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就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打一个良好的基础。

由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表示真诚的感谢！

二、机床夹具概述

2.1现代生产对夹具提出的新要求：

（1）、能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期；

（2）、能装夹一组相似性特征的工件；

（3）、适用于精密加工的高精度的机床；

（4）、适用于各种现代化制造技术的新型技术；

（5）、采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率。

2.2机床夹具及其功用

2.2.1机床夹具

夹具是一种装夹工件的一种工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工，热处理装配，焊接和检测等工艺过程中。

在金属切削机床工件是使用的夹具称为机床夹具，在现代生产过程中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度，劳动生产率和产品的制造成本等，故机床夹具的设计在企业产品设计和制造以及生产技术装备中占有极其主要的地位。

机床夹具设计是一项重要的技术工件。

2.2.2机床夹具的功能

在机床上应用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。

1.机床夹具的主要功能

机床夹具的主要功能是装夹工件，使工件装夹中的定位和夹紧。

（1）、定位

确定工件在夹具中占有正确的位置的过程，定位是通过工件定位基准而与夹具定位元件的定位面接触成配合实现的正的定位可以保证加工面的尺寸和位置的精度要求。

（2）.夹紧

工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不错的操作。

由于工件在加工时，受到各种力的作用若不将其固定，则工件会松动、脱离，因此夹紧为工件提高了安全和可靠的加工条件。

2．机床夹具的特殊功能

机床夹具的特殊功能主要是对刀与导向。

1）、对刀

调整刀具切削相对工件或夹具的正确位置如铣床夹具中饿对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。

2）、导向

如铣床夹具中的钻模板与钻套，能迅速的确定钻头的位置，并引导其进行钻削，导向元件制成模板形成故钻床夹具长称为钻模、镗床夹具（镗模）也是具有导向的功能的。

2.3机床夹具在机械加工中的作用

在机械加工中，使用机床夹具的目的主要有一些六个方面，然而在不同的生产条件下，应该有不同的侧重点。

夹具设计时应该综合考虑加工的技术要求，生产成本个工人操作方面的要求以达到预期的效果。

2.4机床夹具组成和分类

（1）、系统元件

（2）、夹紧元件

（3）、夹具体

（4）、连接元件

（5）、对刀与导向装置

（6）、其他元件或装置

机床夹具的基本组成部分：

虽然各类机床夹具的结构有所不同但按主要功能加以分析。

机床夹具的基本组成部分是定位元件，夹紧装置和夹具体三个部分，这也好似夹具体的主要内容。

1.定位元件

定位元件是夹具的主要功能元件之一，通常当工件定位基准面的形状确定后，定位元件的结构也就确定了。

2.夹紧装置也是夹具的主要元件之一，一般铰链压板、螺钉、夹紧装置等。

3.夹具体

通常夹具作为铸件的结构、锻件结构、焊接结构，形状有回转体形和底座等多种定位元件，夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。

2.5机床夹具的设计特点：

2.5.1用加剧装夹工件的优点如下：

1）、所保证加工精度用夹具装夹工件时工件相对刀具及机床的位置由夹具保证不受工人技术的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。

2）、提高劳动生产率使用夹具装夹工件方便、快速工件不需划线找正，可显著的减少辅助工时，提高劳动生产率，工件在夹具装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切削用量，提高劳动生产率，可使用多工位夹具，并可采用高小夹紧机构，进一步提高劳动生产率。

3）、能扩大机床的使用范围

4）、能降低成本在批量生产后使用夹具后，由于劳动生产率的提高，使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因，明显的降低了成本夹具制造成本分摊在一批工件上，没个工件制造的成本是极少的，远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本，元件批量越大使用夹具所取得的经济效应就越大。

5）、改善工人的劳动条件用夹具装夹工件方便、省力、安全。

当采用气动、液动等夹紧装置时可减少工人的劳动强度，保证安全生产延长工人的操作寿命，提高企业整体的技术水平。

2.5.2机床夹具设计特点

机床夹具设计与其他装备设计比较有较大的差别，主要表现在以下五个方面：

（1）、要有较短的设计和制造周期，一般没有条件对夹具进行原理性实验和复杂的计算工作；

（2）、夹具的精度一般比工件的精度变了三倍；

（3）、夹具在一般情况下是单体制造的，重复制造的机会通常要求夹具在投产时一次成功。

（4）、夹具和操作工人的关系非常的密切，要求夹具与生产条件和操作密切结合。

（5）、夹具的社会协作制造条件较差，特别是商品化的元件较少，设计者要熟悉夹具的制造方法，以满足设计的工艺要求。

2.6机床夹具的设计要求：

设计夹具时，应满足下列四项基本要求

（1）、保证工件的加工精度即在机械加工工艺系统中，夹具在满足以下三项要求，工件在夹具中的定位，夹具在机床上的位置，刀具的正确位置。

（2）、保证工人的造作安全；

（3）、达到加工的造作生产率要求

（4）、满足夹具一定的使用寿命和经济效应

三、零件的分析

3.1零件的工艺分析

该零件两个面都没有尺寸精度的要求，也无粗糙度的要求。

￠25的孔的粗糙度值要求1.6，需要精加工。

因是大批量生产，所以需用钻削。

保证其加工精度。

下面的叉口有3.2的粗糙度的要求，所以采用先粗铣再精铣来满足精度的要求，同时保证￠25的孔和叉口的垂直度。

同时该零件上还需加工40×

16的槽，其粗糙度值为6.3，所以一次铣销即可。

但同时要满足该槽与￠25的孔的垂直度。

四、工艺规程设计

4.1确定毛坯的制造形式

根据《机械制造工艺设计简明手册》（机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编）零件材料为HT200，采用铸造。

根据《机械加工工艺师手册》（机械工业出版出版社、杨叔子主编），得知大批量生产的铸造方法有两种金属模机械砂型铸造和压铸，由于压铸的设备太昂贵，根据手册数据采用铸造精度较高的金属型铸造。

4.2基面的选择

基面的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，加工工艺过程中会问题百出，甚至还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

（1）粗基准的选择。

因本零件毛坯是金属模铸造成型，铸件精度较高，所以选择Φ40mm圆一个端面作为粗基准加工另一个端面。

再加一个钩形压板和一个V形块限制自由度，达到完全定位。

（2）精基准的选择。

主要因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，此处不在重复。

4.3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级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情况下，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。

除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

工艺路线方案一：

工序Ⅰ：

钻、扩、粗铰、精铰Φ25孔。

以Φ40外圆和其端面为基准，选用Z5120A立式钻床加专用夹具。

工序Ⅱ：

铣φ55的叉口及上、下端面。

利用Φ25的孔定位，以两个面作为基准，选用X5020A立式铣床和专用夹具。

工序Ⅲ：

粗、精铣

的叉口的内圆面。

工序Ⅳ：

粗铣35×

3的外圆斜面。

以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。

工序Ⅴ：

精铣35×

工序Ⅵ：

粗铣40×

16的槽，以Φ25的孔定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。

工序Ⅶ：

切断φ55的叉口，用宽为4的切断刀，选用X5020A立式铣床加专用夹具。

工序Ⅷ　检验。

工艺路线方案二：

工序Ⅰ：

切断φ55叉口，用宽为4的切断刀，选用X5020A立式铣床加专用夹具。

：

以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺卡片”。

以上加工方案大致看来是合理的，但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，主要表现在φ25的孔及其16的槽和φ55的端面加工要求上,以上三者之间具有位置精度要求。

图样规定：

先钻

mm的孔。

由此可以看出：

先钻φ25的孔，再由它定位加工φ55的内圆面及端面，保证φ25的孔与φ55的叉口的端面相垂直。

因此，加工以钻φ25的孔为准。

为了在加工时的装夹方便，因此将切断放在最后比较合适。

为了避免造成一定的加工误差；

通过分析可以比较工艺路线方案一最为合理。

具体方案如下：

4.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

零件材料为HT200，硬度170~220HBS，毛坯重量约1.12kg。

根据《机械加工工艺师手册》（以下简称《工艺手册》机械工业出版出版社、杨叔子主编）知生产类型为大批生产，采用金属模铸造毛坯。

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：

1、毛坯余量及尺寸的确定

毛坯余量及尺寸的确定主要是为了设计毛坯图样，从而为工件毛坯的制造作准备，该工序在这里不做详细说明，主要说明一下毛坯尺寸及相应公差的确定，以便毛坯制造者参考。

根据《机械加工工艺师手册》（以下简称《工艺手册》机械工业出版出版社、杨叔子主编），结合加工表面的精度要求和工厂实际，要合理地处理好毛坯余量同机械加工工序余量之间的不足。

（1）粗铣φ55的叉口的上、下端面的加工余量及公差。

该端面的表面粗糙度为3.2，所以先粗铣再精铣。

查《机械加工余量手册》（以下简称《余量手册》机械工业出版社、孙本序主编）中的表4-2成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为7~9级，选用8级。

MA为F。

再查表4-2查得加工余量为2.0mm。

由《工艺手册》表2.2-1至表2.2-4和《机械制造工艺与机床夹具》（机械工业出版出版社、刘守勇主编）中表1-15及工厂实际可得：

Z=2.0mm，公差值为T=1.6mm。

（2）加工35×

3的上表面的加工余量及公差。

同上方法得：

2Z=4.0，公差值为1.3mm。

（3）铣40×

16的槽的上表面的加工余量及公差。

2Z=4.0，公差值为1.6mm。

2、各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坏尺寸的确定

（1）钻φ25的孔加工余量及公差。

毛坯为实心，不冲出孔。

该孔的精度要求在IT7~IT9之间，参照《工艺手册》表2.3-9~表2.3-12确定工序尺寸及余量为：

查《工艺手册》表2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为7~9级，选用8级。

公差值T=0.12mm，

钻孔φ23mm

扩孔φ24.8mm2Z=1.8mm

铰孔φ25mm2Z=0.2mm

由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。

φ25mm的孔的加工余量和工序间余量及公差分布图见图1。

由图可知：

工

序

加

尺

寸

及

公

差

铸件毛坯

钻孔

扩孔

粗铰

精铰

加工前尺寸

最大

φ23

φ24.8

φ24.94

最小

φ22.5

φ24.45

φ24.79

加工后尺寸

φ25

φ24.95

加工余量

23

24.8

24.94

25

毛坯名义尺寸：

42（mm）

钻孔时的最大尺寸：

23（mm）

钻孔时的最小尺寸：

22.5（mm）

扩孔时的最大尺寸：

23+1.8=24.8（mm）

扩孔时的最小尺寸：

24.8-0.35=24.45（mm）

粗铰孔时的最大尺寸：

24.8+0.14=24.94（mm）

粗铰孔时的最小尺寸：

24.94-0.15=24.79（mm）

精铰孔时的最大尺寸：

24.94+0.06=25（mm）

精铰孔时的最小尺寸：

25-0.05=24.95（mm）

（2）铣φ55的叉口及上、下端面

因为叉口的粗糙度为3.2，所以粗铣再精铣。

参照《工艺手册》表2.3-9~表2.3-12确定工序尺寸及余量为：

公差值T=1.4mm

粗铣φ55的叉口及上、下端面余量1.0mm。

2Z=2.0

精铣φ55的叉口及上、下端面。

（3）粗铣35×

3的上端面

因为该面的粗糙度为6.3，所以粗铣一次即可。

公差值T=1.3mm

3的上端面2z=2.0

（4）粗铣40×

16的上表面

此面的粗糙度要求为3.2，所以分粗精加工即可。

公差值T=1.6mm，其偏差±

0.7

16的上表面2Z=2.0

（5）铣40×

16的槽

此面的粗糙度要求为3.2，所以粗铣再精铣。

公差值T=1.6mm。

16的槽2Z=2.0

精铣40×

（6）切断φ55叉口

4.5确定切削用量及基本工时

1.加工条件

工件材料：

灰铸铁HT200

加工要求：

钻Φ25的孔，其表面粗糙度值为Rz=1.6μm；

先钻Φ23的孔在扩Φ24.8的孔，再粗铰Φ24.94孔，再精铰Φ25孔。

机床：

Z5125A立式钻床。

刀具：

Φ23麻花钻，Φ24.8的扩刀，铰刀。

2.计算切削用量

（1）钻Φ23的孔。

①进给量

查《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》P47表2-23钻孔进给量f为0.39~0.47mm/r，由于零件在加工

23mm孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f=（0.39~0.47）×

0.75=0.29~0.35mm/r，查表得出，现取f=0.25mm/r。

此工序采用Φ23的麻花钻。

所以进给量f=0.25mm/z

2钻削速度

切削速度：

根据手册表2.13及表2.14，查得切削速度V=18m/min。

根据手册nw=300r/min,故切削速度为

3切削工时

l=23mm，l1=13.2mm.

查《工艺手册》P9-143表9.4-31，切削工时计算公式：

1扩孔的进给量　

查《切削用量手册》表2.10规定,查得扩孔钻扩Φ24.8的孔时的进给量,并根据机床规格选取

F=0.3mm/z

②切削速度

扩孔钻扩孔的切削速度,根据《工艺手册》表28-2确定为

V=0.4V钻

其中V钻为用钻头钻同样尺寸的实心孔时的切削速度.故

V=0.4×

21.67=8.668m/min

按机床选取nw=195r/min.

③切削工时

切削工时时切入L1=1.8mm,切出L2=1.5mm

1粗铰孔时的进给量

根据有关资料介绍,铰孔时的进给量和切削速度约为钻孔时的1/2~1/3,故

F=1/3f钻=1/3×

0.3=0.1mm/r

V=1/3V钻=1/3×

21.67=7.22m/min

按机床选取nw=195r/min,所以实际切削速度

切削工时,切入l2=0.14mm,切出l1=1.5mm.

1精铰孔时的进给量

切削工时,切入l2=0.06mm,切出l1=0mm.

铣φ55的叉口的上、下端面。

1进给量

采用端铣刀，齿数4，每齿进给量

=0.15mm/z（《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》（吴拓、方琼珊主编）。

故进给量f=0.6mm

②铣削速度：

（m/min）（表9.4-8）

由《数控加工工艺》（田春霞主编）中第五章表5-6得切削速度为9~18m/min

根据实际情况查表得V=15m/min

引入l=2mm，引出l1=2mm，l3=75mm。

工序Ⅲ铣φ55的叉口

由《工艺手册》表3.1-29查得采用硬质合金立铣刀,齿数为5个，由《数控加工工艺》（田春霞主编）中第五章表5-5得硬质合金立铣刀每齿进给量f为0.15~0.30，由手册得f取0.15mm/z

故进给量f=0.75mm/z.

由《数控加工工艺》（田春霞主编）中第五章表5-6得硬质合金立铣刀切削速度为45~90mm/min,由手册得V取70mm/min.

铣35×

3的上端面。

=0.15mm/z（《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》，吴拓、方琼珊主编）。

切入l=3mm,行程l1=35。

铣40×

16槽的表面。

该槽面可用变速钢三面刃铣刀加工，由前定余量为2mm故可一次铣出，铣刀规格为φ32，齿数为8。

由《工艺手册》表2.4-73，取每齿进给量为0.15mm/z,ap=2mm故总的进给量为f=0.15×

8=1.2mm/z。

由《工艺手册》表3.1-74,取主轴转速为190r/min。

则相应的切削速度为：

切入l=2mm切出l1=2mm,行程量l3=40mm。

工序Ⅵ铣40×

16的槽。

进给量

的槽可用高速钢三面刃铣刀加工，铣刀规格为φ16，齿数为10。

由《机械加工工艺师手册》表21-5，取每齿进给量为0.15mm/z,ap=2mm，故总的进给量为f=0.15×

10=1.5mm/z。

切入l=2mm，切出l1=2mm行程量l2=40mm。

切断φ55叉口。

采用切断刀，齿数4，每齿进给量

切出l=2mm，切出l1=2mm,行程量=75mm。

查《工艺手册》P9-143表9.4-31，切