中介轴承衬套机械加工工艺及夹具设计【5张CAD图纸+毕业论文】【答辩通过】
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目录
一 计算生产纲领，确定生产类型1
二 审查零件图样的工艺性1
三 选择毛坯制作方式2
四 工艺过程设计2
4.1定位基准的选择2
4.2零件表面加工方法的选择3
4.3制定工艺路线4
五 确定机械加工余量和毛坯尺寸5
5.1确定机械加工余量5
六 工序设计5
6.1选择加工设备和工艺装备5
6.2确定工序尺寸7
七 确定切削用量及基本时间9
7.1工序1的切削用量和基本时间的确定9
八 工装夹具设计11
8.1设计夹具的目的11
8.2夹具的分类12
8.3专用夹具的组成13
8.4典型的定位元件14
8.5夹具中的夹紧机构16
8.6夹具的发展趋势17
8.7设计说明19
致谢20
参考文献21
- 内容简介：
-
衬 套 工 艺 工 装 设 计 1 中 介 轴 承 衬 套 机 械 加 工 工 艺 规 程 制 订 一、 计算生产纲领，确定生产类型 ： 如下图（一）中所示的零件是中介轴承的衬套，该产品的年产量为 5000 件， 现在已知该零件为轻型机械，根据生产类型和生产纲领的关系，可以确定其 属 大批 生产 。 9 2 . 80- 0 .4 6BM 9 5 1 . 5 - L 8 8+ 0. 1 4+ 0. 0 5 8 9+ 0. 4 60( Z T ) 9 5 0 . 0 1 1210.5450.545300-0.33.53(0.2)150.5452(+0.20)22(+0.20) U 9 0 H 7 (+ 0 . 0 3 50) 9 8 (0- 0. 2 5) 1 0 5 h 1 1 (0- 0 . 2 2 )18(0.1)6-6(+0.0130)CE3.23.21。61。60。83。23。23。23 。 23 。 2R13 。 20.004A61(0-0.2)0.015AGPLT10.020.020.02G0.015AQQ表面T也用0.05AQ表面BPQ也用H0.545215454.6+0.203.2BN88h11(0-0.22)1、表面BDF渗氮处理，渗透深度0.2-0.5，2、渗氮硬度HRC70-88，3、非渗氮表面硬度d=3.3-5，4、端面T着色处理到87.6重合度不小于70%,5、磁力探伤检查。6、形状和位置公差的检验标准按GB1182-868、一般公差检验按HB5800-82.技术要求7H12(+0.150)H向BB3.216槽均布1R0.5R0.53+0 . 50B-B12.52H10(+0.040)11442 9 80- 0 . 4 6 9 3 . 60- 0. 0 1 43.5 9 0+ 0 . 4 60 9 4+ 0 . 4 60 9 9 . 20- 0 . 0 71 . 61.61 . 61 . 61 . 61 . 61 . 61.63.23.23.2CR10.545E3.23 . 2组别号U82-0.003-0.00482-0.004-0.01182-0.011-0.01982-0.019-0.0257H12(+0.150)16槽均布13.2DN向R0.5R0.53+ 0. 50B-B12.5D其余6.3图 一 二、审查零件图样的工艺性 ： 衬套零件图样视图对应正确，完整、尺寸、公差及技术要求齐全。由于轴承属于精密零件，故其各个面的尺寸精度和形位公差和表面的nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 2 光洁度等要求很高，给加工带来了一定的难度，但是零件的结构还是属于比较简单的，加工也不是很复杂。 三、选择毛 坯 制作方式： 轴承是常用标准件之一， 他要求高的机械强度，耐磨性以及高精度。该零件的材料是 38GrMoAlA，外形轮廓的尺寸不大，形状也不太复杂，又 本零件属于大批大量的生产 ，故考虑 采用热轧的无缝管 。 毛坯尺寸通过确定加工余量最后决定。 四： 工艺过程设计 套筒零件的主要表面是孔和外圆，其主要的技术要求如下： 1、空的技术要求 孔是套筒类零件起支撑和导向作用的最主要的面。孔的直径尺寸精度一般为 IT7,精密轴套取 IT6； 孔的形状精度公差控制在孔径公差以内，一些 精密套筒控制在孔径公差的 1/2 或者 1/3。对于长的套筒，除了圆度要求以外，还应有圆柱度的要求。为了保证零件的提高耐磨性，孔的表面粗糙度 Ra 的值为 2.5-0.16 m，要求高的表面粗糙度 Ra 的值可达 0.04 m； 2、外圆表面的技术要求 外圆是套筒的支撑面，常常采用故应配合或者过渡配合与箱体或者机架上的孔相连。外径尺寸精度通常取 IT6-IT7 形状精度控制在外径公差以内，表面粗糙度的值常取 5-0. 63； 3、孔与外圆轴线的同轴度的要求 当孔的最终加工方法是通过将套筒装入机座后合件进行加工的，其套筒内外圆间的 同轴度要求 可以低些；若最终的加工在装入机座前完成，则同轴度要求较高，一般为 0.01-0.05 m. 4、孔轴线与端面的同轴度的要求： 套筒的端面若在工作中承受轴向载荷，或者虽然不承受但在装配时，端面与孔轴线的垂直度要求较高，一般为0.01-0.05 m 4 1 定位基准的选择 本零件属于套筒 类零件 ，其主要加工表面为内孔和外圆 ，因此孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为了避免基准不重合产生的误差，应选择孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言就是选择 U 的孔以及一端面为精基准。 nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 3 由于本衬套全部 表面都要加工，而孔作为精基准应该首先进行加工，因此选择外圆和一端面为粗基准。 4 2 零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有外圆、内孔、端面、槽及小孔。参考手册和相关资料，其加工方法选择如下： 1） 105h11 外圆面 公差为（ -0.220） 表面光洁度为 3.2需粗车和半精车。 2） 99.2 外圆面 公差为（ -0.070） 表面光洁度为 3.2需粗车和半精车。 3） 98 外圆面 公差为（ -0.250） 表面光洁度为 3.2需粗车和半精车。 4） 95 外圆面 公差为（ -0.011+0.011） 表面光洁度为 3.2 需粗车和半精车。 5） M95 1.5 螺纹 公差为（ -0.250） 表面光洁度为 3.2需粗车和车螺纹。 6） 92.8 外圆面 公差为（ -0.460） 表面光洁度为 3.2需粗车和半精车。 7） 90 内孔 公差为（ +0.0350） 表面光洁度为 1.6需粗车和半精 镗 。 8） 98 内孔 公差为（ -0.250） 表面光洁度为 1.6需粗车和半精镗。 9） U 内孔 公差为（ -0.03-0.25） 表面光洁度为0.8 需粗车 和半精镗 和精镗 。 10） 89 内孔 公差为（ +0.460） 表面光洁度为 1.6需粗车和半精镗。 11） 90 内孔 公差为（ +0.14+0.05） 表面光洁度为1.6 需粗车和半精镗。 12） 两端面的 16-7H12 的槽 公差为（ +0.150） 表面光洁度为 3.2 需粗铣和半精铣。 nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 4 13） 3-2H10 槽 公差为（ +0.040） 表面光洁度为 1.6需粗车和精 车 。 14） 6- 6 均布的孔 公差为（ +0.0130） 表面光洁度为 6.3 需钻和扩。 4 3 制定工艺路线 按照先加工基准面和先粗后精的原则，该零件可按下述工艺路线进行加工： 工序 1 以 外圆 105 定位，粗车 内孔 U 工序 2 以内孔 U 定位，粗车外圆 105、 99.2 车其端面 工序 3 以内孔 U 定位 ，粗车外圆 95 到外圆 105 处的台阶面长 61 、 车 92.8 端面 、 车 92.8 工序 4 掉头 以内孔 U 定位 ， 半 精 车外圆 105、 99.2，粗车 105 的外圆 99.2， 和倒角 15 度 ，车其端面 工序 5 掉头 以内孔 U 定位 ，半精车外圆 95、 车 92.8； 螺纹 M95 1.5, 工序 6 以 外圆 95 和 105 处的台阶面 定位， 半精镗 内孔 90、 98、 U 工序 7 以内孔 U 和 105 处的台阶面定位，粗车和半精车环槽2H10， 工序 8 以外圆 95 和 105 处的台阶面定位，粗铣和半精铣98 的 16 槽 工序 9 以外圆 99.2 和端面定位，粗铣和半精铣 92.8 处的16 槽 工序 10 以外圆 99.2 和端面定位，半精镗 88、 89 工序 11 以外圆 99.2 和端面定位，钻并扩 6- 6 的孔 工序 12 渗氮处理。 工序 13 以外圆 95 和 105 处的台阶面定位，精镗内孔 U 工序 14 磁力探伤。 nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 5 5 确定机械加工余量和毛坯尺寸 5.1 确定机械加工余量 随着冶金工业的成熟，轴承钢的轧制工艺也在不断的进步，现在的钢管精度也很高了。零件的成品的重量为 0.89Kg 其内外圆的表面都是双面的加工余量，因为毛坯的精度现在已经很高，故直径方向上， 精加工的余量留 0.05，双边即是 0.1， 半精加工的余量我们 留 0.2，双边即是 0.4， 粗加工的余量留 0.5 双边即是 1，则可计算的出 最大的外径为 (105+1+0.4)约为 106.4，内径最小值（ 82-0.1-0.4-1）约为 80.5， 长度方向上， (88+0.5+0.5)为 89； 这里我们将坯料无缝管的外径 订为 106.5,内径 80.5， 长 90， 即可的零件的毛坯图 9 0106.580.512.51 2 . 51 2 . 512.56 工序设计 6.1 选择加工设备和工艺装备 6.1.1 选择机床 本零件的主要加工方式为车、镗和铣、钻； 其中粗车和半精车中的工序和工步较多，但是比较集中，考虑成批的加工过程中不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足 要求。因为本零件的外形尺寸不大，精度要求亦非特高，选用常用的 C620-1 型卧式车床即可。 nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 6 工序中的镗孔。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔。由于要求的精度高，表面的光洁度的值较小需要选用较精密的车床才能满足要求。选 C616A型。 工序中的槽的加工。 环槽的加工在车床上车出即可，选择 C720多刀半自动车床和环槽刀夹具一次加工即可 工序中的端面槽的铣削，选择 卧式 铣床，考虑本零件成批生产 ，选择机床的使用范围较广为宜，故选择常用的 X62型就能满足加工要求。 工序中的钻孔。可以采用专用的分度夹具在立式钻床上加工。可选择Z518型立式钻床。 6.1.2 选择夹具 本零件 加工过程中，加工外圆面时使用心轴、自定心三爪卡盘等通用夹具，在铣端面槽和打孔时需要专用的分度夹具。 6.1.3 选择刀具 1） 在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀和镗刀。 加工钢质零件采用类硬质合金，粗加工用 YT5，半精加工用 YT15,精加工用YT30,环槽加工选择 YG8割刀。 2） 铣刀可选择直柄立铣刀。 3） 钻孔可选择硬质合金锥柄麻花钻。 6.1.4 选择量具 本零件属于成批生产。一般采用专用的量具 。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法的极限误差选择。选择时，采用其中的一种方法既可。 6.1.4.1 选择各外圆面的量具 工序中半精车 105h11 达到图纸要求，现在按计量器具的不确定度选择该表面加工是所用量具，该尺寸公差T=0.22mm。按表查得，计量器具的不确定度允许值 U1=0.016mm.查表知分度值 0.02mm 的游标卡尺，其不确定度数值 U=0.02mm, U U1,不能 选用 。 必 须 U U1，故 应 选 择 分度 值 为 0.01mm 的 外 径 百分 尺（ U=0.006mm）选择测量范围为 80-110mm，分度值为 0.01mm 的 方可nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 7 满足要求。 按照上述的方法选择本零件的各外圆加工面的量具。 6.1.4.2 选择孔用量具 82 孔经过粗车、半精镗、精镗三次加工 。粗车选择 50-125mm 的内径百分尺（ GB8177-87） ，半精镗选择 50-125mm,测孔深度为型的一级内经百分表（ JB1081-75） ,精镗选用三牙缩紧式圆柱赛规（ GB6322-86） 。 6.1.4.3 选择加工轴向尺寸所用量具 选择如下 工序 尺寸公差 量具 610-0.2 分度值为 0.01mm ，测量范围为 40-80 mm 的深度百分尺 分度值为 0.01mm ，测量范围为 0-50 mm 的深度百分尺 3.5 11 4 3 6.1.4.4选择加工端面槽的尺寸所用量具 选择如下 分度值为 0.01mm ，测量范围为 0-50 mm 的游标卡尺 6 2 确定工序尺寸 内外圆柱面加工余量、工序尺寸和光洁度 nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 8 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面光洁度 粗 半精 精 粗 半精 精 粗 半精 精 105h11 外圆 1 0.4 105.5-0。 20 105-0。 220 Ra6.3 m Ra3.2 m _ 94 外圆 1 0.4 94.4-0。 30 94-0。 460 Ra6.3 m Ra3.2 m _ 95 外圆 1 0.4 95.4-0。 20 95-0。 220 Ra6.3 m Ra3.2 m _ 82 内孔 1 0.4 0.1 81.5003.0025.0 81.903.005.0 82 003.0025.0 Ra3.2 m Ra1.6 m Ra0.8 m 90 内孔 1 0.4 89.6 035.00 90035.00 Ra6.3 m Ra3.2 m _ 89 内孔 1 0.4 88.6035.00 8946.00 Ra6.3 m Ra3.2 m _ 88 内孔 1 0.4 87.6 35.00 8814.005.0 Ra6.3 m Ra3.2 m _ nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 9 7、确定切削用量及基本 时间（机动时间） 切削用量一般包括 切削深度、进给量、切削速度三项。确定方法是先确定切削深度，进给量再确定切削速度。现在根据 （第三版，艾兴， 肖诗纲编， 1993 年机械工业出版社出版）确定本零件的各工序的切削工时。 7 1 工序 1 的切削用量和基本时间的确定 7.1.1 切削用量 本工序为粗车，已知材料为 38GrMoAlA， b 为 700MPa ,热轧无缝钢管， 即床位 C620-1 型卧式车床 ，工件装在三爪自定心卡盘中。 7.1.1.1 确定车内孔 82 的切削用量，所选择的刀具为 YT5 硬质合金可转为车刀。根据切削用量简明手册 第一部分 ，由于 C620-1机床的中心高为 200mm，故选择刀杆尺寸 B H=16mm 25mm 前角 0=12 后角 0=6主偏角 r=90 ，副偏角 /r=10 ， 刃倾角 r =0， （ 1）、确定切削深度 p 由于单边余量为 0.5mm，可在一次走刀内切完，故 mmap 5.02 8081 ， （ 2）、确定进给量 f,根据相关的资料查得：本件加工情况下f=0.6-1.2mm/r,按 C620-1 机床的进给量选择 f=0.65mm/r (3)、确定切削速度 V 切削速度 查表知：当 硬质合金车 刀加工 600-700MPa 的 钢 料 时 ， P 3mm,f 0.75mm/r, 切 削 速 度V=109m/min, 切削速度的修正系数为 ksv=0.8, ktv=0.65, kKsv=0.81, kTv=1.15, kMv= kKv=1,故可以计算得出 V=52.8m/min, 5.4281 0 00 d Vn 按 C620-1 的机床的转速表选择 n=460r/min,则可以计算实际的切 削 速 度 V= 116.9m/min, 最 后 确 定 切 削 用 量 ， p=0.5mm,f=0.65mm/r,n=460r/min 切削速度 V= 116.9m/min 7.1.1.2 确定粗车外圆 105、 99.2 端面及台阶面的切削用量 采用车内孔的刀具加工这些表面 。其中，车 105 时可在一次走刀的情况下完成 ，而车 99.2 时，尺寸 (106.5-99.6=6.9)即粗车下该表nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 10 面的完成需要 7 次走刀方可完成。其切削用量等和加工内孔 82 时一样。即： p=0.5mm,f=0.65mm/r,n=460r/min 切 削 速 度 V= 116.9m/min 7.1.1.3 确定半精镗孔 82 的切削用量 所选择的刀具是 YT15 硬质合金直径为 20mm 的圆形 镗刀。 1）、确 定切削深度 P 2.02 5.819.81 P mm 2)、确定进给量 f 查表可知，当半精镗钢料，镗刀直径为 20mm， P 2mm，镗刀伸出长度为 100mm 时， f=0.15-0.3mm/r，按 C620-1机床的进给量，选择 f=0.20mm/r, 3)、确定切削速度 V 切削速度的计算公式确定 VyVPmV KfT CV 式子中vC=291， m=0.2、VX=0.15、VY=0.2、 T=60min, VK=0.9 0.8 0.65=0.468,则 VyVPmV KfT CV =78m/min, 1.30 310 00 d Vn r/min 按 C620-1 机床上的转速，选择 min/305 rn 7.1.2 基本时间的确定： 7.1.2.1 确定粗车内孔 82 的基本时间， T=nfllllifnL 321 nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 11 =7.765.0 00290 =18.4 7.1.2.2 确定粗车外圆 105 的基本时间： T=nfllllifnL 321 =7.765.0 00290 =18.4 7.1.2.3 确定粗车外圆 95 的时间： T=nfllllifnL 321 = 37.765.0 00227 =5.4 计算样例如上， 其他工序基本工时计算见工艺卡。 8 工 装 夹 具 设 计 8.1 设计夹具的目的 在机械制造的机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷、热工艺过程中，使用着大量的夹具。所谓夹具就是一切用来固定加工对象，使之占有正确位置，接受施工或者检测的装置。在机械制造中采用大量的夹具，机床夹具就是夹具中 的一种。它装在机床上，使工件相对刀具与机床保持正确的相对位置，并能承受切削力的作用。机床夹具的作用主要有以下几个方面：较容易、较稳定地保证加工精度，因为用夹具装夹工件时，工件相对机床（刀具）的位置由夹具来保证，基本不受工人技术水平的影响，因而能较容易、较稳定地保证工件的加工精度；提高劳动生产率，因为采用夹具后，工件不需要划线找正，装夹也方便迅速，显著地减少了辅助时间，提高了劳动生产率；扩大机床的使用范围，因为使用专用夹具可以改变机床的用途、扩大机床的使用范 围，例如，在在车床或摇臂转床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；改善劳动条件、保证生产安全，因为使用nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 12 专用机床夹具可以减轻工人的劳动强度、改善劳动条件，降低对工人操作技术水平的要求，保证安全。 8.2 夹具的分类 （ 1）通用夹具 通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如， 车床上的三爪卡盘和四爪卡盘、顶尖和鸡心夹头；铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。它们有很大的通用性，无需调整或稍加调整就可以用于装夹不同的工件。这类夹具一般已经标准化。由专业工厂生产，作为机床附件 供应给用户。 （ 2）专用夹具 专用夹具是指专为某一工件的某道工序的加工而专门设计的夹具，具有结构紧凑，操作迅速、方便等优点。专用夹具通常由使用厂根据要求自行设计和制造，适用于产品固定且批量较大的生产中。 （ 3）组合夹具 组合夹具是在机床夹具零部件标准化的基础上，由一整套预先制造好的，具有各种不同形状、不同规格尺寸的标准元件和合件，按照组合化的原理，针对工件的加工要求组装成各种专用夹具。夹具使用完毕后，可以拆卸，留待组装新夹具时使用。 组合夹具的应用范围十分广泛。它最适合于品种多、产品变化快、新产品试制和单件 小批生产等场合，在批量生产中也可利用组合夹具代替临时短缺的专用夹具，以满足生产要求。用组合夹具元件可以组装成各类机床夹具。数控机床和柔性制造单元的出现，更加推动了组合夹具技术的进步，扩大了组合夹具的应用范围。 组合夹具具有以下特点：组合夹具元件可供多次使用，但其一旦组装成某个夹具后，该夹具结构仍属专用性，只能一次使用。当变换加工对象时，一般仍需全部拆开，重新组装成新夹具结构，以满足新工件的加工要求。和专用夹具不一样，组合夹具的最终精度，是靠各组成元件的精度，直接组合来保证的，不允许进行任何补充加工，否则无法 保证元件的互换性。由于组合夹具是由各标准元件组合起来nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 13 的，因此刚性较差，尤其是元件连接的结合面接触刚度，对加工精度影响较大。一般组合夹具的外形尺寸较大，不及专用夹具那样紧凑。这种夹具不受生产类型的限制，可以随时组装，以应生产之急。 （ 4）拼装夹具 拼装夹具是指按某一工件的某道工序的加工要求，由标准化、系列化的夹具元件，直接按专用夹具的装配方法（销钉定位、螺栓紧固）装配成的专用夹具。采用拼装夹具大大缩短了专用夹具的设计与制造周期，而且当产品改型时原来夹具的大部分元件仍可拆下重新使用，适用于多品种、小批量生产中 。 （ 5）通用可调夹具 通用可调夹具是指根据不同尺寸或种类的工件，调整或更换个别定位元件或夹紧元件而形成的专用夹具。加工对象不很确定，通用范围较大，适用于多品种、小批量生产中。 （ 6）成组夹具 成组夹具是指专为加工成组工艺中某一组零件而设计的可调夹具。加工对象明确，只需调整或更换个别定位元件或夹紧元件便可使用，调整范围只限于本零件组被的工件，适用于成组加工。 通用可调夹具和成组夹具都是一种比较先进的、继承性好的新型夹具。采用这两种夹具可大大减少专用夹具数量，缩短生产准备周期，降低生产成本，加快产品的更新换 代，并可有效地促进并实现机床夹具标准化、系列化和通用化。 通用可调夹具与成组夹具的区别在于：前者的加工对象不很确定，其更换调整部分的结构设计，往往具有较大的适应性，通用范围大；而成组夹具则是为成组加工工艺中一组零件而专门设计的，加工对象十分明确，可调范围也只限于本组内的零件，因此后者亦称为专用可调夹具。 8.3 专用夹具的组成 （ 1）定位装置 这种装置包括定位元件及其组合，其作用是确定工件在夹具中的nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 14 位置，即通过它使工件加工时相对于刀具及切削成形运动处于正确的位置，如支撑钉、支撑板、 V 形块、定位销等。 （ 2）夹紧装置 它的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置在加工过程中不因受重力、惯性力以及切削力等外力作用而产生位移，同时防止或减小振动。它通常是一种机构，包括夹紧元件（如夹爪、压板等），增力及传动装置（如杠杆、螺纹传动副、斜楔、凸轮等）以及动力装置（如气缸、油缸）等。 （ 3）对刀 引导装置 它的作用是确定夹具相对于刀具的位置，或引导刀具进行加工，如对刀块、钻套、镗套等。 （ 4）其他元件及装置 如定向件、操作件以及根据夹具特殊功用需要设置的一些装置，如分度装置、工件顶出装置、上下料装置等。 （ 5） 夹具体 用于连接夹具各元件及装置，使其成为一个整体的基础件，并与机床有关部位连接，以确定夹具相对于机床的位置。 8.4 典型的定位元件 工件以平面定位：工件以平面作为定位基面，是最常见的定位方式之一。如箱体、床身、机座、支架等类零件的加工中，较多采用了平面定位。工件以平面定位时常用的定位元件如下所述。 A 主要支承： 它主要用来限制工件的自由度，起定位作用。 1） 固定支承，有支承釘和支承板两种形式，在使用过程中他们都是固定不动的。当工件以粗糙不平的粗基准定位时，采用球头支承釘。齿纹头支承釘用在工件的侧面， 它能增大摩擦因数，防止工件滑动。当工件以加工过的平面定位时，可采用平头支承釘或支承板。 为保证各固定支承的定位表面严格共面，装配后，需将其工作表面一次磨平。支承钉与夹具体孔的配合采用 H7/ r6 或 H7/n6,当支承nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 15 需要经常更换时，应加衬套。衬套外径与夹具体孔的配合一般采用H7/n6 或者 H7/r6，衬套内径与支承钉的配合选用 H7/s6。 可调支承，是指支承钉的高度可以调节。调整时要先松后调，调好后用防松螺母锁紧。 可调支承主要用于工件以粗基准面定位、或者定位基面的形状复杂（如成型面、台阶面等），以及各批毛坯的 尺寸、形状变化较大时的情况。可调支承在一批工件加工前调整一次。在同一批工件加工中，它的作用同固定支承相同。 自位支承（浮动支承） 在工件定位过程中，它能自动地调整位置，其特点是：支承点的位置能随着工件定位基面的不同而自动调节，定位基面压下其中一点，其余点便上升，甚至各点都与工件接触。接触点数的增加，提高了工件的装夹刚度和稳定性，但其作用仍相当于一个固定支承，只限制工件一个自由度。 B 辅助支承 辅助支承用来提高工件的刚度和稳定性，不起定位作用。辅助支承的工作特点是：待工件定位夹紧后，再调整支承钉的高度，使其 与工件的有关表面接触并锁紧。每安装一个工件就调整一次辅助支承。另外，辅助支承还可以起预定位的作用。常见的辅助支承有：螺旋式辅助支承、自位式辅助支承和推引式辅助支承。 工件以圆孔定位：工件以圆孔表面作为定位基面时，常用以下定位元件： 圆柱销（定位销）当工件孔径较小时（ D=3-10mm） ，为增加定位销刚度，避免销子因受撞击而折断，或热处理时淬裂，通常把根部倒成圆角。这时夹具体上应有沉孔，使定位销的圆角部分沉入孔内而不会妨碍定位。大批大量生产时，可以采用带衬套的结构形式。为了便于工件装入，定位销的头部应有 15 度的 倒角。 定位销的工作部分直径可按 g5、 g6、 f6、 f7 制造，定位销和夹具体的配合可用 H7/r6、 H7/n6，衬套与夹具体选用过渡配合 H7/n6，其内径和定位销为间隙配合 H7/h6、 H7/h5。 nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 16 2） 圆柱心轴 其定位部分直径按 h6、 g6 或 f6 制造，装卸工件方便，但定心精度不高。为了减少因配合间隙而造成的工件的倾斜，工件常以孔和端面联合定位，因而要求工件定位孔和端面有较高的垂直度，最好能在一次装夹中加工出来。 使用开口垫圈可实现快速装卸工件，开口垫圈的两端面应互相平行。当工件内孔和端面垂直度误差很大时，因采 用球面垫圈。 3） 圆锥销 限制了 X、 Y、 Z 三个自由度。 4） 圆锥心轴（小锥度心轴）这种定位方式的定心精度较高，不用另设夹紧装置，但工件的轴向定位误差较大，传递的扭矩较小，适用于工件定位孔不低于 IT7 的精车和磨削加工，不能加工端面。 工件以外圆柱面定位：工件以外圆柱面定位时，常用以下元件： V 形块 它有固定式和活动式两种。固定式 V 形块在夹具体上的装配，一般用两个定位销和 2-4 个螺钉连接，活动式 V 形块除限制工件一个移动自由度外，还兼有夹紧作用。它定位最大的优点就是对中性好，它可使一批工件的定位基准轴线对中在 V 形块两斜面的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响。 V 形块定位的另一个特点是无论定位基准是否经过加工，是完整的圆柱面还是局部圆弧面，都可采用 V 形块定位。因此， V 形块是用得最多的定位元件。 定位套 它用来限制沿轴向的自由度，常与端面联合定位。用端面作为主要定位面时，应控制套的长度，以免夹紧时工件产生不允许的变形。它结构简单，容易制造，但定心精度不高，一般适用于精基准定位。 半圆套 这种定位方式主要用于大型轴类零件及不便于轴向装夹的零件。定位基面的精度不低于 IT8-IT9，半圆的最小内径取工件定位基面的最大 直径。 8.5 夹具中的夹紧机构 夹具中的夹紧装置一般由动力源和夹紧机构两个部分组成。动力源是产生原始作用力的部分，如用人的体力对工件进行夹紧，称为手nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 17 动夹紧；若采用气动，液动，电动以及机床的运动等动力装置来代替人力进行夹紧，则称为机动夹紧。夹紧机构是接受和传递原始作用力，使其变为夹紧力并执行夹紧任务的部分，包括中间传递力机构和夹紧元件。中间传递力机构把来自人力或者动力装置的力传给夹紧元件，再由夹紧元件直接与工件受压面接触，最终完成夹紧任务。 在夹紧的组成中可以看出，不论采用任何动力源（手动或者机动），外加 的原始作用力要转化为夹紧力，都必须通过夹紧机构。夹具中常用的夹紧机构有斜碶夹紧机构、螺旋夹紧机构、圆偏心夹紧机构、铰链夹紧机构、定心对中夹紧机构以及联动夹紧机构等。 （ 1）斜碶夹紧机构：斜碶夹紧机构是夹紧机构中最基本的形式之一，螺旋夹紧机构，圆偏心夹紧机构，定心对中夹紧机构等均是斜碶夹紧机构的变形，由于手动的斜碶夹紧机构在夹紧工件时既费时又费力，效率很低，故实际上多在机动夹紧装置中采用。 （ 2）螺旋夹紧机构：利用螺杆直接夹紧工件，或者与其他元件组成复合夹紧机构夹紧工件，是应用较广泛的一种夹紧机构，由于螺旋夹 紧机构具有结构简单，容易制造，夹紧可靠，扩力比较大和夹紧行程不受限制等特点，所以在手动夹紧装置中被广泛使用，在夹具中除采用螺杆直接夹紧工件外，经常采用螺旋压板夹紧机构。 （ 3）圆偏心夹紧机构：由于偏心圆的夹紧力小，自锁性能又不是很好，故只使用于切削负荷不大而且无很大震动的场合，为满足自锁条件，其夹紧行程也相应受到限制，用与夹紧行程较小的场合。 （ 4）铰链夹紧机构：因铰链夹紧机构的结构简单，扩力比较大，适用于多点或多件夹紧，在气动或者液动夹具中广泛应用。 （ 5）定心、对中夹紧机构：定心，对中夹紧机构是一种特殊 的夹紧机构，工件在其上同时实现定位和夹紧。 （ 6）联动夹紧机构：工件装夹所使用的夹具，有的需要同时有几个点对工作的工件进行夹紧，而有的则需要同时夹紧几个工件，为了提高效率，减少装夹时间，可采用联动夹紧机构。 8.6 夹具的发展趋势 nts衬 套 工 艺 工 装 设 计 18 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 1） 高精 度 随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对 夹 具 的 制 造 精 度 要 求 更 高 。 高 精 度 夹 具 的 定 位 孔 距 精 度 高达5m ， 夹 具 支 承 面 的 垂 直 度 达 到 0.01mm/300mm， 平 行 度 高 达0.01mm/500mm。德国 demmeler(戴美乐 )公司制造的 4m 长、 2m 宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为 0.03mm ；精密平口钳的平行度和垂直度在 5m 以内；夹具重复安装的定位精度高达 5m ；瑞士 EROWA 柔性夹具的重复定位精度高达 25m 。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 2） 高效 为了 提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用 12 秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典 3R 夹具仅用 1 分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国 Jergens(杰金斯 )公司的球锁装夹系统， 1 分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上 更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。 3） 模块、组合 夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准
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