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1 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題 目： 銷軸軸端的槽、面銑成組夾具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 姓名 學(xué) 號 學(xué)號 專業(yè)班級 專業(yè)班級 二級學(xué)院 二級學(xué)院 指導(dǎo)教師（職稱） 指導(dǎo)教師（職稱） 年 月 2 誠信承諾書 本人謹(jǐn)此承諾，本人所寫畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）均由本人獨(dú) 立撰寫，無任何抄襲行為。凡涉及他人的觀點(diǎn)材料，均作了 注釋。如出現(xiàn)抄襲或侵犯他人知識產(chǎn)權(quán)的情況，愿承擔(dān)由此 引起的任何責(zé)任，并接受相應(yīng)的處分。 學(xué)生簽名： 年 月 日 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 中文摘 要 III 銷軸軸端的槽、面銑成組夾具設(shè)計(jì) 【摘要】 本設(shè)計(jì)是針對成組夾具的工藝規(guī)程和夾具的設(shè)計(jì)，首先通過對成組技 術(shù)知識的了解明白成組技術(shù)的概念，分清其共同特點(diǎn)，目的是通過所找出的同組 零件設(shè)計(jì)出一個(gè)具有包含所選零件特性的典型零件，然后對所設(shè)計(jì)的典型零件進(jìn) 行工藝的編制，最后在設(shè)計(jì)出一個(gè)復(fù)合要求的夾具，此夾具必須能夠加工所選類 型的所有零件的工同部分。 【關(guān)鍵詞】 成組夾具 設(shè)計(jì) 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 英文摘 要 IV The shaft end of the pin shaft groove, milling fixture design 【Abstract】 This design is designed according to the process of group jigs and fixtures, firstly understand the conception of group technology of group technology knowledge, to distinguish between the common features, in order to find out the same group of parts to design a typical parts including the selected characteristics of the parts, and preparation process the typical parts design, finally design a complex requirements of the fixture, the fixture must be able to process the selected type of all parts with parts. 【Key Words】 Group Fixture Design 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 目 錄 1 前 言1 1.1 成組夾具設(shè)計(jì)的國內(nèi)外現(xiàn)狀 1 1.1.1 國內(nèi)成組技術(shù)應(yīng)用及現(xiàn)狀1 1.1.2 成組工藝在國外的發(fā)展?fàn)顩r2 1.2 成組夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢 3 2 基本研究內(nèi)容5 2.1 工藝路線的制定 5 2.2 加工基準(zhǔn)面的選取 6 2.3 切削用量及基本時(shí)間的確定 6 3 成組夾具設(shè)計(jì)方法9 3.1 成組夾具的基本概念 9 3.2 成組夾具的調(diào)整方式 9 3.3 成組夾具設(shè)計(jì)原則 10 3.4 成組夾具設(shè)計(jì)步驟 11 4 專用夾具的設(shè)計(jì)12 4.1 銑床專用夾具的主要類型 12 4.2 銑床專用夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 12 4.3 夾緊裝置 13 4.4 專用夾具的基準(zhǔn)選擇 13 4.5 機(jī)床夾具的概述 14 4.5.1 機(jī)床夾具概述14 4.5.2 機(jī)床夾具的種類14 4.5.3 機(jī)床夾具的組成14 4.6 銑床夾具的分類 15 4.7 銑削專用夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 15 4.8 銑床夾具的安裝 15 4.9 工件的定位與誤差分析 16 4.9.1 工件定位的基本原理16 4.9.2 定位方法與定位元件16 4.9.3 工件的誤差分析17 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VI 4.9.4 定位誤差產(chǎn)生的原因18 4.10 夾緊裝置 18 4.10.1 夾緊裝置的組成18 4.10.2 對夾緊裝置的基本要求19 4.10.3 夾緊力的確定19 4.10.4 夾緊力大小計(jì)算19 4.11 夾緊機(jī)構(gòu)種類 20 4.12 減小夾緊變形措施 20 4.13 定位誤差的計(jì)算與分析 20 4.14 夾具體 21 5 夾具圖繪制22 5.1 工序圖 22 5.2 夾具體零件圖 22 5.3 繪制夾具裝配總圖 23 5.3.1 標(biāo)注尺寸、公差與配合23 5.3.2 制訂技術(shù)條件24 5.4 三維裝配圖 UG 建模 24 結(jié)束語26 致謝27 參考文獻(xiàn)28 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 前 言 隨著社會的發(fā)展，人類的進(jìn)步，人們對于日常生活、工作中的物資需求呈現(xiàn) 出了極大的多樣化與復(fù)雜化。傳統(tǒng)的簡單的產(chǎn)品已經(jīng)難以再滿足人們的需求。而 且在企業(yè)、工廠的運(yùn)營過程中，需要的工具也不斷精細(xì)化與多樣化，給制造業(yè)帶 來了新的難題。個(gè)性化的社會導(dǎo)致了制造產(chǎn)品大批量越來越少，更多的是需求多 品種少批量，這種單件小值的生產(chǎn)模式是對傳統(tǒng)的機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)模式的挑戰(zhàn) 1。 為此，制造技術(shù)的研究者提出了成組技術(shù)的科學(xué)理論及實(shí)現(xiàn)方法，從根本上解決 了生產(chǎn)由于品種多、產(chǎn)量少帶來的矛盾。它是將多種零件按其工藝的相似性分類 成組，以形成零件族，即把同一零件族中零件分散的小生產(chǎn)量匯聚成較大的成組 生產(chǎn)量，從而使小批量生產(chǎn)能獲得接近于大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，成組夾具便應(yīng) 運(yùn)而生2。 成組夾具的應(yīng)用可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，提高生產(chǎn)效率和零件的加工質(zhì)量， 也能夠降低工人的勞動強(qiáng)度，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，提高勞動生產(chǎn)率3。而且隨著 成組夾具的應(yīng)用和發(fā)展，必將加速開拓成組技術(shù)新的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，成組夾具 將是我國機(jī)械工業(yè)今后夾具發(fā)展的一個(gè)主要方面。 1.1 成組夾具設(shè)計(jì)的國內(nèi)外現(xiàn)狀 1.1.1 國內(nèi)成組技術(shù)應(yīng)用及現(xiàn)狀 1.成組技術(shù)的應(yīng)用 目前發(fā)展的成組技術(shù)是應(yīng)用系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)，把中、小批生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)制 造和管理等方面作為一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)整體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn)活動的各個(gè)方面，全面實(shí) 施成組技術(shù)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。 （1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面。由于用成組技術(shù)指導(dǎo)設(shè)計(jì)，賦予各類零件以更大的相似 類，這就為在制造管理方面實(shí)施成組技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)，使之取得更好的效 果。以成組技術(shù)為指導(dǎo)的設(shè)計(jì)合理化和標(biāo)準(zhǔn)化工作將為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)奠定良好的基礎(chǔ)；為設(shè)計(jì)信息最大程度地重復(fù)使用，加快設(shè)計(jì)速度，節(jié)約 時(shí)間作出貢獻(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)設(shè)計(jì)一種新產(chǎn)品時(shí)，往往有3/4 以上的零件設(shè)計(jì)可參考 借鑒或直接引用原有的產(chǎn)品圖紙，從而減少新設(shè)計(jì)的零件，這不僅可免除設(shè)計(jì)人 員的重復(fù)性勞動，也可以減少工藝準(zhǔn)備工作和降低制造費(fèi)用。 （2）制造工藝方面。成組技術(shù)在制造工藝方面最先得到廣泛應(yīng)用。開始是 用于成組工序，即把加工方法、安裝方式和機(jī)床調(diào)整相近的零件歸結(jié)為零件組， 設(shè)計(jì)出適用于全組零件加工的成組工序。成組工序允許采用同一設(shè)備和工藝裝置， 以及相同或相近的機(jī)床調(diào)整加工全組零件，這樣，只要能按零件組安排生產(chǎn)調(diào)度 計(jì)劃，就可以大大減少由于零件品種更換所需要的機(jī)床調(diào)整時(shí)間。此外，由于零 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 件組內(nèi)諸零件的安裝方式和尺寸相近，可設(shè)計(jì)出應(yīng)用于成組工序的公用夾具，只 要進(jìn)行少量的調(diào)整或更換某些零件，公用夾具就可適用于全組零件的工序安裝。 （3）生產(chǎn)組織管理方面。成組加工要求將零件按工藝相似性分類形成加工 族，加工同一加工族有其相應(yīng)的一組機(jī)床設(shè)備。因此，很自然成組生產(chǎn)系統(tǒng)要求 按模塊化原理組織生產(chǎn)，即采取成組生產(chǎn)單元的生產(chǎn)組織形式。成組技術(shù)是計(jì)算 機(jī)輔助管理系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)之一。這是因?yàn)檫\(yùn)用成組技術(shù)基本原理將大量信息分類 成組，并使之規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化，這將有助于建立結(jié)構(gòu)合理的生產(chǎn)系統(tǒng)公用數(shù)據(jù)庫， 可大量壓縮信息的儲存量；由于不再是分別針對一個(gè)工程問題和任務(wù)設(shè)計(jì)程序， 可使程序設(shè)計(jì)優(yōu)化 5。 2. 發(fā)展現(xiàn)狀 成組技術(shù)從20世紀(jì)50年代提出到如今已經(jīng)歷了近50年的發(fā)展和應(yīng)用。成組技 術(shù)作為一門綜合性的生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)、 計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術(shù)基礎(chǔ)。我國早在20世紀(jì)60 年代初就在紡織機(jī)械、飛機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械等機(jī)械制造業(yè)中推廣應(yīng)用成組技術(shù)， 并初見成效。因此，成組技術(shù)受到國家有關(guān)部、局和工廠企業(yè)，研究所及高等院 校的重視。目前，正積極開展這一方面的科學(xué)研究、人材培訓(xùn)和推廣應(yīng)用等工作。 原機(jī)械部設(shè)計(jì)研究院負(fù)責(zé)組織研制的全國機(jī)械零件分類編碼系統(tǒng) JLBM I，它將對 我國推廣應(yīng)用成組技術(shù)起到積極推進(jìn)作用。我國不少高等工業(yè)院校結(jié)合教學(xué)和科 研工作，在成組技術(shù)基本理論及其應(yīng)用方面，如零件分類編碼系統(tǒng)、零件分類成 組方法和計(jì)算機(jī)輔助編碼、分類、工藝設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理的軟件系統(tǒng)等 方面都開展了許多研究工作，并取得了不少成果?？梢韵嘈牛S著應(yīng)用推廣和科 研工作的持續(xù)開展，成組技術(shù)對提高我國機(jī)械工業(yè)的制造技術(shù)和生產(chǎn)管理水平將 日益發(fā)揮其重要的作用 6。 1.1.2 成組工藝在國外的發(fā)展?fàn)顩r 成組工藝作為一種先進(jìn)的工藝方法和生產(chǎn)準(zhǔn)備方法，先后在蘇聯(lián)、民德、捷 克、波蘭以及英國、法國、日本等國已經(jīng)逐步得到了應(yīng)用，并獲得了良好的經(jīng)濟(jì) 效果。由于它能縮短單件、小批生產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間，擴(kuò)大加工批量，提高生產(chǎn)效率， 為適應(yīng)多品種生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。機(jī)床工業(yè)具有多品種、小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)， 因而近年來在國外有不少機(jī)床制造廠家先后也采用了成組工藝技術(shù)。如日本三菱 公司的機(jī)床制造部門也引進(jìn)了成組工藝技術(shù) 7。據(jù)介紹，該公司從引進(jìn)成組工藝 到過渡為新的管理系統(tǒng)只用了半年時(shí)間。他們引進(jìn)成組工藝分為兩個(gè)階段進(jìn)行。 第一階段主要是進(jìn)行零件的編碼和分類，確定機(jī)床布局，按類似零件設(shè)置成組生 產(chǎn)線，以改進(jìn)加工技術(shù)，縮短加工時(shí)間，并為在新的生產(chǎn)管理系統(tǒng)中采用電子數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)創(chuàng)造條件。第二階段的任務(wù)著重在設(shè)計(jì)部門推廣和應(yīng)用成組工藝。通 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 過有效地利用現(xiàn)有圖紙及標(biāo)準(zhǔn)化以減少圖紙數(shù)量及設(shè)計(jì)工時(shí)。依靠反復(fù)使用質(zhì)量 穩(wěn)定而有效的零件圖紙，保證產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大加工批量，從而降低成本，縮短生 產(chǎn)周期，并為采用成組夾具、專用機(jī)床以及數(shù)控機(jī)床等高效率的設(shè)備創(chuàng)造條件。 英國赫伯特(Herbert) 公司的埃奇維克 (Edgwick)和馬肯當(dāng)一萊恩(Mackadown Lane)工廠也成功地應(yīng)用了成組工藝?，F(xiàn)在埃奇維克廠有 26 個(gè)成組加工工段。在 馬肯當(dāng)一萊恩廠有 18 個(gè)成組加工工段。這些工段所加工的零件相當(dāng)于赫伯特公 司制造的機(jī)床零件的 90%以上。其余零件則在非成組加工線上加工。該公司采用 成組工藝后，使新產(chǎn)品的生產(chǎn)周期由原來的 1218 個(gè)月減為平均 6 個(gè)月；其次是 減少庫存和再制品數(shù)量。據(jù)該公司介紹，采用成組工藝后，生產(chǎn)效率可提高 60%。另外該公司還特別從成組加工的觀點(diǎn)出發(fā)，發(fā)展了小批、中批及大批生產(chǎn) 用的自動化車床 8。 隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率，今后成組工藝的采用將會更 加廣泛。 1.2 成組夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢 成組夾具由于能夠利用加工零件工藝上的相似性，并且適應(yīng)工件特征在一定 范圍內(nèi)的變化而得到推廣和應(yīng)用，如何提高成組夾具設(shè)計(jì)效率成為需要重點(diǎn)解決 的問題之一 9。 組合夾具與成組夾具都適用于中小批生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制，任何事物都不是十 全十美的，組合夾具可多次重復(fù)使用，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，但制造成本高，組裝 后笨重復(fù)雜，剛性差，積累誤差大，而成組夾具可克服組合夾具的不足，組裝調(diào) 整時(shí)間短，生產(chǎn)和技術(shù)管理較方便。采用成組夾具是企業(yè)全面實(shí)行成組技術(shù)的需 要，是實(shí)現(xiàn)成組加工的重要手段和工具，而成組加工是實(shí)施成組技術(shù)的重要領(lǐng)域 和必要的環(huán)節(jié) 10。夾具設(shè)計(jì)正朝著多功能、模塊化、高精度、高剛性、高強(qiáng)度、 通用化、快速化和自動化的方向發(fā)展 11。 1.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前發(fā)展的成組技術(shù)是應(yīng)用系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)，把中、小批生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)制 造和管理等方面作為一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)整體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn)活動的各個(gè)方面，全面實(shí) 施成組技術(shù)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。 成組技術(shù)從 20 世紀(jì) 50 年代提出到如今已經(jīng)歷了近 50 年的發(fā)展和應(yīng)用。成 組技術(shù)作為一門綜合性的生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過程 設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術(shù)基礎(chǔ)。我國早在 20 世紀(jì) 60 年代初就在紡織機(jī)械、飛機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械等機(jī)械制造業(yè)中推廣應(yīng)用成組技術(shù)， 并初見成效。因此，成組技術(shù)受到國家有關(guān)部、局和工廠企業(yè)，研究所及高等院 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 校的重視。目前，正積極開展這一方面的科學(xué)研究、人材培訓(xùn)和推廣應(yīng)用等工作。 可以相信，隨著應(yīng)用推廣和科研工作的持續(xù)開展，成組技術(shù)對提高我國機(jī)械工業(yè) 的制造技術(shù)和生產(chǎn)管理水平將日益發(fā)揮其重要的作用 4。 成組工藝作為一種先進(jìn)的工藝方法和生產(chǎn)準(zhǔn)備方法，先后在蘇聯(lián)、民德、捷 克、波蘭以及英國、法國、日本等國已經(jīng)逐步得到了應(yīng)用，并獲得了良好的經(jīng)濟(jì) 效果。由于它能縮短單件、小批生產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間，擴(kuò)大加工批量，提高生產(chǎn)效率， 為適應(yīng)多品種生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。機(jī)床工業(yè)具有多品種、小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)， 因而近年來在國外有不少機(jī)床制造廠家先后也采用了成組工藝技術(shù) 5。 2.發(fā)展趨勢 成組夾具由于能夠利用加工零件工藝上的相似性，并且適應(yīng)工件特征在一定 范圍內(nèi)的變化而得到推廣和應(yīng)用，如何提高成組夾具設(shè)計(jì)效率成為需要重點(diǎn)解決 的問題之一 6。 組合夾具與成組夾具都適用于中小批生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制，任何事物都不是十 全十美的，組合夾具可多次重復(fù)使用，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，但制造成本高，組裝 后笨重復(fù)雜，剛性差，積累誤差大，而成組夾具可克服組合夾具的不足，組裝調(diào) 整時(shí)間短，生產(chǎn)和技術(shù)管理較方便。采用成組夾具是企業(yè)全面實(shí)行成組技術(shù)的需 要，是實(shí)現(xiàn)成組加工的重要手段和工具，而成組加工是實(shí)施成組技術(shù)的重要領(lǐng)域 和必要的環(huán)節(jié) 7。夾具設(shè)計(jì)正朝著多功能、模塊化、高精度、高剛性、高強(qiáng)度、 通用化、快速化和自動化的方向發(fā)展 8。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 2 基本研究內(nèi)容 通過分析一組小軸類零件（如圖 2.1 所示）上銑削槽的特點(diǎn)，找出共性，確 定銑削夾具形式，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可 靠；要求機(jī)構(gòu)合理、加工方便。 圖 2.1 小軸類零件圖 D=1030mm 2.1 工藝路線的制定 擬定工藝路線是制定工藝規(guī)程中關(guān)鍵性的一步，它由于定位基面的選擇有密 切的關(guān)系，因此應(yīng)多提出一些方案加以分析比較。工藝路線不但影響加工的質(zhì)量 和效率，而且影響到工人的勞動強(qiáng)度，生產(chǎn)成本等問題。在工廠中設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意 機(jī)床的安排和各工序機(jī)床的位置。在擬定工藝路線是，要考慮一下四點(diǎn)： 1. 加工方法的選擇 選擇加工方法應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)際情況及所用材料，生產(chǎn)類型，經(jīng)濟(jì)性的問題。 根據(jù)復(fù)合零件表面加工的精度要求和表面粗糙度，均按改零件族中各零件的最高 要求為基準(zhǔn)，選擇零件表面的加工方案為：大側(cè)面：粗銑精銑 內(nèi)孔：鉆空精鏜孔 另外一些軸向孔的鉆削及攻絲。 2. 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，必須把整個(gè)加工過程劃分為幾個(gè)階段，目 的是合理的利用機(jī)械設(shè)備。 粗加工階段精加工階段光整加工階段。光整加工階段以提高加工的 尺寸精度和降低表面粗糙度為主，一般不用以糾正形狀精度和位置精度。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 3. 加工工序的安排 切削加工工序在安排加工順序時(shí)，有幾個(gè)原則。是需要遵守的：先粗加工 后精加工，先主后次，先加工平面后加工孔，先基準(zhǔn)后其它。 2.2 加工基準(zhǔn)面的選取 所謂基準(zhǔn)就是零件上用來確定其它點(diǎn)，線，面的位置的那些點(diǎn)基準(zhǔn)又分為設(shè) 計(jì)基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。其中，定位基準(zhǔn)是在加工中工價(jià)或夾具上上占有正確位置所 采用的基準(zhǔn)，合理選擇定位基準(zhǔn)對保證加工精度和確定加工順序都有決定性影響。 在復(fù)合零件圖上，我選擇了工件底面為基準(zhǔn)面，選擇底面為定位。由于 底面在所有件中均為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，有基準(zhǔn)先行原則， 必須首先加工出此底面，但 此底面在圖紙上要求有很高的位置度要求，對于加工此底面時(shí)的定位面必須進(jìn)行 精加工。因此，我選擇了首先加工件為基準(zhǔn)的底面，由于零件是鑄件。兩側(cè)面可 以根據(jù)粗基準(zhǔn)互為基準(zhǔn)的原則，互為基準(zhǔn)加工。然后以側(cè)面為基準(zhǔn)把 X 矢量方向 和 X 方向自由度確定。既可保證中心設(shè)計(jì)基準(zhǔn)空的尺寸位置度要求。 2.3 切削用量及基本時(shí)間的確定 確定切削用量及基本時(shí)間 Tj 正確的選擇切削用量，對提高切削效率，保證必要的道具壽命和經(jīng)濟(jì)性以及 加工質(zhì)量都有重要的意義。為了確定切削用量的選擇原則，首先要了解他們對切 削加工的影響。而對切削加工產(chǎn)生影響的三方面分別是： 1） 對加工質(zhì)量的影響。 2） 對基本工藝時(shí)間的影響。 3） 對道具壽命和輔助時(shí)間的影響。 綜合切削用兩三要素對刀具壽命、生產(chǎn)率和加工質(zhì)量的影響，選擇切削用量 的順序應(yīng)為：首先選盡可能大的背吃刀量，其次選盡可能大的進(jìn)給量，最后選盡 可能大的切削速度。在此我選擇兩道工序作為例子來說明如何計(jì)算切削用量和基 本時(shí)間的。 工序 03 為粗銑端面 A （1)切削用量 已知加工材料為 HT200， 。所選刀具為鑲嵌面銑刀。20baMP 銑刀直徑 D=200mm,寬度 L=18mm,齒數(shù) z=20。根據(jù)表 5-143（機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課 程設(shè)計(jì)指南，以下各表均出自此書）選擇道具的基本形狀。由于加工鑄鐵的 在b 150MPa 范圍內(nèi)，故選前角 （圓齒）, (端齒)。已知銑001,1。 08 削寬度 ，銑削深度 。銑床選擇 X60W 型臥室銑床。40eam3pam 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 a) 確定每齒進(jìn)給量 。根據(jù)表 5-144，X60W 型臥式銑刀銑床的功率率為zf 2.8KW（表 5-74） ， 工藝系統(tǒng)剛性為中等，細(xì)齒盤銑刀加工材料，查得每齒進(jìn)給量 ?，F(xiàn)取 。0.6.1/zfmz0.7/zfmz b) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度。根據(jù)表 5-148，用鑲嵌面銑刀加工鑄料，銑 刀后刀面最大磨 損量為 0.8mm;銑刀直徑 D=200mm,耐用度 T=180min（表 5-149） 。 c) 確定切削速度和工作臺每分鐘進(jìn)給量 。根據(jù)表 2-17 中公式計(jì)算：zMf xyu qvvmppzecdkTaf 式中， 48,0.25,.1,0.2,.30.1,.2,10min,3,.7/4vvvvvv pzeCq TafzzDmk。.50.2.102.30.186/in376.4.innr 根據(jù) X60W 型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表（表 5-75） ，選擇 則實(shí)際60/min1/rs 切削速度 ，工作臺每分鐘進(jìn)給量為0.39/vms 0.72684/iMzf 根據(jù) X60W 型臥式銑床工作臺進(jìn)給量表（表 5-76） ，選擇 ，則實(shí)3/iMzf 際的每齒進(jìn)給量為 。6.5/2zfmz d) 驗(yàn)機(jī)床功率。根據(jù)表 2-18 的計(jì)算公式，銑削時(shí)的功率（單位 kW）為10cFvPxyufpzeFqwCadn 式中， 65,.,0.72,.86,0,.86,3,0.2/42/min0.FFFFFpz e FcuqafmzzDrk。1.0.86035.31.c N6.9.4cPkW X60W 銑床主電動機(jī)的功率為 2.8kW，故所選切削用量可以采用。所確定的切 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 削用量為 0.52/,63/min,60/in,.39/z Mzfmf rvms (2)基本時(shí)間 根據(jù)表 2-25，鑲嵌式面銑刀的基本時(shí)間為 12jMzlTif 式中， 1 18, 3,40,2,8,eeelladaDl2463/min,Mzf.96jTs 工序 12 為精銑端面 （1)切削用量 本工序?yàn)榫庸て矫?。所選刀具為鑲嵌面銑刀。銑刀直徑 D=200mm,寬度 L=18mm,齒數(shù) z=20。機(jī)床亦用 X60W 型臥式銑床 a) 確定每齒進(jìn)給量 。本工序要求保證表面粗糙度為 ,根據(jù)表 5-zf 3.2aRm 144，每傳進(jìn)給量 ，現(xiàn)取 ，則0.512/rfmr0.6/rfmr .63/zfz b) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)耐用度。根據(jù)表 5-148，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.8；耐用度為 T= 180min（表 5-149） c) 確定切削速度和工作臺每分鐘進(jìn)給量 。按表 2-17 中公式計(jì)算，得zMf 0.25/,4.2/minvsnr 根據(jù) X60W 型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表（表 5-75） ，選擇 ，50/min.83/rrs 實(shí)際切削速度 ，工作臺每分鐘進(jìn)給量為.98/ 。0.7iMzf 根據(jù) X60W 型臥式銑床工作臺進(jìn)給量表（表 5-76） ，選擇 ,6/iMzf 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為 。630.52/2zfmz （2）基本時(shí)間 184.in396jTs 以上面兩道工序的切削用力和基本時(shí)間的計(jì)算為例來計(jì)算所要填寫工藝卡片上 的工序的基本內(nèi)容。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 3 成組夾具設(shè)計(jì)方法 3.1 成組夾具的基本概念 小批生產(chǎn)一般多使用通用夾具，考慮到經(jīng)濟(jì)性，很少采用專用夾具；只有在 個(gè)別情況下，為了保證加工質(zhì)量的需要才采用專用夾具。應(yīng)用成組加工，由于有 了較大的成組生產(chǎn)量，允許采用先進(jìn)的工藝方法和裝備。 在成組技術(shù)基本原理指導(dǎo)下，為執(zhí)行成組工序而設(shè)計(jì)，制造的夾具稱為成組 夾具。預(yù)裝用夾具設(shè)計(jì)方法相比，其最本質(zhì)的差異在于成組夾具的設(shè)計(jì)不是針對 一種零件，而是針對同一工序加工的一組零件，即設(shè)計(jì)的成組夾具能使用于這一 組零件中的每一種零件。成組夾具的費(fèi)用是由零件組的成組生產(chǎn)量來分?jǐn)偟?，?是在此前提下，應(yīng)用成組加工允許廣泛的采用先進(jìn)工藝裝備。 按照成組技術(shù)原理，同類零件的夾具結(jié)構(gòu)必然存在著相似性。若對加工方法， 安裝方式和輪廓尺寸相同或相近的一組零件分別設(shè)計(jì)各個(gè)專用夾具，則它們在結(jié) 構(gòu)上將會是“大同小異”的，既存在著相似性。稍加分析可以斷定，一般他們在 夾具整體，夾緊機(jī)構(gòu)和傳動裝置等部分大體上是相同的；而定位元件，夾緊元件 和刀相見等部分可能有小差異。成組夾具的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是建立在充分利用這種夾具 結(jié)構(gòu)的相似性。 3.2 成組夾具的調(diào)整方式 成組夾具的調(diào)整方式可歸結(jié)為四種。 （）更換式采用更換調(diào)整部分的元件或合件的方法，實(shí)現(xiàn)組內(nèi)不同工件 的安裝。其優(yōu)點(diǎn)是精確度高，使用可靠。缺點(diǎn)是隨著零件組內(nèi)零件品種的增加， 可換件的數(shù)量也增加，這與調(diào)解式相比，將會證加費(fèi)用，也給保管工作帶來不便。 此法多用于精度較高的定位和導(dǎo)向元件。 （）調(diào)解式借助于改變夾具可調(diào)元件位置的方法，以實(shí)現(xiàn)在內(nèi)不同工件 的安裝。其主要優(yōu)點(diǎn)是僅用有限數(shù)目的可調(diào)元件，就可以適應(yīng)組內(nèi)各種零件的安 裝，并使夾具保管工作方便。缺點(diǎn)是活動的可調(diào)元件及其相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將會降 低夾具的精度和剛度。因此它常用于加工精度不高或工件的次要定位等場合。 （）綜合式兼用上述兩種調(diào)整方式，即同一套成組夾具即采用可換元件 有采用可調(diào)元件。取兩者之所長，故可獲得較好的效果。 （）組合式將一組零件的有關(guān)的安裝元件（有時(shí)也包括到導(dǎo)向元件）同 時(shí)組合在一個(gè)夾具體上，以適應(yīng)同族各種零件先后加工的安裝需要。這樣，一種 零件安裝進(jìn)使用其相應(yīng)的一套安裝元件，并占據(jù)其各自得確定的安裝位置。由于 免除了有關(guān)元件的更換與調(diào)節(jié)，節(jié)約了夾具的調(diào)整時(shí)間。此種形式的成組夾具主 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 要用于同族零件種數(shù)少，批量較大的場合。 3.3 成組夾具設(shè)計(jì)原則 除應(yīng)考慮到成組夾具的特點(diǎn)以外，它與專用夾具設(shè)計(jì)的一般方法是基本相同 的。 根據(jù)成組夾具的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題。 設(shè)計(jì)的成組夾具應(yīng)具有良好的可調(diào)整性 如上所述，成組夾具包括基礎(chǔ)部分和可調(diào)部分?；A(chǔ)部分設(shè)計(jì)的方法大體與 專用夾具的相同。當(dāng)然，射擊基礎(chǔ)部分是不能不考慮到調(diào)整方式以及調(diào)整部分在 夾具體上的配置位置。 調(diào)整部分是成組夾具的重要組成部分，在很大程度上，它決定了成組夾具使 用的效果。為此，應(yīng)作多反感分析比較，慎重決定。 良好的可調(diào)整性首先表現(xiàn)在成組夾具的調(diào)整簡易可行，并能保證同族各零件 確定的安裝位置。為了調(diào)整迅速，精確，有時(shí)可采用專用的調(diào)整校正元件。 夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊 成組夾具應(yīng)適合用于一組零件，零件分組不當(dāng)，往往會造成夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 龐大，使用不便。 夾具總體輪廓尺寸重要取決于零件組中最大零件，各種零件安裝位置的布置 以及加緊和調(diào)整方式。 當(dāng)零件組內(nèi)零件品種多，尺寸又分散的情況下，宜于將零件組劃分為若干尺 寸組（調(diào)整組） ，按尺寸組分別設(shè)計(jì)成結(jié)構(gòu)相近而大小不等的若干套成組夾具， 以保證結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便。尺寸組的劃分出根據(jù)零件的總體外形，尺寸及安裝 方式以外，尚應(yīng)考慮到零件組的成組生產(chǎn)量和機(jī)床負(fù)荷。 應(yīng)保證同族零件的加工技術(shù)要求 設(shè)計(jì)的成組夾具應(yīng)是零件組任一種零件均能迅速，可靠的安裝，并能保證同 組各零件的加工質(zhì)量。為此，應(yīng)全面分析全組零件的加工技術(shù)要求和加工受理情 況，并以零件組中零件的最高加工技術(shù)要求和最不利的加工條件為設(shè)計(jì)依據(jù)。 設(shè)計(jì)的成組夾具應(yīng)予零件組的成組生產(chǎn)量相適應(yīng) 考慮到成組生產(chǎn)量，在符合經(jīng)濟(jì)性條件下，應(yīng)盡可能的提高成組夾具的使用 性能和效率，因此，有可能廣泛的采用先進(jìn)結(jié)構(gòu)和高效裝置，如氣動，液壓，氣 液壓聯(lián)動等各種機(jī)動裝置，以及各種快速聯(lián)動機(jī)構(gòu)和快換結(jié)構(gòu)等。 夾具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化 成組夾具設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能的采用以標(biāo)準(zhǔn)化的夾具元部件，結(jié)構(gòu)和裝置，例如各 種通用的旋轉(zhuǎn)分度工作臺，各種機(jī)動夾緊結(jié)構(gòu)和裝置，以及帶殼換鉗口的虎鉗和 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 滑柱式鉆模等等。 不少著作在機(jī)床夾具分類中，把帶殼換鉗口的虎鉗和滑柱式鉆模等歸屬于通 用可調(diào)夾具。嚴(yán)格的說，例如滑柱式鉆模，在未設(shè)置相應(yīng)的定位元件，鉆套和夾 緊元件之前，他并不是一套完整的夾具，僅是一種標(biāo)準(zhǔn)化，系列化了的典型構(gòu)件 （僅包括夾具體和夾緊機(jī)構(gòu)） ，供夾具設(shè)計(jì)時(shí)選用，可以用它設(shè)計(jì)成專用夾具， 也可以用它作為基礎(chǔ)部分設(shè)計(jì)為成組夾具，關(guān)鍵在于夾具設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想。 設(shè)計(jì)的成組夾具應(yīng)具有繼承性 應(yīng)賦予夾具以繼承性，尤其是成組夾具的基礎(chǔ)部分，以適應(yīng)產(chǎn)品不斷更新?lián)Q 代，新的零件品種增多的要求，這樣，可以延長成組夾具的使用期，加速新產(chǎn)品 的投產(chǎn)。 3.4 成組夾具設(shè)計(jì)步驟 成組夾具和專用夾具的設(shè)計(jì)過程大體相同，其主要差別在于成組夾具對象不 是一種零件而是一組零件。因此設(shè)計(jì)時(shí)綜合分析的工作量較大，既需要對這一組 零件的圖紙，成組工藝及加工條件等全面的綜合分析，以確定最佳的工件安裝和 夾具的調(diào)整方法。成組極具的調(diào)整部分是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)所在，設(shè)計(jì)者應(yīng)按確定的調(diào) 整方式設(shè)計(jì)或選用可換件，可調(diào)節(jié)及可調(diào)機(jī)構(gòu)，以滿足同組各種零件的安裝和加 工要求。 成組夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書是設(shè)計(jì)的依據(jù)，一般是由成組工藝規(guī)程編制人員提出， 其格式可視工廠具體情況而定。工序圖可以是復(fù)合零件或繪出代表零件的安裝示 意圖，零件組特征要素矩陣表填寫使用該成組夾具的各種零件特征要素統(tǒng)計(jì)的累 積數(shù)，以供夾具設(shè)計(jì)時(shí)參考。夾具設(shè)計(jì)人員經(jīng)過綜合分析可對夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書提 出修改意見。 成組夾具是通過調(diào)整以適應(yīng)特定的一組零件安裝，加工使用的。為便于正確 使用和管理，尚應(yīng)編制成組夾具調(diào)整卡片。應(yīng)對同組每種零件編制夾具調(diào)整卡片， 卡片中除了上述夾具調(diào)整圖以外，尚可應(yīng)用相應(yīng)的技術(shù)表格和使用說明，以表明 成組夾具的編號，零件圖紙編號及編碼，采用的可換件，可調(diào)節(jié)及校正元件的編 號及數(shù)量，以及調(diào)整注意事項(xiàng)及夾具調(diào)整后應(yīng)檢驗(yàn)的項(xiàng)目的等等。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 4 專用夾具的設(shè)計(jì) 4.1 銑床專用夾具的主要類型 （一）直線送進(jìn)的專用銑床夾具 這類夾具安裝在銑床工作臺上，加工中工作臺是按直線進(jìn)給方式運(yùn)動的， 在洗削工序中，為了提高夾具的工作效率，對于這類銑床夾具，可采用連 動加緊機(jī)構(gòu)和氣動，和液壓傳動裝置，也可采用多件多工位夾具使加工的機(jī)構(gòu)時(shí) 間和裝卸工件時(shí)間重合等項(xiàng)措施。 （二）圓周送進(jìn)的專用銑床夾具 圓周銑削法的送進(jìn)運(yùn)動時(shí)連續(xù)的，能在不停車的情況下裝卸工件，因此是 一種高效率的加工方法，適用于大批量生產(chǎn)。 設(shè)計(jì)圓周送進(jìn)銑床夾具時(shí)應(yīng)注意使沿圓周排列的工件盡量緊湊，以減少銑 刀的空程和夾具的尺寸和質(zhì)量；手柄沿轉(zhuǎn)臺的四周分布以便于操作，盡可能采用 氣動液壓等機(jī)械化夾緊方式以減輕工人勞動強(qiáng)度。 （三）機(jī)械仿形送進(jìn)的靠模夾具 靠模夾具時(shí)用來加工各種直線曲面或空間曲面，靠模夾具的作用是使主送 進(jìn)運(yùn)動和由靠模獲得的輔助運(yùn)動合成加工所需要的仿形運(yùn)動。因此按照送進(jìn)運(yùn)動 的方式，把用于加工直線曲面的仿形夾具分成直線送進(jìn)和圓周送進(jìn)的兩種。采用 靠模夾具可在一般萬能銑床上加工出所需要的成形面以代替價(jià)格昂貴的靠模銑床 加工，這對于中小廠來說，通過采用夾具來擴(kuò)大機(jī)床工藝用途，以解決缺少特殊 設(shè)備問題，具有較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。 4.2 銑床專用夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （一）由于銑削過程不是連續(xù)切削，且加工余量較大，切削力較大而方向隨時(shí)多 可能在改變。所以夾具應(yīng)具有足夠的剛性和強(qiáng)度，夾具的重心應(yīng)盡量低，夾具的 高度于寬度之比應(yīng)為 1：1.25，并應(yīng)有足夠排屑空間。 （二）夾緊裝置要有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證必需的夾緊力，并有良好的自鎖性 能，一般在銑床夾具上特別是粗銑，不宜采用偏心夾緊。 （三）夾緊力應(yīng)作用在工件剛度較大的部位上。工件與主要定位元件的定位表面 接觸剛度要大。當(dāng)從側(cè)面壓緊工件時(shí)，壓板在側(cè)面的著力點(diǎn)應(yīng)低于工件側(cè)面支承 點(diǎn)。 （四）為了調(diào)整和確定夾具與銑刀的相對位置，應(yīng)正確選用對刀裝置，對到裝置 在使用塞尺方便和易于觀察的位置，并應(yīng)在銑刀開始切入工件的一端。 （五）切削和切削液應(yīng)能順利地排除，必要時(shí)應(yīng)開排屑孔。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 （六）為了調(diào)整和確定夾具與機(jī)床工作臺軸線的相對位置，在夾具的底面應(yīng)具有 兩個(gè)定向建，定向健與工作臺 T 形槽宜用單面貼合。當(dāng)工作臺 T 形槽表面平整時(shí) 可采用圓柱銷，精度高的或重型夾具宜采用夾具體上的找正基面。 4.3 夾緊裝置 在機(jī)械加工中，加工件將受到切削力，離心力，慣性力等外力的作用。為了保 證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持有定位元件所確定的加工位置，而 不致發(fā)生震動或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可 靠的夾緊。 1.夾緊裝置的組成 典型的夾緊裝置是由幾部分組成 （1）力源裝置。力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。通常是指機(jī)動夾緊時(shí)所 用的氣動，液壓，電動等動力裝置。 （2）中間遞力機(jī)構(gòu)， 。中間遞力機(jī)構(gòu)是介于力源和夾緊作用力傳遞給夾緊元 件，然后由夾緊元件，然后由夾緊元件最終完成對工件的夾緊。一般遞力機(jī)構(gòu)可 以在傳遞加緊作用力過程中，改變夾緊作用力的方向和大小，并根據(jù)需要亦可具 有一定的自鎖性能。 （3）夾緊元件與夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過它和 工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動作。 以上就是夾緊裝置的基本設(shè)計(jì)內(nèi)容。 2.夾緊裝置的基本要求 (1)在夾緊過程中，工件應(yīng)能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不 應(yīng)離開定位置支承。 （2）夾緊力的大小要適當(dāng)，可靠。既要是工件在加工過程中不產(chǎn)生移動和 振動，又不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。 （3）夾緊裝置應(yīng)操作安全，方便，省力。 （4）夾緊裝置的自動化程度和復(fù)雜程度應(yīng)與工件的產(chǎn)量和批量相適應(yīng)。 4.4 專用夾具的基準(zhǔn)選擇 本夾具采用側(cè)面定位限制一個(gè)方向的自由度；由壓板軸定位，這樣六個(gè)自由 度全部都被限制住了?？烧{(diào)部分安裝在夾具體上，即通過滑塊來限制住支座 X 軸 方向上的轉(zhuǎn)動。并通過滑塊上的可換定位銷來實(shí)現(xiàn)限制作用。 定位基礎(chǔ)可以通過夾具體上的面來定位或由底板來定位，因?yàn)閵A具上的面上 的定位誤差比起底板所產(chǎn)生的定位誤差相比較大，因此為了減少定位誤差，在此 我選擇了以底板作為定位基準(zhǔn)。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 4.5 機(jī)床夾具的概述 4.5.1 機(jī)床夾具概述 機(jī)床夾具是在機(jī)械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的位置， 以接受加工或檢測并保證加工要求的機(jī)床附加裝置，簡稱為夾具。 在機(jī)床上加工工件的時(shí)候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。工件在機(jī)床 上加工時(shí)，為保證加工精度和提高生產(chǎn)率，必須使工件在機(jī)床上相對刀具占有正 確的位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對工件施加作用力，使之在已 經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程， 稱為裝夾。機(jī)床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作。工件的裝夾方法有找 正裝夾法和夾具裝夾法兩種。 4.5.2 機(jī)床夾具的種類 機(jī)床夾具按其適用范圍可分為通用夾具、專業(yè)夾具、組合夾具、可調(diào)夾具及 隨行夾具五種基本類型。如按所使用的機(jī)床來分類，則機(jī)床夾具可分為車床夾具、 銑床夾具、躺床夾具、鉆床夾具、磨床夾具、自動機(jī)床夾具及數(shù)控機(jī)床夾具等。 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、可用于加工一定范圍內(nèi)的不同工件的夾具，如 三爪卡盤、平口虎鉗、萬能分度頭等。這些夾具已作為機(jī)床附件由專門工廠制造 供應(yīng)。 專業(yè)夾具是指專為某一工件的某道工序而設(shè)計(jì)制造的夾具。專業(yè)夾具在批量 生產(chǎn)中使用，這也是本次夾具設(shè)計(jì)的主要研究對象。 4.5.3 機(jī)床夾具的組成 1.定位元件及定位裝置 用于確定工件在夾具中的正確位置，定位支承元件的 定位精度直接影響工件加工的精度。定位元件有支承釘，支承板等。 2.夾緊元件及夾緊裝置 用于夾緊工件，保持工件定位后的位置在加工過程中 不變。 3.夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過它將夾具的所有元件連接成一個(gè) 整體，并通過它將整個(gè)夾具安裝在機(jī)床上。 4.其他裝置或元件 各種夾具還應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置一些其它裝置或元件，有分度 裝置，導(dǎo)向或?qū)Φ对?，夾具與機(jī)床之間的連接元件等。如銑削加工一般多 采用定距切削，為便于調(diào)整刀具相對于工件被加工表面的位置，夾具上常設(shè) 置對刀裝置，其中對刀裝置包括對刀塊和塞尺。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 4.6 銑床夾具的分類 銑床夾具主要用于加工零件上的平面精加工工序、花鍵及各種成型面等，是 最常見的夾具之一。按銑削的進(jìn)給方式，可將銑床夾具分為直線進(jìn)給式、圓周進(jìn) 給式和靠模進(jìn)給式三類。其中，直線進(jìn)給式夾具用得最多。 另外，銑床夾具按使用范圍可分為通用銑夾具、專用銑夾具和組合銑夾具三 類；還可按自動化程度和夾緊動力源的不同以及裝夾工件數(shù)量的多少等進(jìn)行分類。 4.7 銑削專用夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1.為了調(diào)整和確定夾具與機(jī)床工作臺軸線的相對位置，在夾具體與地面之間應(yīng)具 有兩個(gè)定位鍵。 2.為了調(diào)整和確定夾具與銑刀的相對位置，應(yīng)正確選用對刀裝置，對刀裝置應(yīng)在 使用塞尺方便和易于觀察的位置，并應(yīng)在銑刀開始切入工件的一端。 3.考慮加工余量大和切削力方向隨時(shí)可能變化的因素，夾具應(yīng)有足夠的剛性和強(qiáng) 度，夾具的重心應(yīng)盡量低。 4.夾具裝置要有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證必需的夾緊力，并有良好的自鎖性能。 5.夾緊力應(yīng)作用在工件剛度較大的部位上。工件與主要定位元件的定位表面接觸 剛度要大。當(dāng)從側(cè)面壓緊工件時(shí)，壓板在側(cè)面的著力點(diǎn)應(yīng)低于工件側(cè)面支承點(diǎn)。 6.切屑和冷卻液應(yīng)能順利排出，必要時(shí)應(yīng)開排泄孔 【2】 4.8 銑床夾具的安裝 夾具在銑床工作臺上的定位,由裝在夾具體底部的兩個(gè)定位鍵實(shí)現(xiàn)。銑床夾 具在銑床工作臺上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在設(shè)計(jì)時(shí) 必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個(gè)定位鍵。定位鍵的結(jié)構(gòu)尺寸 已標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)按銑床工作臺的 T 形精加工工序尺寸選定，它和夾具底座以及工作 臺 T 形精加工工序的配合為 H7/h6、H8/h8。兩定位鍵的距離應(yīng)力求最大，以利提 高安裝精度。 定位鍵安裝在夾具體底面的縱向精加工工序中,一個(gè)夾具一般要配置兩個(gè)定 位鍵。銑床夾具底座定位鍵與銑床工作臺 T 型精加工工序的配合連接，再用 T 形 螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺上，所以在夾具體上還需要提供兩個(gè)穿 T 形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時(shí)，可在同側(cè)設(shè)置兩個(gè)耳座，兩耳座的距離 要和銑床工作臺兩個(gè) T 形精加工工序間的距離一致。T 形精加工工序?qū)к壢缦聢D 1.1： 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 1.1 銑床加工工序?qū)к?4.9 工件的定位與誤差分析 4.9.1 工件定位的基本原理 六點(diǎn)定位原理：如果要使一個(gè)自由剛體在空間有一個(gè)確定的位置，就必須設(shè) 置相應(yīng)的六個(gè)約束以限制六個(gè)運(yùn)動自由度。如果工件的六個(gè)自由度都加以限制了， 工件在空間的位置也就完全被確定下來了。因此定位實(shí)質(zhì)上就是限制自由度。 關(guān)于六點(diǎn)定位原則的幾個(gè)主要問題： 1.在夾具的結(jié)構(gòu)中，定位支承點(diǎn)是通過具體的定位元件體現(xiàn)的，即支承點(diǎn)不 一定用點(diǎn)或銷的頂端，而常用面或線來代替。兩個(gè)點(diǎn)決定一條直線，三個(gè)點(diǎn)決定 一個(gè)平面，即一條直線可以代替兩個(gè)支承點(diǎn)，一個(gè)平面可代替三個(gè)支承點(diǎn)。在具 體應(yīng)用時(shí)，還可用窄長的平面代替直線，用較小的平面來替代點(diǎn)。 2.定位支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持接觸，方起到限制自由度的作用。 3.分析定位支承點(diǎn)的定位作用時(shí)，不考慮力的影響。工件的某一自由度被限 制是指工件在某個(gè)坐標(biāo)方向有了確定位置，并不是指工件在受到使其脫離定位支 承點(diǎn)的外力時(shí)不能運(yùn)動。使工件在外力作用下不能運(yùn)動，要靠夾緊裝置來完成。 4.9.2 定位方法與定位元件 定位方法和定位元件的選擇，主要決定于工件的加工要求、工件的定位基準(zhǔn) 和外力的作用情況等。定位方法有平面定位，圓柱孔定位，圓柱面定位，特殊表 面定位，組合表面定位等。據(jù)定位方法及各定位元件的特點(diǎn)合理選擇定位元件 1.對定位元件的基本要求 (1) 限位基面應(yīng)有足夠的精度。足夠的精度才能保證工件的定位精度。 (2) 限位基面應(yīng)有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經(jīng)常與工件接觸 和磨擦，為此定位元件限位表面的耐磨性要好，以保證夾具的壽命和精度。 (3) 支承元件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。定位元件在加工過程中受工件重力、 夾緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度。 (4) 應(yīng)有較好的工藝性。定位元件應(yīng)簡單、合理，便于制造、裝配和更換。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 (5) 定位元件應(yīng)便于清除切屑。定位元件的結(jié)構(gòu)和工作表面形狀應(yīng)有利于清 除切屑，以防切屑嵌入夾具內(nèi)影響加工和定位精度。 2.常用定位元件的選用 定位元件選用時(shí)，應(yīng)按工件定位基準(zhǔn)面和定位元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行選擇。 1.以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用平頭支承釘，以基準(zhǔn)面粗 糙不平或毛坯面定位時(shí)，選用圓頭支承釘，側(cè)面定位時(shí)，可選用網(wǎng)狀支承釘。 2.以面積較大、平面度精度較高的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用支承板，用于側(cè)面 定位時(shí)，可選用不帶斜精加工工序的支承板，盡可能用帶斜精加工工序的支承板， 以利清除切屑。 3.以毛坯面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用自位支承作定位元件。 4.定位基準(zhǔn)面需提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時(shí)，可選用輔助定位元件， 輔助支承不限制自由度，且每次加工均需重新調(diào)整支承點(diǎn)高度，支承位置應(yīng)選在 有利工件承受夾緊力和切削力的地方。常見的支承板和支承釘如下圖 1.2 和圖 1.3： 圖 1.2 支承釘 圖 1.3 支承板 4.9.3 工件的誤差分析 由于一批工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，即 出現(xiàn)工件位置定得“準(zhǔn)與不準(zhǔn)”的問題。如果工件在夾具中所占據(jù)的位置不準(zhǔn)確， 加工后各工件的尺寸必然有誤差。這種由工件定位引起的誤差即定位誤差（D） 。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 為保證精度，限定定位誤差不超過工件加工公差 T 的 1/51/2。 【3】 即， D(1/51/2)T 式中：D定位誤差，單位為 mm； T 工件的加工誤差，單位為 mm 4.9.4 定位誤差產(chǎn)生的原因 工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件的位置不一致的原因主要是基準(zhǔn)不重合， 而基準(zhǔn)不重合又分為兩種情況：一是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)位 移誤差 Y；二是定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差 B。 1.基準(zhǔn)不重合誤差 B 加工尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是外圓柱面的母線時(shí)，定位基準(zhǔn)是圓柱孔的中心線， 這種由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合所致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置 變動量，稱基準(zhǔn)不重合誤差，此時(shí)除定位基準(zhǔn)位移誤差外，還有基準(zhǔn)不重合誤差。 當(dāng)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。因此選擇定位基準(zhǔn)時(shí) 應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合。當(dāng)被加工工件的工藝過程確定以后，各工序的工序尺 寸也就隨之而定，此時(shí)在工藝文件上，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)便轉(zhuǎn)化為工序基準(zhǔn)。 2.基準(zhǔn)位移誤差 Y 由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上 最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)位移誤差（Y） 。 如果工件內(nèi)孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致，作無間隙配合，即孔的中 心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實(shí)際上，心軸和工 件內(nèi)孔都有制造誤差。基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的，減小定位配合間隙，即可 減小基準(zhǔn)位移誤差 Y 值，以提高定位精度。 4.10 夾緊裝置 工件在夾具定位之后，在機(jī)械加工過程中，工件會受到切削力、離心力、慣 性力等的作用，故必須設(shè)計(jì)夾緊裝置對工件夾緊，它對工件加工有較大影響。 4.10.1 夾緊裝置的組成 夾緊裝置的組成由以下三部分組成： 1.動力源裝置 產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。分手動和機(jī)動夾緊兩種，為了改善勞動 條件和提高生產(chǎn)率，目前在大批量生產(chǎn)中均采用機(jī)動夾緊。機(jī)動夾緊的力源來自 氣動、液壓、氣液聯(lián)動、電磁、真空等動力夾緊裝置。 2.傳力機(jī)構(gòu) 介于動力源和夾緊元件之間傳遞動力的機(jī)構(gòu)。作用是，改變作用力 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 的方向、大??；具有一定的自鎖性能，以便在夾緊力一旦消失后，仍能保證整個(gè) 夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀態(tài)，這一點(diǎn)在手動夾緊時(shí)尤為重。 3.夾緊元件 它是直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。 4.10.2 對夾緊裝置的基本要求 在夾緊工件的過程中，夾緊作用的效果會直接影響工件的加工精度、表面粗 糙度以及生產(chǎn)效率。因此，設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則： 1.夾緊過程中，不能破壞工件定位時(shí)占據(jù)的正確位置。 2.夾緊力的大小應(yīng)適當(dāng)可靠。既要保證加工過程中工件不發(fā)生送的或振動，又不 允許工件產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷。 3.夾緊裝置工藝性好。 4.使用性好。操作方便、安全、省力。 4.10.3 夾緊力的確定 夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大小三個(gè)要素。 1.夾緊力的方向 夾緊力的方向與工件定位的基本配置情況，以及工件所受外力的作用方向等 有關(guān)。選擇時(shí)必須遵守以下準(zhǔn)則： （1）夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。 （2）夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力，以減小工件的變形、減輕勞動強(qiáng) 度。 （3）夾緊力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向。 2.夾緊力的作用點(diǎn) 合理選擇夾緊力作用點(diǎn)必須遵守以下準(zhǔn)則： （1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能使夾緊點(diǎn)與 支承點(diǎn)對應(yīng)，使夾緊力作用在支承上。如夾緊力作用在支承面范圍之外，會使工 件傾斜或移動，夾緊時(shí)將破壞工件的定位。 （2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛性較好的部位。這對剛度較差的工件尤 其重要，如將作用點(diǎn)由中間的單點(diǎn)改成兩旁的兩點(diǎn)夾緊，可使變形大為減小，并 且夾緊更加可靠。 （3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以防止工件產(chǎn)生振動和變形， 提高定位的穩(wěn)定性和可靠性。 3.夾緊力的大小 夾緊力的大小，對于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸， 都有著密切的關(guān)系。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 4.10.4 夾緊力大小計(jì)算 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件受切削力、 夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡原 理計(jì)算出理論夾緊力。最后保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需的夾緊 力數(shù)值。即： KW 式中， 實(shí)際所需的夾緊力 ；N 在一定條件下，由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力 ；N 安全系數(shù)。 其中， 【2】 6543210KK 4.11 夾緊機(jī)構(gòu)種類 機(jī)床夾具的夾緊裝置所采用的夾緊機(jī)構(gòu)可根據(jù)實(shí)際需要合理選擇。常用的夾 緊機(jī)構(gòu)有，斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，偏心夾緊機(jī)構(gòu)，端面凸輪夾緊機(jī)構(gòu)， 鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)，聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)等。 4.12 減小夾緊變形措施 增加輔助支承和輔助夾緊點(diǎn) 增加壓緊件接觸面積 3.利用對稱變形 加工薄壁套筒時(shí)，采用加寬卡爪，如果夾緊力較大，仍有 可能發(fā)生較大的變形。因此，在精加工時(shí)，除減小夾緊力外，夾具的夾緊設(shè)計(jì)， 應(yīng)保證工件能產(chǎn)生均勻的對稱變形，以便獲得變形量的統(tǒng)計(jì)平均值，通過調(diào)整刀 具適當(dāng)消除部分變形量，也可以達(dá)到所要求的加工精度。 4.13 定位誤差的計(jì)算與分析 必須要滿足誤差的總和應(yīng)該小于或等于該工序公差。 gwj 與夾具有關(guān)的加工誤差 ，一般可用下式表示：j MjjWDAZWj 由參考文獻(xiàn)可得： 定位誤差 ： 11minDWd 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 1 21min2min.DdDdJWarctgL 其中： ，10.52D20D ，d.3d ， minmin4 .6DWm .02J 夾緊誤差 ： cos)(minaxyj 其中接觸變形位移值： 1()(9.62nHBZyRaZkNl 查5表 1215 有 。 10.4,0,.42,0.7zKCcos8jym 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj5. 夾具相對刀具位置誤差： 取AD01. 誤差總和： 0.853jw 從以上、所設(shè)計(jì)的夾具滿足零件加工精度要求。 4.14 夾具體 根據(jù)工件加工表面形狀，對刀件可選用夾具零件及部件中的標(biāo)準(zhǔn)直角對刀塊。 它的直角對刀面和工件被加工精加工工序形相對應(yīng)，其間距等于塞尺厚度，設(shè)計(jì) 塞尺厚度為 3，并把對刀件安裝于夾具體的豎直板上。 根據(jù)銑床 T 行精加工工序的寬度，選用寬度 B=14mm,公差為 h6 的 A 型定位 鍵來確定夾具在機(jī)床上的位置。 【1】 夾具體選用灰鑄鐵的鑄造夾具體 【7】 。其基本厚度選為 22mm,并設(shè)計(jì)出供 T 形精加工工序用螺栓緊固夾具用得精加工工序耳座。根據(jù)所設(shè)計(jì)的各種元件、機(jī) 構(gòu)、裝置，設(shè)計(jì)出夾具的形狀、結(jié)構(gòu)。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 5 夾具圖繪制 5.1 工序圖 依據(jù)零件的加工要求，制訂銑精加工工序工序圖。見圖 5-1 圖 5-1 工件圖 5.2 夾具體零件圖 參照工序圖的定位夾緊方案，合理設(shè)計(jì)銑槽加工工序的夾具，繪制夾具體零件圖。 見圖 5-2 圖 5-2 銑床夾具體圖 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 5.3 繪制夾具裝配總圖 見如下圖 5-3： 圖 5-3 銑夾具總圖 5.3.1 標(biāo)注尺寸、公差與配合 1.夾具外形輪廓尺寸如上圖 3-1。 2.工件與定位元件的聯(lián)系尺寸 3.夾具與刀具的聯(lián)系尺寸 即調(diào)刀尺寸，分為水平和垂直兩個(gè)方向的尺寸。 （1）水平方向的調(diào)刀尺寸為為銷中心至對刀元件尺面的距離。 查手冊的所 用銑刀的寬度尺寸及其極限偏差為，其平均尺寸為 12.09mm。定位銷中心至工件 上精加工工序，再加上塞尺厚度 2mm，故水平方向調(diào)刀尺寸的基本尺寸 （2）垂直方向的調(diào)刀尺寸為定位元件(兩支承釘)工作面至對刀面之間的位置 尺寸。工件上相應(yīng)的尺寸為工件精加工工序底至工件底面之間的尺寸(62 0.10) mm，減去 3mm 的塞尺厚度，就得到垂直方向調(diào)刀尺寸的基本尺寸為(62-3) =59mm。根據(jù)與調(diào)刀尺寸(9.045 0.02)mm 相同的公差，取垂直方向的調(diào)刀基本 尺寸及其極限偏差為(59 0.02)mm。 4.夾具與機(jī)床連接部分的聯(lián)系尺寸 定位鍵與工作臺 T 形精加工工序配合尺寸為 14H7/h6。 5.夾具內(nèi)部的配合尺寸： 【1】 銷與螺桿： 過渡配合 孔 軸 ；7h/80M016.015. 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 支承釘與夾具體底面孔： 過盈配合 孔 軸 ；6n/710H018.012.6 銷與浮動壓塊孔： 間隙配合 孔 軸 ；h/86F028.12.6 銷與夾具體頂面孔： 過盈配合 孔 軸 。95.901. 5.3.2 制訂技術(shù)條件 1.由于工件上有精加工工序底至工件 B 面的垂直度要求 0.10mm，夾具上應(yīng)標(biāo)注 定位表面 Q(兩個(gè)支承板限定的表面)對底面的垂直度允差 100:0.2 (mm)。 2.由于工件上有精加工工序兩側(cè)面對 10 孔軸線對稱度要求，夾具上應(yīng)標(biāo)注定位 表面 Q(兩個(gè)支承板限定