机油泵加工工艺及夹具设计,毕业设计.doc

扬 州 职 业 大 学
毕 业 设 计（论文）

设计（论文）题目：
机油泵体加工工艺及夹具设计

院 别：机械工程学院
专 业：机械制造与自动化
班 级：10机械<7>班
姓 名： 黄宸
学 号： 100101711
指导教师： 成小英

完成时间：2013年4月15日

摘 要
1、机油泵是在润滑系统中迫使机油从油底壳送到引擎运动件的装置机油泵在内燃机上的应用越来越多。同时，在半导体，太阳能，LCD等工程领域方面，也起着一定的作用。近年来，随着加工技术的发展，汽车用油泵——摆线转子泵被应用到缝纫机中，特别是对一些全封闭自动润滑系统的机种，如包缝机、绷缝机
2、基本内容及解决的关键问题：基本内容热处理毛坯，车削机油泵体，设计加工专用夹具关键问题在于工艺过程的设计，夹具类型的确定，定位装置的设计，夹紧装置的设计夹具精度的分析和计算吗，夹具非标零件图的绘制等等

3、本课题研究情况综述：机械加工工艺及夹具设计是机械制造与自动化必备的专业核心技能，突出培养典型零件加工工艺能力，机油泵体工艺过程设计时要结合实际，尽量符合实际生产要求，专用夹具设计时要估计好夹紧力加工零件是要计算好加工余量。
关键字：机油泵、工艺规程、夹具设计

目录

摘 要 2
第一章 绪论 5
1.1课题研究的背景 5
1.2课题研究的意义 5
1.3国内外的研究动态 5
第二章 零件的工艺分析及生产类型 5
2.1零件的用途 5
2.2零件的工艺分析 7
第三章 确定毛坯种类，绘制毛坯图，毛坯模型 8
3.1确定毛坯种类 8
3.2确定毛坯尺寸及机械加工总余量 8
3.3 设计毛坯图 8
3.4 绘制毛坯图 9
第四章 选择加工方法，制定工艺路线 11
4.1 基准面的选择 11
4.1.1 粗基准的选择 11
4.1.2 精基准的选择 11
4.2 零件的表面加工方法 12
4.3工序的集中与分散 12
4.4工序顺序的安排 13
4.4 1.机械加工顺序 13
4.4.2．辅助工序 13
4.5制定工艺路线 13
4.6 加工设备及工艺装备选择 16
4.7工序间加工余量、工序尺寸的确定 17
4.8切削用量的计算 18
4.9基本时间的计算 26
第五章 夹具设计 30
5.1精车前后端面专用夹具设计 30
5.1.1定位装置 30
5.1.2夹紧力的计算 30
5.2钻孔夹具设计 34
5.2.1定位装置 34
5.2.2切削力和夹紧力的计算 34
第六章 小结 37
致 谢 38
参考文献 39

第一章 绪论

1.1课题研究的背景

目前国内的机油泵产品的技术基本源自美国、德国、 日本等几个传统的工业国家，我国现有的技术基本上是引进国外的基础上发展的，而且已经有了一定的规模。但是目前我国的机油泵没有自己的核心技术产品，自主开发能力仍然很弱。在差速器的技术开发上还有很长的路要走。
1.2课题研究的意义
机油泵的作用是把机油送到发动机各摩擦部位，使机油在润滑路中循环，以保证发动机得到良好的润滑。机油泵多为齿轮泵，它由齿轮泵体等组成。当发动机工作时，凸轮轴带动泵体的主动齿轮转动。齿轮甩动机油沿泵体内壁从进油口流至出油口，形成低压，产生吸力，机油箱内的机油即被吸入进油口。而出油口处的机油越积越多，因而压力增高，机油便被压到各摩擦部分，实现强制润滑。设计研究更好机油泵可以降低发动机的损耗，延长机械的使用寿命
1.3国内外的研究动态
机油泵在内燃机上的应用越来越多。同时，在半导体，太阳能，LCD等工程领域方面，也起着一定的作用。近年来，随着加工技术的发展，汽车用油泵——摆线转子泵被应用到缝纫机中，特别是对一些全封闭自动润滑系统的机种，如包缝机、绷缝机
机油泵以后的发展
今后机油泵研发会向着低噪音，低耗油方向发展，现在很多机油泵，噪音比较大，不适合一些低音环境，有的还伴有漏油现在，

第二章 零件的工艺分析及生产类型
2.1零件的用途
机油泵是不断的把发动机油底壳里的机油送出去以达到润滑发动机各个需要润滑的零部件的目的。机油泵泵体在整个机油泵中起着很重要的作用，泵体的尺寸精度、表面粗糙度直接影响机油泵的工作稳定性和泵的寿命。

图1 机油泵泵体零件图与三维建模

图1

图1
零件的技术要求 ：
①铸件表面不允许有裂纹、气孔、粘沙等缺陷。
②铸件拔模斜度1-3°，未注圆角半径R2-3。
④所有螺纹空口倒角至螺纹大径。
⑤去锐边毛刺，非加工表面涂硝化油漆。

2.2零件的工艺分析
通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要去齐全，零件的结构工艺性合理。该零件需要加工的表面均为切削加工，各表面的加工精度及表面粗糙度都不难获得。 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，该机油泵泵体位置公差要求严格，部分加工面需专用夹具进行夹紧定位。
2.3零件的生产类型
根据零件的生产纲领，该零件为中大批大量生产。

第三章 确定毛坯种类，绘制毛坯图，毛坯模型
3.1确定毛坯种类
零件材料采用灰铸铁HT200，具有高的抗压强度、良好的铸造性、耐磨性、消振性和低的缺口敏感性、可切屑加工性。考虑到铸造可以铸造内腔、外形很复杂的毛坯，工艺灵活性大，铸造成本低 ，故选用铸件毛坯。又已知零件的生产规模为大批大量生产，根据《机械制造技术课程设计指导》表1-6，确定毛坯铸造方法为机器砂型铸造，铸件的机械加工余量等级G级，公差等级8-10级。

3.2确定毛坯尺寸及机械加工总余量
已知毛坯制造方法为机器砂型铸造，材料为灰铸铁，规模为大批大量生产，查《机械制造手册》表5-3可取铸件尺寸公差等级CT为10级，加工余量等级MA为G级。
表1 毛坯尺寸及机械加工总余量（mm）
加工
表面
基本
尺寸
铸件尺寸
公差
机械加工
总余量
铸件
尺寸
底面1
47.52
2.8
3.5
51.02±1.4
底面2
5
2.4
3.5
8.5±1.2
凸台
20
2.4
3.5
23.5±1.2
左右端面
41
2.8
3.5
47±1.4
孔

3.2
3
61±1.6
孔
22
2.4
3
16±1.2
3.3 设计毛坯图
（1） 确定铸造斜度 根据《机械制造工艺设计简明手册》确定毛坯砂型铸造斜度为～,圆角半径R2-3。
（2） 确定分型面 以底面为分型面。
（3） 毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，铸件进行机械加工前应当进行时效处理。
3.4 绘制毛坯图

图2 机油泵泵体毛坯图及毛坯模型

第四章 选择加工方法，制定工艺路线
4.1 基准面的选择
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，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
4.1.1 粗基准的选择
粗基准的选择：对于零件而言，应尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则， 以凸台为初基准。
4.1.2 精基准的选择
精基准的选择：主要应该考虑基准重合、统一基准、互为基准等原则。采用互为基准反复加工的办法达到位置度要求，然后以精铣后的孔和两端面以及底面为精基准。

4.2 零件的表面加工方法
根据零件图上标注的各加工表面的技术要求，查《机械制造技术课程设计指导》表1-7至表1-15，通过对各个加工方案的比较，最后确定零件表面的加工方法如下表：
表2 零件表面加工方法
需加工表面
尺寸精度等级
表面粗糙度
Ra/
加工方法
底面1
IT10
5
粗铣→半精铣
底面2
IT12
20
粗铣
凸台
IT12
10
粗铣
孔
IT8
2.5
粗镗→半精镗→精镗
孔
IT12
2.5
钻→扩→铰
左右端面
IT10
2.5
粗铣→半精铣→精铣
孔
IT12
20
钻
4-M6螺纹
IT12
12.5
钻→丝锥攻螺纹
盖配孔（配座）
IT11
5
钻→粗铰

4.3工序的集中与分散
已知零件的生产规模为大批大量生产，初步确定工艺安排的基本倾向为：加工过程划分阶段，工序都要集中，采用工序集中可以减少工件的装夹次数，在一次装夹中可以加工许多表面，有利于保证各表面之间的相互位置精度。加工设备主要以专用设备为主，采用专用夹具，这样生产质量高，投产快生产率较高。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
4.4工序顺序的安排
4.4 1.机械加工顺序
①　 遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即在前面加工阶段先加工端面。同时考虑位置度要求，左右端面互为基准反复加工。
②　 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
③　 遵循“先主后次”原则，先加工主要表面左右端面和圆孔表面，后加工次要表面凸台、底座孔以及倒角。
④　 遵循“先面后孔”原则，先加工端面，后加工孔。
4.4.2．辅助工序
毛坯铸造成型后，应当对铸件毛坯安排清砂工序，并对清砂后的铸件进行一次尺寸检验，然后再进行机械加工。在对零件的所有加工工序完成之后，安排喷漆、去毛刺、清洗、终检工序。

4.5制定工艺路线

工艺路线一：
工序号
工序内容
定位基准
10
铸造毛坯

20
粗铣底面
凸台，侧面定位
30
粗铣凸台
底面，侧面定位
40
粗铣前后端面
底面定位、前后端面定位
50
钻2个孔、倒角
底面，前后端面，侧面定位
60
钻孔
孔的大端面、底面和孔
70
粗镗孔
底面，孔定位
80
半精铣底面
凸台，侧面定位
90
半精铣前后端面
底面定位、前后端面定位
精铣前后端面
底面定位、前后端面定位
100
扩孔到
孔的大端面、底面和孔
铰孔到
孔的大端面、底面和孔
110
半精镗孔
底面，孔定位
精镗孔
底面，孔定位
120
钻M6螺纹底孔为
孔，孔的端面，凸台定位
攻丝
孔，孔的端面，凸台定位
130
去锐边毛刺

140
非加工表面涂硝化油漆

150
清洗

160
终检入库

工艺路线二：
工序号
工序内容
定位基准
10
清洗检查毛坯

20
粗铣前端面
后端面定位
30
粗铣，半精铣，精铣后端面
前端面定位
40
半精铣，精铣前端面
后端面定位
50
钻，扩，铰孔
孔的大端面、底面
60
粗镗，半精镗，精镗孔、倒角
前端面，底面定位
70
粗铣，精铣底面
前后端面定位
80
粗铣凸台
底面定位
90
钻2个孔、倒角
底面定位
100
钻M6螺纹底孔为
孔，孔的大端面定位
攻螺纹
孔，孔的大端面定位
110
去锐边毛刺

120
非加工表面涂硝化油漆

130
清洗

140
终检入库

工艺路线分析比较：
通常情况下，在同时需要钻孔和铣平面的时候，一般先铣平面，再加工孔，重要加工表面切削余量最好均匀。工艺路线一是先把重要表面底面先加工出来，前后端面同时加工，最后加工两个孔，几何精度高。工艺路线二是先把前后端面加工出来，后加工两个重要的孔，最后才加工底槽面，前后端面切削余量不很均匀，且粗精加工放在一起，工件的内应力很大，加工之后工件变形会很大程度影响零件的几何精度，定位基准不如路线一来得准确，再综合加工精度要求，装夹便利与否等各方面因素后，确定为工艺路线一。

4.6 加工设备及工艺装备选择
工序号
工序内容
加工装备
工艺装备
10
铸造毛坯

20
粗铣底面
立式铣床X51
Y8硬质合金面铣刀、游标卡尺
30
粗铣凸台
立式铣床X51
Y8硬质合金面铣刀、游标卡尺
40
粗铣前后端面
XQ6225卧式铣床
Y8硬质合金面铣刀刀、游标卡尺
50
钻孔
立式钻床Z3025
高速钢钻、卡尺、钻模板
60
粗镗孔
卧式镗床T68
硬质合金镗刀、游标卡尺
70
半精铣底面
立式铣床X51
Y8硬质合金面铣刀
、游标卡尺
80
半精铣前后端面
XQ6225卧式铣床
Y8硬质合金面铣刀、游标卡尺
精铣前后端面
XQ6225卧式铣床
Y8硬质合金面铣刀、游标卡尺
90
钻2个孔、倒角
立式钻床Z525
高速钢钻、游标卡尺、钻模板
100
扩孔到
立式钻床Z3025
扩孔钻、游标卡尺
铰孔到
立式钻床Z3025
铰刀、游标卡尺
110
半精镗孔
卧式镗床T68
硬质合金镗刀、游标卡尺
精镗孔
卧式镗床T68
硬质合金镗刀、游标卡尺
120
钻M6螺纹底孔为
立式钻床Z3025
高速钢钻、游标卡尺、钻模板
攻丝
立式钻床Z3025
丝锥刀、游标卡尺
130
去锐边毛刺

平锉
140
非加工表面涂硝化油漆
喷涂机

150
清洗
清洗机

160
终检入库

百分表、卡尺

4.7工序间加工余量、工序尺寸的确定
查《机械制造技术基础课程设计指导》，并综合对毛坯尺寸以及已经确定的机械加工工艺路线的分析，确定各工序间加工余量如下表：
表4 零件机械加工工序间加工余量表
工序号
工步号
工步内容
工序尺寸
加工余量（mm）
10
1
铸造毛坯

20

粗铣底面

2.5
30
1
粗铣凸台
20
3.5
40
1
粗铣前后端面

2（单边）
50
1
钻2个孔、倒角

8.5（单边）
60
1
钻孔

20（直径）
70
1
粗镗孔

2（直径）
80
1
半精铣底面

1
90
1
半精铣前后端面

1（单边）
2
精铣前后端面

0.5（单边）
100
1
扩孔到

1.8（直径）
2
铰孔

0.5（直径）
110
2
半精镗孔

1.5（直径）
3
精镗孔

0.5（直径）
120
1
钻M6螺纹底孔为

4.8（直径）
2
攻螺纹M6

1.2（直径）

4.8切削用量的计算
工序10粗铣底面
工步1：粗铣底面1
（1）切削深度
（2）进给量的确定
X51型立式铣床功率为4.5KW，查表5-8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量fz取为0.08mm/z。
（3） 铣削速度
由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=80mm、齿数z=10.查表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=57.6m/min，则

由本工序采用X51型立式铣床，查表3.6，取转速：

故实际铣削速度：

工作台的每分钟进给量为

根据表3.7查得机床的进给量为165mm/min。
工步2：粗铣底面2
（1）切削深度
（2）进给量的确定
X51型立式铣床功率为4.5KW，查表5-8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量fz取为0.08mm/z。
（3）铣削速度
由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=80mm、齿数z=10.查表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=57.6m/min，则

由本工序采用X51型立式铣床，查表3.6，取转速：

故实际铣削速度：

工作台的每分钟进给量为

根据表3.7查得机床的进给量为165mm/min。
工序20：粗铣凸台
（1）切削深度
（2）进给量的确定
X51型立式铣床功率为4.5KW，查表5-8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量fz取为0.08mm/z。
（3）铣削速度
由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=80mm、齿数z=10.查表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=57.6m/min，则

由本工序采用X51型立式铣床，查表3.6，取转速

故实际铣削速度

工作台的每分钟进给量为

根据表3.7查得机床的进给量为165mm/min。
工序30：粗铣前后端面
（1）切削深度
（2）进给量的确定
X51型立式铣床功率为4.5KW，查表5-8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量fz取为0.12mm/z。
（3）铣削速度
由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=160mm、齿数z=16.查表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=50.4m/min，则

由本工序采用X51型立式铣床，查表3.6，取转速：

故实际铣削速度：

工作台的每分钟进给量为：

根据表3.7查得机床的进给量为150mm/min。
工序40：钻2个孔、倒角
由工件材料为HT200、高速钢钻头，查表5.20高速钢钻削灰铸铁的切削用量得，切削速度=18m/min,进给量f=0.3mm/r,取=17mm，则

由本工序采用Z525型立式钻床，由表3.17得，转速=272r/min，故实际切削速度为

工序50；钻孔
由工件材料为HT200、高速钢钻头，查表5.20高速钢钻削灰铸铁的切削用量得，切削速度=20m/min,进给量f=0.3mm/r,取=20mm，则

由本工序采用Z3025型立式钻床，由表3.14得，转速=315r/min，故实际切削速度为

工序60：粗镗孔（走刀2次）
查表5.27，高速钢镗刀切削铸铁材料时，粗镗取=24m/min, f=0.5mm/r，粗镗孔时因余量为2mm，故=2mm，则

由，计算切屑力：

功率
取机床效率为0.85，则所需机床功率为，故机床功率足够，切削用量选择合理。
工序70：半精铣底面
（1）切削深度
（2）进给量的确定
X51型立式铣床功率为4.5KW，查表5-8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量fz取为0.05mm/z。
（3）铣削速度
由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=80mm、齿数z=10.查表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=70.2m/min，则

由本工序采用X51型立式铣床，查表3.6，取转速：

故实际铣削速度：

工作台的每分钟进给量为：

根据表3.7查得机床的进给量为130mm/min。
工序80：
工步:1：半精铣前后端面
（1）切削深度
（2）进给量的确定
X51型立式铣床功率为4.5KW，查表5-8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量fz取为0.08mm/z。
（3）铣削速度
由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=160mm、齿数z=16.查表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=59.4m/min，则

由本工序采用X51型立式铣床，查表3.6，取转速：

故实际铣削速度：

工作台的每分钟进给量为：

根据表3.7查得机床的进给量为130mm/min。
工步2：精铣前后端面
（1）切削深度
（2）进给量的确定
X51型立式铣床功率为4.5KW，查表5-8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量fz取为0.05mm/z。
（3）铣削速度
由本工序采用高速钢镶齿铣刀、=160mm、齿数z=16.查表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度=72m/min，则

由本工序采用X51型立式铣床，查表3.6，取转速：

故实际铣削速度：

工作台的每分钟进给量为：

根据表3.7查得机床的进给量为100mm/min。
工序90
工步1：扩孔到
高速钢扩孔取其切削速度=20m/min,进给量f=0.3mm/r，背吃刀量=0.9mm，则

由本工序采用Z3025型立式钻床，由表3.14得，转速=250r/min，故实际切削速度为

工步2：铰孔
查表5.25，取其切削速度=11m/min,进给量f=1mm/r，背吃刀量=0.1mm，则

由本工序采用Z3025型立式钻床，由表3.14得，转速125r/min，故实际切削速度为

工序100：
工步1：半精镗孔
查表5.27，高速钢镗刀切削铸铁材料时，半精镗取=35m/min, f=0.5mm/r，半精镗孔时因余量为1.5mm，故=1.5mm，则

工步2：精镗孔
查表5.27，高速钢镗刀切削铸铁材料时，精镗取=30m/min, f=0.3mm，精镗孔时因余量为0.5mm，故=0.5mm，则

工序110：
工步1：钻M6螺纹底孔为
由工件材料为HT200、高速钢钻头，查表5.20高速钢钻削灰铸铁的切削用量得，切削速度=20m/min,进给量f=0.12mm/r,取=4.8mm，则

由本工序采用Z3025型立式钻床，由表3.14得，转速=1000r/min，故实际切削速度为

工步2：攻螺纹M6
高速钢机动丝锥加工螺纹取其切削速度=8.9m/min,背吃刀量=0.6mm，则

由本工序采用Z3025型立式钻床，由表3.14得，转速=400r/min，故实际切削速度为

4.9基本时间的计算
工序10：
工步1： 粗铣底面1
查《机械制造工艺设计简明手册》得此工序机动时间计算公式： ，
由面铣刀不对称铣平面、主偏角=，查表5.41铣削基本时间计算，，。确定，，，
则该工序的基本时间为

工步2： 粗铣底面2
查《机械制造工艺设计简明手册》得此工序机动时间计算公式： ，
由面铣刀不对称铣平面、主偏角=，查表5.41铣削基本时间计算，，。确定，，，
则该工序的基本时间为

工序20：粗铣凸台
该工序的基本时间为

工序30：粗铣前后端面
该工序的基本时间为

工序40：钻2个孔、倒角
由表5.39，工步，
，该工序的基本时间为

工序50；钻孔
由表5.39，工步，
，该工序的基本时间为

工序60：粗镗孔（走刀2次）
由表5.57，，i为进给次数，i=2
。
该工序的基本时间为

工序70：半精铣底槽面
该工序的基本时间为

工序80
工步1：半精铣前后端面
该工序的基本时间为

工步2：精铣前后端面
该工序的基本时间为

工序90：
工步1：扩孔到
,
该工序的基本时间为

工步2：铰孔
,
该工序的基本时间为

工序100：
工步1：半精镗孔
该工序的基本时间为

工步2：精镗孔
该工序的基本时间为

工序110：
工步1：钻M6螺纹底孔为
由表5.39，工步，
，该工序的基本时间为

工步2：攻螺纹M6
，
式中。
该工序的基本时间为

第五章 夹具设计
5.1精车前后端面专用夹具设计
5.1.1定位装置
以底面及前端面/后端面定位，底面确定三个自由度，后端面确定三个自由度

选定定位元件
1选用一端为圆弧面的支撑板作为止口底面及一侧面的定位元件
选用支撑钉为端面，这两件支撑钉在装配时，要求其接触端面要同时磨削以保证精度。
2根据铣床夹具使用特点，力求使夹具结构简单，故采用螺旋夹紧方式
5.1.2夹紧力的计算
车床夹具的夹紧力估算过程复杂。因工件的受力大小及方向是动态变化的，因此，为便于分析和计算，就绪需将工件的动态受力状态转换为静态受力状态，找出各特征切削点的受力方向，加以分析和简化计算。本工序的加工部位较多，只需对切削结合面k时的受力大小和方向的最大值进行确定，就可以计算出夹紧力的大小，对其余加工部位可以省略计算，工件各特征切削点上切削力方向如图所示。
图3
1切削力的计算
设切削速度v=80m/min进给量f=0.3mm/r，切削深度 如果使用 端面的车刀粗车结合面k，查文献可得

2夹紧力的估算，
根据切削点力的方向，分别计算出各特征切削点夹紧力的大小，然后进行比较确定出夹紧力的最大值就是夹具所需的夹紧力。各主要特征点的夹紧力的大小估算如下
（1）切削点A
如图3所示工件在Fx的作用下有沿Y轴方向移动的趋势，此时。Fy的作用力可以看作与定位支撑钉的反作用力想抵消，因此，夹紧力Fa的大小应该满足下列不等式
取f>2768.7N
（2）2切削点B
如图3所示，工件在Fz和Fx的作用下有绕E 点转动的趋势。在Fy的作用下有沿H点的转动趋势，夹紧力Fb应该满足下列不等式
防止工件绕E点转动的夹紧力为Fb’。

防止工件绕H点转动的夹紧力为

夹具所需夹紧力
切削点在c由于主切削力在Fx方向与夹紧力方向一致，故不进行估算
（3）切削点d，
如图所示，工件在Fz的作用下有沿着Y轴方向移动的趋势.防止工件沿着Y轴移动的夹紧力Fd应该满足下式

（4）当工件切削到最远点P时如图3点所示Fx的作用有使工件沿y轴移动的趋势，Fy的作用有使工件绕G点转动的趋势
防止工件绕E点转动所需夹紧力为

防止工件绕y点转动所需夹紧力为

防止工件绕y点转动所需夹紧力为

那么Fr=F+Fp‘+F=436
比较F F F Fp，Fp的值最大，因此所需夹紧力 F>4326.
取安全系数K=2，夹具所需夹紧力为F=KF=2*4352=8724
由于夹紧点有两个，单个夹紧点 所需的夹紧力为4362N查M16
夹紧螺栓的允许夹紧力为10050N满足设计要求
图4 铣夹具三维图及装配图

图4
铣夹具工程图

图4

5.2钻孔夹具设计
5.2.1定位装置

以底面确定三个自由度，两个17的孔确定三个自由度，
定位元件 一个圆柱销，一个圆锥销，和底面定位，用滑动v型块螺旋机构夹紧

5.2.2切削力和夹紧力的计算
刀具：ф20高速钢锥柄麻花钻头。
查《机械制造工艺设计手册》表3—36，钻削扭距计算公式：
M=……………………………………3.1
式中C=305.2, , ,
磨钝系数=1.0， f=0.17mm/r, d=12.5mm, 代入得：
M==22(N·m)
查《机械制造工艺设计手册》表3—36，钻削轴向力计算公式：
F=……………………………………3.1
式中C=301.2, , ,
磨钝系数=1.0， f=0.17mm/r, d=12.5mm, 代入得
F==2100(N)
因为此夹具夹紧力和轴向力上方向一致，螺栓夹紧主要是防止工件在加工过程中产生振动和转动。因钻模板上有开口槽由夹具体上销钉限制了其转动，所以夹具夹紧可靠。

图5 钻夹具三维建模及装配图

图5

钻夹具工程图
图5

第六章 小结
我从刚开始对制造工艺只有一点感性认识到现在已熟悉制造工艺的国内外现状及趋势，能对工件确定合理的工艺方案，对零件的设计制造，机床设备的选用，机械零件的选用及零件加工工艺过程的说明有了较为深刻的领会，同时对根据加工工艺设计相应的夹具体也较清楚。
在本次设计中，虽然是工艺学设计，但是在设计中要用到许多基础理论，这就要求我们能只学习工艺学的知识，必须把所学过的专业知识融会贯通，学以致用。由于有些知识已经遗忘，这使我们要温习所学的专业知识，因此设计之前就把学过的相关专业课程认真的复习了一遍，开始对本课题的设计任务有了大致的了解，并也有了设计的感觉。同时，由于设计的需要，要查阅并收集大量关于机械制造方面的文献，进而对这些文献进行分析和总结，这些都提高了我们对于专业知识的综合运用能力和分析解决实际问题的能力。
虽然本次设计我很努力去做，但还是存在一些不足：
（1）我对机械工艺规程设计理论方面的知识还没有十分扎实，对并没有投入生产，在实际生产中的产品，还要根据生产部门的设备，要求等，考虑零件的结构，精度和余量，难免会有我们现在没有考虑周全的内容。
（2）对零件热处理方式及夹具的设计把握不准，其主要原因是对零件的了解不足，没有在真正的实践，而且没有见过实体，一些细节部分没有掌握好。
（3）在对工艺路线的设计上还是不十分熟练，在很多情况下都会出现难以取舍的情形。
在这次设计中我走了不少弯路，但是在老师的悉心指导和自身的努力下还是圆满的完成了设计。在以后的学习工作中，我要从以下方面来提高自己，解决设计中存在的问题。多学习相关的知识，关注前沿的科学技术，拓宽知识面，尽量在实践中掌握所学知识。

致 谢
转眼几个月的毕业设计就要接近尾声，在此，非常感谢成老师对我悉心教导，使我终身受益浅，在此我对老师表示深深的感谢。在本次设计的选题以及编写过程中老师也给予我相当多的关心、支持和指导，现在本文得以顺利完成，我要衷心地感谢老师不厌其烦地耐心地为本文所作的大量的辛苦工作，老师对待学术的严谨态度深深地感染了我。
我也要感谢学院的其他老师，他们生动的讲课和各自独到的研究方法让我印象深刻，也对我的设计产生了很大影响。老师们严谨的治学态度、积极认真的工作作风深深地影响了我，让我不由地产生敬意。
最后，我要感谢我的父母，感谢他们多年来始终如一地给予我关怀和爱护，没有父母多年来在背后的支持和鼓励，我无法顺利完成学业。

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