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機 械 制 造 技 術 基 礎 課 程 設 計 題 目：專用夾具設計 學 院: 機械工程學院 班 級：x x 級機械制造與自動化x班 姓 名：　 x x 指導教師： x x 完成日期：　 2017 年 4 月31日 目錄 第一章 前言 1 第二章 專用夾具設計 2 2.1 夾具的簡介 2 2.1.1 夾具的概念 2 2.2 夾具設計前的準備工作 3 2.2.2 熟悉工件零件圖和工序圖 3 2.3 選擇夾緊機構 3 第三章 夾具裝備分析 4 3.1 夾具的功用 4 3.1.1 機床夾具的主要功能 4 3.1.2 機床夾具的特殊功能 4 3.1.3 夾具體主要技術條件及優(yōu)缺點的分析 5 3.2 夾具的分類 6 3.3 夾具的組成 7 第四章 機床夾具的設計特點和設計要求 7 4.1 機床夾具的設計特點 7 4.2 擬定夾具的結構方案 8 4.2.1 定位方案的確定 8 4.2.1 夾緊方案確定 9 4.3 夾具總圖設計 9 4.4 夾具精度校核 9 4.5 夾具的設計步驟 10 4.6 總圖技術要求的定制 12 4.7 夾具設計中的幾個重要問題 13 4.8 精度分析 13 5.1定位基準的選擇 14 5.2 加工精度分析 15 5.3 擬定工藝路線 16 5.4 工藝方案的比較與分析 17 5.5 選擇加工設備與工藝裝備 19 5.5.1 專用夾具的基本要求 19 5.6 夾緊力的計算 20 5.7 定位誤差分析 21 第六章 夾具裝配圖上應標注的尺寸和技術條件 21 6.1 夾具裝配圖上標注的尺寸 21 6.2 夾具裝配圖上應標注的技術要求 22 第七章 夾具體零件圖應標注的尺寸和技術要求 22 7.1 夾具體零件圖上標注的尺寸 22 7.2 夾具體零件圖上標注的技術要求 23 第八章 對夾具設計的心得體會 24 第九章 課程設計總結 25 參考文獻 26 附表1 機械加工工藝過程卡片 27 第一章 前言 機械制造裝備設計是機械設計制造及其自動化專業(yè)的一門主要專業(yè)課，其任務是通過該課程的學習，掌握主要機械制造裝備的工作原理及其正確使用和選用方法、原則，并具備一定的機械制造裝備的總體設計、傳動設計、結構設計等基本知識和主要工藝裝備的設計能力。而課程設計是機械制造裝備設計課程的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，也是機械類專業(yè)學生較為全面的機械設計訓練。通過課程設計的實踐，綜合地運用裝備設計課程和其他先修課程的理論與實際知識，進一步培養(yǎng)與提高學生分析和解決工程實際問題的機械設計能力。其目的在于： 〔1〕通過課程設計，使學生能綜合運用夾具設計課程及其他相關專業(yè)課程的知識，學會用所學的理論知識指導設計實踐，樹立正確的設計思想。 〔2〕通過課程設計，培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力，使學生掌握機床夾具的一般設計方法和步驟，提高其走上工作崗位所需的專業(yè)技能。 〔3〕通過課程設計，使學生學習運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關技術資料等。 零件在工藝規(guī)程之后，就要按工藝規(guī)程順序進行加工。在加工中除了需要機床、刀具、量具之外，成批生產(chǎn)時還要用機床夾具。他們是機床和工件之間的連接裝置，使工件相對于機床獲得正確的位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度、形狀精度和尺寸精度。通常把確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程，稱為定位。當工件定位后，為了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破壞定位，還應該用一定的機構或裝置將工件加以固定。使工件在加工過程中保持定位位置不變的操作，稱為夾緊。將工件定位、夾緊的過程稱為裝夾。工件裝夾是否正確、迅速、方便和可靠，將直接影響工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生產(chǎn)中，工件的裝夾是通過機床夾具來實現(xiàn)的。機床夾具在生產(chǎn)中應用十分廣泛，夾具按使用范圍分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和隨行夾具，按使用機床分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具、自動機床夾具、數(shù)控機床夾具、自動線隨行夾具以及其他機床夾具等，按夾緊的動力源分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣-液增力夾具、電磁夾具及真空夾具等。根據(jù)所加工工件的要求，本次使用的是鉆床浮動夾緊專用夾具。 由于能力有限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。 第二章 專用夾具設計 2.1 夾具的簡介 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，故機床夾具設計在企業(yè)的產(chǎn)品設計和制造以及生產(chǎn)技術準備中占有極其重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作。 2.1.1 夾具的概念 在機械制造廠的生產(chǎn)過程中用夾安裝工件使之固定在正確的位置上，完成其切削加工、檢驗、裝配、焊接等工作，所使用的工藝裝備稱為夾具。 2.2 夾具設計前的準備工作 2.2.1 明確工件的年生產(chǎn)綱領 確定毛坯類型為6000件/年，結合生產(chǎn)實際，備品率α和廢品率β分別取10%和1%，代入N=Q(1+α%+β%)，得年生產(chǎn)綱領 N=6000（1+10%+1%）=6660件/年 劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù)確定為大批，工作制度8小時/班制。由于是大批量生產(chǎn)，所以采用的是流水線生產(chǎn)方式，一個工人加工一個工序，以提高生產(chǎn)效率，達到降低成本的目的，其屬輕型零件，生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。 2.2.2 熟悉工件零件圖和工序圖 零件圖給出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等精度的總體要求，工序圖則給出了夾具所在工序的零件的工序基準、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夾緊原理方案，這是夾具設計的直接依據(jù)。包括零件圖的分析、毛坯制造方法的選擇、基準的選擇、加工方法的選擇、加工順序的確定、工藝路線的制訂、余量與工序尺寸的確定、切削用量的選擇等。 2.3 選擇夾緊機構 在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應的夾緊機構。確定夾緊機構要注意以下幾方面的問題： ①安全性 夾緊機構應具備足夠的強度和夾緊力，以防止意外傷及夾具操作人員。 ②手動夾具夾緊機構的操作力不應過大，以減輕操作人員的勞動強度。 ③夾緊機構的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。 ④手動夾緊機構應操作靈活、方便。 確定夾緊力的方向、作用點，以及夾緊元件或夾緊機構，要選擇和設計動力源。夾緊方案也需反復分析比較，確定后，正式設計時也可能在具體結構上作一些修改。 第三章 夾具裝備分析 3.1 夾具的功用 在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。然而，由于各類機床加工方式的不同，有些機床夾具還具有一些特殊的功能。 3.1.1 機床夾具的主要功能 定位：確定工件在夾具中占有正確的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件的定位面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工面的尺寸和位置精度要求。 夾緊：工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 3.1.2 機床夾具的特殊功能 （1） 對刀 調(diào)整刀鋸切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2） 導向 如鉆床夾具中的鉆模板和鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具也具有導向功能。 機床夾具是在機床上用以準確，迅速地安裝工件或刀具，從而保證工件與刀具間正確相對位置的一種工藝裝備。使用夾具可以有效地保證工件的加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，擴大機床的工藝范圍和減輕勞動強度；因此，夾具在機械制造中占有重要的地位。 3.1.3 夾具體主要技術條件及優(yōu)缺點的分析 夾具體的上平面與底面的平行度要求較高，主要是為了防止裝夾后工件傾斜。 （1）.保證加工質(zhì)量： 使用機床夾具的首要任務是保證加工精度，特別是保證被加工工件加工面與定位面之間以及被加工表面相互之間的位置精度。使用機床夾具后，這種精度主要靠夾具和機床來保證，不再依賴工人的技術水平。 （2）.提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本： 使用夾具后可減少劃線、找正的輔助時間，且易實現(xiàn)多件、多工位加工。在現(xiàn)代機床加工中，廣泛采用氣動、液動等機動加緊裝置，可是輔助時間進一步減少。 （3）.擴大機床工藝范圍： 在機床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴大機床的工藝范圍。例如，在機床或鉆床上使用鏜模，可以代替鏜床鏜孔。又如，使用靠模夾具，可在車床或銑床上進行仿形加工。 （4）.減輕工人勞動強度，保證安全生產(chǎn)。 優(yōu)點：V形塊和定位銷是可換的。在多次裝夾、拆裝后，由于V形塊是定位和加緊的，頻繁使用會導致精度降低，當加工出的零件達不到要求時，換V形塊就行。 缺點：工作時間長了或者切削力太大可能引起夾具體整體變形，達不到要求。這是就需要重新設計。 3.2 夾具的分類 夾具有多種分類方法（如車床、銑床、刨床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、拉床等夾具。），機床夾具通常有三種分類方法，即按使用范圍和特點、夾緊動力源和使用機床來分類。 1、.按使用范圍和特點可分為：通用夾具、通用可調(diào)整夾具、專用夾具、組合夾具、成組夾具、拼拆式夾具。 2、按夾具動力源分類：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液增壓夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具、離心力夾具、其他。 3、按使用機床分類：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、其他機床夾具。 通用夾具是在普通機床上一般都附有通用夾具,如車床上的卡盤,銑床上的回轉工作臺,分度頭,頂尖座等。它們都一標準化了,具有一定的通用性,可以用來安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進行特殊的調(diào)整。 通用可調(diào)整式夾具的特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應不同零件的加工。 專用夾具是為了適應某一工件的某一工序加工的要求而專門設計制造的。 組合夾具是由一套標準化的夾具元件，根據(jù)零件的加工要求拼裝組成。不同元件的不同組合和聯(lián)接可構成不同結構和用途的夾具。夾具用完后，元件可以拆卸重復使用。 成組夾具是用于零件成組加工的夾具。它的加工對象較之可調(diào)整夾具更明確，適用范圍更廣一些。 拼拆式夾具是將標準化的、可互換的零部件裝在基礎件上或直接裝在機床工作臺上，并利用調(diào)整件裝配而成。當某種零件加工完畢，即把夾具拆開，將這些標準零部件放入倉庫中，以便重復用于裝配成加工另一零件的夾具。這種夾具是通過調(diào)整其活動部分和更換定位元件的方式重新調(diào)整的。 本課程設計研究了翻轉式夾具，闡述了翻轉式夾具的工作原理，對翻轉式夾具的各零部件做了較為詳細的設計計算，并對一些標準件進行了選型，且進行了相關的強度校核。 3.3 夾具的組成 通常夾具的組成部分如下： （1）定位裝置 定位裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置。常用的定位元件有支承釘、定位銷、V型塊等。 （2）夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢、保證工件在定位是所占據(jù)的位置，在加工過程中不因受外力（切屑力、重力、慣性力等）和動力裝置（氣缸、液壓缸等）組成。 （3）對刀、引導裝置 對刀、引導裝置的作用是確定刀具相對于夾具的位置，或引導刀具進行加工。常用的對刀、引導元件有對刀塊、鉆套等。 （4）其他原件及裝置 根據(jù)夾具特殊功能需要而設置一些元件或裝置。如分度裝置、靠模裝置、連接件、操作建議及其他輔助元件等。 第四章 機床夾具的設計特點和設計要求 4.1 機床夾具的設計特點 機床夾具設計與其它裝備設計比較，有較大的差別，主要表現(xiàn)在下列五個方面： （1） 要有較短的設計和制造周期。一般沒有條件對夾具進行原理性試驗和復 雜的計算工作。 （2） 夾具的精度一般比工件的精度高2～3倍。 （3） 夾具和操作工人的關系特別密切，要求夾具與生產(chǎn)條件和操作習慣密切結合。 （4） 夾具在一般情況下是單件制造的，沒有重復制造的機會。通常要求夾具在投產(chǎn)時一次成功。 （5） 夾具的社會協(xié)作制造條件較差，特別是商品化的元件較少。設計者要熟悉夾具的制造方法，以滿足設計的工藝性要求。 顯然，這些問題是很重要的。這將有利于保證夾具的設計、制造質(zhì)量。 4.2 擬定夾具的結構方案 夾具的結構方案包括以下幾個方案。 4.2.1 定位方案的確定 根據(jù)工序的尺寸形狀和位置要求，工件定位時需限制5個自由度。在擬定定位夾緊方案時，仍需要對其進行分析和研究，考察定位基準的選擇能否滿足工件位置精度的要求，夾具的結構能否實現(xiàn)。 本設計用一面兩銷限制工件的5個自由度， 芯軸中心和鉆套中心的位置由鉆模支架的兩個夾緊螺釘和其上的定位孔相對芯軸中心的相對尺寸決定，可通過分度盤的T型槽微調(diào)。滿足尺寸要求。 (1) 定位元件的結構尺寸及在夾具中位置的確定 由上可知，定位元件由 支撐板，芯軸的定位銷和鉆模支架的螺釘孔組成。 （1） 芯軸的定位銷和鉆模支架的螺釘孔距離的確定 L+δLd/2=65(+0.02-0.02) （2） 支撐板芯軸的定位銷尺寸確定 φ5h7/g6配合誤差（+0.1-0） （3） 螺釘孔尺寸確定 φ5h7/g6配合誤差（+0.1-0） 4.2.1 夾緊方案確定 根據(jù)工件的定位方案，考慮加緊力的作用點及方向，采用可快速裝卸的開口墊圈方法來實現(xiàn)。它的夾緊力選在大端端面及加工端面，增加了工件剛度，加工過程中不易產(chǎn)生震動，工件的夾緊變形也小，夾緊可靠，并防止了鉆頭長度問題。 (3) 夾具在機床上的安裝方式 考慮本工序工件的加工精度一般，因此夾具可通過機床工作臺T型槽的方法固定在工作臺上。 (4) 鉆模的設計 根據(jù)孔加工要求，本設計選用回轉式鉆模，比起固定式鉆木雅模，雖然誤差比較的大，但可以很方便的拆裝工件，提高加工效率，同事也滿足設計的誤差要求。綜合考慮，選用回轉式鉆模。 (5) 鉆套的設計 根據(jù)加工的要求選用固定式鉆套用于本設計，滿足加工要求，符合對產(chǎn)量的客觀要求，加工中其磨損的程度在誤差范圍內(nèi)，因此固定式鉆套比起其他設計經(jīng)濟性更高。 (6) 夾具體及總體設計 夾具體的設計應通盤考慮，使各組成部分通過夾具體有機得聯(lián)系起來，形成一個完整的夾具。從夾具的總體設計考慮，由于鉆床加工的特點，在加工過程中容易引起震動，故要求夾具體及其上各組成部分的所有元件的剛度和強度要足夠。 4.3 夾具總圖設計 在繪制夾具結構草圖的基礎上，繪制夾具總裝圖并標注有關尺寸公差配合和技術條件。 4.4 夾具精度校核 1）孔中心位（芯軸的定位銷和鉆模支架的螺釘孔）校核 影響其精度的主要因素如下。 （1） 定位誤差 基準不重合誤差：ΔB=0.02mm，基準偏移誤差ΔY=0，所以， ΔD=0.02mm。 （2） 夾具安裝誤差 由于夾具定位面和夾具底面的平行度誤差等，會引起工件傾斜，是加工的工序位置尺寸產(chǎn)生誤差，技術要求規(guī)定不大于0.003/100，故此工件的影響在0，005以內(nèi)。 （3） 與加工方法有關的誤差 根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，這方面誤差一般可控制在被加工工件公差的1/3范圍內(nèi)，這里取0.03。 以上三項合計為0.055mm，即可能的加工誤差為0.055mm，這小于加工工件要求保證的公差尺寸0.1mm。 2）角度尺寸校驗 （1）定位誤差 由于芯軸的定位銷和鉆模支架的螺釘孔之間配合間隙會造成基準位移誤差，可能導致兩定位孔中心連心對規(guī)定位置的傾斜，其最大轉角誤差為 Δα=arctan[（ δD1+δd1+x1min +δD2+δd2+x2min）/2L] =5.2’ 其最大影響是正負5.2 秒。 （2）與加工方法有關的誤差 夾具中心平面與T型槽的平行度誤差，查閱相關手冊，一般為 0.03/100，經(jīng)換算，相當角度誤差為正負1’。 綜合這兩項誤差，其最大角度誤差為正負6.2’，滿足本工件加工的要求。 結論：從計算來看，本設計的精度要求合格，可以應用。 4.5 夾具的設計步驟 1.明確設計任務，收集研究原始材料 再接到夾具設計任務書后，首先要仔細閱讀加工件的零件圖和與之有關的部件裝配圖，了解零件的作用結構特點和技術要求;其次，要認真研究加工件的工藝規(guī)程，充分了解本工序的加工內(nèi)容和加工要求，了解本工序使用的機床和刀具，研究分析夾具設計任務書上所選用的定位基準和工序尺寸。 2.擬定夾具結構方案，繪制夾具草圖 擬定夾具的結構方案時，主要解決如下問題。 （1） 確定工件的定位方式，設計定位裝置。 對定位元件的技術要求：①足夠的精度。②較好的耐磨性。③足夠的強度和剛度。④較好的工藝性。⑤便于清除切屑。 （2） 確定工件的夾緊方案，設計夾緊裝置。 對夾緊裝置的技術要求：①加緊過程可靠。②夾緊力大小適當。③結構工藝性好。④使用性好。 （3） 確定對刀或引導方式，選擇或設計對刀裝置或引導元件。 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成。對刀塊是用來確定夾具和刀具的相對位置，使用塞尺是為了防止對刀時碰傷刀刃和對刀塊工件表面。 （4） 確定其它元件或裝置的結構形式，如定位鍵，分度裝置等。 （5）確定夾具的總體結構及夾具在機床上的安裝方式。在確定夾具結構方案的過程中，應提出幾種不同方案，畫出草圖，經(jīng)比較分析，選出最佳方案。 3.繪制夾具總圖 夾具總圖繪制比例除特殊情況外，一般按1:1繪制，以使所設計夾具有良好的直觀性。 繪制夾具配置圖可按如下順序進行：用雙點化線畫出工件的外形輪廓和定位面加工面；畫出定位元件和導向元件；按夾緊狀態(tài)畫出夾緊裝置；畫出其它元件或結構；最后畫出夾具體，把上述各組成部分連接成一體，形成完整的夾具。在夾具裝配圖上，被加工件視為透視體。 4,確定并標注有關尺寸和夾具技術要求 夾具總圖上應標注輪廓尺寸，必要的裝配尺寸檢驗尺寸及公差，零件與零件之間的配合尺寸，標注主要元件裝配之間的相互位置精確要求等。當加工的技術要求較高時，并進行工序精度分析。 5.繪制夾具零件圖 夾具中的國標零件都必須繪制零件圖。在確定這些零件的尺寸公差或技術要求時，應注意使其滿足夾具總圖的要求。 4.6 總圖技術要求的定制 1.夾具總圖上應標注的尺寸和公差 在夾具總圖上標注尺寸和技術要求的目的是為了便于繪制零件圖裝配和檢驗。應有選擇的標注以下內(nèi)容。 （1） 夾具的外形輪廓尺寸。 （2） 與夾具定位元件引導元件以及夾具安裝基面有關的配合尺寸位置尺寸及公差， （3） 夾具定位元件與工件的配合尺寸。 （4） 夾具引導元件與刀具的配合尺寸。 （5） 夾具與機床的鏈接尺寸與配合尺寸。 （6） 其他主要配合尺寸。 2.形狀與位置要求 （1）定位元件的位置精度要求。 （2）定位元件與夾具安裝面之間的相對位置精度要求。 （3）定位元件與對刀引導元件之間的相對位置精度要求。 （4）引導元件之間的相對位置精度要求。 （5）定位元件或引導元件對夾具找正基面的位置精度要求。 （6）與保證夾具裝配精度有關的或與檢驗方式有關的特殊的技術要求。 夾具的有關尺寸公差的形位公差通常取工件相應公差的1/5到1/2。當工序尺寸未注公差時，夾具公差取為正負0.1mm（或正負10’），或根據(jù)具體情況確定；當加工表面未提出位置精度要求時，夾具上相應的公差一般不超過（0.02~0.05）/100。 在具體選用時，要結合生產(chǎn)類型工件的加工精度等因素綜合考慮。對于生產(chǎn)批量較大，夾具結構較復雜，而加工精度要求較高的情況，夾具公差值可取的小些。這樣，雖然夾具制作較困難，成本較高，但可以延長夾具的壽命，并可保證工件的加工精度，因此是經(jīng)濟合理的；對于批量不大的生產(chǎn)，則在保證加工精度的前提下，可是夾具的公差取的大些，以便于制造。另外，為便于保證工件的加工精度，在確定夾具的距離尺寸偏差時，一般應采用雙向對稱分布，基本尺寸應為工件相應尺寸的平均值。 與工件的加工精度要求無直接聯(lián)系的夾具公差如定位元件與夾具體導向元件與襯頭，鏜套和鏜桿的配合等，一般可根據(jù)元件在夾具中的功能憑經(jīng)驗或根據(jù)公差配合國家標準來確定。設計時，具體可參閱《機床夾具設計手冊》等資料。 4.7 夾具設計中的幾個重要問題 1）清根問題 在設計端面和內(nèi)孔定位的夾具時，會遇到夾具體定位端面和定位外圓交界處的清根問題。 2）讓刀問題 在設計圓盤類刀具（如銑刀、砂輪等）加工的家具時，會存在讓刀問題。 3）更換問題 4）防松問題 4.8 精度分析 進行加工精度分析可以幫助我們了解所設計的夾具在加工過程中產(chǎn)生誤差的原因，以便探索各項誤差的途徑，為制定，驗證，修改夾具技術要求提供依據(jù)。 用夾具裝夾工件進行機械加工時，工藝系統(tǒng)中影響工件加工的因素有：定位誤差ΔD,對刀（引導）誤差ΔT，夾具在機床上的安裝誤差ΔA和加工素引起的加工誤差ΔG。上述各項誤差均導致刀具相對工件的位置不確定，而形成總的加工誤差ΔK。以上各項誤差應滿足誤差不等式：ΣΔ=ΔD+ΔA+ΔT+ΔK<=Tk。式中：Tk表示工件的工序尺寸公差值。 第五章 制定工藝路線 5.1定位基準的選擇 精基準的選擇：夾具體的結合既是裝配基準，又是設計基準，用它們作精基準，能使加工遵循“基準重合”的原則，實現(xiàn)箱體零件“一面兩孔”的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。此外，結合面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單、可靠，操作方便。 粗基準的選擇：按照有關粗基準的選擇原則，當零件有不同加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干個不加工表面時，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為粗基準?，F(xiàn)選取兩個未鑄造孔Φ12.5㎜孔的下表面，R12外圓的圓弧不加工外輪廓表面作為基準，此外還應能保證定位準確、夾緊可靠。最先進行機械加工的表面是精基準面-結合面。 方案一： 用兩支承釘支撐兩個未鑄造孔Φ25㎜孔的下表面，限制Z的移動和X的旋轉這兩個自由度；用對活動動V型塊夾緊R12.5的外圓表面，限制Y、X的移動Z、Y的旋轉這四個自由度。用粗銑的方式加工連桿體結合面。以上端面為基準，對Φ25㎜孔的加工是先鉆孔再擴孔，然進行與連桿蓋配對加工其它孔和端面。 方案二： 用兩支承釘支撐連桿體的下表面，并預留出Φ25㎜孔的位置，限制Z的移動和X的旋轉這兩個自由度；用對活動動V型塊夾緊R12.5的外圓表面，限制Y、X的移動，Z、Y的旋轉這四個自由度。以粗銑的方式加工連桿體結合面，以先鉆孔后擴孔的方式加工Φ25㎜的孔和前后端面。 對于方案二：這樣加工，雖然減少了幾次裝夾，可減少裝夾輔助時間。但是以初基準面加工Φ25㎜的孔和前后端面，會產(chǎn)生較大誤差，不能保證鉆孔時孔與結合面的垂直度。且裝夾時需預留Φ25㎜孔的位置，反而增加了裝夾難度，同時使裝夾工具復雜化，降低了工作效率。 方案一：完全克服了方案存在的缺點，減小了加工誤差，降低了對工人技術的要求和工人的勞動強度，使制造夾具的成本降低了。同時也大大提高了加工效率，提高了效益。 5.2 加工精度分析 （1）夾具制造誤差 1）鉆套中心線與定位面距離偏差取工件上相應偏差的1∕5左右，還應滿足兩個原則：①偏差盡量小；②機床能夠加工出來。 2）定位面與基準面（機床）的平行度應為0.03∕1000（平面磨床可達到）。 3）鉆模板孔中心線與基面垂直度應為0.02∕500。 （2）對刀誤差 1）鉆頭中心與鉆套中心不重合（鉆頭與鉆套內(nèi)孔配合間隙） 2）鉆頭偏斜與鉆頭與鉆套間隙、導套高度、工件位置及夾具制造垂直度，平行度等有關。 （3）工件定位誤差 1） 基準不符: =定位基準到設計基準的尺寸公差 2） 基準位移: 一般由夾具與工件配合間隙產(chǎn)生的。 3）=+此公式為向量和。 加工過程誤差：由于磨損，熱變形，加工過程的振動等可能引起誤差。 判斷依據(jù)：若以上各項誤差之和小于等于工件上相應公差 則該夾具合格。一般取工件上的加工過程誤差為工件上相應公差的三分之一，即只有其余幾項的公差之和小于等于工件上相應公差的三分之二時，夾具合格。 5.3 擬定工藝路線 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技術要求能得到合理的保證。機械加工順序的安排一般應：先粗后精，先面后孔，先主后次，基面先行，熱處理按段穿插，檢驗按需安排。在生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效益，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 工藝路線方案一 工序Ⅰ 粗銑結合面； 工序Ⅱ 粗銑、半精銑、精銑凹槽面； 工序Ⅲ 鉆、擴至圖樣尺寸并锪Φ25㎜的沉孔；245 工序Ⅳ 粗銑夾具體前后兩端面，留足余量； 工序Ⅴ ,將夾具體與夾具蓋用螺栓鎖緊； 工序Ⅵ 粗鏜、半精鏜Φ25㎜的孔、并倒角 ； 工序Ⅶ 半精銑夾具體兩端面 ； 工序Ⅶ 精鏜Φ25㎜的孔； 工序Ⅷ 粗銑軸瓦鎖止口； 工序Ⅸ 檢查 工藝路線方案二 工序Ⅰ 粗銑夾具體結合面；粗銑夾具體兩端面，留足余量；鉆孔（不到尺寸）；擴孔至圖樣尺寸； 工序Ⅱ 粗銑、半精銑、精銑夾具體凹槽面； 工序Ⅲ 用螺栓將夾具與夾具蓋鎖緊； 工序Ⅳ 粗鏜、半精鏜Φ25㎜的孔、并倒角 ； 工序Ⅴ 半精銑夾具體兩端，至圖上規(guī)定尺寸； 工序Ⅵ 粗銑軸瓦鎖止口； 工序Ⅶ 粗磨、精磨Φ25㎜的孔； 工序Ⅷ 檢查。 5.4 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工夾具體結合面，然后以此為基準面，加工凹槽面，然后進行鉆孔加工，接著與夾具蓋配對鎖緊進行其它的加工。方案二與方案一加工結合面是相同的，但是明顯不同的是鉆孔和銑前后端面的順序和定位方法。兩相對比，方案一的設計優(yōu)于方案二，以精基準面加工Φ12.5㎜孔，使在一定的加工設備和加工條件下加工誤差降到最小，減少廢品。但是方案也二不是完全沒有優(yōu)點，方案二的工序Ⅶ、工序Ⅷ就比方案一的優(yōu)越，將精加工安排在最后，可以避免因為粗加工對精度的影響。綜合考慮，保留方案一的優(yōu)點，改進方案二的缺點。具體工藝如下： 工序Ⅰ 粗銑結合面； 工序Ⅱ 粗銑、半精銑、精銑凹槽面； 工序Ⅲ 鉆、擴至圖樣尺寸并锪Φ25㎜的沉孔；245 工序Ⅳ 粗銑、半精銑前后兩端面，留足余量； 工序Ⅴ 鉗，將夾具體與夾具蓋用螺栓鎖緊； 工序Ⅵ 用螺栓將夾具與夾具蓋鎖緊； 工序Ⅶ 粗鏜、半精鏜Φ25㎜的孔、并倒角 ； 工序Ⅷ 銑軸瓦鎖止口 ； 工序Ⅸ 粗磨、精磨Φ25㎜的孔； 工序Ⅹ 檢查。 以上加工方案大致看來還是合理的。但通過仔細考慮零件的技術要求以及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題。從上述工藝過程來看，很多的地方?jīng)]有將粗、精加工分開，有點顯得不太合理。但是考慮本生產(chǎn)的實際條件，經(jīng)濟加工精度的要求，同時該生產(chǎn)是大批量生產(chǎn)，要求叫高的生產(chǎn)率，工序Ⅳ的粗精就不分開。根據(jù)工序集中原則，使每個工序中包含盡可能多的工步內(nèi)容，使總的工序數(shù)目減少，夾具的數(shù)目和裝夾的次數(shù)減少。節(jié)省裝夾的時間，大大提高了生產(chǎn)效率，也可以減少因裝夾不正確產(chǎn)生的裝夾誤差。因此工序Ⅱ改為粗銑凹槽、粗銑兩端面。同時將工序Ⅶ、工序Ⅹ的粗精分開。 另外，在上述方案中沒有任何熱處理方式，對于鑄件來說，這是不合理的。因為鑄造出來的毛坯還存在一些殘余應力和缺陷，只有通過熱處理方式才能消除。因而，添加調(diào)質(zhì)處理，改善上述存在的缺點。因此，最后的加工路線確定如下： 工序Ⅰ 調(diào)質(zhì) 工序Ⅱ 粗銑夾具體結合面 工序Ⅲ 粗銑凹槽，粗銑夾具體兩端面 工序Ⅳ 半精銑、精銑凹槽 工序Ⅴ 鉆并擴Φ25的兩孔；锪沉頭孔 工序Ⅵ 用螺栓將夾具與夾具蓋鎖緊 工序Ⅶ 用芯軸定位，粗鏜、半精鏜Φ25的孔，并倒角 工序Ⅷ 粗銑軸瓦鎖止口 工序Ⅸ 半精銑夾具體兩端面 工序Ⅹ 粗磨Ф25的大頭孔 工序Ⅺ 精磨Φ25的大頭孔 工序Ⅻ 檢驗、入庫 以上工藝過程見附說明書后的工藝卡片與圖紙部分。 5.5 選擇加工設備與工藝裝備 5.5.1 專用夾具的基本要求 （1）保證加工精度 工件通過機床夾具進行安裝，包含了二層含義：一是工件通過夾具上的定位元件獲得正確的位置，稱為定位；二是通過夾緊機構使工件的既定位置在加工過程中保持不變，稱為夾緊。這樣，就可以準確確定工件與機床、刀具之間的相對位置，保證工件加工表面的位置精度，且精度穩(wěn)定。這是必須做到的最基本要求，其關鍵是正確的定位、夾緊和導向方案，夾具制造的技術要求，定位誤差的分析和驗算。 （2）夾具的總體方案應與年生產(chǎn)綱領相適應 在大批量生產(chǎn)時，盡量采用快速與高效的定位、夾緊機構和動力裝置，提高自動化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求。在中、小批量生產(chǎn)時，夾具應有一定的可調(diào)性，以適應多品種工件的加工。 （3）安全、方便、減輕勞動強度 機床夾具要有工作安全性考慮，必要時加裝保護裝置。要符合工人的操作位置和習慣，有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。大批量生產(chǎn)和工件笨重時，盡可能減輕工人勞動強度。 （4）排屑順暢 機床夾具中積聚切屑會影響到工件的定位精度，切屑的熱量會使工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。清理切屑將增加輔助時間、降低生產(chǎn)率，因此夾具設計中要對排屑問題給予足夠的重視。 （5）機床夾具應具有良好的強度、剛度和結構工藝性 機床夾具設計時，要考慮方便制造、檢測、調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。 （6）提高生產(chǎn)率 使用夾具來安裝工件，可以免去工件逐個畫線、找正對刀等輔助時間，且工件裝夾方便。如采用多件、多工位夾具，以及氣動、液壓動力夾緊裝置，可以進一步減少輔助時間，提高生產(chǎn)率。 （7）擴大機床的使用范圍 有些機床上配備專用夾具實質(zhì)上是對機床進行了部分改造，擴大了原機床的功能和使用范圍。如在車床床鞍上或在搖臂鉆床工作臺上安放鏜模夾具，就可以進行箱體零件的孔系加工，使車床、鉆床具有鏜床的功能。 （8）保證生產(chǎn)安全 可降低對工人技術水平的要求和減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全。 5.6 夾緊力的計算 夾緊力=W*K 式中 ：實際所需的夾緊力（N）； W：在一定條件下，由靜力平衡計算出的理論夾緊力（N）； K：安全系數(shù)。 ：考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù) 取K0=1.2～1.5 ：加工性質(zhì)，粗加工取 K1=1. ：刀具鈍化程度 K2=1.01.9 ：切削特點，連續(xù)切削取 K3=1.0 ：夾緊力的穩(wěn)定性，手動夾緊 K4=1.3 ： 手動夾緊時的手柄位置，操作方便取 K5=1.0 ：僅有力矩使工作回轉時工件與支承面的接觸情況，接觸點確定取K6=1.0 K=******=1.3*1.2*1.0*1.0*1.3*1.0*1.0=2.028 =604.7N 5.7 定位誤差分析 此道工序為平面支承定位，且工序基準與定位基準重合，可認為基準位移誤差為零，故定位誤差為零。 第六章 夾具裝配圖上應標注的尺寸和技術條件 6.1 夾具裝配圖上標注的尺寸 裝配圖的尺寸標注主要有：外形輪廓尺寸，裝配尺寸，定位尺寸，安裝尺寸和其它尺寸。 （1）夾具外形輪廓尺寸。 （2）夾具與機床工作臺或主軸的配合尺寸，以及固定夾具的尺寸等。 （3）夾具與刀具的聯(lián)系尺寸。 （4）夾具中工件與定位元件間，導向元件與刀具、襯套間，夾具中所有相互間有配合關系元件應標注配合尺寸，種類和精度。 （5）各定位元件之間，定位元件與導向元件之間，各導向元件之間裝配后的位置尺寸及公差。 夾具總長度為250mm，總寬度為160mm，總高度為95mm；鉆模套和刀具的配合尺寸Φ8G6；定位銷和夾具體的配合Φ12H7/r6，鉆套和襯套的配合Φ12H7/n6，連接圓柱銷分別和支座和鉆模板的配合為 Φ6H8/n7和Φ6H8/f8，鉆模板和支座的配合65H7/g6，定位圓柱銷和支座和夾具體的配合為Φ5H8/n7。 6.2 夾具裝配圖上應標注的技術要求 應標注的技術要求包括：相關元件表面間的位置精度，主要表面的形狀精度，保證裝配精度和檢測的特殊要求，以及調(diào)整、操作等必要的說明。通常有以下幾方面： （1）支撐板定位面和安裝基面的平行位置精度。 (2）定位銷中心線與夾具安裝基面、定向基面間的垂直位置精度。 (3）定位表面與固定鉆套（導向元件）間的垂直位置精度。 (4）各導向元件的工作面間的相互位置精度。 (5）裝配時，鉗工和磨工配合以滿足以上所要求的技術條件。 由于夾具體固定在機床的安裝基面上，夾具體基面應與安裝基面平行；工件通過支承板與夾具體支承面間接接觸，支承板應在夾具體基面上平行放置，為確保工件加工精度要求，滿足加工要求，工件應與夾具體基面平行且誤差為0.02；鉆模板上的鉆模套安裝軸線垂直于夾具體底面，為確保安裝位置準確，加工兩通孔精度滿足要求，鉆模套安裝軸線與底面垂直誤差為0.03；兩個定位銷安裝應達到與夾具體的地面垂直度為0.03. 第七章 夾具體零件圖應標注的尺寸和技術要求 7.1 夾具體零件圖上標注的尺寸 零件圖尺寸標注時，尺寸齊全，布置清楚，排列整齊，便于看圖;同時保證設計要求和工藝要求，即零件在夾具中即要有很好的工作性能，又要便于零件的加工測量和檢查。 (1）零件圖的投影應盡量與總圖上的投影位置相符合，便于讀圖和核對。 (2）尺寸標注應完整、清楚，避免漏注，既便于讀圖，又便于加工； (3）同一工種加工表面的尺寸應盡量集中標注。 (4）對于可在裝配后用組合加工來保證的尺寸，應在其尺寸數(shù)值后注晨“按總圖”字樣，如，鉆套之間、定位銷之間的尺寸等。 (5)要注意選擇設計基準和工藝基準。 (6)某些要求不高的形位公差由加工方法自行保證，可省略不注。 (7)為便于加工，尺寸應盡量按加工順序標注，以免進行尺寸換算。 定位菱形銷孔和定位圓柱銷孔分別與兩定位銷配合，因為位置精度很重要，位置尺寸為600.03，形狀尺寸Φ12（+0.021/0）；連接鉆模板和夾具體的兩個定位銷孔的形狀尺寸為Φ5（+0.018/0），位置尺寸為1030.01，以前面兩個銷孔的中心線為基準，這兩個定位銷孔的位置分別為720.04和910.04。 7.2 夾具體零件圖上標注的技術要求 零件圖的技術要求，就是對零件的尺寸精度、零件表面狀況等品質(zhì)的要求。它直接影響零件圖重要內(nèi)容之一。在零件圖上，可用代號、數(shù)字、文字來標注出在制造和檢驗時零件在技術上指標上應達到的要求。 定位菱形銷孔和定位圓柱銷孔對夾具體底面的垂直度為0.02；連接鉆模板和夾具體的兩個定位銷孔對夾具體底面的垂直度為0.03；支撐板的安裝面和夾具體底面的平行度為0.02；支撐板的安裝面粗糙度為3.2；支座的安裝面粗糙度為3.2；夾具體底面的粗糙度為3.2；定位菱形銷孔和定位圓柱銷孔的粗糙度為1.6。 第八章 對夾具設計的心得體會 在許老師和同學的共同努力下，我們在兩周的時間內(nèi)完成了夾具課程設計。我們花費的時間很長，因為這是同學第二次進行這樣的課程設計。雖然過程中我們遇到了遇到困難，但是在老師的指點下，同學們都的十分的努力。我們這次終于把我們所學的知識運用到現(xiàn)實中來了，這對同學們加深對課本知識的理解很有好處。同學學會了對于不同的待工件設計不同的夾具，對于夾具的各種標準件都學會了如何查標準件手冊、如何使用它們。這些都是因為老師的幫助下，我們才能完成的。謝謝老師。 兩周的夾具課程設計過去了，學到了很多知識。通過這次課程設計實訓，使我對機械裝備課程有了更進一步的了解。裝備在現(xiàn)在工業(yè)中有著重要的作用，當然，我們現(xiàn)在對機械設計只不過時一個初步的了解，這門課程還有更多的知識等著我們?nèi)W習，在這兩周短暫的課程設計里，我學會了一些機械設計的最基本的理論，同時也對機械裝備產(chǎn)生了濃厚的興趣。 通過這次實訓，我能夠熟練運用CAD電子圖版繪圖軟件，在這次課程設計過程中，我發(fā)現(xiàn)自己還有很多不足之處，在設計和計算過程中也出現(xiàn)了各種各樣的錯誤，在同學和老師的幫助下也都盡量改正了，雖然還存在或多或少的問題，這也是我今后努力的方向，我會繼續(xù)努力學習，來豐富自己的知識。 第九章 課程設計總結 通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做夾具設計，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多編程問題，雖然有一些得到了解決，但還有一些問題沒有得到解決，需要在以后的學習中加強思考。 在此要感謝我們的指導老師 老師對我們悉心的指導，感謝老師給我們的幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次課程設計的最大收獲和財富，使我終身受益。 參考文獻 [1] 劉守勇機械制造工藝與機床夾具[M]北京：機械工業(yè)出版社，2004 [2]周世學機械制造工藝與夾具北京：北京理工大學出版社，1999 [3]張世昌機械制造技術基礎北京：高等教育出版社，2005 [4]丁年雄機械加工工藝辭典北京：學苑出版社，1998 [5]朱正心機械制造技術北京：機械工業(yè)出版社，2004 [6]王憲魁機械制造工藝學北京：機械工業(yè)出版社，2002 [7]徐嘉元、曾家駒主編，機械制造工藝學（含機床夾具設計），機械工業(yè)出版社1999、 [8]孟憲棟、劉彤安主編，機床夾具設計手冊，機械工業(yè)出版社，1999 [9]趙雪松、任小中、于華主編，機械制造裝備設計，華中科技大學出版社，2009 [10]陳立德主編，機械制造裝備設計課程設計，高等教育出版社，2007 [11]徐覲 主編.《機械設計手冊》（1-5）.北京：機械工業(yè)出版社.1993 [12]陳于萍 主編.《互換性與測量技術基礎》.北京：機械工業(yè)出版社.2002.9 [13]吳宗澤 主編.《機械設計實用手冊》. 化學工業(yè)出版社.2000.6 [14]鐘日銘 陳忠鈺 劉宗陽 編.《AUTO CAD2006 基礎教程》. 機械工業(yè)出版社.2006.6 [15]王昆 何小柏 汪信遠 主編.《機械設計及機械設計基礎課程設計》北京：高等教育出版社.2003.8 [16]楊叔子 主編. 《機械加工工藝師手冊》.機械工業(yè)出版社.2001.8 [17]機械工程手冊委員會編.機械工程手冊.第二版.1997 [18]孟少農(nóng)主編.機械加工工藝手冊.北京:機械工業(yè)出版社.1992 [19]王小華主編.機床夾具圖冊.北京:機械工業(yè)出版社.1992 [20]張福潤等.機械制造技術基礎(第二版).武漢:華中科技大學出版社.2000 附表1 機械加工工藝過程卡片 (工廠名) 機械加工工序卡片 產(chǎn) 品 型 號 Q235鋼 產(chǎn)品名稱 夾具體 零（部）件名稱 夾具體 共（2）頁 第（1）頁 材料牌號 Q235鋼 毛坯種類 鑄件 毛坯外型尺寸 134mm47mm58mm 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 10 鑄造 鑄造毛坯 鑄造 20 熱處理 調(diào)質(zhì) 熱處理 30 粗銑 粗銑夾具體結合面 機加工 Q235A鋼 高速鋼錯齒三面刃銑刀 40 粗銑 粗銑凹槽，粗銑夾具兩端面 機加工 Q235鋼A機床 圓角銑刀、高速鋼錯齒三面刃銑刀 50 半精銑、精銑 半精銑、精銑凹槽 機加工 Q235機床 直柄立銑刀 60 鉆 鉆并擴ф25的兩孔；锪沉頭孔 機加工 Z525型鉆床 直柄麻花鉆、直柄擴孔鉆 70 鉗 用螺栓將連體與連桿蓋鎖緊 金工 扳手 80 粗鏜、半精鏜 用芯軸定位，粗鏜、半精鏜ф25的孔，并倒角 機加工 Q235鋼 硬質(zhì)合金鏜刀 90 粗銑 粗銑軸瓦鎖止口 機加工 X5020A型銑床 圓角銑刀 100 半精銑 半精銑連桿體兩端面 機加工 X5020A型銑床 直齒三面刃銑刀Ⅰ型 110 粗磨 粗磨Ф25的大頭孔 機加工 Q235鋼內(nèi)圓磨床 平形砂輪 120 精磨 精磨ф25的大頭孔 機加工 Q235鋼萬能磨床 平形砂輪 130 精磨 檢驗、入庫 檢驗 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期