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機(jī)械制造工藝學(xué)
一、序言 1
（一）、設(shè)計(jì)目的 2
（二）、設(shè)計(jì)的要求 2
（三）、設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟 3
二.零件的分析 3
（一）零件的主要技術(shù)要求 3
（二）工藝分析 3
三.工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
第一節(jié) 確定毛坯的制造形式 4
（一）選用材料 4
（二）生產(chǎn)類型 4
第二節(jié) 基面的選擇 4
（一）、粗基準(zhǔn)的選擇 4
（二）、精基準(zhǔn)的選擇 5
（三）粗，精加工階段要分開(kāi) 5
（四）加工原則 6
第三節(jié) 制定工藝路線 6
（一）、工藝方案一： 6
（二）、工藝方案二 7
（三）、工藝方案的分析與比較 7
第四節(jié) 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8
第五節(jié)、 確定切削用量及基本用時(shí) 9
四、 夾具設(shè)計(jì) 17
（一）、問(wèn)題的提出 17
（二）、夾具設(shè)計(jì)的規(guī)范程序 17
（三）、切削力及夾緊力的計(jì)算 20
五、 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 20
六、參考資料 21
一、序言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。是進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉他們分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
（一）、設(shè)計(jì)目的
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造基礎(chǔ)課程后、進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。它一方面要求學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過(guò)去所學(xué)過(guò)的全部課程進(jìn)行工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力，另外，也為以后作好畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。學(xué)生通過(guò)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)，應(yīng)在下述各方面得到鍛煉：
（1） 能熟練運(yùn)用制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基礎(chǔ)理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。
（2） 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)夾具（或量具）的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。
（3） 學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運(yùn)用。
（二）、設(shè)計(jì)的要求
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)題目為：后羅拉過(guò)橋搖（零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝類裝備）。
生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)。
設(shè)計(jì)的要求包括以下幾個(gè)部分：
零件圖1張
毛坯圖1張
機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片1張
工藝裝備設(shè)計(jì)1～2套
工藝裝備主要零件圖1張
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份
（三）、設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟
設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟包括以下三部分：
1. 零件的分析；
2. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)；
3. 夾具設(shè)計(jì)。
二.零件的分析
（一）零件的主要技術(shù)要求
傳動(dòng)軸突緣叉有兩組加工表面，有一定的位置要求。
1. 孔39mm要求加工粗糙度為1.6，上下兩面粗糙度為6.3,孔的同軸度公差為0.01。
2. 二孔的外端面對(duì)39孔垂直度公差為0.1。
3.主要加工表面為39的孔
4.工件材45鋼，鍛件。
（二）工藝分析
工件毛坯為鍛件,加工余量為頂面5.0~6.0,底和側(cè)面為4.0~5.0, 鍛孔2─39。
在鍛造后機(jī)械加工前,一般要經(jīng)過(guò)清理和退火,以消除鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。粗加工后,會(huì)引起工件內(nèi)應(yīng)力的重新分布,為使內(nèi)應(yīng)力分布均勻,也應(yīng)經(jīng)適當(dāng)?shù)臅r(shí)效處理。
1.在單件生產(chǎn)中直徑小于30─50mm的孔一般不鍛出，可采用鉆——擴(kuò)——鉸的工藝。
2.要求不高的螺紋孔，可放在最后加工。這樣可以防止由于主要面或孔在加工過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，浪費(fèi)這一部分工時(shí)。
3.為了保證零件主要表面粗糙度的要求，避免加工時(shí)由于切削量較大引起工件變形或可能劃傷已加工表面，故整個(gè)工藝過(guò)程分為粗加工和粗加工。
4.整個(gè)加工過(guò)程中，無(wú)論是粗加工階段還是精加工階段，都應(yīng)該遵循“先面后孔”的加工原則。
三.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
第一節(jié) 確定毛坯的制造形式
（一）選用材料；零件材料為45鋼，故采用鍛造形成
（二）生產(chǎn)類型：考慮到汽車在運(yùn)行中要經(jīng)常加速及正，反向行駛，零件在工作中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。
第二節(jié) 基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的很重要的工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證。生產(chǎn)率得以提高；否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件成批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
（一）、粗基準(zhǔn)的選擇：
在零件加工過(guò)程中的第一道工序，定位基準(zhǔn)必然是毛坯尺寸，即粗基準(zhǔn)，選者是應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面的東西：
（1） 選擇要求加工余量小而均勻的重要表面為基準(zhǔn)以保證該表面有足夠而均勻的加工余量。
（2） 某些表面不需要加工，則應(yīng)該選擇其中與加工表面有相互位置精度的表面為粗基準(zhǔn)。
（3） 選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗基準(zhǔn)，不用允許有澆、冒口的殘跡和飛邊，以保證安全、可靠、誤差小。
（4） 粗基準(zhǔn)一般要求在第一道工序中使用一次，盡量避免重復(fù)使用。
考慮以上4條原則和零件毛坯本身的形狀，選用箱體頂面為粗基準(zhǔn)。
（二）、精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)就是以加工過(guò)的表面進(jìn)行定位的基準(zhǔn)。選擇精基準(zhǔn)的時(shí)候 主要慮保證加工精度并且使工件裝夾得方便、準(zhǔn)確、可靠 。因此要遵循以下幾個(gè)原則
1、基準(zhǔn)重合的原則
2、基準(zhǔn)不變的原則
3、互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則
4、自為基準(zhǔn)的原則
5、應(yīng)能使工件裝夾方便穩(wěn)定可靠，夾具簡(jiǎn)單?？紤]以上原則和零件的尺寸和加工要求我選用底面為精基準(zhǔn)，并采用一面兩孔的形式定位，限制6個(gè)自由度為完全定位。
（三）粗，精加工階段要分開(kāi)
箱體均為鍛件，加工余量較大，而在粗加工中切除的金屬較多，因而夾緊力，切削力都較大，切削熱也較多。加之粗加工后，工件內(nèi)應(yīng)力重新分布也會(huì)引起工件變形，因此，對(duì)加工精度影響較大。為此，把粗精加工分開(kāi)進(jìn)行，有利于把已加工后由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來(lái)，然后在精加工中將其消除。
為了保證各主要表面位置精度的要求，粗加工和精加工時(shí)都應(yīng)采用同一的定位基準(zhǔn)，此外，各縱向主要孔的加工應(yīng)在一次安裝中完成，并可采用鏜模夾具，這樣可以保證位置精度的要求。
（四）加工原則
整個(gè)工藝過(guò)程中，無(wú)論是粗加工還是精加工階段，都應(yīng)遵循“先面后孔”的原則，就是先加工平面，然后以平面定位在加工孔。這是因?yàn)椋旱谝唬矫娉３Ｊ窍潴w的裝配基準(zhǔn)；第二，平面的面積較孔的面積大，以平面定位零件裝夾穩(wěn)定，可靠。因此，以平面定位加工孔，有利于提高定位精度和加工精度。
第三節(jié) 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)該是使零件幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用專用機(jī)床與專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。
（一）、工藝方案一：
工序1. 粗車95的端面。
工序2. 粗車56的內(nèi)二個(gè)內(nèi)表面。
工序3. 粗車86的內(nèi)圓孔。
工序4. 以工序2加工出的二個(gè)表面為基準(zhǔn)，鉆4個(gè)26的孔。
工序5. 粗銑39mm兩孔端面。。
工序6. 鉆，擴(kuò)，粗鉸兩個(gè)39mm的孔至圖樣尺寸并锪倒角2。
工序7 鏜孔39mm
工序8. 磨39mm兩孔端面
工序9. 鉆M8mm底孔8mm，倒角120。
工序10. 攻螺紋M8mm，
工序11. 沖箭頭。
工序12. 檢查。
（二）、工藝方案二
工序1. 粗銑39mm兩孔端面。
工序2. 精銑39mm兩孔端面。
工序3. 鉆，擴(kuò)，粗鉸兩個(gè)39mm的孔至圖樣尺寸并锪倒角2
工序4. 粗銑95端面。
工序5. 粗銑56的內(nèi)二個(gè)平面。
工序6. 粗銑56二個(gè)平面的表面 。
工序7. 以工序2加工出的二個(gè)表面為基準(zhǔn)，鉆4個(gè)26的孔
工序8. 粗銑105所對(duì)的兩個(gè)端面。
工序9. 鉆M8mm底孔8mm，倒角120。
工序10. 攻螺紋M8mm，
工序11. 沖箭頭。
工序12. 檢查。
（三）、工藝方案的分析與比較
方案二是粗，精加工在一起合并加工采用工序集中原則，方案一是粗、精加工分開(kāi)進(jìn)行加工采用工序分散原則，中間加人工時(shí)效這樣可以消除粗加工時(shí)所造成的內(nèi)應(yīng)力，切削力，夾緊力、切削熱等對(duì)加工精度影響，這樣所需要的設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整容易操作簡(jiǎn)單，專用性強(qiáng)。雖然方案二這樣會(huì)使夾具的數(shù)量及工件的安裝次數(shù)增加而使成本提高，但是會(huì)給下來(lái)的加工帶來(lái)不必要的誤差，對(duì)于大量生產(chǎn)的零件來(lái)說(shuō)會(huì)造成很大的損失
第四節(jié) 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“傳動(dòng)軸突緣叉 零件材料為45鋼，硬度207~241HBS，毛坯重量約為5kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。
根據(jù)上述原始資料加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.端面的加工余量為3mm，查《機(jī)械制造工藝標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》）表4.3-38得，
2.法蘭盤所對(duì)的四孔（通孔），參照《工藝手冊(cè)》表4.3-25確定加工余量為：
鉆孔：10mm 2Z=2 Z=1mm
3.兩內(nèi)孔mm
毛坯為實(shí)心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求界于IT-IT8之間，參照《工藝手冊(cè)》表4.3-24 4.3-36
確定加工余量為：
鉆孔： 25mm （鉆孔的最大尺寸）
鉆孔： 37mm 2Z=12mm
擴(kuò)孔： 38.7mm 2Z=1.7mm
精鏜： 38.9mm 2Z=0.2mm
細(xì)鏜： mm 2Z=0.1mm
4. mm 二孔外端面的加工余量
1）.按《工藝手冊(cè)》表4.3-38，粗加工二孔外端面的單邊加工余量為3mm，取Z=3mm。
2）.磨削余量：?jiǎn)芜?.2mm（《工藝手冊(cè)》，磨削公差即零件公差-0.07mm。
3）.銑削余量：磨削的公稱余量（單邊）為：
Z=2.0-0.2=1.8（mm）
根據(jù)以上尺寸的公差和加工余量來(lái)確定此傳動(dòng)軸突緣叉的毛坯圖。
第五節(jié)、 確定切削用量及基本用時(shí)
工序1. 粗銑95端面。
（《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》）（以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）
1工件材料：45鋼正火，鍛件
2加工要求： 粗車95的端面
3機(jī)床： C620-1臥式車床。
4刀具： 由表1.1 1.2 得： YT15。刀桿尺寸為：1625mm，刀片厚度4.5mm
由表1.3得：。
5 計(jì)算切削用量
粗銑95端面
1） 由于此加工表面所需的粗糙度為50，因此只需加工一次可達(dá)要求；
2）.進(jìn)給量f 根據(jù)（《切削手冊(cè)》）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸16mm25mm，以及直徑為100mm時(shí)f=0.6~0.9mm/r 可取f=0.7mm/r。
3）.計(jì)算切削的速度 按《切削手冊(cè)》表1.9刀具的壽命選T=60min。
其中：242，，。修正系數(shù)見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28，即
6確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
7）切削工時(shí)，
工序2. 粗鏜56的內(nèi)二個(gè)內(nèi)表面。
1.加工要求 表面粗糙度為50，所以粗鏜一次即可達(dá)所需要求，
2.加工材料 45鋼正火，鍛件
3.選擇鏜床 選用T740金剛鏜床
4、選擇切削用量
1> 決定切削深度
由切削余量可知道 ap=1.2mm
查《切削手冊(cè)》表2.10可知道粗鏜時(shí)ap=5~~8mm，故采用一次切削.
2> 決定切削進(jìn)給量
查《切削手冊(cè)》表 f=0.5mm/r
3> 決定切削速度
查《切削手冊(cè)》表2.13工件是鍛件時(shí)， v=33m/min r/min
5、計(jì)算鏜內(nèi)表面加工工時(shí)
工序3. 粗車86的內(nèi)圓孔
1.選用機(jī)床 臥式車床CA6140
2.刀具為： YT15
3.進(jìn)給量 f=0.6(mm/dst)
4.切削速度 =113m/min 則 (r/min)
5.切削工時(shí) =0.1min
工序4. 以工序2加工出的二個(gè)表面為基準(zhǔn)，鉆4個(gè)26的孔。
1.加工要求 表面粗糙度為50，所以粗鏜一次即可達(dá)所需要求，由于要保證四孔的位置度，所以以工序2加工出的二個(gè)表面為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。
2.加工材料 45鋼正火，鍛件
3.選擇鉆床 Z3340搖臂鉆床
4.選擇鉆頭 高速鋼麻花鉆，由《切削手冊(cè)》表2.1，2.2 d=13mm
5.選擇切削用量
1> 切削進(jìn)給量 由《切削手冊(cè)》表2.7得： f=0.37mm/r
由表2.8鉆頭允許的強(qiáng)度進(jìn)給量f=0.37mm/r
2> 切削速度 =17.3m/min 則 (r/min)
5.切削工時(shí) =0.266min
工序5. 粗銑39mm兩孔端面。
1、 工序尺寸：39端面
2、 加工要求： 表面粗糙度是50
3、 選用機(jī)床：X63臥式車床
4、 選用刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀 查《切削手冊(cè)》）表1.1
選用刀桿尺寸為：1625mm
5、 銑刀形狀： 根據(jù)《切削手冊(cè)》表由表1.3得：。
6、 選擇切削用量
(2)決定切削進(jìn)給量：
查《切削手冊(cè)》表1.4 af=3.1m/min，進(jìn)給量60mm/min
(3)、決定切削速度：
查《切削手冊(cè)》表1.10 得：v=28.8 m/min (采用較小切削速度)
計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n：
由公式
8、機(jī)床功率檢驗(yàn)：主切削力Fc 按《切削手冊(cè)》 表1.29所示公式計(jì)算
9.計(jì)算工時(shí)：5.切削工時(shí) =1.46min
工序6. 鉆，擴(kuò)，粗鉸兩個(gè)39mm的孔至圖樣尺寸并锪倒角2。
1. 鉆孔25mm
確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.7 f=0.39~0.47 所以f=0.42
切削速度：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.13及2.14得：v=18m/min。所以
公式
切削工時(shí)：l=19mm
2擴(kuò)鉆39mm的孔
利用37mm的鉆頭對(duì)35mm的孔擴(kuò)孔 切削用量f=0.58~0.87 所以f=0.57（mm/r）， 主軸轉(zhuǎn)速n=51.6~34r/min 取n=51.6
切削速度為
3.擴(kuò)孔38.7mm
采用刀具：38.7 專用擴(kuò)孔鉆
進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.10 f=0.63~0.84 所以f=0.72mm/r
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取n=68r/min，則其切削速度v=8.26m/min。
切削工時(shí) l=19mm
當(dāng)加工兩個(gè)孔時(shí)
3. 倒角245雙面 采用锪鉆
短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔相同：n=68r/min手動(dòng)進(jìn)給。
工序7：精、細(xì)鏜二孔，選用機(jī)床：T740金剛鏜床。
（1） 精鏜孔至38.9mm，單邊余量Z=0.1mm，一次鏜去全部余量，=0.1mm。
進(jìn)給量 f=0.1mm/r
根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定金剛鏜床的切削速度為v=100m/min，則
由于T740金剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無(wú)極調(diào)速，故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)速。
切削加工是：當(dāng)加工1個(gè)孔時(shí)
所以加工兩個(gè)孔時(shí)的機(jī)動(dòng)時(shí)間為
（2） 細(xì)鏜孔至切削用量及工時(shí)均與精鏜相同
工序8：磨二孔端面，保證尺寸mm
（1） 選擇砂輪。見(jiàn)《工藝手冊(cè)》第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為
WA46KV6P35040127
其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為，硬度為中軟1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為35040127（DBd）。
（2） 切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速（見(jiàn)機(jī)床說(shuō)明書），。
軸向進(jìn)給量（雙行程）
工件速度
徑向進(jìn)給量/雙行程
（3） 切削工時(shí)。當(dāng)加工1個(gè)表面時(shí)
（見(jiàn)〈〈工藝手冊(cè)〉〉表6.2-8）
式中L---加工長(zhǎng)度73mm；
b---加工寬度，68mm；
---單面加工余量，0.2mm；
K---系數(shù)，1.10；
v---工作臺(tái)移動(dòng)速度（m/min）；
---工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量（mm）；
---工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（mm）。
當(dāng)加工端面時(shí)
工序9：鉆螺紋底孔4-并倒角。
（〈〈切削手冊(cè)表2.7〉〉）
V=20m/min （〈〈切削手冊(cè)表2.13及2.14〉〉）
所以
按機(jī)床取=960r/min，故v=20.2m/min。
切削工時(shí)（4個(gè)孔）
倒角仍然取n=960r/min。手動(dòng)進(jìn)給。
工序10：攻螺紋4—M8mm及Rc1/8
由于公制螺紋M8mm與錐螺紋M8mm外徑相差無(wú)幾，故切削用量一律按加工M8選取
所以
按機(jī)床選取，則v=4.9m/mm。
機(jī)動(dòng)工時(shí)
攻M8孔
攻Rc1/4孔
最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片。
四、 夾具設(shè)計(jì)
（一）、問(wèn)題的提出
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具
經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第4道工序——銑寬為上下端面的銑床夾具。本夾具將用與X63臥式銑床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工。
本夾具主要用來(lái)銑端面，采用精密級(jí)高速鋼直齒三面刃銑刀，一次銑削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度．
（二）、夾具設(shè)計(jì)的規(guī)范程序
工藝人員在編制零件的工藝規(guī)程時(shí)，便會(huì)提出相應(yīng)的夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書，經(jīng)有關(guān)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后下達(dá)給夾具設(shè)計(jì)人員。夾具設(shè)計(jì)人員根據(jù)任務(wù)書提出的任務(wù)進(jìn)行夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)將夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范化程序具體分述如下。
1．明確設(shè)計(jì)要求，認(rèn)真調(diào)查研究，收集設(shè)計(jì)資料
（1）仔細(xì)研究零件工作圖、毛坯圖及其技術(shù)條件。
（2）了解零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)、投產(chǎn)批量以及生產(chǎn)組織等有關(guān)信息。
（3）了解工件的工藝規(guī)程和本工序的具體技術(shù)要求，了解工件的定位、夾緊方案，了解本工序的加工余量和切削用量的選擇。
（4）了解所使用量具的精度等級(jí)、刀具和輔助工具等的型號(hào)、規(guī)格。
（5）了解本企業(yè)制造和使用夾具的生產(chǎn)條件和技術(shù)現(xiàn)狀。
（6）了解所使用機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)、性能、規(guī)格、精度以及與夾具連接部分結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸等。
（7）準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)夾具用的各種標(biāo)準(zhǔn)、工藝規(guī)定、典型夾具圖冊(cè)和有關(guān)夾具的設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料等。
（8）收集國(guó)內(nèi)外有關(guān)設(shè)計(jì)、制造同類型夾具的資料，吸取其中先進(jìn)而又能結(jié)合本企業(yè)實(shí)際情況的合理部分。
2．確定夾具的結(jié)構(gòu)方案
在廣泛收集和研究有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，著手?jǐn)M定夾具的結(jié)構(gòu)方案，主要包括：
（1）根據(jù)工藝的定位原理，確定工件的定位方式，選擇定位元件。
（2）確定工件的夾緊方案和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)。
（3）確定夾具的其它組成部分，如分度裝置、對(duì)刀塊或引導(dǎo)元件、微調(diào)機(jī)構(gòu)等。
（4）協(xié)調(diào)各元件、裝置的布局，確定夾具體的總體結(jié)構(gòu)和尺寸。
在確定方案的過(guò)程中，會(huì)有各種方案供選擇，但應(yīng)從保證精度和降低成本的角度出發(fā)，選擇一個(gè)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)的最佳方案。
3．繪制夾具總圖
繪制夾具總圖通常按以下步驟進(jìn)行：
（1）遵循國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)，繪圖比例應(yīng)盡可能選取1﹕1，根據(jù)工件的大小時(shí)，也可用較大或較小的比例；通常選取操作位置為主視圖，以便使所繪制的夾具總圖具有良好的直觀性；視圖剖面應(yīng)盡可能少，但必須能夠清楚地表達(dá)夾具各部分的結(jié)構(gòu)。
（2）用雙點(diǎn)劃線繪出工件輪廓外形、定位基準(zhǔn)和加工表面。將工件輪廓線視為“透明體”，并用網(wǎng)紋線表示出加工余量。
（3）根據(jù)工件定位基準(zhǔn)的類型和主次，選擇合適的定位元件，合理布置定位點(diǎn)，以滿足定位設(shè)計(jì)的相容性。
（4）根據(jù)定位對(duì)夾緊的要求，按照夾緊五原則選擇最佳夾緊狀態(tài)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的夾緊系統(tǒng)，畫出夾緊工件的狀態(tài)。對(duì)空行和較大的夾緊機(jī)構(gòu)，還應(yīng)用雙點(diǎn)劃線畫出放松位置，以表示出和其他部分的關(guān)系。
（5）圍繞工件的幾個(gè)視圖依次繪出對(duì)刀、導(dǎo)向元件以及定向鍵等。
（6）最后繪制出夾具體及連接元件，把夾具的各組成元件和裝置連成一體。
（7）確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸 夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的有以下五類尺寸：
1）夾具的輪廓尺寸：即夾具的長(zhǎng)、寬、高尺寸。若夾具上有可動(dòng)部分，應(yīng)包括可動(dòng)部分極限位置所占的空間尺寸。
2）工件與定位元件的聯(lián)系尺寸：常指工件以孔在心軸或定位銷上（或工件以外圓在內(nèi)孔中）定位時(shí)，工件定位表面與夾具上定位元件間的配合尺寸。
3）夾具與刀具的聯(lián)系尺寸：用來(lái)確定夾具上對(duì)刀、導(dǎo)引元件位置的尺寸。對(duì)于銑、刨床夾具，是指對(duì)刀元件與定位元件的位置尺寸；對(duì)于鉆、鏜床夾具，則是指鉆（鏜）套與定位元件間的位置尺寸，鉆（鏜）套之間的位置尺寸，以及鉆（鏜）套與刀具導(dǎo)向部分的配合尺寸等。
4）夾具內(nèi)部的配合尺寸：它們與工件、機(jī)床、刀具無(wú)關(guān)，主要是為了保證夾具裝置后能滿足規(guī)定的使用要求。
5）夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸：用于確定夾具在機(jī)床上正確位置的尺寸。對(duì)于車、磨床夾具，主要是指夾具與主軸端的配合尺寸；對(duì)于銑、刨床夾具，則是指夾具上的定向鍵與機(jī)床工作臺(tái)上的T型槽的配合尺寸。標(biāo)注尺寸時(shí)，常以?shī)A具上的定位元件作為相互位置尺寸的基準(zhǔn)。
上述尺寸公差的確定可分為兩種情況處理：一是夾具上定位元件之間，對(duì)刀、導(dǎo)引元件之間的尺寸公差，直接對(duì)工件上相應(yīng)的加工尺寸發(fā)生影響，因此可根據(jù)工件的加工尺寸公差確定，一般可取工件加工尺寸公差的1/3~1/5；二是定位元件與夾具體的配合尺寸公差，夾緊裝置各組成零件間的配合尺寸公差等，則應(yīng)根據(jù)其功用和裝配要求，按一般公差與配合原則決定。
（8）規(guī)定總圖上應(yīng)控制的精度項(xiàng)目，標(biāo)注相關(guān)的技術(shù)條件 夾具的安裝基面、定向鍵側(cè)面以及與其相垂直的平面（稱為三基面體系）是夾具的安裝基準(zhǔn)，也是夾具的測(cè)量基準(zhǔn)，因而應(yīng)該以此作為夾具的精度控制基準(zhǔn)來(lái)標(biāo)注技術(shù)條件。在夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件（位置精度要求）有如下幾個(gè)方面：
1）定位元件之間或定位元件與夾具體底面間的位置要求，其作用是保證工件加工面與工件定位基準(zhǔn)面間的位置精度。
2）定位元件與連接元件（或找正基面）間的位置要求。
3）對(duì)刀元件與連接元件（或找正基面）間的位置要求。
4）定位元件與導(dǎo)引元件的位置要求。
5）夾具在機(jī)床上安裝時(shí)位置精度要求。
上述技術(shù)條件是保證工件相應(yīng)的加工要求所必需的，其數(shù)量應(yīng)取工件相應(yīng)技術(shù)要求所規(guī)定數(shù)值的1/3~1/5。當(dāng)工件沒(méi)注明要求時(shí)，夾具上的那些主要元件間的位置公差，可以按經(jīng)驗(yàn)取為（100﹕0.02）~（100﹕0.05）mm，或在全長(zhǎng)上不大于0.03~0.05mm。
（9）編制零件明細(xì)表 夾具總圖上還應(yīng)畫出零件明細(xì)表和標(biāo)題欄，寫明夾具名稱及零件明細(xì)表上所規(guī)定的內(nèi)容。
4．夾具精度校核
在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案擬定之后，應(yīng)該對(duì)夾具的方案進(jìn)行精度分析和估算；在夾具總圖設(shè)計(jì)完成后，還應(yīng)該根據(jù)夾具有關(guān)元件的配合性質(zhì)及技術(shù)要求，再進(jìn)行一次復(fù)核。這是確保產(chǎn)品加工質(zhì)量而必須進(jìn)行的誤差分析。
5．繪制夾具零件工作圖
夾具總圖繪制完畢后，對(duì)夾具上的非標(biāo)準(zhǔn)件要繪制零件工作圖，并規(guī)定相應(yīng)在的技術(shù)要求。零件工作圖應(yīng)嚴(yán)格遵照所規(guī)定的比例繪制。視圖、投影應(yīng)完整，尺寸要標(biāo)注齊全，所標(biāo)注的公差及技術(shù)條件應(yīng)符合總圖要求，加工精度及表面光潔度應(yīng)選擇合理。
在夾具設(shè)計(jì)圖紙全部完畢后，還有待于精心制造和實(shí)踐和使用來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的科學(xué)性。經(jīng)試用后，有時(shí)還可能要對(duì)原設(shè)計(jì)作必要的修改。因此，要獲得一項(xiàng)完善的優(yōu)秀的夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員通常應(yīng)參與夾具的制造、裝配，鑒定和使用的全過(guò)程。
6．設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)估
夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)估，就是對(duì)夾具的磨損公差的大小和過(guò)程誤差的留量這兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行考核，以確保夾具的加工質(zhì)量穩(wěn)定和使用壽命。
（三）、切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：麻花鉆，dw=16mm,
則F=9.81×54.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δFz (《切削手冊(cè)》)
查表得：d0=16mm,ae=195, af =0.2, ap =9.5mm, δFz =1.06所以：
F=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×16×1.06) ÷20=79401N
查表可得，鉆削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值：
FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53
故FL=0.8 FE =0.8×79401=63521N
FV=0.6 FE=0.6×79401=47640N
FX =0.53 FE=0.53×79401=42082N
在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)
K=K1K2K3K4
式中：K1 —基本安全系數(shù)，2.5
K2—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1
K3—刀具鈍化系數(shù)，1.1
K2—斷續(xù)切削系數(shù)，1.1
則F/=K FH=2.5×1.1×1.1×1.1×63521
=211366N
選用螺旋—板夾緊機(jī)構(gòu)，故夾緊力
fN=1/2 F/
f為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f=0.25
則 N=0.5×211366÷0.25=52841N
五、 課程設(shè)計(jì)總結(jié)
課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們所學(xué)課程知識(shí)的總結(jié)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)可以體現(xiàn)出我們?cè)谛Ｆ陂g的學(xué)習(xí)程度。從而對(duì)我們所學(xué)專業(yè)知識(shí)做出有力判斷。從我們拿到零件圖紙的第一天開(kāi)始，我們的老師就詳細(xì)給我們講了設(shè)計(jì)的步驟，還安排了輔導(dǎo)時(shí)間。為我們圓滿的完成任務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。我們以前所接觸的只是課本上的知識(shí)，對(duì)機(jī)械加工工藝只有側(cè)面的了解。但是同過(guò)這次設(shè)計(jì)，我們才全方位的懂得了什么是機(jī)械設(shè)計(jì)，從而更加了解了我們的專業(yè)。
剛開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候，總覺(jué)的難度很大，不知道從什么地方下手，對(duì)一些設(shè)計(jì)的步驟根本不知道怎么安排，怎么設(shè)計(jì)。老師給我們?cè)敿?xì)講解了機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)注意的條件，讓我們先從分析零件圖開(kāi)始。
在設(shè)計(jì)期間，我們第一次接觸了機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì)，對(duì)我有了很大提高。遇到不懂的問(wèn)題時(shí)，指導(dǎo)老師們都能細(xì)心的幫助我。同學(xué)之間雖然每個(gè)人的設(shè)計(jì)課題不一樣，但我們之間還是會(huì)經(jīng)常討論，互相幫助，不緊學(xué)會(huì)了知識(shí)，而且還鍛煉了我們的團(tuán)隊(duì)精神。在這次設(shè)計(jì)中，要感謝我們的指導(dǎo)老師，他們?cè)谠O(shè)計(jì)期間為我們的解決了很多難題。相信我們通過(guò)這次設(shè)計(jì)，一定會(huì)在以后的工作崗位中更好的發(fā)揮。
六、參考資料
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