机械制造技术课程设计-拨叉零件机械加工工艺及车19孔的夹具设计（全套图纸） .pdf

i xx 大学大学 课程设计论文 拨叉机械加工工艺规程及 加工19h9 孔的夹具设计 所 在 学 院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指 导 老 师 年 月 日 ii 摘 要 拔叉零件加工工艺及钻床夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用 夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛 坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的 工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具 的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体 与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的 合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 iii 目 录 摘 要 . ii 目 录 iii 第 1 章 序 言 5 第 2 章 零件的分析 6 2.1 零件的形状 . 6 2.2 零件的工艺分析 . 6 第第 3 章章 工艺规程设计工艺规程设计 7 3.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 . 7 3.2 基面的选择基面的选择 . 7 3.3 制定工艺路线制定工艺路线 . 8 3.3.1 工艺路线方案一 . 8 3.3.2 工艺路线方案二 . 8 3.3.3 工艺方案的比较与分析 . 9 3.4 选择加工设备和工艺装备选择加工设备和工艺装备 . 9 3.4.1 机床选用 . 9 3.4.2 选择刀具 . 9 3.4.3 选择量具 . 10 3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 10 3.6 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 11 iv 第四章第四章 加工中心孔夹具设计加工中心孔夹具设计 17 4.1 车床夹具设计要求说明 17 4.2 车床夹具的设计要点 . 17 4.3 定位机构 19 4.4 夹紧机构 . 19 4.5 零件的车床夹具的加工误差分析 . 20 4.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构 . 20 4.6 零件的车床专用夹具简单使用说明 22 总 结 23 致 谢 24 参 考 文 献 25 5 第 1 章 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装 备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装 备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此 制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从 某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平 的重要指标。 拔叉零件加工工艺及钻床夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械 设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工 中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证尺 寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性 和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生 产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 6 第 2 章 零件的分析 2.1 零件的形状 题目给的零件是拔叉零件，主要作用是起连接作用。 零件的实际形状如上图所示， 从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简 单。具体尺寸，公差如下图所示。 2.2 零件的工艺分析 由零件图可知，其材料为 kth350-10，该材料为铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐 热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。 拔叉零件主要加工表面为：1 端面，表面粗糙度 a r 值为 3.2 m。2 及端面，表面 粗糙度 a r 值 3.2 m。3.车装配孔，表面粗糙度 a r 值 3.2 m。4.半精车侧面，及表面 粗糙度 a r 值 3.2 m。5.两侧面粗糙度 a r 值 6.3 m、12.5 m，法兰面粗糙度 a r 值 6.3 m。 拔叉共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： (1)左端的加工表面： 这一组加工表面包括：左端面，28 外圆，倒角钻孔并攻丝。这一部份只有端面 有 6.3 的粗糙度要求，。其要求并不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻工没 有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。 7 (2).右端面的加工表面： 这一组加工表面包括：28 右端粗糙度为 1.6；并带有倒角。其要求也不高， 粗车后半精车就可以达到精度要求。其中，19 的孔或内圆直接在上做镗工就行了。 第第 3 章章 工艺规程设计工艺规程设计 本拔叉，假设年产量为 10 万台，每台车床需要该零件 1 个，备品率为 19%，废品 率为 0.25%，每日工作班次为 2 班。 该零件材料为 kth350-10， 考虑到零件在工作时要有高的耐磨性， 所以选择铸铁铸 造。依据设计要求 q=100000 件/年，n=1 件/台；结合生产实际，备品率和 废品率分 别取 19%和 0.25%代入公式得该工件的生产纲领 n=2xqn(1+)（1+)=238595 件/年 3.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 零件材料为 kth350- 10，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用 于不同重量、 不同壁厚的铸件， 也适用于不同的金属， 还特别适应制造形状复杂的铸件。 考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件， 以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零 件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成 本上考虑，也是应该的。 3.2 基面的选择基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工 质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚 者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择，对像拔叉这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来 说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照 有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若 零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面 做为粗基准)。 对于精基准而言， 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， 8 应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。 3.3 制定工艺路线制定工艺路线 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。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性 机床配以专用夹具， 并尽量使工序集中来提高生产率。 除此以外， 还应当考虑经济效果， 以便使生产成本尽量下降。 3.3.1 工艺路线方案一 工序 10 铸造出毛坯。 工序 20 毛坯热处理，时效处理。 工序 30 铣削外圆32 一端面。 工序 40 铣削外圆32 另一端面 工序 50 车中心孔19h9。 工序 60 镗 r24 半圆孔，镗 r30 半圆孔。 工序 70 铣削距离 4 的叉口端面。 工序 80 铣削外圆20 端面。 工序 90 钻 m10x1- 6h 底孔 工序 100 攻丝 m10x1- 6h 工序 110 钳去毛刺。 工序 120 终检入库。 3.3.2 工艺路线方案二 工序 10 铸造出毛坯。 工序 20 毛坯热处理，时效处理。 工序 30 铣削外圆32 一端面。 工序 40 铣削外圆32 另一端面 工序 50 车中心孔19h9。 工序 60 镗 r24 半圆孔，镗 r30 半圆孔。 工序 70 铣削距离 4 的叉口端面。 工序 80 铣削外圆20 端面。 工序 90 钻 m10x1- 6h 底孔 9 工序 100 攻丝 m10x1- 6h 工序 110 钳去毛刺。 工序 120 终检入库。 3.3.3 工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便，但是要更换多台设 备， 加工过程比较繁琐， 而且在加工过程中位置精度不易保证。 方案二减少了装夹次数， 但是要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相 应的刀具。要设计专用夹具。因此综合两个工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下： 工序 10 铸造出毛坯。 工序 20 毛坯热处理，时效处理。 工序 30 铣削外圆32 一端面。 工序 40 铣削外圆32 另一端面 工序 50 车中心孔19h9。 工序 60 镗 r24 半圆孔，镗 r30 半圆孔。 工序 70 铣削距离 4 的叉口端面。 工序 80 铣削外圆20 端面。 工序 90 钻 m10x1- 6h 底孔 工序 100 攻丝 m10x1- 6h 工序 110 钳去毛刺。 工序 120 终检入库。 3.4 选择加工设备和工艺装备选择加工设备和工艺装备 3.4.1 机床选用 .工序和工序是粗车、粗镗和半精车、半精镗。各工序的工步数不多，成批量 生产， 故选用卧式车床就能满足要求。 本零件外轮廓尺寸不大， 精度要求属于中等要求， 选用最常用的ca6140型卧式车床。 参考根据 机械制造设计工工艺简明手册 表4.2-7。 .工序是钻孔，选用 z525 摇臂钻床。 3.4.2 选择刀具 .在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用 yg6 类硬质 10 合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。 为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(gb5343.1-85,gb5343.2-85)。 .钻孔时选用高速钢麻花钻，参考机械加工工艺手册 （主编 孟少农） ，第二卷 表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有参数。 .磨具的选用：磨具通常又称为砂轮。是磨削加工所使用的“刀具” 。磨具的性能 主要取决于磨具的磨料、结合剂、粒度、硬度、组织以及砂轮的形状和尺寸。参考简 明机械加工工艺手册 （主编 徐圣群） 表 12-47，选择双斜边二号砂轮。 3.4.3 选择量具 本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计 量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法 即可。 3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “拔叉” 零件材料为 kth350-10， 查 机械加工工艺手册 （以后简称 工艺手册 ） ， 表 2.2-17 各种铸铁的性能比较， 球墨铸铁的硬度 hb 为 143269， 表 2.2-23 球墨铸铁 的物理性能，kth350-10 密度=7.27.3（ 3 cmg） ，计算零件毛坯的重量约为 2kg 。 表 3-1 机械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量件 重型 （零件重2000kg） 中型 （零件重 1002000kg） 轻型 （零件重120250 6.0 4.0 顶、侧面 底 面 铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及 毛坯尺寸。 3.6 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深 度、进给量，再确定切削速度。现根据切削用量简明手册 （第三版，艾兴、肖诗纲 编，1993 年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以* 号，与机械制造设计工工艺简明手册的表区别。 工序 30：铣削外圆32 一端面 12 机床：铣床 x62w 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） mmdw400= 齿数14=z 10 （1）粗铣 铣削深度 p a：mmap2= 每齿进给量 f a：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取zmmaf/25. 0= 铣削速度v：参照机械加工工艺手册表 2.4.81，取smv/4= 机床主轴转速n：min/191 40014. 3 60410001000 0 r d v n = ，取min/200rn = 实际铣削速度 v ：sm nd v/19. 4 601000 20040014. 3 1000 0 = 进给量 f v：smmznav ff /67.1160/2001425. 0= 工作台每分进给量 m f ：min/2 .700/67.11mmsmmvf fm = a ：根据机械加工工艺手册表 2.4.81,mma240= 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知mml341= 刀具切入长度 1 l：mmaddl42) 31 ()(5 . 0 22 1 =+= 刀具切出长度 2 l：取mml2 2 = 走刀次数为 1 机动时间 1 j t：min55. 0 2 .700 242341 21 1 + = + = m j f lll t （2）精铣 铣削深度 p a：mmap1= 每齿进给量 f a：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取zmmaf/15. 0= 铣削速度v：参照机械加工工艺手册表 2.4.81，取smv/6= 机床主轴转速n：min/288 40014. 3 60610001000 0 r d v n = ，取min/300rn = 实际铣削速度 v ：sm nd v/28. 6 601000 30040014. 3 1000 0 = 进给量 f v：smmznav ff /5 .1060/3001415. 0= 工作台每分进给量 m f ： min/630/5 .10mmsmmvf fm = 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知mml341= 13 刀具切入长度 1 l：精铣时mmdl400 1 = 刀具切出长度 2 l：取mml2 2 = 走刀次数为 1 机动时间 2j t：min18. 1 630 2400341 21 2 + = + = m j f lll t 本工序机动时间min73. 118. 155. 0 21 =+=+= jjj ttt 工序 40：铣削外圆32 另一端面 机床：铣床 x62w 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） mmdw400= 齿数14=z 10 （1）粗铣 铣削深度 p a：mmap2= 每齿进给量 f a：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取zmmaf/25. 0= 铣削速度v：参照机械加工工艺手册表 2.4.81，取smv/4= 机床主轴转速n：min/191 40014. 3 60410001000 0 r d v n = ，取min/200rn = 实际铣削速度 v ：sm nd v/19. 4 601000 20040014. 3 1000 0 = 进给量 f v：smmznav ff /67.1160/2001425. 0= 工作台每分进给量 m f ：min/2 .700/67.11mmsmmvf fm = a ：根据机械加工工艺手册表 2.4.81,mma240= 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知mml341= 刀具切入长度 1 l：mmaddl42) 31 ()(5 . 0 22 1 =+= 刀具切出长度 2 l：取mml2 2 = 走刀次数为 1 机动时间 1 j t：min55. 0 2 .700 242341 21 1 + = + = m j f lll t （2）精铣 铣削深度 p a：mmap1= 每齿进给量 f a：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取zmmaf/15. 0= 14 铣削速度v：参照机械加工工艺手册表 2.4.81，取smv/6= 机床主轴转速n：min/288 40014. 3 60610001000 0 r d v n = ，取min/300rn = 实际铣削速度 v ：sm nd v/28. 6 601000 30040014. 3 1000 0 = 进给量 f v：smmznav ff /5 .1060/3001415. 0= 工作台每分进给量 m f ： min/630/5 .10mmsmmvf fm = 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知mml341= 刀具切入长度 1 l：精铣时mmdl400 1 = 刀具切出长度 2 l：取mml2 2 = 走刀次数为 1 机动时间 2j t：min18. 1 630 2400341 21 2 + = + = m j f lll t 本工序机动时间min73. 118. 155. 0 21 =+=+= jjj ttt 工序 50：确定车中心孔19h9 的切削用量 所选用的刀具为 yg6x 硬质合金圆形镗刀，主偏角为 kv=45 0 ，直径为 19mm 的圆形 镗刀，其耐用度为 60=tmin。 .确定切削深度 a p mm25. 0= .根据表 1.5 *， 当半精镗铸料， 镗刀直径为 mm19， a p mm2， 镗刀伸出长度mm80 时，进给量为：rmmf1 . 0=。 .确定切削速度 按表 1.27 *的计算公式确定 v = （3-16） 式中 cv=189.8 m = 0.2 xv=0.15 yv=0.20 min60=t v=124.6 minm 选择 ca6140 机床转速：n= n =1200minr=20sr 实际切削速度为： v = 2.08 sm .确定基本时间 确定镗孔的基本时间 50s v yvx p k vfat cv m min1304 5 .30 6 .1241000 r= 15 工序 60：镗 r24 半圆孔，镗 r30 半圆孔 进给量f：根据机械加工工艺手册表 2.4.66，刀杆伸出长度取mm200，切削深 度为mm2。因此确定进给量rmmf/7 . 0= 切削速度v：参照机械加工工艺手册表 2.4.66，取min/18/3 . 0msmv= 机床主轴转速n：min/2 .48 11914. 3 1810001000 0 r d v n = ，取min/40rn = 实际切削速度 v ：sm nd v/25. 0 601000 4011914. 3 1000 0 = 工作台每分钟进给量 m f ：min/28407 . 0mmfnfm= 被切削层长度l：mml19= 刀具切入长度 1 l：mm tgtgk a l r p 4 . 52 30 2 )32( 1 + =+= 刀具切出长度 2 l：mml53 2 = 取mml3 2 = 行程次数i：1=i 机动时间 2j t：min97. 01 28 34 . 519 21 2 + = + = m j f lll t 工序 70：铣削距离 4 的叉口端面 机床：铣床 x62w 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） mmdw400= 齿数14=z 铣削深度 p a：mmap4= 每齿进给量 f a：根据机械加工工艺手册表 2.4.73，取zmmaf/2 . 0= 铣削速度v：参照机械加工工艺手册表 2.4.81，取smv/5= 机床主轴转速n：min/239 40014. 3 60510001000 0 r d v n = ，取min/250rn = 实际铣削速度 v ：sm nd v/23. 5 601000 25040014. 3 1000 0 = 进给量 f v：smmznav ff /67.1160/250142 . 0= 工作台每分进给量 m f ：min/2 .700/67.11mmsmmvf fm = 由工序 5 可知： mml329= mml42 1 = mml2 2 = 走刀次数为 1 16 机动时间 j t：min53. 0 2 .700 242329 21 + = + = m j f lll t 工序 90：钻 m10x1- 6h 螺孔底孔 切削深度 p a：mmap25. 4= 进给量f：根据机械加工工艺手册表 2.4.39，取rmmf/25. 0= 切削速度v：参照机械加工工艺手册表 2.4.41，取smv/43. 0= 机床主轴转速n：min/967 5 . 814. 3 6043. 010001000 0 r d v n = ，取min/800rn = 实际切削速度 v ：sm nd v/36. 0 601000 8005 . 814. 3 1000 0 = 被切削层长度l：mml17= 刀具切入长度 1 l：mmctgctgk d l r 5 . 42120 2 5 . 8 )21 ( 2 1 +=+= 刀具切出长度 2 l：0 2 =l 走刀次数为 1 机动时间 j t：min11. 0 80025. 0 5 . 417 21 + = + = fn lll t j 工序 100：攻丝 m10x1- 6h 机床： z525 刀具：钒钢机动丝锥 （1） 、m10x1- 6h 螺孔攻丝 进给量f：由于其螺距mmp1=,因此进给量rmmf/5 . 1= 切削速度v：参照机械加工工艺手册表 2.4.105，取min/88. 8/148. 0msmv= 机床主轴转速n：min/283 1014. 3 88. 810001000 0 r d v n = ，取min/250rn = 丝锥回转转速 0 n ：取min/250rnn= 实际切削速度 v ：sm nd v/13. 0 601000 0251014. 3 1000 0 = 被切削层长度l：mml51= 刀具切入长度 1 l：mmfl5 . 45 . 13) 31 ( 1 = 刀具切出长度 2 l：0 2 =l （盲孔） 17 机动时间 1 j t：min11. 0 2505 . 1 5 . 415 2505 . 1 5 . 415 0 2121 1 + + + = + + + = fn lll fn lll tj 第四章第四章 加工中心孔夹具设计加工中心孔夹具设计 4.1 车床夹具设计要求说明 车床夹具主要用于加工中心孔夹具。因而车床夹具的主要特点是工件加工表面的中 心线与机床主轴的回转轴线同轴。 （1） 安装在车床主轴上的夹具。这类夹具很多，有通用的三爪卡盘、四爪卡盘， 花盘，顶尖等，还有自行设计的心轴；专用夹具通常可分为心轴式、夹头式、卡盘式、 角铁式和花盘式。这类夹具的特点是加工时随机床主轴一起旋转，刀具做进给运动 定心式车床夹具 在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹 紧机构。 角铁式车床夹具 在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由 于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体 呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。 花盘式车床夹具 这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个 t 形槽，安装定位元 件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不 对称，要注意平衡。 （2） 安装在托板上的夹具。某些重型、畸形工件，常常将夹具安装在托板上。刀具 则安装在车床主轴上做旋转运动，夹具做进给运动。 由于后一类夹具应用很少，属于机床改装范畴。而生产中需自行设计的较多是安装 在车床主轴上的专用夹具，所以零件在车床上加工用专用夹具。 4.2 车床夹具的设计要点 （1）定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求 18 当加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合，夹具上定位装置 的结构和布置必须保证这一点。 当加工的表面与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则应以夹具的回 转轴线为基准来确定定位元件的位置。 工件的夹紧应可靠。由于加工时工件和夹具一起随主轴高速回转，故在加工过程中 工件除受切削力矩的作用外，整个夹具还要受到重力和离心力的作用，转速越高离心力 越大，这些力不仅降低夹紧力，同时会使主轴振动。因此，夹紧机构必须具有足够的夹 紧力，自锁性能好，以防止工件在加工过程中移动或发生事故。对于角铁式夹具，夹紧 力的施力方式要注意防止引起夹具变形。 （2）夹具与机床主轴的连接 车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的加工精度有一定的影响。因此，要求夹具 的回转轴线与卧式车床主轴轴线应具有尽可能小的同轴度误差。 心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接，用螺杆拉紧。有的心轴则以 中心孔与车床前、后顶尖安装使用。 根据径向尺寸的大小，其它专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种方式： 1)对于径向尺寸 d140mm，或 d(23)d 的小型夹具，一般用锥柄安装在车床主 轴的锥孔中，并用螺杆拉紧，如图 1-a 所示。这种连接方式定心精度较高。 2)对于径向尺寸较大的夹具，一般用过渡盘与车床主轴轴颈连接。过渡盘与主轴配 合处的形状取决于主轴前端的结构。 图 1-b 所示的过渡盘，其上有一个定位圆孔按 h7/h6 或 h7/js6 与主轴轴颈相配合， 并用螺纹和主轴连接。为防止停车和倒车时因惯性作用使两者松开，可用压板将过渡盘 压在主轴上。专用夹具则以其定位止口按 h7/h6 或 h7/js6 装配在过渡盘的凸缘上，用 螺钉紧固。这种连接方式的定心精度受配合间隙的影响。为了提高定心精度，可按找正 圆校正夹具与机床主轴的同轴度。 对于车床主轴前端为圆锥体并有凸缘的结构，如图 1-c 所示，过渡盘在其长锥面上 配合定心， 用活套在主轴上的螺母锁紧， 由键传递扭矩。 这种安装方式的定心精度较高， 但端面要求紧贴，制造上较困难。 图 1-d 所示是以主轴前端短锥面与过渡盘连接的方式。过渡盘推入主轴后，其端面 19 与主轴端面只允许有 0.050.1mm 的间隙，用螺钉均匀拧紧后，即可保证端面与锥面全 部接触，以使定心准确、刚度好。 图 1 车床夹具与机床主轴的连接 过渡盘常作为车床附件备用，设计夹具时应按过渡盘凸缘确定专用夹具体的止口尺 寸。过渡盘的材料通常为铸铁。各种车床主轴前端的结构尺寸，可查阅有关手册 4.3 定位机构 由零件图分析孔 f 的加工要求，必须保证孔轴向和径向的加工尺寸，得出，夹具必 须限制工件的六个自由度，才可以达到加工要求。先设计夹具模型如下： 选择定位元件为：支承板，支撑钉，定位销，上下盖板。支撑板限制了 x,y,z 方向 的移动自由度，x,y 方向的转动自由度，支撑钉限制了 z 方向的转动自由度。可见，定 位方案选择合理。 4.4 夹紧机构 选择工件的夹紧方案，夹紧方案的选择原则是夹得稳，夹得劳，夹得快。选择夹紧 机构时，要合理确定夹紧力的三要素：大小、方向、作用点。夹紧装置的基本要求如下： 1. 夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置； 2. 夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不震动，又不因夹 紧力过大而使工件表面损伤、变形。 3. 夹紧机构的操作应安全、方便、迅速、省力。 4. 机构应尽量简单，制造、维修要方便。 分析零件加工要素的性质，确定夹紧动力源类型为手动夹紧，夹紧装置为压板，压 紧力来源为螺旋力。夹具的具体结构与参数见夹具装配图和零件图。 20 4.5 零件的车床夹具的加工误差分析 工件在车床夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差 d 、夹具 误差 j 、夹具在主轴上的安装误差 a 和加工方法误差 g 的影响。 如夹具图所示，在夹具上加工时，尺寸的加工误差的影响因素如下所述： （1）定位误差 d 由于 c 面既是工序基准，又是定位基准，基准不重合误差 b 为零。工件在夹具上 定位时，定位基准与限位基准是重合的，基准位移误差 y 为零。因此，尺寸的定位误 差 d 等于零。 （2）夹具误差 j 夹具误差为限位基面与轴线间的距离误差，以及限位基面相对安装基面 c 的平行度 误差是 0.01. （3）安装误差 a 因为夹具和主轴是莫氏锥度配合，夹具的安装误差几乎可以忽略不计。 （4）加工方法误差 g 如车床主轴上安装夹具基准与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、车床溜板 进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的悬 伸长度和离心力的大小等因素。一般取 g = k /3=0.05/3=0.017mm 零件的车床夹具总加工误差是： 22 a 2 j 2 dg += 0262 . 0 017 . 0 002. 00 22 =+= 精度储备： 0238 . 0 0262 . 0 05 . 0 = c j 故此方案可行。 4.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构 夹具体设计的基本要求 （1）应有适当的精度和尺寸稳定性 夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及 21 夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。 为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进 行退火处理。 （2）应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和 振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。 （3）应有良好的结构工艺性和使用性 夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高， 因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强 度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。 （4）应便于排除切屑 在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的 积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至 发生安全事故。因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作 表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间：对于加工过程中切削产生较多的情况，一般 应在夹具体上设置排屑槽。 （5）在机床上的安装应稳定可靠 夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或 配合实现的。 当夹具在机床工作台上安装时， 夹具的重心应尽量低， 支承面积应足够大， 安装基面应有较高的配合精度，保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空，大型夹具还 应设置吊环或起重孔。 确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。 22 4.6 零件的车床专用夹具简单使用说明 （1）夹具的总体结构应力力求紧凑、轻便，悬臂尺寸要短，重心尽可能靠近主轴。 （2）当工件和夹具上个元件相对机床主轴的旋转轴线不平衡时，将产生较大的离 心力和振动，影响工件的加工质量、刀具的寿命、机床的精度和安全生产，特别是在转 速较高的情况下影响更大。因此，对于重量不对称的夹具，要有平衡要求。平衡的方法 有两种：设置平衡块或加工减重孔。在工厂实际生产中，常用适配的