汽缸加工工艺及夹具设计模板.doc

序言
加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程一次深入综合性总复习，也是理论联络实际训练。
机床夹具已成为机械加工中关键装备。机床夹具设计和使用是促进生产发展关键工艺方法之一。伴随中国机械工业生产不停发展,机床夹具改善和发明已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中一项关键任务。
1.1课题背景及发展趋势
材料、结构、工艺是产品设计物质技术基础，首先，技术制约着设计；其次，技术也推进着设计。从设计美学见解看，技术不仅仅是物质基础还含有其本身“功效”作用，只要善于应用材料特征，给予对应结构形式和合适加工工艺，就能够发明出实用，美观，经济产品，即在产品中发挥技术潜在“功效”。
技术是产品形态发展先导，新材料，新工艺出现，肯定给产品带来新结构，新形态和新造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联络在一起，某个步骤变革，便会引发整个机体改变。
工业快速发展，对产品品种和生产率提出了愈来愈高要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产主流，为了适应机械生产这种发展趋势，肯定对
机床夹具提出更高要求。
1.2 夹具基础结构及夹具设计内容
按在夹具中作用,地位结构特点,组成夹具元件能够划分为以下几类:
(1)定位元件及定位装置；
(2)夹紧元件及定位装置(或称夹紧机构)；
(3)夹具体；
(4)对刀,引导元件及装置(包含刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等)；
(5)动力装置；
(6)分度,对定装置；
(7)其它元件及装置(包含夹具各部分相互连接用和夹具和机床相连接用紧固螺钉,销钉,键和多种手柄等)；
每个夹具不一定全部各类元件全部含有,如手动夹具就没有动力装置,通常车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之,根据加工等方面要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,比如在有自动化夹具中必需有上下料装置。
专用夹具设计关键是对以下几项内容进行设计：（1）定位装置设计；（2）夹紧装置设计；（3）对刀-引导装置设计；（4）夹具体设计；（5）其它元件及装置设计。
目录

1 序言 1
1.1课题背景及发展趋势 1
1.2 夹具基础结构及设计内容 1
2 汽缸加工工艺规程设计 3
2.1零件分析 3
2.1.1零件作用 3
2.1.2零件工艺分析 3
2.2气缸加工关键问题和工艺过程设计所应采取对应方法 4
2.2.1确定毛坯制造形式 4
2.2.2基面选择 4
2.2.3确定工艺路线 4
2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定 5
2.2.5确定切削用量 6
2.3小结 22
3 专用夹具设计 23
3.1加工上平面镗孔夹具设计 23
3.1.1定位基准选择 23
3.1.2切削力计算和夹紧力分析 23
3.1.3夹紧元件及动力装置确定 24
3.1.4 镗套、镗模板及夹具体设计 25
3.1.5夹具精度分析 27
3.1.6夹具设计及操作简明说明 27
3.2粗、精铣汽缸上平面夹具夹具设计 28
3.2.1定位基准选择 28
3.2.2定位元件设计 28
3.2.3定位误差分析 29
3.2.4铣削力和夹紧力计算 29
3.2.5夹具体槽形和对刀装置设计 30
3.2.6夹紧装置及夹具体设计 32
3.2.7夹具设计及操作简明说明 33
4 结束语 40
参考文件 41

2 汽缸加工工艺规程设计
2.1零件分析
2.1.1零件作用
题目给出零件是汽缸，气缸设计关键包含气道、燃烧室、配气机构、冷却和润滑系统等设计，它们对发动机性能全部有相当大影响。缸盖气道形状直接影响进气涡流形式和涡流强度大小，气道流通截面积和其内部光洁度又决定了进气充量多少。涡流形式和强度大小对燃烧效率有很大影响。燃烧效率既决定了整机动力性、经济性同时影响了整机排放性能。气道设计是气缸设计中关键。气缸燃烧室参数有压缩比、面容比、挤气面积、挤气间隙等。挤气面积、挤气间隙是挤流生成决定原因，且挤气面积越大、间隙越小生成挤流越强。提升压缩比ε是提升升功率有效方法之一，但压缩比提升受到爆震燃烧限制。减小面容比是降低排放有力方法。火花塞在燃烧室中位置对发动机爆震燃烧有很大关系，适宜火花塞位置能够减小火焰传输距离时间，从而提升了抗爆性。燃烧室全部结构参数全部从不一样程度上影响了整机动力性、经济性、排放性等。燃烧室和气道匹配是气缸盖设计中关键。配气机构结构影响了充气系数、运转噪声等。配气机构设计应确保各缸换气良好，充气系数高而且运转平稳，即振动、噪声小。采取多气门机构能够显著增加进气喉口断面提升充气系数但因为气门之间“鼻梁”厚度限制，使在一定缸径下，气门数有一最好值来确保在这一缸径下最大进气量。现在，在使用有两气门、三气门，两进气、一排气、四气门两进、两排、五气门三进、两排发动机。
汽缸是整机热负荷高结构件之一，对缸盖进行合理有效冷却能够确保发动机在正常温度范围内工作，提升整机寿命，增加整机运转可靠性。在设计缸盖水腔时要确保冷却水流顺畅，不能有水流死区或使冷却水在水腔内形成旋涡。气缸盖润滑系统是把含有一定压力和适宜温度清洁润滑油循环不停地输送到凸轮轴轴承、挺杆运动摩擦面，使其间形成一层油膜，以降低摩擦损失和零件磨损，并把零件摩擦所产生热量带走，冷却摩擦表面，将摩擦表面上磨屑和杂质清洗洁净，确保零件正常工作。采取液压挺杆结构，必需确保对液压挺杆润滑油充足补充。对于回油腔设计一定要确保在没有机油压力自由状态下，机油依靠重力作用能够在任何工况下顺畅地流回机油盘从而确保机油能够不聚集在缸盖上而造成机油经过强制通风管而进入进气管造成烧机油现象发生。

2.1.2零件工艺分析
零件材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。传动箱体需要加工表面和加工表面位置要求。现分析以下：
（1）关键加工面：
1）铣上下平面确保尺寸210mm，平行度误差为0.04
2）铣侧面工艺平台确保尺寸76,
3）镗2--φ100孔至所要求尺寸，并确保各位误差要求
4）钻侧面2—G3/8螺纹孔
5）钻2—G1/8螺纹孔
6）钻16--φ13孔平面各孔
7）钻孔φ11
（2）关键基准面：
1）以下平面为基准加工表面
这一组加工表面包含：汽缸上表面各孔、汽缸上表面
2）以下平面为基准加工表面
这一组加工表面包含：关键是下平面各孔及螺纹孔

2.2汽缸加工关键问题和工艺过程设计所应采取对应方法
2.2.1确定毛坯制造形式
零件材料HT200。因为年产量为4000件，达成大批生产水平，而且零件轮廓尺寸较大，铸造表面质量要求高，故可采取铸造质量稳定，适合大批生产金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还能够提升生产率。
2.2.2基面选择
（1）粗基准选择 对于本零件而言，根据互为基准选择标准，选择本零件下表面作为加工粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为关键定位基准，以限制z、z、y、y、五个自由度。再以一面定位消除x、向自由度，达成定位,目标。
（2）精基准选择 关键考虑到基准重合问题，和便于装夹，采取已加工结束上、下平面作为精基准。
2.2.3确定工艺路线

工序1
粗精铣上平面
工序2
粗精铣下平面
工序3
粗精铣工艺平台
工序4
钻上平面φ13孔
工序5
钻下平面φ13孔
工序6
钻上平面2-G1/8螺纹底孔
工序7
钻下平面2-G3/8螺纹底孔
工序8
钻φ11孔
工序9
粗精镗2－φ100孔
工序10
钳工，攻丝各螺纹孔
工序11
综合检验
工序12
防锈入库

工艺路线分析：
采取互为基准标准，先加工上、下两平面，然后以下、下平面为精基准再加工两平面上各孔，这么便确保了，上、下两平面平行度要求同时为加两平面上各孔确保了垂直度要求。符合先加工面再钻孔标准。
从提升效率和确保精度这两个前提下，发觉该方案比较合理。所以我决定以该方案进行生产。具体工艺过程见工艺卡片所表示。
2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定
汽缸材料是HT200，生产类型为大批生产。因为毛坯用采取金属模铸造, 毛坯尺寸确实定以下：
因为毛坯及以后各道工序或工步加工全部有加工公差，所以所要求加工余量其实只是名义上加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。
因为本设计要求零件为大批量生产，应该采取调整法加工，所以计算最大和最小余量时应按调整法加工方法给予确定。
1）加工汽缸上下平面，依据参考文件[8]表4-35和表4-37考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造质量和表面粗糙度要求，精加工1mm，
2）加工工艺平台时，用铣削方法加工侧面。因为工艺平台加工表面有粗糙度要求，而铣削精度能够满足，故采取分二次铣削方法，粗铣削深度是2mm，精铣削深度是1mm
3）镗２－φ100孔时，因为粗糙度要求，所以考虑加工余量2.5mm。可一次粗加工2mm，一次精加工0.5就可达成要求。
6）加工2－G1/8底孔，依据参考文件[8]表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1就可达成要求。
7）加工2－G3/8底孔时，依据参考文件[8]表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1mm就可达成要求。
8）加工上，下平面台各小孔，粗加工2mm到金属模铸造质量和表面粗糙度要求，精加工1mm，可达成要求。
2.2.5确定切削用量
工序1：粗、精铣汽缸下平面
（1）粗铣下平面
加工条件：
工件材料： HT200，铸造。
机床：X52K立式铣床。
查参考文件[7]表30—34
刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。
因其单边余量：Z=2mm
所以铣削深度：
每齿进给量：依据参考文件[3]表2.4-75，取铣削速度：参考参考文件[7]表30—34，取。
机床主轴转速： 式（2.1）
式中 V—铣削速度；
d—刀具直径。
由式2.1机床主轴转速：

根据参考文件[3]表3.1-74
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：依据参考文件[7]表2.4-81,
（2）精铣下平面
加工条件：
工件材料： HT200，铸造。
机床： X52K立式铣床。
参考文件[7]表30—31
刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。
精铣该平面单边余量：Z=1mm
铣削深度：
每齿进给量：依据参考文件[7]表30—31，取
铣削速度：参考参考文件[7]表30—31，取
机床主轴转速，由式（2.1）有：

根据参考文件[7]表3.1-31
实际铣削速度：
进给量，由式（1.3）有：
工作台每分进给量：
粗铣切削工时
被切削层长度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入长度：

刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
依据参考文件[5]表2.5-45可查得铣削辅助时间
精铣切削工时
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：精铣时
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
依据参考文件[5]表2.5-45可查得铣削辅助时间
铣下平面总工时为：t=+++=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min

工序：加工上平面，各切削用量和加工上平面相近，所以省略不算，参考工序1实施。
工序：粗精铣侧面工艺平台：
（1）粗铣宽度为工艺平台
加工条件：
工件材料： HT200，铸造。
机床：X52K立式铣床。
查参考文件[7]表30—34
刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。
因其单边余量：Z=2mm
所以铣削深度：
每齿进给量：依据参考文件[3]表2.4-75，取铣削速度：参考参考文件[7]表30—34，取。
由式2.1得机床主轴转速：

根据参考文件[3]表3.1-74
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：依据参考文件[7]表2.4-81,
被切削层长度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入长度：
式（2.2）

刀具切出长度：取
走刀次数为1
（2）精铣工艺平台
加工条件：
工件材料： HT200，铸造。
机床： X52K立式铣床。
由参考文件[7]表30—31
刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。
精铣该平面单边余量：Z=1mm
铣削深度：
每齿进给量：依据参考文件[7]表30—31，取
铣削速度：参考参考文件[7]表30—31，取
机床主轴转速，由式（2.1）有：

根据参考文件[3]表3.1-31
实际铣削速度：
进给量，由式（2.3）有：
工作台每分进给量：
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：精铣时
刀具切出长度：取
走刀次数为1
依据参考文件[9：=249/(37.5×3)=2.21min。
依据参考文件[5]表2.5-45可查得铣削辅助时间
精铣工艺平台：
依据参考文件[9]切削工时：=249/(37.5×3)=2.21min
依据参考文件[5]表2.5-45可查得铣削辅助时间
粗精铣工艺平台总工时：
t=+++=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min
工序：粗镗2－Φ100H12孔
机床：卧式镗床
刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：
切削深度：，毛坯孔径。
进给量：依据参考文件表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=2.0mm。所以确定进给量。
切削速度：参考参考文件[3]表2.4-9取
机床主轴转速：
，
根据参考文件[3]表3.1-41取
实际切削速度：
工作台每分钟进给量：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间：
查参考文件[1]，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min
精镗2--Φ100H12
机床：卧式镗床
刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：
切削深度：
进给量：依据参考文件[3]表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。所以确定进给量
切削速度：参考参考文件[3]表2.4-9，取
机床主轴转速：
，取
实际切削速度，：
工作台每分钟进给量：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间：
所以该工序总机动工时
查参考文件[1]，表2.5-37工步辅助时间为：1.86min
工序：钻孔2-G1/8
工件材料为HT200铁，孔直径为3mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至Φ3，选择Φ3麻花钻头。攻G1/8螺纹，选择G1/8细柄机用丝锥攻螺纹。
进给量：依据参考文件[5]表2.4-39，取
切削速度：参考参考文件[5]表2.4-41，取
由式（2.1）机床主轴转速：
，取
实际切削速度：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度：
走刀次数为1
攻G1/8螺纹
机床：Z535立式钻床
刀具：细柄机用丝锥（G1/8）
进给量：因为其螺距,所以进给量
切削速度：参考参考文件[5]表2.4-105，取
由式（2.1）机床主轴转速：
，取
丝锥回转转速：取
实际切削速度：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度：
走刀次数为1
机动时间：
依据参考文件[5]表2.5-41可查得钻削辅助时间
攻G1/8螺纹
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度：
走刀次数为1
机动时间：
依据参考文件[5]表2.5-41可查得钻削辅助时间
总工时为：t=2++=3.75min

工序：加工2－G3/8底孔
工件材料为HT200铁，孔直径为8mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至Φ9，选择Φ9麻花钻头。攻G3/8螺纹，选择G3/8细柄机用丝锥攻螺纹。
进给量：依据参考文件[5]表2.4-39，取
切削速度：参考参考文件[5]表2.4-41，取
由式（2.1）机床主轴转速：
，取
实际切削速度：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度：
走刀次数为1
攻G3/8螺纹
机床：Z535立式钻床
刀具：细柄机用丝锥（G3/8）
进给量：因为其螺距,所以进给量
切削速度：参考参考文件[5]表2.4-105，取
由式（2.1）机床主轴转速：
，取
丝锥回转转速：取
实际切削速度：
攻G3/8螺纹工时
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度：
走刀次数为1
机动时间：
依据参考文件[5]表2.5-41可查得钻削辅助时间
工序：φ11
工件材料为HT200铁，孔直径为8mm，表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔——Φ8mm小直径钻。
1）确定切削用量
确定进给量 依据参考文件[7]表28-10可查出，因为孔深度比，，故。查Z535立式钻床说明书，取。
依据参考文件[7]表28-8，钻头强度所许可是进给量。因为机床进给机构许可轴向力（由机床说明书查出），依据参考文件[7]表28-9，许可进给量。
因为所选进给量远小于及，故所选可用。
确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 依据表28-15，由插入法得：
，
，
因为实际加工条件和上表所给条件不完全相同，故应对所结论进行修正。
由参考文件[7]表28-3，，，故

查Z535机床说明书，取。实际切削速度为

由参考文件[7]表28-5，，故

校验机床功率 切削功率为

机床有效功率

故选择钻削用量可用。即
，，，
对应地
，，
工序：校验
（5）锪钻Φ19阶梯孔
加工条件：
工件材料：HT200，金属模铸造，
机床：Z535立式钻床
刀具：高速钢钻头Φ19端面锪钻
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度：
走刀次数为1
机动时间：
依据参考文件[5]表2.5-41可查得钻削辅助时间
锪钻Φ19阶梯工时
锪钻孔进给量，机床主轴转速，
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度：
走刀次数为1
机动时间：
由参考文件[5]表2.5-41可查得钻削辅助时间
t=+
t=0.27+1.77=2.04min
该工序总工时为： 2.04+0.07+0.05+1.77+1.77=5.7min
所以该方案满足生产要求。

2.3小结
机械加工工艺规程是要求产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等工艺文件。对加工工艺规程设计，能够了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其关键影响。生产规模大小、工艺水平高低和处理多种工艺问题方法和手段全部要经过机械加工工艺来表现。
专用夹具设计
为了提升劳动生产率，确保加工质量，降低劳动强度。在加工杠杆零件时，需要设计专用夹具。
依据任务要求中设计内容，需要设计加工铣上平面夹具、汽缸镗上顶面镗孔夹具及汽缸铣平面夹具各一套。其中上顶面镗孔夹具将用于卧式镗床，刀具分别镗刀。用X62W铣床，硬质合金端铣刀YG8对铣上平面进行加工。
3.1加工2－φ100孔镗孔夹具设计

本夹具关键用来镗夹具，此孔也是后面作为工艺孔使用，这个工艺孔有尺寸精度要求为+0.03，表面粗糙度要求，表面粗糙度为，和顶面垂直。并用于以后各面各孔加工中定位。其加工质量直接影响以后各工序加工精度。本到工序为杠杆加工第一道工序，加工到本道工序时只完成了汽缸上表面粗、精铣。所以再本道工序加工时关键应考虑怎样确保其尺寸精度要求和表面粗糙度
要求，和怎样提升劳动生产率，降低劳动强度。
3.1.1定位基准选择
由零件图可知，有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应和顶面垂直。为了确保所钻孔和顶面垂直并确保工艺孔能在后续孔系加工工序中使各关键支承孔加工余量均匀。依据基准重合、基准统一标准。在选择工艺孔加工定位基按时，应尽可能选择上一道工序即粗、精铣缸体下表面工序定位基准，和设计基准作为其定位基准。所以加工工艺孔定位基准应选择选择下平作为定位基准，为了提升加工效率，依据工序要求先采取标准硬质合金镗刀刀具对工艺孔进行粗镗削加工；然后采取硬质合金镗刀对其进行精加工，准备采取手动夹紧方法夹紧。
3.1.2切削力计算和夹紧力分析
因为本道工序关键完成工艺孔镗加工，参考文件[9]得：
镗削力
镗削力矩
式中：

本道工序加工工艺孔时，工件下平面和台价台靠紧。采取带光面压块压紧螺钉夹紧机构夹紧，该机构关键靠压紧螺钉夹紧，属于单个一般螺旋夹紧。依据参考文件[11]可查得夹紧力计算公式：
式（3.1）
式中： —单个螺旋夹紧产生夹紧力（N）；
—原始作用力（N）；
—作用力臂（mm）；
—螺杆端部和工件间当量摩擦半径（mm）；
—螺杆端部和工件间摩擦角（°）；
—螺纹中径之半（mm）；
—螺纹升角（°）；
—螺旋副当量摩擦角（°）。
由式（3.1）依据参考文件[11]表1-2-23可查得点接触单个一般螺旋夹紧力：

3.1.3夹紧元件及动力装置确定
因为汽缸生产量很大，采取手动夹紧夹具结构简单，在生产中应用也比较广泛。所以本道工序夹具夹紧动力装置采取手动夹紧。采取手动夹紧，夹紧可靠，机构能够无须自锁。
本道工序夹具夹紧元件选择带光面压块压紧螺钉。旋紧螺钉使其产生力经过光面压块将工件压紧。
3.1.4镗套、镗模板及夹具体设计
工艺孔加工需粗、精镗切削才能满足加工要求。故选择快换钻套（其结构以下图所表示）以降低更换钻套辅助时间。镗模板选择固定式钻模板，工件以底面及侧面分别靠在夹具支架定位快，用带光面压块压紧螺钉将工件夹紧。
夹具体设计关键考虑零件形状及将上述各关键元件联成一个整体。这些关键元件设计好后即可画出夹具设计装配草图。整个夹具结构见夹具装配图如上图所表示：
3.1.5夹具精度分析
利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭加工系统。它们之间相互联络，最终形成工件和刀具之间正确位置关系。所以在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计夹具进行精度分析和误差计算。
由工序简图可知，本道工序因为工序基准和加工基准重合，又采取顶面为关键定位基面，故定位误差很小能够忽略不计。本道工序加工中关键确保工艺孔尺寸Φmm及表面粗糙度。本道工序最终采取精镗加工，选择标准硬质合金镗刀，直径为Φmm，并采取镗套，镗刀导套孔径为该工艺孔位置度应用是最大实体要求。
工艺孔表面粗糙度，由本工序所选择加工工步粗镗精满足。
影响两工艺孔位置度原因有（以下图所表示）：
（1）镗模板上装衬套孔尺寸公差：
（2）两衬套同轴度公差：
（3）镗套同轴度公差：
（4）镗套和镗刀配合最大间隙：

所以能满足加工要求。
3.1.6夹具设计及操作简明说明
镗Φ100孔夹具如夹具装配图所表示。装卸工件时，先将工件放在定位块上；用压块压紧螺钉将工件夹紧；然后加工工件。当工件加工完后，将带光面压块压紧螺钉松开，取出工件。

3.2粗、精铣汽缸体平面夹具设计
本夹具关键用来粗、精铣传动箱上平面。因为加工本道工序工序简图可知。粗、精铣汽缸平面时，粗糙度要求，汽缸平面和下平面有平行度要求,并和工艺孔轴线分别垂直度要求，本道工序是对传动箱上平面进行粗精加工。所以在本道工序加工时，关键应考虑提升劳动生产率，降低劳动强度。同时应确保加工尺寸精度和表面质量

夹具装配图
3.2.1定位基准选择
由零件图可知工艺孔轴线所在平面有垂直度要求，从定位和夹紧角度来看，本工序中，定位基准是下平面，设计基准也是要求确保上、下两平面平行度要求，定位基准和设计基准重合，不需要重新计算上下平面平行度，便可确保平行度要求。在本工序只需确保下平面放平就行，确保下平面和两定位板正确贴合就行了。
为了提升加工效率，现决定用两把铣刀传动箱体上平面同时进行粗精铣加工。同时进行采取手动夹紧。

3.2.4铣削力和夹紧力计算
本夹具是在铣床上使用，用于定位螺钉不仅起到定位用，还用于夹紧，为了确保工件在加工工程中不产生振动，必需对六角螺母和螺母螺钉施加一定夹紧力。由计算公式
Fj=FsL/(d0tg(α+ψ1’)/2+r’tgψ2) 式（3.2）
Fj－沿螺旋轴线作用夹紧力
Fs－作用在六角螺母
L－作用力力臂(mm)
d0－螺纹中径(mm)
α－螺纹升角(゜)
ψ1－螺纹副当量摩擦(゜)
ψ2－螺杆(或螺母)端部和工件(或压块)摩擦角(゜)
r’－螺杆(或螺母)端部和工件(或压块)当量摩擦半径(゜)
依据参考文件[6]其回归方程为
Fj＝ktTs
其中Fj－螺栓夹紧力(N)；
kt－力矩系数(cm－1)
Ts－作用在螺母上力矩(N.cm)；
Fj =5×=10000N
3.2.5夹具体槽形和对刀装置设计
定向键安装在夹具底面纵向槽中，通常使用两个。其距离尽可能部署远些。经过定向键和铣床工作台U形槽配合，使夹具上定位元件工作表面对于工作台送进方向含有正确位置。定向键可承受铣削时产生扭转力矩，可减轻夹紧夹具螺栓负荷，加强夹具在加工中稳固性。
依据参考文件[11]定向键结构图3.7所表示。

图3.7 定向键

依据参考文件[11]夹具U型槽结构图3.8所表示。

U型槽

关键结构尺寸参数以下表3.5所表示。
表3.5 U型槽结构尺寸
螺栓直径

12
14
30
20

对刀装置由对刀块来实现，用来确定刀具和夹具相对位置。
因为本道工序是完成传动箱体上平面尺寸为210×315mm粗、精铣加工，所以选择直角对刀块。依据GB2243—80直角对到刀块结构和尺寸图3.9所表示。

圆对刀块

塞尺选择平塞尺，其结构以下图所表示。

平塞尺
塞尺尺寸如表3.6所表示。
表3.6 平塞尺结构尺寸
公称尺寸H
允差d
C
3
-0.006
0.25
3.2.6夹紧装置及夹具体设计
夹紧装置采取移动A型压板来夹紧工件，采取移动压板好处就是加工完成后，能够将压板松开，然后退后一定距离把工件取出。
移动压板结构图3.11所表示。

移动压板
关键结构尺寸参数如表3.7所表示。
表3.7 移动压板结构尺寸

97
30
11
36
40
8
16
4
1.5
12

夹具体设计关键考虑零件形状及将上述各关键元件联成一个整体。这些关键元件设计好后即可画出夹具设计装配草图。整个夹具结构夹具装配图所表示。
3.2.7夹具设计及操作简明说明
本夹具用于在立式铣床上加工汽缸平面，工件以和此相平行下平面为及其侧面和水平面底为定位基准。采取转动A型压板夹紧工件。当加工完一边，可松开螺钉、螺母、支承钉来加工另一边。如夹具装配图所表示。

3.4小结
对专用夹具设计，能够了解机床夹具在切削加工中作用：可靠地确保工件加工精度，提升加工效率，减轻劳动强度，充足发挥和扩大机床给以性能。本夹具设计能够反应夹具设计时应注意问题，如定位精度、夹紧方法、夹具结构刚度和强度、结构工艺性等问题。

结束语
经过近两个月毕业设计，使我们充足掌握了通常设计方法和步骤，不仅是对所学知识一个巩固，也从中得到新启发和感受，同时也提升了自己利用理论知识处理实际问题能力，而且比较系统了解了液压设计整个过程。
在整个设计过程中，我本着实事求是标准，抱着科学、严谨态度，关键根据书本步骤，到图书馆查阅资料，在网上搜索部分相关资料和相关产品信息。这一次设计是大学四年来最系统、最完整一次设计，也是最难一次。在设计时候不停计算、比较、修改，再比较、再修改，我也付出了一定心血和汗水，在期间也碰到不少困难和挫折，幸好有xxx老师指导和帮助，才能够在设计中少走了部分弯路，顺利完成了设计。
本设计研究过程中仍然存在不足之处，有问题还待于深入深入，具体以下：
（1）缺乏实际工厂经验，对部分参数和元件选择可能不是很合理，有一定浪费。
（2）和夹具相关刀具和量具了解还不太清楚。
（3）系统设计不太完善，在和计算机配合进行正确数据采集和控制上还有部分不足。
（4）使用有一定局限：人工操作多，零部件磨损度在实际中尚不明确。

参考文件
[1] 刘德荣，组合夹具结构简图初步探讨，组合夹具，1982. (1)
[2] 孙已德，机床夹具图册[M]，北京：机械工业出版社，1984：20-23。
[3] 贵州工学院机械制造工艺教研室，机床夹具结构图册[M]，贵阳：贵州任命出版社，1983：42-50。
[4] 刘友才，机床夹具设计[Ｍ] ，北京：机械工业出版社，1992 。
[5] 孟少龙，机械加工工艺手册第1卷[M]，北京：机械工业出版社，1991。
[6] 《金属机械加工工艺人员手册》修订组，金属机械加工工艺人员手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1979。
[7] 李洪，机械加工工艺师手册[M]，北京：机械工业出版社，1990。
[8] 马贤智，机械加工余量和公差手册[M]，北京：中国家标准准出版社，1994。
[9] 上海金属切削技术协会，金属切削手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1984。
[10] 周永强，高等学校毕业设计指导[M]，北京：中国建材工业出版社，。
[11] 薛源顺,机床夹具设计(第二版) [M],机械工业出版社,.1
[12] 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计[M]，重庆：重庆大学出版社，1995。
[13] 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1980。
[14] 李庆寿，机械制造工艺装备设计适用手册[M]，银州：宁夏人民出版社，1991。
[15] 廖念钊，莫雨松，李硕根，交换性和技术测量[M]，中国计量出版社，：9-19。
[16] 哈尔滨工业大学,哈尔滨市教育局,专用机床夹具设计和制造,黑农江人民出版社,1979.12
[17] 乐兑谦，金属切削刀具，机械工业出版社，：4-17。
[18] Machine Tools N.chernor 1984.
[19] Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973.
[20] Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984 .
[21] Sors l.fatigue design of machine components.oxford:pergramon press.1971