升降桿軸承座機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

1、陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院-畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書目 錄一、零件的分析1（一）零件的作用1（二）零件的工藝分析1二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2（一)確定毛坯的制造形式2（二）基面的選擇2（三）制定工藝路線2（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 4（五）確立切削用量及基本工時5三、夾具設(shè)計(jì)13（一）問題的提出 13（二）卡具設(shè)計(jì)13（三）夾具零件14四、設(shè)計(jì)體會17五、參考文獻(xiàn)18 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

2、過這次課程設(shè)計(jì)對我們未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉我們的分析問題、解決問題的能力，為今后參加工作打下一個良好的基礎(chǔ)。一、零件的分析零件的作用題目所給的零件是升降桿的支承部件升降桿軸承座。該零件適用范圍廣，主要用于支承軸類的零件。使軸類零件能獲得所需的同軸度和很高的回轉(zhuǎn)精度，能保證運(yùn)動的可靠性。（一） 零件的工藝分析軸承座有三組加工表面，并有一定位置要求，其中尺寸要求較高的有：具體分述如下：1.以的中心加工表面這一組加工表面包括：一個82mm110mm的矩形表面及長寬各為50mm深度為2mm的矩形槽。其中，主要加工表面為82mm110mm的矩形表面。2.以82mm110mm的矩形表

3、面加工表面這一組加工表面包括：兩個圓柱的左右表面及表面外的螺紋孔；兩個圓柱的內(nèi)表面；兩圓柱上的兩個孔。 這兩組加工表面之間有著一定位置要求，主要是：兩個孔相對底平面之間的平行度公差為0.12。由以上分析可知，對于這幾組加工表面而言，加工時可以先加工下表面，然后以下表面為粗基準(zhǔn)，借助于專用夾具加工其它組的表面。二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一)確定毛坯的制造形式零件材料為HT200，零件為升降桿軸承座。主要是支撐軸在工作時承受軸的軸向力和徑向力。由于軸在工作中比較平穩(wěn)，所以軸承座所受的其它沖擊力較小，由于升降桿軸承座在機(jī)械工作中應(yīng)用比較廣泛，屬于大批量生產(chǎn)，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。（二）基面的選

4、擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對本零件來說，如果以外圓表面作基準(zhǔn)，則可能這一組的表面不平行。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，以為粗基準(zhǔn)，利用一組圓錐銷固定內(nèi)表面作為定位面，以消除、五個自由度，在用一個銷釘頂住肋板，消除一個自由度，達(dá)到完全定位。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重

5、復(fù)。（三） 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(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，可以考慮才用通用機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1.工藝路線方案一：工序一 粗、精銑軸承座尺寸82mm110mm端面及長寬各為50mm，深度為2mm的矩形槽。工序二 鉆底座的四個13的孔。工序三 粗、精銑軸承孔左右的兩個表面，共四個。 工序四 粗、精鏜一對尺寸為的孔，然后锪孔，深度為1mm。工序五 粗洗兩個15mm的端面。工序六 鉆，擴(kuò)15mm的孔，然后車螺紋。工序七 鉆

6、，擴(kuò)mm兩外面上的孔并車螺紋，各六個。工序八 檢查。2.工藝路線方案二工序一 粗、精銑軸承座尺寸82mm110mm端面及長寬各為50mm，深度為2mm的矩形槽。工序二 粗、精銑軸承孔左右的兩個表面，共四個；并鉆，擴(kuò)mm兩外面上的孔并車螺紋，各六個。工序三 粗、精鏜一對尺寸為的孔，然后锪孔，深度為1mm。工序四 粗洗兩個15mm的端面，并鉆，擴(kuò)15mm的孔，然后車螺紋。工序五 鉆底座的四個13的孔。工序六 檢查。上面工序加工效率較高，但同時洗平面并車螺紋工序比較復(fù)雜，不易實(shí)現(xiàn)通用機(jī)床。3.工藝路線方案的比較與分析： 兩種工藝路線方案都是一樣的，只是加工工序不一樣。在第二個方案中的工序二中 粗、精

7、銑軸承孔左右的兩個表面，共四個；并鉆，擴(kuò)mm兩外面上的孔并車螺紋，各六個。工序比較復(fù)雜，工藝性不好。而工藝方案一正好規(guī)避了這一個問題。并且裝夾次數(shù)并沒有增多，能得到很好的工藝性和較高的加工效率。所以，我最終確定了的工藝路線方案一。4. 最終確定的工藝路線方案工序一 以的內(nèi)孔為粗基準(zhǔn)，加工零件的底平面及底平面上的槽。工序二 以的外表面為粗基準(zhǔn)，加工零件底平面上的四個通孔。工序三 以底平面為精基準(zhǔn)，加工孔左右的兩個表面，共四個。工序四 以底平面為精基準(zhǔn)，粗、精鏜一對尺寸為的孔，然后锪孔，深度為1mm。工序五 以底平面為精基準(zhǔn)，粗洗兩個15mm的端面。工序六 以底平面為基準(zhǔn)，鉆，車的螺紋。工序七 以

8、的內(nèi)孔為基準(zhǔn)，鉆，擴(kuò)六個孔并車的螺紋工序八 檢查。(四) 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定升降桿軸承座零件材料為HT200，硬度190-241HB，生產(chǎn)類型大批量，采用鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，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 軸承底座表面 考慮其長度為82mm，寬110mm，高15mm。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表(2.2-22.2-5)，（具體出版社和作者詳見最后一頁參考書目，以下不做注明。）,取高度方向的余量為4mm,即鑄造尺寸長度為84mm，寬度為112mm，高度為19mm.。2 鉆13mm的四個通孔 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表(2.2-2

9、2.2-5),取余量為0.5mm 。 3. 銑兩個78左右兩端面，共四個。參照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表2.321確定工序尺寸及余量如下:(從實(shí)際情況考慮取粗銑后雙邊余量為0.5mm)粗銑：5mm 留余量為：1mm (雙邊加工)精銑：0.5 mm 0mm即鑄造尺寸為28mm。4.鏜52的孔查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表(2.2-22.2-5),取余量為4mm,既鑄造尺寸就為48mm。參照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表2.315確定工序尺寸及余量如下:鏜刀,量具游標(biāo)卡尺，及其它。粗鏜 2mm 留余量為： 2mm 半精鏜1mm 留余量為： 1mm精鏜 mm 留余量為： 0mm5.銑15mm圓臺的上端面。

10、 由于該表面沒有要求，所以采用粗銑，即鑄造尺寸為3mm。6車6mm的螺紋，先鉆5mm的孔，然后進(jìn)行車螺紋，尺寸為1mm。車78mm兩外端面上的螺紋孔。外端面各有6個且均部,要分兩次才能完成,因?yàn)槭莾蓚€對稱面,所以加工余量相同。先鉆5mm的孔，然后進(jìn)行車螺紋，尺寸為1mm。8. 檢查。（五）確立切削用量及基本工時工序一 以的內(nèi)孔為粗基準(zhǔn)，加工零件的底平面及底平面上的槽。得到尺寸為高15mm的底平面和深2mm的槽，平面度誤差為Ra6.3。1. 加工條件工件材料：HT200， HB=210，銑削加工。加工要求：粗銑，半精銑到尺寸15mm,表面粗糙度為a.。1. 工序尺寸：端面圓長78mm。2. 加工

11、要求：以52為定位面用銑刀銑削余量3mm，在半精銑，銑削余量為1mm，達(dá)到粗糙度：a.3. 選用機(jī)床：TX618式臥式銑鏜床 P輸=5.5KW4. 選用刀具：YG8硬質(zhì)端銑刀、D=250（根據(jù)加工而選表（21-35）Z=12）5. 銑刀形狀：0 =5，6. 刀具壽命：查工藝師手冊表30-12 T=240mm7、選擇切削用量（1）、決定切削速度ap由切削余量可知采用一次切削ap=4mm（2）、切削進(jìn)給量：因?yàn)槭谴帚姴捎幂^大進(jìn)給量af=0.36mm/2（3）、切削速度：由于是粗銑采用較小速度 v=52mm/min計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速：按機(jī)床說明書見機(jī)械加工工藝師手冊表113可知道機(jī)床分18級81000r/

12、min選主軸轉(zhuǎn)速為63r/min 所以實(shí)際速度為： 8、 檢驗(yàn)機(jī)床功率 由以上切削量檢驗(yàn)功率 由公式：因?yàn)镻m<P輸所以說明上述所選切削深度ap 進(jìn)給量af 切削速度v 都符合要求9、 計(jì)算工時： 工序二、 以的外表面為粗基準(zhǔn)，加工零件底平面上的四個通孔。加工要求 鉆13mm的通孔，由于這4個孔直徑都小于40mm，所以沒有直接鑄造出來，必須用鉆床鉆出來。 1.刀具的選擇 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角o16°，二重刃長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量查切 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量

13、經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度（4）校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件，校驗(yàn)成立。.計(jì)算工時工序三、以底平面為精基準(zhǔn)，加工孔左右的兩個表面，共四個。1.機(jī)床：X53K立式銑床。2.刀具： 高速鋼端銑刀,銑削寬度40,深度ap<=15,齒數(shù)z=5,故據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表5-34取刀具直徑do=40mm 查切削用量簡明手冊kr=90°。3. 切削用量1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=3mm，進(jìn)行粗銑，第二次走刀即可完成所需長度，選擇ap=1 mm

14、達(dá)到表面粗糙度要求。 2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表3-28得出進(jìn)給量，由于是對稱銑，選較小進(jìn)給量f=0.3mm/z。4）查后刀面最大磨損及壽命 查切削用量簡明手冊表3.7后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削用量簡明手冊表3.8壽命T=180min5) 計(jì)算切削速度 按機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表3-28，查得 Vc21m/minn=1000v/3.14d=1000*21/(3.14*40)=167(r/min)查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表4-16-1據(jù)X53K銑床參數(shù)取實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速nc=190r/min,則實(shí)際切削速V c=3.14*40*190/1000=24m

15、/min6）校驗(yàn)機(jī)床功率 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表得公式F=9.81*a*d*a*z=9.81*30*40*0.3*40*2*5=113311.4 N查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表3-25得灰鑄鐵的F的修正系數(shù)計(jì)算公式為K F=（HB/190）=（157/190）=0.9實(shí)際F= KF* F=0.9*113311=101980N已知v=24 m/min,則查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊得公式P=F*V*10=101980*24*10=2648 W=2.6KW則而查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊續(xù)表4-17得X53K的機(jī)床主軸電機(jī)所能提供功率為Pcm=7.5kw>Pcc=2.6kw。故校驗(yàn)合格。）計(jì)算基本工時已知

16、L=162，L=13，fm=600（由查表取得） L=0.5*d-+13=0.5*40+13=20查機(jī)械制造設(shè)計(jì)簡明手冊表6.2-7有公式tm（L+L+L）/ fm=(162+20+3)/600=0.308 min.工序四、以底平面為精基準(zhǔn)，粗、精鏜一對尺寸為的孔，然后锪孔，深度為1mm。1、 加工要求：粗鏜52mm軸孔，以底面為定位基準(zhǔn)，根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)表5.8內(nèi)孔表面加工方案及其經(jīng)濟(jì)精度可得到：粗鏜時其加工經(jīng)濟(jì)精度可達(dá)到IT11IT13,表面粗糙度Ra為12.56.3。具體余量如下： 52-48=4mm 2Z=4mm 單邊余量Z=2mm由以上精度查公差配合實(shí)用手冊表23可以知道其孔加工

17、的上下偏差為：48mm+4mm=mm（留1mm余量）2、選用機(jī)床：查機(jī)械工藝師手冊表102臥式鏜床型號及技術(shù)參數(shù)選用TX618臥式銑鏜床 p輸=5.5kw3、選用刀具：因?yàn)橹鬏S上有階梯孔，查機(jī)械工藝師手冊選用900單刃鏜刀即可，這種鏜刀適合鏜階梯孔還能鏜削圓柱端面。4、選擇切削用量 決定切削深度由切削余量可知道 ap=3.5mm （單邊）查機(jī)械工藝師手冊表2914可知道粗鏜時ap=58mm，所以采用一次切削。決定切削進(jìn)給量查機(jī)械工藝師手冊表3026 工件是鑄鐵時，刀頭是刀頭時 af=1mm 因?yàn)榇昼M所以采用較大進(jìn)給量、決定切削速度查機(jī)械工藝師手冊表30-26工件是鑄鐵時，刀頭是刀頭時 v=40

18、m/min因?yàn)榇昼M所以采用較小速度計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速159r/min按機(jī)床說明書見機(jī)械加工工藝師手冊表113可知道機(jī)床分18級81000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為173r/min 所以實(shí)際速度為： 計(jì)算各孔加工工時=0.17min1、加工要求：精鏜52mm孔1mm，以底面為定位基準(zhǔn)，根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)表5.8內(nèi)孔表面加工方案及其經(jīng)濟(jì)精度可得到：鏜精時其加工經(jīng)濟(jì)精度可達(dá)到IT7IT8,表面粗糙度Ra為3.21.6。 52-51=1mm 2Z=1mm 單邊余量Z=0.5mm由以上精度查公差配合實(shí)用手冊表23可以知道：其孔加工的上下偏差為：51mm+1mm=mm2、選用機(jī)床：查機(jī)械工藝師手冊表102臥式鏜床

19、型號及技術(shù)參數(shù)選用TX618臥式銑鏜床 p輸=5.5kw3、選用刀具：查機(jī)械工藝師手冊選用900單刃鏜刀即可，能鏜削圓柱端面，使圓 柱端面達(dá)到相應(yīng)精度。4、選擇切削用量 決定切削深度由切削余量可知道 ap=1mm查機(jī)械工藝師手冊表2914可知道精鏜采用一次切削。決定切削進(jìn)給量查機(jī)械工藝師手冊表3026 工件是鑄鐵時，刀頭是刀頭時 af=0.3mm 因?yàn)榫M所以采用較小進(jìn)給量、決定切削速度查機(jī)械工藝師手冊表30-26工件是鑄鐵時，刀頭是刀頭時 v=60m/min因?yàn)榫M所以采用較大速度計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速212r/min按機(jī)床說明書見機(jī)械加工工藝師手冊表113可知道機(jī)床分18級81000r/min選主軸

20、轉(zhuǎn)速為228r/min 所以實(shí)際速度為： 5、計(jì)算各孔加工工時 =0.42min锪圓柱式沉頭孔52mm根據(jù)有關(guān)資料介紹锪沉頭孔進(jìn)給量及切削約為鉆孔時1/31/2，故： f=1/3×f=1/3×0.5=0.167mm/r v=1/3×v鉆=1/3×4=15m/min主軸轉(zhuǎn)速： n=1000v/d=1000×15/30=159r/min按機(jī)床說明書見機(jī)械加工工藝師手冊表95可知道機(jī)床分16級252000r/min選主軸轉(zhuǎn)速為142r/min 所以實(shí)際速度為： 切削工時： min工序五、以底平面為精基準(zhǔn)，粗銑兩個15mm的端面。 工件材料：HT200

21、,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。1.機(jī)床：XA5032臥式銑床。2.刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae>60,深度ap<=4,齒數(shù)z=1,故據(jù)切削手冊取刀具直徑do=125mm。3. 切削用量1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查切削手冊選f=0.5 mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊表3.8，壽命T=180min4） 計(jì)算切削速度 按切削手冊，將f降一級為f=0.5 mm/z。

22、查得 Vc110mm/sn=252r/minVf=577mm/s據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=235r/min,Vfc=600mm/s,則實(shí)際切削速度V c=600.4,實(shí)際進(jìn)給量為fzc=V fc/ncz=0.21mm/z。5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查切削手冊,而機(jī)床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。6）計(jì)算基本工時tmL/ Vf=(95+125)/375=0.59min.結(jié)果 ap=1.0mmf=0.21 mm/z nc=235r/minVfc=600.4mm/s.工序六、以的內(nèi)孔為基準(zhǔn)，鉆，擴(kuò)六個孔并車的螺紋1.刀具選擇 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時d

23、o=4mm，后角o16°，二重刃長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量查切 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度（4）校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件，校驗(yàn)成立。.計(jì)算工時 三、 夾具設(shè)計(jì)（一）. 零件專用夾具的設(shè)計(jì)1. 機(jī)床夾具介紹夾具最早出現(xiàn)在1787年，機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動者個人的經(jīng)驗(yàn)和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種至今經(jīng)歷了三個發(fā)展階段

24、。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機(jī)械制造的精度較低，輔助工具；第二階段是隨著機(jī)床、汽車、飛機(jī)等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的緊密結(jié)合。夾具的現(xiàn)狀幾生產(chǎn)對其提出新的要求 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈競爭，盡管國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計(jì)表明中不批，多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習(xí)慣與采用傳統(tǒng)的專用夾

25、具，在一個具有只能感等生產(chǎn)的能力工廠中約擁有1300015000套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機(jī)床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。 綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求： 、能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 、能裝夾一組相似性特征的工件 、適用于精密加工的高精度的機(jī)床 、適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù) 、采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率 現(xiàn)

26、代夾具的發(fā)展發(fā)向 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個方面：精密化隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必也相應(yīng)提高對其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達(dá)正負(fù)0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓讀可達(dá)0.20.5um。高效化高效化夾具主要用來減少工件加工的機(jī)動時的和輔助時的，以提高勞動生產(chǎn)率，減少工人勞動強(qiáng)度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速900

27、0r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。、柔性化夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是通過調(diào)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。、標(biāo)準(zhǔn)化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料

28、的通用化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB21482249-80，GB22622269-80以及通用夾具標(biāo)準(zhǔn)，組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高

29、生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。.機(jī)床夾具的定位及夾緊1），概述 在機(jī)械制造中，用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來固定加工對象，使之占有正確位置，一接受施工或檢測的裝置。機(jī)床夾具的概念 在機(jī)械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機(jī)床上占有正確的位置，確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機(jī)床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機(jī)床夾具，簡稱夾具。）機(jī)床夾具的組成（）機(jī)床夾具的基本組成部分定位

30、裝置 該裝置由定位元件組合而成，其作用是確定工件在夾具中的正確位置。夾具裝置 該裝置的作用是將工件壓緊夾牢，并保證工件在加工的過程中正確位置不變。夾具體 夾具體是夾具的基本骨架，通過它將夾具所有的元件構(gòu)成一個整體。（2）機(jī)床夾具的其他特殊元件或裝置連接元件 根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn)，夾具在機(jī)床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機(jī)床工作臺上，另一種是安裝在機(jī)床主軸上。連接元件用以確定夾具本身在機(jī)床上的位置。如機(jī)床夾具所使用的過渡盤，銑床夾具所使用的定向鍵等，都是連接元件。 對刀元件 常用在普通銑床夾具中，用對刀快調(diào)整銑刀加工前的位置。對刀時，銑刀不與對刀快直接接觸，而用塞尺進(jìn)行檢查，以免碰傷銑刀的切削

31、刃和對刀快工作表面。 導(dǎo)向元件 常用在鉆床、鏜床夾具中，用鉆套和鏜套引導(dǎo)刀具加工中的正確位置。其他元件或裝置 根據(jù)加工需要，有些夾具還分別采用分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、預(yù)出器個平衡快等。這些元件或裝置需要專門設(shè)計(jì)。隨行夾具3）機(jī)床夾具的分類 根據(jù)機(jī)床夾具的通用化程度，可將夾具氛圍以下幾種：通用夾具，專用夾具，成組夾具，組合夾具，隨行夾具。 其中專用夾具是針對某一種工件的某道工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)的夾具。所以結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速方便。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)與制造。專用夾具定位精度高，一批工件加工或所得尺寸穩(wěn)定，互換性高，并且可以減輕勞動強(qiáng)度，節(jié)省工時，顯著提高效率，另外利用專用夾具還可以

32、擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。但專用夾具是為滿足某個工件某道工序的加工需要而專門設(shè)計(jì)的，所以它的適用范圍較窄。此外、專用夾具的設(shè)計(jì)制造周期較長。當(dāng)產(chǎn)品更換時，往往因無法再使用而報廢，因此，專用夾具主要適用于產(chǎn)品品種相對穩(wěn)定的大批大量生產(chǎn)。4）機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 夾具是機(jī)械加工中的一種工藝裝備，它在生產(chǎn)中起的作用很大，所以在機(jī)械加工中的應(yīng)用十分廣泛。歸納起來有以下幾個方面的作用：保證工件的加工精度 由于采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，所以在機(jī)械加工中，可以保證工件各個表面的相互位置精度，使其不受或不受各種主觀因素的影響，容易獲得較高的加工精度，并使一批工件的精度穩(wěn)定。提

33、高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本 采用夾具使工件裝夾方便，免去工件逐個找正對刀所花費(fèi)的時間，因此可以縮短輔助時間。另外，采用夾具裝夾或，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對操作工人的技術(shù)水平的要求可以降低，有利于提高生產(chǎn)率和降低成本。擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍和改變機(jī)床用途 使用專用夾具可以改變原機(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。這是在生產(chǎn)條件有限的也器中常用的一種技術(shù)改造措施。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜摸夾具后，就可以對箱體孔系進(jìn)行鏜削加工，一充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。改善勞動條件和保證生產(chǎn)安全 使用專用機(jī)床夾具可減輕工人的勞動強(qiáng)度、改善勞動條件，保證安全生產(chǎn)。4. 工件的裝夾方式工件在機(jī)床上的裝方式有以下三種方

34、法：1）直接找正法 在機(jī)床上根據(jù)工件上有關(guān)基準(zhǔn)直接找正工件，使工件獲得加工的正確位置的方法。 直接找正法的定位精度和工作效率，取決于被找工件表面的精度、找正方法和所用工具及工人的技術(shù)水平。此法一般多用于單件小批生產(chǎn)和精度要求特別高的場合。2）劃線找正法 在機(jī)床上按毛坯或工件上所劃線找正工件，使工件獲得正確位置的方法。 此法由于受到劃線精度的限制，定位精度比較低，多用于單件小批量生產(chǎn)、毛坯精度較低以及大型零件等不使用夾具的粗加工中。3）用夾具裝夾 即通過夾具上的定位元件使工件相對于刀具及機(jī)床獲得正確位置的方法。 此法使工件定位迅速方便，定位精度較高，廣泛用于成批和大量生產(chǎn)。上述用裝夾工件的方法有

35、以下幾個特點(diǎn)：工件在夾具中的定位，是通過工件上的定位基準(zhǔn)與夾具上的定位元件相接觸而實(shí)現(xiàn)的。由于夾具預(yù)先在機(jī)床上已調(diào)整好位置（也有在加工過程中再進(jìn)行找正的），因此，工件通過夾具相對于機(jī)床也就有了正確的位置。通過夾具上的對刀裝置，保證了工件加工表面相對于刀具的正確位置。5. 基準(zhǔn)及其分類 機(jī)器零件是由若干個表面組成的。這些表面之間的相對位置關(guān)系包括兩方面的要求：表面見的位置尺寸精度和相對位置精度。研究零件表面的相對位置關(guān)系，是離不開基準(zhǔn)的。不明確基準(zhǔn)就不無法確定表面的位置。 基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。1

36、）設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2）工藝基準(zhǔn) 零件在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為裝配基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。裝配基準(zhǔn) 裝配時用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。測量基準(zhǔn) 測量時用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn) 在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn) 工件定位時所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。 需要說明的是，作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸心線、對稱面等，它們是由某些具體表面來體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準(zhǔn)的表面稱為定位基準(zhǔn)。

37、6. 工件的定位1）工件定位的基本原理 工件裝夾在機(jī)床上必須使工件相對于刀具和機(jī)床處于正確的加工位置，它包括工件在夾具的定位、夾具在機(jī)床上的安裝以及夾具相對于刀具和整個工藝系統(tǒng)的調(diào)整等工作過程。在使用夾具的情況下，就要使機(jī)床、刀具、夾具和工件之間保持正確的加工位置。顯然，工件的定位是其中極為重要的一個環(huán)節(jié)。六點(diǎn)定位原則 定位，就是限制自由度。通常是用一個支承點(diǎn)限制工件的一個自由度，用合理設(shè)置的六個支承點(diǎn)，限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是工件定位的“六點(diǎn)定位原則” 。工件定位中可能出現(xiàn)的集中情況完全定位 六個支承點(diǎn)限制了工件的全部自由度，稱為完全定位。不完全定位 根據(jù)工

38、件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱為不完全定位。欠定位 根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒有被限制的定位，稱為欠定位。器定位無法保證加工要求，所以是決不允許的。過定位 夾具上的兩個或兩個以上的定位元件，重復(fù)限制工件的同一個或幾個自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。過定位中常會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。 消除或減小過定位所引起的干涉，一般有兩種方法： 一種是提高定位基準(zhǔn)之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。 一種是改變定位元件的結(jié)構(gòu)，使定位元件在重復(fù)限制自由度的部分不起定位作用。7. 常見定位方式及定位元件 定位方式和定位元件的選擇包括選擇定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等，他們主要

39、取決于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用等因素。）工件及平面定位主要支承 主要支承用來限制工件的自由度，起定位作用固定支承可調(diào)支承自位支承輔助支承 提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性 螺旋式輔助支承 自位式輔助支承 推引式輔助支承 液壓鎖緊的輔助支承2）工件以圓柱空定位（1）圓柱銷（2）圓錐銷（3）圓柱心軸3）、工件以外圓柱面定位（1）在V形塊中定位（2）在圓孔中定位（3）在半圓孔和圓錐孔中定位8. 工件的夾緊在機(jī)械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個工作過程。工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過程中，不會由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作

40、用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。）夾緊裝置的組成及基本要求（1）、夾緊裝置的組成力源裝置中間傳動機(jī)構(gòu) 作用如下：改變夾緊作用力的方向改變夾緊作用力的大小具有一定的自鎖性能夾緊元件（2）、對夾緊裝置的基本要求夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置夾緊力的大小要適當(dāng)夾緊裝置要操作方便結(jié)構(gòu)要進(jìn)湊簡單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件2）、夾緊力的確定 確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點(diǎn)。在確定夾緊力的三要素時要分析工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況，而且必須考慮定位裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置方式。夾緊力的

41、三要素對夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點(diǎn)分布合理，大小適當(dāng)，方向正確才能獲得良好的效益。（1）夾緊力方向的確定夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致（2）夾緊力作用點(diǎn)的選擇應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過程中不會引起工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位（3）夾緊力大小的估算首先假設(shè)系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）用切削原理公式計(jì)算。對重型工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件做高速運(yùn)動場合，必須計(jì)入慣性力。分析對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按

42、靜力平衡方程計(jì)算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計(jì)算夾緊力將計(jì)算夾緊力再乘以K，即得實(shí)際夾緊力。K為總安全系數(shù)，K=K0K1K2K3 各種因素的安全系數(shù)可查表2-3，一般K=1.52.5； 當(dāng)夾緊力與切削力相反時，K=2.53 。3）典型夾緊結(jié)構(gòu)斜楔夾緊結(jié)構(gòu)螺旋夾緊結(jié)構(gòu)單個螺旋夾緊結(jié)構(gòu)螺旋壓板夾緊結(jié)構(gòu)偏心夾緊機(jī)構(gòu)4），定心夾緊機(jī)構(gòu) 當(dāng)加工尺寸的工序基準(zhǔn)是中心要素（軸線、中心平面等）撕，為使基準(zhǔn)重合以減少定位誤差，可以采用定位夾緊機(jī)構(gòu)，所以，定心夾緊機(jī)構(gòu)主要用于要求準(zhǔn)確定心或?qū)χ械膱龊?。?）螺旋式定心夾緊機(jī)構(gòu)（2）杠桿式定心夾緊機(jī)構(gòu)（3）楔式定心夾緊機(jī)構(gòu)（4）彈簧筒夾式定心夾緊機(jī)構(gòu)（5）膜片卡盤定心夾

43、緊機(jī)構(gòu)（6）波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu)（7）液性塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第五道工序銑削CA10B解放牌汽車中間軸軸承支架兩側(cè)平面的專用銑床夾具。本夾具將用于X6030臥式銑床。刀具為W18Cr40臥銑刀。其具體設(shè)計(jì)思路及方案如下:經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第三道工序銑兩個左右端面的銑床夾具。本夾具將用于X53K臥式銑床，刀具D=40mm的錐柄端面銑刀，使用高速剛刀具。為了提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需設(shè)計(jì)作用夾具。（二）.問題的提出在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低

44、，而且表面粗糙度要求也不高，只要求達(dá)到Ra3.2即可。而且該平面銑削余量有3mm。所以該平面可以依次銑削完成，即可達(dá)到尺寸及表面粗糙度的要求。因此，本步的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便與快速性上，以提高生產(chǎn)率、降低勞動強(qiáng)度方面著重考慮。（三）.夾具設(shè)計(jì)1 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，該工序加工簡單，一次銑削即可完成加工，而且也沒其它的要求。出于定位簡單和快速的考慮，選擇工件底平面基準(zhǔn)，即以工件高度尺寸15上各加一塊壓板壓主（自由度限制數(shù)：3），再配合底平面根據(jù)三點(diǎn)定位原則用三條支撐條定位（自由度限制數(shù)：3）。由于其它的橫向移動和縱向移動均不會影響到上平面的銑削，所以可以不用考慮該方向上的定位。而且此平面的

45、銑削的加工余量不大，所需的夾緊力也不太大，使用螺旋壓緊壓板進(jìn)行卡緊。這樣一來夾具的結(jié)構(gòu)也簡單，所夾持部位也不會變形，工人安裝也比較方便快捷。2. 定位誤差分析本工序采用支撐條定位和壓板壓緊會產(chǎn)生一定的定位誤差，但是由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。3. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明夾具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。（四）夾具零件1. 六角頭壓緊螺釘(GB2161-80)查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊P37頁（1）. 材料: 45按GB699-65優(yōu)質(zhì)碳素給構(gòu)綱號和一般技術(shù)條件。（）.熱處理：HRC3540。（）.其他技術(shù)條件按GB2259-80機(jī)床夾具零件及部

46、件技術(shù)條件。標(biāo)記： G=M16,L=128mm的A型六角頭壓緊螺釘： 螺釘GB2161-80 AM16*100零件圖形如附圖（體圖）所示夾具。六 角 頭 壓 緊 螺 釘 2. 六角螺母 （GB6170-86）查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊P45頁（1）. 材料: 45按GB699-65優(yōu)質(zhì)碳素給構(gòu)綱號和一般技術(shù)條件。（）.熱處理：HRC3540。（）.其他技術(shù)條件按GB2259-80機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件。螺紋規(guī)格D=M16 性能等級為10級，不經(jīng)表面處理，A級的1型六角螺母的標(biāo)記為：螺母 GB6170-86 M16。 零件圖形如附圖（夾具體圖）所示。六 角 螺 母3. U形壓板（GB2185-8

47、0）查機(jī)械夾具設(shè)計(jì)手冊P376頁（1）. 材料: 45按GB699-65優(yōu)質(zhì)碳素給構(gòu)綱號和一般技術(shù)條件。（）.熱處理：HRC3540。（）.其他技術(shù)條件按GB2259-80機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件。標(biāo)記：公稱直徑=16mm ，L= 200mm的A型U型壓板。壓板A16*200 GB2185-80零件圖形如附圖（夾具體圖）所示。U 形 壓 板 5. 墊圈（GB97.1-85）查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊P46機(jī)械夾具設(shè)計(jì)手冊P357 頁（1）. 材料: 45按GB699-65優(yōu)質(zhì)碳素給構(gòu)綱號和一般技術(shù)條件。（）.熱處理：HRC3540。（）.其他技術(shù)條件按GB2259-80機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件。公稱尺寸d=16mm 性能等級為140HV級，不經(jīng)表面處理，標(biāo)記為：墊圈 GB848-85 16-140HV。零件圖形如附圖（夾具體圖）所示。 墊 圈6. 夾具體 查機(jī)械夾具設(shè)計(jì)手冊P 222 225頁 在選擇夾具體結(jié)構(gòu)時,應(yīng)以合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)化的可能性以及工廠的具體條件為綜合依據(jù)考慮。標(biāo)記為：長*寬*高=300*120*40材料為HT150。零件圖形如附圖（夾具體圖）所示。 夾 具 體 7. 方形對刀快 GB2240-80 查機(jī)械夾具設(shè)計(jì)手冊P311 頁（1）. 材料: 20按GB699-65優(yōu)質(zhì)碳素給構(gòu)綱號和一般技術(shù)條件。（）