車床支架機械加工工藝及鉆孔夾具設計

32頁 18000字數(shù)+論文說明書+任務書+6張CAD圖紙【詳情如下】

任務書.doc

夾具體圖.dwg

夾具體圖.jpg

工序卡.dwg

工序卡.jpg

毛坯零件綜合圖.dwg

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裝配圖.jpg

車床支架機械加工工藝及夾具設計開題報告.doc

車床支架機械加工工藝及鉆孔夾具設計說明書.doc

車床支架裝配圖.dwg

車床支架零件圖.dwg

車床支架零件圖.jpg

摘要

本設計上車床支架零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計，車床支架零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。主要加工工序安排是先加工出底平面，再以底平面定位加工出各個孔系。整個加工過程選用組合機床，夾具選用專用夾具，夾緊可靠，機構可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于中批量，流水線上加工，能夠滿足設計要求。

設計的重點是夾具的設計，由于工件上的孔系都要以底面作為基準加工，故首先得加工出底面，為保證孔的位置和加工準確性我們一定要在加工底面的時間通過畫線找出底面的加工余量。這樣就可以更好的保證孔系的位置和加工精度。因此工序一中的專用夾具的制造顯得尤為重，本次夾具設計中對工序一中銑削夾具進行了設計，提供了一套可使用于中批量生產(chǎn)的，經(jīng)濟性和實用性均良好的夾具設計方案。

關鍵詞：車床，支架，工藝規(guī)程，夾具 

目     錄

內(nèi)容摘要 I

引   言 1

1  緒論 2

2  工藝設計 3

2.1機械加工工藝過程基本知識 3

2.2機械加工工藝規(guī)程的內(nèi)容 4

2.3題目來源 6

2.4零件的分析 6

2. 5工藝過程設計 ……8

3  夾具設計 13

3.1 夾具的基本知識 13

3.2 定位原理及方案分析 16

3.3 夾具總體設計 18

3.4 夾具體的設計 20

   總結………………………24

   致謝…………………27

參考文獻 28

引   言

車床作為機電一體化的典型產(chǎn)品，在機械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用，很好的解決了現(xiàn)代機械制造中的結構復雜、精密、批量小、多變零件的加工問題。且能穩(wěn)定加工質量，大幅度提高生產(chǎn)效率。

在我們學全部基礎課、技術基礎課之后進行的畢業(yè)設計，是我們在對所學各課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占據(jù)著重要的地位。另外，這次畢業(yè)設計，是我畢業(yè)工作前的綜合性訓練，并能在以下三個方面得到鍛煉：

（1）運動機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中穴道的時間知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。

（2）提高結構設計能力，通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。

（3）學會使用手冊以及圖表資料，掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。

通過這次畢業(yè)設計，對自己未來將從事的工作進行了一次適應性的訓練，從中鍛煉了自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加工作打下了一個良好的基礎。 

1  緒論

本次設計的題目是“車床支架機械加工工藝及鉆孔夾具設計”。這個題目是傳統(tǒng)的機械設計課題，在做這個設計題目過程中，涉及了很多工藝規(guī)程設計方面的知識。

車床是機械加工方法中應用最為廣泛的機床之一，是加工軸類、盤套類零件的主要方法。車床支架是組成車床的重要零件，并承受切削力，因此它必須有足夠的剛度和穩(wěn)定性，有較大的安裝基面和必要的加強筋，以防止加工中受力時產(chǎn)生振動和變形。

本次課題針對車床支架零件的加工進行了相關探索，設計出一種切實可行的工藝流程及工藝裝備。在產(chǎn)品的加工過程中，工件在夾具內(nèi)的定位和夾緊顯得尤為重要，夾具是涵蓋了從加工到組裝的幾乎所有操作過程的一種裝夾設備。由于大量的加工操作需要裝夾，夾具設計在制造系統(tǒng)中就變得非常重要，它直接影響加工質量，生產(chǎn)率和制造成本。本文通過分析支架零件的結構特點和加工要求，指定了一套較合理的夾具設計，從而為保證該零件的加工精度提供了一種經(jīng)濟實用的工藝裝備，具有一定的實用價值。

本次的設計任務是：制定車床支架的機械加工工藝及該零件的某一道工序（鉆孔）的夾具設計。

設計內(nèi)容包括：

毛坯零件綜合圖1張；

夾具裝配圖1張；

    夾具體圖1張；

    工序卡的編訂、 繪制；

    論文1份；

   總結

畢業(yè)設計是學生在學完教學計劃所規(guī)定的全部課程后，總結在校學習成果，應用自己所學知識和能力進行的一次綜合性的大實踐，在校學習的最后一環(huán)，必將對畢業(yè)后的工作產(chǎn)生深遠的影響。畢業(yè)設計培養(yǎng)和鍛煉自己對所學知識的靈活應用，通過畢業(yè)設計，可以掌握正確的設計方法和設計思維方法，進一步提高自己有關機械制造工藝及設備方面的設計能力，提高制圖、計算、文字敘述、運用各種標準、規(guī)范、手冊的能力，學會調查研究、理論聯(lián)系實際、鍛煉查閱、分析研究國內(nèi)外有關資料的能力，鞏固并擴大知識領域和視野，學習本專業(yè)范圍內(nèi)與設計題目有關的專業(yè)知識，使自己得到更好的鍛煉，以能夠勝任將來的工作的需要。

通過兩個月多月的辛勤努力，我的畢業(yè)設計終于如期完成了。在指導老師的耐心幫助和悉心指導下，我學會了總結設計要求，查閱相關資料，形成整個設計框架和整體思想，最終圓滿的完成設計。在整個設計過程中，由于知識的缺乏，出現(xiàn)了不少理論和實踐上的錯誤，在指導老師的耐心指正下才得以解決。她嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和高度的責任心，給我在生活和工作中以很大的影響，我在此表示衷心的感謝

隨著現(xiàn)代機械工業(yè)的發(fā)展，機床的種類越來越繁多，機床的功能越來越多，為了適應當今機械生產(chǎn)中的特殊要求，專用夾具的應用也越來越廣泛。之所以選擇車床支架機械加工工藝及夾具設計作為我的設計題目，是因為我發(fā)現(xiàn)以前的鉆床雖然功能不少，但是有很多不足之處，比如對一些有特殊要求的工件也不能進行批量生產(chǎn)。基于這個前提，我選擇了鉆床類的專用夾具設計。通過本次設計的鉆床專用夾具既可以滿足特殊的加工要求又節(jié)省了時間、減少了勞動力。

本文對車床支架的機械加工工藝及夾具進行了設計，設計的工程綜合了大學里所學的知識，是理論與實際相結合的一個成果。制定了一套切實可行的一套工藝流程和設計了一套較為合理的夾具。 

                       致謝

通過這次畢業(yè)設計，使我對零件制造過程、加工工藝和夾具設計都有了更進一步的認識，也加深了，對大學四年中所學基礎知識的學習和理解。畢業(yè)設計是理論聯(lián)系實際的最有效方法。在具體設計過程中，必須考慮到方方面面的問題，在理論上正確無誤的設計，在實際中往往存在各種問題。這樣，在設計時就必須考慮所設計的機構是否合理，在實際運用中能否正常工作，而不僅僅考慮理論上的可行性，畢業(yè)設計使我學會了從實際出發(fā)加工零件和設計夾具。

本次設計是在老師的悉心指導和幫助下完成的，我的機械工藝知識有限，在設計中常常碰到問題，是老師不厭其煩的指導，不斷的點撥迷津，提供相關資料，才使設計順利完成。老師的耐心講解，使我如沐春風，不僅如此，老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和高尚的敬業(yè)情操深深打動了我，在此，我向老師表示最真誠的感謝。同時，感謝同班同學的支持和幫助，使我更好的完成了畢業(yè)設計。 

7    參考文獻

[1]盧秉恒．趙萬華，洪軍主編.機械制造技術基礎.機械工業(yè)出版社，1999:

[2]馮辛安．黃玉美,關慧貞主編.機械制造裝備設計.機械工業(yè)出版社，2006:.

[3]浦林祥．主編.金屬切削機床夾具設計手冊.機械工業(yè)出版社,1984

[4]趙如福．主編.金屬機械加工工藝人員手冊.上海科學技術出版社,1990

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[7]貴州工學院機械制造工藝教研室主編．機床夾具結構圖冊[M]，貴陽：貴州人民出版社，1983。

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[9]李洪主編．機械加工工藝手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1990。

[10]馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]，北京：中國標準出版社，1994。

大連理工大學網(wǎng)絡教育學院 本科生畢業(yè)論文 (設計 )任務書 2011 年 7 月 4 日 學 生 姓 名 指導教師 姓 名 溫泉 學習中心 浙江海鹽奧鵬學習 中心 [23] 入學 批次 0909 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 題 目 車床支架機械加工工藝及夾具設計 題目來源 ■ 自擬 □ 所在單位項目 □ 科研課題（注明具體來源） □ 其它 任 務 （ 主要 工作 內(nèi)容 及 要求 ） 本文是對 車床支架 的加工工藝和 一道工序 的夾具 進行 設計。包括分析零件結構特點和確定精度及公差；分析加工工藝定位基準和探討及實施裝夾工裝；填寫零件加工工藝卡；設計夾具工裝整體裝配圖和夾具體零件圖。 1、 格式要求：嚴格按照《大連理工大學網(wǎng)絡教育學院畢業(yè)論文（設計）格式模板》要求進行寫作。 2、內(nèi)容要求：（ 1）根據(jù) 車床支架 零件圖繪制毛坯 — 零件綜合圖。（ 2）填寫工藝過程卡片（統(tǒng)一格式）。（ 3）繪制一道工序的夾具裝配圖。（ 4）繪制夾具體零件圖。（ 5）撰寫設計說明書。 進 度 1. 6 月 20 日 — 7 月 4 日 提交提綱 2. 7 月 8 日 — 8 月 12 日 提交初稿 3. 8 月 16 日 — 9 月 20 日 提交終稿 4. 9 月 20 日 — 9 月 28 日 答辯學生將紙介版畢業(yè)論文送至學習中心 指導教師 意 見 指導教師： （簽字） 年 月 日 學 院 教 學 部 意 見 負責人： （簽章） 年 月 日 注 : 此表除最后三格外，可根據(jù)具體情況決定由學生或指導教師填寫。 吉林農(nóng)業(yè)科技學院本科畢業(yè)論文（設計） 開 題 報 告 題 目 車床支架機械加工工藝及夾具設計 姓 名 學 號 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師 職 稱 年 月 日 2 說 明 1、畢業(yè)論文（設計）工作開始之前，學生填寫吉林農(nóng)業(yè)科技學院畢業(yè)論文（設計）開題報告，指導教師填寫“指導教師意見”欄。 2、學生要認真填寫畢業(yè)論文（設計）工作的進展情況，指導教師要定期檢查學生的畢業(yè)論文（設計）的進展情況。 3、本開題報告的各部分內(nèi)容要完整，所有簽字必須齊全，院、部、系的工作檢查將以此作為主要依據(jù)。 4、本開題報告填寫完整后，與畢業(yè)論文（設計）一起交給指導教師，作為畢業(yè)論文（設計）成績考核的主要依據(jù)材料。 5、評定成績后，《吉林農(nóng)業(yè)科技學院本科畢業(yè)論文（設計）開題報告》與《吉林農(nóng)業(yè)科技學院畢業(yè)論文（設計）評閱與答辯手冊》要統(tǒng)一交到分院辦公室。成績優(yōu)秀的畢業(yè)論文（設計）開題報告、評閱與答辯手冊、畢業(yè)論文（設計） 由分院辦公室負責存到教務處教務科和學院檔案室各 1 份，其它由系保存，以備檢查、評估。 3 吉林農(nóng)業(yè)科技學院本科畢業(yè)論文（設計）開題報告 1、畢業(yè)論文（設計）的背景及意義： 車床作為機電一體化的典型產(chǎn)品，在機械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用，很好的解決了現(xiàn)代機械制造中的結構復雜、精密、批量小、多變零件的加工問題。且能穩(wěn)定加工質量，大幅度提高生產(chǎn)效率。 在產(chǎn)品的加工過程中，工件在夾具內(nèi)的定位和夾緊顯得尤為重要，夾具是涵蓋了從加工到組裝的幾乎所有操作過程的一種裝夾設備。由于大量的加工操作需要裝夾，夾具設計在制 造系統(tǒng)中就變得非常重要，它直接影響加工質量，生產(chǎn)率和制造成本。本文通過分析支架零件的結構特點和加工要求，指定了一套較合理的夾具設計，從而為保證該零件的加工精度提供了一種經(jīng)濟實用的工藝裝備，具有一定的實用價值。 2、畢業(yè)論文（設計）的研究目標： 本設計上車床支架零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計，車床支架零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 主要加工工序安排是先加工出底平面，再以底平面定位加工出各個孔系。整個加工過程選用組合機床，夾具選用專用夾具，夾緊可靠，機構可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于中批量，流水線上加工，能夠滿足設計要求。 設計的重點是夾具的設計，由于工件上的孔系都要以底面作為基準加工，故首先得加工出底面，為保證孔的位置和加工準確性我們一定要在加工底面的時間通過畫線找出底面的加工余量。這樣就可以更好的保證孔系的位置和加工精度。因此工序一中的專用夾具的制造顯得尤為重，本次夾具設計中對工序一 4 中銑削夾具進行了設計，提供了一套可使用于中 批量生產(chǎn)的，經(jīng)濟性和實用性均良好的夾具設計方案。 3、畢業(yè)論文（設計）的主要研究內(nèi)容、研究方法、具體 措施 和研究的可行性、創(chuàng)新點： （ 1）運動機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中穴道的時間知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。 （ 2）提高結構設計能力，通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。 （ 3）學會使用手冊以及圖表資料，掌握與本設計有關的各種資料的名 稱，出處，能夠做到熟練的運用。 通過這次畢業(yè)設計，對自己未來將從事的工作進行了一次適應性的訓練，從中鍛煉了自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加工作打下了一個良好的基礎。 4、主要參考資料及使用的原始資料（數(shù)據(jù)）： 圖紙中的零件是一個車床上的支架零件，安裝在車床上，主要作用是支撐和導向作用，在車床在機械加工過程中，承受一定的載荷。 車床支架是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀比較復雜，其加工內(nèi)孔 Φ 18 和 Φ 25 兩個孔 的加工精度要求比較高，此外還有垂直度和平行度要求。 另外車床支架 底部的平面也有較高的精度要求，因此，加工時應 5 先加工一組表面，在以這組加工后表面為基準加工另外一組。 因為尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關鍵和重要的。 參考文獻 [1]盧秉恒 ． 趙萬華，洪軍主編 機械工業(yè)出版社， 1999: [2]馮辛安 ． 黃玉美 ,關慧貞主編 機械工業(yè)出版社， 2006:. [3]浦林祥 ． 主編 機械工業(yè)出版社 ,1984 [4]趙如福 ． 主編 上海科學技術出版社 ,1990 [5]王光斗 ． 王春福 上?？茖W技術出版社， 2001: [6]李旦 ． 邵東向，王杰主編 ． 機床專用夾具圖冊 [M]，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社， 2005。 [7]貴州工學院機械制造工藝教研室主編 ． 機床夾具結構圖冊 [M]，貴陽：貴州人民出版社， 1983。 [8]陳宏鈞主編 ． 實用金屬切削手冊 [M]，北京：機械工業(yè)出版社， 2005。 [9]李洪主編 ． 機械加工工藝手冊 [M]，北京：機械工業(yè)出版社， 1990。 [10]馬賢智 ． 機械加工余量與公差 手冊 [M]，北京：中國標準出版社， 1994 5、畢業(yè)論文（設計）的進度安排： 2011 年 3 月 9 日 ~ 3 月 15 日 熟悉課題，調研，確定設計方案，完成開題報告。 3 月 16 日 ~ 3 月 22 日 完成 查找相關資料 。 3 月 23 日 ~ 4 月 5 日 總體設計，方案論證 。 4 月 6 日 ~ 4 月 19 日 完成部件設計初稿 。 4 月 20 日 ~ 4 月 30 日 部件設計定稿 。 5 月 1 日 ~5 月 17 日 完成零件設計初稿 。 5 月 17 日 ~ 5 月 30 日 零件設計定稿 。 6 月 1 日 ~ 6 月 7 日 完成說明書初稿 6 月 8 日 ~ 6 月 14 日 畢業(yè)設計定稿， 論文答辯 6 6、指導教師意見：（對論文題目、深度、廣度及工作量的意見、要求和對結果的預測等） 指導教師簽字： 年 月 日 7、開題報告評議情況： 評議結果（開題報告是否通過，意見及建議等） 7 答辯小組組長： 年 月 日 答 辯 小 組 成 員 序 號 姓 名 職 稱 專 業(yè) 網(wǎng)絡教育學院 本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設 計） 題 目 ： 車床支架機械加工工藝及夾具設計 學習中心： 層 次： ?？破瘘c本科 專 業(yè)： 年 級： 年 春 /秋 季 學 號： 學 生： 指導教師： 完成日期： 年 月 日 車床支架機械加工工藝及夾具設計 I 摘要 本設計上車床支架零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計，車床支架零件的主要加工表面是平面及孔系 。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。主要加工工序安排是先加工出底平面，再以底平面定位加工出各個孔系。整個加工過程選用組合機床，夾具選用專用夾具，夾緊可靠，機構可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于中批量，流水線上加工，能夠滿足設計要求。 設計的重點是夾具的設計，由于工件上的孔系都要以底面作為基準加工，故首先得加工出底面，為保證孔的位置和加工準確性我們一定要在加工底面的時間通過畫線找出底面的 加工余量。這樣就可以更好的保證孔系的位置和加工精度。因此工序一中的專用夾具的制造顯得尤為重，本次夾具設計中對工序一中銑削夾具進行了設計，提供了一套可使用于中批量生產(chǎn)的，經(jīng)濟性和實用性均良好的夾具設計方案。 關鍵詞： 車床，支架，工藝規(guī)程，夾具車床支架機械加工工藝及夾具設計 I 目 錄 內(nèi)容摘要 ·········································································································· I 引 言 ············································································································ 1 1 緒論 ············································································································ 1 2 工藝設計 ····································································································· 2 械加工工藝過程基本知識 ··································································· 2 械加工工藝規(guī)程的內(nèi)容 ······································································· 3 目來源 ······························································································· 6 件的分析 ··························································································· 6 2. 5 工藝過程設計 ???????????????????????????? 8 3 夾具設計 ··································································································· 13 具的基本知識 ·················································································· 13 位原理及方案分析 ··········································································· 16 具總體設計 ····················································································· 18 具體的設計 ····················································································· 20 總結 ??????????????????????????????????? 24 致謝 ?????????? ????????????????????????? 27 參考文獻 ········································································································ 28 車床支架機械加工工藝及夾具設計 1 引 言 車床作為機電一體化的典型產(chǎn)品，在機械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用，很好的解決了現(xiàn)代機械制造中的結構復雜、精密、批量小、多變零件的加工問題。且能穩(wěn)定加工質量，大幅度提高生產(chǎn)效率。 在我們學全部基礎課、技術基礎課之后進行的畢業(yè)設計，是我們在對所學各課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占據(jù)著重要的地位。另外，這次畢業(yè)設 計，是我畢業(yè)工作前的綜合性訓練，并能在以下三個方面得到鍛煉： （ 1）運動機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中穴道的時間知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。 （ 2）提高結構設計能力，通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。 （ 3）學會使用手冊以及圖表資料，掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。 通過這次畢業(yè)設計，對自己未來將從事的工作進行了一次適應 性的訓練，從中鍛煉了自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加工作打下了一個良好的基礎。車床支架機械加工工藝及夾具設計 1 1 緒論 本次設計的題目是 “車床支架機械加工工藝及鉆孔夾具設計 ”。這個題目是傳統(tǒng)的機械設計課題，在做這個設計題目過程中，涉及了很多工藝規(guī)程設計方面的知識。 車床是機械加工方法中應用最為廣泛的機床之一，是加工軸類、盤套類零件的主要方法。車床支架是組成車床的重要零件，并承受切削力，因此它必須有足夠的剛度和穩(wěn)定性，有較大的安裝基面和必要的加強筋，以防止加工中受力時產(chǎn)生振動和變形。 本次課題針對車床支架零件的加工進 行了相關探索，設計出一種切實可行的工藝流程及工藝裝備。在產(chǎn)品的加工過程中，工件在夾具內(nèi)的定位和夾緊顯得尤為重要，夾具是涵蓋了從加工到組裝的幾乎所有操作過程的一種裝夾設備。由于大量的加工操作需要裝夾，夾具設計在制造系統(tǒng)中就變得非常重要，它直接影響加工質量，生產(chǎn)率和制造成本。本文通過分析支架零件的結構特點和加工要求，指定了一套較合理的夾具設計，從而為保證該零件的加工精度提供了一種經(jīng)濟實用的工藝裝備，具有一定的實用價值。 本次的設計任務是：制定車床支架的機械加工工藝及該零件的某一道工序（鉆孔）的夾具設計。 設計內(nèi) 容包括： 毛坯零件綜合圖 1 張； 夾具裝配圖 1 張； 夾具體圖 1 張； 工序卡的編訂、 繪制； 論文 1 份； 車床支架機械加工工藝及夾具設計 2 2 工藝設計 械加工工藝過程基本知識 1）工藝過程 在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，與原材料變?yōu)槌善酚兄苯雨P系的過程稱為工藝工程。例如：鑄造、鍛造、焊接和零件的機械加工等。 2）機械加工工藝過程 在工藝過程中，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀，尺寸和性能使之變?yōu)槌善返墓に囘^程，稱為機械加工工藝過程。 3）機械加工工藝過程的組成 機械加工工藝過程是由若干個順次工序組成的，通過這 些不同的工序把毛坯加工成合格的零件。 4）工序 一個（或一組）工人，在一臺機床上（或一個工作地點），對一個（或同時幾個）工件連續(xù)加工所完成的那一部分機械加工工藝過程。這里必須注意，構成一個工序的主要特點是不改變加工對象、設備和操作者，而且工序內(nèi)的工作是連續(xù)完成的。 5）機械加工工藝規(guī)程 機械加工工藝規(guī)程（簡稱工藝規(guī)程）是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。工藝規(guī)程的內(nèi)容包括： A、 工藝路線： 工藝路線是指產(chǎn)品或零部件在生產(chǎn)過程中由毛坯準備到成品包裝入庫經(jīng)過企業(yè)有關部門或工序的先后順序。 B、 各工序加工的 內(nèi)容、要求，所采用的機床、工藝裝備； 工藝裝備（簡稱工裝）是產(chǎn)品制造過程中所用的各種工具的總稱。它包括刀具、夾具、模具、量具、檢驗工具及輔助工具等。 C、工件的檢驗項目、檢驗方法和切削用量、工時定額等。 6）工藝規(guī)程的格式 機械加工工藝規(guī)程主要有機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片兩種基本形式。機械加工工藝過程卡是以工序為單位簡要說明零件加工過程的一種工藝文件。一般適用于單件小批生產(chǎn) 。（零件加工的流向） 車床支架機械加工工藝及夾具設計 3 械加工工藝設計的內(nèi)容 制定合理的零件加工工藝過程首先要掌握目前有可供選用的加工方法，并能夠針對 零件的具體要求較合理的選用。其次，還必須解決各表面的加工順序和熱處理如何安排的問題。 1） 首先，要分析產(chǎn)品的零件圖與裝配圖，分析零件圖的加工要求，結構工藝性，檢驗圖樣的完整性； 2） 根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領確定生產(chǎn)類型；在制定機械加工工藝規(guī)程時，一般按照零件的生產(chǎn)綱領，把零件劃分為大批量生產(chǎn)、中批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)三中類型。 3） 選擇毛坯；毛坯的選用主要包括毛坯的材料、類型和生產(chǎn)方法的選用。常用的毛坯類主要有各種軋制型材、鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件、粉末冶金件以及注塑成形件等。（聯(lián)合加工），根據(jù)零件結構的不同，毛坯的選用可分 為軸類、盤套類和機架箱體類三大類。 4） 確定單個表面的加工方法； 零件的加工過程，就是零件表面經(jīng)加工獲得符合要求的零件表面的過程。零件表面的類型和要求不同，采用的加工方法也不一樣。主要有車削、鉆削、銑削、刨削、磨削等五大類加工方法。此外還有鏜削、拉削、光整、特種加工等。 5）選擇定位基準，確定零件的工藝路線；根據(jù)零件表面質量的要求不同，通常將表面加工劃分為粗加工階段、半精加工階段和精加工階段三個加工階段。 零件加工需要遵循的原則是粗、精加工分開，零件的加工一般不是在一臺機床上用一種工藝方法就可完成，往往需要幾種 加工方法互相配合，經(jīng)過一定的工藝過程才能逐步地完成零件表面的加工。若一種表面可采用不同的加工方法進行加工的話，那么就生產(chǎn)的具體條件而言，其中必有一種加工方法是最合適的。 6） 確定各工序所用的設備及工藝裝備 7） 計算加工余量、工序尺寸及公差 8） 確定切削用量，估算工時定額 9） 填寫工藝文件 機械加工工藝中加工順序的安排原則有： 1） 先加工精基準面后加工其他表面 主要定位精基準面應在一開始就進行加工，以便用它定位加工后工序的其他表面。 車床支架機械加工工藝及夾具設計 4 2） 先粗加工后精加工 先安排粗加工、半精加工，再安排精加工。某些要求特別高的表面還要在最后安排精密加 工。 3） 劃線工序的安排 在單件小批生產(chǎn)中，形狀復雜的鑄、鍛件或焊接件在機加工前要安排鉗工劃線工序，為加工提供找正的依據(jù)。在大批大量生產(chǎn)中，或零件形狀較為規(guī)則，則不必安排劃線工序。 4）熱處理工序的安排 毛坯退火、正火：安排在粗加工之前。調質：通常安排在粗加工之后；若加工路線較簡單，也可在粗加工之前。淬火及低溫回火：一般安排在磨之前。氮化：可安排在粗磨后、精磨前。時效：一次時效安排在粗加工之后；二次時效分別安排 在粗加工和半精加工之后；三次時效分別安排在粗加工、半精加工和精加工之后。 5） 表面處理工序 的安排 表面鍍層、發(fā)藍、陽極氧化、噴涂或油漆等處理，通常安排在全部機加工之后；大型鑄件的不加工面，常在機加工前先涂防銹漆。 6）輔助工序的安排 去毛刺、倒棱、除銹、去磁、清洗或浸油等輔助工序，應視具體情況適當予以安排。 7）檢驗工序的安排 重要而復雜零件的粗加工之后關鍵工序前后；特種檢驗 (如 x 射線探傷或超聲波探傷等較昂貴的檢驗 )之前；從一車間轉到另一車間之前；全部加工結束之后。 加工余量的確定原則： 毛坯尺寸與零件圖樣的設計尺寸之差稱為加工總余量。加工總余量主要根據(jù)毛坯類型確定。在單件小批生產(chǎn)中，中小型零件 加工總余量參考值 (半徑余量或單面余量 )如下：砂型鑄件約為 3～8由鍛件和焊接件約為 4～ 10軋圓鋼約為 鄰兩工序的尺寸之差稱為工序余量。工序余量主要根據(jù)加工性質和加工方法確定。 目來源 車床支架機械加工工藝及夾具設計 5 零件如圖： 件的分析 1）零件圖的分析 圖紙中的零件是一個車床上的支架零件，安裝在車床上，主要作用是支撐和導向作用，在車床在機械加工過程中，承受一定的載荷。 車床支架是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀比較復雜，其加工內(nèi)孔 Φ 18 和 Φ 25 兩個孔 的加工精 度要求比較高，此外還有垂直度和平行度要求。 另外車床支架底部的平面也有較高的精度要求，因此，加工時應先加工一組表面，在以這組加工后表面為基準加工另外一組。 因為尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關鍵和重要的。 由零件圖可知： 生產(chǎn)綱領 2000 件 /年，車床支架備品率為 2%，廢品率為 2%，因此年產(chǎn)量： Q＝生產(chǎn)綱領 ×每臺件數(shù) ×(1+備品率 )×(1+廢品率 ) Q＝ 2080 件 月產(chǎn)量＝ Q÷12=174(件 ) 車床支架機械加工工藝及夾具設計 6 36512= 日產(chǎn)量 (一天 3 班 )＝月產(chǎn)量 ÷ 件 /天 查工藝人員手冊，輕型（ 100 公斤以內(nèi)）零件的生產(chǎn)性質： 中批 500～ 5000 大批 5000～ 50000 考慮到保證產(chǎn)品按時定量完成，生產(chǎn)該產(chǎn)品的每一道工序的單件核算時間必須小于生產(chǎn)節(jié)拍（工藝卡填寫過程考慮到客觀隨機因素的影響，將節(jié)拍乘 80%后與單件核算時間比較），若大于生產(chǎn)節(jié)拍，就會造成完不成年產(chǎn)量，因此應改用多臺機床加工。 中批量生產(chǎn)采用流水線，其工藝特點 a）毛坯特點：采用金屬模造型，毛坯精度及余量中等。 b）機 床設備及機床布置：通用機床，機床按零件類別分工段排列。 c） 夾具及尺寸保證：專用夾具，調整法和自動獲得法 (如對刀塊 )保證尺寸。 d）刀具、量具：專用或標準刀具、量具 e）零件的互換性：多數(shù)互換，部分試配或修配。 f）工藝文件的要求：編制詳細的工藝規(guī)程及關鍵工序的工序卡片。 g）生產(chǎn)出率：中等 h）成本：中等 i）發(fā)展趨勢：采用成組工藝。 由以上可知， 該零件為中批生產(chǎn)，所以工藝安排應考慮工序適當集中，考慮零件成批生產(chǎn)，產(chǎn)量比較大，綜合經(jīng)濟與生產(chǎn)效率等因素，確定加工設備為通用機床，采用專用夾具。 2）設計的任務 該零件加工至成品，需完成從毛坯選擇開始，編排工藝，工裝夾具設計以及對該產(chǎn)品的說明書如下： 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 零件材料為 牌號材料與 同， 新牌號，老牌號。 鑄造性好，熔煉設備簡單，價格便宜，所以它們是車床支架機械加工工藝及夾具設計 7 機械制造中 應用最多的材料。 承受較大彎曲應力，用于強度、耐 磨性要求較高的較重要的零件和要求保持氣密性的鑄件。有較好的耐熱性和良好的減振性，鑄造性較好。該車床支架零件的結構較復雜，也適于用鑄造的方法制造。 零件的切削加工性良好，無特殊的加工問題，故加工中不需要采用特殊工藝措施。刀具材料選擇范圍很大，高速鋼或 硬質合金均能勝任。刀具幾何參數(shù)可根據(jù)不同刀具類型通過相關表格查取。 零件組成表面：底面，兩端面，外圓及其臺階面，兩端沉頭螺釘孔，外圓內(nèi) Φ20 Φ18、鍵。 主要技術條件分析如下： 3) 零件 工藝分析 零件 的材料為 度適中， 灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良， 撥動叉的位置要求： F 面：表面粗糙度要求為 ：表面粗糙度要求為 E 面：精度要求為 ± 孔：尺寸精度為 面粗糙度要求為 對于 A 面有平行度要求精車床支架機械加工工藝及夾具設計 8 度為 對于 C 面有垂直度精度要求為 孔：尺寸精度為 面粗糙度要求為 米，相對于 B 面有垂直度精度要求為 1、 ， ：有位置度要求為 ±件總體特點是一個典型的鑄造類零件。 4）確定毛坯、畫毛坯 在仔細分析了零件的基礎上，選擇零件的加工方法，首先從毛坯開始，在毛坯的選擇上，既要考慮工藝性，又要考慮到經(jīng)濟性，綜合兩項因素進行毛坯的選擇。 毛坯的選擇對零件工業(yè)過程的經(jīng)濟性有很大影響，工序數(shù)量，材料消耗加工工時等都取決于所選擇的毛坯，但要提高毛坯的質量往往會使毛坯制造困難，需要復雜的工藝和昂貴的設備，增加了毛坯的成本，這兩者是矛盾的。因此毛坯的種類和制造方法的選擇要根據(jù)毛坯的類型和具體的生產(chǎn)條件決定。同時應該主要 到，充分使用新工藝、新技術、新材料的可能性，以便降低零件生產(chǎn)總成本提高質量。 毛坯的類型有：鑄件、鍛件、型材、焊接件、壓制件、沖壓件等，由于本零件是中批生產(chǎn)，則優(yōu)先考慮鍛件和鑄件，雖然成本高，但提高了生產(chǎn)率，零件材料為 件在機床運行過程中所受沖擊不大，結構又比較簡單，在考慮零件的力學性能，形狀大小等因素后，選擇鑄件?，F(xiàn)畫零件毛坯圖如下： 車床支架機械加工工藝及夾具設計 9 鑄件采用機器造型，木模，精度等級選 8 級，查《金屬機械加工工藝人員手冊》表 12 12，澆注頂面、側面的余量為 6面余量為 4 藝過程設計 1）定位基準的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法進行?；鶞蔬x擇的原則有： 粗基準的選擇原則： a)盡可能用精度要求高的主要表面作粗基準； b）不加工面作粗基準，且該面與要加工面有一定的位置精度要求； c）余量均勻原則； d）粗基準的表面要盡量光整、光潔、有一定的面積以便于裝 夾； e)不能重復使用原則。 精 基準的選擇原則： a）基準重合原則 —— 盡可能使設計基準和原始基準重合； b）互為基準原則 —— 兩個位置精度要求較高的表面互為基準； c）基準不變原則 —— 統(tǒng)一基準。 車床支架是一個典型的鑄造類零件，它仍具有一般鑄造類零件的加工規(guī)律， 根據(jù)以上原則及對零件的分析，擬訂出如下的定位基準： a)加工 D 面和 E 面時，可先將 D 面作粗加工，再以加工好的 D 面作為基準加工E 面。 b)加工 F 面及 、 時，可以加工好的 D 面或者 E 面作為基準進行加工。 c)加工孔 ，可以以 加工好的 F 面作為定位基準進行加工。 d)加工孔 B、孔 L 時，仍可以以加工好的 F 面作為定位基準進行加工。 制定加工工序和選擇加工設備及刀、夾、量具 加工工序設計 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領已確定的情況下，可以考慮采用萬能型車床支架機械加工工藝及夾具設計 10 機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除 此之外，還應當考慮經(jīng)濟 效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。因此確定工藝路線方案如下： 方案一： 工序一：半精銑平面 D 面、 E 面 工序二：半精銑平面 F 面，精銑平面 和 工序三：鉆 ，惚孔 序四：鉆，擴，鉸 B 孔 工序五：鉆，擴，鉸 L 孔 工序六：清除毛刺 方案二： 工序一： ，惚孔 序二：半精銑平面 D 面、 E 面鉆 工序三：半精銑平面 F 面，精銑平面 和 工序四：鉆，擴，鉸 B 孔 工序五：鉆，擴，鉸 L 孔 工序六：清除毛刺 根據(jù) 經(jīng)驗，大多數(shù)情況下都應該先銑平面再加 工孔，會更能容易滿足零件的加工要求，因此，工藝路線方案一較為合理，工序集中，工序排列最優(yōu)，效率也比較高，因此選擇工藝路線方案一作為本車床支架的工藝生產(chǎn)路線。 主要 表面可能采用的終加工方法，按照精度要求， 為精銑或磨削。 按照零件材料，批量大小，現(xiàn)場條件等因素，并對照各加工方法特點及適應范圍確定采用銑削加工底面及兩端面。 結合主要表面加工及表面形狀特點， B 孔和 L 孔采用鉆、擴、鉸的加工方式。底面上的鍵宜采用銑削加工方法。 銑削采用立式銑床， B 孔和 L 孔的加工采用立式鉆床。 零件在銑床上或者鉆床上的加工都應采用專用夾具進行裝夾。 立式銑床的主要參數(shù)如下： 型號： 率： 軸轉速： 30 /分 立式鉆床的主要參數(shù)如下： 車床支架機械加工工藝及夾具設計 11 型號： 率： 軸轉速： 100~1360 轉 /分 3) 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 車床支架零件材料為 坯為鑄件，毛重 20量為 2000 件 /年，屬于中批量生產(chǎn)。 根據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： A、 外圓表面（ Φ42） 考慮零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。 B、 底 D 面及 E 面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》，取粗銑加工余量為 3精銑平面加工余量為 1 C、 底部鍵 F 面及 和 的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》，取粗銑 F 面 加工余量為 3精銑 銑 、 加工余量為 3精銑 、 銑 、 加工余量為 、 鉆 ，惚孔 加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》，并根據(jù)加工精度要求，取鉆孔 加工余量為 11孔 加工余量為 6 E、 外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差（ Φ20） 查《機械制造工藝設計簡明手冊》，取 鉆孔 余量為 18孔余量為 孔余量為 F、外圓表沿軸線寬度方向的加工余量及公差（ Φ18） 查《機械制造工藝設計簡明手冊》，取鉆孔余量為 17孔余量為 孔余量為 1 3 夾具設計 具的基本知識 夾具最早出現(xiàn)在 1787 年，至今經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結合。在工業(yè)發(fā)展初期，機械制造的精度較低，機械產(chǎn)品工件的制造質量主要依賴勞動者個人的經(jīng)驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(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、導向（或對刀）元件的結構也日趨完善，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技術的進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結合。 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，以適應市場激烈競爭，盡管國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明中不批，多品種生產(chǎn)的工價已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣于采用傳統(tǒng)的專用夾具 ，在一個具有只能同等生產(chǎn)能力工廠中約擁有 13000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，而夾具的實際磨損量只有 15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（ 數(shù)控機床（ 、加工中心（ 成組加工（ 新技術被廣泛應用和推廣，使中小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。 夾具設計一般是在零件的機械加工工藝過程制訂之后按照某一工序的具體要求進行的。制訂工藝過程，應充分考慮夾具實現(xiàn)的可能性，而設計夾具時，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。夾具的設計質量的高低，應以能否穩(wěn)定地保證工件的加工質量， 生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護容易等為其衡量指標。 專用夾具設計的基本要求 一個優(yōu)良的機床夾具必須滿足下列基本要求： （ 1）保證工件的加工精度 保證加工精度的關鍵，首先在于正確地選定定位基準、定位方法和定位元件，必要時還需進行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結構對加工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 （ 2）提高生產(chǎn)效率 專用夾具的復雜程度應與生產(chǎn)綱領相適應，應盡量采用各種快速高效的裝夾機構，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。 （ 3）工藝性能好 專用夾具的結構應力求簡單、合理，便于制造、裝配、調車床支架機械加工工藝及夾具設計 2 整、檢驗、維修等。 專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)，當最終精度由調整或修配保證時，夾具上應設置調整和修配結構。 （ 4）使用性能好 專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟適用的前提下，應盡可能采用氣動、液壓等機械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動強度。專用夾具還應排屑方便。必要時可設置排屑結構，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。 （ 5）經(jīng)濟性好 專用夾具應盡可 能采用標準元件和標準結構，力求結構簡單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設計時應根據(jù)生產(chǎn)綱領對夾具方案進行必要的技術經(jīng)濟分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益。 第二節(jié) 專用夾具設計的規(guī)范化程序 一、夾具設計規(guī)范化概述 1．夾具設計規(guī)范化的意義 研究夾具設計規(guī)范化程序的主要目的在于： （ 1）保證設計質量，提高設計效率 夾具設計質量主要表現(xiàn)在： 1）設計方案與生產(chǎn)綱領的適應性； 2）高位設計與定位副設置的相容性； 3）夾緊設計技術經(jīng)濟指標的先進性； 4）精度控制項目的完備性以及各控制項目公差數(shù) 值規(guī)定的合理性； 5）夾具結構設計的工藝性； 6）夾具制造成本的經(jīng)濟性。 有了規(guī)范的設計程序，可以指導設計人員有步驟、有計劃、有條理地進行工作，提高設計效率，縮短設計周期。 （ 2）有利于計算機輔助設計 有了規(guī)范化的設計程序，就可以利用計算機進行輔助設計，實現(xiàn)優(yōu)化設計，減輕設計人員的負擔。利用計算機進行輔助設計，除了進行精度設計之外，還可以尋找最佳夾緊狀態(tài)，利用有限元法對零件的強度、剛度進行設計計算，實現(xiàn)包括繪圖在內(nèi)的設計過程的全部計算機控制。 （ 3）有利于初學者盡快掌握夾具設計的方法 近年來，關于夾具設 計的理論研究和實踐經(jīng)驗總結已日見完備，在此基礎上總結出來的夾具規(guī)范化設計程序，使初級夾具設計人員的設計工作提高到了一個新的科學化水平。 車床支架機械加工工藝及夾具設計 3 2．夾具設計精度的設計原則 要保證設計的夾具制造成本低，規(guī)定零件的精度要求時應遵循以下原則： （ 1）對一般精度的夾具 1）應使主要組成零件具有相應終加工方法的平均經(jīng)濟精度； 2）應按獲得夾具精度的工藝方法所達到的平均經(jīng)濟精度，規(guī)定基礎件夾具體加工孔的形位公差。 對一般精度或精度要求低的夾具，組成零件的加工精度按此規(guī)定，既達到了制造成本低，又使夾具具有較大精度裕度，能使設計的 夾具獲得最佳的經(jīng)濟效果。 （ 2）對精密夾具 除遵循一般精度夾具的兩項原則外，對某個關鍵零件，還應規(guī)定與偶件配作或配研等，以達到無間隙滑動等。 二、夾具設計的規(guī)范程序 工藝人員在編制零件的工藝規(guī)程時，便會提出相應的夾具設計任務書，經(jīng)有關負責人批準后下達給夾具設計人員。夾具設計人員根據(jù)任務書提出的任務進行夾具結構設計?，F(xiàn)將夾具結構設計的規(guī)范化程序具體分述如下。 1．明確設計要求，認真調查研究，收集設計資料 （ 1）仔細研究零件工作圖、毛坯圖及其技術條件。 （ 2）了解零件的生產(chǎn)綱領、投產(chǎn)批量以及生產(chǎn)組織等有關 信息。 （ 3）了解工件的工藝規(guī)程和本工序的具體技術要求，了解工件的定位、夾緊方案，了解本工序的加工余量和切削用量的選擇。 （ 4）了解所使用量具的精度等級、刀具和輔助工具等的型號、規(guī)格。 （ 5）了解本企業(yè)制造和使用夾具的生產(chǎn)條件和技術現(xiàn)狀。 （ 6）了解所使用機床的主要技術參數(shù)、性能、規(guī)格、精度以及與夾具連接部分結構的聯(lián)系尺寸等。 （ 7）準備好設計夾具用的各種標準、工藝規(guī)定、典型夾具圖冊和有關夾具的設計指導資料等。 （ 8）收集國內(nèi)外有關設計、制造同類型夾具的資料，吸取其中先進而又能結合本企業(yè)實際情況的合理部分。 2．確定夾具的結構方案 在廣泛收集和研究有關資料的基礎上，著手擬定夾具的結構方案，主要包括： （ 1）根據(jù)工藝的定位原理，確定工件的定位方式，選擇定位元件。 車床支架機械加工工藝及夾具設計 4 （ 2）確定工件的夾緊方案和設計夾緊機構。 （ 3）確定夾具的其它組成部分，如分度裝置、對刀塊或引導元件、微調機構等。 （ 4）協(xié)調各元件、裝置的布局，確定夾具體的總體結構和尺寸。 在確定方案的過程中，會有各種方案供選擇，但應從保證精度和降低成本的角度出發(fā)，選擇一個與生產(chǎn)綱領相適應的最佳方案。 3．繪制夾具總圖 繪制夾 具總圖通常按以下步驟進行： （ 1）遵循國家制圖標準，繪圖比例應盡可能選取 1﹕ 1，根據(jù)工件的大小時，也可用較大或較小的比例；通常選取操作位置為主視圖，以便使所繪制的夾具總圖具有良好的直觀性；視圖剖面應盡可能少，但必須能夠清楚地表達夾具各部分的結構。 （ 2）用雙點劃線繪出工件輪廓外形、定位基準和加工表面。將工件輪廓線視為“透明體”，并用網(wǎng)紋線表示出加工余量。 （ 3）根據(jù)工件定位基準的類型和主次，選擇合適的定位元件，合理布置定位點，以滿足定位設計的相容性。 （ 4）根據(jù)定位對夾緊的要求，按照夾緊五原則選擇最佳夾緊狀 態(tài)及技術經(jīng)濟合理的夾緊系統(tǒng)，畫出夾緊工件的狀態(tài)。對空行和較大的夾緊機構，還應用雙點劃線畫出放松位置，以表示出和其他部分的關系。 （ 5）圍繞工件的幾個視圖依次繪出對刀、導向元件以及定向鍵等。 （ 6）最后繪制出夾具體及連接元件，把夾具的各組成元件和裝置連成一體。 （ 7）確定并標注有關尺寸 夾具總圖上應標注的有以下五類尺寸： 1）夾具的輪廓尺寸：即夾具的長、寬、高尺寸。若夾具上有可動部分，應包括可動部分極限位置所占的空間尺寸。 2）工件與定位元件的聯(lián)系尺寸：常指工件以孔在心軸或定位銷上（或工件以外圓 在內(nèi)孔中）定位時，工件定位表面與夾具上定位元件間的配合尺寸。 3）夾具與刀具的聯(lián)系尺寸：用來確定夾具上對刀、導引元件位置的尺寸。對于銑、刨床夾具，是指對刀元件與定位元件的位置尺寸；對于鉆、鏜床夾具，則是指鉆（鏜）套與定位元件間的位置尺寸，鉆（鏜）套之間的位置尺寸，以及鉆（鏜）套與刀具導向部分的配合尺寸等。 4）夾具內(nèi)部的配合尺寸：它們與工件、機床、刀具無關，主要是為了保證夾車床支架機械加工工藝及夾具設計 5 具裝置后能滿足規(guī)定的使用要求。 5）夾具與機床的聯(lián)系尺寸：用于確定夾具在機床上正確位置的尺寸。對于車、磨床夾具，主要是指夾具與主軸端的 配合尺寸；對于銑、刨床夾具，則是指夾具上的定向鍵與機床工作臺上的 T 型槽的配合尺寸。標注尺寸時，常以夾具上的定位元件作為相互位置尺寸的基準。 上述尺寸公差的確定可分為兩種情況處理：一是夾具上定位元件之間，對刀、導引元件之間的尺寸公差，直接對工件上相應的加工尺寸發(fā)生影響，因此可根據(jù)工件的加工尺寸公差確定，一般可取工件加工尺寸公差的 1/3~1/5；二是定位元件與夾具體的配合尺寸公差，夾緊裝置各組成零件間的配合尺寸公差等，則應根據(jù)其功用和裝配要求，按一般公差與配合原則決定。 （ 8）規(guī)定總圖上應控制的精度項目，標 注相關的技術條件 夾具的安裝基面、定向鍵側面以及與其相垂直的平面（稱為三基面體系）是夾具的安裝基準，也是夾具的測量基準，因而應該以此作為夾具的精度控制基準來標注技術條件。在夾具總圖上應標注的技術條件（位置精度要求）有如下幾個方面： 1）定位元件之間或定位元件與夾具體底面間的位置要求，其作用是保證工件加工面與工件定位基準面間的位置精度。 2）定位元件與連接元件（或找正基面）間的位置要求。 3）對刀元件與連接元件（或找正基面）間的位置要求。 4）定位元件與導引元件的位置要求。 5）夾具在 機床上安裝時位置精度要求。 4．夾具精度校核 在夾具設計中，當結構方案擬定之后，應該對夾具的方案進行精度分析和估算；在夾具總圖設計完成后，還應該根據(jù)夾具有關元件的配合性質及技術要求，再進行一次復核。這是確保產(chǎn)品加工質量而必須進行的誤差分析。 5．繪制夾具零件工作圖 夾具總圖繪制完畢后，對夾具上的非標準件要繪制零件工作圖，并規(guī)定相應在的技術要求。零件工作圖應嚴格遵照所規(guī)定的比例繪制。視圖、投影應完整，尺寸要標注齊全，所標注的公差及技術條件應符合總圖要求，加工精度及表面光潔度應選擇合理。 在夾具 設計圖紙全部完畢后，還有待于精心制造和實踐和使用來驗證設計的科學性。經(jīng)試用后，有時還可能要對原設計作必要的修改。因此，要獲得一車床支架機械加工工藝及夾具設計 6 項完善的優(yōu)秀的夾具設計，設計人員通常應參與夾具的制造、裝配，鑒定和使用的全過程。 6．設計質量評估 夾具設計質量評估，就是對夾具的磨損公差的大小和過程誤差的留量這兩項指標進行考核，以確保夾具的加工質量穩(wěn)定和使用壽命。 綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求： A、能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準備周期； B、能裝夾一組相似性特征的工件； C、適用于精密加工的高精度的機床 ； D、適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新技術； E、采用液壓泵站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產(chǎn)率。 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化等四個方面： A、精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必也相應提高對其精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒量，其分度可達正負 于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為 5μm，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度可達 、高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時間和輔助時間，以提高勞 動生產(chǎn)率，減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、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 5 倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉速 9000r/條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。 C、柔性化 夾具的柔性化和機床的柔性化相似，它是通過調節(jié)組合等方式，以適應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)，夾具的柔性化趨向將是夾具發(fā)展的主要方向。 D、標準化 車床支架機械加工工藝及夾具設計 7 夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結構的基礎上，首先進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部件的形成；舍棄一些功能低劣的結構，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛坯和材料的通用化，夾具的標準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、部件的國家標準： 及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具 的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標準化有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工，熱處理裝配，焊接和檢測等工藝過程中。在金屬切削機床工件中使用的夾具稱為機床夾具，在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度，勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，故機床夾具的設計在企業(yè)產(chǎn)品設計和制造以及生產(chǎn)技術裝備中占有極其主要的地位，機床夾具設計是一項重要的技術工作。 在機械加工中，機 床夾具在機械加工中的功用主要有以下六個方面，然而在不同的生產(chǎn)條件下，應該有不同的側重點。夾具設計時應綜合考慮加工的技術要求，生產(chǎn)成本和工人操作方面的要求以達到預期的效果。 A、保證加工精度 用夾具裝夾工件時，能穩(wěn)定的保證加工精度，并減少對其他工作條件的依賴性，故在精密加工中廣泛的使用該夾具，并且它還是全面質量管理的一個重要環(huán)節(jié)。 B、提高勞動生產(chǎn)率 使用夾具是否能使工件迅速的定位和夾緊并能夠顯著的縮短輔助加工的時間和基本時間，提高勞動生產(chǎn)率。 C、改善工人的勞動條件 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。當采用氣 壓、液壓等裝夾工件時，可減少工人的勞動強度保證生產(chǎn)安全。 D、保證工藝紀律 在生產(chǎn)過程中使用夾具可確保生產(chǎn)周期，生產(chǎn)強度等工藝秩序，例如：夾具設計也是工程技術人員解決高難度零件加工的主要手段之一。 E、降低生產(chǎn)成本 車床支架機械加工工藝及夾具設計 8 在批量生產(chǎn)中使用夾具時，由于勞動生產(chǎn)率的提高和允許使用技術等級較低的工人操作，故可明顯降低生產(chǎn)成本。 F、擴大機床工藝范圍 這是生產(chǎn)條件有限的企業(yè)中常用的一種技術改造措施，如車床上的拉削，鉆孔加工等，也可用夾具裝夾的加工較復雜的成型面。 設計夾具時，應滿足下列四項基本要求： A、保證工件的加工精 度； 即在機械加工工藝系統(tǒng)中，夾具在滿足以下三項要求，工件在夾具中的定位、夾具在機床上的位置、刀具的正確位置 B、保證工人的操作安全 C、 達到加工精度的勞動生產(chǎn)率要求 D、 滿足夾具一定的使用壽命和經(jīng)濟效應 雖然各類機床夾具的結構有所不同但按照主要功能加以分析，機床夾具的基本組成部分是定位元件，夾緊裝置和夾具體三個部分，這也好似夾具體的主要內(nèi)容。 （ 1）系統(tǒng)定位元件 定位元件是夾具的主要功能元件之一，通常當工件定位基準面的形狀確定后，定位元件的結構也就確定了。 （ 2）夾緊元件 夾緊裝置 也是夾具的主要元件之一，一般鉸鏈壓板、螺釘、夾緊裝置等。 （ 3） 夾具體 通常夾具作為鑄件的機構、鍛件結構、焊接結構、形狀有回轉體形和底座等多種定位元件，夾緊裝置等分布在夾具體不同的位置上。 （ 4） 連接元件 根據(jù)機床的工作特點，夾具在機床上的安裝連接常有的兩種方式：一種是安裝在機床工作臺上，另一種是安裝在機床主軸上，連接元件用于確定夾具本身在機床上的位置。 （ 5） 對刀和導向裝置 對刀裝置常見在鉆床夾具中，用以對刀塊調節(jié)銑刀對刀前的位置，對刀時，銑刀不能與對刀塊直接相連，以免碰傷 銑刀的切削刃和對刀塊工作表面。 導向裝置鉆模板、鉆套、鏜模的鏜模支架。鏜套，它們能確定刃具的位置，并車床支架機械加工工藝及夾具設計 9 引導刀 具進行切削。 （ 6）其他元件或裝置 根據(jù)加工的需要，有些夾具分別采用分度裝夾，靠模裝置上下料加工工藝機器人等。 位原理及方案分析 為了提高生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用鉆夾具。 首先考慮夾具結構的總體方案，夾具結構方案經(jīng)常是參考生產(chǎn)中已有結構加以改造，以適合本工序的加工要求。也往往需要把幾個夾具中采用的結構或機構綜合成自己需要的夾具。夾具總體結構也會有幾個方案，同樣需 要從保證工序加工精度、結構簡單、操作方便、滿足該零件批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率等四個方面，從中選用較優(yōu)的結構。 由于各類機床自身的工作特點和結構形式各不相同，對所用夾具的結構也相應地提出了不同的要求。按照所使用的機床不同，夾具可分為：車床夾具、鉆床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。 本次設計的車床支架零件工序一的加工在鉆床上完成，因此，本次夾具設計的任務是一個鉆床夾具的設計。 鉆床夾具的組成主要包括：定位裝置、夾緊裝置、夾具體、連接元件和對刀元件。而鉆床夾具的類型可分為： 1） 直線進給式 鉆床夾具 2） 圓周進給式鉆床夾具 3） 仿形進給式鉆床夾具 對于鉆床夾具的設計，由于銑削加工的切削力較大，又是斷續(xù)切削，加工中易引起振動，因此： 夾具的受力元件要有足夠的強度和鋼度； 夾緊機構所提供的夾緊力應足夠大； 要求有較好的自鎖性能。 為了提高夾具冊工作效率，應盡可能采用機動夾緊機構和聯(lián)動夾緊機構。并在可能的情況下，采用多件夾緊和多件加工。 鉆床夾具的對刀裝置，用以確定夾具相對于是刀具的位置。鉆床夾具的對刀裝置主要由對刀塊和塞尺構成。常用的對刀塊有： 高度對刀塊：用于加工平面時對刀 車床支架機械加工工藝及夾具設計 10 直角對刀塊：用于加工鍵槽或臺 階面時對刀； 成形對刀塊：用于加工成形表面時對刀。 本次設計零件車床支架為中批量生產(chǎn)，要求成本低，且在加工過程夾緊力要求不高。 本道工序一 半精銑平面 D 面、 E 面 ，在進行本道工序時，其他都是未加工表面。為了保證技術要求，最關鍵的是要找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 定位分析比較： 方案 1：采用壓板用螺栓聯(lián)接，利用汽缸夾緊，這種夾緊方式夾緊力可靠，輔助時間短，工人勞動強度小，但是成本高。 方案 2：采用壓板，用螺栓、螺母聯(lián)接，利用手動夾緊，這種夾緊方式夾緊力小，但成本低。 本次設計零件為 大批量生產(chǎn)，要求成本低，且在加工過程中夾緊力要求不高，因此夾具夾緊方案選用方案二，利用螺栓、螺母手動夾緊。壓板選擇為直壓板，加工兩個零件時，為了防止兩工件在長度尺寸上的誤差，而導致直壓板不能完全壓住兩工件，因此，在壓板兩端設計了兩個浮動壓頭，且壓板也螺栓、螺母的連接采用球面墊圈，這樣就能消除兩工件的尺寸誤差 ，因此方案 2 更合理。 夾具是裝夾工件的母體，所以，夾具制造要有相對較高的精度，夾具設計中，應首先選用典型的夾緊機構。在滿足要求的前提下，選用的標準件越多越好，夾具越簡單越好。 首先，基面的選擇是工藝規(guī)程 設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理可以使加工質量得到保障，生產(chǎn)得到保證，生產(chǎn)率得到提高。 （ 1）夾具設計說明 本夾具設計時以前道鑄造工序成型后的表面作為粗基準，再以加工好的面作為基準加工另外一個面。分別以支持釘 5，定向塊 9，檔銷 2及校正塊裝置定位，完成六點定位。由于工件較大，因此在工件底面有四個輔助支撐釘 12，以增強定位的剛性和穩(wěn)定性。 安裝時，先將工件放在兩個支撐釘 5（消除 檔銷 2上（消除由兩個浮動定向塊 9定向（消除 X， Y， 后翻下校正塊 4，調節(jié) 螺釘 6使調節(jié)銷 8伸出，推動工件繞兩支承釘 5回轉直到工件車床支架機械加工工藝及夾具設計 11 上平面水套孔的一側面 4工作面對齊，轉動手柄 11通過鎖緊油缸動作，把工價夾緊，此時六個自由度全部消除。 由于工件的后道工序加工孔時的精度要求比較高，因此本夾具不用工件毛坯底面作為定位基準，而采用了校正塊裝置，校正塊工兩塊，其校正精度由調整螺釘 3調節(jié)。 本夾具夾緊方案為利用螺栓、螺母手動夾緊。壓板選擇為直壓板，加工兩個零件時，為了防止兩工件在長度尺寸上的誤差，而導致直壓板不能完全壓住兩工件，因此，在壓板兩端設計了兩個浮動壓頭，且壓板也螺 栓、螺母的連接采用球面墊圈，這樣就能消除兩工件的尺寸誤差。 （ 2）切削力的計算 在 銑削時夾緊力產(chǎn)生的力矩，必須滿足《機床夾具設計手冊》中所規(guī)定的要求，刀具材料： 刀具有關幾何參數(shù)： 000 15~10?? 000 12~8?? 00 8~5?n? 00 25~15?? 3? 8?Z f / p 由《機床夾具設計手冊》表 1得銑削切削力的計算公式： ? 查參考文獻 [13]表 1021 ?? 得： 510 對于灰鑄鐵： 取 195 ， 即 96.0?所以 1 . 1 0 . 7 2 1 . 1 0 . 95 1 0 2 . 0 0 . 2 5 6 3 6 0 8 0 . 9 6 6 4 0 . 6 9 ( )? ? ? ? ? ? ? ? 由參考文獻 [3]表 1得： 垂直切削力 ： 0 . 8 5 5 4 4 . 5 9 ( )C N N??（對稱銑削） 背向力： 0 . 5 5 2 9 7 . 3 2 ( ) N??（ 3）夾緊力的計算 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： ? 安全系數(shù) K 可按下式計算： 90( p ?車床支架機械加工工藝及夾具設計 12 6543210