機床“羊角”撥叉加工工藝及φ14D4孔加工夾具設(shè)計--畢業(yè)論文.doc

大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）模板 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）題 目：機床“羊角”撥叉加工工藝及14D4孔加工夾具設(shè)計 學(xué)習(xí)中心： 層 次： 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化年 級： 學(xué) 號： 學(xué) 生： 田森 指導(dǎo)教師： 完成日期： II內(nèi)容摘要本論文完成了對機床“羊角”撥叉加工工藝及其上14D4孔的加工夾具的設(shè)計。在設(shè)計的第一部分，主要進行工藝卡的填寫。首先，根據(jù)圖紙利用三維制圖軟件solidworks，繪制零件3D模型，分析零件的結(jié)構(gòu)類型、生產(chǎn)類型、毛坯選擇等，其次確定加工類型、基準選擇等工作，最后制定加工工藝路線，填寫工藝卡片。第二階段，進行夾具設(shè)計。夾具設(shè)計首先要保證零件的加工質(zhì)量減少廢品率，其次要提高加工效率使經(jīng)濟效益最大化，最后應(yīng)該能擴大設(shè)備的選擇范圍改善作業(yè)環(huán)境，降低勞動強度?？v觀整條工藝路線，結(jié)合難易程度和夾具本身的特色，選定14D4孔加工工序進行夾具的總體裝配和夾具體的設(shè)計。首先，結(jié)合零件在該工序中需要達到的各項技術(shù)要求，初步擬定工件的定位、夾緊方案；然后，根據(jù)夾具設(shè)計原則以及夾緊力和夾緊點的確定原則進行局部零部件和夾具體的設(shè)計；最后，校核該夾具的精度。關(guān)鍵詞：羊角撥叉；工藝；夾具設(shè)計；solidworks；效率；目 錄內(nèi)容摘要1引 言31 設(shè)計任務(wù)說明41.1 羊角撥叉的功用41.2 設(shè)計任務(wù)52 零件工藝規(guī)程設(shè)計62.1 產(chǎn)量的確定62.1.1 生產(chǎn)類型確定62.1.2 日生產(chǎn)量的確定62.2 毛坯的選擇及毛坯圖的繪制72.2.1 毛坯的選擇72.2.2 毛坯-零件綜合圖的繪制方法72.3 定位基準的分析與選擇82.3.1 基準的概念82.3.2 基準選擇原則92.3.3 定位基準的選擇102.4 工藝路線的制定122.5 工藝卡的填寫133 夾具設(shè)計173.1 夾具的整體設(shè)計173.1.1夾具設(shè)計分析173.1.2 夾具結(jié)構(gòu)方案的確定183.1.3 夾具的具體設(shè)計183.2 夾具的裝配203.3 夾具的經(jīng)濟性分析21結(jié) 論22參考文獻23引 言機械制造是為現(xiàn)代化建設(shè)提供各種機械裝備的技術(shù)，在國民經(jīng)濟的發(fā)展中具有十分重要的地位。機械制造工業(yè)的發(fā)展規(guī)模和水平是反映國民經(jīng)濟實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標志，因此，我國一貫都把發(fā)展機械制造工業(yè)作為發(fā)展國民經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。制造業(yè)特別是機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營管理模式乃至社會的組織結(jié)構(gòu)和文化。由于中國潛在的巨大市場和豐富的勞動力資源，世界的制造業(yè)正在向中國轉(zhuǎn)移，中國正在成為世界的制造大國。但是在自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新設(shè)計、先進制造工藝和裝備及現(xiàn)代化管理等方面仍然存在很大差距，所以我們還不是制造強國。我們搞工業(yè)的人應(yīng)該立志于發(fā)展我們國家的工業(yè)生產(chǎn)，加快我們國家工業(yè)發(fā)展的步伐，在更短的時間內(nèi)趕上世界強國，樹立工業(yè)大國的形象。我國機械制造工業(yè)雖然取得了很大的進步，但與工業(yè)發(fā)達的國家相比，在生產(chǎn)能力、技術(shù)水平、管理水平和勞動生產(chǎn)率等方面，還有很大的差距。因此，我國的機械制造工業(yè)今后的發(fā)展，除了不斷提高常規(guī)機械生產(chǎn)的工藝裝備和工藝水平外，還必須研究開發(fā)優(yōu)質(zhì)高效精密工藝，為高新技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供新工藝、新裝備，加強基礎(chǔ)技術(shù)研究，強化和掌握引進技術(shù)，提高自主開發(fā)能力，形成常規(guī)制造技術(shù)與先進制造技術(shù)并進的機械制造工業(yè)結(jié)構(gòu)。本設(shè)計結(jié)合先進加工工藝針對其零件具有體積小，零件復(fù)雜的特點對機床的“羊角”撥叉進行工藝分析和編制，并對加工過程中的重要工藝設(shè)計專用夾具，并以操作簡單的夾緊方式夾緊，其機構(gòu)設(shè)計簡單，方便且能滿足精度要求。解決機床“羊角”撥叉加工中的定位問題，提高撥叉的加工精度和生產(chǎn)效率。使其更好的與其他零件配合，獲得良好的工作性能。1 設(shè)計任務(wù)說明1.1 羊角撥叉的功用設(shè)計機床羊角撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及其機床夾具。撥叉是一種輔助零件，通過撥叉控制滑套與旋轉(zhuǎn)齒輪的接合?；咨厦嬗型箟K，滑套的凸塊插入齒輪的凹位，把滑套與齒輪固連在一起，使齒輪帶動滑套，滑套帶動輸出軸，將動力從輸入軸傳送至輸出軸。擺動撥叉可以控制滑套與不同齒輪的結(jié)合與分離，達到換檔的目的。該零件圖紙如下：圖1 機床羊角撥叉零件圖 圖2 機床羊角撥叉實體圖1.2 設(shè)計任務(wù)本次設(shè)計任務(wù)需完成毛坯的選擇、編排加工工藝、工裝夾具設(shè)計、撰寫產(chǎn)品說明書，以及圖紙繪制等工作，圖紙說明如下：1毛坯零件綜合圖1張2工藝過程卡片1套3夾具裝配圖 1張4夾具體零件圖1張5說明書1份2 零件工藝規(guī)程設(shè)計2.1 產(chǎn)量的確定2.1.1 生產(chǎn)類型確定表1 生產(chǎn)類型的劃分生產(chǎn)類型同類零件的年產(chǎn)量/件重型零件（質(zhì)量2000kg）中型零件（質(zhì)量1002000kg）小型零件（質(zhì)量100kg）單件生產(chǎn)5以下10以下100以下成批生產(chǎn)小批生產(chǎn)510010200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)1000以上5000以上50000以上已知零件質(zhì)量m約為2.2kg，年產(chǎn)量為2000件，由表1即可確定零件的生產(chǎn)性質(zhì)。該零件的生產(chǎn)類型為小型零件中批生產(chǎn)。2.1.2 日生產(chǎn)量的確定零件的年產(chǎn)綱領(lǐng)(件/年)： N=2000件/年每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量(件/臺)：備品率：廢品率：1年產(chǎn)量 取2081件2年工作日3日產(chǎn)量 取7件2.2 毛坯的選擇及毛坯圖的繪制2.2.1 毛坯的選擇按照零件圖紙的設(shè)計要求，該零件毛坯的材料為HT200，毛坯種類為鑄件。HT鑄件為灰鐵鑄件，其石墨形態(tài)呈片狀。由于片狀石墨的存在，割裂了金屬基體組織，減少了承載的有效面積，因此其綜合力學(xué)性能較低，但其減振性、耐磨性、鑄造性及切削加工性較好，主要用于制造承受壓力的床身、箱體、機座、導(dǎo)軌等零件。其流動性好、體收縮和線收縮小。綜合力學(xué)性能低，抗壓強度比抗拉強度高約34倍，因此灰鐵鑄件易設(shè)計為承受壓力零件。吸振性能好，彈性模量較低?？紤]到機床“羊角”撥叉零件需加工表面少，精度要求不高，有強肋，且工作條件不差，既無交變載荷，又屬于間歇工作，故選用金屬型鑄件，以滿足不加工表面的粗糙度要求及生產(chǎn)要求。零件形狀簡單，因此毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，因內(nèi)孔很小，考慮模具設(shè)計難度較高，后續(xù)機加工完成較容易，所以不考慮鑄出。2.2.2 毛坯-零件綜合圖的繪制方法在選定毛坯和確定了毛坯的機械加工余量后，便可繪制毛坯-零件綜合圖。零件的毛坯圖是建立在零件圖的基礎(chǔ)上的，就是將零件圖上需要加工的面添加上加工余量出圖紙，由此，相應(yīng)的精度要求就放寬了，一般形位公差也不會體現(xiàn)，相應(yīng)的，技術(shù)要求中要體現(xiàn)材質(zhì)要求、表面質(zhì)量要求、金相要求、拔模斜度要求、鑄造圓角要求、表面處理要求，對于加工定位較困難的鑄件，還要在毛坯圖上設(shè)計上定位點。毛坯-零件綜合圖的繪制方法是：1以實線表示毛坯表面的輪廓、以點劃線畫出零件的輪廓；在剖面圖上用交叉線表示加工余量，加工余量為35mm。2標注毛坯尺寸和公差，毛坯的基本尺寸包括機械加工的余量在內(nèi)，毛坯的尺寸公差參照有關(guān)資料。3標注機械加工的粗基準符號和有關(guān)技術(shù)要求。毛坯尺寸是根據(jù)零件加工工藝規(guī)程，機械加工各工序的加工余量與毛坯制造方法能得到的精度決定的，因此毛坯圖繪制和工藝規(guī)程的制訂是反復(fù)交叉進行的。圖3 機床羊角撥叉零件-毛坯綜合圖2.3 定位基準的分析與選擇在制定零件加工工藝規(guī)程時，正確選擇定位基準對保證加工表面的尺寸精度和相互位置精度的要求以及合理安排加工順序都有重要的影響。2.3.1 基準的概念一、基準的概念：基準：確定生產(chǎn)對象上的某些點、線、面的位置所依據(jù)的那些點、線、面。二、基準的分類： 設(shè)計基準 1基準 定位基準 工序基準 工藝基準 測量基準 裝配基準2設(shè)計基準：設(shè)計圖紙上所采用的基準。3工藝基準：工藝過程中采用的基準。工藝過程是一個復(fù)雜的過程，按用途不同工藝基準又可分為定位基準、工序基準、測量基準和裝配基準。 1）定位基準：加工中用作定位的基準，可分為定位粗基準和定位精基準。 2）工序基準：在工序圖上用來確定本工序被加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準。 3）測量基準：測量零件尺寸時所采用的基準。4）裝配基準：裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對位置時所采用的基準。三、定位基準的選擇正確選擇定位基準是制訂機械加工工藝規(guī)程和進行夾具設(shè)計的關(guān)鍵。定位基準分為精基準和粗基準。 精基準：利用零件上已加工過的表面作為定位基準定位基準確 粗基準：在加工初始時用毛坯未加工表面作為定位基準即毛基準 。在起始工序中，只能選用未經(jīng)加上過的毛坯表面作為定位基準，這種基準稱為粗基準。用加工過的表面所作的定位基準稱為精基準。在設(shè)計工藝規(guī)程的過程中，當根據(jù)零件先選擇精基準、后選粗基準。結(jié)合整個工藝過程要進行統(tǒng)一考慮，先行工序要為后續(xù)工序創(chuàng)造條件。2.3.2 基準選擇原則1、粗基準選擇原則A 盡可能用精度要求高的主要表面作粗基準；B 用不加工面作粗基準，且該面與加工面有一定的位置精度要求；C 余量均勻原則；D 作粗基準的表面要盡量光整、光潔、有一定的面積便于裝夾；E 不能重復(fù)使用原則。具體選擇時參考下列原則： 1、對于同時具有加工表面和不加工表面的零件，為了保證不加工表面與加工表面之間的位置精度，應(yīng)該選擇不加工表面作為粗基準。如果零件上有多個不加工表面，則以其中與加工表面相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。2、對于具有較多加工表面的工件，選擇粗基準時，應(yīng)考慮合理分配各加工表面的加工余量。合理分配加工余量是指以下四點：(1)、應(yīng)保證各主要表面都有足夠的加工余量。為滿足這個要求，應(yīng)選擇毛坯余量最小的表面作為粗基準。(2)、對于工件上的某些重要表面（如導(dǎo)軌和重要孔等），為了盡可能使其表面加工余量均勻，則應(yīng)該選擇重要表面作為粗基準；例如床身導(dǎo)軌表面是重要表面，要求耐磨性好，且在整個導(dǎo)軌面內(nèi)具有大體一致的力學(xué)性能。因此，在加工導(dǎo)軌時，應(yīng)選擇導(dǎo)軌表面作為粗基準加工床身底面，然后以底面為基準加工導(dǎo)軌平面。(3)、粗基準應(yīng)避免重復(fù)使用。在同一尺寸方向上，粗基準通常只能使用一次，以免產(chǎn)生較大的定位誤差。(4)、選作粗基準的平面應(yīng)平整，沒有澆冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。2、精基準選擇原則選擇精基準應(yīng)掌握五個原則：(1)基準重合原則以設(shè)計基準為定位基準，避免基準不重合誤差，(2)基準統(tǒng)一原則選用統(tǒng)一的定位基準來加工工件上的各個加工表面。以避免基準的轉(zhuǎn)換帶來的誤差，利于保證各表面的位置精度,簡化工藝規(guī)程,夾具設(shè)計和制造縮短生產(chǎn)準備周期。典型的基準統(tǒng)一原則是軸類零件、盤類零件和箱體類零件。軸的精基準為軸兩端的中心孔，齒輪是典型的盤類零件，常以中心孔及個端面為精加工基準，而箱體類常以一個平面及平面上的兩個定位用工藝孔為精基準。(3)自為基準原則當某些精加工表面要求加工余量小而均勻時，可選擇該加工表面本身作為定位基準，以搞高加工面本身的精度和表面質(zhì)量。(4)互為基準原則能夠提高重要表面間的相互位置精度，或使加工余量小而均勻。(5)保證工件定位準確、夾緊安全可靠、操作方便、省力的原則。2.3.3 定位基準的選擇1該羊角撥叉的主要加工任務(wù)：、40的圓柱兩個端面，、26的圓柱的兩端面，、20D6和14D4兩個內(nèi)孔的加工；如圖所示：圖4 機床羊角撥叉主要加工任務(wù)圖具體分析如下： 40mm的兩圓柱端面，表面粗糙度為Ra3.2，兩端距離88mm,對稱分布，加工完成后端面距對稱中心線的距離為440.2mm。26mm的兩圓柱端面，端面相距110mm,對稱分布，加工完成后，端面的粗糙度為Ra3.2。20D6的內(nèi)孔，加工完成后，孔內(nèi)壁面的粗糙度為Ra1.6，且孔的中心線與14D4孔的中心線在水平方向的不平行度不大于0.1/150，與5D4的鍵槽不平行度不大于0.07/100。14D4的孔，加工完成后，孔內(nèi)壁面的粗糙度為Ra1.6。5D4的鍵槽，鍵槽的兩側(cè)壁加工成型后的粗糙度為Ra3.2，槽頂面粗糙度為Ra12.5。14D4和20D6孔的兩端都有1的倒角。2零件在加工時，粗基準選毛坯上的40mm和26mm兩圓柱端面，對另一側(cè)的端面進行粗銑。而后反過來以加工過的端面為基準對另一側(cè)的端面進行粗銑加工。重復(fù)以上操作進行兩邊端面的半精銑和精銑加工。而后夾持26mm兩端面在40mm端面上鉆20mm的孔。再以20mm的內(nèi)圓柱面為精基準面鉆14mm的孔。最后以20mm的內(nèi)圓柱面為基準面切鍵槽5D4。2.4 工藝路線的制定制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為小型零件中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。一、工藝路線的分析一) 機加工工序的安排原則1 先基準后其它2 先粗后精3 先面后孔4 先主后次二） 基本加工工藝路線鑒于零件類型，可有兩種工藝路線實現(xiàn)：方法一：1、 以40和26兩圓柱端面為基準，粗銑另一側(cè)端面；重新裝夾，以上工步加工表面為基準粗、半精銑另一側(cè)端面；第三次裝夾以上工步加工表面為基準，對另一端面進行半精銑、精銑；第四次裝夾，以上工步加工表面為基準，對另一端面進行精銑。2、 以26精加工過的兩端面作為基準，在40的端面上鉆、擴、鉸20的孔；重新裝夾，以上工步加工的20的孔為基準，在26的兩表面上鉆、擴、鉸14的孔3、 以40和26精加工表面作為基準，用倒角刀分別倒20和14端面145倒角；重新裝夾，對另一面20和14進行145倒角。4、 以14內(nèi)圓作為基準，加工88x5mm鍵槽，選用拉床L5310.方法二：1、 以40和26兩圓柱端面為基準，粗、半精、精銑另一側(cè)端面；2、 以上工序加工表面為基準，在40的端面上鉆、擴、鉸20的孔；3、 以精加工端面為基準，加工88x5mm鍵槽，選用拉床L5310.4、 以精加工端面為基準，在26的兩表面上鉆、擴、鉸14的孔5、 以精加工端面為基準，粗、半精、精銑另一側(cè)端面；6、 以精加工端面為基準，分別對20和14倒角145。加工方法比較：方法一和方法二主要區(qū)別在與工序安排不一樣，選擇的定位基準不一樣。方法一各個加工表面加工過程中，粗、精加工兩組表面互為基準，孔加工時兩孔和鍵槽加工時基準統(tǒng)一，大幅提高了定位的準確度，提高了加工精度，缺點在于工序工步較多，裝夾次數(shù)較多。方法二一次性將端面進行粗、半精、精加工，其他工序均以加工后表面為基準，整個方案較簡單，裝夾次數(shù)少于方法一，缺點是定位不準，加工精度難以保證。終上考慮，為保證加工精度和良品率，方法一更適合該撥叉生產(chǎn)使用。2.5 工藝卡的填寫切削三要素包括切削速度、進給量和背吃刀量（切削深度），它們是設(shè)計機床運動的依據(jù)。1） 切削速度在單位時間內(nèi)，刀具和工件在主運動方向上的相對位移，單位為m/min若主運動為旋轉(zhuǎn)運動，則計算公式為： 式中 工件待加工表面或刀具的最大直徑（mm）; 工件或刀具每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）。若主運動為往復(fù)直線運動（如刨削），則常用其平均速度作為切削速度，即： 式中 L往復(fù)運動的行程長度（mm）； 主運動每分鐘的往復(fù)次數(shù)（次/min）。選擇切削速度時，應(yīng)注意一下幾點：1.刀具材料的硬度、耐磨、耐熱性能。2.工件材料的切削加工性。3.工藝系統(tǒng)（機床、夾具、刀具）的剛度。4.切削速度要與切深、進給量相適應(yīng)。5.得出切削速度后，應(yīng)該校驗機床功率，確認是否超載。2）進給量f在主運動每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)或每一行程時（或單位時間內(nèi)），刀具和工件之間在進給運動方向上的相對位移，單位mm/r（用于車削、鏜削等）或mm/行程（用于刨削、磨削等）。進給量還可以用進給速度（單位是mm/s）或每齒進給量（用于銑刀、鉸刀等多刃刀具，單位為mm/齒）表示。一般情況下： 式中 n主運動的轉(zhuǎn)速（r/s）； Z刀具數(shù)量。進給量的選取主要依據(jù)工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。具體時工件材料強度和硬度越高，切削力越大，進給量宜選的小些；刀具強度、韌性越高，可承受切削力越大，進給量可以選大些；工件表面粗糙度要求越高，進給量選小些；工藝系統(tǒng)剛性差，進給量應(yīng)該選小些。 3）背吃刀量（切削深度）待加工表面與已加工表面之間的垂直距離（mm）。車削外圓時為： 式中 、待加工表面和已加工表面的直徑（mm）。背吃刀量的選取主要由加工余量和對表面質(zhì)量的要求決定；余量不大，可以一次進給完成，在余量較大時或者工藝系統(tǒng)剛性較差或動力不足時，可分次切削完成。當工件表面粗糙度要求不高時，可粗加工或者粗、半精加工完成，當粗糙度要求高時需要分為粗、半精、精加工三步來完成選取工序三做切削用量和基本工作時間的計算。工序三：鉆M孔1.鉆孔至12 （1）加工條件工件材料：HT200，鑄件，抗拉強度，布氏硬度HBS=190-210機床：Z518立式鉆床 功率：1KW鉆頭：高速鋼錐柄麻花鉆頭（GB/T1438.1-1996）， (2)切削用量1）確定進給量按加工要求決定進給量 根據(jù)切削手冊表2.7，當鑄鐵的強度時，。由于,故修正系數(shù)K=0.8。則：。按鉆頭強度決定進給量查表切削手冊2.9，當，鉆頭強度允許的最大進給量。按機床進給機構(gòu)強度決定進給量 根據(jù)表切削手冊2.9，當,機床進給機構(gòu)允許的軸向力為9880N，進給量為。終上三個進給量比較，限制進給量的為工藝要求，工藝要求進給量為,根據(jù)Z518鉆床使用說明書，選 (見工藝設(shè)計手冊表4.2-16)。查表切削手冊2.9，鉆孔時軸向力，當 時，軸向力，軸向力修正系數(shù)為1.0，故根據(jù)Z518鉆床說明書，機床進給機構(gòu)強度允許最大軸向力為,由于，故可以使用。 （3）切削速度 查切削手冊表2.15可知時，雙修磨橫刃的鉆頭，時， 。 切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知：得 根據(jù)Z518鉆床說明書，考慮選擇,（工藝設(shè)計手冊表4.2-15） （4）檢驗機械扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21，當時，。根據(jù)Z518鉆床說明書，當。查切削手冊表2.23，當時，. 根據(jù)Z518鉆床說明書，所以有,故選擇的切削用量可用。 既得 （5）計算基本工時 查表得，時有：2.擴孔至14 （1）加工條件工件材料：HT200，鑄件，抗拉強度機床：Z518立式鉆床 功率1KW鉆頭：高速鋼錐柄麻花鉆頭（GB/T1438.1-1996）, (2)切削用量根據(jù)上述計算過程，查表核算，得出 進給量： 鉆頭磨鈍標準壽命：切削速度：機床校驗扭轉(zhuǎn)及功率：有,故選擇的切削用量可用。（3）計算基本工時 查表得，時有：3 夾具設(shè)計3.1 夾具的整體設(shè)計3.1.1夾具設(shè)計分析零件在工藝規(guī)程制定之后，就要按照工藝規(guī)程順序進行加工，加工中除了需要機床、刀具、量具之外，成批生產(chǎn)時還要用機床夾具。它們是機床和工件直接的連接裝置，是工件相對于機床或刀具獲得正確位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，所以機床夾具設(shè)計是一項十分重要的工作，是加工過程中重要的因素之一。機床夾具是機床上用于裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件迅速可靠地夾緊。夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。也就是說Workholding工裝夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。機床夾具是機械加工工藝系統(tǒng)的重要組成部分，是機械制造中的一項重要工藝裝備。工裝夾具的設(shè)計也和其他計算工作一樣不僅僅是一個技術(shù)問題，而且還是一個經(jīng)濟問題，每當設(shè)計一套工裝時，都要進行必要的技術(shù)經(jīng)濟分析，使設(shè)計的工裝獲得更佳的經(jīng)濟效益。用夾具裝夾工件的優(yōu)點具體如下：1、穩(wěn)定的保證工件的加工精度，用工裝夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致，降低零件在裝配過程中的公差分析與配合的難度。2、提高生產(chǎn)效率，使用工裝夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯著地減少輔助工時，提高生產(chǎn)率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛度，因此可加大切削用量，提高勞動生產(chǎn)率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用有效夾緊機構(gòu)，進一步提高勞動生產(chǎn)率。3、擴大機床的使用范圍。在通用機床上采用一專用夾具可以擴大機床的工藝范圍，充分發(fā)揮機床的潛力，達到一機多用的目的。減少昂貴的專用機床，降低成本。4、改善操作者的勞動條件，由于氣動、液壓、電磁等動力源在夾具中的應(yīng)用，一方面減輕了操作者的勞動強度；另一方面也保證了夾緊工件的可靠性，并能實現(xiàn)機床的互鎖，避免事故，保證了工人和機床設(shè)備的安全。5、降低成本，在批量生產(chǎn)中使用夾具，勞動生產(chǎn)率明顯提高，使技術(shù)等級較低的工人的廢品率明顯下降，降低了生產(chǎn)成本。 夾具制造成本分攤在一批工件上，每個工件增加的成本是極少的，工件批量越大，使用夾具所取得的經(jīng)濟效益就越明顯。本文選擇其中的第三道工序的夾具進行設(shè)計。因為14D4的孔與20D6的孔的中心線要求在水平方向上的不平行度不大于0.1/150。機床夾具設(shè)計的質(zhì)量直接影響到零件的加工精度。所以，設(shè)計好第三道工序的夾具是保證加工精度的重要部分。本工序是加工14D4，加工完成應(yīng)達到圖紙的技術(shù)要求。3.1.2 夾具結(jié)構(gòu)方案的確定 根據(jù)對零件的分析，可以把夾具的組成分為以下幾部分：1、定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。本設(shè)計考慮使用芯軸加定位面來實現(xiàn)定位。2、夾緊元件及夾緊裝置 用于固定工件已獲得的正確位置的元件或裝置。本設(shè)計考慮開口墊圈和鎖緊螺母的配合。3、導(dǎo)向及對刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。本設(shè)計考慮使用鉆模板加鉆模套的組合來實現(xiàn)導(dǎo)向和對刀。4、動力裝置 本次設(shè)計確定為手動夾緊，不設(shè)計動力部分。大批量生產(chǎn)中，為減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)率，可考慮氣動、液壓等動力裝置。5、夾具體 用于將各種元件、裝置連接在一體，并通過它將整個夾具安裝在機床上。6、其他元件及裝置 根據(jù)加工需要來設(shè)計的元件或裝置，包括定位銷、定位塊等。對于一個具體的夾具，可以適當增加或減少各個部分裝置，但是一定要具備定位、夾緊、和夾具體三部分。通過各方面分析，確定的方案，符合定位夾緊的選擇原則，能夠?qū)崿F(xiàn)對14D4的加工。3.1.3 夾具的具體設(shè)計工件表面定位形式較多，在本工序中選擇20的內(nèi)孔和40的圓柱端面為定位基準。定位元件類型考慮到零件的結(jié)構(gòu)和精度要求分析選擇芯軸定位。夾緊方面需要快速可靠，而且要保證零件不變形，選用開口墊圈和手動鎖緊螺母相配合，在芯軸上進行夾緊，來實現(xiàn)零件裝夾中的快速夾緊。夾緊力的方向為20的內(nèi)孔軸線方向向下，夾緊力作用點在軸線上，因工件質(zhì)量較小，切削量不大，螺母鎖緊后足以保證其夾緊力大于鉆頭切削引起的作用力。圖5 夾具體實體圖圖6 夾具體夾緊機構(gòu)3.2 夾具的裝配1、零件裝配前必須清洗干凈，裝配過程中零件不允許磕、碰、劃傷和銹蝕。2、螺釘、螺栓緊固時，嚴禁打擊或使用不合適的旋具和扳手。緊固后螺釘槽、螺母和螺釘、螺栓頭部不得損壞。3、規(guī)定擰緊力矩要求的緊固件，必須采用力矩扳手，并按規(guī)定的擰緊力矩緊固。4、同一零件用多件螺釘（螺栓）緊固時，各螺釘（螺栓）需交叉、對稱、逐步、均勻擰緊。5、圓錐銷裝配時應(yīng)與孔應(yīng)進行涂色檢查，其接觸率不應(yīng)小于配合長度的60%，并應(yīng)均勻分布。6、鑄件表面上不允許有冷隔、裂紋、縮孔和穿透性缺陷及嚴重的殘缺類缺陷（如欠鑄、機械損傷等）。7、鑄件應(yīng)清理干凈，不得有毛刺、飛邊，非加工表明上的澆冒口應(yīng)清理與鑄件表面齊平。8、精加工后的零件擺放時不得直接放在地面上，應(yīng)采取必要的支撐、保護措施。加工面不允許有銹蛀和影響性能、壽命或外觀的磕碰、劃傷等缺陷。9、裝配好的產(chǎn)品要整齊堆放，等待試用。10、裝配結(jié)束后，對周圍的環(huán)境要進行清理，對安全生產(chǎn)，文明生產(chǎn)負責(zé)。3.3 夾具的經(jīng)濟性分析為了提高整個工藝加工的生產(chǎn)效率，在