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四川电子机械职业技术学院 机床夹具课程设计说明书题目CA6140法兰盘5孔加工钻床夹具设计系部机电工程系专业机械设计与制造学生姓名刘唐学号160401253专业班级机械16.5班指导教师孙铭2017年05月04日目 录 1绪论11.1课题背景11.2夹具的发展史11.3小结12机床夹具基本概况32.1概述：32.2夹具的作用32.3夹具的目的32.4夹具的分类32.4.1按驱动夹具工作的动力源分类32.4.2按用途分类32.5夹具的组成42.6对夹紧装置的基本要求43轴承座的加工工艺分析63.1零件的分析63.1.1零件的作用63.1.2零件的工艺分析63.2轴承座加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施73.2.1确定毛坯的制造形式73.2.2基面的选择73.2.3确定工艺路线73.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定73.2.5加工毛坯的分析83.2.6制订机械加工工艺过程的主要问题83.3零件表面加工方法的选择103.4加工工艺的划分113.4.1粗加工阶段113.4.2半精加工阶段113.4.3精加工阶段113.5机械加工顺序的安排123.6热处理工序的安排123.7小结134专用夹具设计144.1确定定位基准144.2定位元件概述144.3对定位元件的基本要求144.3.1足够的精度144.3.2足够的强度和刚度154.3.3有较高的耐磨性154.3.4良好的工艺性154.4工件以平面定位时的定位元件15四川电子机械职业技术学院课程设计4.4.1主要支承154.4.2固定支承154.4.3可调支承164.4.4自位支承（浮动支承）174.4.5辅助支承184.4.6螺旋式辅助支承184.4.7自位式辅助支承194.5工件以圆孔定位时的定位元件194.5.1圆柱销（定位销）194.6确定定位元件205夹紧机构215.1夹紧的目的215.2夹紧力的方向的确定215.3夹紧力的作用点的选择215.4选择夹紧机构215.4.1夹紧机构一般应遵循以下主要原则215.5确定加紧机构216夹具体的设计236.1该夹具体应满足的要求237夹具的装配247.1夹具的组成归纳247.2装配一般技术规定247.3密封件的装配258定位误差分析与计算268.1定位误差产生的原因和计算268.1.1基准不重合误差的计算268.1.2基准位移误差和计算278.2工件以平面定位27总结28致谢29参考文献30四川电子机械职业技术学院课程设计1绪论1.1课题背景 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事，必先利其器。” 工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。1.2夹具的发展史夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床工件工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。1.3小结一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类，杆类工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的50%80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。2机床夹具基本概况2.1概述：在机械制造中，为完成需要的加工工序、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具。利用夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品；可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。2.2夹具的作用保证加工精度，提高生产率，扩大机床工艺范围，减轻工人劳动强度。2.3夹具的目的掌握夹具的分类、组成和作用，了解各典型夹具的结构和功能。2.4夹具的分类2.4.1按驱动夹具工作的动力源分类分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具以及自夹紧夹具，气液传动装置。（1）手动夹具：以人力将工件定位和夹紧的夹具。（2）气压传动装置：以压缩空气为动力的气压夹紧，动作迅速，压力可调，污染小，设备维护 简便。但气压夹紧刚性差，装置尺寸较大。液压传动装置：优点是夹紧力大，夹紧刚性好，夹紧可靠，体积小，噪音小。缺点是易漏 油，液压元件的制造精度要求高。 2.4.2按用途分类（1）通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。如三 爪卡盘（用于回转工件的装夹）、四爪卡盘（用于非回转体或偏心件的装夹）、平口虎钳（平口钳分固定侧与活动侧，固定侧与底面作为定位面，活动侧用于夹紧）和万能分度头等。这类夹具主要用于单件小批生产（2）专用夹具指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具。结构紧凑，操作方便，主 要用于固定产品的大批大量生产可调夹具指加工完一种工件后，通过调整或更换个别元件就可加工形状相似、尺寸相近 的工件。多用于中小批量生产。（3）组合夹具孔系组合夹具，槽系组合夹具。指按一定的工艺要求，由一套预先制造好的通 用标准元件和部件组合而成的夹具。这种夹具使用完以后，可进行拆卸或重新组装夹具，具有缩短生产周期，减少专用夹具的品种和数量的优点。适用于新产品的试制及多品种、小批量的生产。（4）成组夹具根据成组技术原理设计制造的用于成组加工的夹具。（5）随行夹具用于装夹工件并由工件传送装置送至生产线各工位的夹具。除了有装夹工件的 功能以外，它还担负着自动线输送工件的任务。随行夹具主要是在自动生产线、加工中心、柔性制造系统等自动化生产中，用于外形不太规则、不便于自动定位、夹紧和运送的工件。2.5夹具的组成定位装置：使工件相对于机床及刀具处于正确的位置夹紧装置：将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力作用时不离开已占据的正确位置夹具体：将夹具上的所有组成部分，联接成为一个整体的基础件 4、其它装置或元件：包含对刀元件、导向元件、分度装置、连接元件等2.6对夹紧装置的基本要求1 夹紧过程中，不改变工件定位后所占据的正确位置。2 夹紧力的大小适当。既要保证工件在加工过程中其位置稳定不变、振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。3 操作方便、省力、安全。4 夹紧装置的自动化程度及复杂程度应与工件的产量和批量相适应。5 夹紧力的方向和作用点的选择6 夹紧力应朝向主要定位基准。7 夹紧力方向应有利于减小夹紧力8 夹紧力的作用点应选在工件刚性较好的方向和部位。这一原则对刚性差的工件特别重要。9 夹紧力作用点应尽量靠近工件加工面。3轴承座的加工工艺分析3.1零件的分析3.1.1零件的作用题目给出的零件是轴承座，它的主要的作用是用来支承、固定的。它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时轴承座分出部分动力将运动传给箱体。轴承座中的主轴是机床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值也将大打折扣。3.1.2零件的工艺分析 图3.1 零件图零件的材料为HT250，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。轴承座需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下：（1）主要加工面：1 铣底平面保证尺寸48mm，平行度误差为0.0052 铣侧面保证尺寸190与下平面的垂直度误差为0.013 镗孔至所要求尺寸，并保证各位误差要求4 钻孔420孔（2）主要基准面：以下平面为基准的加工这一组加工表面包括：轴承座台面、轴承座后端面以下平面为基准的加工表面这一组加工表面包括：主要是下平面各孔3.2轴承座加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施3.2.1确定毛坯的制造形式零件的材料HT200。中批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合中批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。3.2.2基面的选择粗基准的选择对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制z旋转、z平移、y旋转、y平移、x平移五个自由度。再以一面定位消除x、y向的移动，达到定位,目的。精基准的选择主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的后端面作为精基准。3.2.3确定工艺路线定位基面的选择是拟定零件的机械加工路线，确定加工方案中首先要做的重要工作。基面选择得正确、合理与否，将直接影响工件的加工质量和生产率。在选择定位基面时，需要同时考虑以下三个问题：以哪一个表面作为加工时的精基面或统一基准，才能保证加工精度，使整个机械加工工艺过程顺利地进行?为加工上述精基面或统一基准，应采用哪一个表面作为粗基面? 是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用统一基准以外的精基面? 精基面的选择：根据精基面的选择原则，选择精基面时，首先应考虑基准重合的问题，即在可能的情况下，应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准。经过分析比较后，得了下方案。铣钻扩铰粗镗热处理精镗质检3.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定轴承座的材料是HT200，生产类型为中批生产。由于毛坯用采用砂型铸造, 3.2.5加工毛坯的分析由于生产规模大，宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法。精度较高的毛坯制造方法的生产率一般也较高，即节约原材料又减少机械加工劳动量，又可简化工艺和工艺设备、降低产品的总成本。选择毛坯时应考虑工件结构形状和尺寸大小、对零件的机械性能的要求及本厂现有的设备和技术水平，还应考虑可能性和经济性等因素。本次设计轴承座料选用为HT200铸件。根据制造厂现有的毛坯生产条件和轴承座生产数量属于中批量生产类型的生产纲领，采用铁型覆砂工艺的生产方法，性能高、成本低、效率高、毛坯精度高、加工余量小且组织均匀无胀砂、缩砂、缩孔等缺陷，表面尺寸精度高，可达到IT67级的精度，表面质量可达到表面粗糙度12.5。经粗加工后采用正火处理加氮化处理，要求布氏硬度为240300HBS。3.2.6制订机械加工工艺过程的主要问题（1）基准的确定基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面或其组合,在机器零件的设计和加工过程中,按不同要求选择哪些点、线、面作为基准,是直接影响零件加工工艺性和表面间尺寸、位置精度的主要因素之一。定位基准的选择与工艺过程的制订有密切的关系，故有必要多设想几种定位方案比较他们的优缺点，周密地考虑定位方案与工艺过程的关系，尤其对加工精度的影响。合理选择定位基准对保证加工精度和确保加工顺序都有决定性的影响，基准的选择其实就是基面的选择。根据作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。设计基准：零件设计图样上所采用的基准，称为设计基准。这是设计人员从零件的工作条件、性能要求出发，适当考虑加工工艺性而选定的。一个零件图上可以有一个也可以有多个设计基准。工艺基准：零件在工艺过程中所采用的基准，成为工艺基准。其中又包括工艺基准、定位基准、测量基准和装配基准，现分析如下。（2）设计基准设计基准就是在零件设计图纸上用来确定其他点、线和面的位置的基准。即零件图纸上标注尺寸的起点。（3）工艺基准工艺基准是在加工装配过程中所采用的基准。根据用途的不同可分为：定位基准、工序基准、装配基准和测量基准。1 定位基准工件在机床上或夹具中进行加工时用作定位的基准，称为定位基准。当加工主轴颈时，其位置是由夹具上定位相接的面确定的，故该接触面即是本道工序的定位基准。2 工序基准在工序图中，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准，称为工序基准。应对各工序中的工件加工面作具体分析、确定某面或线作为该工序的基准。工序基准采用工件上实际表面的点、线、面以外，还可以是工件表面的几何中心、对称面或对称线等。例，加工主轴颈时以主轴中心线为加工的工序基准。3 测量基准在测量时所采用的基准，称为测量基准。根据不同工序要求测量已加工平面位置时使用不同的测量基准，如测量曲轴总长时应以曲轴两端面为测量基准。4 装配基准在机器装配时，用来确定零件或部件在产品中所采用的基准，称为装配基准。 定位基准的选择正确选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容。 在最初的工序中只能选择未加工的毛坯表面作为定位基准，这种表面称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准称为精基准。另外，为了满足工艺需要在工件上专门设计的定位面，称为辅助基准。（4）粗基准的选择粗基准的选择影响各加工面的余量分配及不需加工表面之间的位置精度。这两方面的要求常相互矛盾，因此在选择粗基准时，必须首先明确那一方面是主要的，一般可遵循如下原则：1 如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中精度要求较高的表面作粗基准。2 如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应该选择该表面作粗基准。3 选作粗基准的表面，应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。4 粗基准一般只能使用一次，即不应重复使用，以免产生较大的位置误差。（5）精基准的选择 选择精基准时应考虑如何保证加工精度和装夹准确方便等因素，一般遵循如下原则：1 用设计基准作为精基准，以便消除基准不重合误差，即所谓“基准重合”原则。2 当工件以某一组精基准定位可以较方便的加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，即所谓“基准统一”原则。 选作统一基准的表面，一般都应是面积较大、孔以及其他距离较远的几个面的组合。3 当精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而且均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，而该加工表面与表面之间的位置精度则要求由先行工序保证，即遵循“自为基准”原则。4 为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，在选择精度基准时，可遵循“互为基准”的原则。5 精基准的选择应使定位准确，夹紧可靠。为此，精基准的面积与被加工表面相比，应有较大的长度与宽度，以提高其位置精度。3.3零件表面加工方法的选择零件表面的加工方法，首先取决于加工表面应有的技术要求。但应注意，这些技术要求不是一定就是零件图所规定的要求，有时还可能由于工艺上的原因而在某些方面高于零件图上的要求。如果由于基准不重合而提高对某些表面的加工要求，或由于被作为精基准而可能对其提出更高的加工要求。当明确了各加工表面的技术要求后，即可据此选择能保证该要求的最终加工方法，并确定需几个工步的加工方法。所选择的加工方法，应满足零件的质量、良好的加工经济性和高的经济效率的要求。为此，选择加工方法时应考虑以下各因素： 任何一种加工方法能获得的加工精度和表面粗糙度都有一个相当大的范围，但只有在某一个较窄的范围才是经济的，这个范围的加工精度就是经济加工精度。为此，在选择加工方法时，应选择相应的能获得经济加工精度的加工方法。例如，公差为IT7级的和表面粗糙度为Ra0.4外圆表面，通过精心车削可以达到精度要求，但不如采用摸削经济。各种加工方法可达到的经济加工精度和表面粗糙度，可参阅工艺设计手册中的有关资料。 要考虑工件材料的性质。例如，对淬火钢应采用磨削加工，但对有色金属采用磨削加工就会发生困难，所以一般采用金刚镗削或高速精细车削加工。 要考虑工件的结构形状和尺寸大小。例如，回转工件可以用车削或磨削等加工孔，而轴承座上IT7级公差的孔，一般就不宜采用车削或磨削，而通常采用镗削或铰削加工。孔径小的宜采用铰孔，孔径大或长度较短的孔宜采用镗孔。 要考虑生产率和经济性要求。中批大量生产时，应采用高效率的先进工艺，如平面和孔的加工采用拉削代替普通的铣、刨和镗孔等加工方法。甚至可以从根本上改变毛坯的制造方法，以减少机械加工的劳动量。 要考虑工厂或车间的现有设备情况和技术条件。选择加工方法时应充分利用现有的设备，挖掘企业的潜力，发挥工人的积极性和创造性。但也应考虑不断改进现有的加工方法和设备，采用新技术和提高工艺水平，此外还应考虑设备负荷的平衡。加工顺序的安排 零件表面的加工方法确定之后，就要安排加工的先后顺序，同时还要安排热处理、检验等其他工序在工艺过程中的位置。零件加工顺序安排的是否合适，对加工质量、生产效率率和经济性有较大的影响。现将有关加工顺序安排的原则和应注意的问题分述如下。3.4加工工艺的划分零件加工时，往往不是依次加工完各个表面，而是将各表面的粗、精加工分开进行，为此，一般都将整个工艺过程划分为几个加工阶段，这就是在安排加工顺序时所应遵循的工艺过程划分阶段的原则。按加工性质和作用的不同，工艺过程可以划分如下几个阶段：3.4.1粗加工阶段这个阶段主要任务是却去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准，因此主要是提高生产率的问题。3.4.2半精加工阶段这阶段的作用是为零件主要表面的精加工做好准备（达到一定的精度和表面粗糙度，的精加工余量），并完成一些次要表面的加工（如钻孔），一般在热加工以前进行。3.4.3精加工阶段对于零件上的精度和表面粗糙度要求高（精度在IT7级或以上，表面粗糙度在Ra0.8以下）的表面，还要安排精加工阶段。这个阶段的任务主要是提高加工表面的各项精度要求和降低表面粗糙度。有时由于毛坯余量特别大，加工表面十分粗糙，在粗加工前还需要去黑皮的加工阶段，称荒加工阶段。为了及时地发现毛坯的缺陷和减少运输工作量，通常把荒加工放在毛坯车间中进行。此外，对零件上的精度和表面粗糙要求特高的表面还应在精加工后进行光整加工。称为光整加工阶段。3.5机械加工顺序的安排一个零件上往往有几个加工表面需要加工，这些表面不仅本身有一定的精度要求，而且各表面间还有一定的位置要求。为了达到这些精度要求，各表面的加工顺序就不能随便安排，而必须遵循一定的原则，这就是定位基准的选择和转换决定着加工顺序，以及前工序为后续工序准备好定位基准的原则。3.6热处理工序的安排1 热处理工序在工艺过程中的安排是否恰当，是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因素。热处理的方法、次数和在工艺过程中的位置，应根据零件材料和热处理的目的而定。2 由于本设计规定零件为中批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与 最小余量时应按调整法加工方式予以确定。3 加工轴承座的平面，根据参考文献8表4-35和表4-37考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，4 加工宽度为75mm的侧面时，用铣削的方法加工两侧面。由于侧面的加工表面有粗糙度的要求3.2aRm，而铣削的精度可以满足，故采取分二次的铣削的方式，粗铣削的深度是2mm，精铣削的深度是1mm 5 镗传动轴孔时，由于粗糙度要求1.6aRm，因此考虑加工余量2.5mm。可一次粗加工2mm，一次精加工0.5就可达到要求。6 加工220孔时，根据参考文献8表4-23考虑加工余量10mm 2.2.5确定切削用量 工序：粗、精铣轴承座平面(1) 粗镗加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：立式镗床。刀具：高刚性三刃镗刀，= 镗削速度V：取0.2mm/r。 机床主轴转速n：取1500r/minp= （2）精镗加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：立式镗床刀具：高刚性三刃镗刀镗削速度V：取0.07mm/r机床主轴转速n：取2000r/min3.7小结机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。4专用夹具设计在此设计的是加工100H7的孔的夹具设计。4.1确定定位基准图4.1 零件简图由零件图可知，100H7的孔轴线与端面由垂直度要求及其轴线还与底面由平行度要求，故其设计基准为端面和底面。为了使定位误差为零，故采用以端面和底面定位的专用夹具。4.2定位元件概述为了保证同一批工件在夹具中占据一个正确的位置，必须选择合理的定位方法和设计相应的定位装置。通过工件定位原理及定位基准选择的原则。可知在实际应用时，一般不允许将工件的定位基面直接与夹具体接触，而是通过定位元件上的工作表面与工件定位基面的接触来实现定位。定位基面与定位元件的工作表面合称为定位副。4.3对定位元件的基本要求4.3.1足够的精度由于工件的定位是通过定位副的接触（或配合）实现的。定位元件工作表面的精度直接影响工件的定位精度，因此定位元件工作表面应有足够的精度，以保证加工精度要求。4.3.2足够的强度和刚度定位元件不仅限制工件的自由度，还有支承工件、承受夹紧力和切削力的作用。因此还应有足够的强度和刚度，以免使用中变形和损坏。4.3.3有较高的耐磨性工件的装卸会磨损定位元件工件表面，导致定位元件工件表面精度下降，引起定位精度的下降。当定位精度下降至不能保证加工精度时则应更换定位元件。为延长定位元件更换周期，提高夹具使用寿命，定位元件工作表面应有较高的耐磨性。4.3.4良好的工艺性定位元件的结构应力求简单、合理、便于加工、装配和更换。对于工件不同的定位基面的形式，定位元件的结构、形状、尺寸和布置方式也不同。下面按不同的定位基准分别介绍所用的定位元件的结构形式。4.4工件以平面定位时的定位元件工件以平面作为定位基准时常用的定位元件如下述：4.4.1主要支承主要支承用来限制工件自由度，起定位作用。4.4.2固定支承固定支承由支承钉和支承板两种型式，如图4.2所示，在使用过程中它们都是固定不动的。图4.2 固定支撑当工件以粗糙不平的毛坯面定位时，采用球头支承钉图 4.2b ；齿纹头支承钉，如图 4.2c ，用在工件侧面，以增大磨擦系数，防止工件滑动；当工件以加工过的平面定位时，可采用平头支承钉（如图 4.2a ）或支承板。图 4.2d 所示支承板结构简单，制造方便，但孔边切屑不易清除干净，故适用于侧面和顶面定位；图4.2e 所示支承板便于清除切屑，适用于底面定位。需要经常更换的支承钉应加衬套，如图4.3 所示。支承钉、支承板均已标准化，其公差配合、材料、热处理等可查国家标准机床夹具零件及部件。一般支承钉与夹具体孔的配合可取 H7/n6 或 H7/r6 。如用衬套则支承钉与衬套内孔的配合可取 H7/js6 。当要求几个支承钉或支承板装配后等高时，可采用装配后一次磨削法，以保证它们的工作面在同一平面内。图4.3 支撑钉工件以平面定位时，除了采用上面介绍的标准支承钉和支承板，也可根据工件定位平面的不同形状设计相应的支承板。4.4.3可调支承在工件定位过程中，支承钉的高度需调整时，应采用图4.4所示可调支承。在图4.4a 中，工件为砂型铸件，先以 A 面定位铣 B 面，再以 B 面定位镗双孔。铣 B 面时若用固定支承，由于定位基面 A 的尺寸和形状误差较大，铣完后的 B 面与两毛坯孔（4.4中的点划线）的距离尺寸 H 1 、 H 2 变化也大，致使镗孔时余量很不均匀，甚至可能使余量不够。因此图 3-44 中可采用可调支承，定位时适当调整支承钉的高度，便可避免出现上述情况。对于中小型零件，一般每批调整一次，调整好后，用锁紧螺母拧紧固定，此时其作用与固定支承完全相同。若工件较大且毛坯精度较低时，也可能每件都要调整。图4.4 可调支撑在同一夹具上加工形状相同但尺寸不同的工件时，可用可调支承，如图4.4b 所示，在轴上钻径向孔，对于孔至端面的距离不等的工件，只要调整支承钉的伸出长度，便可进行加工。4.4.4自位支承（浮动支承）在工件定位过程中，能自动调整位置的支承称为自位支承，或称浮动支承。图4.5所示的叉形零件，以加工过的孔 D 及端面定位，铣平面 C 和 E 。用心轴及端面限制和五个自由度，为了限制自由度 需设一防转支承。此支承如单独设在 A 处或 B 处，都因工件刚性差而无法加工，若在 A 、 B 两处均设防转支承则属过定位，夹紧后使工件产生较大的变形，将影响加工精度。此时应采用图 3-46 所示的自位支承。图4.5 浮动支撑图4.6a 、b 是两点式自位支承。图4.6c 是三点式自位支承。这类支承的工作特点是：支承点的位置能随着工件定位基面位置的变动而自动调整，定位基面压下其中一点，其余点便上升，直至各点均与工件接触。接触点数的增加，提高了工件装夹刚度和稳定性，但其作用相当于一个固定支承，只限制了工件的一个自由度。自位支承适用于工件以毛坯面定位或定位刚性较差的场合。图4.6 自位支撑4.4.5辅助支承辅助支承用来提高装夹刚度和稳定性，不起定位作用。如图4.7所示，工件以内孔及端面定位钻右端小孔。若右端不设支承，工件装夹后，右臂为一悬臂，刚性差。若在 A 点设置固定支承则属过定位，有可能破坏左端定位。在这种情况下，宜在右端设置辅助支承。工件定位时，辅助支承是浮动的（或可调的），待工件夹紧后再把辅助支承固定下来，以承受切削力。图4.7 辅助支撑4.4.6螺旋式辅助支承如图4.8a 所示螺旋式辅助支承的结构与可调式支承相近，但操作过程不同，前者不起定位作用，而后者起定位作用。4.4.7自位式辅助支承如图4.8b 所示，弹簧 2 推动滑柱 1 与工件接触，用顶柱 3 锁紧，弹簧力应能推动滑柱，但不可推动工件。推引式辅助支承如图4.8c 所示，工件定位后，推动手轮 4 使滑键 5 与工件接触，然后转动手轮使斜楔 6 开槽部分涨开锁紧。图4.8 自位式辅助支撑4.5工件以圆孔定位时的定位元件工件以内孔表面作为定位基面时常用的定位元件如下：4.5.1圆柱销（定位销）图4.9 为常用定位销结构。当定位销直径 D 小于 3 10mm 时，为避免使用中折断或热处理时淬裂，通常将根部制成圆角 R 。夹具体上应有沉孔，使定位销的圆角部分沉入孔内而不影响定位。大批大量生产时，为了便于定位销的更换，可采用图 3-49d 所示的带有衬套的结构型式。为了便于工件装入，定位销头部有 15 0 的倒角。此时衬套的外径与夹具体底孔采用 H7/h6 或 H7/r6 配合，而内径与定位销外径采用 H7/h6 或 H7/h5 配合。图4.9 定位销4.6确定定位元件根据零件图可知加工100H7的孔需要限定Y移动、X的旋转和移动、Z旋转和移动这几个自由度。经过分析可得采用两个定位钉和两个定位板来限制这些自由度。5夹紧机构5.1夹紧的目的使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，同时保证加工精度。5.2夹紧力的方向的确定（1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。（2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。（3）夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。5.3夹紧力的作用点的选择（1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。（2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。（3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。（4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。5.4选择夹紧机构5.4.1夹紧机构一般应遵循以下主要原则（1）夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。（2）工件和夹具的变形必须在允许的范围内。（3）夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构。（4）必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。（5）夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、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。5.5确定加紧机构选用螺栓螺母压板夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。螺栓螺母压板夹紧机构的特点：结构简单，制造方便加紧可靠施力范围大；自锁性能好操；扩力比80以上，行程S不受限制；加紧工作慢，效力低。6夹具体的设计图6.1 夹具体简图如图6.1所示，该夹具体采用铸造结构，原因是铸造结构工艺性好，容易获得形状复杂的内外轮廓有较好的强度、刚度和抗振性。铸造夹具体的材料采取HT200，铸件都需要采取时效热处理，由于是高精密夹具所以还应采取第二次时效处理，结构形式设计成角铁式。6.1该夹具体应满足的要求（1）铣床夹具安装在工作台上，所以重心应尽量降低，夹具体的高度尺寸也应尽量的小。 （2）夹具体的结构形式由机床的有关参数和加工方式决定，取固定型夹具它与机床的工作台相连接。 （3）夹具体的结构应简单、紧凑，尺寸要稳定，残余硬力要小。 （4）铸造结构的及具体应作时效处理。（5）要具备适当的容屑空间和排屑性能。 （6）要有加好的外观。 （7）在夹具体的适当部位用钢印打出编号，以便于工装的管理。7夹具的装配 机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。7.1夹具的组成归纳（1）定位原件及定位装置。它与工件的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置，从而保证加工时工件相对刀具和机床加工运动间的相对正确位置。（2）夹紧装置。用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定的位置（3）对刀与导引元件。这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。（4）夹具体。用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。它与机床有关部件进行相连定位，使夹具相对机床具有确定的位置。（5）其他原件及装置。有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还要有定位键等。连接元件一般多采用标准件，如螺栓、螺钉等。图7.1 装配图7.2装配一般技术规定（1）待装的零、部件，必须有质量检验部门的合格证或标记，否则不准进行装配。 （2）待装的外协加工零、部件，必须有本厂质量检验部门复检合格的证明或标记才可进行装配。（3）待装的外购零件，必须有供给厂的出厂产品合格证明。凡经本厂拆装试验过的部件，（4）必须有本厂质量检验部门复检的合格证明，才可进入装配。（5）装配前对零件、部件的主要配合尺寸，特别是过盈配合件的轴台尺寸，内孔倒角及配合尺寸必须复检，确认得合图样才可进行装配。（6）装配前必须将零件的飞边、毛刺、切屑、油污、锈斑及其他残留不洁物去除，清洗干净，并用干燥压缩空气吹净并擦干，特别对零件上的孔道要切实达到清洁畅通。（7）减速器的润滑管路及其配置弯曲成形管路应经酸洗、中和、清洗、干燥清洁后才可进入装配。（8）装配前必须对零件的锐边、棱角，进行倒钝，图样中未规定倒角处，均按145要求倒钝。（9）零件装配前，必须将加工过程使用的焊块、焊点，铸棒及加工中凸台残留部分清除掉并铲磨平齐。（10）装配时各种油槽的边缘应修整成光滑的圆角，铲剔成的油槽应通过油孔中心。（11）装配过程中加工的光孔或螺纹孔应符合图纸的要求，并经过检查员检查。（12）螺纹孔攻丝要求达到螺纹中心线与加工件表面的垂直度误差不得大于100mm :0.20mm螺纹齿面不得压扁、乱扣、断裂伤痕等缺陷存在。（13）装配过程中，凡自制件，如纸垫、塑料垫、橡胶垫、石棉橡胶板垫、毛毡垫及簿钢垫、薄铜垫等均应按图样制作。7.3密封件的装配（1）各种密封毡圈、毡垫、石棉绳、皮碗等密封件装配前必须浸透油。钢纸垫用热水泡软。紫铜垫作退火处理，加热温度600650并在水中冷却。（2）对螺纹联接处的密封，采用聚四氟乙烯生料带作填料时，其缠绕层数不得多于两层，对于平面用各种密封胶作密封，其零件结合面间隙不得大于0.2mm，涂胶层不宜太厚，应均匀且薄为好。（3）装配后密封处不得有渗漏现象。（4）弹簧在装配时，不得拉长或切短。8定位误差分析与计算 在机械加工过程中，使用夹具的目的是为保证工件的加工精度。那么，在设计定位方案时，工件除了正确地选择定位基准和定位元件之外，还应使选择的定位方式必须能满足工件加工精度要求。因此，需要对定位方式所产生的定位误差进行定量地分析与计算，以确定所选择的定位方式是否合理。 8.1定位误差产生的原因和计算 成定位误差 D的原因可分为性质不同的两个部分：一是由于基准不重合而产生的误差，称为基准不重合误差 B；二是由于定位副制造误差，而引起定位基准的位移，称为基准位移误差 Y。当定位误差 D13K（K为本工序要求保证的工序尺寸的公差）时，一般认为选定的定位方式可行。 8.1.1基准不重合误差的计算 由于定位基准与工序基准不重合而造成的工序基准对于定位基准在工序尺寸方向上的最大可能变化量，称为基准不重合误差，以 B表示。如图8.1所示的零件简图，在工件上铣一通槽，要求保证的工序尺寸为A、B、C，为保证B尺寸，工件用以K1面或以K2面来定位，都可以限制工件在B尺寸方向上的移动自由度。但两种定位方式的定位精度是不一样的。由于加工过程中，是采用夹具上定位件的定位表面为基准来对刀的。当以K1面为定位基准时， 图8.1 零件简图如图8.2（a）所示B就为确定刀具与夹具相互位置的对刀尺寸，在一批工件的加工过程中 B的位置是不变的。当以K2面为定位基准时，如图8.2（b）所示B为确定刀具与夹具相互位置的对刀尺寸,由于工序基准是K1面，与K2面不重合。当一批工件逐个在夹具上定位时，受尺寸Ll的影响，工序基准K1面的位置是变动的，K1的变动影响工序尺寸B的大小，给B造成误差。 由图8.2(a)可知 B=0 由图8.2(b)可知 B=Lmax-Lmin=2l （4.1） 图8.2 定位简图当工序基准的变动方向与工序尺寸方向有一夹角时，基准不重合误差等于定位基准与工序基准间距离尺寸公差在工序尺寸方向上的投影，即 B= (Smax-Smin)cos 是基准不重合误差变化方向与工序尺寸方向上夹角 8.1.2基准位移误差和计算 由于定位副的制造误差而造成定位基准对其规定位置的最大可能变动位移，称为基准位移误差，用 Y 来表示。显