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中图分类号：E231 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0368-01
第1章 绪论
1.1研究的意义和内容
1.1.1 研究的意义
夹具是机械制造企业中一种非常重要的工艺装备，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，它直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。
在机械制造过程中，最优的结构设计非常关键，但是合理的工艺路线和专用的夹具对保证零部件的质量和提高生产效率来说更是重要，所以工艺和专用夹具也是机械制造行业的重点研究和发展的方向。
1.1.2 研究的内容
本次以铸造的支架零件为研究对象，查找相应资料，进行了以下几个方面的研究：
（1）分析零件的特征，确定毛坯获取方法；
（2）结合常用加工设备，编制合理加工路线；
（3）设计专用铣床夹具和钻床夹具，提高精度和生产效率；
（4）绘制夹具总成图及主要零部件图纸，编制完整说明书；
第2章 支架的加工方案
2.1 零件的作用
支架是一个起支撑作用的构建，能固定和支撑其它的物体，承受较大的力，并具有一定的定位作用，由于其材料的特殊性，在某些场合还具有抗震吸震的作用。
2.2零件的工分析
该零件属于薄壁长筒类零件，工艺特征有以下几点：
1.不是规则的圆柱类零件，有圆筒形要素，有连接和支撑的筋板，有底座。
2.要加工的φ60孔和φ90孔的深度比较深，尺寸精度比较高，光洁度要求比较高，加工难度较大；
3.φ60孔上端面的加工空间比较小，刀具尺寸太大的话不容易加工到位；
4.底面加工时，装夹比较困难；
5.底面上4个φ22孔的加工只能从底面下往上加工，夹紧不好处理；
2.3加工要素和加工方式分析
1.φ60孔和φ90孔，公差要求为0～+0.046和0～+0.054，公差等级为IT8，这个要求容易满足。孔表面的光洁度为Ra1.6μm，φ90孔对φ60孔的同轴度为0.02，采取镗孔的方式，一次通镗来保证要求；
2.零件的上下两个端面尺寸为276，公差为0～0.2孔，粗糙度要求为Ra6.3μm，普通的铣床就可以实现。
3.φ90孔的上台阶面要求加工，Ra6.3，也可以采取铣削。
4. 底面上4-φ22孔，采取专用的钻孔夹具，在摇臂钻上加工。
2.4零件毛坯的确定
2.4.1毛坯材料的选择
对于支架零件来说，材料以低廉易获取为主，还应该具有良好的机械加工性能，优良的抗震减震特性以及较高的强度，而支架零件的构造决定了其必须采用铸造的方法获得，所以我们采用HT250做为支架的毛坯材料。
2.4.2毛坯余量的确定
查找铸件的公差等级和毛坯余量的相关资料，可将此零件的毛坯外形尺寸确定为φ50×330的异性轴类零件。
2.5工艺路线及余量确定
2.5.1工艺路线方案
下面是我制定的支架加工方案：
1.铸造毛坯--熔铸机
2.铣上下端面--X52铣床
3.底面钻工艺孔--Z3050摇臂钻
4.镗同轴孔--T6111B数显镗铣床
5.铣中间平面--X52铣床
6.钻孔--Z3050摇臂钻
7.去毛刺
8. 终检，入库
2.5.2工艺方案的可行性分析
上述工艺方案的特点在于简单实用，只需要五步工序，三种我们最常见的加工设备就可以满足要求，普通的工人也能完成此种零件的加工。
2.5.3工序加工余量的确定
对影响加工余量的各项因素进行分析计算，也可以查找一些资料，结合具体加工方法进行适当修正而得到加工余量。
套管的工序尺寸确定如下：
1.铸造毛坯：毛坯图
2.铣下端面：总高H=281mm
3.铣上端面：总高H=276mm
4.底面钻工艺连接孔：4-φ12.5
5.粗镗φ60孔：φ59±0.2mm
6.精镗φ60孔：至图纸要求
7.粗镗φ90孔：φ88±0.2mm
8.精镗φ90孔：至图纸要求
9.铣中间平面： H1=120mm
10.钻底面4-φ22孔：至图紙要求
第3章 钻孔工装夹具设计
为了提高加工效率，一般我们在摇臂钻上加工，经济而且效率高。针对此零件底面上的4-Φ22孔，我也另外设计了一套钻模。
3.1工件的定位
以加工过的中间面和Φ90孔做为定位的基准，然后钻削4个孔，用中间面定位的好处在钻孔时有较大的切削力存在，夹紧力也会比较大，这样不会将零件夹变形。
3.1.1 定位原件的设计
这里同样设计一个芯轴与φ90孔配合，端面与φ90孔的上端面靠紧，定位芯轴被焊接在一块横板上。
3.1.2 夹具体的设计
夹具体是支撑体承受很大的载荷，所以要求夹具体的刚度和强度比较好，这里设计用焊接的方法制造夹具体。焊接材料采用普通的Q235钢板下料，加工路线如下：
材料：Q235
1.钢板下料--火焰切割机
2.打坡口焊接--二氧化碳气体保护焊
3.铣底面--X52卧式铣床 4.镗孔--T6111B
5.钻孔--T6111B
6.检验
3.2工件的夹紧
3.2.1夹紧力的计算
夹紧里的大小都是和切削力关联的，首先计算钻孔的切削力，可以查机械加工手册确定，刀具是高速钢麻花钻，直径d0=22mm。
3.2.2 钻孔夹具的可靠性评估
1.零件精度评估：设计此夹具总成的目的主要是钻底座上的4-φ22孔，从零件图上看，孔没有公差要求，而我设计的定位芯轴的公差为0.05，此尺寸完全能够达到长度方向的要求。
2.夹具操作性评估：此套夹具操作非常简单，只需将工件放到定位芯轴上，底板的一个边与夹具体上的后挡板靠紧，然后通气压紧工件即可。
3.经济性评估：此套夹具设计简单，材料是我们平常使用的板材，很容易获得，制造成本低。特别是动力源，采用压缩空气。
第4章 结论
至此，我已经完成了支架加工工艺及钻床夹具的设计， 此次设计，涉及到了以下几个方面的知识：
1.零件特征分析，找到难加工点并分析解决方案；
2.确定工件毛坯的获取方法，原材料的合理选取；
3.确定加工路线，安排合理的加工工序；
4.确定工件定位基准，分析定位误差；
5.设计铣床夹具，选取夹紧方式；
6.分析夹紧力的大小，验证夹紧方式是否满足要求；
7.UG和CAD绘图软件的学习与使用。
参考文献：
[1]杨东拜，机械工程标准手册[J].北京，中国标准出版社，2002；
[2]阮忠唐，联轴器离合器设计和选用指南[J].北京，中国重机协会，2007；
[3]王先奎，机械加工工艺手册[J].北京，机械工业出版社，2008（3）；
[4]重型机械标准编写委员会，重型机械标准[J].云南科技出版社，2007；
[5]機械设计手册编委会，机械设计手册新版[J].北京，机械工业出版社，2004.8；
致谢
本论文是在导师的悉心指导下完成的。回忆起这时间，看了很多资料，总结了很多，这段时间内使我对夹具的设计有了更多的了解，同时也看到了未来夹具设计软件三维制图软件在机械制造行业的发展和趋势。感谢这次设计，这对我自己是一次经验积累，提高水平的机会。
第1章 绪论
1.1研究的意义和内容
1.1.1 研究的意义
夹具是机械制造企业中一种非常重要的工艺装备，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，它直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。
在机械制造过程中，最优的结构设计非常关键，但是合理的工艺路线和专用的夹具对保证零部件的质量和提高生产效率来说更是重要，所以工艺和专用夹具也是机械制造行业的重点研究和发展的方向。
1.1.2 研究的内容
本次以铸造的支架零件为研究对象，查找相应资料，进行了以下几个方面的研究：
（1）分析零件的特征，确定毛坯获取方法；
（2）结合常用加工设备，编制合理加工路线；
（3）设计专用铣床夹具和钻床夹具，提高精度和生产效率；
（4）绘制夹具总成图及主要零部件图纸，编制完整说明书；
第2章 支架的加工方案
2.1 零件的作用
支架是一个起支撑作用的构建，能固定和支撑其它的物体，承受较大的力，并具有一定的定位作用，由于其材料的特殊性，在某些场合还具有抗震吸震的作用。
2.2零件的工分析
该零件属于薄壁长筒类零件，工艺特征有以下几点：
1.不是规则的圆柱类零件，有圆筒形要素，有连接和支撑的筋板，有底座。
2.要加工的φ60孔和φ90孔的深度比较深，尺寸精度比较高，光洁度要求比较高，加工难度较大；
3.φ60孔上端面的加工空间比较小，刀具尺寸太大的话不容易加工到位；
4.底面加工时，装夹比较困难；
5.底面上4个φ22孔的加工只能从底面下往上加工，夹紧不好处理；
2.3加工要素和加工方式分析
1.φ60孔和φ90孔，公差要求为0～+0.046和0～+0.054，公差等级为IT8，这个要求容易满足。孔表面的光洁度为Ra1.6μm，φ90孔对φ60孔的同轴度为0.02，采取镗孔的方式，一次通镗来保证要求；
2.零件的上下两个端面尺寸为276，公差为0～0.2孔，粗糙度要求为Ra6.3μm，普通的铣床就可以实现。
3.φ90孔的上台阶面要求加工，Ra6.3，也可以采取铣削。
4. 底面上4-φ22孔，采取专用的钻孔夹具，在摇臂钻上加工。
2.4零件毛坯的确定
2.4.1毛坯材料的选择
对于支架零件来说，材料以低廉易获取为主，还应该具有良好的机械加工性能，优良的抗震减震特性以及较高的强度，而支架零件的构造决定了其必须采用铸造的方法获得，所以我们采用HT250做为支架的毛坯材料。
2.4.2毛坯余量的确定
查找铸件的公差等级和毛坯余量的相关资料，可将此零件的毛坯外形尺寸确定为φ50×330的异性轴类零件。
2.5工艺路线及余量确定
2.5.1工艺路线方案
下面是我制定的支架加工方案：
1.铸造毛坯--熔铸机
2.铣上下端面--X52铣床
3.底面钻工艺孔--Z3050摇臂钻
4.镗同轴孔--T6111B数显镗铣床
5.铣中间平面--X52铣床
6.钻孔--Z3050摇臂钻
7.去毛刺
8. 终检，入库
2.5.2工艺方案的可行性分析
上述工艺方案的特点在于简单实用，只需要五步工序，三种我们最常见的加工设备就可以满足要求，普通的工人也能完成此种零件的加工。
2.5.3工序加工余量的确定
对影响加工余量的各项因素进行分析计算，也可以查找一些资料，结合具体加工方法进行适当修正而得到加工余量。
套管的工序尺寸确定如下：
1.铸造毛坯：毛坯图
2.铣下端面：总高H=281mm
3.铣上端面：总高H=276mm
4.底面钻工艺连接孔：4-φ12.5
5.粗镗φ60孔：φ59±0.2mm
6.精镗φ60孔：至图纸要求
7.粗镗φ90孔：φ88±0.2mm
8.精镗φ90孔：至图纸要求
9.铣中间平面： H1=120mm
10.钻底面4-φ22孔：至图紙要求
第3章 钻孔工装夹具设计
为了提高加工效率，一般我们在摇臂钻上加工，经济而且效率高。针对此零件底面上的4-Φ22孔，我也另外设计了一套钻模。
3.1工件的定位
以加工过的中间面和Φ90孔做为定位的基准，然后钻削4个孔，用中间面定位的好处在钻孔时有较大的切削力存在，夹紧力也会比较大，这样不会将零件夹变形。
3.1.1 定位原件的设计
这里同样设计一个芯轴与φ90孔配合，端面与φ90孔的上端面靠紧，定位芯轴被焊接在一块横板上。
3.1.2 夹具体的设计
夹具体是支撑体承受很大的载荷，所以要求夹具体的刚度和强度比较好，这里设计用焊接的方法制造夹具体。焊接材料采用普通的Q235钢板下料，加工路线如下：
材料：Q235
1.钢板下料--火焰切割机
2.打坡口焊接--二氧化碳气体保护焊
3.铣底面--X52卧式铣床 4.镗孔--T6111B
5.钻孔--T6111B
6.检验
3.2工件的夹紧
3.2.1夹紧力的计算
夹紧里的大小都是和切削力关联的，首先计算钻孔的切削力，可以查机械加工手册确定，刀具是高速钢麻花钻，直径d0=22mm。
3.2.2 钻孔夹具的可靠性评估
1.零件精度评估：设计此夹具总成的目的主要是钻底座上的4-φ22孔，从零件图上看，孔没有公差要求，而我设计的定位芯轴的公差为0.05，此尺寸完全能够达到长度方向的要求。
2.夹具操作性评估：此套夹具操作非常简单，只需将工件放到定位芯轴上，底板的一个边与夹具体上的后挡板靠紧，然后通气压紧工件即可。
3.经济性评估：此套夹具设计简单，材料是我们平常使用的板材，很容易获得，制造成本低。特别是动力源，采用压缩空气。
第4章 结论
至此，我已经完成了支架加工工艺及钻床夹具的设计， 此次设计，涉及到了以下几个方面的知识：
1.零件特征分析，找到难加工点并分析解决方案；
2.确定工件毛坯的获取方法，原材料的合理选取；
3.确定加工路线，安排合理的加工工序；
4.确定工件定位基准，分析定位误差；
5.设计铣床夹具，选取夹紧方式；
6.分析夹紧力的大小，验证夹紧方式是否满足要求；
7.UG和CAD绘图软件的学习与使用。
参考文献：
[1]杨东拜，机械工程标准手册[J].北京，中国标准出版社，2002；
[2]阮忠唐，联轴器离合器设计和选用指南[J].北京，中国重机协会，2007；
[3]王先奎，机械加工工艺手册[J].北京，机械工业出版社，2008（3）；
[4]重型机械标准编写委员会，重型机械标准[J].云南科技出版社，2007；
[5]機械设计手册编委会，机械设计手册新版[J].北京，机械工业出版社，2004.8；
致谢
本论文是在导师的悉心指导下完成的。回忆起这时间，看了很多资料，总结了很多，这段时间内使我对夹具的设计有了更多的了解，同时也看到了未来夹具设计软件三维制图软件在机械制造行业的发展和趋势。感谢这次设计，这对我自己是一次经验积累，提高水平的机会。