畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PKZ160列車軸支承座加工工藝及夾具設(shè)計(jì)（含全套CAD圖紙）

1、由于部分原因，說明書已刪除大部分，完整版說明書，cad圖紙等，聯(lián)系153893706 pkz160列車軸支承座加工工藝及夾具設(shè)計(jì)摘 要：夾具在工藝設(shè)備中占有十分重要的地位，它對(duì)保證工件的加工精度、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、擴(kuò)大機(jī)床使用范圍等方面具有重要作用。因此，夾具設(shè)計(jì)是機(jī)械加工中一項(xiàng)重要的工藝裝備設(shè)計(jì)工作。本次設(shè)計(jì)是根據(jù)某車輛制造企業(yè)實(shí)際的生產(chǎn)需要而提出，主要是設(shè)計(jì)列車軸支撐座鉆側(cè)面和鏜側(cè)面孔的夾具，采用了氣動(dòng)夾具結(jié)構(gòu)，保證了工件的加工質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)效率，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：鏜床；夾具；工藝； the desigen of automotive for pkz160

2、of the bomsster thechnology fabrication and fixture abstract:fixture has so many advantages in production that it takes a very important part in the manufacturing，for example, decreasing the production time, reducing the work difficult, improving product quality as the precision is assured , and so

3、on,which have a great benefit to the production efficiency and cost down.so jig design is very important in the machining. the design in this article is based on actual requirements of a vehicle manufacturer. its mainly about automotive for pkz160 acle box processing thechnology of bore.the purpose

4、for the design is to ensure the process quality, improve working conditions and production efficiency, and to achieve improving economic returns at last.key words:boring machine;automotive;technology;1 前言 本設(shè)計(jì)是根據(jù)某車輛制造企業(yè)實(shí)際的生產(chǎn)需要而提出，主要是設(shè)計(jì)列車軸支撐座側(cè)面孔夾具，由于采用了氣動(dòng)夾具結(jié)構(gòu)，使得產(chǎn)品的加工精度得到提高，保證了工件的加工質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)效率和降低成

5、本，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。1.1 夾具的特點(diǎn) 在機(jī)床上加工工件時(shí),我們可以看到兩種不同的情況:一種是用劃針或指示表等量具,按工件的某一表面,或者按工件表面上所劃的線進(jìn)行找正,使工件在機(jī)床上處于所需要的正確位置,然后夾緊工件進(jìn)行加工;另一種是把工件安裝在夾具上進(jìn)行加工。為了在工件的某一部位上加工出符合規(guī)定技術(shù)要求的表面,一般都按工件的結(jié)構(gòu)形狀,加工方法和生產(chǎn)批量的不同,采用各種不同的裝置將工件準(zhǔn)確,方便而可靠地安裝在機(jī)床上,然后進(jìn)行加工.這種用來安裝的工件以確定工件與切削刀具的相對(duì)位置并將工件夾緊的裝置稱為“機(jī)床夾具”。在實(shí)際的生產(chǎn)中,例如活塞,連桿的生產(chǎn)線上,幾乎每道工序中都采用了夾具。十分明顯,

6、如果不采用夾具,不但工件的加工精度難以保證,而且加工生產(chǎn)效率也會(huì)大大降低,有時(shí)甚至?xí)斐蔁o法加工的情況。除了機(jī)床加工時(shí)需要使用夾具外,有時(shí)在檢驗(yàn),裝配等的工序中也要用到夾具,因之在這種場(chǎng)合中用到的夾具可分別稱為“檢驗(yàn)夾具”和“裝配夾具”。 機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔助工具”。輔助工具有時(shí)也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi)。按照機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。通用夾具是在普通機(jī)床上一般都附有通用夾具,如車床上的卡盤,銑床上的回轉(zhuǎn)工作臺(tái),分度頭,頂尖座等。它們都已標(biāo)準(zhǔn)化了,具有一定的通用性,可以用來安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)

7、的各種工件而不需要進(jìn)行特殊的調(diào)整。但是,在實(shí)際生產(chǎn)中,通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要;或者因?yàn)樾实投仨毎淹ㄓ脢A具進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn);或者由于工件的形狀,加工的要求等的不同須專門設(shè)計(jì)制造一種專用夾具,以解決實(shí)際生產(chǎn)的需要。專用夾具是為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計(jì)制造的,其功用主要有下列幾個(gè)方面:1.保證工件被加工表面的位置精度,例如與其他表面間的距離精度,平行度,同軸度等。對(duì)于外行比較復(fù)雜,位置精度要求比較高的工件,使用通用夾具進(jìn)行加工往往難以達(dá)到精度要求。2.縮短了工序時(shí)間,從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。進(jìn)行某一工序所需要的時(shí)間,其中主要包括加工工件所需要的機(jī)動(dòng)時(shí)間和裝卸工件

8、等所需要的輔助時(shí)間兩部分。采用專用夾具后,安裝工件和轉(zhuǎn)換工位的工作都可以大為簡(jiǎn)化,不再需要畫線和找正,縮短了工序的輔助時(shí)間并且節(jié)省了畫線這個(gè)工序,從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率.在生產(chǎn)中由于采用了多工件平行加工的夾具,使同時(shí)加工的幾個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間將與加工一個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間相同。采用回轉(zhuǎn)式多工位連續(xù)加工夾具,可以在進(jìn)行切削加工某個(gè)工件的同時(shí),進(jìn)行其它工件的裝卸工作,從而使輔助時(shí)間與機(jī)動(dòng)時(shí)間相重合?？傊?隨著專用夾具的采用和進(jìn)一步改善,可以有效地縮短工序時(shí)間,滿足生產(chǎn)不斷發(fā)展的需要。3.采用專用夾具還能擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。例如在普通車床上附加鏜模夾具后,便可以代替鏜床工作;裝上專用夾具后可以車削成型表面等

9、,以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。4.減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,保障安全生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)需要,采用一些氣動(dòng),液壓或其它機(jī)械化,自動(dòng)化程度較高的專用夾具,對(duì)于減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全和產(chǎn)品的穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)都有很大作用。加工大型工件時(shí),例如加工車床床身上,下兩面上的螺孔,需要把床身工件翻轉(zhuǎn)幾次進(jìn)行加工,勞動(dòng)強(qiáng)度大而且不安全。采用電動(dòng)回轉(zhuǎn)式鉆床家具后,就能夠達(dá)到提高生產(chǎn)效率,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全的目的。專用夾具在生產(chǎn)上起著很大的作用,那么是不是在任何場(chǎng)合都要設(shè)計(jì)和采用呢？這個(gè)問題就是具體問題具體分析。上面說的關(guān)于專用夾具在生產(chǎn)中的作用,只是事物的一個(gè)方面。另一方面,由于夾具的設(shè)計(jì),制造和所用的材料等須消耗一定的

10、費(fèi)用,增加了產(chǎn)品的成本。因之,在什么情況下采用什么樣的夾具才是經(jīng)濟(jì)合算的,這是一個(gè)大問題,特別對(duì)于重大的,設(shè)計(jì)制造工作量大的專用夾具需與工人師傅等三結(jié)合共同研究解決。事物總是一分為二的,專用夾具也存在缺點(diǎn),即專用夾具的專用性和產(chǎn)品多樣性的矛盾。由于專用夾具只適用于一個(gè)工件加工的某一個(gè)工序,因而隨著產(chǎn)品品種的不斷增多,夾具數(shù)量也不斷上升,造成存放和管理上的困難;而當(dāng)某產(chǎn)品不再進(jìn)行生產(chǎn)時(shí),原來的夾具一般都無法重新利用,造成浪費(fèi)。同時(shí),專用夾具的設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)間周期長(zhǎng),與生產(chǎn)的迅速發(fā)展也有矛盾。但是在當(dāng)前成批生產(chǎn)的機(jī)械工廠中,多數(shù)還是采用通用機(jī)床加上專用夾具進(jìn)行工件的機(jī)械加工?？烧{(diào)整夾具是為了擴(kuò)大夾具的

11、使用范圍,彌補(bǔ)專用夾具只適用與一個(gè)工件的某一特定工序的缺點(diǎn),正在逐步推廣使用可調(diào)整式的夾具。可調(diào)整式夾具一般可分為標(biāo)準(zhǔn)化夾具,成組夾具和組合夾具等。1.標(biāo)準(zhǔn)化夾具:標(biāo)準(zhǔn)化夾具就是利用本廠已規(guī)格化了的部分或全部標(biāo)準(zhǔn)零件裝配成的專用夾具。專用夾具中的大件,如夾具體,以及定位元件,夾緊件和機(jī)械夾緊用的氣缸部件等,經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化,尺寸規(guī)格化后有利于工廠成批準(zhǔn)備配件,成批加工,這樣可使夾具的設(shè)計(jì),制造工作加快,節(jié)省費(fèi)用。另外,當(dāng)產(chǎn)品更改,夾具不再使用時(shí)可以拆開,把標(biāo)準(zhǔn)零件保存起來,備以后使用。2.成組夾具:多品種,小批量生產(chǎn)的機(jī)械加工車間中,往往可以采用成組加工法。采用成組加工法,是把多種產(chǎn)品的零件按加工所

12、用的機(jī)床和刀具,夾具等工藝裝備的共性分組,同一組的零件能在同一臺(tái)機(jī)床上用共同的工藝裝備和調(diào)整方法進(jìn)行加工。例如分成軸類,套類,盤類,齒輪,杠桿,支架類等各種零件。成組夾具就是根據(jù)一組安裝方法相類似的零件而設(shè)計(jì)的,只要稍作調(diào)整或更換夾具上的某些定位,夾緊件,就可以從加工某一工件轉(zhuǎn)為加工另一工件。3.組合夾具:組合夾具是有一套專門設(shè)計(jì)制造,便于組裝和拆卸的有各種不同的形狀,不同尺寸規(guī)格并且有完全互換性和耐磨性的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件所組成。利用這些元件和合件,根據(jù)加工工件的需要可以組裝成車,磨,銑,刨,鉆,鏜等工序用的各種不同的機(jī)床夾具。夾具使用完畢,可以方便的拆開,洗凈元件存放起來,留待以后組裝新夾具時(shí)

13、再用。因之組合夾具是具有高度標(biāo)準(zhǔn)化和系列化元件的新型工藝裝備。關(guān)于組合夾具的問題,其設(shè)計(jì)原理基本相同。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的夾具很多,分類方法也有很多種。通常還可按使用夾具的工序不同分為車床夾具,銑床夾具等;還可以根據(jù)在機(jī)床上運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)歸并成以下幾類,(1)車床類夾具:包括車床,內(nèi)外圓磨床,螺紋磨床用夾具,其特點(diǎn)是夾具與工件一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。(2)銑床類夾具:包括銑床,刨床,平面磨床等機(jī)床用夾具,其特點(diǎn)是夾具固定在工作臺(tái)上,只作縱向或橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。(3)鉆,鏜床類夾具:用于在鉆床上鉆,擴(kuò),鉸等工序或在鏜孔工序,其實(shí)就是夾具固定在機(jī)床上,刀具通過夾具上的導(dǎo)向裝置進(jìn)行送進(jìn)運(yùn)動(dòng)。上述的各種夾具都

14、是固定在機(jī)床上的,但是在自動(dòng)線加工中,有的夾具帶著工件由生產(chǎn)線的輸送裝置,挨著每臺(tái)機(jī)床逐步向前輸送,這類夾具通常稱為“隨行夾具”。自動(dòng)線上的隨行夾具除了完成工件的定位,支承和夾緊外,還帶著工件沿自動(dòng)線的加工機(jī)床進(jìn)行定位(相對(duì)于每臺(tái)機(jī)床的刀具位置),夾緊,待加工完了再自動(dòng)送至下一臺(tái)機(jī)床加工,以便通過自動(dòng)線的各臺(tái)機(jī)床,完成工件的全部工序加工。隨行夾具主要適用于采用組合機(jī)床自動(dòng)線加工,但又無良好的輸送基面和定位基面的工件,以便將這種畸形工件先裝夾于基面完整的隨行夾具上,然后在通過自動(dòng)線進(jìn)行加工。對(duì)一些有色金屬等軟件性材料的工件,雖然具有良好的輸送基面,但為了保護(hù)工件的基面不受劃傷,有時(shí)也采用隨行夾具

15、。通用可調(diào)夾具,若產(chǎn)品中有若干零件具有相似性,有選用通用可調(diào)整夾具的可能,應(yīng)進(jìn)一步探索,應(yīng)用下面三方面分析判斷(1)工件結(jié)構(gòu)要素的相似性,主要是被加工表面形式和部位的相似,工序內(nèi)容和技術(shù)要求基本相似;能有相似或相同的定位基準(zhǔn)和定位方式。(2)有可能采用功能相同的定位方式和夾緊方式(包括夾緊動(dòng)力源)。(3)工件尺寸要素相似,如定位基準(zhǔn)和外廓尺寸的近似程度,看能否使用,可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)緊湊,布局協(xié)調(diào)的夾具。綜上所述,機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機(jī)床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機(jī)械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項(xiàng)

16、重要任務(wù)。1.2 研究夾具的目的和意義 隨著我國(guó)改革開放的不斷深入，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系的不斷完善，我國(guó)工業(yè)逐漸向成熟化發(fā)展。在整個(gè)機(jī)械工業(yè)中，設(shè)計(jì)在其中占有的地位日益顯現(xiàn)出來。工業(yè)設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容。第一是產(chǎn)品設(shè)計(jì),第二是與產(chǎn)品有關(guān)的視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)，如產(chǎn)品的包裝、商業(yè)廣告等平面設(shè)計(jì)。第三是由產(chǎn)品設(shè)計(jì)擴(kuò)展的環(huán)境設(shè)計(jì)如產(chǎn)品的展示與陳列，商品櫥窗設(shè)計(jì)以及室內(nèi)設(shè)計(jì)等。產(chǎn)品設(shè)計(jì)作為工業(yè)設(shè)計(jì)的核心，它涉及的面廣，從人們的衣食住行，到社會(huì)的各行各業(yè)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)無時(shí)不有，無時(shí)不在。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的對(duì)象既包括一般的日用生活制品，也包括工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)床，加工工具；既包括家用小電器產(chǎn)品，也包括專業(yè)的儀器，儀表；既包括小型的自

17、行車，摩托車，也包括大型的汽車，飛機(jī)等交通工具；“從口紅到宇宙飛船”都是屬于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)的范疇，本論文主要針對(duì)加工工具設(shè)計(jì)，在一定范圍內(nèi)又稱“加工輔助設(shè)計(jì)”，即機(jī)床夾具體的設(shè)計(jì)。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)深人實(shí)際，進(jìn)行調(diào)查研究，吸取國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，制定出合理的設(shè)計(jì)方案，再進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。而深入生產(chǎn)實(shí)際調(diào)查研究中，應(yīng)當(dāng)掌握下面的一些資料：(1)工件圖紙；詳細(xì)閱讀工件的圖紙，了解工件被加工表面是技術(shù)要求，該件在機(jī)器中的位置和作用，以及裝置中的特殊要求。(2)工藝文件：了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件被加

18、工表面及待加工面狀況，基準(zhǔn)面選擇的情況，可用機(jī)床設(shè)備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。(3)生產(chǎn)綱領(lǐng)：夾具的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與工件的批量大小相適應(yīng)，做到經(jīng)濟(jì)合理。(4)制造與使用夾具的情況，有無通用零部件可供選用。工廠有無壓縮空氣站；制造和使用夾具的工人的技術(shù)狀況等。夾具的出現(xiàn)可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。1.3 夾具的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 工業(yè)設(shè)計(jì)是人類社會(huì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，從英國(guó)莫里斯的“工藝美術(shù)運(yùn)動(dòng)”，到德國(guó)的包豪斯設(shè)計(jì)革命以及美國(guó)的廣泛傳播與推廣，工業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過了醞釀，探索，形成，發(fā)展百余年的歷史滄桑。時(shí)至今日，工業(yè)設(shè)計(jì)已

19、成為一門獨(dú)立的專業(yè)學(xué)科，并且有一套完整的研究體系。1980年國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)理事會(huì)（icsid）給工業(yè)作了明確定義：“就批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言，憑借訓(xùn)練，技術(shù)知識(shí)，經(jīng)驗(yàn)及視覺感受，而預(yù)示材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、形態(tài)、色彩、表面加工，裝飾以新的品質(zhì)和規(guī)格，叫做工業(yè)設(shè)計(jì)。根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況，工業(yè)設(shè)計(jì)師應(yīng)在上述工業(yè)產(chǎn)品全部側(cè)面或其中幾個(gè)方面進(jìn)行工作，而且需要工業(yè)設(shè)計(jì)師對(duì)包裝、宣傳、展示，市場(chǎng)開發(fā)等問題的解決付出自己的技術(shù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及視覺評(píng)價(jià)能力時(shí)，這也屬于工業(yè)設(shè)計(jì)的范疇”。材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計(jì)；另一方面，技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)美學(xué)的觀點(diǎn)看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基

20、礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに嚕湍軌騽?chuàng)造出實(shí)用，美觀，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”。任何設(shè)計(jì)都是時(shí)代的產(chǎn)物，它的不同的面貌，不同的特征反映著不同歷史時(shí)期的科學(xué)技術(shù)水平。技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個(gè)環(huán)節(jié)的變革，便會(huì)引起整個(gè)機(jī)體的變化。1.4 夾具的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 按在夾具中的作用,地位結(jié)構(gòu)特點(diǎn),組成夾具的元件可以劃分為以下幾類:(1)定位元件及定位裝置；(2)夾緊元件及定位裝置(或者稱夾緊機(jī)構(gòu))；

21、 (3)夾具體；(4)對(duì)刀,引導(dǎo)元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件,對(duì)刀裝置及靠模裝置等)；(5)動(dòng)力裝置；(6)分度,對(duì)定裝置；(7)其它的元件及裝置(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機(jī)床相連接用的緊固螺釘,銷釘,鍵和各種手柄等)；每個(gè)夾具不一定所有的各類元件都具備,如手動(dòng)夾具就沒有動(dòng)力裝置,一般的車床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反之,按照加工等方面的要求,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機(jī)構(gòu),例如在有的自動(dòng)化夾具中必須有上下料裝置。2 工藝設(shè)計(jì)2.1 確定生產(chǎn)類型由設(shè)計(jì)要求知生產(chǎn)類型為中批或大批生產(chǎn)。2.2 毛坯選擇和毛坯圖說明2.2.1 選擇毛坯由設(shè)計(jì)要求知毛坯材料為qt450-10

22、。由于毛坯形狀復(fù)雜宜用鑄件。比較各種鑄件制造方法，可得砂型鑄造適用于批量較大、大尺寸的鑄件。2.2.2 毛坯尺寸和機(jī)械加工余量的確定 1.選取公差等級(jí) 查表可得，鑄造方法為砂型鑄造、鑄件材料為球墨鑄鐵，得公差等級(jí)it范圍11-14級(jí)，取為12級(jí)。 2.求鑄件尺寸公差，根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級(jí)，知公差帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱分布1選取公差等級(jí) 查表可得，制造方法為焊接、零件材料為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，得公差等級(jí)it范圍11-14級(jí)，取為12級(jí)。3.機(jī)械加工余量等級(jí) 查表知，制造方法為砂型鑄造、工件材料為qt450-10，得機(jī)械加工余量為c-e級(jí)，取d級(jí)。4.求輪廓尺寸：長(zhǎng)905mm,寬300mm

23、，高352mm。所以最大輪廓尺寸為905mm。5.求rma（要求的機(jī)械加工余量）對(duì)所有加工表面取同一個(gè)數(shù)值，查表知，最大輪廓尺寸為905mm，機(jī)械加工余量等級(jí)為d級(jí)，得：rma=5mm.6.求毛坯基本尺寸：簡(jiǎn)圖如下圖1 毛坯圖fig.1 the roughcast of workpiece內(nèi)腔加工：r=f-2rma-ct/2 rma=5mm, it為12級(jí)。 250mm孔和120mm孔均為內(nèi)腔加工。對(duì)于250mm孔，查表得尺寸公差為4.8mmr=250-25-4.8/2=237.6mm對(duì)于120mm孔，查表得尺寸公差為3.6mmr=120-25-3.6/2=108.2mm對(duì)于尺寸300mm，查

24、表得，尺寸公差為5.4mmr=300+25+5.4/2=312.7mm對(duì)于尺寸352mm，查表得，尺寸公差為5.8mm r=352+25+5.8/2=364.9mm2.3 選擇加工方法，制定工藝路線2.3.1 表面加工方法的確定表1 表面加工方法表加工表面尺寸精度等級(jí)表面粗糙度等級(jí)ra/m加工方案下端面45mm孔13131.66.3粗銑-精銑粗鏜-半精鏜-精鏜上端面136.3粗銑-精銑250mm孔131.6粗鏜-半精鏜-精鏜120mm孔側(cè)面14mm孔m16螺紋孔131313131.63.26.312.5粗鏜-半精鏜-精鏜粗銑-精銑鉆孔絲錐攻絲環(huán)槽1125粗鏜 table.1 surfbce t

25、reatment chart2.3.2 加工階段的劃分此處已刪除氣動(dòng)氣缸最大輸出力計(jì)算公式： f1=p/4d2 f2= p/4（d2- d2）其中：f1無活塞桿端的最大理論輸出力（n）f1有活塞桿端的最大理論輸出力（n） p-公稱壓力（mps） d-氣缸內(nèi)徑（mm） d-活塞桿直徑（mm）按照jb/t5923-1997標(biāo)準(zhǔn)，氣動(dòng)氣缸的基本參數(shù)如下表所列：表2 氣動(dòng)氣缸基本參數(shù)表table.2 the essential parameter of air cylinder缸筒內(nèi)徑（mm） 50 63 80 100 125 160 250 400理論作 推力f1 785 1246 2009 314

26、0 4906 8038 19625 50240用力 拉力f1 704 1050 1813 2818 4404 7253 18086 47971行程范圍（mm） 0 0 0 0 0 0 0 0 600 600 600 600 600 600 600 600活塞桿直徑d（mm） 16 25 25 32 40 50 70 85啟動(dòng)壓力（mpa） 0.1 0.06 0.05續(xù)表2系統(tǒng)壓力（mpa） 0.151.0介質(zhì)溫度（） -25+80（在不凍結(jié)條件下） 根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，綜合考慮后，選取qgb-250型氣缸，缸筒內(nèi)徑為250mm，理論推力為19625n，理論拉力為18086n，最大行程為280

27、mm，活塞桿直徑為70mm，啟動(dòng)壓力為0.5mpa,系統(tǒng)壓力為0.151.0mpa。5 夾具的相關(guān)分析5.1 夾具的經(jīng)濟(jì)效益分析機(jī)床夾具費(fèi)用是工藝成本的組成部分，它直接影響工藝過程的經(jīng)濟(jì)性及產(chǎn)品成本,機(jī)床夾具的經(jīng)濟(jì)性用下述不等式評(píng)價(jià):snc式中s-使用機(jī)床夾具后生產(chǎn)費(fèi)用的節(jié)約,即經(jīng)濟(jì)效果；式中n-用機(jī)床夾具全年加工的工件數(shù)量,即工件的年產(chǎn)量；式中c-使用機(jī)床夾具全年的費(fèi)用。(1)使用機(jī)床夾具的經(jīng)濟(jì)效果：機(jī)床夾具的使用減少了生產(chǎn)單件的時(shí)間，一個(gè)工件的某一工序因使用機(jī)床夾具而減少的單件時(shí)間是：t=t1-t2，式中t1和t2分別為使用機(jī)床夾具前后工件的單件時(shí)間。若比較兩種機(jī)床夾具的經(jīng)濟(jì)性， t1和t

28、2又分別代表兩種夾具加工工件的單件時(shí)間,由于使用機(jī)床夾具而節(jié)約的工人工資額為：z=z1t1-z2t2式中z1，t2分別為使用機(jī)床夾具前后機(jī)床工人每分鐘的工資額，若考慮雜費(fèi)方面h的節(jié)約，使用機(jī)床夾具的經(jīng)濟(jì)效果為：s=z(1+0.01h)(2)使用機(jī)床夾具的的全年費(fèi)用,一套專用夾具的費(fèi)用為：式中as-專用夾具的設(shè)計(jì)系數(shù),通常為0.5；式中ay -專用夾具的使用系數(shù)，一般取用專用夾具制造價(jià)格的0.20.3；式中t-專用夾具的使用年限,簡(jiǎn)單夾具=1年，中等復(fù)雜的夾具=23年，復(fù)雜夾具是=45年；cz專用夾具的制造價(jià)格由下式計(jì)算 cz =+tzp(1+0.01h)；式中-材料的平均價(jià)格 元/kg；式中-

29、夾具元件的重量；式中t-夾具制造工時(shí) h；式中zp-工人的平均工資 元/人；式中h-工具車間雜費(fèi)百分比；通過原理，已經(jīng)可以從該方案中檢索到實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)可行性原理方案。實(shí)現(xiàn)某一功能可能有多個(gè)解，其優(yōu)劣程序要視具體情況而論。評(píng)價(jià)項(xiàng)給出了評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和評(píng)價(jià)的特性值，反映了原理方案在技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)性上的效用。以上所述原理中有關(guān)項(xiàng)目中所表達(dá)的評(píng)價(jià)決策的方方面面，為設(shè)計(jì)展示出統(tǒng)率全局的設(shè)計(jì)信息空間。5.2 單工位夾具與成組夾具的分析成組技術(shù)是近年來在國(guó)內(nèi)外機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)得到迅速發(fā)展的一種新的作業(yè)方式。而成組夾具則是按成組技術(shù)原理，在零件分組的基礎(chǔ)上，針對(duì)一組 （或幾組）相似零件的一道（或幾道）工序而設(shè)計(jì)的夾

30、具。它具有專用夾具的若干特點(diǎn)，又具有對(duì)工件特征在一定范圍內(nèi)變化的適應(yīng)性，它能使產(chǎn)品多品種、中小批量生產(chǎn)達(dá)到大批量生產(chǎn)的效果，因此，成組夾具在產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的今天，有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)。零件的分析與分組, 如某廠生產(chǎn)的交、直流起動(dòng)機(jī)機(jī)殼，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用10號(hào)無縫鋼管加工而成。本道工序?yàn)榘刖噧?nèi)孔，其品種有12種之多。軸向長(zhǎng)度尺寸最大為1820+0.023，最小為900+0.18 ,止口定位尺寸最大為0-0.087，最小為710-0.046，軸向止口長(zhǎng)度一律為3 ，由于尺寸段相距較遠(yuǎn)，軸向長(zhǎng)度考慮壓板尺寸，將其分為兩組。第1組軸向長(zhǎng)度為90135 ，第2組為140182，止口定位尺寸由于需更換

31、定位元件不再分組。把這類使用機(jī)床、夾緊方式、加工內(nèi)容相同的零件挑選出來，形成所需要的成組工序。圖10 成組工序fig.10 the working procedure process of size marking unitizing成組夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：成組夾具設(shè)計(jì)與專用夾具的設(shè)計(jì)方法相似，但具有一定的針對(duì)性，它是為加工某些幾何形狀相似、工藝過程和定位夾緊相似的零件而設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)時(shí)仍然需要選擇合理的定位基準(zhǔn)、定位元件;選擇合適的夾緊力、夾緊元件；設(shè)計(jì)好合理的基體件。5.2.1 夾具基體的設(shè)計(jì)夾具基體是成組夾具的基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)夾具基體時(shí)，除應(yīng)保證結(jié)構(gòu)合理外，還應(yīng)保證夾具基體有足夠的剛度，而且在可能

32、的范圍內(nèi)，力求能加工零件組的全部。對(duì)其基體件還應(yīng)根據(jù)相似件形狀、尺寸、精度、毛坯種類及其工藝方法來確定基體件形狀、尺寸，以滿足加工所有相似件的要求。該基體件與其它夾具元件組成的夾具結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，更換元件容易，可以加工不同產(chǎn)品的相似件，詳見下圖，通過它組成半精車內(nèi)孔成組夾具，可以完成不同產(chǎn)品機(jī)殼內(nèi)孔的加工。圖11 夾具基體fig.11 matrix part of automotive5.2.2 機(jī)殼成組夾具結(jié)構(gòu)機(jī)殼成組夾具由基體件、調(diào)換件、標(biāo)準(zhǔn)件三部分組成，見下圖。該夾具由基體件與機(jī)床連接，使用機(jī)床可視廠方具體情況而定。為保證工件軸線與機(jī)床軸線相重合，使用法蘭盤(過渡件)與機(jī)床內(nèi)錐孔配合

33、，完成定位。與夾具定位則依靠基體件上的外止口(本例為240處)，準(zhǔn)確定位后，予以軸向鎖緊。夾緊采用雙壓板球鉸壓緊，由大拉桿1帶動(dòng)兩個(gè)小拉桿2來完成。兩小拉桿做為調(diào)換件，以適應(yīng)分段兩組中不同軸向長(zhǎng)度的需要。1-大拉桿 2-小拉桿 3-基體件 4-定位盤 5-墊塊 6-壓板圖12 成組夾具結(jié)構(gòu)fig.12 structural representation of unitizing automotive成組夾具的誤差分析：(1)機(jī)床回轉(zhuǎn)中心與夾具安裝不同軸時(shí)，使夾具在機(jī)床上定位脫離理想狀態(tài)，造成安裝誤差。解決辦法:可在車床上重新車一次定位盤止口，保證定位盤中心和機(jī)床主軸中心同軸度小于0.015。(

34、2)工件在夾具上定位時(shí)，定位脫離理想位置，產(chǎn)生加工偏差，產(chǎn)生的原因有： 定位元件制造超差； 工件與定位元件間定位面間隙太大，或定位元件與機(jī)床主軸不垂直； 解決辦法： （a)確保元件制造精度，定位盤與基體件的配合可按公差等級(jí)5級(jí)或6級(jí)精度。 （b)夾具基體件上與定位元件的配合需在機(jī)床上精車，以確保定位元件安裝后，處于正確位置，以保證其尺寸公差和精度要求。 （c)定位盤內(nèi)孔尺寸，取工件最大實(shí)體尺寸加(或減)制造公差的1/51/8即:102+0.1 1/7 =102.0143。 5成組夾具的經(jīng)濟(jì)效益分析 （1)節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間：成組夾具只需設(shè)計(jì)調(diào)換件，可單獨(dú)出圖或提供元件號(hào)填表選用，一般只占總夾具設(shè)計(jì)量

35、的515%，以本夾具為例，調(diào)換件只占設(shè)計(jì)總量的10%。（2)節(jié)約制造工時(shí)：只需制造調(diào)換件即可，因此節(jié)約工時(shí)，縮短生產(chǎn)周期，減輕工具車間負(fù)荷。（3)節(jié)約原材料：一般調(diào)換件所需原材料只占夾具用料的515%。（4)便于管理，減少庫存面積。（5)為工裝標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、規(guī)格化打下基礎(chǔ)。目前，成組夾具和組合夾具在車床、銑床、鉆床、磨床上得到推廣應(yīng)用。開展成組夾具的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，提高經(jīng)濟(jì)效益起到積極作用，對(duì)我國(guó)工業(yè)發(fā)展將起到良好的推動(dòng)作用。5.3 誤差分析5.3.1 定位誤差分析工件的定位就是使同一工序中的所有工件逐次放置到夾具中，使之占有正確的位置的工藝過程。一批工件逐個(gè)在

36、夾具中定位時(shí)，由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合、定位副制造不準(zhǔn)確等原因，使得各個(gè)工件在夾具中占據(jù)的位置不可能完全一致，勢(shì)必產(chǎn)生定位誤差，即工件在夾具中因定位不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的工件加工誤差。應(yīng)用夾具cad系統(tǒng)設(shè)計(jì)夾具時(shí)，在未選定夾具定位方案的具體結(jié)構(gòu)之前，尚不能建立定位尺寸鏈。在系統(tǒng)確定了夾具定位結(jié)構(gòu)之后，就可以根據(jù)具體結(jié)構(gòu)建立定位尺寸鏈進(jìn)行正計(jì)算或反計(jì)算。a)正計(jì)算就是當(dāng)已知定位結(jié)構(gòu)中有關(guān)定位元件尺寸的公差時(shí)，用定位尺寸鏈求解封閉環(huán)公差(即定位誤差)。如果所求的定位誤差值在允許的公差范圍之內(nèi)，則表明所確定的定位元件的尺寸公差能滿足精度要求。否則不能保證精度，就需調(diào)整定位結(jié)構(gòu)中定位元件的尺寸公差。如果這

37、些公差無調(diào)整的余地則需考慮重新確定定位結(jié)構(gòu)。b)反計(jì)算就是已知封閉環(huán)的尺寸及公差,確定各組成環(huán)的公差,即將允許的定位誤差合理地分配到各組成環(huán)中去。定位銷孔45mm孔采用的加工方法是：粗鏜半精鏜精鏜，查手冊(cè)得，粗鏜至43mm，半精鏜至44.5mm，精鏜至45mm。粗鏜可達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)為it12，半精鏜可達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)為it10，精鏜可達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)為it8。由表可知加工精度等級(jí)為it8時(shí)，有：定位誤差jw=0.5xmax=0.5(dmax-dmin)jw=0.5(16.034-16.023)=0.0055mm我們采用定位銷定位，簡(jiǎn)圖如下:圖13 定位銷定位fig.13 l

38、ocating with conical dowel pin5.3.2 裝備誤差分析 “機(jī)床夾具裝配調(diào)整及夾具精度檢驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到夾具制造工藝特點(diǎn)和工件加工精度的保證方法，認(rèn)識(shí)到夾具總裝圖公差配合與技術(shù)要求的實(shí)際意義。從而使我在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)明白到底應(yīng)標(biāo)注哪些技術(shù)要求有其意義。安裝誤差與定位誤差：在應(yīng)用夾具安裝工件時(shí),往往由于下列幾種因數(shù)引起工件的安裝誤差：1.夾具本身的誤差;2.夾具在機(jī)床上的安裝,調(diào)整誤差;3.夾緊時(shí),整個(gè)夾具或其它元件受力后產(chǎn)生彈性變形;4.工件的定位基準(zhǔn)與定位元件接觸后的變形;5.由于工件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的誤差;6.由于工件的定位基準(zhǔn)面與定位元件之間的

39、間隙(如內(nèi),外圓柱面定位時(shí))引起的工件可能的最大的位移。小結(jié):在實(shí)際工作中，應(yīng)多讀些典型機(jī)床夾具總圖，多調(diào)試一些夾具，多了解一些夾具結(jié)構(gòu)方案，從中多學(xué)習(xí)一些結(jié)構(gòu)工藝性方面的知識(shí)，使設(shè)計(jì)能力有所提高。6 鏜模的鏜孔精度計(jì)算以小孔為例計(jì)算鏜模板的精度，選小孔的原因是小孔離定位基準(zhǔn)較遠(yuǎn)，當(dāng)這個(gè)位置滿足條件了，其它的就可以不需要在計(jì)算了，只要加工和裝配上不出現(xiàn)大問題，此套夾具就能投入生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率了。據(jù)圓柱與墊塊的定位的條件,確定計(jì)算精度的公式。 lf k(d3-d2)/2 k(d-d1)/2me p(d-d1)(h+b)/l (mm)(1)lf k(d3-d2)/2 (mm) 0.8(0.01)

40、 0.5(d3-d2)/2 0.8(0.01) 0.5(d3-d2)/2 0.008 0.5(0.027/2) 0.008 0.00675=0.01475(2) lk(d-d1)/2me (mm) 0.5(d-d1 )/20.40.006 0.5(d-d1)/20.40.006 0.50.0205/20.0024 0.0051250.0024 0.007525(3) lp(d-d1)(h+b)/l (mm) p(d-d1)(h+b)/l 0.35 (d-d1 )40/257.3 0.35 0.0205x0.15546 0.00111 e鏜套的偏心量；d1刀具的最小直徑（mm）；l工件的加工尺寸

41、的偏差（mm）; 鏜模上固定稱套中心位置的偏差（毫米）（普通精度的鏜模取0.05mm, 高精度的鏜模上取0.02 mm）；f固定稱套中心位置偏差的概率系數(shù)；m可換鏜套的偏心的概率系數(shù)；k配合間隙的概率系數(shù)；p鏜套偏斜的概率系數(shù)；h鏜套下端面到工件上端面間的間隙（mm）；d可換鏜套孔最大直徑（mm）；d1刀具最小直徑（mm）；d2可換鏜套最小直徑（mm）；d3固定稱套孔最大直徑（mm）；b鏜孔的深度（mm）；7 結(jié)論通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我能夠?qū)镜闹R(shí)做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對(duì)資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、鉆夾具和鏜夾具的設(shè)計(jì)

42、與分析，對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。參考文獻(xiàn) 1 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)編著. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)m. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20042 吳拓, 方瓊珊. 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)m. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20063 徐嘉元, 曾家駒. 機(jī)械制造工藝學(xué)m. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20054 張進(jìn)生. 機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)m. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19955 徐鴻本. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)m. 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社, 20046 林家蘭. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)習(xí)題集g. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.46-517 李洪智, 王利濤. 數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教程g. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.127-1308 范真. 加工中心m. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.16-20 9 王先逵. 計(jì)算機(jī)輔助制造m. 北京:清華大學(xué)出版社,1999.62-6310 王愛玲. 數(shù)控編程技術(shù)m. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.121-1221