畢業(yè)設計---對零件加工工藝的編寫及加工中所需夾具設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　此次畢業(yè)設計的目的是對零件加工工藝的編寫及加工中所需夾具設計。首先，零件材料是鑄鐵，零件的底面和側面是設計基準，底面有14×125槽及54×125槽，上表面C有通孔ø13，側面基準上有螺紋孔M10，左邊支臂有通孔ø25通孔。其次，根據零件分析可知，零件的基準應為下底面，14×

2、125槽和ø25孔的軸心線，底面基準的加工需增加工藝面E，此時，工藝面E也是定位基準，加工按粗精基準選擇先后進行。最后，按照工藝內容，設計工序所需夾具，通過六點定位原理確定工件的位置，是用底板、鍵和定位塊來限制工件的自由度，再選擇合適的壓緊力防止工件移動。銑加工時，還應增加對刀塊、定位鍵和輔助支撐來幫助加工，而在鉆加工時，應增加鉆套，鉆模板來輔助加工。零件的圖紙及加工工藝分析是夾具設計的基本前提，工藝的優(yōu)劣與夾具的設計密切相關

3、。</p><p>　　關鍵詞：工藝 夾具設計 定位 夾緊</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The graduation design goal is to the processing technology and the writing of the parts processing for

4、 fixture design. First of all, parts material is cast iron, part of a bottom and sides is design standards, the underside 14 x 125 tanks, and 54 x 125 slots, on the hole surface C have ø 13, the benchmark side threa

5、ded hole M10, the left arms have the hole hole ø 25. Second, according to parts analysis shows that the benchmark of parts should be the underside, 14 x 125 slots and ø 25 hole of axi</p><p>　　Key

6、words: process positioning clamping fixture design </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等

7、，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 </p><p>　　機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳細的數據了，比如粗糙度要達到

8、多少，公差要達到多少。</p><p>　　工藝是生產產品的方法，它是指導生產所必須的。技術人員根據產品的數量、設備的條件和工人的素質等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內容寫成工藝文件，這種文件就稱為工藝規(guī)程。機械加工工藝規(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之一，它是在具體的生產條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經審批后用來指導生產。機械加工工藝規(guī)程一般包括以

9、下內容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及檢驗方法、切削用量、時間定額等。機床夾具是在機械加工制作過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢驗并保證加工要求的工藝裝備。按照使用特點課分為通用夾具、專業(yè)夾具、可調夾具、組合夾具和自動生產線夾具五大類。他們的優(yōu)點是：</p><p>　　能穩(wěn)定的保證工件的加工精度；能有效的提高生產效率；能擴大機床的加工范圍；

10、降低生產成本。</p><p>　　夾具的使用可以取得顯著的生產效益。而工藝與夾具有著密切的聯(lián)系，工藝的方向決定著夾具的形狀。所以，工藝在編寫時，應考慮夾具的設計。</p><p><b>　　1.1設計題目</b></p><p>　　設計題目為：底座工藝及夾具設計。</p><p>　　零件技術要求為：鑄件應無砂眼、

11、氣孔、火渣， 圖上未注圓角為R3~5。</p><p>　　生產綱領為：每月的生產量為2500件；工人每天的工作時間為8小時，每月的工作時間為22天；大部分工序采用普通機床加工，如普通鉆床、普通車床等。少部分工序可以采用數控機床加工，如數控銑床、數控車床、數控鉆床等。</p><p>　　1.1.1設計的方向</p><p>　　設計是將所學機械加工工藝編寫和夾具設

12、計的方法運用到實際的加工生產中去，通過的零件圖紙的分析和生產綱領的閱讀，根據工藝編寫的原則和實際的需求，制定出詳細的生產工藝。再將這些編好的生產工藝填寫在標準的機械加工工藝卡片中，根據生產工藝的要求確定所需要的夾具。之后，運用夾具設計的知識，設計出符合生產工藝要求的夾具。</p><p>　　1.1.2設計的內容</p><p>　　工藝編寫方面，提出兩個以上的工藝方案，運用所學知識選擇出

13、其中最優(yōu)化的一個方案。在機械加工工藝卡片上填寫出此方案，這里面包括工序內容，定位方法，加工機床，所用刀具，夾具選擇等。</p><p>　　夾具設計方面，根據工藝的定位方案，提出夾具的設計方案，采用所學的定位夾緊知識，制定出最簡單的夾具結構。其中涉及夾具元件的選用過程，加工中零件受力的計算，加工誤差的分析等。除此以外，還應繪制夾具的零件圖、總的裝配圖。</p><p>　　第2章 機械加

14、工工藝和夾具的概述</p><p>　　2.1機械加工的工藝</p><p>　　工藝就是制造產品的方法。在生產過程中，凡是改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，事情成為成品或半成品的過程稱為工藝規(guī)程。采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝規(guī)程。它包括毛坯的制造、零件加工、熱處理、質量檢驗和機器裝配等。</p>&l

15、t;p>　　我們把工藝規(guī)程劃分為工序、安裝、工位、工步和走刀。工藝按照生產量的不同，它的編制會不一樣。指導工藝最重要的文件就是企業(yè)在計劃期內應當生產產品的產量，即生產綱領。</p><p>　　生產綱領是編制工藝最重要的依據。</p><p>　　工藝的編寫涉及的很多的方面。如工序的劃分、基準的選擇原則、機床的選擇、夾具的設計和刀具的選擇。</p><p>　

16、　2.1.1工序的劃分</p><p>　　它遵循的原則為：先粗后精、先主后次、先面后孔、基面先行四個原則。先粗后精就是首先安排粗加工，其次安排半精加工，最后安排精加工和光整加工；先主后次就是先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常與主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前進行；先面后孔就是對于

17、箱體、支架、連桿、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面。這樣課時工件定位夾緊穩(wěn)定可靠，利于保證孔與平面的位置精度，減小刀具的磨損，同時也給孔加工帶來方便；基面先行就是用作精基準的表面，要首先加工出來。</p><p>　　2.1.2基準的選擇原則</p><p>　　粗基準遵循的原則是：重要表面、相互位置要求、加工余量合理分配、便于工件裝夾、不重復使用五個原則。重要表面原則是為了保證

18、工件上重要表面的加工余量均勻，則應選擇重要的表面為粗基準；如工件必須先保證加工面與不加工面見的位置要求，則應選不加工面為粗基準，即相互位置要求原則；如果工件上每個表面都要加工，則應選擇其中加工余量最小的表面為粗基準，即加工余量合理分配原則；選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準，以便工件定位精準、夾緊可靠，即便于工件裝夾原則；粗基準在同一尺寸方向上只能使用一次，避免造成較大的誤差，即不重復受用原則。</p><

19、p>　　精基準遵循的原則是：基準重合、基準統(tǒng)一、自為基準、互為基準、便于裝夾五個原則。為了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應選用設計基準作為定位基準，這樣就保證了基準重合，即基準重合原則；采用同一組基準定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準統(tǒng)一原則；某些要求加工余量小且均勻的精加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準，稱為自為基準原則；為使各加工表面之間有較高的位置精度并保證加工余量小而均勻，可以用兩個表面互為基

20、準反復加工，稱為互為基準原則；所選精基準應保證工件安裝可靠，夾具設計簡單、操作方便，即便于裝夾原則。</p><p>　　2.1.3機床的選擇</p><p>　　機床的選擇是影響生產的重要因素之一。正確的選擇機床可以大大的提高生產效率。機床的選擇應根據零件的大小和加工的精度。其中，機床的選擇還有生產成本有關，普通機床相對于數控機床而言成本相對較低，但是生產效率會比同樣數量的數控機床低。所

21、以，在選擇機床時應根據實際情況來定。</p><p>　　2.1.4刀具的選擇</p><p>　　刀具的選擇包括切削要素和刀具參數的選擇。切削要素有切削用量、進給量、背吃刀量；刀具參數有前角、后角、主偏角、刃傾角、后偏角、副后角等。根據加工時的實際情況，選擇所需要的刀具。</p><p><b>　　2.2機床夾具</b></p>

22、<p>　　機床夾具是在機械加工制作過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢驗并保證加工要求的工藝裝備</p><p>　　2.2.1機床夾具的分類</p><p><b>　　1）通用夾具 </b></p><p>　　通用夾具是指已經標準化的，在一定范圍內可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪

23、單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉工作臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應性廣，生產效率低，主要適用于單件、小批量的生產中。 </p><p><b>　　2）專用夾具 </b></p><p>　　專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。其特點是結構緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產效率，但設

24、計制造周期較長、制造費用也較高。當產品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產品固定且批量較大的生產中。 </p><p>　　3）通用可調夾具和成組夾具 </p><p>　　其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調整，以適應不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。</p>

25、<p>　　4）組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復使用，特別適用于新產品的試制和單件小批生產。 </p><p><b>　　5）隨行夾具 </b></p><p>　　隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為

26、一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。 </p><p><b>　　6）按使用分類</b></p><p>　　由于各類機床自身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。按所使用的機床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、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。 </p><

27、p><b>　　7）按夾緊分類</b></p><p>　　根據夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。</p><p>　　2.2.2機床夾具的組成</p><p><b>　　(1)定位元件 </b></p><p>　　

28、它與工件的定位基準相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時工件相對于刀具和機床加工運動間的相對正確位置。 </p><p><b>　　(2)夾緊裝置 </b></p><p>　　用于夾緊工件，在切削時使工件在夾具中保持既定位置。 </p><p>　　(3)對刀、引導元件或裝置 </p><p>　　這

29、些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對刀元件，如對刀塊。用于確定刀具位置并導引刀具進行加工的元件，稱為導引元件。</p><p><b>　　(4)連接元件 </b></p><p>　　使夾具與機床相連接的元件，保證機床與夾具之間的相互位置關系。 </p><p><b>　　(5)夾

30、具體 </b></p><p>　　用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎件。它與機床有關部件進行連接、對定，使夾具相對機床具有確定的位置。如圖6-1中的夾具體7。 </p><p>　　(6)其它元件及裝置 </p><p>　　有些夾具根據工件的加工要求，要有分度機構，銑床夾具還要有定位鍵等。 </p><p&g

31、t;　　以上這些組成部分，并不是對每種機床夾具都是缺一不可的，但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關鍵，目的是使工件定準、夾牢。</p><p>　　第3章 零件圖及工藝分析</p><p><b>　　3.1零件的分析</b></p><p><b>　　3.1.1零件圖</b></

32、p><p>　　圖3-1 加工零件</p><p><b>　　零件的技術要求</b></p><p>　　（1） 鑄件應無砂眼、氣孔、火渣；</p><p>　　（2） 圖上未注圓角為R3～5。</p><p>　　3.1.2生產綱領的要求</p><p>　　1.生產綱領

33、為每月的產量為2500件。</p><p>　　2.工人每天的工作時間為8小時，工人每月的工作時間為22天。</p><p>　　3.大部分工序采用普通機床加工，如普通鉆床、普通車床、普通銑床等。少部分工序可以采用數控機床加工，如數控銑床、數控車床、數控鉆床等。</p><p>　　3.1.3零件工藝分析的要求</p><p>　　1.機械加

34、工工藝規(guī)程的制訂原則是優(yōu)質、高產、低成本，即在保證產品質量前提下，能盡量提高勞動生產率和降低成本。在制訂工藝規(guī)程時應注意以下問題：</p><p>　?。?）技術上的先進性</p><p>　　在制訂機械加工工藝規(guī)程時，應在充分利用本企業(yè)現(xiàn)有生產條件的基礎上，盡可能采用國內、外先進工藝技術和經驗，并保證良好的勞動條件。</p><p>　　（2）經濟上的合理性<

35、;/p><p>　　在規(guī)定的生產綱領和生產批量下，可能會出現(xiàn)幾種能保證零件技術要求的工藝方案，此時應通過核算或相互對比，一般要求工藝成本最低。充分利用現(xiàn)有生產條件，少花錢、多辦事。</p><p>　?。?）有良好的勞動條件</p><p>　　在制訂工藝方案上要注意采取機械化或自動化的措施，盡量減輕工人的勞動強度，保障生產安全、創(chuàng)造良好、文明的勞動條件。</p&

36、gt;<p>　　由于工藝規(guī)程是直接指導生產和操作的重要技術文件，所以工藝規(guī)程還應正確、完整、統(tǒng)一和清晰。所用術語、符號、計量單位、編號都要符合相應標準。必須可靠地保證零件圖上技術要求的實現(xiàn)。在制訂機械加工工藝規(guī)程時，如果發(fā)現(xiàn)零件圖某一技術要求規(guī)定得不適當，只能向有關部門提出建議，不得擅自修改零件圖或不按零件圖去做。</p><p><b>　　2.零件工藝的步驟</b><

37、;/p><p>　　（1）計算零件年生產綱領，確定生產類型。</p><p>　?。?）對零件進行工藝分析</p><p>　　在對零件的加工工藝規(guī)程進行制訂之前，應首先對零件進行工藝分析。其主要內容包括：</p><p>　　分析零件的作用及零件圖上的技術要求。</p><p>　　分析零件主要加工表面的尺寸、形狀及位置

38、精度、表面粗糙度以及設計基準等；</p><p>　　分析零件的材質、熱處理及機械加工的工藝性。</p><p><b>　?。?）確定毛坯</b></p><p>　　毛坯的種類和質量對零件加工質量、生產率、材料消耗以及加工成本都有密切關系。毛坯的選擇應以生產批量的大小、零件的復雜程度、加工表面及非加工表面的技術要求等幾方面綜合考慮。正確選擇

39、毛坯的制造方式，可以使整個工藝過程更加經濟合理，故應慎重對待。在通常情況下，主要應以生產類型來決定。</p><p>　?。?）制訂零件的機械加工工藝路線</p><p>　　確定各表面的加工方法。在了解各種加工方法特點和掌握其加工經濟精度和表面粗糙度的基礎上，選擇保證加工質量、生產率和經濟性的加工方法。</p><p>　　選擇定位基準。根據粗、精基準選擇原則合理

40、選定各工序的定位基準。</p><p>　　制訂工藝路線。在對零件進行分析的基礎上，劃分零件粗、半精、精加工階段，并確定工序集中與分散的程度，合理安排各表面的加工順序，從而制訂出零件的機械加工工藝路線。對于比較復雜的零件，可以先考慮幾個方案，分析比較后，再從中選擇比較合理的加工方案。</p><p>　?。?）確定各工序的加工余量和工序尺寸及其公差。</p><p>

41、;　?。?）選擇機床及工、夾、量、刃具。機械設備的選用應當既保證加工質量、又要經濟合理。在成批生產條件下，一般應采用通用機床和專用工夾具。</p><p>　?。?）確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。</p><p>　?。?）確定各工序的切削用量和時間定額。</p><p>　　單件小批量生產廠，切削用量多由操作者自行決定，機械加工工藝過程卡片中一般不作明確規(guī)定

42、。在中批，特別是在大批量生產廠，為了保證生產的合理性和節(jié)奏的均衡，則要求必須規(guī)定切削用量，并不得隨意改動。</p><p>　　（9）填寫工藝文件。</p><p>　　3.1.4加工零件圖的分析</p><p>　　從圖紙上所給零件材料HT250來看，工件的毛坯整體是采用鑄造的方式。而零件底面的加工要求最多，加工工序也較多。因此可以把工件的底面B作為整個粗、精加工

43、的定位基準。加工前零件工藝的編寫應考慮工藝基準和設計基準重合等五大粗、精基準原則問題，以減少在加工過程中帶來的不必要的誤差。</p><p>　　零件上表面A 較小，底面B比較大，上表面A的加工可以用底面B來作定位基準，所以首先得把底面B加工來，這樣就符合基面先行的加工原則了。底面B的加工沒有合適的定位基面，因此我們需要加工一個工藝面來保證底面B的加工，把工藝面定位E。先加工工藝面E，用E面加工底面B，讓它們互為

44、基準。</p><p>　　從零件圖整體來看，工件底面（即B面）有兩道通槽和一個沉槽。它們分別是：14H6×125mm 、54×125mm 、70×70mm ，其中14H6×125mm的鍵槽的公差為：6級 、Ra粗糙度值為：1.6 。54×125mm為油槽精度要求不高，其表面粗糙度為Ra6.3。70×70mm應為鑄造沉槽。</p><

45、p>　　基準A面上有M10螺紋孔，而上平面A須加工孔，它與底面B上的鍵槽14H6×125mm的中心線的垂直度要去為：0.1mm 。</p><p>　　基準面A 與14H6×125mm的鍵槽中心線的平行度要求為0.05mm。工件支臂兩端的Ra粗糙度值為3.2 。其中間的通孔ø25的中心線與兩端的垂直度要求為：0.1mm ,與14H6×125mm的鍵槽的中心線的平行度要

46、求為：0.05mm ?？?#248;25的公差等級為：6級，并且其一端有內螺紋?？?#248;25的另一端開口，這樣可以用螺釘鎖緊要配合的零件。</p><p>　　3.2零件工藝的分析</p><p>　　3.2.1毛坯的確定</p><p>　　正確選擇合適的毛坯，對零件的加工質量、材料消耗和加工工時都有很多的影響。顯然毛坯的尺寸和形狀越接近成品零件，機械加工的

47、勞動量就越少，但是毛坯的制造成本就越高，所以應根據生產綱領，綜合考慮毛坯的制造和機械加工的費用來確定毛坯，以求得最好的經濟效益。通過對零件的分析，零件的毛坯應選擇為鑄件。通過鑄造的形式來獲取毛坯。</p><p>　　3.2.2零件加工的工藝方案</p><p>　　零件的設計基準為底面B和側面A。粗加工時，根據工藝原則中的基準重合原則，以底面B為工藝定位的粗基準，考慮到B面加工的方便性，

48、加工工藝面E來作為底面B的定位基準面，通過ø25孔的軸心線、上表面C使底面B的自由度完全限制，完成B面及14×125槽和54×125槽的加工。由底面B、槽14×125和工藝面E定位，完成上表面C、孔ø25及其兩端面、螺紋孔M28×1.5、孔ø13和M10的加工。粗加工后完成零件的熱處理。精加工時，首先對B面、14×125槽加工，以B面、14×125

49、槽和加工好的工藝面E作為精加工的定位基準，完成以上工序的精加工。</p><p>　　零件的粗基準：ø25孔軸心線、B面、E面</p><p>　　零件的精基準：14×125槽、B面、E面</p><p><b>　?。?）方案一</b></p><p><b>　　粗加工：</b&g

50、t;</p><p><b>　　1. 鑄造毛坯；</b></p><p>　　2.銑工藝面E，以ø25孔軸心線、B面為基準；</p><p>　　3.銑B面，以ø25孔軸心線、C、E面為基準，留余量0.08mm；</p><p>　　4.銑C面，以B、E、A面為基準；</p><

51、p>　　5.鏜ø25孔，以ø45外圓、B、E面為基準，留余量1mm；</p><p>　　6.銑14×125槽，以ø25孔軸心線、E、C面為基準，留余量0.5mm；</p><p>　　7.銑54×125槽，以ø25孔軸心線、E、C面為基準；</p><p>　　8.銑ø25孔端面，以14&

52、#215;125槽、B、E面為基準，單邊留余量1mm；</p><p>　　9.鉆ø13孔，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　10.鉆M10螺紋孔底孔ø8，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　11.熱處理，時效處理。</p><p><b>　　精加工

53、：</b></p><p>　　12.刮B面，Ra1.6；</p><p>　　13.銑14×125槽，以ø25孔軸心線、E、C面為基準；</p><p>　　14.銑54×125槽，以ø25孔軸心線、E、C面為基準； 15.半精鏜ø25孔，以14

54、15;125槽、B、E面為基準，留余量0.1mm； 16.銑ø25孔端面，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　17.銑C面，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　18.銑A面，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　19.精鏜ø25孔，以14&

55、#215;125槽、B、E面為基準；</p><p>　　20.銑32H9兩邊，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　21.銑12寬槽，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　22.鋸2mm間隙，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　23.鏜M28×1

56、.5螺紋孔，以14×125槽、B、E面為基準； 24.攻絲M10螺紋孔，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　25.鉆M6螺紋孔底孔ø5，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　26.擴M6螺紋孔底孔至ø9，以14×125槽、B、E面為基準；</p&g

57、t;<p>　　27.攻絲M6螺紋孔，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　28.鉆ø6孔，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p><b>　　29.去毛刺；</b></p><p><b>　　30.檢驗。</b></p><p

58、><b>　?。?）方案二</b></p><p><b>　　粗加工：</b></p><p><b>　　1. 鑄造毛坯；</b></p><p>　　2.銑工藝面E，以ø25孔軸心線、B面為基準；</p><p>　　3.銑B面，以ø25孔軸心線

59、、C、E面為基準，留余量0.05mm；</p><p>　　4.銑C面，以B、E、A面為基準；</p><p>　　5.鏜ø25孔，以ø45外圓、B、E面為基準，留余量1.2mm；</p><p>　　6.銑14×125槽，以ø25孔軸心線、E、C面為基準，留余量0.3mm；</p><p>　　7.銑

60、54×125槽，以ø25孔軸心線、E、C面為基準；</p><p>　　8.銑ø25孔端面，以14×125槽、B、E面為基準，單邊留余量2mm；</p><p>　　9.銑32H9兩邊，以14×125槽、B、E面為基準，留余量0.2mm；</p><p>　　10.熱處理，時效處理。</p><p

61、><b>　　精加工：</b></p><p>　　11.刮B面，Ra1.6；</p><p>　　12.銑14×125槽，以ø25孔軸心線、E、C面為基準；</p><p>　　13.銑54×125槽，以ø25孔軸心線、E、C面為基準；

62、 14.銑ø25孔端面，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　15.鏜ø25孔，以14×125槽、B、E面為基準，留余量0.2mm；</p><p>　　16.銑A面，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　17.銑C面

63、，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　18.銑32H9兩邊，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　19.鏜ø25孔，以14×125槽、B、E面為基準； </p><p>　　20.銑12寬槽，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　21.鋸

64、2mm間隙，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　22.鏜M28×1.5螺紋孔，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　23.鉆ø13孔，以14×125槽、B、E面為基準;</p><p>　　24.攻絲M10螺紋孔ø8.5及攻絲，以14×125槽、B、E面為基準

65、；</p><p>　　25.鉆M6螺紋孔底孔ø5，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　26.擴M6螺紋孔底孔至ø9及攻絲，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p>　　27.鉆ø6孔，以14×125槽、B、E面為基準；</p><p><b>

66、;　　28.去毛刺；</b></p><p><b>　　29.檢驗。</b></p><p><b>　　方案的比較：</b></p><p>　　相比較而言，方案一的加工要求比方案二更高一些。但方案一和方案二最終要達到的目的是一樣的。方案一中的工序9、10都是孔的加工，放在前面加工沒有錯，但如果像方案二那樣

67、放在后面來加工會更好，至少受的加工應力更少。方案一中的工序17、18設計到基準面A，雖然C面比A面大一些，但是A面畢竟是基準面精加工時，把她放在C面以前會更好一些。對與方案一中的工序20,若分為粗加工和精加工兩道工序，更容易達到加工要求。因此，方案二更優(yōu)化，選擇方案二。</p><p>　　3.2.3加工順序的安排</p><p>　　粗加工：銑工藝面E→粗銑底面B→粗細上表面C→ 粗鏜&

68、#248;25孔→粗銑底面14×125槽→粗銑底面54×125槽→粗銑孔ø25兩端面→粗銑32H9兩邊</p><p><b>　　熱處理：時效處理</b></p><p>　　精加工：刮B面，Ra1.6→精銑底面14×125槽→精銑底面54×125槽→精銑ø25孔兩端面→半精鏜ø25孔→精銑上表面

69、C→精銑32H9兩邊→精鏜ø25孔→銑12寬槽→鋸2mm間隙→鏜M28×1.5螺紋孔→鉆ø13孔→鉆M10螺紋孔底孔及攻絲→鉆M6螺紋孔底孔及孔ø5→擴M6螺紋孔底孔上端6mm至ø9，攻絲螺紋孔M6→鉆孔ø6</p><p>　　3.2.4加工工件的定位</p><p>　　一個尚未定位的工件，其空間位置是不確定的，均有六個自由度

70、。工件定位時，用合理分布的六個支承點與工件的定位基準相接觸來限制工件的六個自由度，是工件的位置完全確定，稱為六點定位原理。工件的定位情況分為四種：完全定位、不完全定位、欠定位和過定位。</p><p>　　工件的六個自由度全部被限制的定位，稱為完全定位。</p><p>　　在滿足加工要求的前提下，工件的六個自由度沒有被完全限制的定位，稱為不完全定位。</p><p&g

71、t;　　根據工件的加工要求，應該限制的自由度沒有被完全限制的定位，稱為欠定位。</p><p>　　工件的某個自由度被重復限制的定位，稱為過定位。</p><p>　　本次加工的定位方案：</p><p><b>　　粗加工的定位：</b></p><p>　　以ø25孔，底面B定位，粗加工工藝面E；</

72、p><p>　　以ø25孔，上表面C，工藝面E定位，粗加工底面B；</p><p>　　以底面B，工藝面E，基準面A定位，粗加工上表面C；</p><p>　　以ø45外圓，底面B，工藝面E定位，粗加工ø25孔；</p><p>　　以ø25孔，工藝面E，上表面C定位，粗加工底面槽14×125mm

73、和54×125mm；</p><p>　　以14×125mm底面槽，底面B，工藝面E定位，粗加工孔ø25兩端面和32H9壁兩端面；</p><p><b>　　精加工的定位：</b></p><p>　　以ø25孔，工藝面E上表面C定位，精加工底面槽14×125mm和54×125mm；

74、</p><p>　　以14×125mm底面槽，底面B，工藝面E定位，精加工其余待加工面和孔；</p><p>　　3.2.5機床的選擇</p><p>　　選擇機床主要是根據零件的大小來選擇加工機床的工作臺，再根據工作臺的大小來選擇機床。其次，就是根據加工的方便程度來選擇立式和臥式機床。</p><p>　　（1）銑床參數：

75、</p><p><b>　　表3-1 銑床參數</b></p><p><b>　　（2）鉆床參數：</b></p><p><b>　　表3-2 鉆床參數</b></p><p>　　3.2.6機械加工工藝卡</p><p>　　表3-3 零件工藝卡

76、片</p><p><b>　　第4章 夾具設計</b></p><p><b>　　4.1銑夾具的分析</b></p><p>　　根據生產綱領的要求。每月的產量為2500件。工人每天的工作時間為8小時，工人每月的工作時間為22天。大部分工序采用普通機床加工，如普通鉆床、普通車床、普通銑床等。少部分工序可以采用數控機床加

77、工，如數控銑床、數控車床、數控鉆床等。加工時采用的都是專用夾具。這就是說每一道加工工序都要一個夾具，所以，對工序14即銑Ø25孔的兩端面這道工序進行專用夾具設計。</p><p>　　4.1.1 定位夾緊的分析</p><p>　　銑Ø25孔的兩端面采用立式銑床加工時，工件的定位顯得很麻煩，而采用臥式銑床加工時，工件的加工就顯得非常容易了。這樣，工件的定位如下：<

78、/p><p>　　底面B是一個較大的平面且它是一個基準面，它可以限制3個自由度。他們分別是Z方向上的移動和X、Y方向上的兩個轉動。底面槽14×125相對底面B要小一些，它可以限制兩個自由度。他們分別是X方向上的轉動和Y方向上的轉動。定位塊很小，它只能限制一個自由度，即Z方向上的轉動。工件的六個空間自由的都受到了限制，工件在加工時已完全定位。</p><p>　　（1）定位的工件只需要

79、在夾具上夾緊就可以了。首先，確定夾緊力的方向和作用點，夾緊力方向的確定原則：</p><p>　　夾緊力的作用方向應垂直于主要定位基準面；</p><p>　　夾緊力的作用方向應使所需夾緊力最小；</p><p>　　夾緊力的作用方向應使工件變形最小。</p><p>　　（2）夾緊力作用點的確定原則：</p><p>

80、;　　夾緊力的作用點應落在支承元件上火幾個支承元件所形成的支承面內；</p><p>　　夾緊力的作用點應落在剛性好的部位上；</p><p>　　夾緊力的作用點應盡可能靠近被加工表面，以減小切削力對工件造成的翻轉力矩。</p><p>　　根據整個工件來看，零件的底座最厚，剛性最好，所能承受的夾緊力最大，對工件的變形影響最小，夾緊位置選在底座上表面合適，即C面。&

81、lt;/p><p>　　4.1.2夾具元件的選用</p><p><b>　?。?）壓板的選用</b></p><p>　　選則壓板是根據工件在加工時銑削力的大小，即壓緊力必須大于銑削力，否則，工件就會隨刀具的運動方向運動。因此，需要計算銑削力大小確定壓板型號。</p><p>　　1.銑削力的計算過程：（精加工時）<

82、/p><p>　　根據《夾具設計手冊》表1—15得，銑削力計算公式如圖：</p><p>　　F=510×ap0.9×?Z0.8×d-0.9×B×Z</p><p><b>　　其中，</b></p><p><b>　　ap——背吃刀量；</b><

83、;/p><p>　　?z——每齒進給量；</p><p><b>　　D——銑刀直徑；</b></p><p><b>　　B——銑刀寬度；</b></p><p><b>　　Z——銑刀齒數；</b></p><p>　　根據銑削加工每齒進給量推薦值：（下

84、表）</p><p><b>　　表4-2 進給量</b></p><p><b>　　可以得出：</b></p><p>　　工件材料為：HT250，則三面刃銑刀的進給量為：0.07～0.12 mm/z</p><p>　　選擇每齒進給量的值 ：?z=0.12mm/z</p><

85、;p>　　根據《機械加工工藝手冊》可得，三面刃銑刀部分參數：</p><p>　　選擇刀具直徑為D=300mm，則Z=40</p><p><b>　　所以，銑削力：</b></p><p>　　F銑=510×（4）0.9×（0.12）0.8×（300）-0.9×10×40</p&g

86、t;<p><b>　　≈770N</b></p><p>　　因為用兩把銑刀銑削，所以</p><p>　　F=2F銑=1540N</p><p><b>　　2.摩擦力的計算：</b></p><p>　　查《夾具設計手冊》表1-18可得，已加工過的表面摩擦因素為：u=0.16&l

87、t;/p><p><b>　　摩擦力計算公式：</b></p><p><b>　　F=u×F壓</b></p><p>　　其中，F(xiàn)壓是壓板的夾緊力</p><p>　　此時，工件表面所需壓緊力：</p><p>　　F壓=F/u=1540/0.16=9625N<

88、;/p><p><b>　　理論所需壓緊力：</b></p><p>　　WK=F壓=9625N</p><p>　　3.實際所需壓緊力的計算：</p><p><b>　　WK=K×W</b></p><p><b>　　其中，</b></

89、p><p>　　WK——實際所需壓緊力；</p><p>　　W——在一定條件下，由靜力平衡計算出的理論夾緊力；</p><p><b>　　K——安全系數。</b></p><p>　　安全系數K可按以下計算：</p><p>　　K=K0×K1×K2×K3×

90、K4×K5×K6</p><p>　　根據《夾具設計手冊》中K的值的選取，</p><p>　　K0——考慮 工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數，K0取1.2；</p><p>　　K1——加工性質，精加工，K1取1.0；</p><p>　　K2——刀具鈍化程度，K2取1.0；</p><p>

91、;　　K3——切削特點，連續(xù)切削，K3取1.0；</p><p>　　K4——夾緊力的穩(wěn)定性，手動夾緊，K4取1.3</p><p>　　K5——手動夾緊時手柄的位置，操作方便，K5取1.0；</p><p>　　K6——僅有力矩使工件回轉時，工件與支承面的接觸情況，點接觸，K6取1.0.</p><p><b>　　綜上所得：&l

92、t;/b></p><p>　　K=1.2×1.0×1.0×1.0×1.3×1.0×1.0</p><p><b>　　=1.56</b></p><p><b>　　所以，實際夾緊力：</b></p><p>　　WK=9625&#

93、215;1.56=15015N</p><p>　　4.對工件自身重力的計算：</p><p>　　根據手冊可得灰鑄鐵的密度為：7.8g/cm3</p><p><b>　　估算零件的體積：</b></p><p>　　底座：V1=12.5×12.5×3≈469cm3</p><p

94、>　　圓筒：V2==3.14×（2.252-1.252）×120≈1319cm3</p><p>　　V=V1+V2=469+1319=1788cm3</p><p>　　m=1788×7.8≈13946</p><p>　　外增加支壁質量：m總=14kg</p><p>　　所受重力：G=14×

95、10=140N</p><p>　　工件在夾具上的受力分析，如圖所示：</p><p>　　圖4-1 銑的受力分析</p><p><b>　　所以， </b></p><p>　　WK=G+F F=WK-G=15015-140=14875N</p><p>　　工件底面的長寬是1

96、25mm×125mm，而上表面的寬度是40mm，所以要想壓住工件的上表面需要壓板的長度至少為125mm。查《夾具設計手冊》得，壓板標準為：JB/T 8010-2-1999A-16 ，所用螺母為M16。</p><p>　　根據《夾具設計手冊》中螺母的夾緊力可得，M16的螺母的夾緊力為 F夾=7870N，壓緊力F壓=3F夾=23610N</p><p>　　因為 F壓=23610N

97、﹥F=14875N，所以壓板可用。</p><p><b>　　如圖所示：</b></p><p><b>　　圖4-2 銑壓板</b></p><p><b>　　（2）夾具體的選用</b></p><p>　　夾具與機床必須的有連接元件，它就是夾具體。夾具體是夾具中最重要

98、的元件，因為它是夾具的主體，夾具中所有的元件都連接在它的上面。所以，夾具體的生產制造要求很高。其材料為HT250，表面粗糙度值Ra1.6，并且夾具體要淬火處理。由于夾具體上的連接元件很多，而且這些元件與夾具體的連接方式都為螺紋連接，為了保證夾具體的剛度，這就是要進行熱處理的理由。為了減少夾具體底面的加工，將夾具體底面做成工藝結構。如圖所示： </p><p>　　圖4-3 銑夾具體 </p&

99、gt;<p><b>　?。?）定位鍵的選用</b></p><p>　　為了確定夾具體與機床工作臺的相對位置，應該在夾具體底部安裝定位鍵。定位鍵是銑夾具特有的結構，通過與銑床工作臺上的T形槽配合，確定了夾具在銑床上的正確位置。同時，定位鍵還能承受部分切削扭矩，減輕夾具固定螺栓的負荷，增加夾具的穩(wěn)定性。定位鍵有矩形和圓形兩種。而常用的是矩形定位鍵，矩形定位鍵又有兩種結構型式：A

100、型和B型。A型定位鍵的寬度，按統(tǒng)一尺寸B制作，定位鍵的側面開有溝槽，與銑床工作臺的T形槽配合。其配合公差為H7/h6或Js/h6。因為T形槽公差為H8或H7，故其寬度公差為h8或h6。關鍵在于A型定位鍵的定向精度高于B型定位鍵。由于零件的精度要求，所以選擇A型定位鍵。</p><p>　　圖4-4 銑定位鍵</p><p><b>　?。?）對刀塊的選用</b>&l

101、t;/p><p>　　在銑床上，與定位鍵共同特有的結構就是對刀塊。對刀塊是用來確定銑刀與夾具的相對位置的元件。為方便對刀，對刀塊的位置應與工件的位置適中，即不能太近，也不能太遠。而且對刀塊的形狀選用圓柱形更方便對刀。對刀時，銑刀不能與對刀塊的工作表面直接接觸，以避免對刀塊過早磨損，而應通過塞尺來校準它們之間的相對位置。</p><p>　　圖4-5 銑對刀塊</p><p

102、>　?。?）壓板螺栓及支承的選用</p><p>　　在夾具體上需要用螺栓來固定壓板的位置，使他只能上下移動和左右轉動。而且螺栓還能自動調節(jié)高度，所以，最好選用雙頭螺栓，它兩頭都有螺紋，調節(jié)起來十分方便。下端還應用螺母擰緊，防止在銑削加工過程中松動。壓板的一端壓緊工件，而另一端沒有力與之平衡，這樣，壓板會將工件壓變形。所以，在壓板的另一端放置壓板輔助支承，通過在輔助支承的下面添加或減少普通墊圈調節(jié)支承的高度

103、。</p><p>　　圖4-6 銑雙頭螺栓</p><p>　　圖4-7 銑壓板支承</p><p>　　（6）輔助支承的選用</p><p>　　工件在加工時，工件受到的切削力會很大，考慮到工件的變形。因此在夾具體上設置輔助支承。輔助支承上端與工件接觸的地方安裝六角支承釘，支承釘的高度可以調節(jié)輔助支承的高度，這樣就能更好的承受切削力。

104、</p><p>　　圖4-8 銑輔助支承</p><p>　?。?）夾具底板的選用</p><p>　　夾具底板是工件的定位板，夾具底板的結構應該做成一個整體，整體式結構即方便加工又能保證夾具底板的剛度。夾具底板是繼夾具體之后的又一重要元件，它本身應該有很高的尺寸公差要求，而且還與夾具體有形位公差的要求。不然就不能保證零件的加工精度。</p>&l

105、t;p>　　圖4-9 銑夾具底板 </p><p><b>　?。?）定位塊的選用</b></p><p>　　定位塊是與夾具底板共同限制工件自由度的元件。它們使工件在三維空間的位置確定。定位塊也應該與夾具體有形位公差要求。定位塊也需要熱處理，增加其剛度。</p><p>　　圖4-10 銑定位塊</p><p>

106、;　　為了防止工件在加工過程中受銑削力的影響而振動，應該在工件前端用壓板夾緊。此時，合適的壓板就可以不干涉刀具和走到路線。夾具總體如圖所示：</p><p>　　圖4-11 銑夾具圖</p><p>　　夾具總圖上應標注的尺寸和公差：</p><p><b>　　最大輪廓尺寸；</b></p><p>　　影響定位精度

107、的尺寸和公差：它主要指工件與定位元件及定位元件之間的尺寸、公差；</p><p>　　影響對刀精度的尺寸和公差：它主要指刀具與對刀或導向元件之間的尺寸、公差；</p><p>　　影響夾具在機床上安裝精度的尺寸和公差：它主要指夾具安裝基面與機床相應配合表面之間的尺寸、公差；</p><p>　　影響夾具精度的尺寸和公差：它主要指定位元件、對刀或導向元件、分度裝置及安

108、裝基面之間的尺寸、公差和位置公差。</p><p>　　4.1.3誤差的分析</p><p>　　（1）定位誤差△D </p><p>　　由于工序基準和設計基準重合，所以基準不重合誤差△B=0，基準位移誤差△Y=（TD-Td）/2</p><p>　　14×125的的定位鍵的公差為f6，與之配合的槽的公差為H7?！鱕=0.0

109、22mm</p><p>　　所以，△D=△Y+△B=0.022mm</p><p>　?。?）安裝誤差的分析△A</p><p>　　定位鍵在T形槽中的位置可知，△A=Xmax=0.018+0.018=0.036mm</p><p><b>　?。?）對刀誤差△T</b></p><p>　　對

110、刀誤差就等于塞尺的厚度公差，塞尺為5h8，即△T=0.018mm</p><p><b>　?。?）夾具誤差△J</b></p><p>　　影響夾具誤差的是定位鍵和對刀塊，其中，定向鍵與基準的垂直度為0.02mm，對刀塊的誤差為0.018mm，所以，△J=0.02+0.018=0.038mm</p><p>　　4.1.4壓板的強度校核<

111、;/p><p>　　根據《機械基礎與結構設計》可得，強度計算的公式為：</p><p><b>　　≤〔〕</b></p><p>　　式中，M——梁危險截面處的彎矩；</p><p>　　Wz——危險截面的抗彎截面系數；</p><p>　　〔〕——材料的許用應力。</p><p

112、>　　所以，彎矩M=Wz〔〕</p><p>　?。?）畫出壓板的計算簡圖和彎矩圖。</p><p>　　4-12 計算彎矩圖 </p><p><b>　?。?）計算壓緊力。</b></p><p>　　查《機械基礎與結構設計課程設計手冊》得，壓板材料的許用應力：</p><p>　　〔〕

113、=1000MPa</p><p>　　查《機械基礎與結構設計》得，抗彎截面的抗彎截面系數公式為：</p><p>　　Wz=（bh2）/6</p><p>　　式中，b——壓板寬度；</p><p><b>　　h——壓板高度。</b></p><p>　　Wz=（36×222-16&#

114、215;222）÷6=1613mm3=1.6×10-6m3</p><p>　　力與其作用距離的乘積，就是力矩。</p><p><b>　　所以，</b></p><p><b>　　P=M/L</b></p><p>　　P——作用在壓板上的力；</p><

115、;p>　　M——作用力的力矩；</p><p>　　L—— 作用力與作用點的距離。</p><p>　　P=M/L=﹛Wz〔〕﹜/L=(1.6×10-6×1000×106)÷(70×10-3)=22857N</p><p>　　在銑削力的計算中已得出工件的壓緊力F=20647N＜P=22857N，所以，壓板的強

116、度足夠。</p><p><b>　　4.2鉆模的分析</b></p><p>　　對工序24即M10的螺紋孔加工的專用鉆夾具設計</p><p>　　4.2.1定位夾緊的分析</p><p>　　鉆夾具的定位更銑夾具的定位類似，只是工件的軸發(fā)生了變化。底面B是一個較大的平面且它是一個基準面，它可以限制3個自由度。他們分

117、別是Y方向上的移動和X、Z方向上的兩個轉動。底面槽14×125相對底面B要小一些，它可以限制兩個自由度。他們分別是X方向上的轉動和Z方向上的轉動。定位塊很小，它只能限制一個自由度，即Y方向上的轉動。工件的六個空間自由的都受到了限制，工件在加工時已完全定位。</p><p>　　鉆削加工過程中夾緊力的方向和作用點與銑削加工中夾緊力的方向和作用點所遵循的原則是一樣的。根據整個工件來看，零件的底座最厚，剛性最

118、好，所能承受的夾緊力最大，對工件的變形影響最小，夾緊位置選在底座上表面合適，即C面。</p><p>　　4.2.2定位元件的選用</p><p><b>　?。?）壓板的選用</b></p><p><b>　　鉆削力的計算：</b></p><p>　　根據《夾具設計手冊》表1-13可得，鉆削力

119、的計算公式為：</p><p>　　F=412×D1.2×?0.75×KP</p><p><b>　　D——鉆頭直徑；</b></p><p><b>　　?——每轉進給量；</b></p><p><b>　　KP——修正系數；</b><

120、/p><p>　　由表1-19可得 ，D=8.5mm</p><p>　　選擇鉆孔的每轉進給量：?=0.1r/mm</p><p><b>　　修正系數的計算：</b></p><p>　　根據《夾具設計手冊》中表1-14可得，修正系數的公式為：</p><p>　　KP=(HB/190)0.6=(2

121、50/190)0.6≈1.18</p><p><b>　　鉆削力的計算：</b></p><p>　　F=412×D1.2×?0.75×KP =412×（8.5）1.2×（0.1）0.75×1.18≈1138N</p><p>　　對工件自身重力的計算：</p><

122、;p>　　根據手冊可得灰鑄鐵的密度為：7.8g/cm3</p><p><b>　　估算零件的體積：</b></p><p>　　底座：V1=12.5×12.5×3≈469cm3</p><p>　　圓筒：V2==3.14×（2.252-1.252）×120≈1319cm3</p>&

123、lt;p>　　V=V1+V2=469+1319=1788cm3</p><p>　　m=1788×7.8≈13946</p><p>　　外增加支壁質量：m總=14kg</p><p>　　所受重力：G=14×10=140N</p><p>　　工件在夾具體上的受力分析，如圖所示：</p><p&

124、gt;　　圖4-13 鉆受力分析</p><p><b>　　所以，</b></p><p>　　F摩擦=G+F鉆削=1138+140=1278N</p><p><b>　　壓緊力的計算：</b></p><p>　　查《夾具設計手冊》中表1-18可得，已加工過的表面的摩擦因素為：u=0.16&