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车床
尾座体
机械
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工艺
工装
设计
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车床尾座体机械加工工艺与工装设计,车床,尾座体,机械,加工,工艺,工装,设计
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车 床 尾座体 机加工 工艺 及 工装 设计 学生 姓名 ： 曾罗军 班级： 0781051 指导老师： 贺红林 摘要 ： 尾座体是 车 床上的重要的部件之一， 是车床上用以支撑轴类零件车削加工和实施钻孔的主要车床附 件。本文针对某类给定的尾座体进行了加工工艺与工装的设计，完成了以 下工作： （ 1） 概述了尾座体的技术和现状发展； （ 2） 对尾座体进行了工艺分析，并提出了两种方案进行比较； （ 3） 编制了尾座体的工艺规程，完成了其工序卡的设计； （ 4） 针对工艺中的某重要工序，设计完成了一套铣槽夹具 和镗孔夹具 ，包括定位元件，夹紧机构、对刀块、夹具体 的设计并分析了定位误差。 关键词 ： 尾座体 工艺 工装 设计 指导老师签名 ： of a 781051 to a at a on to (1)a of (2)on to of to on a (3)up a of of (4)at a in of to a to a a of 毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目： 车 床 尾座体机 械 加工工艺 与 工装设计 业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求： 原始数据： （ 1） 机床 尾座体零件工作图； （ 2） 生产纲领 ： 年产 约 500 件； （ 3）零件材料： 设计要求： （ 1）绘制 机床 尾座体零件工作图 ； （ 2）编制尾座体加工 工艺 过程卡和工序卡 ； （ 3）针对工艺过程中某 重要 工序进行夹具设计， 绘制夹具 装 配 图 ； （ 4）设计 尾座体 夹具 主要 零件图 （至少 2 张 ） ； （ 5）撰写毕业设计论文 。 业设计 (论文 )工作内容及完成时间： 1. 查阅文献资料，撰写开题报告 1 周 2. 相关外文文献阅读与翻译（ 6000 字符以上） 1 周 3. 绘制尾座体的零件工作图 2 周 4. 尾 座体 工艺规程设计 1 周 5. 尾座体 工序卡的编制 1 周 6 工装夹具设计 2 周 7. 撰写毕业论文 2 周 8. 毕业答辩 1 周 、主 要参考资料： 1倪森寿 北京：化学工业出版社，2003 2杜可可 北京：人民邮电出版社， 2007 3吴拓 . 机械制造技术基础 . 北京：清华大学出版社， 2007 4孙丽媛，雒运强，张嘉钰 . 机械制造工艺及专用夹具 金工业出版社，2002 5兰建设 . 机械制造工艺与夹具 . 北京：机械工业出版社， 2004 6邹青 . 机械制造技术基础课程设计指导教程 . 北京机械工业出版社， 2004 7马贤智 . 实用机械加 工手册 . 沈阳：辽宁科技出版禧， 2002 8 984. 航空工程系 学院 机械设计制造及其自动化 专业 0781051 班 学生（签名）： 曾罗军 日期： 自 2011 年 3 月 1 日至 2011 年 6 月 2 日 指导教师（签名）： 助理指导教师 (并指出所负责的部分 )： 机械设计 系（室） 主任（签名）： 1 冲压变形 冲压变形工艺可完成多种工序，其基本工序可分为分离工序和变形工序两大类。 分离工序是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工艺方法，主要有落料、冲孔、切边、剖切、修整等。其中有以冲孔、落料应用最广。变形工序是使坯料的一部分相对另一部分产生位移而不破裂的工艺方法，主要有拉深、弯曲、局部成形、胀形、翻边、缩径、校形、旋压等。 从本质上看，冲压成形就是毛坯的变形区在外力的作用下产生相应的塑性变形，所以变形区的应力状态和变形性质是决定冲压成形性质的基本因素。因此，根据变形区应力状态和变形特点进行的冲压成形分类， 可以把成形性质相同的成形方法概括成同一个类型并进行系统化的研究。 绝大多数冲压成形时毛坯变形区均处于平面应力状态。通常认为在板材表面上不受外力的作用，即使有外力作用，其数值也是较小的，所以可以认为垂直于板面方向的应力为零，使板材毛坯产生塑性变形的是作用于板面方向上相互垂直的两个主应力。由于板厚较小，通常都近似地认为这两个主应力在厚度方向上是均匀分布的。基于这样的分析，可以把各种形式冲压成形中的毛坯变形区的受力状态与变形特点，在平面应力的应力坐标系中 (冲压应力图 )与相应的两向应变坐标系中 (冲压应变图 )以应力与 应变坐标决定的位置来表示。也就是说，冲压 应力图与冲压应变图中的不同位置都代表着不同的受力情况与变形特点 (1)冲压毛坯变形区受两向拉应力作用时，可以分为两种情况：即 0 t=0和 0， t=0。再这两种情况下，绝对值最大的应力都是拉应力。以下对这两种情况进行分析。 1)当 0且 t=0时，安全量理论可以写出如下应力与应变的关系式： (1 /（ - m） = /（ - m） = t/（ t - m） =k 式中 ， ， t 分 别 是 轴对称冲压 成 形时 的 径向 主 应变 、切向主 应 变和厚度方向上的主 应变 ； ， ， t 分 别 是 轴对称冲压 成 形时 的 径向 主 应 力、切向主 应 力和厚度方向上的主 应 力； m 平均 应 力， m=（ + + t） /3； k 常数 。在平面 应 力 状态 ，式（ 1 1）具有如下形式： 3 /（ 2 ） =3 /（ 2 - t） =3 t/-（ t+ ） =k （ 1 2） 因为 0，所以必定有 2 0 与 0。 这个结 果表明：在 两向 2 拉应 力的平面 应 力 状态时 ，如果 绝对 值 最大 拉应 力是 ，则在这个方向上的主应变一定是正应变，即是伸长变形。 又因为 0，所以必定有 -（ t+ ） 2 时， 0。 的变化范围是 = =0 。在双向等拉力状态时， = ，有式（ 1 2）得 = 0 及 t 0 且 t=0 时，有式（ 1 2）可知：因为 0，所以 1） 定有 2 0 与 0。这个结果表明：对于两向拉应力的平面应力状态，当 的绝对值最大时，则在这个方向上的应变一定时正的，即一定是伸长变形。 又因为 0，所以必定有 -（ t+ ） ， 0。 的变化范围是 = =0 。当 = 时， = 0， 也就是在 双向等拉 力 状态下 ，在 两个拉应 力方向 上产 生 数 值相同的伸 长变形 ；在受 单向拉应 力 状态时 ， 当 =0 时， = /2，也就是说， 在受 单向拉应 力 状态下 其 变形 性 质 与一般的 简单 拉伸是完全一 样 的 。 这种变形与受力情况，处于冲压应变图中的 围内（见图 1 1）；而在冲压应力图中则处于 围内（见图 1 2）。 上述两种冲压情况，仅在最大应力的方向上不同，而两个应力的性质以及它们引起的变形都是一样的。因此，对于各向同性的均质材料，这两种变形是完全相同的。 (1)冲压毛坯变形区受两向压应力的作用，这种变形也分两种情况分析，即 0 与 t0，即在板料厚度方向上的 应变 是正的，板料增厚。 在 方向上的变形取决于 与 的数值：当 =2 时， =0；当 2 时， 0。 这时 的变化范围是 与 0 之间 。当 = 时，是双向等 压 力状态时，故有 = 0 与 t0，即在板料厚度方向上的 应变 是正的，即 为压缩变形 ，板厚增大。 在 方向上的变形取决于 与 的数值：当 =2 时， =0；当 2 ， 0。 这时， 的数值只能在 0。这种变形与受力情况，处于冲压应变图中的 围内（见图 1 1）；而在冲压应力图中则处于 围内（见图 1 2）。 (1)冲压毛坯变形区受两个异号应力的作用，而且拉应力的绝对值大于压应力的绝对 值。这种变形共有两种情况，分别作如下分析。 1）当 0， | |时，由式（ 1 2）可知：因 为 0， | |，所以一定 有 2 0 及 0。 这个结 果表明：在异 号 的平面 应 力 状态时 ，如果 绝对 值最大 应 力是 拉应 力 ，则在这个绝对值最大的拉应力方向上应变一定是正应变，即是伸长变形。 又因为 0， | |，所以必定有 0 0， 0， | |时，由式（ 1 2）可知： 用与前项相同的方法分析可得 0。 即在异 号应 力作用的平面 应 力 状态下 ，如果 绝对 值最大 应 力是 拉应 力 ，则在这个方向上的应变是正的，是伸长变形；而在压应力 方向上的应变是负的（ 0， 0， 0， | |时，由式（ 1 2）可知：因 为 0， | |，所以一定有 2 - 0， 0， 即在 拉应 力方向上的 应变 是正的， 是伸长变形。 这时 的变化范围只能在 = 与 =0 的范围内 。当 = 时， 0 0， 0， | |时，由式（ 1 2）可知： 用与前项相同的方法分析可得 0， 0， 0, 0 + 伸长类 + 伸长类 双向受压 0, | | + 伸长 类 | | | 压缩类 异号应力 0, | | + 伸长类 | | | | 压缩类 7 变形区质量问题的表现形式 变形程度过大引起变形区产生破裂现象 压力作用下失稳起皱 成形极限 1 主要取决于板材的塑性， 与厚度无关 2 可用伸长率及成形极限 断 1 主要取决于传力区的承载能力 2 取决于抗失稳能力 3 与板厚有关 变形区板厚的变化 减薄 增厚 提高成形极限的方法 1 改善板材塑性 2 使变形均匀化，降低局部变形程度 3 工序间热处理 1 采用多道工序成形 2 改变传力区与变形区的力学关系 3 采用防起皱措施 伸 长 类 成 形胀 形拉 深翻 边压 缩 类 成 形 压 缩 类 成 形扩 口拉 深胀 形伸 长 类 成 形缩 口缩 口扩口+ - - + /4 /4翻 边- + + - 图 1 3 冲压应变图 8 冲压成形极限变形区的成形极限传动区的成形极限伸长类变 形压缩类变 形强 度抗拉与抗压缩失衡能力塑 性抗缩颈能 力变形均化与扩展能力塑 性抗起皱能 力变形力及其 变 化各向异性 值硬化性能变形抗力化学成分组 织变形条件硬化性能应力状态应变梯度硬化性能模具状态力学性能值与 值相对厚度化学成分组 织变形条件图 1 3 体系化研究方法举例 9 of be by of be is a of is It is a of It In is in of by of to of on of be to be in of is in is no or on it is to to to on of to of it is on 10 of in of be by in of of of of in of (1)of is it be 0,t=0 0,t=is a as 2)In 0, to /（ =/（ =t/（ t =k 1.1 ， ， t of of ， of of m is m=（ +t） /3; k is a In /（ 2=3/（ 2=3t/-（ t+） =k 0, in if , in be 11 to In 0， （ t+） 2,0. =0 . In = ，=0 t 0 t=0, 2 0 0, is in be it be in of 0， （ t+） ,0. 12 = =0 =,=0, in in =0, =2, in in is as of of is in ON of of in OH of of of by of is (1)of is to t=0), it be 0 tin of is in on 13 =2,=0;2,0. 0 tin of is in on . =2, =0; 2,0. of is in OL of of in OE of of (3) of is to of is of to be as 14 1)0, |, 2 in if is in is in of 0, |, =0,0,0, |, by of 0, is in If is , in is in of in is =0, 0, 0,|, 2- 0 0. in is or in of =0,0,0, |, .2 by of =0, 0, 0,0 + + 0,| + | of 0,| + | | 20 of in in to by on of is to be by or on in 5 on to of in to of 5 21 an of - - + /4 /4 + + - of 22 re w er t he t re n y an te ca pa as w ce a nd i e ng c r es is ta nc ry c c on di ti on ng c te o f st s tr ai ng c pr oe rt of t n a th ic kn es ry c c on di ti on 学士学位论文原创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果 ,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学 科技学院 可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 作者签名： 日期： 导师签名： 日期： 航空工程系 机械制造工艺 设计 课程名称： 机械制造工艺 设计课题： 尾座体机械加工工艺规程设计 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 0781051 姓名： 曾罗军 学号： 30 评分： 指导老师：（签字） 毕业设计（论文）开题报告 题目 机床尾座体机械加工工艺与工装设计 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 0781051 班 30 号 学 生 姓 名 曾罗军 指 导 教 师 贺红林 填 表 日 期 2011 年 3 月一 机械设计制造及其夹具设计是对我们完成大学 四 年的学习内容后进行的总体的系统的复习，融会贯通四年所学的知识，将理 论与实践相结合。在毕业前进行的一次模拟训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。 机 床尾座体作为各种机床不可缺少的一部分有着它的特别作用。 零件是机床尾座体，尾座安装在机床的右端导轨上，尾座上的套筒可以安装顶尖，以支承较长的工件的右端（即顶持工件的中心孔）、安装钻头、绞刀，进行孔加工，也可以安装丝锥攻螺纹工具、圆析牙套螺纹工具加工内、外螺纹。尾座可以沿尾座导轨作纵向调整移动，然后压下尾座紧固手轮将尾座夹紧在所需位置，摇动尾座手轮可以实现对工件的顶紧、松开或对工件进行切削的纵向进给。 机械加工工业规程是 指导生产的重要的技术性文件，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。夹具设计是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。 因此对课题 我来说很有必要。 三、研究内容 （ 1）绘制 机床 尾座体零件工作图； （ 2）编制尾座体加工工艺过程卡和工序卡； （ 3）针对工艺 过程中某重要工序进行夹具设计，绘制夹具装配图； （ 4）设计尾座体夹具 主要 零件图（至少 2 张）； 四、研究方案 根据毕业设计所给出的技术要求和原始数据来完成机床尾座体的加工工艺和工装设计的工作。 毕业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求： 原始数据： （ 1） 机床 尾座体零件工作图； （ 2） 生产纲领 ： 年产 约 500 件； （ 3）零件材料： 五 、目标、主要特色及工作进度 （ 1）研究 目标 本课题旨 在研究探索出机床尾座体的恰当的科学的高效的可最大限度的降生产成本提高零件质量的加 工工艺、相关夹具设计和工装设计。 （ 2） 主要特色 根据零件图可知、主要进行导轨面的加工、孔加工和表面加工、钻孔、攻丝，孔的精度要求高。该零件年生产 500 件属大批量生产，在加工是为了提高劳动效率、降低成本，设计加工零件需要设计专用夹具。 本 课题主要是设计某机床尾座体的加工工艺及夹具的设计，在设计中采用先设计该尾座体的加工工艺在根据加工工艺来选取夹具的设计的方案和夹具的具体设计；而设计的重点是夹具的设计。由于工件的孔 17 和 14 都要以底面做为基准加工，故首先得做出底面的加工夹具。由于孔 17 的精度要求高，和定位尺寸误差小，为保证孔的位置和加工准确性我们一定在加工底面的时间通过画线找出底面的加工余量。这样就可以更好的保证孔 17 的位置和加工精度！加工孔14 的夹具其实就是在加工底面夹具的基础上加了一个 45 度斜度板。加工孔 17的时间为保证相对于 A 和 B 面的平 行度我们就得要准确的设计出以 A 和 B 面定为的夹具！还考虑到工件的圆度和圆柱度的误差小，我们设计的夹具就具有对孔17 的夹具定位准确，和加工时间的震动小，那就得在孔 17 的附近找个定位加紧点！ （ 3） 工作进度 1. 查阅文献资料，撰写开题报告 1 周 2. 相关外文文献阅读与翻译（ 6000 字符以上） 1 周 3. 绘制尾座体的零件工作图 2 周 4. 尾座体工艺规程设计 1 周 5. 尾座体工序卡的编制 1 周 5. 工装夹具设计 2 周 7. 撰写毕业论文 2 周 六 、 主要 参考文献 1倪森寿 北京：化学工业出版社， 2003 2杜可可 北京：人民邮电出版社， 2007 3吴拓 . 机械制造技术基础 . 北京：清华大学出版社， 2007 4孙丽媛，雒运强，张嘉钰 . 机械制造工艺及专用夹具 金工业出版社， 2002 5兰建设 . 机械制造工艺与夹具 . 北京：机械工业出版社， 2004 6邹青 . 机械制造技术基础课程设计指导教程 . 北京机械工业出版社，2004 7马贤智 . 实用机械加工手册 . 沈阳：辽宁科技出版禧， 2002 毕业设计（论文 ） 题目： 车床尾座体机械加工工艺与工装设计 系 别 航空工程系 专业名称 机械设计制造及其自动化 班级学号 078105130 学生姓名 曾罗军 指导教师 贺红林 二 O 一一 年 六 月 编号： 毕业设计（论文）资料袋 （ 此表仅 供 各 学院 （系） 装袋参考用） 题目名称 车 床尾座体机械加工工艺及工装设计 学生姓名 曾罗军 学号 078105130 专业 机械设计制造及其自动化 学院（系） 航空工程 系 指导教师姓名 贺红林 职称 教授 序号 资料名称 袋内有者划 序号 资料名称 袋内有者划 1 任务书 9 指导教师评 分表 （或 存学院） 2 开题报告 10 评阅人评分表 （或 存学院） 3 学士学位论文原 创性声明 11 成绩评定表 （或 存学院） 4 说明书或论文 其 它 5 译文（含原稿） 1 6 附 图 6 张 2 7 电子文档 （或 存学院 ） 3 8 毕业设计进度 登记表 （或 存学院） 4 综合评定成绩 指导教师（签字）： 归档责任人（签字） ： 2011 年 5 月 31 日 目 录 1. 绪 论 . 错误 !未定义书签。 2. 尾座体的工艺设计 . 错误 !未定义书签。 械加工工艺规程概述 . 错误 !未定义书签。 艺规程的作用 . 错误 !未定义书签。 定工艺规程的原则 . 错误 !未定义书签。 订工艺规程的步骤 . 错误 !未定义书签。 艺分析 . 错误 !未定义书签。 件的技术条件 . 错误 !未定义书签。 工表面及其要求 . 错误 !未定义书签。 件的材料 . 错误 !未定义书签。 坯的选择 . 错误 !未定义书签。 坯的种类 . 错误 !未定义书签。 坯选择时应考虑的因素 . 错误 !未定义书签。 定毛坯的类型及制造方法 . 错误 !未定义书签。 准的选择 . 错误 !未定义书签。 械加工工艺路线的拟订 . 错误 !未定义书签。 面的加工方法的选择 . 错误 !未定义书签。 工工艺路线的拟订 . 错误 !未定义书签。 械加工余量、工序尺寸及公差的确定 . 错误 !未定义书签。 择机床设备及工艺装备 . 错误 !未定义书签。 3. 尾座体的工装设计 . 错误 !未定义书签。 具概述 . 错误 !未定义书签。 述 . 错误 !未定义书签。 位方案及定位元件 . 错误 !未定义书签。 紧装置 . 错误 !未定义书签。 向键、对刀块 . 错误 !未定义书签。 具体 . 错误 !未定义书签。 注尺寸和公差配合 . 错误 !未定义书签。 槽夹具设计 . 错误 !未定义书签。 工要求 . 错误 !未定义书签。 床夹具的主要类型 . 错误 !未定义书签。 位方案的选择 . 错误 !未定义书签。 紧装置的确定 . 错误 !未定义书 签。 位键、定向键、对刀块的确定 . 错误 !未定义书签。 具体的确定 . 错误 !未定义书签。 槽夹具的确定 . 错误 !未定义书签。 模夹具设计 . 错误 !未定义书签。 工要求 . 错误 !未定义书签。 孔工具设计 . 错误 !未定义书签。 位方案及定位元件的设 计 . 错误 !未定义书签。 紧装置的确定 . 错误 !未定义书签。 座和支架设计 . 错误 !未定义书签。 孔夹具的确定 . 错误 !未定义书签。 4 全文总结 . 错误 !未定义书签。 文的主要工作 . 错误 !未定义书签。 业设计心得 . 错误 !未定义书签。 参 考 文 献 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 毕业设计 (论文 )外文翻译 题目 冲压变形 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 078105130 学 生 姓 名 曾罗军 指 导 教 师 贺红林 填 表 日 期 2011 年 3 月 1 日 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 1 1. 绪 论 机械制造工业是国家建设和社会发展的支柱之一。机械制造可分为热加工和冷加工两部分，热加工指铸造、塑性加工、焊接、表面处理等；冷加工一般是指零件的机械加工工艺过程和装配工艺过程，当前还包括特种加工技术等。一般机械制造多指机械制造的冷加工部分。 机床尾座体作为各种机床不可缺少的一部分有着它的特别作用。 零件是机床尾座体，尾座安装在机床的右端导轨上，尾座上的套筒可以安装顶尖，以支承较长的工件的右端（即顶持工件的中心孔）、安装钻头、绞刀，进行孔加工，也可以安装丝锥攻螺纹工具、圆析牙套螺纹工具加工内、外螺纹 。尾座 体 可以沿尾座导轨作纵向调整移动，然后压下尾座紧固手轮将尾座夹紧在所需位置，摇动尾座手轮可以实现对工件的顶紧、松开或对工件进行切削的纵向进给。 在生产过程中，毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、产品的装配等工作将直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，这一过程称为工艺过程。工艺过程是生产过程的主要部分。其中，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量使其成为零件的过程，称为机械加工工艺过程。 机械加工工业规程是指导生产的重要的技术性文件，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。 在机械制造中，工艺是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。它是生产中最活跃的因素，它既是构思和想法，又是实在的方法和手段，并落实在由工件、刀具、机床、夹具所构成的工艺系统中。它对提高劳动生产率、保证产品质量降低产品成本和提高企业经济效益有十分重要的作用。 在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定工件，使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备统称为机床夹具。 夹具设计 是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。 机械产品是由若干个零件和部件组成的。所谓装配就是按规定的技术要求和精度，将构成机器的零件结合成组件、部件和产品的工艺过程。把零件装配成组件，或零件和组件装配成部件，以及把零件、组件和部件装配成最终产品的过程分别称为组装、部装和总装。 装配的准备工作包括零部件清洗、尺寸和重量分选、平衡等。零件的装入、联结、南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 2 部装总装以及装配过程中的检验、调整、试验和装配后的试运转、油漆和包装等都是装配工作的主要内容 。装配不但是决定产品质量的重要环节，而且通过装配还可以发现产品设计、零件加工以及装配过程中存在的问题，为改进和提高产品质量提供依据。 装配工作量在机器制造过程中占有很大的比重。目前，在多数工厂中，装配工作大部分靠手工劳动完成。所以装配工艺工作更显重要。选择合适的装配方法、制定合理的装配工艺规程，不仅是保证产品质量的重要手段，也是提高劳动生产率、降低制造成本的有力措施。 计 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 3 机械加工工艺规程概述 用表格的形式将 机械加工 工艺过程的内容书写出来，成为指导性技术文件，就是机械加工工艺规程。它是在具体的生产条件下，以比较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的形式书写成的工艺文件，经审批后用来指导生产地。其主要内容包括：零件加工工序内容、切削用量、工时定额以及工序所采用的设备和工艺装备等。 艺规程的作用 （ 1） 它是指导生产的主要技术文件 工艺规程是最合理的工艺过程的表格化，是在工艺理论和时间经验的基础上制定的。工人只有按照工艺规程进行生产，才能保证产品质量和较高的生产率及较好的经济效果。 （ 2） 它是组织和管理生产的 基本依据 在产品投产前要根据工艺规程进行有关的技术准备和生产准备工作，如安排原材料的供应、通用工装设备的准备、专用工装设备的设计与制造、生产计划的编排、经济核算等工作。生产中对工人业务的考核也是以工艺规程为主要依据。 （ 3） 它是新建和扩建工厂的基本资料 新建和扩建工厂或车间时，要根据工艺规程来确定所需要的机床设备的品种和数量、机床的布置、占地面积、辅助部门的安排等。 定工艺规程的原则 工艺规程的制定原则 :所制定的工艺规程，能在一定的生产条件下，以最快的速度、最少的劳动量和最低的费 用，可靠地加工出符合要求的零件。同时，还应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进工艺技术和经验，并保证有良好的劳动条件。 工艺规程是直接指导生产和操作的重要文件，在编制时还应做到正确、完整、统一、和清晰，所用术语、符号、计量单位和编号都要符合相应标准。 订工艺规程的步骤 （ 1）分析零件图和产品装配图； （ 2）选择毛坯； （ 3）选择定位基准； （ 4）拟定工艺路线； （ 5）确定加工余量和工序尺寸； 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 4 （ 6）确定切削用量和工时定额； （ 7）确定各工序的设备、刀夹量具和辅助工具； （ 8）确定各工序的技术要求和检验方法； （ 9）填写工艺文件； 艺分析 件的 技术条件 车床尾座体的零件图 如下 。该零件是车床上的一部分。尾座体的底面一方面与车床的导轨相结合，在车床上滑动；另一方面尾座体通过顶针支持轴类零件的车削加工，对尾座体而言，则要求有一定的支持刚性，故尾座体构成不规则的结构。为了提高尾座体的强度和刚度，尾座体采用机械性能强的珠光体灰口铁（牌号 造而成。 零件的主要工作表面为底面，零件的主要配合面为 60 35 主要技术要求为： 1、 铸件不得有砂眼、气孔、缩松、裂纹等缺陷， 2、 零件加工表面上，不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。 3、 未注倒角 3 4、 生产纲领 ： 年产 约 500件； 工表面及其要求 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 5 60孔：孔径 60+0 ，右端倒角为 1 45，表面粗糙度 于 于 柱度为 底面： 表面粗糙度 左端面：表面粗糙度 右端面：表面粗糙度 底部右 端面：表面粗糙度 35径 35+0，表面粗糙度 18径 18+0，表面粗糙度 5的孔：孔径 5，表面粗糙度 32径 32+0，表面粗糙度 10径 10+0，表面粗糙度 10径 10+0，表面粗糙度 16径 16+0，表面粗糙度 32径 32+0，表面粗糙度 底面槽： 49 10， 45的斜面，表面粗糙度 零件的材料 零件的材料为 珠光体灰口铁。其特性是该材料能承受较大的应力 (抗拉强度达 200；抗弯强度达 400 )。其金相组织结构为铁素体和渗碳体组成的机械混合物，由于它是硬的渗碳体和软的铁素体相间组成的混合物，所以其机械性能介于铁素体和渗碳体之间，故强度较高，硬度适中，有一定的塑性，从金相组织显微来看，铸铁中化合碳正好等于 珠光体中的铁素体与渗碳体一层层交替间隔，呈片状排列，而其余的碳是以片状石墨存在，使切削过程中切屑不能连续成形。 坯的选择 选择毛坯的基本任务是选定毛坯的制造方法及其制造精度。毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺和费用，而其影响到零件机械加工工艺及其生产率与经济性。如选择高精度的毛坯，可以减少机械加工劳动量和材料消耗，提高机械加工生产率，降低加工成本。但是，却提高了毛坯的费用。因此毛坯要从机械加工和毛坯制造两方面综合考虑，以求得到最佳效果。 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 6 正确选择毛坯是工艺技术人员应高度重视的问题，零件加工过 程中工序的内容或工序数目、材料消耗、热处理方法、零件制造费等都与毛坯的材料、制造方法、毛坯的误差与余量有关。 1、铸件 铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。较常用的是型砂铸造。当毛坯精度要求低、生产批量较小时，采用木模手工造型法； 当毛坯精度要求高、生产批量很大时，采用金属型机器造型法。铸件材料有铸铁、铸钢及铜、铝 有色金属。 2、锻件 锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。 自由锻毛坯精度 低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小、生产率高，但成本也高，适用于中小型零件毛坯的大批大量生产。 3、型材 型材有热轧和冷拉，热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。 4、焊接件 焊接件是根据需要将型材或钢板焊接而成的毛坯件，它简单方便，生产周期短。但需经过时效处理后才能进行机械加工。 5、冷冲压件 冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。但因冲压模具昂贵而仅用于大批大量生 产。 择 时应考虑的因素 1. 零件的材料及机械性能要求 由于材料的工艺特性，决定了其毛坯的制造方法， 当零件的材料选定后，毛坯的类型就大致确定了。例如材料为灰口铸铁的零件比用铸造毛坯；对于重要的钢质零件，为获得良好的力学性能，应选用锻件，在形状较简单及机械性能要求不高时可用型材毛坯，有色金属零件常用型材或铸造毛坯。 2. 零件结构形状与大小 大型且结构简单的零件毛坯多用型砂铸造或自由锻；结构复杂的毛坯多用铸造；小型零件可用模锻件或压力铸造毛坯；板状钢质零件多用锻件毛坯；轴类零件的毛坯，如 直径和台阶相差不大可用棒料；如各台阶尺寸相差较大，则宜选用锻件。 当零件的生产批量较大时，应选用精度和生产率均较高的毛坯制造方法，如模南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 7 锻、 金属型铸造和精密铸造等。当单件小批生产时，则应选用木模手工造型铸造或自由锻造。 4. 现有生产条件 确定毛坯时，必须结合具体的生产条件，如现场毛坯制造水平和能力、外协的可能性。 5. 充分利用新工艺、新材料 为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精炼、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等在机械中的应用，这样，可大大减少机械加工量，甚 至不需进行加工，大大提高经济效益。 由于零件材料为 件的形状不规则，由零件的生产纲领为成批生产 和零件图技术要求可知，选择的零件应为铸件，采用砂型铸造方法。 确定毛坯的形状、尺寸及公差 毛坯的形状如图 图 1 毛坯图 尺寸公差为： 1804 m 机械加工余量等级为： 定毛坯的技术要求： 铸件无明显的铸造缺陷 未注圆角 3 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 8 准的选择 基准是用来确定工件上几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线、面。基准可分为：设计基准、工艺基准、定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。 由于零件在加工过程中，定位基准选择不仅对保证加工精度和确定加工顺序有很大影响，而且对工装的设计、制造成本也有很大的影响。因此，定位基准的选择实际上是定位基面的选择。根据作为定位基准的工件表面状态不同，定位基准有粗基准和精基准两种。 粗基准的选择原则 为保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面为粗基准。 粗基准的选择，应合理分配各加工表面的加工 余量。 作为粗基准的表面应平整光洁，没有浇口、冒口或飞边等其它表面缺陷，以便使工件定位可靠，夹紧方便。 粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上，通常只允许使用一次。 精基准的选择原则 基准重合原则 应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准。 统一基准原则 当工件以某一组精基准可以比较方便地加工其它各表面时，应尽可能在多数工序采用此同一组精基准定位。 互为基准原则 为了使加工面间有较高的位置精度，又为了使其加工余量小而均匀可采取反复加工、互为基准的原则。 自为基准原则 某些要求加工余量小而 均匀的精加工工序，可选择加工表面本身作为定位基准。 便于装夹原则 由附图 件图）所示的尾座体上的多数尺寸及公差以底面为设计基准，因此，必须先加工底面，为后续的工序准备基准。 根据粗、精基准的选择原则，确定各加工表面的基准如下： 60 底面 左端面： 右端面 右端面： 左端面 底部右端面： 左端面 35 底面 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 9 18 底面 5的孔： 35孔 32 底部右端面 10 32孔 10 左端面 16 60孔 32 60孔 槽： 底面及右端面 机械加工工艺路线 的拟订 选 择 确定各表面的加工方法： 表面加工的选择，就是为零件上每一个有质量要求的表面，选择一套合理的加工方法。在选择加工方法时，首先要满足加工质量，同时也要兼顾生产率和经济性。确定加工方法时必须根据被加工表面的精度和粗糙度要求，选定最终加工方法，然后再选定精加工前的一系列准备工序的加工方法，由粗到精逐渐达到要求。 选 择加工方法时还应考虑到工件材料的性质，工件的结构和尺寸，生产类型，具体生产条件和其它特殊要求。 加工 60工精度 简明机械加工工艺手册 9，加工方法有细铰、细镗、研磨。而孔的表面粗糙度为 于 D 面的平行度为 于 A 面的垂直度为 柱度为 简明机械加工工艺手册 1 11，查得其加工路线为粗镗 半精镗 精镗 细镗。对于孔进行研磨不方便，因此，不采用。细铰不能保证其形位公差，所以也不采用。 加工 16工精度 简明机械加 工工艺手册 9，加工方法有细铰，粗拉或钻孔后精拉，细镗，精磨，挤扩孔。而孔的表面粗糙度为 虑到加工的经济和方便，查简明机械加工工艺手册 1 11，查得其加工路线为钻 扩 粗铰 精铰 细铰。由于孔在零件的位置和形状，采用粗拉或钻孔后精拉，不能对孔进行加工。而细镗又会在加工中增加设备和工序，不够经济。精磨孔不方便；挤扩孔，不能保证孔的位置和精度要求，所以这些加工方法不选择。 加工底面，查简明机械加工工艺手册 1 8，加工方法有刨削及铣削，南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 10 拉削，磨削，研磨，滚压，刮研，由于其 表面粗糙度为 简明机械加工工艺手册 1 12，其加工方法应为粗铣 精铣 刮研。刨削及铣削不能保证其表面粗糙度，拉削加工不方便，磨削、研磨滚压等均不能对工件方便的加工。 平面的加工 加工要求 加工方案 说明 面粗糙度 m 粗刨 半精刨 精刨 1. 因刨削生产率较低故常只用于单件 和中小批生产 2. 加工一般精度的未淬硬表面 3. 因调整方便故适应性较大，可在工件的一次装夹中完成若干平面、斜面、倒角、槽等加工 面粗糙度 m 粗铣 半精铣 精铣 1. 大批大量生产中一般平面加工的典型方案 2. 若采用高速密齿精铣，质量和生产率更有所提高 面粗糙度 m) 粗刨 (铣 )半精刨 (铣 ) 精刨 (铣 ) 刮研 1. 刮研可达很高的精度 (平面度、表面接触斑点数、配合精度 ) 2. 但劳动量大，效率低、故只适用于单件、小批生产 面粗糙度 m) 粗刨 (铣 )半精刨 (铣 ) 精刨 (铣 ) 宽刀低速精刨 1. 宽刀低速精刨可大致取代刮研 2. 适用于加工批量较大，要求较高的 不淬硬平面 面粗糙度 m) 粗铣 半精铣 粗磨 精磨 1. 适用于加工精度要求较高的淬硬和不淬硬平面 2. 对要求更高的平面可后续滚压或研磨工序 面粗糙度 m) 粗铣 拉削 1. 适用于加工中、小平面 2. 生产率很高，用于大量生产 3. 刀具价格昂贵 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 11 面粗糙度 m) 对大型圆盘、圆环等回转零件的端平面，一般常在车床（立式车床）上与外圆（或孔）一同加工（粗车 半精车 精车），这还可保证它们之间的相互位置精度 其余的加工表 面的加工方法及加工路线的选择方法按上面的方法进行查表选择。 工工艺路线 的拟订 工艺方案一： 00 领取毛坯铸件 05 人工时效 10 粗铣底面 15 粗镗孔 6020 铣左右端面 25 铣底部右端面 30 钻 3235 钻 1040钻 35 5， 1845 钻孔 16 3250 钻孔 1055 检验 60 去应力处理 65 精铣底面 70 粗、 精铣槽 49 10处 75 半精镗孔 60 80 精铣左右端面 85 精铣底部右端面 90 扩 粗铰 精铰 32 95 扩 粗铰 精铰 10100 扩 粗铰 精铰 35 5， 18南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 12 105 扩 粗铰 精铰 16 32110 扩 粗铰 精铰 10115 精镗 60120 细铰 32125 细铰 16130 细铰 10135 细镗 60140 攻螺纹 45 攻螺纹 50 刮研底面 155 终检 工艺方案二： 00 领取毛坯铸件 05 人工时效 10 铣底面 15 铣左右端面 20 铣底部右端面 25 精铣底面 30 精铣左右端面 35 精铣底部右端面 40钻 扩 粗铰 精铰 细铰 3245 钻 扩 粗铰 精铰 1050 钻 扩 粗铰 精铰 35 5， 1855 钻 扩 粗铰 精铰 细铰 16 32孔 60 钻 扩 粗铰 精铰 细铰 1065 检验 70 去应力处理 75 粗、精铣槽 49 10处 80粗镗 半精镗 精镗孔 细镗 6085 攻螺纹 昌航空大学 科技学院 学士学位论文 13 90 攻螺纹 00 刮研底面 105 终检 选择工艺路线方案一，是按工序分散原则组织工序，设备及工艺装备结构简单，调整和维修方便，工人容易掌握操作技术，生产准备简单，易于平衡工序时间，易适应产品变换，可采用最合理的切削用量，既可缩减机动时间，又可更好的保证各个加工表面的加工质量。 而方案二采用结构复杂的专用设备，使投资大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，不利于转产。根据零件的形状和生产批量为成批，选择工艺方案一。 械加工余量、工序尺寸及公差 的确定 加工余量是指在加工过程中，所切去的金属层厚度。余量有工序余量和加工总余量（毛坯余量）之分。工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差；加工总余量是毛坯尺寸与零件设计尺寸之差。 为了便于加工，工序尺寸都按“入体原则”标注极限偏差。影响加工余量的因素有 1.)上工序的各种表面缺陷和误差因素 表面粗糙度 缺陷层 工序的尺寸公差 工 序的形位误差 a 2.) 本工序加工时的装夹误差。 确定加工余量的方法有经验估算法、查表法和分析计算法。 根据上述原始资料及加工工艺，查简明机械加工工艺手册，分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下： 60工序号 工序内容 加工余量 工序公差 工序尺寸 表面粗糙度 m 135 细镗 60 15 精镗 5 半精镗 4 5 粗镗 昌航空大学 科技学院 学士学位论文 14 16工序号 工序内容 加工余量 工序公差 工序尺寸 表面粗糙度 m 125 细铰 16 05 扩铰孔 2 16 5 钻孔 14 面 工序号 工序内容 加工余量 工序尺寸 表面粗糙度 m 150 刮研 30 5 精铣 0 粗铣 1 131 择机床设备及工艺装备 工序集中或工序分散的原则确定之后，设备的类型就基本 确定了。在选择设备时，还应考虑机床的主要规格尺寸与工件的外形尺寸相适应，机床的精度与工序要求的加工精度相适应，与现有的加工条件相适应。 工艺装备的选择主要指夹具、刀具等的选择，它们对工序的加工精度、生产率和经济性有直接的影响。 根据所选的生产现场为实习工厂的实际条件，为了满足生产需要，现选用各工序所用的设备为： 10 刀，专用夹具， 15 刀，专用夹具， 20 刀，专用夹具， 25 刀，专用夹具， 30 钻头 6， 18， 30，专用夹具 35 头 8，专用夹具 40 头 4， 5， 15， 32，专用夹具 45 头 30， 14，专用夹具 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 15 45 头 8，专用夹具 65 刀，专用夹具， 70 刀，角度铣刀，专用夹具， 75 刀，专用夹具 80 刀，专用夹具 85 刀，专用夹具 90 头、绞刀， 8， 20， 32，专用夹具 95 头、绞刀， 10，专用夹具 100 头、绞刀， 5， 35， 18， 6，专用夹具 105 头、绞刀， 32， 16，专用夹具 110 头、绞刀， 8，专用夹具 115 刀，专用夹具 120 刀 32，专用夹具 125 刀 16，专用夹具 130 刀 10，专用夹具 135 刀，专用夹具 140 丝攻，专用夹具 145 丝攻，专用夹具 150 刮刀，专用夹具 3 尾座体的工装 设计 具概述 述 夹具指的是在机械加工过程中，为保证加工精度而采用的保证工件相对于机床和刀具正确相对位置，并保证加工过程中不因受外力的作用而改变已有正确位置的工艺装备的总称。 由上述可知，夹具的作用之一是保证工件在工艺系统中相对于机床和刀具具有正确的位置，这一过程称为“定位”。正确地定位是工件表面成形的前提。在加工过程中，工件要受到切削力、惯性力、重力等的作用，因此夹具的另一作用就是要保证 工件在外力的作用下仍能保持其正确位置。这两方面的 作用称为“安装”。通过正确南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 16 地安装，可以保证加工精度、稳定加工质量、提高劳动生产率、降低加工成本、扩大机床工艺范围、实现一机多能、减轻劳动强度、保证安全生产、平衡工序时间。在工艺系统中，夹具不仅影响系统刚性，更影响加工精度。在某些情况下，夹具是实现特殊零件加工厂的必要装备。 随着机械制造技术的发展，新型夹具不断涌现，机床夹具的类型也愈来愈多。在生产应用中，按专门化程度分如下几类： (1) 通用夹具 通用夹具指已标准化、具有较大适用范围的夹具。如三爪自定心卡盘、 四爪单动卡盘、万能分度头、回转工作台等。这类夹具 通用性强，一般用于单件小批生产。 (2) 专用夹具 专用夹具是指根据零件加工过程中某一工序的加工要求而设计的。其结构紧凑、操作方便，可有效的保证加工精度、提高工作效率。 (3) 可调整夹具 可调整夹具包括通用可调夹具和专用可调夹具。其共同特征是：在完成一种工件的加工后，经过调整或更换个别元件，即可加工形状相似、尺寸相近或工艺相似的多种工件。 (4) 专门化拼装夹具 这类夹具是针对特定工序要求，由通用性较强的标准元件和部件拼装而成。它具有通用夹具和专用夹具的特点。 (5) 自动线夹具 这类夹具包括自动线用夹具 和数控机床夹具。 按机床的类型分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床 按动力源的不同可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、电磁夹具。 虽然夹具的结构多种多样，但根据元件或机构的作用，其组成包括下列几部分。 (1) 定位装置 其作用是确定工件在夹具体中的位置，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，如支承钉、支承板、 位销等。 (2) 夹紧装置 它将工件压紧夹牢，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。 (3) 对刀、引导元件 这类元件的共同作用是保证工件与刀具之间的正确加工位置，如钻套、对刀块等。 (4) 联接元件 其作用是保证机床与夹具之间的正确相对位置，如定向键、心轴锥柄等。 (5) 夹具体 一般是指夹具体上最大、最复杂的基础元件，是夹具的基座或支架。其作用是把夹具各组成部分连接为一个整体。 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 17 (6) 其它元件或装置 除上述的各部分以外的元件或装置，其作用是完成夹具工作时一些必要的动作。如某些夹具上的分度装置，上下料 装置、工件抬起装置等。 位方案及定位元件 为使一批工件中的每一个工件放在夹具中都能获得一致的位置，必须 通过工件上的定位基准与夹具中的定位元件相接触或相配合。由于工件的形状多种多样，故定位基准各不相同，所以要合理的选择、设计、安置定位元件，以达到定位的目的。 选择合理的定位基准的原则： 1) 定位基准必须与工艺基准重合，并尽量与设计基准重合，以减少定位误差。当定位基准与工艺基准或设计基准不重合时，需要进行必要的加工尺寸及其公差的换算。 2) 应选择工件上最大的平面，最长的圆柱面或圆柱轴线 为定位基准，以提高定位精度，并使定位稳定可靠。 3) 在选择定位元件时，应以六点定位原理来分析，要尽量避免过定位现象。 4) 在工件各加工工序中，力求采用统一基准，以避免因基准更换而降低工件各表面的相互位置精度。 定位元件的设计 定位元件要求 1) 足够的精度 由于工件的定位是通过定位副的配合（或接触）实现的。定位元件上限位基面的精度直接影响工件的定位精度。因此，限位基面应有足够的精度，以适应工件的加工要求。 2) 足够的强度和刚度 定位元件不仅限制工件的自由度，还支承工件，承受夹紧力和切削力的作用。 因此，应有足够的强度和刚度，以免使用中变形和损坏。 3) 耐磨性好 工件的装卸会磨损定位元件的限位基面，导致定位精度下降。定位精度下降到一定程度，定位元件必须更换，否则夹具不能继续使用。为了延长定位元件的更换周期，南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 18 提高夹具的使用寿命，定位元件应有较好的耐磨性。 4) 工艺性好 定位元件的结构应力求简单、合理，便于加工、装配和更换。 工件以圆孔定位时的定位元件 工件以圆孔内表面作为定位基面时，常用以下定位元件。 1）圆柱销 2）圆柱心轴 3）圆锥心轴 工件在锥度心轴上定位时，并靠工件定位 圆孔与心轴限位圆柱面的弹性变形夹紧工件。 紧装置 紧装置的组成 夹紧装置的种类很多，但其结构均有两部分组成。 1. 产生力的部分 动力装置 夹紧力的来源，一是人力；二是某种装置所产生的力。能产生力的装置称为夹具的动力装置。常见的动力装置有：液压装置、气压装置、电磁装置、电动装置、气 液联动装置和真空装置等。 2. 传递力的部分 夹紧机构 夹紧机构在传递力的过程中，能根据需要改变力的大小、方向和作用点。手动夹紧的夹紧机构还应具有良好的自锁性，以保证人力的作用停止后，还能可 靠的夹紧工件 。 夹紧机构的基本要求 1) 夹紧过程中，不改变工件定位后占据的正确位置。 2) 夹紧力的大小适当。既要保证工件在整个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) 工艺性好。夹紧装置的复杂程度应与生产纲领相适应在保证生产效率的前提下，其机构力求简单，便于制造和维修。 4) 使用性好。夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。 夹紧机构的种类虽然很多，但其结构大都以斜楔夹紧机构，螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构、联动夹紧机构和铰链夹紧机构。 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 19 紧力 方向与作用点选择 确定夹紧力就是确定夹紧力的方向、作用点和大小三要素。 夹紧力的方向和作用点的确定 1) 夹紧力应朝向主要限位面 2) 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内 3) 夹紧力的作用点应靠近工件的加工表面 紧力大小的确定 夹紧力的大小与工件所受的切削力、重力、惯性力和摩擦力的大小有关，根据静力平衡条件计算出理论夹紧力 W，乘以安全系数 K 得实际夹紧力 K 式中 实际夹紧力 W 计算出理论夹紧力 K 安全系数 向键、对刀块 向键 为保证加工面的形状，加工时必须保证心轴的轴心与走刀方向平行，因此在夹具底面铣出一条与心轴轴心平行的键槽，在槽的两端嵌入两个定向键，并用沉头螺钉与夹具体底部联结。 刀块 对刀装置包括对刀块和塞尺。 它可以迅速而正确地确定夹具与刀具间的相对位置。 设计、选用对刀装置时，应根据加工表面的形状，确定对刀块的结构和所用塞尺的形式。使用时，将塞尺放在刀具和对刀块 之间，凭抽动的松紧感觉来判断，以适度为宜。 对刀块有圆形对刀块、方形对刀块、直角对刀块和侧装对刀块。 对刀用的塞尺分为对刀平塞尺和对刀圆柱塞尺。 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 20 夹具的有关元件、机构和装置都安装在夹具体上，并通过夹具体安装在机床上。夹具体的结构形式和尺寸大小，主要取决于工件的结构特点、尺寸大小；夹具上所选用的元件及其布局；夹具与机床的连接方式等。 夹具体毛坯的选择，需要考虑结构合理性、工艺性、经济性标准化的可能以及工厂的具体条件。制造夹具体的四种基本方法是铸造、锻造、焊接和组合式。 在设计夹具时 （ 1） 应有足够的刚度和强度。加工工件时，为了防止在切削力、夹紧力等外力的作用下，夹具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。 （ 2） 力求结构简单、重量轻。夹具的外形一般尺寸较大，结构较为复杂，而且各表面的相互位置精度要求高，应特别注意其结构工艺性。同时在满足刚度及强度的前提下，尽可能减轻重量、缩小体积。 （ 3） 应便于排除切屑。加工过程中为了防止切屑聚集，影响工件的正确定位和夹具的正常操作，因此在设计夹具体时应尽量考虑切屑的排除问题。若加工中生产的切屑不多，可适当加大定位元件 工作表面与夹具体之间的距离，以增加容屑空间；加工中生产切屑较大时，一般应在夹具体上设置排屑沟。 （ 4） 在机床上安装应稳定可靠。对于固定在机床上的夹具应使其重心尽量低；对于不固定在机床上的夹具，则其重心和切削力作用点，应落在夹具体的支承范围以内，重心越高夹具支承面积越大。为了使夹具安装稳定可靠，夹具体底面中部通常挖空。对于翻转式或移动式夹具体，应在夹具体上设置手柄或手扶部位以便于操作。对于大型夹具，在夹具体上吊环螺栓和起重孔，以方便调运。 （ 5） 应有良好的结构工艺性和经济性。夹具体有三个重要的表面，直接影 响到夹具的装配精度，即夹具底面、安装定位元件和引导装置的表面以及夹具安装时的校正基面。在加工这些表面时，通常是以夹具体底面作为定位基准，因此在考虑夹具体结构时，应便于达到这些表面的加工要求。在夹具体上供安装各种元件的表面，一般应铸出 35便于减少加工面积。 夹具装配图应标注下列内容： 夹具外形轮廓尺寸，结构中主要活动件的装配尺寸和外形尺寸，还应包括可动部分处于极限位置的移动范围尺寸； 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 21 工件定位基准与定位元件间的联系尺寸和配合尺寸； 夹具与刀具的联系尺寸或与导向元 件的配合尺寸； 夹具与机床安装连接部分的尺寸和配合尺寸； 与测量有关的测量基面的位置尺寸和公差； 夹具内部其他配合尺寸； 有关夹具制造、装配、使用、调整、维修和定期检验等的特殊技术要求和说明； 夹具保证 工件加工精度和影响安装使用的主要尺寸以及某些表面形位公差的技术工件； 定位元件和导向元件以及对刀元件的复验尺寸和磨损极限尺寸。 槽夹具设计 工要求 为了提高劳动生产要求，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。专用夹具设计得是否合理，直接影响工件的质量、产量和加工成本。经过与指 导老师的协商，决定设计 70 号工序铣槽。 槽为 49 45的斜面，用于连接底板，使尾座体在车床上滑动。 本工序的加工要求为：表面粗糙度为 本工序的加工条件为： 铣刀和角度铣刀，左右端面已粗加工，底部右侧端面粗加工，底面精加工，各处的孔都已钻出。 加工槽应考虑保证表面糙度的要求及它的加工位置。所选的加工工序决定了要采用铣床夹具。 1)直线送进的专用铣床夹具 这类夹具安装在铣床工作台上，加工中工作台是按直线方式运动的。 在铣削加工中，为了提高 夹具的工作效率，对于这类铣床夹具，可采用联动夹紧机构和气动、液压传动装置；也可采用多件多工位夹具使加工的机动时间和装卸工件的时间重合等措施。 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 22 2) 圆周送进的专用铣床夹具 圆周铣削法的送进运动是连续，能在不停车的情况下装卸工件，因此是一种高效率的加工方法，适用于大批量生产。 设计圆周送进铣床夹具时应注意使沿圆周排列的工件尽量紧凑，以减少铣刀的空程和夹具的尺寸和重量；手柄沿转台的四周分布以便于操作，尽可能采用气动液压等机械化夹紧方式以减轻工人劳动强度。 3)机械仿形送进的靠模夹具 靠模夹具是用来加工各种直线 曲面或空间曲面，靠模夹具的作用是 使主送进运动和由靠模获得的辅助运动形成加工所需要的仿形运动。因此按照送进运动的方式，把用于加工直线曲面的仿形夹具分为直线送进和圆周送进的两种。采用靠模夹具一般万能铣床上加工出所需要的成形面以代替价格昂贵的靠模铣床加工，这对于中小厂来说，通过采用夹具来扩大机床工艺用途，以解决缺少特殊设备问题，具有较大的技术经济意义。 位方案的选择 择定位方案 方案一：根据工序的加工要求，工件在夹具中的定位以 60的孔为主要定位基准，限制 4个自由度，以底面 限制 1个旋转的自由度，一以底部右侧端面限制 1个移动自由度 。 图 1 定位方案 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 23 方案二：根据工序的加工要求，工件在夹具中的定位以底面限制 3个自由度，底部右侧端面限制 2个自由度，上表面限制一个自由度 1个自由度。 图 3 定位方案 方案一，有利于保持加工精度，而且方便夹具的设计制造，夹紧的方向指向定位元件刚性较大的方向。而方案二，不容易保证加工的精度，当夹紧力过大就会引起定位 元件变形，使工件的加工形状改变。 综合考虑这两个方案，及本工序的加工具体情况，采用方案一。 由于工件的定位方案已确定，根据确定的方案。选择的定位元件结构如图（附录3）所示。 60用螺母夹紧，压块控制工件的旋转，用压块控制工件的旋转。 位误差分析计算 六点定则解决了工件自由度的限制问题，即工件在夹具中位置“定与不定”的问题。还要考虑工件位置定得“准与不准的问题”。由于一批工件逐个在夹具上定位时，各工件实际所占据的位置不完全一致。加工后，各工件的加工尺寸必然大小不一 ，形成误差。这种只与工件定位有关的误差，称为定位误差，用 件位置“准”与“不准”更确切的说是加工尺寸的工序基准位置是否一致。产生定位误差的原因有： 基准不重合误差 B 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 24 基准位移误差 Y c o 计算定位误差 两种特殊情况 1. Y 0， B = 0 时， D= Y 2. B 0， Y = 0 时， D= B 一般情况 工序基准不在定位面上 D= Y+ B 工序基准在定位面上 D= Y B 心轴与工件 60的孔配合为 于定位基准和工序基准重合，B=0，影响位置精度的定位误差为： D= Y= 22 = = 紧装置的确定 一般铣削加工切削用量较大，切削力也较大，又因为铣刀刀齿的不连续切削，故切削振动较大，因此
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