机械毕业设计-车床衬套加工工艺及关键工序工装设计（含全套CAD图纸）
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南京理工大学泰州科技学院 学生毕业设计（论文）中期检查表 学生姓名 栾 俊 学 号 05010128 指导教师 龚光容 选题情况 课题名称 车床衬套加工工艺及关键工序工装设计 难易程度 偏难 适中 偏易 工作量 较大 合理 较小 符合规范化的要求 任务书 有 无 开题报告 有 无 外文翻译质量 优 良 中 差 学习态度、出勤情况 好 一般 差 工作进度 快 按计划进行 慢 中期工作汇报及解答问题情况 优 良 中 差 中期成绩评定： 中 所在专业 意见： 学习态度、出勤情况一般，工作进度较慢，阶段成果不明显。 负责人： 年 月 日 南京理工大学泰州科技学院 毕业设计（论文）任务书 系 部 ： 机械工程 系 专 业 ： 机械工程及自动化 学 生 姓 名： 栾俊 学 号： 05010128 设计 (论文 )题目 ： 车床衬套 加工工艺及关键工序 工装设计 起 迄 日 期 : 2009 年 3 月 09 日 6 月 14 日 设计 (论文 )地点 : 南京理工大学泰州科技学院 指 导 教 师 : 龚光容 专业 负责 人 : 龚光容 发任务书日期 : 2009 年 2 月 26 日 任务书填写要求 1毕业设计（论文 ）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、系部领导签字后生效。此任务书应在第七学期结束前填好并发给学生； 2 任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系部主管领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“系部”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号” 要写全号； 5 任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标 714 2005文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性； 6 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2008 年 3 月 15 日”或“ 2008 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 车床衬套 是某企业产品中的关键零件之一，生产量比较大。为了保证产品质量，提高加工效率 ，需要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用组合机床或专用机床进行加工。本课题即以此为背景，要求学生根据企业生产需要和 车床衬套 零件的加工要求，首先完成零件的加工工艺规程设计，在此基础之上，选择其关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计，并完成必要的设计计算。 通过这样一个典型环节综合训练，达到综合训练学生运用所学知识，解决工程实际问题的能力。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 本课题要求学生在对 车床衬套 的加工要求、零件的结构工艺性 进行认真分析的基 础上，首先 对 零件的加工工艺规程做出优化设计 ， 并对其 关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计 。具体 任务 及要求如下： （ 1）调查研究、查阅及翻译文献资料，撰写开题报告； （ 2） 车床衬套 加工要求、零件的结构工艺性 分析； （ 3） 车床衬套 加工 工艺规程 设计； （ 4） 车床衬套 关键工序 的 专用夹具设计 ； （ 5） 车床衬套 关键工序 的组合机床 设计； （ 6）必要的设计计算与分析； （ 7）文档整理、撰写毕业设计说明书及使用说明书。 设计 技术要求包括： （ 1） 生产纲领 50000 件 /年 （ 2） 夹具采用液压驱动 （ 3） 组合机床采用液压滑台 （ 4）每次加工一个零件 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等： （ 1）开题报告、文献综述、资料翻译； （ 2） 车床衬套 加工工艺过程综合卡及各工序工序卡 ； （ 3） 车床衬套 零件 图及夹具装配图 ； （ 4） 组合机床设计资料（三图一卡）； （ 5） 毕业设计说明书。 4主要参考文献： 1 裘愉弢主编 . 组合机床 M . 第 1 版 械工业出版社， 1995. 2 金振 华主编 M . 第 1 版 械工业出版社， 1990. 3 沈延山 D 版 连理工大学出版社， 1989. 4 上海市大专院校机械制造工艺学协作组编著 M（修订版） 1996. 5 王华坤，范元勋编 M 器工业出版社， 2000. 6 冯辛安等编 M . 北京：机械工业出版社 ,1998. 7 陈日曜主编 M . 第 2 版 械工业出 版社 ,1992. 8 方子良等编 M 海交通大学出版社， 2004. 9 刘秋生，李忠文主编 M 航出版社， 1994. 10 陈于萍，周兆元等 M . 第 2 版 械工业出版社 ,2005. 11 东北重型机械学院等合编 M 海科学技术出版社，1979. 12机械设计手册联合编写组 . 机械设计手册 M . 第 2 版 械工业出版社 ,1987. 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 5本毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2009 年 3 月 09 日 3 月 15 日 3 月 16 日 3 月 29 日 3 月 30 日 4 月 19 日 4 月 20 日 5 月 03 日 5 月 04 日 5 月 31 日 6 月 01 日 6 月 07 日 6 月 08 日 6 月 14 日 熟悉毕业设计要求。查阅资料，完成外文资料翻译工作 撰写开题报告及文献综述 车床衬套 加工工艺规程设计 （至少提出 2 个方案，进行分析比较，最后决定一个较优的方案） 夹具设计 （至少提出 2 个方案，进行分析比较，最后决定一个较优的方案） 组合机床设计（完成三图一卡） 文档整理、撰写毕业设计说明书。 论文答辩 所在专业审查意见： 负责人： 2009 年 月 日 系 部 意见： 系 部主任 ： 2009 年 月 日 南京理工大学泰州科技学院 毕业设计 (论文 )前期工作材料 学生姓名 : 栾俊 学 号： 05010128 系 部 : 机械工程系 专 业 : 机械工程及自动化 设计 (论文 )题目 : 车床衬套加工工艺及关键工序 工装设计 指导教师 : 龚光 容 教授 材 料 目 录 序号 名 称 数量 备 注 1 毕业设计 (论文 )选题、审题表 1 教师完成 2 毕业设计 (论文 )任务书 1 教师完成 3 毕业设计 (论文 )开题报告含文献综述 1 学生完成 4 毕业设计 (论文 )外文资料翻译含原文 1 学生完成 5 毕业设计（论文）中期检查表 1 教师完成 2009 年 5 月 南京理工大学泰州科技学院 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系 部： 机械工程系 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 栾俊 学 号： 05010128 外文出处： 附 件： 指导教师评语： 签名： 年 月 日 注： 请将该封面与附件装订成册。 (用外文写 ) 附件 1：外文资料翻译译文 机械设计理论 机械设计是一门通过设计新产品或者改进老产品来满足人类需求的应用技术科学。它涉及工程技术的各个领域，主要研究产品的尺寸、形状和详细结构的基本构思，还要研究产品在制造、销售和使用等方面的问题 。 进行各种机械设计工作的人员通常被称为设计人员或者机械设计工程师。机械设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创造性，还必须在机械制图、运动学、工程材料、材料力学和机械制造工艺学等方面具有深厚的基础知识。 如前所 述 ，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。发明、发现和科技知识本身并不一定能给人类带来好处，只有当它们被应用在产品上才能产生效益。因而，应该认识到在一个特定的产品进行设计之前，必须先确定人们是否需要这种产品。 应当把机械设计看成是机械设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和 制定产品的制造工艺学的一个良机。掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。仅仅使用数据和公式是不足以在一个好的设计中做出所需的全部决定的。另一方面，应该认真精确的进行所有运算。例如，即使将一个小数点的位置放错，也会使正确的设计变成错误的。 一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的风险，当新的方法不适用时，就使用原来的方法。因此，设计人员必须要有耐心，因为所花费的时间和努力并不能保证带来成功。一个全新的设计，要求屏弃许多陈旧的，为人们所熟知的方法。由于许多人墨守成规，这样做并不是一件容易 的事。一位机械设计师应该不断地探索改进现有的产品的方法，在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结合起来。 新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被解决之后，才能体现出新产品的优越性。因此，一个性能优越的产品诞生的同时，也伴随着较高的风险。应该强调的是，如果设计本身不要求采用全新的方法，就没有必要仅仅为了变革的目的而采用新方法。 在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造性，不受各种约束。即使产生了许多不切实际的想法，也会在设计的早期，即绘制图 纸之前被改正掉。只有这样，才不致于堵塞创新的思路。通常，要提出几套设计方案，然后加以比较。很有可能在最后选定的方案中，采用了某些未被接受的方案中的一些想法。 心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。设计人员的基本职责是努力使机器来适应人们。这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一个对所有人来说都是最优的操作范围和操作过程。 另一个重要问题，设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和磋商。在开始阶段，设计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和磋商，并得到批准。这一般是通过口头讨论，草图和文字材料 进行的。为了进行有效的交流，需要解决下列问题： （ 1） 所设计的这个产品是否真正为人们所需要？ （ 2） 此产品与其他公司的现有同类产品相比有无竞争能力？ （ 3） 生产这种产品是否经济？ （ 4） 产品的维修是否方便？ （ 5） 产品有无销路？是否可以盈利？ 只有时间能对上述问题给出正确答案。但是，产品的设计、制造和销售只能在对上述问题的初步肯定答案的基础上进行。设计工程师还应该通过零件图和装配图，与制造部门一起对最终设计方案进行磋商。 通常，在制造过程中会出现某个问题。可能会要求对某个零件尺寸或公差作一些更改， 使零件的生产变得容易。但是，工程上的更改必须要经过设计人员批准，以保证不会损伤产品的功能。有时，在产品的装配时或者装箱外运前的试验中才发现设计中的某种缺陷。这些事例恰好说明了设计是一个动态过程。总是存在着更好的方法来完成设计工作，设计人员应该不断努力，寻找这些更好的方法。 近些年来，工程材料的选择已经显得重要。此外，选择过程应该是一个对材料的连续不断的重新评价过程。新材料不断出现，而一些原有的材料的能够获得的数量可能会减少。环境污染、材料的回收利用、工人的健康及安全等方面经常会对材料选择附加新的限制条件。为 了减轻重量或者节约能源，可能会要求使用不同的材料。来自国内和国际竞争、对产品维修保养方便性要求的提高和顾客的反馈等方面的压力，都会促使人们对材料进行重新评价。由于材料选用不当造成的产品责任诉讼，已经产生了深刻的影响。此外，材料与材料加工之间的相互依赖关系已经被人们认识得更清楚。因此，为了能在合理的成本和确保质量的前提下获得满意的结果，设计工程师的制造工程师都必须认真仔细地选择、确定和使用材料。 制造任何产品的第一步工作都是设计。设计通常可以分为几个明确的阶段：（ a）初步设计；（ b）功能设计；（ c）生产设计。 在初步设计阶段，设计者着重考虑产品应该具有的功能。通常要设想和考虑几个方案，然后决定这种思想是否可行；如果可行，则应该对其中一个或几个方案作进一步的改进。在此阶段，关于材料选择唯一要考虑的问题是：是否有性能符合要求的材料可供选择；如果没有的话，是否有较大的把握在成本和时间都允许的限度内研制出一种新材料。 在功能设计和工程设计阶段，要做出一个切实可行的设计。在这个阶段要绘制出相当完整的图纸，选择并确定各种零件的材料。通常要制造出样机或者实物模型，并对其进行试验，评价产品的功能、可靠性、外观和维修保养性等。虽然 这种试验可能会表明，在产品进入到生产阶段之前，应该更换某些材料，但是，绝对不能将这一点作为不认真选择材料的借口。应该结合产品的功能，认真仔细地考虑产品的外观、成本和可靠性。一个很有成就的公司在制造所有的样机时，所选用的材料应该和其生产中使用的材料相同，并尽可能使用同样的制造技术。这样对公司是很有好处的。功能完备的样机如果不能根据预期的销售量经济地制造出来，或者是样机与正式生产的装置在质量和可靠性方面有很大不同，则这种样机就没有多大的价值。设计工程师最好能在这一阶段完全完成材料的分析、选择和确定工作，而不是将 其留到生产设计阶段去做。因为，在生产设计阶段材料的更换是由其他人进行的，这些人对产品的所有功能的了解不如设计工程师。 在生产设计阶段中，与材料有关的主要问题是应该把材料完全确定下来，使它们与现有的设备相适应，能够利用现有设备经济地进行加工，而且材料的数量能够比较容易保证供应。 在制造过程中，不可避免地会出现对使用中的材料做一些更改的情况。经验表明，可采用某些便宜材料作为替代品。然而，在大多数情况下，在进行生产以后改换材料要比在开始生产前改换材料所花费的代价要高。在设计阶段做好材料选择工作，可以避免多数这样的 情况。在生产制造开始后出现了可供使用的新材料是更换材料的最常见的原因。当然，这些新材料可能降低成本、改进产品的性能。但是，必须对新材料进行认真的评价，以确保其所有性能都满足要求。应当记住，新材料的性能和可靠性很少像现有材料那样为人们所了解。大部分的产品失效和产品责任事故案件是由于在选用新材料作为替代材料之前，没有真正了解它们的长期使用性能而引起的。 产品的责任诉讼迫使设计人员和公司在选择材料时，采用最好的程序。在材料过程中，五个最常见的问题为：（ a）不了解或者不会使用关于材料应用方面的最新最好的信息资料； (b)未能预见和考虑擦黑年品可能的合理用途（如有可能，设计人员还应进一步预测和考虑由于产品使用方法不当造成的后果。在近年来的许多产品责任诉讼案件中，由于错误地使用产品而受到伤害的原告控告生产厂家，并且赢得判决）； (c)所使用的材料的数据不全或是有些数据不确定，尤其是当其长期性能数据是如此的时候； (d)质量控制方法不适当和未经验证； (e)由一些完全不称职的人员选择材料。 通过对上述五个问题的分析，可以得出这些问题是没有充分理由存在的结论。对这些问题的研究分析可以为避免这些问题的出现指明方向。尽管采用最好的材料选 择方法也不能避免发生产品责任诉讼，设计人员和工业界按照适当的程序进行材料选择，可以大大减少诉讼的数量。 从以上的讨论可以看出，选择材料的人们应该对材料的性质，特点和加工方法有一个全面而基本的了解。 附件 2：外文原文 he is or to It in so on on of to be or is a in in so on If is to on to on in a do of as is on a to to is is to in a On be on if a to A to is to is to to to A of is an A of in it to a is at is a if to is to In to to of if in in of is to up of in in to s is to is an to to in is be to on In to to on on is is In to on to (1) is (2) (3) of is (4) is (5) is to be to to in on to on of to in to or to in to to in of or in in of is a a to to be In be to so on s to of In to or to s so on to on to In is by in to in to to to of is (a) (b) (c) In of is If is to or In of to to to be to If a in in of In to a up in of or on to so of in to in in be as as to if to to or is in is of is in is it to is on in by to to In is to to on be to In to to to in in on to to in to to to to be of in to to is on to to on of by is in to in of In (a) or (b) to to to to be to In to (c) as is in (d) is (e) is by to is to of to be to on of to to 南京理工大学泰州科技学院 本科生毕业设计（论文）选题、审题表 系 部 机械工程系 指导 教师 姓 名 龚光 容 专业技术职 务 教授 课题名称 车床衬套 加工工艺及 关键工序 工装设计 适用专业 机械工程及自动化 课题性质 A B C D E 课题来源 A B C D 课题预计 工作量大小 大 适中 小 课题预计 难易程度 难 适中 易 课题简介 车床衬套 是某企业产品的主要零件之一。本课题要求根据企业生产需要和 车床衬套 零件的加工要求，首先完成 零件的加工工艺规程设计，在此基础之上，选择其关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计，并完成必要的设计计算。 生产纲领 50000 件 /年 课题应完成的任务和对学生的要求 论文工作要求： 1 车床衬套 加工工艺路线的设计与分析（至少有两种工艺方案的比较） 2关键工序的专用夹具设计，包括装配图及主要零件图 3关键工序加工用组合机床设计，包括“三图一卡” 4详细的设计计算与分析 条件要求： 具有较好的结构设计能力，熟悉 计软件，最好自己有计算机。 所在专业审定意见： 专业负责人 (签名 )： 年 月 日 本课题由 栾 俊 同学选定，学号： 05010128 注： 1该表由指导教师填写，经所在专业负责人签名后生效，作为该专业学生毕业设计（论文）选题使用； 2有关内容的填写见背面的 填表说明 ，并在表中相应栏内打“ ”； 3课题一旦被学生选定，此表须放在学生“毕业设计（论文）资料袋”中存档。 填 表 说 明 1 该表的填写只针对 1 名学生做毕业设计（论文）时选择使用，如同一课题由 2名及 2 名以上同学选择，应在申报课题的名称上加以区别（加副标题），并且在“设计（论文）要求”一栏中说明。 2 “ 课题性质” 一栏： A产品设计； B工程技术研究； C软件开发； D研究论文或调研报告； E 其它。 3 “课题来源” 一栏： A自然（社会）科学基金与省（部）、市级以上科研课题； B企、事业单位委托课题； C校、院（系）级基金课题； D自拟课题。 4 “课题简介” 一栏： 主要指该课题的背景介绍、理论意义或实用价值。 南京理工大学泰州科技学院 毕业设计说明书 (论文 ) 作 者 : 学 号： 系 部 : 机械 工程 系 专 业 : 机械工程及自动化 题 目 : 车床衬套加工工艺及关键工序 工装设计 指导者： 评阅者： 20* 年 6 月 教授 毕业设计说明书（论文）中文摘要 衬套是 起衬垫作 用的环套 ， 衬套常用做转轴的支撑，相当于一个滑动轴承，要求很好的耐磨性，加工精度尤其是表面粗糙度要求较高，材质常用锡青铜等铜合金 。衬套在机械行业应用非常广泛。车床衬套是在车床的轴上起衬垫和密封作用的环套。 床衬套所用材料是 45 钢， 它 是 车床中 的关键零件之一，生产量比较大。为了保证产品质量，提高加工效率，需要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用组合机床或专用机床进行加工。 关键词 衬套 夹具 工装 组合机床 毕业设计说明书（论文）外文摘要 is of to do is to a a to as in a of in of 5 it is a of a In to to in of or 南京理工大学泰州科技学院 毕业设计 (论文 )开题报告 学 生 姓 名： 栾 俊 学 号： 05010128 专 业 ： 机械工程及自动化 设计 (论文 )题目 ： 车床衬套加工工艺及关键工序 工装设计 指 导 教 师 : 龚光容 教授 2008 年 12 月 30 日 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前 期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15篇 科技论文的信息量，一般一本 参考书最多 相当于三篇科技论文的信息量 （不包括辞典、手册）； 4 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交 换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2009 年 3 月 15 日”或“ 2009 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 摘要 本文主要介绍机械制造的现状及发展趋势， 简述了车床衬套的特点及作用，讨论了 夹具的用途及分类 和加工工艺规程，最后对工序的工装设计作了简介。 关键词 衬套 加工 工艺 夹具 1 机械制造业 现状及发展趋势 机械制造业是整个工业的 基础，是工业核心竞争力的表现。有专家认为，机械制造是提升区域竞争力的产业，体现着一个区域的工业发展水平。在国际上，机械业在工业中的比例达到 30%左右，被认为是工业经济能够和谐、高效、持续发展的合理结构。我国机械制造业在工业中的比例约为 26%1。 1 1 机械制造业 现状 制造业特别是机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。由于中国潜在的巨大市场和丰富的劳动力资源，世界的制造业正在向中国转移，中国正在成为世界的制造大国。我国在家电 等若干产品的产量已居世界第一位。但是在自主知识产权的创新设计、先进制造工艺和装备及现代化管理等方面仍然存在很大差距，所以我们还不是制造强国 2。 1 2 发展趋势 机械制造业与机械自动化技术密切相关。 机械自动化技术的应用与发展 , 是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准 , 不仅影响整个机械制造业的发展 , 而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响 3。 展望 21 世纪，集成化、网络化、数字化、虚拟化以及智能化是改变传统制造系统，使之成为信息时代、知识经济时代 的先进制造系统的最主要的内容。除此以外，新的切削机理、新材料以及与其相对应的结构和工艺等方面也会有大的发展 4。在计算机、通 讯等行业成为人们追逐热点的今天，可以相信，一个以人为本，以产品创新为龙头，以先进技术为支撑，以全球化、信息化、智能化为发展方向的机械制造业将会蓬勃发展。 2 车床衬套的概述 衬套是 起衬垫作用的环套 ， 衬套常用做转轴的支撑，相当于一个滑动轴承，要求很好的耐磨性，加工精度尤其是表面粗糙度要求较高，材质常用锡青铜等铜合金 。 衬套在机械行业应用非常广泛 6。 车床衬套是在车床的轴上 起衬垫和密封 作用的环套 。床衬套所用材料是 45 钢， 它 是 车床中 的关键零件之一，生产量比较大。为了保证产品质量，提高加工效率，需要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用组合机床或专用机床进行加工。 3 夹具的 用途及分类 机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置 ， 又称卡具。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置、对刀引导元件 (确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向 )、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类） 、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成 7。 3 1 夹具的用途 夹具可以 在工艺过 程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件 。 用途很广， 例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。 3 2 夹具的分类 夹具种类按使用特点可分为： 万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加 工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。 专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造， 服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模 (引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具 )、镗模 (引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具 )和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。 可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。 组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更 换的单件、小批生产以及临时任务 8。 4 加工 工艺 规 程 4 1 机械加工工艺规程的概念 在生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使之成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。它包括：毛坯制造、零件加工、部件或产品装配、检验和涂装包装等。其中，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸、表面质量和性能等，使其成为零件的过程，称为机械加工工艺过程 9。 4 2 工艺规程在机械加工中的作用 工艺规程是指生产的主要技术文件。在制订工艺规程时，首先要确保科学性与合理性，并在生产实践中不断改进 和完善，而在生产中，则必须严格地执行既定的工艺规程，这是产品质量、生产效率和经济效益的保证 10。 工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据。由工艺规程所涉及的内容可见，产品投产前原材料及毛坯的供应，通用工艺装备的准备 11。机床负荷的调整，专用工艺装备的设计和制造，作业计划的编排，劳动力的组织以及生产成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据的。 在新建或扩建工厂或车间时，只有根据生产纲领和工艺规程才能正确地确定生产所需的机床和其他设备的种类、规格和数量，车间的面积，机床的布置，生产工人的工种、等级和数量以及辅助部门的安排等。因此，工艺规程也是工厂基础建设的基本资料 12。 5 工装 简介 工装即工艺装备。 在工业界，对某一特定产品加工、所涉及的专用加工设备的设计、制造；专用刀具、专用夹具、专用辅具、专用检具、专用模具、专用量具等专用工位器具的设计、制造都称为 “ 工装 ” 13。 一般来说，工装都是某种产品专属的东西。比如说冲压车间内部，模具属于工装（ 模具只能生产对应的冲压件），油压机属于设备（油压机可以填装不同模具生产）；焊装的焊接夹具属于工装（焊接夹具只能特定使用于某种焊接总成），焊钳属于设备（焊钳只要适合，就都能用得上） 14。 6 结束语 机械加工工艺规程是规定零件制造工艺规程操作方法等的技术性文件，它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。而夹具在工艺设备中占有十分重要的地位 ,它对保证工件的加工精度、提高生产效率、降低生产 成本、扩大机床使用范围等方面具有重要的作用。因此， 夹具 是机械加工中一项重要的工艺设备设计工作 15。 工序 的 工装 设计工作不是一个单纯的理论设计与计算问题，而是一个包括论证、设计实验在内的研制过程。要求对每一个环节都应严格细致，切实准确。这个过程包括调查研究，分析论证，设计计算，试验和试制等，实际上就是一个不断发展、完善的理论与实践相结合的过程。 参 考 文 献 1 裘愉弢主编 . 组合机床 M. 第 1 版 械工业出版社， 1995. 2 金振华主编 . 组合机床及其调 整与使用 M. 第 一 版 . 北京：机械工业出版社，1990. 3 沈延山 . 生产实习与组合机床设计 D. 第 一 版 . 大连：大连理工大学出版社，1989. 4 上海市大专院校机械制造工艺学协作组编著 . 机械制造工艺学 M（修订版） 1996. 5 王华坤，范元勋编 . 机械设计基础 M. 北京：兵器工业出版社， 2000. 6 冯辛安等编 . 机械制造装备设计 M. 北京：机械工业出版社 ， 1998. 7 陈日曜主编 . 金属切削原理 M. 第 2 版 械工业出版社 ， 1992. 8 方子良等编 . 机械制造技术基础 M. 上海：上海交通大学出版社， 2004. 9 刘秋生，李忠文主编 . 液压传动与控制 M. 北京：宇航出版社， 1994. 10 陈于萍，周兆元等 . 互换性与测量技术基础 M. 第 二 版 . 北京：机械工业出版社 ， 2005. 11 东北重型机械学院等合编 . 机床夹具设计手册 M. 上海：上海科学技术出版社， 1979. 12机械设计手册联合编写组 . 机械设计手册 M. 第 二 版 . 北京：机械工业出版社 ， 1987. 13 吴恒文 . 机械制造概论 M. 重庆 :重庆大学出版社 ， 1993. 14 赵月望 . 机械制造技术实践 M. 北京 :机械工业出版社 ， 1993. 15 巩秀长 . 机床夹具设计原理 M. 济南 :山东大学出版社 ， 1993. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 通过对加工工艺及关键工序工装设计，可以有效的培养我们的综合应用机械制造知识，并根据工程实际要求，进行问题的分析解决，从而提高独立工作的能力，适应社会的需求。 1 要研究的问题 1）了解车床衬套的特点 根据 床的特点， 了解普通 车 床衬套所要求的技术参数，进而 分析车床衬套的结构特点。 2）根据生产专用零件进行零件结构工艺性分析 根据零件制造的工艺路线，进行零件结构工艺性分析，找出合适的定位基准。 3）了解车床衬套的夹具特点 认真查阅书籍资料，分析车床衬套的结构特点，针对生产的专用零件的表面特点和技术要求，设计合适的车床衬套夹具结构。 4）选材 设计中对材料的选择应该考虑成本，并且能保证零件设计的准确性，同时还要对零件在各种情况下的切削力范围、承载能力等进行计算，最终达 到所设计的零件的使用要求。 2 研究的手段 1）查找相关的资料和书籍，为设计寻找依据。 通过书籍和网络查找最新的夹具设计的发展动向，尽量在保证原来参数的基础上，采用最新的一些结构，这样才能使设计具有实用性和时代性 。 2）了解一般代表性 零件 夹具的设计 。 了解 衬套 的夹具设计和 轴套 的夹具设计，清楚 衬套 和 轴套 的夹具设计对 车床衬套 的夹具设计是很重要的。 3）合理的设计夹具的结构使之满足经济性，生产率，加工质量的要求。 机械制造中一个很重要的指标就是生产成本的经济性，在很大程度上决定了该产品的研制和销售以及运 用情况，因此在设计机构时要考虑该机构的科学性、规范性、结构 的通用性、部件的标准性和零件的可换性，这样设计出来的机构才具有实用性和可推广性。 4）用相关的绘图软件画出零件图和装配图。 学习 软件，绘出零件图和装配图。同时对照课题任务的内容和要求，对具体参数进行设计和计算，选择合适的结构和部件，手工画出重要部件或者结构的视图，同时通过指导老师的指导对每一个可执行的方案进行最后的分析和确认，最后写设计说明书。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 指导教师意见 ： 1对“文献综述”的评语： 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 本科毕业设计说明书（论文） 第 27 页 共 24 页摘要衬套是起衬垫作用的环套，衬套常用做转轴的支撑，相当于一个滑动轴承，要求很好的耐磨性，加工精度尤其是表面粗糙度要求较高，材质常用锡青铜等铜合金。衬套在机械行业应用非常广泛。车床衬套是在车床的轴上起衬垫和密封作用的环套。CA6140车床衬套所用材料是45钢，它是车床中的关键零件之一，生产量比较大。为了保证产品质量，提高加工效率，需要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用组合机床或专用机床进行加工。关键词 衬套 夹具 工装 组合机床AbstractBush is the role of the ring from liner kits, Bush used to do the support shaft, which is equivalent to a sliding bearing, require a very good resistance to abrasion, machining accuracy, especially the higher surface roughness, material used, such as copper bronze alloy. Bush in a wide range of machinery applications. Bushing lathe axis in the liner and sealed from the role of the ring sets. CA6140 lathe bushing material is 45 steel, it is a lathe, one of the key parts, a larger production volume. In order to ensure product quality, improve processing efficiency, the need to optimize their design process and key process in the use of combination or special machine tools for processing.Keywords: Bushing Fixture Frock Modular Machine Tool目 录1 绪论11.1 毕业设计的目的及要求11.2 加工工艺规程的概念及作用11.3 夹具的用途及分类21.4 组合机床概述22 零件的分析42.1 零件的作用42.2 零件的工艺分析43 工艺规程设计53.1 确定毛坯的制造形式53.2 基准的选择53.3 制定工艺路线53.4 机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定63.5 确立切削用量及基本工时74 夹具设计134.2 定位元件的选择134.3 夹紧机构的设计134.4 夹具设计的相关计算和分析145 组合机床设计165.1 组合机床总体设计16结束语22致谢23参考文献241 绪论衬套是起衬垫作用的环套，衬套常用做转轴的支撑，相当于一个滑动轴承，要求很好的耐磨性，加工精度尤其是表面粗糙度要求较高，材质常用锡青铜等铜合金。衬套在机械行业应用非常广泛。车床衬套是在车床的轴上起衬垫和密封作用的环套。为了保证产品质量，提高加工效率，需要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用组合机床或专用机床进行加工1。1.1 毕业设计的目的及要求车床衬套是某企业产品中的关键零件之一，生产量比较大。为了保证产品质量，提高加工效率，需要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用组合机床或专用机床进行加工。本次毕业设计即以此为背景，要求我们根据企业生产需要和车床衬套零件的加工要求，首先完成零件的加工工艺规程设计，在此基础之上，选择其关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计，并完成必要的设计计算。通过这样一个典型环节综合训练，达到综合训练学生运用所学知识，解决工程实际问题的能力。由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。1.2 加工工艺规程的概念及作用1.2.1 机械加工工艺规程的概念在生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使之成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。它包括：毛坯制造、零件加工、部件或产品装配、检验和涂装包装等。其中，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸、表面质量和性能等，使其成为零件的过程，称为机械加工工艺过程2。1.2.2 工艺规程在机械加工中的作用工艺规程是指生产的主要技术文件。在制订工艺规程时，首先要确保科学性与合理性，并在生产实践中不断改进和完善，而在生产中，则必须严格地执行既定的工艺规程，这是产品质量、生产效率和经济效益的保证。工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据。由工艺规程所涉及的内容可见，产品投产前原材料及毛坯的供应，通用工艺装备的准备。机床负荷的调整，专用工艺装备的设计和制造，作业计划的编排，劳动力的组织以及生产成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据的。在新建或扩建工厂或车间时，只有根据生产纲领和工艺规程才能正确地确定生产所需的机床和其他设备的种类、规格和数量，车间的面积，机床的布置，生产工人的工种、等级和数量以及辅助部门的安排等。因此，工艺规程也是工厂基础建设的基本资料。1.3 夹具的用途及分类机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置，又称卡具。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成3。1.3.1 夹具的用途夹具可以在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件。用途很广，例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。1.3.2 夹具的分类夹具种类按使用特点可分为：（1）万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。（2）专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。（3）可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。（4）组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。1.4 组合机床概述组合机床是用按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。组合机车是由万能机床和专用机床发展来的，它既有专用机床、结构简单的特点，又有万能机床能够重新调整，以适应新工件加工的特点。组成组合机床的通用部件有如下几类：动力部件动力头，动力滑台和动力箱；工件运送部件回转工作台，移动工作台和回转鼓轮；支承部件立柱，床身，底座和滑座等。控制系统有通用的液压传动装置，电气柜，操纵台等。与万能机床和专用机床相比，有如下特点：（1）由于组合机床是由7080%的通用零部件组成，在需要的时候，它可以部分或全部地进行改装，以组成适应新的加工要求的新设备。也就是说，组合机床有重新改装的优越性，其通用零部件可以多次重复利用。（2）组合机床是按具体的加工对象专门设计的。因而可以按最合理的工艺过程进行加工。这在万能机床上往往是不易实现的。（3）在组合机床上可以同时从几个方向采用多把刀具对几个工件进行加工。它是实现集中工序的最好途径，是提高生产效率的有效设备。（4）组合机床常常是用多轴对箱体零件一个面上的许多孔同时进行加工。这样就能比较好的保证各孔之间的精度要求，提高产品质量；减少了工件间的搬运，改善劳动条件；也减少了机床的占地面积。（5）由于组合机床大多书零部件是同类的通用部件，这就简化了机床的维修。必要时可以更换整个部件，以提高机床的维修速度。（6）组合机床的通用部件可以组织专门工厂集中生产。这样可以采用专用高效设备进行加工，有利于提高通用部件的性能，降低制造成本5。2 零件的分析2.1 零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的84007车床衬套。它位于车床变速机构中，主要起支撑轴的作用，换档，拨动相关齿轮与不同的齿轮啮合，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的2M8孔与操纵机构相连，下方尺寸18H11处是用于控制齿轮的，通过上方的力拨动下方的齿轮变速。图2.1 车床衬套零件图2.2 零件的工艺分析CA6140车床84007车床衬套共有二组加工表面，其相互有一定关联要求。分析如下：2.2.1 以25H6为中心的一组加工表面这一组加工表面有：25H7、45m6、32、30.5槽和孔713等。2.2.2 以尺寸90为中心的一组加工表面这一组加工表面包括：两端面、孔8H7R5、槽5H7等。这二组加工表面有一定的关联要求，即第二组尺寸和第一组尺寸相关联要求。由上面分析可知，加工时应先加工第一组表面，再以第一组加工后表面和一端面为精基准加工另外一组加工面。3 工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为45，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，长度较短，故选择圆钢毛坯一次加工两件。3.2 基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行6。3.2.1 粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取45们m6外圆毛坯面作为粗基准，车床的三爪卡盘装夹车削45H6等相关加工面。3.2.2 精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复，现选取下端面、槽5H9和孔25H77。3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降8。3.3.1 加工工艺路线方案一工序一：夹45m6毛坯外圆，车45m6至44.6、齐端面、70、42、钻孔25H7底孔24.6，控制长度尺寸，掉头装夹，加工以上参数，具体参数参照工序卡片，切断。工序二：铣70端面，保证尺寸90工序三：精车车孔25H7，车孔31工序四：精车45H6、齐端面保证尺寸90工序五：铣内侧面A，保证尺寸4.5工序六：钻孔8H9、扩R5工序七：钻孔713工序八：铣开挡5H9，保证尺寸26工序九：铣凸台平面，保证尺寸67.5工序十：检查工序十一：入库3.3.2 工艺路线方案二工序一：夹45m6毛坯外圆，车45m6至44.6、齐端面、70、42、钻孔25H7底孔24.6，控制长度尺寸，掉头装夹，加工以上参数，具体参数参照工序卡片，切断。工序二：铣70端面，保证尺寸90工序三：车45H6、齐端面保证尺寸90工序四：精车车孔25H7工序五：铣尺寸29，保证尺寸59.5工序六：铣开裆尺寸5H9工序七：钻孔713工序八：钻孔8H9、扩R5工序九：检查工序十：入库3.3.3 工艺路线分析比较工艺路线一与工艺路线二的差别在于对铣尺寸29，保证尺寸59.5的加工安排，工艺路线一以底面、孔25H7和槽5H9定位加工尺寸29，能很好的保证孔的轴线与面的平行度要求，后面工序仍以此基准加工其他尺寸，能很好的保证尺寸公差和行位公差的要求，所以此次设计依据工艺路线一来开展设计。3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定CA6140车床84007车床衬套，零件材料为45，生产类型大批量，铸造圆钢。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：3.4.1 内孔的加工余量及公差查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表2.2-2.5，取25H7内孔余量为2。3.4.2 车削加工余量粗车1.6mm精车0.4mm由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。3.5 确立切削用量及基本工时（1）工序一夹45m6毛坯外圆，车45m6至44.6、齐端面、70、42、钻孔25H7底孔24.6，控制长度尺寸，掉头装夹，加工以上参数，具体参数参照工序卡片，切断。（a）加工条件工件材料：45，圆钢。机床：C6116车床。刀具：YG15硬质合金车刀。（b）车切削用量因为切削量不大，故可以选择ap1=3mm。查车刀后刀面最大磨损及寿命查机械加工工艺师手册表27-11，车后刀面最大磨损为1.0mm1.5mm。查机械加工工艺师手册表27-11，寿命T=180min切削速度按最大尺寸设计，即：按最大外圆处75计算切削速度查表机械加工工艺师手册，Vc= (3.1)算得Vc64mm/s，n=439r/min，Vf=490mm/s据C6116车床参数，选择nc=475r/min，Vfc=475mm/s，则实际切削速度Vc=3.1475475/21000=55.93m/min，校验机床功率查切削手册Pcc=2.1kw，而机床所能提供功率为10W，PcmPcc。故校验合格。车削参数最终确定ap=1.8mm，nc=475r/min，Vfc=475mm/s，Vc=55.93m/min，fz=0.16mm/r。计算车削基本工时45处工时：T车（75-45）L/2ncff=640/4750.16=3.12min32处工时：T车（75-42）L/ncff=（75-42）/24750.16=2.86min70处工时：T车（75-70）L/23ncff=（75-70）/24750.16=1.3min齐端面工时：T车75L/32ncff=75/324750.16=6.5minT13.12+2.86+1.3+6.513.78min掉头加工工时相同，即：T213.78min切断工时：T370/324750.160.15minT总13.782+0.1527.71min（2）工序三和工序四精车45H6、齐端面保证尺寸90，精车车孔25H7。（a）加工条件工件材料：45，圆钢。机床：C6116车床。（b）切削用量因为是精加工，切削量不大，故可以选择ap1=0.2mm，1次走刀即可完成所需尺寸。查车刀后刀面最大磨损及寿命：查机械加工工艺师手册表27-11，车后刀面最大磨损为1.0mm1.5mm。查机械加工工艺师手册表27-11，寿命T=180min。计算切削速度按机械加工工艺师手册，Vc= (3.2)算得Vc68mm/s，n=439r/min，Vf=490mm/s，因是精加工，为取得高的加工精度和表面粗糙度，故选择高的转速。据C6116车床参数，选择nc=625r/min，Vfc=574mm/s，则实际切削速度Vc=3.1445625/21000=44.15m/min，校验机床功率查切削手册Pcc=1.1kw，而机床所能提供功率为10W，PcmPcc。故校验合格。车削参数最终确定ap=0.2mm，nc=625r/min，Vfc=574mm/s，Vc=44.15m/min，fz=0.16mm/r。计算车削基本工时：45m6处工时：T1L/ncff=40/6250.16=0.4min25H7处工时：T2L/ncff=90/6250.16=0.82minT总0.4+0.821.22min（3）工序六钻孔8H9、扩R5。（a）加工条件工件材料：45，圆钢。机床：Z3032钻床。刀具：选择高速钢麻花钻钻头，do=8H7mm，钻头采用双头刃磨法，后角o120，d10。（b）切削用量查切削手册f=0.70mm/r0.86mm/r；，所以，mm/r按钻头强度选择mm/r按机床强度选择mm/r最终决定选择机床已有的进给量mm/r经校验校验成功。钻头磨钝标准及寿命：后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.5mm0.8mm，寿命切削速度：查切削手册mm/r修正系数故mm/r。r/min (3.3)查切削手册机床实际转速为r/min故实际的切削速度mm/r (3.4)校验扭矩功率：Nm；Nm，所以Pc=1.7kw2.0kwPE故满足条件，校验成立。计算工时： (3.5)T总20.070.14min（4）工序七钻孔713。（a）加工条件工件材料：45，圆钢。机床：XA62卧式铣床。刀具：高速钢圆柱铣刀，深度ap=3，故据切削用量简明手册（后简称切削手册）取刀具直径do=18mm。刀具：选择高速钢麻花钻钻头，do=7mm，钻头采用双头刃磨法，后角o120，标准1390度锪钻。（b）切削用量查切削手册f=0.70mm/r0.86mm/r；所以，mm/r按钻头强度选择mm/r按机床强度选择mm/r最终决定选择机床已有的进给量mm/r经校验校验成功。钻头磨钝标准及寿命：后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.5mm0.8mm，寿命。（c）切削速度查切削手册mm/r修正系数故mm/r。r/min (3.6)查切削手册机床实际转速为r/min故实际的切削速度mm/r (3.7)校验扭矩功率：Nm；Nm，所以Pc=1.7kw2.0kwPE故满足条件，校验成立。计算工时： (3.8)（5）工序八铣开裆尺寸5H9。（a）加工条件工件材料：45，圆钢。机床：XA62卧式铣床。刀具：高速钢圆柱铣刀，深度apPcc。故校验合格。最终确定ap=2.5mm，nc=475r/min，Vfc=475mm/s，Vc=44.5m/min，fz=0.16mm/z。计算基本工时：tm2L/Vf=2(5+9)/475=0.05min。（6）工序九铣凸台平面，保证尺寸67.5。（a）加工条件工件材料：45，圆钢。机床：XA62卧式铣床。刀具：高速钢圆柱铣刀，铣削宽度ae=60，深度apPcc。故校验合格。最终确定ap=4mm，nc=475r/min，Vfc=475mm/s，Vc=44.75m/min，fz=0.16mm/z。计算基本工时：tm4L/Vf=4（42+30）/475=0.6min（7）工序十：检查（8）工序十一：入库4 夹具设计经过和老师的磋商，本设计选择的是工序八进行夹具设计，即钻孔8H9、扩孔R5的夹具设计。4.1 问题的提出车床衬套材料为45钢，年产量5万件。为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。本夹具用于车床衬套侧孔的钻削加工。机床夹具是一种在金属切削机床上实现装夹任务的工艺装备，是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。在给定的零件中，对本工序加工的主要考虑孔8H和端面的位置要求以及和槽5H9槽的位置要求，由于公差要求较低，因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。4.2 定位元件的选择在设计夹具的过程中要考虑到工件是否正确定位，保证加工精度，缩短安装时间，提高劳动生产率，扩大机床工艺范围，实现一机多能，操作方便，可降低对工人的技术要求，还可减轻工人的劳动强度。夹具包括定位元件装置，夹紧装置，对刀导向元件，连接元件以及其他夹紧装置和夹具体9。常见的定位元件有支撑钉、支撑板、定位销、锥面定位销、V形块、定位套、锥度心轴等等。本夹具设计出于定位简单和快速的考虑，选择25H7孔和底面以及槽5H9为基准，使工件完全定位。采用的定位元件有心轴和定位销。4.3 夹紧机构的设计工件在夹具中定位后一般应夹紧，使工件在加工过程中保持以获得的定位不被破坏。由于工件在加工过程中受切削力，惯性力、夹紧力等的作用，会形成变形或位移，从而影响工件的加工质量。所以工件的夹紧也是保证加工精度的一个十分重要的问题。为了获得良好的加工效果，一定要把工件在加工过程中的位移、变形等控制在加工精度所允许的范围之内。夹紧时间的处理有时会比定位的设计更为困难，从设计难度上讲，夹紧机构往往花费设计人员较多的心血10。夹紧机构设计时一般应满足以下主要原则：（1）夹紧时不能破坏工件在定位元件上所获得的位置。（2）夹紧力应保证工件位置在整个加工过程中不变或不产生不允许的振动。（3）使工件不产生过大的变形表面损伤。（4）夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的刚度和强度，手动夹紧机构必须保证自锁，机动夹紧机构应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。（5）夹紧机构必须安全、省力、方便、符合工人操作习惯。（6）夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。出于定位简单和快速的考虑，本设计采用的夹紧机构是快速螺旋夹紧机构进行夹紧的。如下图所示：图4.1 夹具装配图4.4 夹具设计的相关计算和分析4.4.1 切削力和卡紧力计算本步加工按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。钻削力：N (4.1)由于钻削力很小，计算时可忽略。卡紧力为N1.5 (4.2)取系数S1=1.5S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为F=S1S2S3S4F=53.3N (4.3)使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。4.4.2 定位误差分析本工序采用25H7孔和底面以及槽5H9定位，加工基准和设计基准统一，能很好的保证定位的精度。4.4.3 夹具设计及操作的简要说明夹具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用螺纹卡紧机构。5 组合机床设计组合机床是根据工件加工需要，以大量系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或数种工件按预先确定的工序进行加工的高效专用机床。组合机床能对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工。组合机床可分为具有固定夹具的单工位组合机床、具有移动夹具的多工位组合机床和转塔式组合机床三类11。5.1 组合机床总体设计绘制组合机床“三图一卡”，就是针对具体，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行组合机床总体方案图样文件设计。其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸总图和编制生产率计算卡等12。5.1.1 被加工零件工序图的作用及内容被加工零件工序图是根据制订的工艺方案，表示所设计的组合机床（或自动线）上完成的工艺内容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹紧部位以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图样。除了设计研究合同外，它是组合机床设计的具体依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要文件。被加工零件工序图是在被加工零件工序图基础上，突出本机床或自动线的加工内容，并作必要的说明而绘制的。其主要内容包括：（1）被加工零件的形状和主要轮廓尺寸以及与本工序机床设计有关部位结构形状和尺寸。本工序加工部位用粗实线表示，其余部位用细实线表示。当需要设置中间导向时，则应把设置中间导向临近的工件内部肋、壁布置及有关结构形状和尺寸表示清楚，以便检查工件、夹具、刀具之间是否相互干涉。（2）本工序所选用的定位基准、夹紧部位及夹紧方向。以便据此进行夹具的支撑、定位、夹紧和导向等机构设计。（3）本工序所选用加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差等技术要求以及对上道工序的技术要求。本工序加工部位的位置尺寸应与定位基地直接发生关系。当本工序定位基准与设计基准不符时，必须对加工部位的位置精度进行分析和换算，并把不对称公差换算为对称公差。对工件毛坯应有要求，对孔的加工余量要认真分析。当本工序有特殊要求时必须注明。（4）注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及加工部位的余量13。5.1.2 加工示意图（1）加工示意图的作用和内容加工示意图是在工艺方案和机床总体方案初步确定的基础上绘制的，是表达工艺方案具体内容的机床工艺方案图；是设计刀具，辅具，夹具，多轴箱和液压、电气系统以及选择动力件，绘制机床总联系尺寸图的主要依据；是对机床总体布局和性能的原始要求；也是调整机床和刀具所必需的重要技术文件。加工示意图应表达和标注的内容有：机床的加工方法，切削用量，工作循环和工作行程，工件、夹具、刀具及多轴箱之间的相对位置及其联系尺寸，主轴结构类型、尺寸及外伸长度14。（2）绘制加工示意图的注意事项加工示意图应绘制成展开图，按比例用细实线画出工件外形、加工部位，加工表面画粗实线，必须使工件和加工方位与机床布局相吻合。为简化设计，同一多轴箱上结构尺寸完全相同的主轴(即指加工表面，所用刀具及导向，主轴及接杆等规格尺寸，精度完全相同时，只画一根，但必须在主轴上标注与工件孔号相对应的轴号)。一般主轴的布置不受真实距离的限制，当主细彼此间很近或需设置结构尺寸较大的导向装置时，必须以实际中心距严格按比例画，以便检查相邻主轴、刀具、辅具、导向装置等是否相互干涉15。（3）选择刀具、导向装置及切削用量、转矩、进给力、功率和有关联系尺寸的计算。（a）刀具的选择选择刀具应考虑工件材质、加工精度、表面粗糙度、排屑及生产率等要求。只要条件允许，应尽量选用标准刀具。本工序是钻孔，选用高速钢麻花钻配合通用刀杆。刀具尺寸应满足加工要求。（b）导向结构的选择导向装置的作用：保证刀具相对工作的正确位置，保证刀具间正确的位置，提高刀具系统的支撑刚性。本工序的切削速度最大不过V=50m/min。（c）确定切削转矩、轴向力和切削功率确定切削转矩、轴向力和切削功率是为了分别确定主轴及其他传动件尺寸、选择滑台、主电动机提供依据。铣削转矩、轴向力和切削功率根据机械加工工艺手册第二版第1卷（王先逵主编机械工业出版社）P1-61表1.6-10可得：钻孔周向力为3883.1N功率为1.476kW，钻削转矩为310Nmm。（d）确定主轴类型及相关尺寸主轴类型主要依据工艺方法和刀杆与主轴的联结结构进行确定。主轴轴颈及轴端尺寸主要取决于进给力和主轴、刀具系统结构。主轴轴颈尺寸规格应根据切削转矩T来确定。强度条件下45钢质主轴的直径为：=8mm (5.1)刚度条件计算时：=7mm (5.2)因此钻孔时主轴直径至少为8mm。查组合机床设计简明手册表5-16可确定使用的钻削头为1TX25型顶置式齿轮传动钻削头。该钻削头纵向总尺寸为375mm。（e）钻头刀杆尺寸的确定钻头刀杆直径至少为65mm，但不能过大，否则强度不够。钻头刀杆伸出长度至少为53mm，但也不能过长否则影响加工精度。这里钻刀刀杆直径取48mm，钻刀刀杆伸出长度取100mm。（f）确定联系尺寸其中最重要的联系尺寸是工件端面到轴箱端面之间的距离，它等于刀具悬伸长度、主轴外伸长度之和，再减去加工端面的厚度。为了使机床结构紧凑，应尽量使工件端面至轴箱距离最小。因此首先从所有刀具中找出影响联系尺寸的关键刀具，使其接杆最短，以获得加工终了时轴箱前端面到工件端面之间所需的最小距离，并据此确定全部刀具、接杆(或卡头)、导向托架及工件之间的联系尺寸。主轴端部须标注外径和孔径(Dd)、外伸长度L；刀具结构尺寸须标注直径和长度；导向结构尺寸应标注直径、长度、配合；工件至夹具之间的尺寸须标注工件离导套端面的距离；还须标注托架与夹具之间的尺寸16。本设计中工件端面到钻削头端面之间的距离定为125mm。（g）标注切削用量钻孔n=710r/min；vf=12.6m/min；fr=0.48mm/r（h）动力部件工作循环及行程的确定动力部件的工作循环是指加工时，动力部件从原始位置开始运动到加工终了位置，又返回到原位的动作过程。一般包括快速引进、工作进给和快速退回等动作。有时还有中间停止，多次往复进绐，跳跃进给，挡铁停留等特殊要求。工作进给长度L的确定工作进给长度L，应等于加工部位长度L1与刀具切入长度L2和切出长度L3之和。即L=L1+L2+L3=8.5+1.5+40=50mm。快速进给长度的确定快速进给是指动力部件把刀具送到工作进给位置，其长度按具体情况确定。工件离钻削头端面最大距离为190mm，快速进给长度定为150mm。快速退回长度的确定快速退回长度等于快速进给和工作进给长度之和。快退长度L=200mm。动力部件总行程确定动力部件的总行程除了满足工作循环向前和向后所需的行程外，还要考虑因刀具磨损或补偿制造、安装误差，动力部件能够向前调节的距离(即前备量)和刀具装卸以及刀杆同刀具一起从主轴孔中取出时，动力部件需后退的距离(即后备量)。因此，动力部件的总行程为快退行程与前后备量之和。前备量取20mm；后备量取110mm；总行程为220mm。5.1.3 机床联系尺寸总图（1）机床联系尺寸总图的作用与内容（a）机床联系尺寸总图的作用机床联系尺寸总图是以被加工零件工序图和加工示意图为依据，并按初步选定的主要通用部件以及确定的专用部件的总体结构而绘制的，是用来表示机床的配置型式、主要构成及各部件安装位置、相互联系、运动关系和操作方位的总体布局图，用以检验各部件相对位置及尺寸联系能否满足加工要求和通用部件选择是否合适；它为多轴箱、夹具等专用部件设计提供主要依据；它可以看成是机床总体外观简图，由其轮廓尺寸，占地面积、操作方式等可以检验是否适应用户现场使用环境17。（b）机床联系尺寸总图的内容：表明机床的配置型式和总布局。以适当数量的视图(般至少两个视图，主视图应选择机床实际加工状态)，用同一比例画出各主要部件的外廓形状和相对位置。表明机床基本型式(卧式、立式或复合式、单面或多面加上、单工位或多工位)及操作者位置等。完整齐全地反映各部件间的主要装配关系和联系尺寸、专用部件的主要轮廓尺寸、运动部件的运动极限位置及各滑台工作循环总的工作行程和前后行程备量尺寸。标注主要通用部件的规格代号和电动机的型号、功率及转速，并标出机床分组编号及组件名称，全部组件应包括机床全部通用及专用零部件，不得遗漏18。（2）绘制机床联系尺寸总图之前应确定的主要内容（a）选择动力部件动力部件的选择主要是确定动力箱（或各种工艺切削头）和动力滑台。下图中是根据已定的工艺方案和机床配置型式并结合使用及修理等因素，确定机床为卧式单面单工位液压传动组和机床，液压滑台实现工作进给运动，选用配套的动力箱驱动多轴箱铣面主轴。动力滑台的选择钻削小端面，考虑到立式加工，因此选用1HY25-IA型液压滑台，以及相配套的1CL25M型立柱，1CD251M型立座侧底座。动力箱的选择在不需要精确计算主轴箱功率可按下列简化公式进行估算： (5.3)式中，消耗于主轴的切削功率的总和，单位为kW主轴箱的传动效率，加工黑色金属时取0.80.9，加工
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