1045 CA10B 解放牌汽車第四速及第五速變速叉銑夾具設計說明書+中外文翻譯+工藝過程卡+工序卡裝配圖+零件圖CAD

1、江陰職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第1章 緒論本次設計是在我們學完了大學的全部基礎課，技術基礎課以及專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學的各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。另外在做完這次畢業(yè)設計之后，我得到一次在畢業(yè)工作前的綜合性訓練，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉： （1）運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，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(zhì)量。（2）提高結構設計能力。通

2、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(zhì)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。 就我個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。 此處文檔有重要部分刪減（本文檔附有CAD圖等詳細附件）第2章 零件的分析2.1. 零件的作用題目所給的是第四速及第五速變速叉（CA10B 解放牌汽車），作用為在變速器中實現(xiàn)變速作用，調(diào)速。2.2 零件的工藝分析CA10B解放牌汽車第四速及第五速變速差，從零件圖可以看出，位置

3、公差只有一個就是插口處端面保持與螺紋口端面垂直，此項由夾具保證即可，上端面的槽，19孔，叉口處厚度，柄的厚度，以及橫向距離和橫向距離具有公差要求，但要求精度不是很高，最高要求IT9，叉口處粗糙度要求為3.2um，19孔粗糙度要求為6.3um，端面槽處的粗糙度為10um,這些通過粗加工半精加工精加工來達到要求。此外零件的一些表面有硬度要求5863HRC，這個要求可以通過局部淬火要達到要求，零件的氧化層深度為520um，可以用陽極氧化法來處理來達到要求，綜上所述，零件的要求處于中度，所以可以按照一定要求加工所得。第3章 工藝規(guī)程的設計3.1.確定毛坯的制造形式零件材料為20剛，模鍛，零件年產(chǎn)量為5

4、000件，已達大批量生產(chǎn)水平，故采用精度較高的模鍛。鍛造拔模斜度不大于7度。3.2.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，加工工藝過程中問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。（1）粗基準的選擇。粗基準的選擇應以下面的幾點為原則：a、應選能加工出精基準的毛坯表面作粗基準。b、當必須保證加工表面與不加工表面的位置和尺寸時，應選不加工的表面作為粗基準。c、要保證工件上某重要表面的余量均勻時，則應選擇該表面為定位粗基準。d當全部表面都需要加工時，應選余量最小的表面作為基準，以保證該表面有足夠的加工

5、余量。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。因本零件毛坯是模鍛，鍛件度精度處于中等水平，粗基準選螺紋口端面，叉口內(nèi)側和孔端面，實現(xiàn)限制六個自由度的完全定位。（2）精基準的選擇?；鶞手睾显瓌t。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差?；鶞式y(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以

6、頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度?；榛鶞实脑瓌t，選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內(nèi)孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。這里主要應該考慮基準重合的問題。當設計

7、基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置出發(fā)，進而保證撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。 3.3制定工藝路線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級等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(chǎn)的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，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。工藝路線方案：工序：銑削上端面，以螺紋孔端面，孔端面，叉口內(nèi)側為定位基準。工序：銑削凸臺端面。 工序. 銑削凸臺處圓弧面。 此處文檔有重要部分刪減（本文檔附有CAD圖等詳細附件）

8、工序：表面氧化處理工序：檢驗以上工藝過程詳見“機械加工工藝卡片”。 3.4機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定3.4.1 選擇毛坯毛坯經(jīng)模鍛生產(chǎn)，已經(jīng)由零件圖給出。3.4.2確定機械加工余量，毛坯尺寸和公差。（1） 鍛件公差等級 由該零件的功用和技術要求，確定其鍛件等級為普通級（2） 鍛件質(zhì)量 根據(jù)零件的成品質(zhì)量1.5kg,估算=2.2kg（3） 鍛件形狀復雜系數(shù)S 該鍛件為長方形，則由公式（5-4），公式（5-5） Kg 此處文檔有重要部分刪減（本文檔附有CAD圖等詳細附件）（4） 零件表面粗糙度 由零件圖知，粗糙度要求不高，最高為3.2 3.4.3確定機械加工余量 根據(jù)鍛件質(zhì)量，零件表面

9、粗糙度，形狀復雜系數(shù)表5-9，由此查得單邊余量在厚度方向和水平方向都為1.72.2，即鍛件各外徑的單面余量為1.7-2.2mm.叉口處端面的單面加工選擇為2mm，上端面處選擇1.75mm.3.5 確定切削用量及基本時間切削用量包括背吃刀量，進給量f和切削速度v.確定順序是先確定, f,再確定v.工序一，切削用量及基本時間的確定。1， 加工條件；20鋼，=410Mpa,模鍛件。加工要求；銑削端面粗糙度為10，我們選用X61臥式銑床。 (1) 切削用量，本工序為粗銑端面，所選刀具為高速鋼三面刃銑刀，銑刀d=100,L=10, 錯齒齒數(shù)18，由于加工剛料的在600MPA以下，故選用前角=20 后角=

10、12（周齒），=6（端面），已知銑削深度=1.75mm，寬度=17.6.1 確定每齒的進給量根據(jù)表5-144，X61型臥式銑床的功率為4KW，工藝系統(tǒng)剛性為中等，細齒盤銑刀加工剛料，查得每齒進給量=0.04-0.06mm/z.現(xiàn)取=0.05mm/z.2 選擇銑刀磨鈍標準及耐用度。根據(jù)表5-148，用高速鋼盤銑刀粗加工剛料，銑刀刀齒后面最大磨損量為0.6mm；銑刀直徑d=100mm,耐用度T=120min(表5-149)。3 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量根據(jù)表2-17中的公式計算： V=式中，=43，=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，m=0.2,T=120min. =1.7

11、5mm, =0.05mm/z 此處文檔有重要部分刪減（本文檔附有CAD圖等詳細附件） =83.9r/min選用X61型臥式銑床為n=80r/min=1.333r/s,則實際切削速度v=0.52m/s,工作每分鐘的進給量為=54mm/min,選擇=50mm/min,則實際的每齒進給量為=0.046mm/z.4 校驗機床功率。根據(jù)表2-18的計算公式，銑削的功率為式中，=650，=0.10，=0.72，=0.86，=0，=0.86，=0.046mm/z，=0.63 =269.8N =0.14kwX61銑床的 主電動機的功率為4kw,故所選切削用量可以采用。所確定的切削用量為=0.046mm/z，=

12、50mm/min，n=80r/min，v=0.52m/s（2）基本時間 根據(jù)表2-25，三面刃銑刀銑面的基本時間為，式中，,工序二切削用量及基本時間的確定。1 粗銑（1）切削用量，本工序是粗銑平面，選用高速鋼鑲齒面銑刀選用已知銑削深度，銑削寬度為，機床選用立式銑床X51，共銑四個面。1， 確定每齒的進給量 根據(jù)表5-144，X51立式銑床的發(fā)動機功率為4.5，工藝系統(tǒng)剛性為中等，進給量取，現(xiàn)取。2， 選擇銑刀磨鈍標準及耐用度。根據(jù)表5-148，用高速鋼粗加工剛料，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.06mm，耐用度T=120min3， 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量，根據(jù)表2-17中的公式計算：

13、 此處文檔有重要部分刪減（本文檔附有CAD圖等詳細附件）根據(jù)X51型立式銑床主軸轉速表選擇,實際切削速度 工作臺每分鐘進給量為，根據(jù)X51型立式銑床工作臺的進給量表5-73得，選擇，則實際每齒的進給量為4 校驗機床功率根據(jù)表2-18的計算公式銑削時的功率為式中，此處文檔有重要部分刪減（本文檔附有CAD圖等詳細附件）工序三切削用量及基本時間的確定(1) 切削用量 本工序為銑圓弧，所選刀具為高速鋼圓角銑刀，參數(shù)，銑削深度1確定每齒的進給量根據(jù)表5-144，X60型臥式銑床的功率為2.8KW，工藝系統(tǒng)剛性為中等，細齒盤銑刀加工剛料，查得每齒進給量=0.04-0.06mm/z.現(xiàn)取=0.05mm/z.

14、2選擇銑刀磨鈍標準及耐用度。根據(jù)表5-148，用高速鋼盤銑刀粗加工剛料，銑刀刀齒后面最大磨損量為0.6mm；銑刀直徑d=100mm,耐用度T=100min(表5-149)。3 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量根據(jù)表2-17中的公式計算： V=式中，=43，=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，m=0.2,T=120min. =1.75mm, =0.05mm/z=2.5,z=24,d=100 32m/min =83.9r/min選用X61型臥式銑床為n=80r/min=1.333r/s,則實際切削速度v=0.42m/s,工作每分鐘的進給量為mm/min,根據(jù)X60型臥式銑床工作臺進

15、給量表（5-76），選擇=90mm/min,則實際的每齒進給量為4 校驗機床功率。根據(jù)表2-18的計算公式，銑削的功率為式中，=650，=0.10，=0.72，=0.86，=0，=0.86，=0.063mm/z，=0.63 =58N =0.024kwX61銑床的 主電動機的功率為4kw,故所選切削用量可以采用。所確定的切削用量為=0.063mm/z，=90mm/min，n=80r/min，v=0.42m/s（2） 基本時間 根據(jù)表2-25，三面刃銑刀銑面的基本時間為，式中，工序四切削用量及基本時間的確定。 此處文檔有重要部分刪減（本文檔附有CAD圖等詳細附件）4， 確定每齒的進給量 根據(jù)表5-

16、144，X51立式銑床的發(fā)動機功率為4.5，工藝系統(tǒng)剛性為中等，進給量取，現(xiàn)取。5， 選擇銑刀磨鈍標準及耐用度。根據(jù)表5-148，用高速鋼粗加工剛料，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.06mm，耐用度T=120min6， 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量，根據(jù)表2-17中的公式計算： V=式中 =49.89m/min根據(jù)X51型立式銑床主軸轉速表選擇n=21r/min=3.5r/s,實際切削速度 工作臺每分鐘進給量為，根據(jù)X51型立式銑床工作臺的進給量表5-73得，選擇，則實際每齒的進給量為4 校驗機床功率根據(jù)表2-18的計算公式銑削時的功率為式中， 此處文檔有重要部分刪減（本文檔附有CAD圖等

17、詳細附件）X51銑床的電動機的功率為4.5kw，故切削用量可以采用，（2）基本時間 ，式，2 精銑：銑削寬度=10，銑削深度=0.3（1）確定每齒進給量，如粗銑所示，取=0.05mm/z（2）選擇銑刀磨鈍標準及耐用度，如粗銑所示。（3）確定切削速度和工作臺每分鐘進給量。根據(jù)表2-17中的公式計算：V= ，式中系數(shù)與粗銑時一樣，除=0.3mm=56.07r/min根據(jù)X51型立式銑床的主軸轉速表（表5-72），n=210r/min=3.5r/s實際切削速度工作臺每分鐘進給量為=根據(jù)X51型立式銑床工作臺進給量表5-73得，選擇=100mm/min,則實際的每齒進給量為=（4）校驗機床功率根據(jù)表2

18、-18的計算公式，銑削時的功率為，式中系數(shù)如粗銑時所示，除=0.3mmN X51銑床的電動機的功率為4.5kw，故切削用量可以采用=0.048mm, =100mm/min,n=210r/min,v=0.88m/s工序五切削用量及基本時間的確定。切削用量的確定，選用高速鋼鏜刀，鏜桿伸出長度10mm，選用C616A型臥式車床。（3） 確定每齒的進給量根據(jù)表5-115，查得=0.150.30mm，現(xiàn)取=0.2 mm/r(2) 選擇車刀磨鈍標準及耐用度根據(jù)表5-119，車刀后面最大磨損量為1，耐用度為T=60min(3) 確定切削速度v，按表2-8的計算公式確定 式中，=67.2，=0.25，=0.3

19、3，m=0.125 =57m/min R/min按C616A車床的轉速，選擇n=225r/min(4)確定此工序的基本時間。選擇鏜刀的主偏角 式中 ，（4）鏜倒角。將鏜刀移動角，為縮短時間，取倒角時的主軸轉速與鏜削時相同，n=225r/m工序六，切削用量及基本時間的確定。（1）切削用量 本工序為粗銑槽，所選刀具為高速鋼三面刃銑刀。銑刀直徑為125mm，寬度L=13mm，齒數(shù)z=20,由于加工剛料的在600MPA以下，故選前角，后角（周齒），（端齒），已知銑削寬度=16mm，銑削深度=10mm，機床選用X62型臥式機床。1確定每齒進給量。根據(jù)表5-144，X62型臥式銑床的功率為7.5kw（表5

20、-74），工藝系統(tǒng)剛性為中等，細齒盤銑刀加工材料，查得每齒進給量 =0.060.1mm/z. 此處文檔有重要部分刪減（本文檔附有CAD圖等詳細附件）式中，=48，=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，T=120min, =10mm，=0.07mm/z，=16mm，z=20,d=125mm,=1.0. =26.75m/min r/min根據(jù)X62臥式銑床主軸轉速表（表5-75），選擇n=60r/min=1r/s,則實際切削速度v=0.39m/s,工作臺每分鐘進給量為 mm/min 根據(jù)X62型臥式銑床工作臺進給量表（表5-76），選擇=75mm/min,則實際的每齒進給量為。4 校

21、驗機床功率。根據(jù)表2-18的計算公式，銑削時的功率為 式中， 此處文檔有重要部分刪減（本文檔附有CAD圖等詳細附件）X62銑床主電動機功率為7.5kw，故所選切削用量可以采用。故確定的切削用量為=0.063mm/z,=75mm/min,n=60r/min,v=0.39m/s(2)基本時間 根據(jù)表2-25，三面刃銑刀銑槽的基本時間為 式中，min注；以上工序一到六的計算，參考機械制造技術基礎課程設計指南工序七，切削時間及基本時間的確定1 鉆孔（1）鉆頭選用16的標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刀。（4） 確定切削用量1） 確定進給量，根據(jù)表3.4-1 可查出=0.310.37mm/r,由于孔深

22、和孔徑之比不需要修正，所以選用Z150A型立式鉆床，取進給量為=0.35mm/r.根據(jù)表3.4-3，鉆頭強度所允許的進給量=1.22mm/r.機床進給機構允許的軸向力=16000N（由機床說明書查出），根據(jù)表3.4-4，允許的進給量1.5mm/r. 由于所選擇的進給量遠小于及，故所選可用2） 確定切削速度v，軸向力F，轉矩T以及切削功率 用不同刀具材料進行鉆，擴，鉸空的v,F,T,均可以按表3.4-8及表3.4-10進行計算。根據(jù)所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計算得： V=16m/min,f=4610N,T=33.64, =1.1kw,由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應

23、對結果進行修正.由表3.4-9知，切削速度的修正系數(shù)=0.72，=1，故 查Z150A型立式鉆床說明書，取 n=230r/min.實際切削速度v為 m/min由表3.4-11，切削力及轉矩的修正系數(shù)，故 N 3） 校驗機床功率 切削功率為 =kw機床的有效功率為 kw 此處文檔有重要部分刪減（本文檔附有CAD圖等詳細附件）2 擴孔（1） 擴孔鉆選用18.7mm標準高速鋼擴孔鉆（5） 確定擴孔切削用量1） 確定進給量 根據(jù)表3.4-5，取取=0.45mm/r2)確定切削速度v及n根據(jù)表3.4-34，取v=30m/min 由于切削條件與上表不同，切削速度尚需乘以以下修正系數(shù)故mm/min 根據(jù)Z1

24、50A型立式鉆床說明書，取n=370r/min，則實際擴孔速度 m/min3. 鉸空（1）鉸刀選用19mm標準高速鋼鉸刀（2）確定鉸空切削用量1）確定進給量 根據(jù)表3.4-6查出，按照標注4，進給量取小值。 根據(jù)Z150A型立式鉆床說明書，取=0.8mm/r2)切削速度V 及n,根據(jù)表3.4-40，取v=13.5m/min切削速度的修正系數(shù)由表3.4-9查出 故根據(jù)Z150A型立式鉆床說明書，取n=150r/min,則實際鉸孔速度m/min4 惚鉆倒角1）選用高速鋼外錐面惚鉆2）根 此處文檔有重要部分刪減（本文檔附有CAD圖等詳細附件）m/min5 各工序的實際切削用量根據(jù)以上計算，各工序的切

25、削用量如下；鉆孔：=16mm,=0.35mm/r,n=230r/min,v=11.56m/min擴孔：=18.7mm, =0.45mm/r,n=370r/min,v=21.7m/min鉸孔：=19mm, =0.8mm/r,n=150r/min,v=8.95m/min惚倒角：=25mm,=7mm, =0.1mm/r,n=400,v=23.86m/min 6基本加工時間的確定1） 鉆孔時間 2） 擴孔時間 3） 鉸孔時間4） 惚倒角時間工序八 切削用量和基本時間因為螺紋孔為為細牙螺紋，所以螺紋孔加工到（1）鉆頭選用mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刀（2）確定鉆削用量1）確定進給量，根據(jù)表3.

26、4-1可查出，選用立式鉆床Z5125A，取進給量為=0.25mm/r根據(jù)表3.4-3，鉆頭強度所允許的進給量=0.78mm/r。機床進給機構允許的軸向力=9000N根據(jù)表3.4-4允許的進給量>1.9mm/r由于所選擇的進給量遠小于及，故所選可用2） 確定切削速度v，軸向力F，轉矩T以及切削功率，用不同刀具材料進行鉆，擴，鉸空的v,F,T,均可以按表3.4-8及表3.4-10進行計算。根據(jù)所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計算得：v=15m/min,F=3010N,T=10.03,=0.51kw,由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對結果進行修正，由表3.4-9知，切削

27、速度的修正系數(shù)故取N=375r/min.則實際切削速度v為 由表3.4-11，切削力及轉矩的修正系數(shù)故 此處文檔有重要部分刪減（本文檔附有CAD圖等詳細附件）2 基本時間 工序九切削用量和基本加工時間（1） 選用的細長柄機用絲錐，前角，后角，主偏角（2） 選用切削速度 根據(jù)表7.2-13查得mm/min,選擇v=10m/min（3）扭矩的確定根據(jù)表7.2-12得查得，（4）攻螺紋時的轉速r/min取n=310r/minm/min選擇絲錐退出時的轉速為450r/min基本時間的確定 =15.9s工序九 局部硬化采用高頻加熱(頻率)將所示表面加熱到，放在水中冷卻到室溫。即可達到零件所要求硬度。工序

28、十 用陽極氧化方法中的硫酸法，為工件表面鍍一層厚度為氧化膜。工序十一 檢驗第4章 .機床夾具設計4.1 機床夾具介紹夾具最早出現(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(zhì)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?qū)Φ叮┰慕Y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

29、特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結合。夾具的現(xiàn)狀生產(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)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，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)控機床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術被應用和推廣，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，

30、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床 、適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型技術 、采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產(chǎn)率4.2現(xiàn)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、標準化等四個方面：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盤，其分度可達正負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0.20.5um。高效化高

31、效化夾具主要用來減少工件加工的機動時的和輔助時的，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、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速9000r/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床的柔性化相似，它是通過調(diào)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(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

32、要方向。、標準化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：GB21482249-80，GB22622269-80以及通用夾具標準，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

33、能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(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。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。4.3機床夾具的定位及夾緊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，接受施工或檢測的裝置。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

34、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。）機床夾具的組成（）機床夾具的基本組成部分定位裝置 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。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成一個整體。（2）機床夾具的其他特殊元件或裝置連接元件 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

35、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。 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，而用塞尺進行檢查，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀快工作表面。 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。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、上下料裝置等。這些元件或裝置需要專門設計。隨行夾具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：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

36、是針對某一種工件的某道工序?qū)ｉT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(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(chǎn)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

37、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，產(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)率和降低成本。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(chǎn)條件有限的也器中常用的一種技術改造措施。例如

38、，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，以充分發(fā)揮通用機床的作用。改善勞動條件和保證生產(chǎn)安全 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(chǎn)。4.4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(chǎn)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

39、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以下幾個特點：1 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(diào)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。4.5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

40、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。不明確基準就無法確定表面的位置。 基準是用來確定生產(chǎn)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(chǎn)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

41、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。4.6工件的定位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(diào)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

42、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” 。 工件定位中可能出現(xiàn)的集中情況 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。 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。 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。 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

43、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之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。 另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。4.7 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。） 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

44、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4.8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(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構 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

45、正確位置夾緊力的大小要適當夾緊裝置要操作方便結構要進湊簡單，有良好的結構工藝性，盡量使用標準件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。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）夾緊力方向的確定夾緊力方向應垂直于主要定位基準面夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致（2）夾緊力作用點的選擇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(chǎn)生位移或偏轉。應盡量避

46、免或減少工件的夾緊變形夾緊力作用點應盡量靠近加工部位（3）夾緊力大小的估算首先假設系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。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。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。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K=1.52.5； 當夾緊力與切削力相反時，K=2.53 。3）典型夾緊結構斜楔夾緊結構螺旋夾緊結構單個螺旋夾緊結構螺旋壓板夾緊結構偏心夾緊

47、機構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?qū)χ械膱龊?。?） 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4.9設計宗旨 設計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構密封和防塵作用，使設計的夾具完全符合要求。所以設計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產(chǎn)效率，降低勞動強度。4.10 夾具

48、設計對機床專用夾具的基本要求可總括為以下幾個方面：（1） 穩(wěn)定地保證工件的加工精度（2） 提高機械加工的勞動生產(chǎn)率（3） 結構簡單，有良好的結構工藝性和勞動條件（4） 應能夠降低工件的制造成本（5） 適當提高夾具元件的通用化和標準化程度，以縮短夾具制造周期，降低夾具成本4.10.1 加工19孔夾具設計（1）、定位基準的選擇 在進行19孔加工時，選擇28外圓和端面為定位基準。選擇28外圓和端面為定位基準限制了工件的五個自由度，還需要限制一個自由度，之后選用叉口外側為定位，這樣完全限制六個自由度，實現(xiàn)完全定位。夾具上的定位元件是：V形板，支撐板，擋銷。（2）夾具方案的確定本夾具主要用來加工19孔，

49、由于零件的加工批量屬于大批量生產(chǎn)，就要求所設計的專用夾具不僅要保證加工精度，而且要保證要有較高勞動生產(chǎn)率，能順利的完成加工要求。從上述的定位分析可知，28的面限制了3個自由度，一個方向的左右移動和兩個方向的轉動，端面限制了2個自由度，一個方向的移動和一個方向的轉動，叉口處外側限制1個自由度，一個方向的移動，這樣限制了6個自由度，實現(xiàn)完全定位。（3）切削力及夾緊力的計算刀具：硬質(zhì)合金刀具，10mm，Z=2mm切削力 由工序七得知切削力為F=3458N 夾緊力的計算由機床夾具設計手冊的，單個螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按下式計算 式中 單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N） Q原始夾緊力（N） L作用力臂 螺桿

50、頂部與工件間的當量摩擦半徑（mm）,其值視螺旋桿頂部的結構形式而定。 螺旋桿頂部與工件間的摩擦角 螺紋中經(jīng)之半 螺紋升角 螺旋副的當量摩擦角由公式查表計算得=3924N由于夾緊力大于切削力F，所以夾緊機構可以使用。（3）、定位誤差的分析本夾具以外圓及端面和叉口處外側為定位基準，能夠達到孔的公差要求和粗糙度要求。4.10.2 加工M10X1螺紋孔的夾具設計（1）定位基準的選擇在加工M10X1的孔時，19的孔已經(jīng)加工加工出，所以選擇19的孔為定位基準，選擇凸側面作為定位定位基準，這樣能夠限制五個自由度，還差一個自由度需要限制，之后選擇端面為定位基準，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)完全定位。夾具上的定位元件是：帶臺肩心軸，支承板，圓偏心夾緊機構。（3） 夾具方案的確定。本夾具主要用來加工M10X1孔，由于零件的加工批量屬于大批量生產(chǎn)，就要求所設計的專用夾具不僅要保證加工精度，而且要保證要有較高勞動生產(chǎn)率，能順利的完成加工要求。 從上述定位可知，19孔限制了4個自由度，兩個方向的移動和兩個方向的轉動，之后端面和凸側面分別限制一個移動和轉