托腳機械加工工藝規(guī)程及專用夾具設計設計說明

1、托腳機械加工工藝規(guī)程及專用夾具設計機械加工工藝規(guī)程是組織車間生產、 規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法的工藝 文件。它是機械制造廠最主要的技術文件之一， 它也是生產準備和計劃調度的主要依據(jù)。 有了機械加工工藝規(guī)程，在產品投入之前就可以依據(jù)它進行一系列的準備工作，如原材 料的準備、毛坯的制造、設備和工具的購置、專用工藝裝備的設計制造、勞動力的組織 等等。夾具在機械加工中具有重要的作用，它能保證加工精度，提高產品質量，減輕工人 的勞動強度，保證安全，提高勞動生產率，能以優(yōu)質、高效、低耗的工藝去完成零件的 加工和產品的裝配。而使用了分度鉆的好處在于，可采用多工位加工，能使加工工序集 中，從而減輕工人

2、的勞動強度和提高生產率。此次畢業(yè)設計包括托腳的機械加工工藝規(guī)程的設計及銑 ?55 上端面的專用夾具設 計。其中機械加工工藝規(guī)程的制訂必須可靠地保證所有技術要求的實現(xiàn)；通過兩種工藝 方案的對比選擇最合理的方案。充分利用條件、創(chuàng)造條件在保證產品質量的前提下，爭 取最好的經濟效益。本次夾具的設計，由于工件比較的小所以采用了裝拆較為方便的手 柄夾緊機構。采用圓形對刀塊作為導向作用。 該夾具的設計還考慮到了工件的拿放問題， 提高了加工效率、保證工件加工的精度。畢業(yè)設計培養(yǎng)了我們分析和解決機械加工技術相關問題的能力， 使我們進一步掌握 機制工藝規(guī)程制訂和機床夾具設計的基本方法，并鞏固、深化已學得的理論知識

3、，深一 步培養(yǎng)我們熟悉和運用設計圖冊、圖表等技術資料的能力，訓練我們識圖、制圖、運算 及編制技術文件的基本技能，培養(yǎng)我們的獨立工作能力。第 1 章 托腳機械加工工藝規(guī)程設計1.1 分析零件圖1.1.1零件的作用 托腳的零件圖如圖所示，題目所給的零件是托腳，主要在車細長桿時起輔助支撐作 用。圖 1 1 零件圖1.1.2零件的工藝分析零件圖見上圖。該零件屬于叉架類零件，需要加工的各個表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲 得。其中 A 面對 ?35 軸線有垂直度的要求，所以要保證以上要求是有一定難度的，故 要合理的安排該零件的工藝。1.2確定生產類型由任務書上得知該托腳的年產量為 1000件，根據(jù)機械

4、加工工藝手冊第 2 版 第卷 表 5.2 1 查得，該年產量屬于小批量生產1.3 確定毛坯類型該零件材料為 HT150, 零件結構屬于中等復雜程度，零件重要的和輪廓尺寸不是很大， 故根據(jù)鑄造手冊第六卷 表 11 查得采用熔模鑄造。這對提高生產率，保證加工質 量也是有利的。1.4 機械加工工藝過程設計1.4.1選擇定位基準基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。 基面選擇得正確與合理可以使加工質量得 到保證，生產率得以提高。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，是生產無法正常進行。（1）粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個 不加工表

5、面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。 根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取下底面作為粗基準。（2）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問。因為工件的端面和外圓都與內孔的 中心線，有嚴格的技術要求， 因此因此要以 35 孔為精基準，來加工上面，側面和端面1.4.2擬定工藝過程 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的 經濟精度，在生產綱領已確定的情況下 , 可以考慮采用通用型和專用型機床配以專用工 夾具, 并盡量使工序分散來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產 成本盡量下降?？紤]到“先粗后精” 、“先面后孔”、“先主后次”、

6、“基準先行”的基本原 則。故我制定了托腳的兩種加工方案如表 11 所示。表 11 工藝過程方案一1鑄造鑄造2時效時效3涂底漆涂底漆4粗銑粗銑下底面至尺寸5粗銑粗銑上端面至尺寸，6粗銑粗銑35 上端面至尺寸7粗銑粗銑右端面8粗鏜粗鏜 35孔至349半精鏜半精鏜 35 至34.510精鏜精鏜 35至尺寸11粗銑粗銑上端左孔12粗銑粗銑上端右孔13鉆鉆 2*M8-7H 孔14攻絲鉆 2*M8-7H 螺紋孔15檢驗檢驗16入庫入庫表 12 工藝過程方案1鑄造鑄造2時效時效3涂底漆涂底漆4銑銑下底面至尺寸5銑銑上端面至尺寸，6銑銑35 上端面至尺寸7銑銑右端面10鏜鏜35 至尺寸11銑銑上端左孔12銑銑

7、上端右孔13鉆鉆 2*M8-7H 孔14攻絲鉆 2*M8-7H 螺紋孔15檢驗檢驗16入庫入庫工藝方案一和工藝方案二比較：方案一粗加工和精加工分開加工，這樣更好的保證加工 精度要求， 可以更好的達到粗糙度要求， 而方案只有一步加工， 沒有分粗加工和精加工， 工藝安排比較粗糙。綜合考慮我們選擇方案一。表 1 3 工藝過程最終方案1鑄造鑄造2時效時效3涂底漆涂底漆4粗銑粗銑下底面至尺寸5粗銑粗銑上端面至尺寸，6粗銑粗銑35 上端面至尺寸7粗銑粗銑右端面8粗鏜粗鏜 35孔至349半精鏜半精鏜 35 至34.510精鏜精鏜 35至尺寸11粗銑粗銑上端左孔12粗銑粗銑上端右孔13鉆鉆 2*M8-7H 孔

8、14攻絲鉆 2*M8-7H 螺紋孔15檢驗檢驗16入庫入庫1.5選擇機床和工藝設備1.5.1選擇機床 根據(jù)該零件的加工特點以及考慮到經濟問題， 所以盡可能的選用通用機床以減少加 工成本。但為使加工方便在有些情況下也選用了專用機床對零件進行加工，基本情況如 表 12 機床的選擇所示。表 1 4 托腳的加工時機床的選擇工序號所選機床10203040X52K立式銑床50X52K立式銑床60X52K立式銑床70T716 立式鏜床80T716 立式鏜床90T716 立式鏜床100X52K立式銑床110X52K立式銑床120Z535 立式鉆床130Z535 立式鉆床1.5.2選擇夾具 為了提高勞動勞動生產

9、率，保證加工質量，降低勞動強度，所以在加工該零件時所 用的夾具都是專用夾具。1.5.3選擇刀具結合各個加工表面的特點以及其加工方法， 綜合考慮這兩者選用刀具如表 15 刀具的選擇所示表 1 5 托腳的加工時機床的選擇工序號刀具40、50、60、70鑲齒套式面銑刀80、 90、 100硬質合金鏜刀110、120鍵槽銑刀130、 140麻花鉆1.5.4 選擇量具為了達到尺寸以及形狀結合各工序的具體尺寸精度的要求， 我在各工序間選用了不 同的量具對零件進行檢測，如表 16 所示。表 1 6 托腳的加工時量具的選擇工序號量具10203040游標卡尺50游標卡尺60游標卡尺70游標卡尺80游標卡尺90游

10、標卡尺100游標卡尺110內測千分尺120內測千分尺130內螺紋千分尺140內螺紋千分尺1.6確定工序尺寸托腳零件材料為 HT150 重量為 1.2kg生產類型為小批量生產，采用砂型機鑄造毛坯1、不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得2、托腳底面由于托腳底面要與其他接觸面接觸，粗糙度要求為 6.3 ，查相關資料知余量留 2.5 比較 合適。3、托腳的孔毛坯為空心，鑄造出孔。孔的精度要求介于 IT7 IT8 之間，參照參數(shù)文獻，確定工藝 尺寸余量為 2.5mm1.7確定切削用量和時間定額工序 1：鑄造工序 2：時效處理工序 3：涂漆底工序 4：粗銑下底面

11、至尺寸1. 選擇刀具 刀具選取鑲齒套式面銑刀，刀片采用 YG8, ap 1.5mm， d0 55mm， v 125m / min ， z 4。2. 決定銑削用量1) 決定銑削深度因為加工余量不大，一次加工完成ap 1.5mm2) 決定每次進給量及切削速度根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出fz 0.2mm/齒 ，則1000v 1000 125ns884r / mins d 45按機床標準選取 nw 900r/ mindnw45 90010001000127m /min當 nw 900r/min 時fm f zznw 0.2 4 900 720mm /

12、r按機床標準選取 fm 720mm/ r3) 計算工時切削工時：l 55mm， l1 9mm，l2 3mm，則機動工時為tml l1 l255 9 3 0.37 minnw f900x0.2工序 5：粗銑上端面至尺寸1. 選擇刀具刀具選取鑲齒套式面銑刀，刀片采用 YG8,ap 1.5mm， d0 50mm， v 150m / min ， z 4。2. 決定銑削用量4) 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內銑完，則 ap 1.5mm5) 決定每次進給量及切削速度根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 fz 0.2mm/齒 ，則1000v 100

13、0 150ns955r /mins d 50 按機床標準選取 nw 1000 r /min dnw50 1000v 157m / min1000 1000當 nw 1000r/min 時fmf zznw 0.2 4 1000 800mm / r按機床標準選取 fm 800mm/ r6) 計算工時切削工時： l=114 l1 9mm， l2 3mm，則機動工時為tml l1 l2nw f9 114 31000x0.20.63min工序 6：粗銑35 上端面至尺寸1. 選擇刀具 刀具選取鑲齒套式面銑刀，刀片采用 YG8,ap 1.5mm， d0 55mm， v 125m / min ， z 4。2

14、. 決定銑削用量7) 決定銑削深度因為加工余量不大，一次加工完成ap 1.5mm8) 決定每次進給量及切削速度根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 fz 0.2mm/齒 ，則ns1000vd1000 12545884r / min按機床標準選取 nw 900r/ mindnw100045 9001000127m /min當 nw 900r/min 時fm f zznw 0.2 4 900 720mm / r按機床標準選取 fm 720mm/ r9) 計算工時切削工時： l 55mm， l1 9mm，l2 3mm，則機動工時為l l1 l2 55 9 3

15、tm1 2 0.37 minnw f900x0.2工序 7：粗銑右端面 1. 選擇刀具刀具選取鑲齒套式面銑刀，刀片采用 YG8,ap 1.5mm， d0 18mm， v 25m/ min ， z 4。2. 決定銑削用量10) 決定銑削深度因為加工余量不大，一次加工完成ap 1.5mm11) 決定每次進給量及切削速度根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 fz 0.2mm/齒 ，則ns1000vd1000 2518442r / min按機床標準選取 nw 500r/ mindnwv100018 500100028.26m / min當 nw 500r/mi

16、n 時fm f zznw 0.2 4 500 400mm/ r按機床標準選取 fm 400mm/ r12) 計算工時切削工時： l 40mm， l1 9mm，l2 3mm，則機動工時為l l1 l2 40 9 3tm1 2 0.52minnw f500x0.2工序 8：鏜35 孔至341. 加工條件工件材料： HT150，時效處理，砂型鑄造 加工要求：粗鏜孔 34mm 機 床：臥式鏜床 T716 刀 具：硬質合金鏜刀2. 計算切削用量查簡明手冊表 4.2-19 和 4.2-20,4.2-21 得v =25mm/minfm =0.07mm/zap =9.6mm1000v 1000 25n 234

17、r /min3.14d 3.14 34根據(jù) T616鏜床說明書，取 nw =275 r/min 切削工時： L=60mmL 60Tm3.11minm vf 275 0.07工序 9：半精鏜 35 至34.51. 加工條件工件材料： HT150，時效處理，砂型鑄造 加工要求：半精鏜孔 34.5 機 床：臥式鏜床 T716 刀 具：硬質合金鏜刀2. 計算切削用量查簡明手冊表 4.2-19 和 4.2-20,4.2-21 得v =35mm/minfm =0.06mm/zap =3.5mm1000v 1000 35n323r / min3.14d 3.14 34.5根據(jù) T616鏜床說明書，取 nw

18、=300 r/min切削工時： L=60mmTmvf60300 0.063.33min工序 10：精鏜35 至尺寸1. 加工條件工件材料： HT150，時效處理，砂型鑄造 加工要求：精鏜孔 35mm 機 床：臥式鏜床 T716 刀 具：硬質合金鏜刀2. 計算切削用量查簡明手冊表 4.2-19 和 4.2-20,4.2-21 得v =40m/minm =0.05mm/zap =1.4mm1000v 1000 40 n3.14d 3.14 35364r /min根據(jù) T716鏜床說明書，取 nw =375 r/min切削工時： L=60mmvf375 0.05 3.2min工序 11：粗銑上端左孔

19、1. 選擇刀具 刀具選取鍵槽銑刀，刀片采用 YG8,ap 1.5mm， d0 12mm， v 25m/ min ， z 4。2. 決定銑削用量13) 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 ap 1.5mm14) 決定每次進給量及切削速度根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 6kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出fz 0.2mm/齒 ，則1000v 1000 25ns663r / mind 12按機床標準選取 nw 750r/ mindnw100012 750 28.26m / min1000當 nw 750r/min 時fm f zznw 0.2 4 750 600mm/ r按機床標準選

20、取 fm 600mm/ r15）計算工時切削工時： l 15mm ，l1 9mm， l2 3mm，則機動工時為l l1 l2 15 9 3 tm1 2 0.18minnw f750x0.2工序 12：粗銑上端右孔同上工序 13: 鉆 2*M8-7H 孔選用 6mm高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表 3.1 6）由切削表 2.7 和工藝表 4.2 16查得 f機 0.28mm/rVc 8m / min （切削表 2.15）1000v c機D1000x8 x6424r /min按機床選取 n機 500r /minDn機 x6x500Vc機9.42m / minc機 10001000基本工時：t l l1 l

21、2t13 3 3 0.136minn機f機500x0.28工序 14：鉆 2*M8-7H 螺紋孔選擇 M8mm高速鋼機用絲錐f 等于工件螺紋的螺距 p ，即 f 1.25mm / rVc機 7.5m/ min1000 7.58298(r / min)1000Vc n查 查D按機床選取 n機 272r / minVc機 6.8m/ min基本工時： t l l1 l2 13 3 3 0.05(min) n機 f272 1.25工序 15：檢驗工序 16：入庫第二章 機床夾具的定位及夾緊2.1 概述在機械制造中，用以裝夾工件（和引導刀具）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，

22、接受施工或檢測的裝置。2.1.1 機床夾具的概念在機械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機床上占有正確的位置， 確定工件在機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床夾具，簡稱夾具。2.1.2 機床夾具的組成1. 機床夾具的基本組成部分（1）定位裝置 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。（2）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。（3）夾具體夾具體是夾具的基本骨架

23、，通過它將夾具所有的元件構成一個整體。2. 機床夾具的其他特殊元件或裝置（1）連接元件根據(jù)機床的特點，夾具在機床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機床工作 臺上，另一種是安裝在機床主軸上。連接元件用以確定夾具本身在機床上的位置。如機 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。（2）對刀元件常用在普通銑床夾具中，用對刀快調整銑刀加工前的位置。對刀時，銑刀不與對刀快直接接觸，而用塞尺進行檢查，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀快工作表面。（3）導向元件 常用在鉆床、鏜床夾具中，用鉆套和鏜套引導刀具加工中的正確位置。（4）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

24、模裝置、上下料裝置、 平衡塊等。 這些元件或裝置需要專門設計。2.1.3 機床夾具的分類根據(jù)機床夾具的通用化程度，可將夾具氛圍以下幾種：1. 通用夾具 可加工一定范圍內不同工價的夾具為通用夾具，如車床上的三爪自定心卡盤、四爪 單動卡盤；銑床上的平口虎鉗、分度頭和回轉工作臺等。它們有很大的通用性，無需調 整或稍加調整就可以用于裝夾不同的工件。這類夾具一般已標準化，由專業(yè)工廠生產， 作為機床附件供應給用戶。由于使用通用夾具夾緊工件比較費時，操作復雜，生產效率低，且較難裝夾形狀復 雜的工件，故通用夾具主要用于單件小批生產，在產品固定的大批量生產中很少使用通 用夾具，而使用效率較高的專用夾具。2. 專

25、用夾具 專用夾具是針對某一種工件的某道工序專門設計的夾具。所以結構緊湊，操作迅速 方便。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設計與制造。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 動強度，節(jié)省工時，顯著提高效率，另外利用專用夾具還可以擴大機床的工藝范圍。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計的，所以它的適用范圍較 窄。此外、專用夾具的設計制造周期較長。當產品更換時，往往因無法再使用而報廢， 因此，專用夾具主要適用于產品品種相對穩(wěn)定的大批大量生產。3. 成組夾具 根據(jù)成組技術原來技術的用于成組加工的夾具。這種夾具的特點是，在通用的夾具 體上，只需對夾具

26、的部分元件稍加調整或更換，即可用于組內的不同工件的加工。4. 組合夾具 組合夾具是由可循環(huán)使用的標準夾具零件部件組裝成易于聯(lián)結和拆卸的夾具。 它在使用上具有專用夾具的優(yōu)點，而當產品更換時，不存在夾具“報廢”問題。因為它可以 拆開，其元件可清洗入庫，留待組裝新的夾具。因此，組合夾具很適合于新產品試制和 單件小批生產使用。由于組合夾具還具有縮短生產準備周期，減少專用夾具種類、數(shù)量 和存放面積等優(yōu)點，特別適用于新產品的試制和多品種小批量生產。5. 隨行夾具 隨行夾具為自動線上使用的一種夾具。自動線夾具基本上分為兩類：一類為固定式 夾具，它與一般專用夾具相似；一類為隨行夾具，她除了具有一般夾具所擔負的

27、裝夾任 務外，還擔負自動線輸送工件的任務。所以，它是跟隨被加工工件沿著自動線從一個工 位移到下一個工位的，故稱為隨行夾具。除了上述分類外，夾具還可以按照動力來源不同分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾 具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具及自夾緊夾具等，按工種還可以分為車床夾具、銑 床夾具、磨床夾具、鉆床夾具等。2.1.4 機床夾具在機械加工中的作用夾具是機械加工中的一種工藝裝備，它在生產中起的作用很大，所以在機械加工中 的應用十分廣泛。歸納起來有以下幾個方面的作用：1. 保證工件的加工精度 由于采用夾具安裝，可以準確地確定工件與機床、刀具之間的相互位置，所以在機 械加工中，可以保證工件各個表面的相互位

28、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。2. 提高勞動生產率和降低加工成本 采用夾具使工件裝夾方便，免去工件逐個找正對刀所花費的時間，因此可以縮短輔 助時間。另外，采用夾具裝夾或，產品質量穩(wěn)定，對操作工人的技術水平的要求可以降 低，有利于提高生產率和降低成本。3. 擴大機床工藝范圍和改變機床用途 使用專用夾具可以改變原機床的用途和擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能。這是 在生產條件有限的也器中常用的一種技術改造措施。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行鏜削加工，一充分發(fā)揮通用機床的作用。4. 改善勞動條件和保證生產安全

29、 使用專用機床夾具可減輕工人的勞動強度、改善勞動條件，保證安全生產。2.2 工件的裝夾方式工件在機床上的裝夾方式有以下三種方法：1. 直接找正法 在機床上根據(jù)工件上有關基準直接找正工件，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 工具及工人的技術水平。此法一般多用于單件小批生產和精度要求特別高的場合。2. 劃線找正法 在機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、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

30、元件使工件相對于刀具及機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。上述用裝夾工件的方法有以下幾個特點：工件在夾具中的定位， 是通過工件上的定位基準與夾具上的定位元件相接觸而實現(xiàn) 的。由于夾具預先在機床上已調整好位置（也有在加工過程中再進行找正的） ，因此， 工件通過夾具相對于機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。2.3 基準及其分類機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系，是離不開 基準的。不明確基準就不無

31、法確定表面的位置。基準是用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面。根據(jù) 基準的不同功能，基準分為設計基準和工藝基準兩大類。1. 設計基準在零件圖樣上所采用的基準，稱為設計基準。2. 工藝基準 零件在工藝過程中所采用的基準，稱為工藝基準。工藝基準按用途不同，又分為裝配基準、測量基準、工序基準和定位基準（1）裝配基準 裝配時用以確定零件在部件或產品中的位置的基準，稱為裝配基準。（2）測量基準 測量時用以檢驗已加工表面尺寸幾 位置的基準，稱為測量基準。（3）工序基準 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，稱 為工序基準。（4）定位基準 工件定位時所

32、采用的基準，稱為定位基準。 需要說明的是，作為基準的點、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)基準的表面稱為定位基準。2.4 工件的定位2.4.1 工件定位的基本原理工件裝夾在機床上必須使工件相對于刀具和機床處于正確的加工位置， 它包括工件 在夾具的定位、 夾具在機床上的安裝以及夾具相對于刀具和整個工藝系統(tǒng)的調整等工作 過程。在使用夾具的情況下， 就要使機床、 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)。1. 六點定位原則 定位，就是限制自由度。通常是用一個支承點限制工件的一個自由度，用合理設置 的六

33、個支承點，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“六點定位原則” 。2. 工件定位中可能出現(xiàn)的集中情況（1）完全定位 六個支承點限制了工件的全部自由度，稱為完全定位。（2）不完全定位 根據(jù)工件的加工要求，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。3）欠定位根據(jù)工件的加工要求，應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。（4）過定位 夾具上的兩個或兩個以上的定位元件，重復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

34、定位基準之間以及 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構，使定位元件在重復限 制自由度的部分不起定位作用。2.4.2 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構、形狀、尺寸及布置形式等， 他們主要取決于工件的加工要求、工件定位基準和外力的作用等因素。1. 工件及平面定位（1）主要支承 主要支承用來限制工件的自由度，起定位作用1）固定支承2）可調支承3）自位支承（2）輔助支承 提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性1）螺旋式輔助支承2）自位式輔助支承3）推引式輔助支承4）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

35、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2.5 工件的夾緊在機械加工中，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用而發(fā)生位置變化或產生振動，以保證加 工精度和安全生產。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。2.5.1 夾緊裝置的組成及基本要求1. 夾緊裝置的組成（1）力源裝置（2）中間傳動機構 作用如下：1）改變夾緊作用力的方向2）改變夾緊作用力的大小3）具有一定的自鎖性能（3）夾緊元件2. 對夾緊裝置的基本要求（1

36、）夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置（2）夾緊力的大小要適當（3）夾緊裝置要操作方便（4）結構要進湊簡單，有良好的結構工藝性，盡量使用標準件2.5.2 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。在確定夾緊力的三要素時要分 析工件的結構特點、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 位裝置的結構形式和布置方式。夾緊力的三要素對夾緊結構的設計起著決定性的作用。 只有夾緊力的作用點分布合理，大小適當，方向正確才能獲得良好的效益。1. 夾緊力方向的確定（1）夾緊力方向應垂直于主要定位基準面（2）夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致2. 夾緊力作用點的選擇（

37、1）應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生位移或偏轉。（2）應盡量避免或減少工件的夾緊變形（3）夾緊力作用點應盡量靠近加工部位3. 夾緊力大小的估算 （1）首先假設系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。（2）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 理公式計算。（3）對重型工件應考慮工件重力的影響。在工件做高速運動場合，必須計入慣性 力。（4）分析對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡方程計算此狀態(tài)下所需的夾緊力 即為計算夾緊力（5）將計算夾緊力再乘以 K，即得實際夾緊力。 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

38、K=1.52.5；當夾緊力與切削力相反時，K=2.53 。2.5.3 典型夾緊結構1. 斜楔夾緊結構2. 螺旋夾緊結構（1）單個螺旋夾緊結構（2）螺旋壓板夾緊結構（3）偏心夾緊機構2.5.4 定心夾緊機構當加工尺寸的工序基準是中心要素（軸線、中心平面等）撕，為使基準重合以減少 定位誤差，可以采用定位夾緊機構，所以，定心夾緊機構主要用于要求準確定心或對中 的場合。定心夾緊機構可分為以下幾種：（1）螺旋式定心夾緊機構（2）杠桿式定心夾緊機構（3）楔式定心夾緊機構（4）彈簧筒夾式定心夾緊機構（5）膜片卡盤定心夾緊機構（6）波紋套定心夾緊機構7）液性塑料定心夾緊機構第 3 章 專用夾具設計3.1 設計

39、任務為了提高勞動勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經 指導老師與我協(xié)商，決定設計第 60道工序銑 55上端面的專用夾具。刀具為鑲齒套式 面銑刀。3.2設計方法和步驟3.2.1夾具類型的確定 由于在銑面時是采用鑲齒套式面銑刀進行銑削，所以采用的是圓形對刀塊。3.2.2定位裝置的設計銑55 上端面定位原理圖，如圖所示。 為了使定位誤差竟可能的小，決定采用控制六個自由度的定位方式實現(xiàn)完全定位。 六個自由度分別由一個面加三個支撐釘來控制五個自由度， 一個定位擋銷來控制工件的 轉動。圖 3-1 銑 ?55 上端面定位原理圖3.3夾緊裝置的設計3.3.1夾緊機構 夾緊裝置的好壞會影

40、響工件加工的精度和表面粗糙度，也影響到加工的時間，因此 在夾具中占有重要的地位。在此次的夾緊機構的設計中，所采用的是手柄螺旋夾緊機構。該夾緊機構不僅結構 簡單、制造容易，而且自鎖性能較好，夾緊力和夾緊行程較大，是手動夾緊中用的最常 見的一種夾緊機構。3.3.2夾緊力的計算(1) 刀具： 采用鑲齒套式面銑刀機床： X51 立式銑床由3 所列公式 得CF aXFyzuFqVwF查表 9.4 8 得其中： 修正系數(shù) kv 1.0CF30 qF 0.83 X F 1.0wF 0yF 0.65 uF 0.83 aP 8 z=24代入上式，可得 F=889.4N因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內安全系

41、數(shù) K= K1K2K 3K4其中： K1 為基本安全系數(shù) 1.5K 2為加工性質系數(shù) 1.1K3 為刀具鈍化系數(shù) 1.1K 4 為斷續(xù)切削系數(shù) 1.1所以 F KF 1775.7N(2) 夾緊力的計算0.25選用夾緊螺釘夾緊機 由 N f1 f2 KF其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 f1 f2F=Pz +G G 為工件自重N f1 f23551.4N夾緊螺釘： 公稱直徑 d=8mm，材料 45 鋼 性能級數(shù)為 6.8 級B 6 100MPas8 s 10480 MPa螺釘疲勞極限：1 0.32 B 0.32 600 192MPa極限應力幅： alim kmk 1 51.76MPa k許用應

42、力幅：aSalaim 17.3MPa螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為s=3.54取 s=4得 120MPa滿足要求4 FHH22.82 dc21.3 4 N15MPa經校核：滿足強度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊， 調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置， 即可指定可靠的夾緊 力3.4導向裝置的設計導向裝置用于引導刀具對工件的加工，可提高被加工孔的形狀精度、尺寸精度以及 孔系的位置精度。對刀塊是銑床夾具所特有的零件，起導向作用，提高刀具剛度并保證被加工孔與工 件其他表面的相對位置。由于此工序加工的是端面，所以我選用的是圓形對刀塊3.5繪制夾具結構圖綜合上述的設計內容，最終畫出夾具結構圖，如圖 31 夾具機構圖所示圖 3 1 夾具機構圖3.6 定位誤差分析與計算工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位擋銷的孔徑為最小時，孔心在任 意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在銑床上加工，所 以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。 此時可求出孔心在接觸