机械制造工程原理课程设计

机械制造工程原理课程设计任务书

信息工程 学院 机械设计制造及其自动化 专业 学生姓名: 题目：变速器换挡叉加工工艺及夹具设计(单件生产、中批量生产和

大量生产，任选一种)

主要内容：

1．绘制零件的毛坯图或零件—毛坯综合图(A4)。

2．设计零件的机械加工工艺规程，并填写：

(1)整个零件的机械加工工艺过程卡(A4)；

(2)所设计夹具对应工序的机械加工工序卡(A4)。

3．设计某工序的夹具一套，绘出总装图(A3)。

4．编写设计说明书。

指导教师：

班 级： 09

学 生：

2012年4 月 20日

机 械

附一：零件图

《机械制造工程原理》

课程设计说明书

设计题目: 变速器换挡叉加工工艺及夹具设计(中批量生产)

设 计 者

学 号

指导教师

信息工程学院

2012 年 5 月 5 日

摘 要

初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成了一项工程基本训练。运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决变速器换挡叉零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法。对变速器换挡叉零件铣床加工道工序进行了夹具设计，学会了工艺装备设计的一般方法，提高了结构设计的能力。

本次设计是大学前三年所有课程的一次综合，根据三年来所学的所有专业课知识，通过相关的计算，最终设计出相关零件，是对三年来学习的一次检查，也是为以后的工作积累经验。对我们的能力有很大的提升。

前 言

《机械制造工程原理课程设计》是我们学习完大学阶段的机械类基础和技术基础课以及专业课程之后的一个综合课程，它是将设计和制造知识有机的结合，并融合现阶段机械制造业的实际生产情况和较先进成熟的制造技术的应用，而进行的一次理论联系实际的训练，通过本课程的训练，将有助于我们对所学知识的理解，并为后续的课程学习以及今后的工作打下一定的基础。

对于我本人来说，希望能通过本次课程设计的学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力；同时，又希望能超越目前工厂的实际生产工艺，而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中，为改善我国的机器制造业相对落后的局面探索可能的途径。

由于所学知识和实践的时间以及深度有限，本设计中会有许多不足，希望各位老师能给予指正。

目 录

第1章 零件分析 .......................................................................................................... 1

1.1零件图，使用功能 ............................................................................................... 1

1.2结构、工艺特点分析 ............................................................................................ 1

1.3主要加工表面和技术要求 ..................................................................................... 2

第2 章 毛坯制造 ......................................................................................................... 4

2.1制造方法、精度分析 ............................................................................................ 4

2.2各加工表面的加工总余量 ..................................................................................... 4

第3 章 工艺规程设计 .................................................................................................. 5

3.1 工艺粗基准、精基准 ........................................................................................... 5

3.2工艺方案的分析比较 ............................................................................................ 5

3.3工艺规程的确定 ................................................................................................. 10

3.4切削用量与工时定额的选择与计算 ......................................................................11

3.5 成本核算 .......................................................................................................... 15

第4 章 夹具设计 ....................................................................................................... 17

4.1定位方案的确定，定位误差的计算 ..................................................................... 17

4.2夹紧方案的确定，夹紧误差的计算 ..................................................................... 17

4.3总体结构方案，夹具的主要技术要求 ................................................................. 17

4.4夹具精度的验算 ................................................................................................. 18

4.5夹具体的设计和主要技术要求 ............................................................................ 20

设计小结 .................................................................................................................... 21

参考文献 .................................................................................................................... 22

第1章 零件分析

1.1零件图，使用功能

题目所给定的零件是变速器换档叉，如下图所示。它位于传动轴的端部，主要作用是换挡。使变速器获得换档的动力。

1.2结构、工艺特点分析

由零件图可知，该零件的材料为35#

钢，锻造成型，由零件的尺寸公差选择

模锻加工成型，保证不加工表面达到要求的尺寸公差。

1.3主要加工表面和技术要求

该零件需要加工的表面可大致分为以下四类：

(1)Φ15.81的孔。

(2)以Φ15.81孔的轴心线为基准的两平面。

(3)以15mm槽为基准的两插口端面。

(4)以Φ15.81孔的轴心线为基准的两叉口侧面。

(5)15mm槽中心的两个侧面及槽外的两端面。

(6)拨槽的最前端面

(7)以15mm槽为基准的M10×1-7H的螺纹孔。

其中Φ15.81的孔和15mm的槽以及叉口的上下端面和叉口的中间两侧面为主要的配合面，加工的精度及粗糙度的要求较高，应作为加工的重点

Φ15.81的孔的上偏差为+0.043，下偏差为+0.016，配合公差为F8，属于间隙配合，孔的内表面的粗糙度为3.2，要求较高，鉴于孔径为15.81，可先采用Φ14的麻花钻钻孔，在用Φ10的立铣刀进行扩孔，最后用无心砂轮进行精加工。

Φ15.81的孔的上下两平面距离孔中心线的尺寸分别为11mm和12.7mm，上表面的粗糙度为6.3，下表面的粗糙度为12.5，直接采用立铣刀铣削加工即可达到要求。

以15mm拨槽为基准的叉口的上下端面的尺寸分别为33.5mm和39.4mm其表面粗糙度为6.3，可直接用端面立铣刀进行加工保证尺寸要求。

以Φ15.81的孔的轴心线为基准的叉口两侧面尺寸为53mm，表面粗糙度为

6.3，可直接用端面立铣刀进行加工保证尺寸要求。

拨槽的最前端面，以Φ15.81孔的下端面为基准，其尺寸为56，其表面粗糙度为12.5

以15mm拨槽为基准的M10×1-7H的螺纹孔，先采用Φ8.5的麻花钻钻孔，再采用Φ10的丝锥攻丝完成。

零件图可知，该零件主要要求保证Φ15.81的孔和叉口的上下端面之间的垂直度要求，以Φ15.81的孔作为加工叉口上下端面的定位基准便可以保证其垂直

度的要求。

第2 章 毛坯制造

2.1制造方法、精度分析

零件的材料为35#钢，考虑到零件在工作时要求有较高的强度和抗扭性，非加工面的尺寸精度要求较高，以及批量为大批量生产，所以采用模锻毛坯成型。

(1)确定最大轮廓尺寸

根据零件图计算零件的最大轮廓尺寸为：长147.4mm，宽76mm，高56mm

(2)选择锻件公差等级

查手册模锻成型，零件材料按中碳钢，得锻件公差等级为8～12级取为10级。

(3)求铸件尺寸公差

公差带相对于基本尺寸对称分布。

(4)求机械加工余量等级

查手册得按模锻成型的方法，锻件材料为35#钢的机械加工余量等级E-G级选择F级。

2.2各加工表面的加工总余量

根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂程度，取铸件加工表面的单边余量为4㎜，孔的加工余量按相关表查找选取。

上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra≧[email protected]＜1.6@的表面，余量要适当加大。

分析本零件，加工表面Ra≧1.6@,因此选择2.5 作为毛坯尺寸公差。

第3 章 工艺规程设计

3.1 工艺粗基准、精基准

(1) 粗基准的选择：

粗基准的选择影响影响各加工面的余量分配及不需加工表面与加工表面之间的位置精度。为了保证叉口上下平面与Φ15.81孔的垂直度要求以及叉口上下面的加工余量分配均匀，所以选择叉口的上端面作为第一道工序的定位基准。

(2)精基准的选择：

以第一道工序中的已加工面作为下到工序的定位平面，以Φ15.81孔的中心轴线为定位基准，确保设计基准与工艺基准的重合，以减少加工误差。

3.2工艺方案的分析比较

方案一： 工序Ⅰ：

(1)粗铣叉口下端面加工经济精度IT12，粗糙度12.5(组合夹具) (2)精铣叉口下端面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3 工序Ⅱ：

(1)用Φ14的麻花钻加工孔，加工经济精度IT13，粗糙度12.5(专用夹具) (2)用Φ10的立铣刀扩孔到直径为15.5mm，加工精度为IT10,粗糙度为6.3 工序Ⅲ：

(1)粗铣叉口上端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5(组合夹具) (2)粗铣叉口中间的两侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 (3) 粗铣拨槽下端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 (4)精铣叉口上端面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3 (5)精铣叉口中间的两侧面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3 工序Ⅳ：

(1)粗铣拨槽的一个侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5(专用夹具)

(2)精铣拨槽侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3 工序Ⅴ：

(1)粗铣拨槽的另一个侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5(专用夹具) (2)粗铣拨槽的中间两个小侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 (3)粗铣拨槽的最前端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 (4)精铣拨槽侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3

(5)精铣拨槽的中间的两个小侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3 (6)加工0.8×45°的倒角 工序Ⅵ：

(1)用Φ8.5的麻花钻钻孔

(2)用Φ10的丝锥攻丝，加工M10的螺纹孔。 工序Ⅶ：

(1)用无心磨床精加工Φ15.81的孔，粗糙度3.2 (2)加工0.4×45°的倒角 工序Ⅷ： (1)钳工，去毛刺 工序Ⅸ： (1)检验 方案二： 工序Ⅰ：

(1)用Φ14的麻花钻加工孔，加工经济精度IT13，粗糙度12.5(专用夹具) (2)用Φ10的立铣刀扩孔到直径为15.5mm，加工精度为IT10,粗糙度为6.3 工序Ⅱ：

(1)粗铣叉口下端面加工经济精度IT12，粗糙度12.5(组合夹具) (2)精铣叉口下端面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3 工序Ⅲ：

(1)粗铣叉口上端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5(组合夹具) (2)粗铣叉口中间的两侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 (3) 粗铣拨槽下端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5

(4)精铣叉口上端面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3 (5)精铣叉口中间的两侧面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3 (6)加工0.8×45°的倒角 工序Ⅳ：

(1)粗铣拨槽的一个侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5(专用夹具) (2)精铣拨槽侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3 工序Ⅴ：

(1)粗铣拨槽的另一个侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5(专用夹具) (2)粗铣拨槽的中间两个小侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 (3)粗铣拨槽的最前端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 (4)精铣拨槽侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3

(5)精铣拨槽的中间的两个小侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3 (6)加工0.8×45°的倒角 工序Ⅵ：

(1)用Φ8.5的麻花钻钻孔

(2)用Φ10的丝锥攻丝，加工M10的螺纹孔。 工序Ⅶ：

(1)用无心磨床精加工Φ15.81的孔，粗糙度3.2 (2)加工0.4×45°的倒角 工序Ⅷ： (1)钳工，去毛刺 工序Ⅸ： (1)检验 方案三： 工序Ⅰ：

(1)粗铣叉口下端面加工经济精度IT12，粗糙度12.5(组合夹具) (2)精铣叉口下端面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3 工序Ⅱ：

(1)用Φ14的麻花钻加工孔，加工经济精度IT13，粗糙度12.5(专用夹具)

(2)用Φ10的立铣刀扩孔到直径为15.5mm，加工精度为IT10,粗糙度为6.3 工序Ⅲ：

(1)粗铣叉口上端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5(组合夹具) (2)粗铣叉口中间的两侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 (3)粗铣拨槽的最前端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 (4)精铣叉口上端面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3 (5)精铣叉口中间的两侧面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3 (6)加工0.8×45°的倒角 工序Ⅳ：

(1) 粗铣拨槽下端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 工序Ⅴ：

(1)粗铣拨槽的一个侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5(专用夹具) (2)粗铣叉口中间的两侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 (3)精铣拨槽侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3

(4)粗铣拨槽的另一个侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5(专用夹具) (5)精铣拨槽侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3 (6)加工0.8×45°的倒角 工序Ⅵ：

(1) 用Φ8.5的麻花钻钻孔

(2)用Φ10的丝锥攻丝，加工M10的螺纹孔。 工序Ⅶ：

(1)用无心磨床精加工Φ15.81的孔，粗糙度3.2 (2)加工0.4×45°的倒角 工序Ⅸ： (1)钳工，去毛刺 工序Ⅸ： (1)检验 方案四： 工序Ⅰ：

(1)用Φ14的麻花钻加工孔，加工经济精度IT13，粗糙度12.5(专用夹具) (2)用Φ10的立铣刀扩孔到直径为15.5mm，加工精度为IT10,粗糙度为6.3 工序Ⅱ：

（1） 粗铣叉口上端面加工经济精度IT12，粗糙度12.5(组合夹具) （2） 粗铣叉口最上端面加工经济精度IT12，粗糙度12.5 工序Ⅲ：

(1)粗铣叉口下端面加工经济精度IT12，粗糙度12.5(组合夹具) (2)粗铣叉口中间的两侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 工序Ⅳ：

(1)下叉口淬火处理，硬度要求为45HRC。 工序Ⅴ：

(1)精铣叉口上端面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3 工序Ⅵ：

（1） 精铣叉口的下端面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3 （2） 精铣叉口中间的两侧面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3 （3） 加工0.8×45°的倒角。 工序Ⅶ：

(1)粗铣拨槽的一个侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 (2)粗铣拨槽的中间两侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 (3)精铣拨槽的一个侧面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3 (4)精铣拨槽的中间两侧面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3 (5)加工0.8×45°的倒角 工序Ⅷ：

(1)粗铣拨槽的另一个侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5(专用夹具) (2)精铣拨槽侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3 (3)加工0.8×45°的倒角 工序Ⅸ：

(1) 粗铣拨槽下端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 (2)用Φ8.5的麻花钻钻孔

(3)用Φ10的丝锥攻丝，加工M10的螺纹孔。 工序Ⅹ：

(1)用无心磨床精加工Φ15.81的孔，粗糙度3.2 (2)加工0.4×45°的倒角 工序ⅩⅠ： (1)钳工，去毛刺 工序ⅩⅡ： (1)检验 方案比较：

经过分析我们最终选择方案一，因为上述四个方案，方案一和方案三先加工拨叉的底平面，后加工孔，遵循先面后孔的原则，方案二和方案四是鉴于孔的加工要求较高，与底面的垂直度要求也较高，并且是很多尺寸的设计基准，为遵循基准统一的原则，同时也更能保证叉口上下两平面与孔的垂直度要求，所以方案二和方案四要优于方案一和方案三。而由于叉口的下端面是一上端面为基准的，为遵循互为基准的原则，保证底面的加工尺寸精度，应先加工上叉口，后加工下叉口，所以方案四优于方案二，固选择方案四为最终的方案。

3.3工艺规程的确定

表一 工艺规程

3.4切削用量与工时定额的选择与计算

表二 圆柱表面的加工余量

根据《机械制造技术基础课程设计指南》140页表5-49确定平面表面的加工

余量等参数，由于本零件平面表面粗糙度要求不高，故只进行了粗—精两步加工：

表三 平面表面的加工余量

工序Ⅰ：

一：用Φ14的麻花钻钻孔

a p=5.5mm, Vc=50-70m/min,取Vc=50m/min n=(1000×50)/(3.14×14)=1137.4r/min 主轴最大转速

1400

r/min

，所以取

n=1135r/min,

Vc=(1135×3.14×14)/1000=49.89m/min

二：用Φ15的扩孔钻扩孔

a p=5.5mm, Vc=50-70m/min,取Vc=50m/min n=(1000×50)/(3.14×15)=1061.6r/min 主轴最大转速

1400

r/min

，所以取n=1060r/min,

Vc=(1060×3.14×15)/1000=49.92m/min

(1)Td=Tj+Tf+Tb+Tx+Tz/N = Tj1～19+ Tf+Tb+Tx

= (Tj1-Tj19)+18% (Tj1-Tj19)+5%( Tj+Tf)+3% ( Tj+Tf) =

(Tj1-Tj19)+18%

(Tj1-Tj19)+5%((Tj1-Tj19)+18%

(Tj1-Tj19))+3%

((Tj1-Tj19)+18% (Tj1-Tj19))

Tj=0.24+……+0.049=2.48

Td=2.48+18%×2.48+5%(2.48+18%×2.48)+3%(2.48+18%×2.48) =3.2min =192s 工序Ⅱ：

一：粗铣叉口上端面

已知工件材料为35#钢，选择镶齿套式面铣刀，齿数z=10，材料YG8， fz=0.2~0.29/齿。

确定每齿进给量和背吃刀量。

查表取每齿进给量，查表取af=1.2mm/z 背吃刀量取4mm 查表得：

V=64m/min Pm=1.33kw 计算实际主轴转速

主轴转速n=1000×64/(3.14×20)=1019.1 r/min ,查表得n=1000 r/min ， 计算Vc=1000×3.14×20/1000=62.8 m/min 功率校核PM=1.33 kw

选择镶齿套式面铣刀，齿数z=10，材料YG6，fz=0.1mm/齿V=124m/min。 计算实际主轴转速

主轴转速n=1000×124/(3.14×20)=493.6 r/min 计算Vc=600×3.14×80/1000=150.7 m/min 计算得n=494 r/min，实际转速V=150 m/min ，

经检查所有参数符合要求。 三：粗铣叉口中间的侧面

选择普通的Φ10立铣刀，齿数为Z=2，材料YG6，fz=0.1mm/齿V=20m/min。 计算实际主轴转速

主轴转速n=1000×20/(3.14×10)=636.9 r/min 取n=630 r/min

计算Vc=630×3.14×10/1000=19.7m/min

计算得n=630 r/min，实际转速V=19.7m/min ， 经检查所有参数符合要求。 四：精铣叉口中间的侧面 转速及切削速度同上。 Td=Tj+Tf+Tb+Tx+Tz/N =Tj1+Tj2+Tj3+Tf+Tb+Tx

=Tj1+18% Tj1+5%(Tj+Tf) + 3% (Tj+Tf)

= Tj1+18% Tj1+5%( Tj1+18% Tj1)+ 3%( Tj1+18% Tj1)

=0.049+18%×0.049+5%(0.049+18%×0.049)+3%(0.049+18%×0.049) =0.063min 工序Ⅲ：

一:粗铣下端面，刀具、转速及切削用量同上表面的加工。 二：精铣下端面同上 Td=Tj+Tf+Tb+Tx+Tz/N =Tj1+Tj2+Tj3+Tf+Tb+Tx

=Tj1+18% Tj1+5%(Tj+Tf) + 3% (Tj+Tf)

= Tj1+18% Tj1+5%( Tj1+18% Tj1)+ 3%( Tj1+18% Tj1)

=0.049+18%×0.049+5%(0.049+18%×0.049)+3%(0.049+18%×0.049) =0.063min

工序Ⅳ、Ⅴ：刀具、转速及切削用量同工序一 Td=Tj+Tf+Tb+Tx+Tz/N =Tj1+Tj2+Tj3+Tf+Tb+Tx

=Tj+18% Tj+5%(Tj+Tf) + 3% (Tj+Tf)

= Tj1+18% Tj1+5%( Tj1+18% Tj1)+ 3%( Tj1+18% Tj1)

=0.63+18%×0.63+5%(0.63+18%×0.63)+3%(0.049+18%×0.049)

=2.86min

工序Ⅵ：

一：粗铣拨槽的下面，刀具、转速及切削用量同上表面的加工

二：用Φ8.5的麻花钻钻孔

用Z535卧式钻床加工

切削用量f

刀具采用莫式锥柄麻花钻钻头，直径d=8.5mm，使用切削液。

1. 确定进给量f

由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给

2. 选用钻头磨钝标准和耐用度

根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.6mm耐用度为60min

3. 确定切削速度v

由表5-132， σb=670上的35#刚的加工性为5类，根据表5-127，暂定进给量=0.16mm/r由表5-131，可查v=16m/min.根据Z535卧式钻床说明书选择主轴实际转速=1400r/min.

三：用Φ10的丝锥攻丝

螺纹的螺距为P=1mm，牙深=0.6495P=0.6495mm

取S=200r/min,F=S×P=200mm\min

Td=Tj+Tf+Tb+Tx+Tz/N

=Tj1+Tj2+Tj3+Tf+Tb+Tx

=Tj1+18% Tj1+5%(Tj+Tf) + 3% (Tj+Tf)

=0.63+18%×0.63+5%(0.63+18%×0.63)+3%(0.049+18%×0.049)

=2.62min

3.5 成本核算

1.材料费：5～6元／公斤

2.加工费：车削 25～35元／小时；

铣削 30～40元／小时；

刨削 30～35元／小时；

钻削 20～30元／小时；

镗削 45～55元／小时；

磨削 45～60元／小时；

数控铣 70～80元／小时；

钳工 20～30元／小时。

第4 章 夹具设计

4.1定位方案的确定，定位误差的计算

本夹具是用立式铣床加工换挡叉的叉口下表面专用夹具。

叉下表面的粗糙度为3.6，相对左端槽的中心线误差为±0.15，叉口上下表面以Φ15.8的孔为定位基准，垂直度误差为0.15，倒角为0.8。

4.2夹紧方案的确定，夹紧误差的计算

1、定位方案。

工件以已加工的叉口上表面和右边的圆柱为定位基准来保证加工要求。为防止换挡叉转动，在叉口内侧加一定位螺栓，让换挡叉内侧和螺栓的两侧面可靠接触。这样就实现了6点定位限制6个自由度。

2、夹紧机构。

为保证叉口上表面和表面可靠接触，在叉口的右上面用压板将其夹紧。

4.3总体结构方案，夹具的主要技术要求

基准定位销须进行热处理，硬度为HRC35～40度。

基准定位销的加工精度：￠D-0.02

-0.15mm。

1．销和销孔、轴和轴孔等旋转定位面，加工表面的粗糙度为1.6；其他一般基准面和型面为3.2；其他机加表面粗糙度不低于6.3。

2．原则上一工件要有二支销平面定位，一支圆形，一支菱形。

3．优先采用螺母锁紧式基准定位销。

4．基准定位销必须有取出孔以便维修。

5．菱形销必须有防转面。

6．基准销的有效长度5~7mm。

7．基准定位销的位置精度为±0.1mm。

8．基准销在10Kg推力作用下不能有0.1mm以上的移动。

夹具大地板：

1.当底座台面小于1400mm×1400mm时，底座加强筋选用10#槽钢；

2.当底座台面大于1400mm×1400mm时，底座加强筋选用16#槽钢；

3.当底座台面大于2000mm×2000mm时，底座加强筋选用20#以上的槽钢；或在车身总成、地板总成、侧围总成等夹具上视情况可选择10#或15#方管作为加强型材。

4. 当底座台面小于1400mmx1400mm时，上表面板厚为用20mm厚。

5. 当底座台面大于1400mmx1400mm时，上表面板厚为用25mm厚。

6. 当底座台面大于2000mmx2000mm时，上表面板厚为用30mm厚。

7. 所有下表面的加强板板厚为15mm厚。

夹具的型块、定位销材料要求及连接方式：

1. 夹具的上、下型块、支撑板以及连接板件采用Q235-A；

2. 定位销采用45#钢，热处理，硬度为HRC35～40度。

3. 夹具下部都采用2个万向、2个固定6＂滚轮。(特殊的除外)

4.4夹具精度的验算

1.位置精度

夹具的主要功能是用来保证工件加工表面的位置精度。影响位置精度的主要因素有三个方面：

(1)工件在夹具中的安装误差，它包括定位误差和夹紧误差。

(2)夹具在机床上对定误差，指夹具相对于刀具或相对于机床成形运动的位置误差。

(3)加工过程中出现的误差，包括机床的几何精度、运动精度，机床、刀具、工件和夹具组成的工艺系统加工时的受力变形，受热变形，磨损，调整、测量中的误差，以及加工成形原理上的误差等。

第三项一般不易估算，夹具精度验算是指前两项，其和不大于工件允差的2/3为算合格。

2. 误差计算

影响此项精度的因素有：

(1)定位误差，此项主要是定位孔Φ35H7与定位销Φ35g6的间隙产生，最大间隙为0.05mm;

(2)钻模板衬套中心与定位销中心距误差，装配图标注尺寸为25±0.01mm，误差为0.02mm；

(3)钻套与衬套的配合间隙，由Φ8H7/g6可知最大间隙为0.025mm；

(4)钻套内孔与外圆的同轴度误差，对于标准钻套，精度较高，此项可以忽略。

(5)钻头与钻套间的间隙会引偏刀具，产生中心距误差e，由下式求出

刀具与钻套配合为Φ8H7/g6，可知 =0.025mm；将H=26mm，h=12mm，B=10mm代入，可求出e=0.034mm;

由于上述各项都是按最大误差计算，实际上各项误差也不可能同时出现最大值，各误差方向也可能不一致，因此，其综合误差可按概率法求和

=0.07mm

该项误差略大于中心距允差0.1mm的2/3，勉强可用。应减小定位和导向的配合间隙。

3. 验算两孔平行度精度

(1)设计基准与定位基准重合，没有基准转换误差，但Φ35H7/g6配合间隙及孔与端面的垂直度误差会产生基准位置误差。

(2)定位销轴中心线对家居体底平面的垂直度。

(3)钻套孔中心与定位销轴的平行度。

(4)刀具引偏量e产生的偏斜角。

4.5夹具体的设计和主要技术要求

夹具体制造属单件生产，通常都是参照类似的结构，按经验类比法确定其结构尺寸。实际上在绘制夹具总图时，根据工件、定位元件、夹紧装置、对刀-导向元件以及其他辅助机构和装置在总体上的布置，夹具体的外形尺寸便已大体确定。

1、夹具体找正基面

夹具体在坐标镗床上镗孔时，需要设置找正基面确定坐标尺寸。有的夹具装在机床工作台上时，也需要按夹具体上的找正基面找正其正确位置。因此，在夹具体上应根据需要相应设置找正基面，如图2一28所示。

2、夹具体排屑措施

切屑在加工中应顺利地排除到夹具外，否则将会影响工件正确定位。一般在设计夹具体时，应采取必要的排屑措施，使操作者便于清除切屑。

夹具体可用铸造或焊接方法制造。由于铸造夹具体具有下列特点，所以得到了较广泛的应用。

(1)铸造工艺性良好，几乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度的限制;

(2)铸造夹具体吸振性良好，可减小或避免其受力而产生的振动;

(3)铸造夹具体承受抗压能力大，可承受较大的切削力、夹紧力等力的作用。 铸造夹具体材料，一般采用HT150或HT200两种。夹具体应进行时效处理，以消除内应力。

设计小结

这次课程设计，我明白了做设计的一些要领。首先自己有很多不足，从设计的一些基本素质，到自我学习的能力，很多方面都需要提高的。特别是夹具体的设计，要考虑的东西很多。机械制造装备设计在夹具体设计方面还研究得不是很透彻。从一些数据的处理到方案的实施，感觉没有很好的基础，做起来比较困难。总的来说，感觉时间紧了些，有时候有点焦头烂额，但是只要细细研究，还是能做出来的。在以后的学习中，我更要注意知识的积累和灵活应用。

参考文献

[1]纪良普. 《机械设计》[M] . 8版. 北京： 高等教育出版社，1999.

[2]冯之敬.《机械制造工程原理》[M] . 2版 北京： 清华大学出版社，2008.

[3]周泽华. 《金属切削原理》[M] . 2版 上海：上海科学技术出版社，1993.

[4]王先逵. 《机械制造工艺学》[M] . 北京： 清华大学出版社，1989.

[5]王伯平.互换性与测量技术.-2版.-北京：机械工业出版社，2009.1

[6]蔡兰.机械零件工艺性手册.-2版.-北京: 机械工业出版社，2006.12

[7]艾兴，肖诗纲.切削用量简明手册.-北京：机械工业出版社

[8]梁国元.电子机械设计与工艺简明手册.西安电子科技大学出版社