的操作。

1.3设计夹具的基本要求

设计夹具时最基本的要求即使工件在本序加工后尺寸达到设计和工艺的要求。过去仅仅考虑了零件的二维精度, 随着零件设计形状的日益多样, 需对三维尺寸和位置精度也应考虑在内。在满足精度需要的情况下, 再考虑提高生产率和降低成本等一系列实际情况。

2夹具的分类及典型机构

依据不同的使用工况等因素, 夹具可分为: (1) 按夹具的通用程度和特点:通用夹具;一次性使用夹具;多次重复使用夹具;独立的传动装置等等。 (2) 按夹具的结构特点:专用夹具;组合夹具;可调整夹具等等。 (3) 按夹紧装置的动力源:手动夹具;气动夹具;液压夹具;电磁夹具;真空夹具等等。

夹具是工艺装备并非在流通环节的产品, 因此为了有效降低夹具制造装配成本, 设计时考虑最多的是经济因素。当今社会产品的研发设计日新月异, 产品的通用性不断加强, 促使夹具在专用性的基础上同时兼顾组合和可调整。

可调夹具通常又称通用可调夹具。它是根据一些结构相似、尺寸不同的工件的相似工序, 由企业设计、制造, 具有一定适用范围的通用夹具。换句话就是:由相似工件的相似工序而设计制造的通用夹具。相似工件是指一类形状、结构、材料、尺寸等工艺属性相同或相近的被加工零件。相似工序是指相似工件的同名工序, 其加工设备, 安装方式相同, 加工表面形状相同或相近而其尺寸、位置有差异。由于调整构件较多, 因此适用范围也较广。

比较常见的可调整的夹具有:弹性夹头 (如图1)

弹性夹头在底部液压油缸的带动下, 可上下活动。由于夹头内锥面与固定的定位锥座有一定的动配合关系, 因此夹头上下的行程范围很小, 从而保证夹头外圆面的变化尺寸范围很小, 在定位工件时的精度得到保证。

由于夹头通过径向切槽, 在不同的油缸行程带动下产生允许范围内的弹性变形, 消除了工件在上序中对内孔加工时所产生的形状公差而引起的定位误差。牢牢地将工件内孔和轴向定位面固定在夹具定位点上, 保证最终的产品精度。

由于工件定位尺寸变化, 对单一夹头而言已无法满足使用要求, 因此按客户要求同时切制了不同型号的夹头并作标记, 方便加工者依据被加工件更换正确的夹头。同时夹头存在一定的弹性, 自身塑性变形不大, 极大的提高了换型后的准确性, 减小了工人的劳动强度。

3夹具的智能化和自动化

随着蓝领工人的工资不断提高和减轻操作夹具的体力劳动, 以及批量不断减少的情况下夹具向自动化方向发展是需要的, 用于机械加工的夹具尤其必要。特别是数控机床和加工中心的生产线上, 过去分散的工序现在越来越集中。五面加工中心的出现更希望在一次装夹加工下将中等复杂零件全部加工完毕。因此从一个面的加工改换到加工另一个面时, 刀具很容易和定位或夹紧装置发生冲突和干涉, 就有必要在加工一个工步后将压板或者定位支承自动移开, 而另一些压板或者辅助支承压紧和定位, 这都需要夹具在加工过程中自动来完成, 而这就大大提高了对液压自动夹具的需要, 只要将各油路设定到合适的压力范围, 经由机床控制系统对不同用途的液压电磁阀发出正确的开闭指令就可保证动作的准确执行。此外数控机床和加工中心的工作台空间受封闭加工的限制, 复杂的加工过程中容易产生意外, 为了保证安全生产也需要夹具有智慧, 比如加装一些压力检知、气密检知、行程检知等等, 在紧急情况下能够感知而避免事故, 这就需要智能化夹具。

4结束语

纵观夹具的发展历史以及提升夹具品质的技术发展, 过去常用的工艺规程已慢慢地适应不了现代市场的要求, 全球化市场进程的加快促使夹具硬件必将朝着以下几方面发展: (1) 功能组件标准化的基础上, 专用、可调整和组合夹具将逐渐模块化; (2) 应用最新研究技术成果, 增强夹具的灵活性; (3) 应用更多环境友好型能源的动力夹紧系统; (4) 定位简单、布局简洁的定位夹紧系统; (5) 在夹具上应用多种传感器等检测电子元件, 满足自动化生产线的需求; (6) 夹具要适应先进数控机床的多工序加工, 更加自动化和智能化。

参考文献

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[3]张滢滢, 刘春雨.关于机床夹具的发展前景的探讨[J].科技创新导报, 2011 (26) .

[4]曹永洁, 傅建中.数控机床误差检测及其误差补偿技术研究[J].制造技术与机床, 2007 (4) .

电极自动夹具的设计与分析 篇8

关键词：夹具；自动机构；电极；安全系数

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0015-03

1 概述

电极自动夹具是电极生产厂用于电极搬运的专用设备，设计、制造出性能好、工作可靠、操作简便的电极夹具，对提高生产效率、保障生产顺利进行、减轻工人劳动强度，有着重要的

意义。

图1为某碳素厂生产的电极规格，其中，图1（a）系打捆后吊运，图1（b）为单根吊运，从图1可知，被吊运电极的宽度尺寸在585～1119之间，高度尺寸在508～889之间。

要求设计的电极自动夹具需满足以上各种规格的电极夹持吊运，且具有自动夹紧与释放功能，即在夹紧与释放电极时，不需要外加动力，而是利用夹具自身的重量和所夹持的电极的重量自动地夹紧与释放。

2 夹具的组成及工作原理

电极自动夹具的组成如图2所示，它是由左、右拉杆，左、右夹板，左、右连杆，导向杆，导向架，吊挂，自动机构，限位块，支承板，定位板，手轮，横梁等组成。左、右拉杆，左、右夹板，左、右连杆分别铰接于A、C两点，左、右夹板与支承板分别铰接于E、G两点，左、右连杆与导向架分别铰接于D、F两点，左、右拉杆铰接于B点，导向杆、限位块固定于支承板上，导向架可沿导向杆升降，定位板通过手轮来调节高度，自动机构固定于横梁上。工作时，张开左、右夹板的夹具从电极上方放下，定位板接触电极后，夹具整体停止向下运动，在左、右夹板和左、右拉杆等构件的重力作用下，左、右夹板分别绕A、C两铰点转动，夹板开度继续增大，同时，自动机构亦随之向下运动，当自动机构的触杆与限位块接触后，由于上述重力的作用，自动机构继续向下运动，触杆被压缩，夹板开度增至最大，这时，自动机构动作，夹板张开的锁定条件被取消，随后，当吊起夹具时，由于左、右夹板和拉杆的重力作用，左、右夹板反向转动，夹板开度逐渐减小，直至夹紧电极从而将电极吊起。释放电极时，电极首先接触支承物停止向下运动，在左、右夹板和左、右拉杆等构件的重力作用下，左、右夹板分别绕A、C两铰点转动，夹板张开，同时自动机构向下运动，直至自动机构的触杆被限位块压缩、夹板开度增至最大，这时，自动机构动作，锁住左、右夹板，使左、右夹板在重力作用下不能转动，左、右夹板不能合拢，随后，可吊起夹具，使夹板保持张开状态，进行下一电极的搬运工作。夹持吊运不同高度尺寸的电极时，调节定位板的高度，使夹板开度合适即可。

3 自动机构的工作原理

如图3（a）所示，自动机构由触杆、转动销、上凸轮齿、下凸轮齿、弹簧、弹簧座、钢球、固定架组成。工作时当触杆头的挂钩处于图3（a）的横置状态时，挂钩钩住限位块，使夹具夹板在重力作用下不能转动，固定架下降时，由于限位块底部的限制，触杆被压入固定架，这时，转动销由位置A垂直向上运动到位置B，固定架继续下降时，转动销由位置B升至位置C，同时，绕自动机构中心线旋转了45°，当固定架上升时，触杆在弹簧力的作用下，转动销由位置C垂直向下运动到位置D，固定架继续上升时，触杆在弹簧力的作用下，转动销由位置D下降到位置E，同时，转动销再次转动45°，使触杆头的挂钩处于图3（b）所示的状态，这时，继续升起固定架（吊起夹具）挂钩不能钩住限位块而运动至图3（c）位置，这时夹具将吊起电极。当触杆由图3（b）状态再次被压入固定架，转动销经F、G、H运动到位置I，即转动销转动了90°，使触杆挂钩再次处于图3（a）位置状态，这时上升固定架（吊起夹具），挂钩挂住限位块，夹板在重力作用下不能转动，达到释放电极的目的。反复上述过程，即可不断进行电极的夹持与释放操作。

4 夹具的受力分析及安全系数计算

如图4所示，由于夹具的重量主要集中在杆L3、L4、L5上，为计算方便，不计杆L1、L2及连杆、导向架的重量，将L1、L2视为二力杆，因连杆、导向架在夹持过程中不受力（仅起导向作用），因此夹具杆系所受外力有：拉力P1，电极正压力F1、F2，摩擦力f1、f2，杆L3、L4、L5的重力G1、G2、G3（点H、I、J分别为杆L3、L4、L5的

重心）。

以上仅以一种规格的电极计算为例，对其他规格的电极计算相同，其计算结果同样满足生产要求。

5 结语

（1）由于夹持吊运的电极规格较多、夹持宽度相差较大，随着夹持宽度的变化，α、β等计算参数亦随之变化，在进行结构设计时，对接触电极的夹板弧线要进行合理设计，才能满足各种电极规格的要求。

（2）由于结构设计的原因，导向杆设计为两件，两导向杆实为同一导向，因此对两导向杆的平行度等要作严格要求。另外，在作自由度计算时，两导向杆亦只能算作同一个约束。

（3）连杆与水平面的夹角要合适，如该夹角过小，会导致导向不灵活，如该夹角过大，会导致夹具结构尺寸过大。

（4）定位板的设置，解决了夹持吊运不同高度电极的要求，调节定位板高度，可使夹持吊运不同高度电极时有较合理的安全系数。