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含CAD图纸+文档 雅马哈摩托车 右曲轴箱加工工艺及夹具设计 含CAD图纸 加工工艺设计 雅马哈摩托车右曲轴箱加工工艺及夹具设计 加工工艺及夹具设计 加工工艺及夹 曲轴加工工艺及 CADCAD

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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：戴伟学 号：0601510124专 业：机械工程及自动化设计(论文)题目：1E52FM右曲轴箱加工工艺及夹具设计指 导 教 师:鲁 斌 2010年 4月 4 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GB/T 740894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“2009-03-15”。 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 曲轴箱为曲轴提供支撑，而曲轴是发动机上的重要部件。本文主要是为下学期的毕业设计起个总领作用，大体介绍了1E52FM右曲轴箱箱盖加工工艺的一些原则及某道工序的夹具的设计思想。关键词 1E52FM右曲轴箱 加工工艺 夹具设计 1 引言1E52FM是摩托车内燃机的型号，这种内燃机为单缸二冲程发动机，汽缸直径为52mm，冷却方式为风冷，以汽油为燃料。发动机除二冲程外还有四冲程的。它们之间主要区别是：二冲程发动机曲柄旋转一圈，发动机燃烧做功一次，即曲柄旋转一圈完成一个工作循环。而四冲程发动机曲柄旋转两圈完成一个工作循环1。由于本次毕业设计主要是针对二冲程，故四冲程的不再赘述。二冲程发动机具有体积小，排放高，结构简单，制造、维修方便，价格便宜等特点。但是随着社会的发展，燃油消费税迟早要实施，再加上人们的环境保护意识逐渐加强，各地政府有关摩托车方面的政策（如禁止二冲程摩托车上路、限制摩托车排放）相继出台。所以许多摩托车已不再使用二冲程发动机了。可是二冲程摩托车也因其升功率大，价格便宜，在越野车、赛车等特种用途摩托车方面被广泛应用。本次设计的曲轴箱箱盖是发动机的重要组成部分，下面将对下学期的毕业设计中右曲轴箱箱的加工做一个大体介绍。2 加工工艺分析2.1 零件介绍曲轴箱结构有左右分体式和上下分体式两种，本题曲轴箱结构为左右分体式。右曲轴箱箱是一个几何形状复杂的薄壁空腔零件。通常为了减轻整车的重量，摩托车的曲轴箱材料大多为铝合金2。所选毛坯是压铸而成的。曲轴箱与气缸接触面应平整，左右曲轴箱的接触面也必须严密，不允许有凹凸不平或曲翘变形，所以，左右曲轴箱接触面的平面度、粗糙度要求较高，防止出现漏气现象。左右曲轴箱接触面上，分别制有定位销孔，它的作用是保证有关零件的同轴度和垂直度要求。在装配曲轴箱时，一定要保证定位销孔的尺寸精度位置精度。曲轴箱各部分均不得有气孔或铸造缺陷，以免出现漏气或漏油现象3。2.2 定位基准的选择原则定位基准有定位粗基准和定位精基准之分4。在加工的第一道工序中，只能用毛坯上未经加工表面作为定位基准，则该面称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准，称为精基准5。基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，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，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行5。2.3工艺过程内容 2.3.1 拟定工艺路线的目的制定工艺路线的出发点，应当是使右曲轴箱的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领已确定的情况下，若为大批量生产，可以考虑采用万用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此之外，还应考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降6。2.3.2 各加工阶段的划分加工原则根据先粗后精的原则7。1E52FM右曲轴箱盖的一些工序的加工精度要求较高，一般都要经过粗加工、半精加工、精加工三个阶段8。1粗加工阶段：高效地切除各加工表面上的大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品。2半精加工阶段：消除粗加工后留下的误差，使工件达到一定的精度，为精加工做准备。3精加工阶段：保证各主要表面达到图纸上规定的质量要求9。2.3.3 工序设计零件机械加工工艺路线拟定后就要对其每一道工序进行设计，具体包括确定每一工步的加工余量、计算工序尺寸及公差、选择机床及工艺设备、确定切削用量以及计算工时等工作内容。这一步骤将会在下学期毕业设计中详细制作。3 夹具设计 本次毕业设计也涵盖了某道工序的夹具设计，而夹具设计在本次毕业设计也是重点。在实际生产中，夹具设计同样是不可缺少的一环。1E52FM右曲轴箱箱盖本身比较复杂，在实际生活中需求也比较高，故在工厂中是大批量生产。为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动生产强度，因此在本次设计中将是专用夹具的设计10。夹具一般由定位元件、夹紧元件、导向元件、对刀元件、夹具体及其他元件等组成11。夹具设计由定位设计和夹紧设计组成12。1定位设计：在定位设计中，首先要遵循六点定位原理。而根据工件加工表面的位置要求，有时会采用完全定位和不完全定位两种方式。而在设计过程中还可能出现欠定位和过定位。过定位只能用在一些工件加工精度很高的特殊场合，在加工过程中一般是不允许的。而欠定位是完全不允许的。夹具设计的首要任务就是要选择一组合适的定位元件，遵循工件定位的规律，实现工件的正确定位5。2 夹紧设计：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已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、夹紧力等作用，会产生变形和位移，从而影响工件的加工质量。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。在夹紧设计中夹紧点的选择和夹紧力大小的设计是十分重要的。夹紧点的选择应对应支撑点和尽量靠近加工表面，必要时可加工一些辅助夹紧点。夹紧力可有有关书籍和手册中查公式计算，切记不可过大和过小5。4 结束语本开题报告旨在为下学期的毕业设计做一个开头，同时也增强了自己对摩托车发动机原理的认识，巩固自己对所学专业知识的掌握。虽然下学期毕业设计还未正式开始，但是我相信在林海集团杨正文老师的指导加上自己的努力，一定会顺利通过下学期的毕业设计的。参 考 文 献1 田志刚. 摩托车用户通俗读本M. 北京：人民邮电出版社, 20012 丁仁亮. 工程材料M. 北京：机械工业出版社，20063 王从栋. 摩托车构造与维修M. 北京：高等教育出版社，20034 徐嘉元. 机械加工工艺基础M. 北京：机械工业出版社，19965 姜作敏. 机械制造工艺学M. 武汉：华中理工大学出版社，19896 赵家齐. 机械制造工艺学课程设计指导书M. 北京：机械工业出版社，20087 邓文英. 金属工艺学M. 北京：高等教育出版社，19908 方子良. 机械制造技术基础M. 南京：南京理工大学翻印，交通大学出版社,199010 李庆余、孟光耀. 机械制造装备设计M. 北京：机械工业出版社，2008 11 王启平. 机床夹具设计M. 黑龙江：哈尔滨工业大学出版社，200312 徐发任. 机床夹具设计M. 重庆：重庆大学出版社，199313 白成轩. 机床夹具设计新原理M. 北京：机械工业出版社，199714 巩秀长. 机床夹具设计原理M. 山东：山东大学出版社，199315 蔡光耀. 机床夹具设计M. 北京：机械工业出版社，199016 徐学林. 互换性与测量技术基础M. 湖南：湖南大学出版社，200817 王伯平. 互换性与测量技术基础M. 北京：机械工业出版社，2002 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）：1 本课题要研究及解决的问题（1） 专用零件结构工艺性分析（2） 制定加工工艺（3） 夹具设计（4） 夹具设计全部使用气缸夹紧2 本课题拟采用的研究手段（途径）（1） 在设计过程中，我们必须要认真分析零件图，了解零件的结构特点和相关的技术要求，对零件的每一个细节，都应仔细的分析，如加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特别是要注意零件各孔系自身精度（同轴度、圆度、粗糙度等）和它们的相互位置精度（轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求），零件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清零件的每一个尺寸。（2） 首先要分析零件的结构工艺性，接着制订工艺路线，选择合适的加工方案，然后确定加工顺序，再进行工序设计，工艺尺寸链的计算，最后制订工艺规程卡片。1E52FM右曲轴箱加工工艺研究途径应该体现质量、生产率和经济性的统一，达到经济合理及可行的最优方案。（3） 根据零件图分析，选择合适的定位元件和定位基准，然后选择合适的定位设计，用于实现工件的正确定位，然后进行定位误差的分析和计算，工件在夹具定位后要夹紧，首先选择夹紧点和计算夹紧力，最后选择合适的夹紧机构夹紧。（4） 查阅有关气动夹具的资料 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：该生对毕业设计的技术要求，主要介绍了发动机曲轴箱的结构特征及加工工艺性，对箱体加工工艺设计的方法、设计步骤进行了阐述，并说明了夹具设计的任务及夹具在生产制造中的作用。较准确地了解了该领域的技术前沿和发展动态，达到本科毕业设计文献综述的要求。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：该课题主要研究的是1E52FM右曲轴箱加工工艺及夹具设计。按照课题任务的内容和要求，对具体参数进行设计和计算，选择合适的加工工艺路线，制订出工序卡片和工艺卡片，并且结合所学的专业知识设计专用夹具。课题难度涉及面较广，难度适中，工作量适中，课题难度、广度及工作量达到本科毕业设计要求。根据该学生的现有基础，通过设计期间的努力可以较好地完成课题设计任务。 指导教师： 鲁 斌 2010年 1月15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） 第页 共 页目 录1 引言12 零件的工艺分析23 工艺规程设计43.1 确定毛坯的制造形式43.2 基面的选择43.3 制定工艺路线54 机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定105 确定切削用量及基本工时136 夹具设计306.1 问题的提出306.2 夹具设计306.3 气缸及动力装置的确定316.4 定位误差的分析326.5 夹具操作说明书32结束语 33致谢 35参考文献 36本科毕业设计说明书（论文） 第 36 页 共 36 页1 引言毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课及全部专业课之后进行的，它是对我们在大学这四年中一次综合的检验。本次我所做的毕业设计的题目是1E52FM右曲轴箱加工工艺及夹具设计。上学期末，我们已经为本次设计做了开题报告，本学期所做的是本次设计的核心：编制加工工艺和为某道工序设计夹具。按照毕业设计任务书的要求，本次毕业设计将完成不少于1.5万字的设计计算说明书、一套气动夹具的装配总图和不少于5张的零件图等。机械加工工艺规程是规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺方法。它是根据加工对象的具体情况和实际的生产条件，采用合理的加工方法和过程，按规定的形式制定的。夹具是机床与工件之间的连接装置，使工件相对于机床或刀具获得正确位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中的一项重要工作，是加工过程中最活跃的因素之一。1E52FM是摩托车内燃机的型号，这种内燃机为单缸二冲程发动机，汽缸直径为52mm，冷却方式为风冷，以汽油为燃料。发动机除二冲程外还有四冲程的。它们之间主要区别是：二冲程发动机曲柄旋转一圈，发动机燃烧做功一次，即曲柄旋转一圈完成一个工作循环。而四冲程发动机曲柄旋转两圈完成一个工作循环。由于本次毕业设计主要是针对二冲程，故四冲程的不再赘述1。二冲程发动机具有体积小，排放高，结构简单，制造、维修方便，价格便宜等特点。但是随着社会的发展，燃油消费税迟早要实施，再加上人们的环境保护意识逐渐加强，各地政府有关摩托车方面的政策(如禁止二冲程摩托车上路、限制摩托车排放)相继出台。所以许多摩托车已不再使用二冲程发动机了。可是二冲程摩托车也因其升功率大，价格便宜，在越野车、赛车等特种用途摩托车方面被广泛应用2。2 零件的工艺分析此零件是薄壁、空腔、多孔的形状复杂的零件。主要加工面是正反面及若干孔和螺纹孔(如图1.1)。总的来说，这个零件的复杂的程度很高，现分析如下：图1.12.1 加工表面C这一组加工表面包括：表面C，尺寸为14H8()的通孔，尺寸22N7()的孔及其倒角和锪平，尺寸14R7()的孔及其倒角，尺寸为52R7()的孔及其倒角，尺寸为12H7()的孔，还有腔体内11个M6-6H的螺纹孔，2个尺寸为8.5的通孔及由12H7()和M6-H6组成的组合孔。2.2 加工表面D这一组加工表面包括：表面D，这两组加工表面上的加工要素之间存在着一定得位置要求，主要是：(1) 14H8()的孔相对于47R7()的位置度公差为0.04mm.(2) 22N7()的孔相对于C面的垂直度公差为0.015mm.(3) 47R7()的孔轴线相对于C面的垂直度公差为0.015mm.(4) 52R7()的孔底面相对于它本身的中心轴线之间的圆跳动公差为0.015mm(5) 12H9()的孔相对于D面与47R7()的位置度公差为0.03mm由以上的分析可知，对于这两组加工面来说，C表面、D表面、47R7()孔的中心线及52R7()孔的中心线为基准线、面。而又从零件图纸上可以知道47R7()孔的中心线是整个零件上的一个设计基准，D表面相对于C表面的表面要求来说要高。所以在加工时，要严格控制47R7()孔的精度。对于C、D两加工表面来说，一般先以D为粗基准去加工C面，再以C面为精基准去加工D面，从而保证整个零件的位置精度要求。3 工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为铝合金，另外本次设计所涉及的生产产量为50000件，早已达到了大批量生产的水平，而且相对而言，零件的轮廓尺寸也不怎么大，故可以采用压铸成型的方法。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也应该是可以的。3.2 基面的选择 基面的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，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中问题百出，更有甚至，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行3。3.2.1 粗基准的选择对于一般的铣削零件来说，常选用表面加工要求高的那个表面作为粗基准，主要目的是在加工过程中保证加工余量足够。而此零件在前面也简单的介绍了一下，这里在详细的叙述一下。D面的加工要求较高，故选用D面为粗基准。同时，在定位时，主要采用常见的定位方法：一面两销。其中，“一面”主要是由三个分部不同的定位块组成的，以消除Z轴移动、X轴的转动和Y轴的转动这三个自由度。“两销”主要是一个短圆柱销和一个短菱形销组成，以消除X轴的移动、Y轴的移动及Z轴的转动这三个自由度，从而达到完全定位。这里用的短菱形销而不是用短圆柱销的目的是为了防止过定位的产生。本次毕业设计中的夹具设计就是设计以D面为粗基准加工C面得夹具，故详细介绍了此道工序的粗基准、定位的选择。其他的加工面将不再介绍，只要根据粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；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位置较高的不加工表面作为粗基准等)来做出选择。3.2.2 精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当工序基准与定位基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。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。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，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。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降4。3.3.1 工艺路线的方案工序1 粗铣C面到44，精铣C面保证尺寸43.50.05工序2 精铣D面，保证尺寸43.50.05工序3 扩镗孔工步1 扩镗212H7()孔，深8，孔口倒角工步2 扩镗210H7 ()孔，深8，孔口倒角工序4 钻孔工步1 8.5孔钻通 工步2 5孔钻通工步3 55孔，其中1孔深11，其余深13工序5 镗孔工步1粗镗6孔(分别为51.6、46.6、21.6、11.7、33.6)工步2 精镗6孔(分别为52R7()、47R7()、22N7()、12H9()、34H8()、14H8()此工序所有孔的深度按图纸要求工序6 专机钻孔工步1 钻C面M6底孔115，深20工步2 钻D面M6底孔105，深度按图纸要求工步3 扩38.5孔通工步4 钻3M86H底孔6，8工序7 钻12孔中的5孔和一安装孔的底孔5工序8 钻EE视图中8.2通孔，倒角工序9 钻8H10()，倒角工序10 倒角工序11 钻放油孔M12X1.56H工序12 攻放油孔丝M12X1,56H工序13 攻各孔丝3.3.2 工艺方案的分析上述工艺方案特点在于根据1E52FM右曲轴箱是一个正反两面都多孔的零件，主要将各孔分类、组合在一起集中加工。然而工序3中的212H7的孔与210H7的孔所用的加工方法均是镗孔，故将其集中在一起加工，但是这样加工就会出现装夹次数过于频繁的问题。每次进行这一工序，都要进行两次装夹。同样的，工序4也存在同样的问题，也是都要进行两次装夹。在这里，我们解决这个问题的方法便是将3、4两道工序合成一道工序。将C面上的孔先扩镗，再接着钻孔，然后再一次装夹，加工D面上的要素，这样就将原来的四次装夹减少到两次装夹，在大批量生产中，可以减少大量的时间。工序也存在这一定问题，从工序5可以看出要加工的6个孔大小不一，而且加工精度要求高，无论是粗镗还是精镗，都需要消耗大量的工作时间，这道工序既有粗镗也有精镗，那么所需要的加工工时要更加长，这样容易造成整个流程在加工到这一工序的时候出现工时的停滞的现象5。现在解决这个问题的方法是将这道工序分成粗镗和精镗两道工序来加工，这个就可以把原先很长的工时分成了两部分，减小或避免了工序停止的现象6。虽然工序6出现了雨工序5同样的问题，但是不难发现，这道工序需要加工的孔的要求都不高，故采用的是专机钻孔，这样也避免了加工工时时间长的现象，这道工序是可取的。现改进工序如下：工序1 粗铣C面到44，精铣C面保证尺寸43.50.05工序2 精铣D面，保证尺寸43.50.05工序3 扩镗孔工步1 扩镗212H7()孔，深8，孔口倒角工步2 8.5孔钻通，扩镗210H7()孔，深8 ，孔口倒角，5孔钻深28工步3 55孔，其中1孔深11，其余深13工序4 粗镗孔依次粗镗6孔(分别为51.6、46.6、21.6、11.7、33.6)工序5 精镗孔依次精镗6孔(分别为52R7()、47R7()、22N7()、12H9()、34H8()、14H8()此工序所有孔的深度按图纸要求工序6 专机钻孔工步1 钻C面M6底孔115，深20工步2 钻D面M6底孔105，深度按图纸要求工步3 扩38.5孔通工步4 钻3M86H底孔6.8工序7 钻12孔中的5孔和一安装孔的底孔5工序8 钻EE视图中8.2通孔，倒角工序9 钻8H10()，倒角工序10 倒角工序11 钻放油孔M12X1.56H工序12 攻放油孔丝M12X1.56H工序13 攻各孔丝以上方案大致看起来还是合理的，但是通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有的问题。主要表现在铣削C、D两表面之时，我们可以通过观察零件图发现你，C面、D面两个面都具有平面度的要求，它们平面度的公差带距离均为0.06mm,而且D面相对与基准C面还存在一个平行度的要求，这个平行度的公差带距离为0.06mm。从中可以知道，C面和D面的表面要求都很高。再考虑一下毛坯的形状，很明显会出现一种情况，就是毛坯上的C面、D面会很不平，有的毛坯的平面度会很差，如果按照上述的工艺过程进行加工的话，可能会造成一些零件在整体形状方面出现不合理的情况，而且加工出来的右曲轴箱箱盖是要与左曲轴箱箱盖相配对的，所以零件的整体形状是不允许出现不合理情况的，为了改善它的工艺性，我们在这里的改善方法是加上一道工序，在上述工艺的第一道工序之前加一道车基准面的工序，这道工序主要是将D面装在车床上进行一下车削，作用就是使D面的平面度要求在进行第二道工序，在以D面定位时，使定位精度高一些，从而在铣削C面、D面的时候，令零件的整个形状更加合理。然而，我们还知道，铣削无论是在粗铣还是在精铣时，都会由于机床、夹具和刀具等在长时间进行加工的时候出现种种问题，导致C面、D面两加工面的平行度达不到图纸规定的要求，故在精铣完D面这道工序的时候，需要对C面、D面两表面进行检测，如果发现检测结果没有达到图纸要求的时候，还要进行研磨，以使C面、D面得要求达到图纸的要求7。因此，最后的加工路线确定如下：工序1 粗车D面工序2 粗铣C面到44，精铣C面保证尺寸43.50.05工序3 精铣D面，保证尺寸43.50.05检测C面、D面得表面，若不达要求，需要进行研磨工序4 扩镗孔工步1 扩镗212H7()孔，深8，孔口倒角工步2 8.5孔钻通，扩镗210H7 ()孔，深8 ，孔口倒角，5孔钻深28工步3 55孔，其中1孔深11，其余深13工序5 粗镗孔依次粗镗6孔(分别为51.6、46.6、21.6、11.7、33.6)工序6 精镗孔依次精镗6孔(分别为52R7()、47R7()、22N7()、12H9()、34H8()、14H8()此工序所有孔的深度按图纸要求工序7 专机钻孔工步1 钻C面M6底孔115，深20工步2 钻D面M6底孔105，深度按图纸要求工步3 扩38.5孔通工步4 钻3M86H底孔6，8工序8 钻12孔中的5孔和一安装孔的底孔5工序9 钻EE视图中8.2+0.15 0通孔，倒角工序10 钻8H10()，倒角工序11 倒角工序12 钻放油孔M12X1.56H工序13 攻放油孔丝M12X1,56H工序14 攻各孔丝以上工序过程详见附表“机械加工工艺过程综合卡片”4 机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定“1E52FM右曲轴箱”的零件材料是铝合金，生产类型为大批量生产，毛坯采用压铸制造而成。根据上述原始材料及加工工艺，可确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸如下：1C面、D面的加工余量考虑到零件的高度大约为243mm左右，宽度约为180mm，而零件的厚度尺寸要求为430.05mm，可以通过查阅机械切削工艺参数手册，得知平面第一次粗加工余量为1.5mm，粗铣的加工余量为2mm，精铣所要的加工余量为1.5mm，粗铣后精铣的加工余量为 1.0mm，此时，加工余量1+1.5+2+1.5+1 +1.5=8.5mm，故毛坯尺寸43+8.5=51.5mm已能满足加工要求，从而可以知道毛坯的厚度为49.5mm，长度和宽度方向的毛坯尺寸在图纸上没有做出要加工的指示，故长度和宽度的毛坯尺寸只需要按压铸尺寸，不需要在进行加工。2. 2-12H7()的孔，2-10H7()的孔，8.5的孔和6-5的孔的加工余量这些孔的分布特点是1个12H7的孔与8.5的孔形成的组合孔，1个10H7的孔与5的孔形成的组合孔。通过观察图纸，可以发现8.5孔和6-5的孔没有公差要求，再加上这几个孔的尺寸都不怎么大，故直接可以用钻削的加工方法来进行加工。而2-12H7与2-10H7的孔公差等级都是7级，必须用镗削的加工方法才能达到精度等级要求。而在镗削之前可以先用钻头钻一个引孔，也可以在毛坯压铸的时候直接压出这些孔来。通过考虑到加工的方便性来说，我们将采用压铸成孔的方法9。通过孔径及零件的材料去查阅机械切削工艺参数手册，12H7的孔：精镗的加工余量为0.1mm，粗镗的加工余量为0.2mm。10H7的孔：粗镗的加工余量为0.1mm，粗镗的加工余量为0.2mm。所以，12H7与10H7两孔的加工余量都是0.3mm，它们压铸成孔后的毛坯尺寸为12-0.3X2=11.4mm和10-0.3X2=9.4mm.352R7(), 47R7(), 22R7(), 12H9(), 34H8()和14H8()等6个孔的加工余量这6个孔的公差等级在7至9级之间，由于其加工精度较高，故采用粗镗加上精镗的加工方法。同样的，这6个孔在粗镗之前也需要有个引孔，这个引孔只要在毛坯制造过程中压铸成孔就行了。通过查阅机械切削工艺参数手册可知：a. 52R7孔：粗镗的加工余量的0.4mm，精镗的加工余量的0.2mm，故毛坯尺寸为52-(0.2+0.4)X2=50.8mmb. 47R7孔与34H8的孔：粗镗的加工余量的0.3mm，精镗的加工余量的0.2mm，故毛坯尺寸为47-(0.2+0.3)X2=46 mm，34-(0.2+0.3)X2=33 mmc. 22R7、12H9、14H8：粗镗的加工余量的0.2mm，毛坯22-(0.1+0.2)X2=21.4mm,12-(0.1+0.2)X2=11.4mm，14-(0.1+0.2)X2=13.4mm4. C面上的11-M6的螺纹孔，D面上的10-M6的螺纹孔，3-M8-6H的螺纹孔这里一共24个螺纹孔，采用的加工方法是攻螺纹。攻丝之前则需要对这些螺纹孔进行底孔的加工，这些螺纹孔的尺寸均不大，故它们的底孔加工我们将采用钻削的加工方法进行加工。根据螺纹孔的尺寸查阅机械切削工艺参数手册查得普通螺纹攻螺纹之前钻孔用的钻头直径为M6螺纹孔的底孔尺寸为5mm，M8的螺纹孔的底孔尺寸为6.8mm.加工余量0.2mm.5. C面一侧的3-8.5通孔的加工余量这3个通孔只能用钻头打孔的方式而不能用毛坯压铸成孔的方式，原因就在于这三个孔相对于基准面C面和基准轴线B之间有一个位置度的要求，用压铸成孔的方式不能满足图纸上的位置度要求。故直径为8.5的钻头直接打孔，将孔钻同。加工余量为2mm。6. 8H10()孔的加工余量这个孔的公差等级为10级，精度要求相对于前面的一些孔加工精度的要低，所以采用的加工方法也与前面孔的加工方法不一样，这里从精度上考虑采用钻铰的方法加工，由孔的直径查阅机械切削工艺参数手册可知，铰孔的加工余量为0.1 mm,故毛坯孔的尺寸为8-0.1X2=7.8mm，所以钻孔用的钻头直径为7.8mm. 加工余量为2mm。最终毛坯尺寸为5.8mm。7 M12X1.5-6H的放油孔底孔的加工余量这个螺纹孔由于尺寸及位置所在处比较特殊，故采用先钻在攻丝的加工方法加工，根据螺纹孔的尺寸查阅机械切削工艺参数手册可知，攻螺纹孔前钻孔用的钻头直径为10.5mm,故此螺纹孔的底孔为10.5mm. 此加工余量为2mm。8 2-4H9()孔的加工余量这个孔都相对于基准D面和基准轴线A之间存在一个位置度公差0.04mm的要求，综合考虑下，这里将采用钻铰的方法进行加工，查阅机械切削工艺参数手册可知，铰孔的加工余量为0.05mm，所以铰孔的毛坯尺寸为4-0.05X2=3.9mm. 加工余量为2mm。最终毛坯尺寸为1.9mm。5 确定切削用量及基本工时工序1.粗车D面。本工序采用计算法确定切削用量5.1.1 加工条件工件材料：铝合金，压铸。加工要求：粗车D面。机床：车床。刀具：刀片材料高速钢，刀片材料YG3X，刀杆尺寸16X25mm，主偏角为85度，前角为25度，后角为10度，刀尖圆弧半径为0.5mm。5.1.2 计算切削用量(1)已知毛坯厚度方向的加工余量为1.5mm，由于在此道工序中只是要粗车这个平面，加工要求不是很高，故只需要一次加工就可以了，背吃刀量直接选取1.5mm。(2)进给量f 根据机械切削工艺参数手册表2-28，当车刀刀杆尺寸为16X25mm，背吃刀量小于等于3mm以及工件直径为250mm时f=0.71.1mm/r在根据车床说明书中实有的进给量选取f=0.7mm/r(3)计算切削速度 刀具寿命选取60min，根据加工材料为铝合金、背吃刀量为1.5mm、f=0.8mm/r由表2-41查出切削速度113m/min(考虑各种因素对切削速度的影响，须乘以修正参数)。由表2-42查得，刀具寿命修正参数为1.0；由表2-43查得，工件材料修正参数为1.0；由表2-47查得，主偏角修正参数为0.76。故计算出的切削速度为：(4)确定机床主轴转速据机床说明书，与1125r/min相近的机床转速为1200r/min。故选取1200 r/min.所以实际切削速度V=90.5m/min.(5)切削工时由于此零件的形状比较复杂，所以这个零件在用车床车削端面的走刀长度也比较特殊，通过对图纸上零件的尺寸分析，可以知道实际车刀的走刀长度大约为200mm,其中走刀时的空刀导入、导出量。在根据走刀次数是1次，主轴转速为1200r/min，进给量为0.7mm/r。所以，本工序的工时是：工序2. 铣C表面5.2.1 加工条件工件材料：铝合金，压铸，有外皮。加工要求：粗铣C面、精铣C面。机床：数控铣床，机床功率是7.5Kw。刀具：高速钢面铣刀，选择铣刀直径为30mm，齿数z=3。5.2.2 计算切削用量1.粗铣C面(1)背吃刀量 由于此道工序中粗铣的加工余量为2mm，故可以在一次加工完成，取ap=2mm。(2)确定每齿的进给量 根据机械切削工艺参数手册4-28，查得每齿进给量f=0.20.3mm/z,取f=0.2mm/z。(3)确定铣削速度Vc及刀具转速根据表4-58及4-59可以查得铣刀的磨钝标准的最大限度为1.8mm,铣刀寿命为60min。根据已知条件，查表4-31可得，Vc=90m/min。由于零件的形状比较特殊，故需要对查表得来的切削速度进行修正。再查表4-57，查得与加工材料有关的修正系数：速度修正系数为1.0；与毛坯性质和表面状态有关的修正参数：速度修正参数为0.9；与加工性质有关的修正参数：速度修正参数为1.0。经过修正后的铣削速度： 计算出刀具转速n和进给速度f根据机床说明书取n=860r/min,Vf=500mm/min。此时，实际的铣削速度Vc=81m/min,每齿的进给量f=0.19mm/z。(4)确定切削工时由于此零件的轮廓形状属于不规则体，在进行计算铣刀的走刀长度来说有一定的困难，现在所采取的办法是估算的方法。现估算出来的走刀长度为700mm左右，所以，可以确定出其工时为：2半精铣C面(1)背吃刀量 由于此道工序中粗铣的加工余量为1.5mm，故可以在一次加工完成，取ap=1.5mm。(2)确定每齿的进给量 根据机械切削工艺参数手册4-28，查得每转进给量f=0.52.2mm/z,取f=0.5mm/r。(3)确定铣削速度Vc及刀具转速根据表4-58及4-59可以查得铣刀的磨钝标准的最大限度为1.2mm,铣刀寿命为60min。根据已知条件，查表4-31可得，Vc=100m/min。由于零件的形状比较特殊，故需要对查表得来的切削速度进行修正。再查表4-57，查得与加工材料有关的修正系数：速度修正系数为1.0；与毛坯性质和表面状态有关的修正参数：速度修正参数为0.9；与加工性质有关的修正参数：速度修正参数为1.0。经过修正后的铣削速度： 计算出刀具转速n和进给速度f根据机床说明书取n=960r/min,Vf=470mm/min。此时，实际的铣削速度Vc=90.4m/min,每转的进给量f=0.49mm/r。(4)确定切削工时由于此零件的轮廓形状属于不规则体，在进行计算铣刀的走刀长度来说有一定的困难，现在所采取的办法是估算的方法。现估算出来的走刀长度为700mm左右，所以，可以确定出其工时为：3.精铣C面(1)背吃刀量 由于此道工序中粗铣的加工余量为1mm，故可以在一次加工完成，取ap=1mm。(2)确定每齿的进给量 根据机械切削工艺参数手册4-28，查得每转进给量f=0.31.5mm/z,取f=0.4mm/r。(3)确定铣削速度Vc及刀具转速根据表4-58及4-59可以查得铣刀的磨钝标准的最大限度为1.2mm,铣刀寿命为60min。根据已知条件，查表4-31可得，Vc=110m/min。由于零件的形状比较特殊，故需要对查表得来的切削速度进行修正。再查表4-57，查得与加工材料有关的修正系数：速度修正系数为1.0；与毛坯性质和表面状态有关的修正参数：速度修正参数为0.9；与加工性质有关的修正参数：速度修正参数为1.0。经过修正后的铣削速度： 计算出刀具转速n和进给速度f根据机床说明书取n=1200r/min,Vf=420mm/min。此时，实际的铣削速度Vc=113m/min,每转的进给量f=0.4mm/r。(4)确定切削工时由于此零件的轮廓形状属于不规则体，在进行计算铣刀的走刀长度来说有一定的困难，现在所采取的办法是估算的方法。现估算出来的走刀长度为700mm左右，所以，可以确定出其工时为：工序3 铣D面5.3.1 加工条件工件材料：铝合金，压铸，有外皮。加工要求：粗铣C面、精铣C面。机床：数控铣床，机床功率是7.5KW。刀具：高速钢面铣刀，选择铣刀直径为30mm，齿数z=3。5.3.2计算切削用量1.半精铣D面(1)背吃刀量 由于此道工序中粗铣的加工余量为1.5mm，故可以在一次加工完成，取ap=1.5mm。(2)确定每齿的进给量 根据机械切削工艺参数手册4-28，查得每转进给量f=0.52.2mm/z,取f=0.5mm/r。(3)确定铣削速度Vc及刀具转速根据表4-58及4-59可以查得铣刀的磨钝标准的最大限度为1.2mm,铣刀寿命为60min。根据已知条件，查表4-31可得，Vc=40m/min。由于零件的形状比较特殊，故需要对查表得来的切削速度进行修正。再查表4-57，查得与加工材料有关的修正系数：速度修正系数为1.0；与毛坯性质和表面状态有关的修正参数：速度修正参数为0.9；与加工性质有关的修正参数：速度修正参数为1.0。经过修正后的铣削速度： 计算出刀具转速n和进给速度f根据机床说明书取n=960r/min,Vf=470mm/min。此时，实际的铣削速度Vc=18.1m/min,每转的进给量f=0.49mm/r。(4)确定切削工时由于此零件的轮廓形状属于不规则体，在进行计算铣刀的走刀长度来说有一定的困难，现在所采取的办法是估算的方法。现估算出来的走刀长度为700mm左右，所以，可以确定出其工时为：2.精铣D面(1)背吃刀量 由于此道工序中粗铣的加工余量为1mm，故可以在一次加工完成，取ap=1mm。(2)确定每齿的进给量 根据机械切削工艺参数手册4-28，查得每转进给量f=0.31.5mm/z,取f=0.4mm/r。(3)确定铣削速度Vc及刀具转速根据表4-58及4-59可以查得铣刀的磨钝标准的最大限度为1.2mm,铣刀寿命为60min。根据已知条件，查表4-31可得，Vc=110m/min。由于零件的形状比较特殊，故需要对查表得来的切削速度进行修正。再查表4-57，查得与加工材料有关的修正系数：速度修正系数为1.0；与毛坯性质和表面状态有关的修正参数：速度修正参数为0.9；与加工性质有关的修正参数：速度修正参数为1.0。经过修正后的铣削速度： 计算出刀具转速n和进给速度f根据机床说明书取n=1200r/min,Vf=420mm/min。此时，实际的铣削速度Vc=93m/min,每转的进给量f=0.4mm/r。(4)确定切削工时由于此零件的轮廓形状属于不规则体，在进行计算铣刀的走刀长度来说有一定的困难，现在所采取的办法是估算的方法。现估算出来的走刀长度为700mm左右，所以，可以确定出其工时为：工序4 钻孔、镗孔 选用机床：加工中心5.4.1 镗2-12H7()孔.粗镗孔至11.7mm，单边余量z=0.2mm，一次镗去全部余量，ap=0.2mm。进给量f=0.4mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=36m/min。则直接选取速度n=960r/min。切削工时：.精镗孔至11.9mm，单边余量z=0.1mm，一次镗去全部余量，ap=0.1mm。进给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=40m/min。直接选取转速n=1100r/min切削工时：.细镗孔至12H7(+0.018 0)mm。由于细镗与精镗孔共用一个镗杆，利用加工中心同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均与精镗相同5.4.2 镗2-10H7()孔.粗镗孔至9.7mm，单边余量z=0.2mm，一次镗去全部余量，ap=0.2mm。进给量f=0.4mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=32m/min直接选取转速n=1000 r/min切削工时： .精镗孔至9.9mm，单边余量z=0.1mm，一次镗去全部余量，ap=0.1mm。进给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=60m/min。直接选取转速n=2000r/min切削工时：.细镗孔至10H7()mm。由于细镗与精镗孔共用一个镗杆，利用加工中心同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均与精镗相同5.4.3 钻8.5mm通孔根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.5mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。按机床取n=2000r/min，故v=53.4m/min。切削工时 l=43mm 5.4.4 钻6-5mm孔根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.3mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。确定主轴转速：按机床取n=3200r/min，故v=50.2m/min。切削工时 这6孔深度不一，1个深28mm，1个深11mm，4个深13mm工序5 粗镗6孔 选用机床：加工中心5.5.1 粗镗孔至51.6mm 单边余量z=0.4mm，一次镗去全部余量，ap=0.4mm。进给量f=0.4mm/r。根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=70m/min直接选取机床转速n=600r/min切削工时：5.5.2 粗镗孔至46.6mm 单边余量z=0.4mm，一次镗去全部余量，ap=0.4mm。进给量f=0.4mm/r.根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=65m/min直接选取机床转速n=600r/min切削工时：5.5.3 粗镗孔至21.8mm 单边余量z=0.2mm，一次镗去全部余量，ap=0.2mm。进给量f=0.4mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=42m/min直接选取机床转速n=650r/min切削工时：5.5.4 粗镗孔至11.8mm 单边余量z=0.2mm，一次镗去全部余量，ap=0.2mm。进给量f=0.4mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=32m/min直接选取机床转速n=900r/min切削工时：5.5.5 粗镗孔至33.6mm 单边余量z=0.4mm，一次镗去全部余量，ap=0.4mm.进给量f=0.4mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=54m/min直接选取机床转速n=600r/min切削工时：5.5.6 粗镗孔至13.8mm 单边余量z=0.2mm，一次镗去全部余量，ap=0.2mm。进给量f=0.4mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=32m/min直接选取机床转速n=800r/min切削工时：工序6 精镗6孔 选用机床：加工中心5.6.1精镗孔至52R7()单边余量z=0.2mm，一次镗去全部余量，ap=0.2mm。进给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=120m/min直接选取机床转速n=800r/min切削工时：5.6.2 精镗孔至47R7()单边余量z=0.2mm，一次镗去全部余量，ap=0.2mm. 进给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=90m/min直接选取机床转速n=680r/min切削工时：5.6.3 精镗孔至22N7()单边余量z=0.1mm，一次镗去全部余量，ap=0.1mm。进给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=75m/min直接选取机床转速n=1100r/min切削工时：5.6.4 精镗孔至12H9()单边余量z=0.1mm，一次镗去全部余量，ap=0.1mm。进给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=54m/min直接选取机床转速n=1500r/min切削工时：5.6.5 精镗孔至34H8()单边余量z=0.2mm，一次镗去全部余量，ap=0.2mm。进给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=84m/min直接选取机床转速n=860r/min切削工时：5.6.6 精镗孔至14H8()单边余量z=0.1mm，一次镗去全部余量，ap=0.1mm。进给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定镗削的切削速度为v=60m/min直接选取机床转速n=1400r/min切削工时：工序7.钻孔 选用机床：加工中心5.7.1 钻21-M6的底孔21-5mm根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.3mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。确定主轴转速：按机床取n=3200r/min，故v=50.2m/min。切削工时 这21个孔的深度也是不一样的，11个深20mm，3个深16mm，1个深11mm，其余6个是通孔。 5.7.2 钻3-M8-6H底孔6.8mm根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.4mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。确定主轴转速：按机床取n=2400r/m，故v=51.3m/min。切削工时：5.7.3 钻3-8.5mm根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.5mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。按机床取n=2000r/min，故v=53.4m/min。切削工时 l=43mm 工序8 钻孔5.8.1 钻5mm孔根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.3mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。确定主轴转速：按机床取n=3200r/min，故v=50.2m/min。切削工时：5.8.2 钻12mm孔根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.6mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。确定主轴转速：按机床取n=1500r/min，故v=56.5m/min。切削工时：工序9 钻孔8.2mm根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.5mm。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。主轴转速：按机床取n=2000r/min，故v=53.4m/min。切削工时：工序10 钻铰孔8H10()mm5.10.1 钻孔7.8mm根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.4mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。确定主轴转速：按机床取n=2400r/m，故v=51.3m/min。切削工时：。5.10.2 铰孔8H10()mm根据机械切削工艺参数手册中表9-27，可以查得f=0.2mm/r，v=43m/min。确定主轴转速：按机床取n=2000r/min，故v=50.2m/min切削工时：工序11 倒角采用90度的锪钻主轴转速采用100r/min，手动进给。工序12 钻M12X1.5-6H底孔10.5根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.55mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。确定主轴转速：按机床取n=1600r/m，故v=50.2m/min。切削工时：工序13 攻丝M12X1.5-6H 根据机械切削工艺参数手册中表3-18，得f=20m/min，所以n=238r/min。按机床选取n=195r/min,则v=7.3m/min。切削工时；工序14 攻丝7孔5.14.1 攻丝5-M6-6H根据机械切削工艺参数手册中表3-18，得f=15m/min，所以n=238r/min. 按机床选取n=195r/min,则v=3.6m/min。切削工时； 5.14.2 攻丝3-M8-6H根据机械切削工艺参数手册中表3-18，得f=18m/min，所以n=238r/min. 按机床选取n=195r/min,则v=4.9m/min。切削工时； 工序 15攻丝5.15.1 攻丝11-M6-6H根据机械切削工艺参数手册中表3-18，得f=15m/min，所以n=238r/min. 按机床选取n=195r/min,则v=3.7m/min。切削工时； 工序16 钻铰孔5.16.1 钻2-3.9孔根据机械切削工艺参数手册中表9-12，可以查得f=0.2mm/r。根据表9-14，可以查得Vc=50m/min。确定主轴转速：按机床取n=2400r/m，故v=51.3m/min。切削工时：5.16.2 铰孔8H10()mm根据机械切削工艺参数手册中表9-27，可以查得f=0.2mm/r，v=43m/min。确定主轴转速：按机床取n=2000r/min，故v=50.2m/min切削工时：6 夹具设计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。经过与指导老师的协商，决定设计第二道工序铣C面的加工中心铣夹具。本夹具所用的机床为数控加工中心，刀具为高速钢面铣刀，对C面进行粗铣、精铣两工步。6.1 问题的提出本夹具主要用来铣C面这一个端面，这个端面的表面粗糙度为1.6，它的表面平面度的公差带要求为0.06mm，而相对于D面的尺寸为45mm，但在加工本工序前由于要保证定位面的精度要高，所以在此之前先要对D面进行车削。而在加工本道工序时，主要应该考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。另外，在精度方面也是我们要考虑的问题。6.2 夹具设计6.2.1 定为基准的选择由零件图可知，C面有粗糙度和平面度的要求，其设计基准为D面。为了使定位误差为0，应该选择以D面定位的铣床夹具，但是以D面为定位基准的话，它只能限制三个自由度，这个零件是多孔的零件，故还要选两个位置合理的孔作为定位面来保证整个工件在定位时达到完全定位。所用的定位元件是一个短圆柱销和一个短菱形销。定位元件的作用在前面已经提到过了，故这里不再详细说明。为了提高加工效率，缩短辅助加工时间，准备采用气动夹紧11- 12。6.2.2 切削力及夹紧力计算刀具：高速钢面铣刀，选择铣刀直径为6mm，齿数z=3。切削力应以铣削为准。由机械加工工艺手册得：铣削力计算公式为圆周力 ： 刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀。查表可得： 代入得 86.086.072.03006.1319202.05.1650=CF =833.7N查表可得铣削水平分力： 垂直分力： 铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡。 即： () 计算出的理论夹紧力F再乘以安全系数k既为实际所需夹紧力 即： 取k=2 6.3 气缸及动力装置的确定气动和液压装置相比较而言，气动夹具它产生的夹紧力比较适中，其动作快速准确，出力稳定。而液压夹具它的液压产生的夹紧力量大，易夹坏零件。所以这里采用气