一个国家是否强大，主要是看这个国家的工业是否发达。现在中国仍处在工业化中期。中国早在50年代初所处的国际局势下，选择了优先发展重工的道路,重工业中的大多数产品由机床加工的。床头箱体是机床的基础件，通过它把机床主轴、零部件与机床联结在一起。床头箱箱体有精度高的平面和较多的孔系要加工，工序内容多工艺路线长，其加工质量在很大程度上决定着机床的装配精度与性能。在大中批量生产条件下，大量加工实例分析中看出，工艺方案考虑不周，加工路线设计不好，造成加工差错，工作量的成倍增加，制造成本上升。对机床床头箱体的工艺规程设计问题进行研究，对提高其使用效率和使用质量具有重大实际意义。机床床头箱工艺的分析采用工序分散、工序集中的原则来优化加工工艺的路线，从而减少铣床和镗床夹具装卡的次数，减少了专用夹具的设计。使其在加工过程中有据可依并使其具有总结性的经验和理论根据。对其他的箱体加工工艺分析和夹具设计提供理论性的依据。

关键词：机床床头箱；工艺分析；夹具

ABSTRACT

A country whether formidable, is mainly looked that this national industry to be whether developed. Now China still occupied the industrialization intermediate stage. China as early as located in the early 50s under the international situation, chose has given priority to the heavy industry in the path heavy industry majority products to process by the engine bed. The headstock body is engine bed's foundation, through it the engine bed main axle, the spare part and the engine bed joins in together. The headstock box body has the precision high plane and many Kong Xi must process, the working procedure content multi-craft route is long, its processing quality is deciding engine bed's assembly precision and the performance to a great extent. Under the major and medium volume production condition, processes in the example analysis to see massively, the craft plan consideration week, does not process the location not to be good, creates the processing mistake, work load increase doubled and re-doubled, the production cost rise. Conducts the research to the engine bed headstock body's technological process design question, to raises its use efficiency and the use quality has the significant practical significance. The engine bed headstock craft's analysis uses the working procedure to disperse, the working procedure centralized principle to optimize the processing craft the route, thus reduces the milling machine and the boring lathe jig installs the card the number of times, reduced unit clamp's design. Enables it to have in the processing process according to may depend on and enable it to have the summary experience and the theory basis. Provide the theoretical to other box body processing process study and the jig design basis.

Key Words：Temperature sensor；Touch-screen；Touch-screen controller；Liquid crystal display；Temperature measurement

摘要 …..................................................................................................I

Abstract …………………………………………………………………..II

1床头箱的工艺分析 …................................................................................1

1.1床头箱的功用 ……..........................................................................................1

1.2床头箱的技术要求 ….......................................................................................1

1.3审查床头箱的工艺性 ……..................................................................................4

1．审查零件图样 ...................................................................................4

2．审查零件的结构工艺性。 ………………………………………………4

2 床头箱的生产类型 ……......................................................................5

2.1确定床头箱的生产类型 …................................................................................5

3 确定毛坯的种类和制造方法 …..............................................................6

3.1确定毛坯的种类 ……...........................................................................................6

3.2毛坯制造方法的考虑因素…….............................................................................6

1．材料的工艺性能……...............................................................................6

2．毛坯的尺寸、形状和精度等级 ……...........................................................6

3．零件的生产纲领 ……...............................................................................6

4拟订床头箱的工艺路线 …….................................................................7

4.1定位基准的选择 …................................................................................7

1．精基准的选择 …................................................................................7

2．粗基准的选择 …................................................................................7

4.2表面加工方法的确定 …................................................................................7

4.3加工阶段的划分 …................................................................................10

1．粗加工阶段 …................................................................................10

2．半精加工阶段 …................................................................................10

3．精加工阶段 …................................................................................10

4.4工序的集中 …................................................................................10

4.5工序顺序的安排 …................................................................................11

1．机械加工工序 …................................................................................11

2．热处理工序 …................................................................................11

3．辅助工序 …................................................................................11

4.6加工工艺路线方案的比较 …..............................................................11

1加工工艺路线方案的论证 …..............................................................13

4.7床头箱的主要面、孔工序尺寸及公差 14

5机床设备及工艺装备的选用 17

5.1机床设备的选用 …..............................................................17

5.2工艺装备的选用 .............................................................................17

6切削用量、时间定额的计算 ................................................................18

6.1主要面和孔的切削用量的确定 ...........................................................18

6.2主要面和孔的时间定额的计算 .......................................................... 45

7镗夹具的设计 ........................................................... ........................... 54

7.1确定镗床夹具与机床间的正确位置 ....................................................54

7.2确定镗床夹具与床头箱的定位与夹紧 ............ .................................54

结论 ........................................................... ........................... 58

参考文献 ........................................................... ........................... 59

附录 ........................................................... ........................... 60

致谢 ........................................................... ........................... 78

1 床头箱的工艺分析

工业工程作为一门正式学科的出现应追溯到19世纪末。它起源于美国，其理论体系伴随着工业化进程逐渐完善。我国的工业工程严格地讲是从20世纪60年代到80年代才有了一定水平的应用案例[1]，从80年代开始随着外资企业的进入使工业工程在一定范围内得到推广。经过20多年的发展，取得了较大的成就……。

1.1床头箱的功用

用以支承主轴并使之旋转。主轴为空心结构。其前端外锥面安装三爪卡盘等附件来夹持工件，前端内锥面用来安装顶尖，细长孔可穿入长棒料。车床床头箱内只有一级变速，其主轴变速机构安放在远离主轴的单独变速箱中，以减小变速箱中的传动件产生的振动和热量对主轴的影响。

1.2床头箱的技术要求

床头箱属于典型的长方体箱体，材料为灰口铸铁，硬度为200。该箱体主要是主轴孔系的加工。一般以底面B1、B2和C面做为精定位，其余各孔系和表面也依靠底面B1、B2和C面精定位进行加工。

表1.1 床头箱技术要求

加工表面尺寸及偏差/mm 公差/mm及精度等级表面粗糙度Ra/μm 形位公差/mm

顶面长：555宽：470 IT10 6.3 ∥ 0.04

底面B1 长：560宽：100 IT6 1.6 ∥ 0.04

底面B2 长：560宽：215 IT6 1.6 ∥ 0.04

C面长：120宽：50 IT6 1.6 ∥ 0.04

⊥ 300：0.1 B

左端面宽：520

高： IT10 6.3

右端面宽：470

高：355 IT10 6.3

Ⅳ孔系的4孔 IT7 1.6

Ⅳ孔系的3孔 IT7 1.6

Ⅳ孔系的2孔 IT7 1.6

Ⅳ孔系的1孔 IT7 1.6

该床头箱形状特殊，结构复杂，属于典型的箱体零件。为了实现床头箱在运用中的功用，加工精度要求较高。总而言之，该床头箱的各项技术要求制订的较合理，符合该零件在运用中的功用。

1.3审查床头箱的工艺性

1审查零件的图样

审查零件图样上的视图、尺寸公差和技术要求正确、统一、完整。分析零件图可知，床头箱的各顶面、底面、C面均要求铣削加工，而且底面和C面加工精度较高，因此要保证各个端面的加工精度，而其他工作表面加工精度相对较低，主轴孔系的精度等级要求高，其他各孔的精度等级一般，因此不需要高精度的铣床加工和镗床，而主要工作表面及各个孔系虽然加工精度较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工。由此可见，该零件的工艺性较好。

2审查零件的结构工艺性

零件的结构工艺性各个孔系中的孔都在一条中心线上有利于机械加工、各个表面及孔系的表面粗糙度和行为公差都符合设计要求有利于装配。

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零件图.gif

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挡板.gif

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内容简介：: 学院毕业设计 (论文 ) 任务书课题名称计指导教师崔海蓉学院机械工程学院 2 专业机械设计制造及其自动化班级学生姓名学号开题日期 2014年 12月 10日一、主要任务与目标：设计设计条件及要求如下： (1) 设计加工第一道工序的加工夹具； (2) 设计加工 62加工夹具； (3) 要求气动或液压夹紧。二、主要内容与基本要求：设计主要内容： (1)零件工艺过程设计； (2)零件工序安排详细内容及相关计算； (3)设计夹具结构，绘制装配图； (4)设计其他重要零件，绘制相关零件图；基本要求： (1)零件工艺过程卡一套，零件工序卡一套； (2) 夹具总装图 1 张（ (3) 其它零部件图若干张（ 2张 (4) 文献综述（ 2000字以上）； (5) 外文文献的中文翻译 2000字 /篇（ 2篇）以上； (6) 开题报告 1篇（ 2000字以上）； (7)设计说明书 1份 (10000字以上 )。三、计划进度： (1) 2014年 11月 17日 2014年 11月 21日接受任务，熟悉研究内容。 (2) 2014年 11月 22日 2014年 11月 28日完成外文翻译。 (3) 2014年 11月 29日 2014年 12月 5日进行文献检索，完成文献综述。 (4) 2014年 12月 6日 2014年 12月 10日确定研究方案，工艺方案及定位、夹紧方案设计，完成开题报告。 (5) 2014年 12月 12日前必须上传外文翻译、文献综述、开题报告至毕业设计网络平台。 (6) 2014年 12月 13日 2015年 1月 18日结构设计，绘制总装配图、主要零部件结构图整理资料，撰写设计说明书；研究工作总结；准备上传所有毕业设计资料。 (7) 2015年 1月 12日前第 1批答辩学生上传所有毕设资料至网络平台。 (8) 2015年 1月 19日前所有学生上传所有毕设资料至网络平台。 (9) 2015年 4月 27日 2015年 4月 30日第 2批答辩。 (10) 2015年 5月 25日 2015年 5月 29日第 3批答辩。四、主要参考文献： 1 王启平机床夹具设计哈尔滨工业大学出版社 1995 2 卢秉恒、赵万华、洪军机械制造技术基础机械工业出版社 2005 3 邹青，呼咏 . 机械制造技术基础课程设计指导教程（第二版） M. 北京 :机械工业出版社， 2011. 4 陈秀宁，施高义 . 机械设计课程设计（第四版） M. 杭州 :浙江大学出版社， 2007. 5 濮良贵 , 纪名刚 . 机械设计 (第八版 ) M. 北京 : 高等教育出版社 , 2006. 6 大连理工大学工程图学教研室 . 机械制图 (第六版 ) M. 北京 : 高等教育出版社 , 2007. 7 于骏一 , 邹青 . 机械制造技术基础 (2版 ) M. 北京 : 机械工业出版社 , 2009. 8 西北工业大学机械原理及机械零件教研室 . 机械原理 (第七版 ) M. 北京 : 高等教育出版社 , 2006. 9 哈尔滨工业大学理论力学教研室 . 理论力学 (第七版 ) M. 北京 : 高等教育出版社 , 2009. 10 徐福玲 , 陈尧明 . 液压与气压传动 (第三版 ) M. 北京 : 机械工业出版社 , 2007. 11 张以鹏 . 实用切削手册 M. 沈阳 :辽宁科学技术出版社， 2007. 12 机械设计手册编委会 M. 北京 :机械工业出版社，2004. 13 余光国、马俊、张兴发机床夹具设计重庆大学出版社 1995 14 刘守勇、陈殿学、刘彦竹机械制造工艺与机床夹具机械工业出版社 1994 15 to B/ 011. 16 A on of B/ 012. 指导教师 2014年 11月 19日系主任 2014年 11月 19日英文题目一翻译内容全文指导教师评语指导教师签字年月日英文题目二译内容全文指导教师评语指导教师签字年月日加工基础作为产生形状的一种加工方法，机械加工是所有制造过程中最普遍使用的而且是最重要的方法。机械加工过程是一个产生形状的过程，在这过程中，驱动装置使工件上的一些材料以切屑的形式被去除。尽管在某些场合，工件无承受情况下，使用移动式装备来实现加工，但大多数的机械加工是通过既支承工件又支承刀具的装备来完成。机械加工在知道过程中具备两方面。小批生产低费用。对于铸造、锻造和压力加工，每一个要生产的具体工件形状，即使是一个零件，几乎都要花费高额的加工费用。靠焊接来产生的结构形状，在很大程度上取决于有效的原材料的形式。一般来说，通过利用贵重设备而又无需特种加工条件下，几乎可以以任何种类原材料开始，借助机械加工把原材料加工成任意所需要的结构形状，只要外部尺寸足够大，那都是可能的。因此对于生产一个零件，甚至当零件结构及要生产的批量大小上按原来都适于用铸造、锻造或者压力加工来生产的，但通常宁可选择机械加工。严密的精度和良好的表面光洁度，机械加工的第二方面用途是建立在高精度和可能的表面光洁度基础上。许多零件，如果用别的其他方法来生产属于大批量生产的话，那么在机械加工中则是属于低公差且又能满足要求的小批量生产了。另方面，许多零件靠较粗的生产加工工艺提高其一般表面形状，而仅仅是在需要高精度的且选择过的表面才进行机械加工。例如内螺纹，除了机械加工之外，几乎没有别的加工方法能进行加工。又如已锻工件上的小孔加工，也是被锻后紧接着进行机械加工才完成的。基本的机械加工参数切削中工件与刀具的基本关系是以以下四个要素来充分描述的：刀具的几何形状，切削速度，进给速度，和吃刀深度。切削刀具必须用一种合适的材料来制造，它必须是强固、韧性好、坚硬而且耐磨的。刀具的几何形状以刀尖平面和刀具角为特征对于每一种切削工艺都必须是正确的。切削速度是切削刃通过工件表面的速率，它是以每分钟英寸来表示。为了有效地加工，切削速度高低必须适应特定的工件刀具配合。一般来说，工件材料越硬，速度越低。进给速度是刀具切进工件的速度。若工件或刀具作旋转运动，进给量是以每转转过的英寸数目来度量的。当刀具或工件作往复运动时，进给量是以每一行程走过的英寸数度量的。一般来说，在其他条件相同时，进给量与切削速度成反比。吃刀深度以英寸计是刀具进入工件的距离。它等于旋削中的切屑宽度或者等于线性切削中的切屑的厚度。粗加工比起精加工来，吃刀深度较深。切削参数的改变对切削温度的影响金属切削操作中，热是在主变形区和副变形区发生的。这结果导致复杂的温度分布遍及刀具、工件和切屑。图中显示了一组典型等温曲线，从中可以看出：像所能预料的那样，当工件材料在主变形区被切削时，沿着整个切屑的宽度上有着很大的温度梯度，而当在副变形区，切屑被切落时，切屑附近的前刀面上就有更高的温度。这导致了前刀面和切屑离切削刃很近的地方切削温度较高。实质上由于在金属切削中所做的全部功能都被转化为热，那就可以预料：被切离金属的单位体积功率消耗曾家的这些因素就将使切削温度升高。这样刀具前角的增加而所有其他参数不变时，将使切离金属的单位体积所耗功率减小，因而切削温度也将降低。当考虑到未变形切屑厚度增加和切削速度，这情形就更是复杂。未变形切屑厚度的增加趋势必导致通过工件的热的总数上产生比例效应，刀具和切屑仍保持着固定的比例，而切削温度变化倾向于降低。然而切削速度的增加，传导到工件上的热的数量减少而这又增加主变形区中的切屑温升。进而副变形区势必更小，这将在该区内产生升温效应。其他切削参数的变化，实质上对于被切离的单位体积消耗上并没有什么影响，因此实际上对切削温度没有什么作用。因为事实已经表明：切削温度即使有小小的变化对刀具磨损率都将有实质意义的影响作用。这表明如何人从切削参数来确定切削温度那是很合适的。为着测定高速钢刀具温度的最直接和最精确的方法是 W&T 法，这方法也就是可提供高速钢刀具温度分布的详细信息的方法。该项技术是建立在高速钢刀具截面金相显微测试基础上，目的是要建立显微结构变化与热变化规律图线关系式。当要加工广泛的工件材料时，项技术由于利用电子显微扫描技术已经进一步发展，目的是要研究将已回过火和各种马氏体结构的高速钢再回火引起的微观显微结构变化情况。这项技术亦用于研究高速钢单点车刀和麻花钻的温度分布。刀具磨损从已经被处理过的无数脆裂和刃口裂纹的刀具中可知，刀具磨损基本上有三种形式：后刀面磨损，前刀面磨损和 V 型凹口磨损。后刀面磨损既发生在主刀刃上也发生副刀刃上。关于主刀刃，因其担负切除大部金属切屑任务，这就导致增加切削力和提高切削温度，如果听任而不加以检查处理，那可能导致刀具和工件发生振动且使有效切削的条件可能不再存在。关于副刀刃，那是决定着工件的尺寸和表面光洁度的，后刀面磨损可能造成尺寸不合格的产品而且表面光洁度也差。在大多数实际切削条件下，由于主前刀面先于副前刀面磨损，磨损到达足够大时，刀具将实效，结果是制成不合格零件。由于刀具表面上的应力分布不均匀，切屑和前刀面之间滑动接触区应力，在滑动接触区的起始处最大，而在接触区的尾部为零，这样磨蚀性磨损在这个区域发生了。这是因为在切削卡住区附近比刀刃附近发生更严重的磨损，而刀刃附近因切屑与前刀面失去接触而磨损较轻。这结果离切削刃一定距离处的前刀面上形成麻点凹坑，这些通常被认为是前刀面的磨损。通常情况下，这磨损横断面是圆弧形的。在许多情况中和对于实际的切削状况而言，前刀面磨损比起后刀面磨损要轻，因此后刀面磨损更普遍地作为刀具失效的尺度标志。然而因许多作者已经表示过的那样在增加切削速度情况下，前刀面上的温度比后刀面上的温度升得更快，而且又因任何形式的磨损率实质上是受到温度变化的重大影响。因此前刀面的磨损通常在高速切削时发生的。刀具的主后刀面磨损带的尾部是跟未加工过的工件表面相接触，因此后刀面磨损比沿着磨损带末端处更为明显，那是最普通的。这是因为局部效应，这像未加工表面上的已硬化层，这效应是由前面的切削引起的工件硬化造成的。不只是切削，还有像氧化皮，刀刃产生的局部高温也都会引起这种效应。这种局部磨损通常称作为凹坑性磨损，而且偶尔是非常严重的。尽管凹坑的出现对刀具的切削性质无实质意义的影响，但凹坑常常逐渐变深，如果切削在继续进行的话，那么刀具就存在断裂的危机。如果任何进行性形式的磨损任由继续发展，最终磨损速率明显地增加而刀具将会有摧毁性失效破坏，即刀具将不能再用作切削，造成工件报废，那算是好的，严重的可造成机床破坏。对于各种硬质合金刀具和对于各种类型的磨损，在发生严重失效前，就认为已达到刀具的使用寿命周期的终点。然而对于各种高速钢刀具，其磨损是属于非均匀性磨损，已经发现：当其磨损允许连续甚至到严重失效开始，最有意义的是该刀具可以获得重磨使用，当然，在实际上，切削时间远比使用到失效的时间短。以下几种现象之一均是刀具严重失效开始的特征：最普遍的是切削力突然增加，在工件上出现烧损环纹和噪音严重增加等。自动夹具设计用做装配设备的传统同步夹具把零件移动到夹具中心上，以确保零件从传送机上或从设备盘上取出后置于已定位置上。然而在某些应用场合、强制零件移动到中心线上时，可能引起零件或设备破坏。当零件易损而且小小振动可能导致报废时，或当其位置是由机床主轴或模具来具体时，再或者当公差要求很精密时，那宁可让夹具去适应零件位置，而不是相反。为着这些工作任务，美国俄亥俄州公司已经开发了一般性功能数据的非同步西类柔顺性夹具。因为夹具作用力和同步化装置是各自独立的，该同步装置可以用精密的滑移装置来替换而不影响夹具作用力。夹具规格范围是从寸行程， 5英镑夹紧力到 6 英寸行程、 400 英寸夹紧力。现代生产的特征是批量变得越来越小而产品的各种规格变化最大。因此，生产的最后阶段，装配因生产计划、批量和产品设计的变更而显得特别脆弱。这种情形正迫使许多公司更多地致力于广泛的合理化改革和前面提到过情况那样装配自动化。尽管柔性夹具的发展很快落后与柔性运输处理装置的发展，如落后于工业机器人的发展，但仍然试图指望增加夹具的柔顺性。事实上夹具的重要的装置生产装置的专向投资就加强了使夹具更加柔性化在经济上的支持。根据它们柔顺性，夹具可以分为：专用夹具、组合夹具、标准夹具、高柔性夹具。柔性夹具是以它们对不同工件的高适应性和以少更换低费用为特征的。结构形式可变换的柔性夹具装有可变更结构排列的零件（例如针形颊板，多片式零件和片状颊板），标准工件的非专用夹持或夹紧元件（例如：启动标准夹持夹具和带有可移动元件的夹具配套件），或者装有陶瓷或硬化了的中介物质（如：流动粒子床夹具和热夹具紧夹具）。为了生产，零件要在夹具中被紧固，需要产生夹紧作用，其有几个与夹具柔顺性无关的步骤：根据被加工的即基础的部分和工作特点，确定工件在夹具中的所需的位置，接着必须选择若干稳定平面的组合，这些稳定平面就构成工件被固定在夹具中确定位置上的夹持状轮廓结构，均衡所有各力和力矩，而且保证接近工件工作特点。最后，必须计算、调整、组装可拆装的或标准夹具元件的所需位置，以便使工件牢牢地被夹紧在夹具中。依据这样的程序，夹具的轮廓结构和装合的规划和记录过程可以进行自动化控制。结构造型任务就是要产生若干稳定平面的组合，这样在这些平面上的各夹紧力将使工件和夹具稳定。按惯例，这个任务可用人机对话即几乎完全自动化的方式来完成。一人机对话即以自动化方式确定夹具结构造型的优点是可以有组织有规划进行夹具设计，减少所需的设计人员，缩短研究周期和能更好地配置工作条件。简言之，可成功地达到显著提高夹具生产效率和效益。在充分准备了构造方案和一批材料情况下，在完成首次组装可以成功实现节约时间达 60%。因此夹具机构造型过程的目的是产生合适的编程文件。车床加工车床主要是为了进行车外圆、车端面和镗孔等项工作而设计的机床。车削很少在其他种类的机床上进行 ,而且任何一种其他机床都不能像车床那样方便地进行车削加工。由于车床还可以用来钻孔和铰孔 ,车床的多功能性可以使工件在一次安装中完成几种加工。因此 ,在生产中使用的各种车床比任何其他种类的机床都多。车床的基本部件有 :床身、主轴箱组件、尾座组件、溜板组件、丝杠和光杠。床身是车床的基础件。它通常是由经过充分正火或时效处理的灰铸铁或者球墨铁制成。它是一个坚固的刚性框架 ,所有其他基本部件都安装在床身上。通常在床身上有内外两组平行的导轨。有些制造厂对全部四条导轨都采用导轨尖朝上的三角形导轨 (即山形导轨 ) ,而有的制造厂则在一组中或者两组中都采用一个三角形导轨和一个矩形导轨。导轨要经过精密加工以保证其直线度精度。为了抵抗磨损和擦伤 ,大多数现代机床的导轨是经过表面淬硬的 ,但是在操作时还应该小心 ,以避免损伤导轨。导轨上的任何误差 ,常常意味着整个机床的精度遭到破坏。主轴箱安装在内侧导轨的固定位置上 ,一般在床身的左端。它提供动力 ,并可使工件在各种速度下回转。它基本上由一个安装在精密轴承中的空心主轴和一系列变速齿轮 (类似于卡车变速箱 )所组成。通过变速齿轮 ,主轴可以在许多种转速下旋转。大多数车床有 812 种转速 ,一般按等比级数排列。而且在现代机床上只需扳动 24 个手柄 , 就能得到全部转速。一种正在不断增长的趋势是通过电气的或者机械的装置进行无级变速。由于机床的精度在很大程度上取决于主轴 ,因此 ,主轴的结构尺寸较大 ,通常安装在预紧后的重型圆锥滚子轴承或球轴承中。主轴中有一个贯穿全长的通孔 ,长棒料可以通过该孔送料。主轴孔的大小是车床的一个重要尺寸 ,因此当工件必须通过主轴孔供料时 ,它确定了能够加工的棒料毛坯的最大尺寸。尾座组件主要由三部分组成。底板与床身的内侧导轨配合 ,并可以在导轨上作纵向移动。底板上有一个可以使整个尾座组件夹紧在任意位置上的装置。尾座体安装在底板上 ,可以沿某种类型的键槽在底板上横向移动 ,使尾座能与主轴箱中的主轴对正。尾座的第三个组成部分是尾座套筒。它是一个直径通常大约在 51763 英寸 )之间的钢制空心圆柱体。通过手轮和螺杆 ,尾座套筒可以在尾座体中纵向移入和移出几个英寸。车床的规格用两个尺寸表示。第一个称为车床的床面上最大加工直径。这是在车床上能够旋转的工件的最大直径。它大约是两顶尖连线与导轨上最近点之间距离的两倍。第二个规格尺寸是两顶尖之间的最大距离。车床床面上最大加工直径表示在车床上能够车削的最大工件直径 , 而两顶尖之间的最大距离则表示在两个顶尖之间能够安装的工件的最大长度。普通车床是生产中最经常使用的车床种类。它们是具有前面所叙的所有那些部件的重载机床 ,并且除了小刀架之外 ,全部刀具的运动都有机动进给。它们的规格通常是 :车床床面上最大加工直径为305610224 英寸 ) ；但是 ,床面上最大加工直径达到 12700 英寸 )和两顶尖之间距离达到 3658车床也并不少见。这些车床大部分都有切屑盘和一个安装在内部的冷却液循环系统。小型的普通车床车床床面最大加工直径一般不超过 3303 英寸 ) 被设计成台式车床 ,其床身安装在工作台或柜子上。虽然普通车床有很多用途 ,是很有用的机床 ,但是更换和调整刀具以及测量工件花费很多时间 ,所以它们不适合在大量生产中应用。通常 ,它们的实际加工时间少于其总加工时间的 30%。此外 ,需要技术熟练的工人来操作普通车床 ,这种工人的工资高而且很难雇到。然而 ,操作工人的大部分时间却花费在简单的重复调整和观察切屑过程上。因此 ,为了减少或者完全不雇用这类熟练工人 ,六角车床 ,螺纹加工车床和其他类型的半自动和自动车床已经很好地研制出来 ,并已经在生产中得到广泛应用。先进制造技术中的一个基本的概念是数字控制 (在数控技术出现之前，所有的机床都是由人工操纵和控制的。在与人工控制的机床有关的很多局限性中 ,操作者的技能大概是最突出的问题。采用人工控制是产品的质量直接与操作者的技能有关。数字控制代表了从人工控制机床走出来的第一步。数字控制意味着采用预先录制的、存储的符号指令来控制机床和其他制造系统。一个数控技师的工作不是去操纵机床 ,而是编写能够发出机床操纵指令的程序。对于一台数控机床 ,其上必须安有一个被称为阅读机的界面装置 ,用来接受和解译出编程指令。发展数控技术是为了克服人类操作者的局限性 ,而且它确实完成了这项工作。数字控制的机器比人工操纵的机器精度更高 ,生产出零件的一致性更好、生产速度更快、而且长期的工艺装备成本更低。数控技术的发展导致了制造工艺中其他几项新发明的产生 : 电火花加工技术、激光切割、电子束焊接。数字控制还使得机床比它们采用有人工操的前辈们的用途更为广泛。一台数控机床可以自动生产很多类的零件 , 每一个零件都可以有不同的和复杂的加工过程。数控可以使生产厂家承担那些对于采用人工控制的机床和工艺来说 ,在经济上是不划算的产品生产任务。同许多先进技术一样 ,数控诞生于麻省理工学院的实验室中。数控这个概念是 50 年代初在美国空军的资助下提出来的。在其最初的价段 ,数控机床可以经济和有效地进行直线切割。然而 ,曲线轨迹成为机床加工的一个问题 ,在编程时应该采用一系列的水平与竖直的台阶来生成曲线。构成台阶的每一个线段越短 ,曲线就越光滑。台阶中的每一个线段都必须经过计算。在这个问题促使下 ,于 1959 年诞生了自动编程工具 (言。这是一个专门适用于数控的编程语言 ,使用类似于英语的语句来定义零件的几何形状 ,描述切削刀具的形状和规定必要的运动。言的研究和发展是在数控技术进一步发展过程中的一大进步。最初的数控系统和今天应用的数控系统是有很大差别的。在那时的机床中 ,只有硬线逻辑电路。指令程序写在穿孔纸带上 (它后来被塑料带所取代 ),采用带阅读机将写在纸带或磁带上的指令给机器翻译出来。所有这些共同构成了机床数字控制方面的巨大进步。然而 ,在数控发展的这个阶段中还存在着许多问题。一个主要问题是穿孔纸带的易损坏性。在机械加工过程中 ,载有编程指令信息的纸带断裂和被撕坏是常见的事情。在机床上每加工一个零件 ,都需要将载有编程指令的纸带放入阅读机中重新运行一次。因此 ,这个问题变得很严重。如果需要制造 100 个某种零件 ,则应该将纸带分别通过阅读机 100 次。易损坏的纸带显然不能承受严配的车间环境和这种重复使用。这就导致了一种专门的塑料磁带的研制。在纸带上通过采用一系列的小孔来载有编程指令 ,而在塑料带上通过采用一系列的磁点眯载有编程指令。塑料带的强度比纸带的强度要高很多 ,这就可以解决常见的撕坏和断裂问题。然而 ,它仍然存在着两个问题。其中最重要的一个问题是 ,对输入到带中指令进行修改是非常困难的 ,或者说是根本不可能的。即使对指令程序进行最微小的调整 ,也必须中断加工 ,制作一条新带。而且带通过阅读机的次数还必须与需要加工的零件的个数相同。幸运的是 ,计算机技术的实际应用很快解决了数控技术中与穿孔纸带和塑料带有关的问题。在形成了直接数字控制 (个概念之后 ,可以不再采用纸带或塑料带作为编程指令的载体 ,这样就解决了与之有关的问题。在直接数字控制中 ,几台机床通过数据传输线路联接到一台主计算机上。操纵这些机床所需要的程序都存储在这台主计算机中。当需要时 ,通过数据传输线路提供给每台机床。直接数字控制是在穿孔纸带和塑料带基础上的一大进步。然而 ,它敢有着同其他信赖于主计算机技术一样的局限性。当主计算机出现故障时 ,由其控制的所有机床都将停止工作。这个问题促使了计算机数字控制技术的产生。微处理器的发展为可编程逻辑控制器和微型计算机的发展做好了准备。这两种技术为计算机数控 (发打下了基础。采用每台机床上都有一个可编程逻辑控制器或者微机对其进行数字控制。这可以使得程序被输入和存储在每台机床内部。它还可以在机床以外编制程序 ,并将其下载到每台机床中。计算机数控解决了主计算机发生故障所带来的问题 ,但是它产生了另一个被称为数据管理的问题。同一个程序可能要分别装入十个相互之间没有通讯联系的微机中。这个问题目前正在解决之中 ,它是通过采用局部区域网络将各个微机联接起来 ,以得于更好地进行数据管理。普通车床普通车床作为最早的金属切削机床的一种 ,目前仍然有许多有用的和为人要的特性和为人们所需的特性。现在 ,这些机床主要用在规模较小的工厂中 ,进行小批量的生产 ,而不是进行大批量的和产。在现代的生产车间中 ,普通车床已经被种类繁多的自动车床所取代 ,诸如自动仿形车床、六角车床和自动螺丝车床。现在 ,设计人员已经熟知先利用单刃刀具去除大量的金属余量 , 然后利用成型刀具获得表面光洁度和精度这种加工方法的优点。这种加工方法的生产速度与现在工厂中使用的最快的加工设备的速度相等。普通车床的加偏差主要信赖于操作者的技术熟练程度。设计工程师应该认真地确定由熟练工人在普通车床上加工的试验件的公差。在把试验伯重新设计为生产零件时 ,应该选用经济的公差。六角车床六角车床对生产加工设备来说 ,目前比过去更注重评价其是否具有精确的和快速的重复加工能力。应用这个标准来评价具体的加工方法 ,六角车床可以获得较高的质量评定。在为小批量的零件 (100200 件 )设计加工方法时 ,采用六角车床是最经济的。为了在六角车床上获得尽可能小的公差值 , 设计人员应该尽量将加工工序的数目减至最少。自动螺丝车床自动螺丝车床通被分为以下几种类型 :单轴自动 ,多轴自动和自动夹紧车床。自动螺丝车床最初是被用来对螺钉和类似的带有螺纹的零件 26 进行自动化和快速加工的。但是 ,这种车床的用途早就超过了这个狭窄的范围。现在 ,它在许多种类的精密零件的大批量生产中起着重要的作用。工件的数量对采用自动螺丝车床所加工的零件的经济性有较大的影响。如果工件的数量少于 1000 件 ,在六角车床上进行加工比在自动螺丝车床上加工要经济得多。如果计算出最小经济批量 ,并且针对工件批量正确地选择机床 ,就会降低零件的加工成本。自动仿形车床在某些情况下 ,在连续生产过程中 ,只进行一次切削加工时的公差可以达到于某些零件 ,槽宽的公差可以达到孔和休用单刃刀具进行精加工时 ,公差可达到希望获得最大主量的大批量生产中 ,经济的。因为零件的表面粗糙度在很大程度上取决于工件材料、刀具、进给量和切削速度 ,采用自动仿形车床加工所得到的最小公差一定是最经济。宁波工程学院毕业设计（开题报告） 1 1 一、研究的基本内容与拟解决的主要问题（或研究的主要内容及预期目标）：国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的 85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔 34年就要更新 5080左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 1020左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（新加工技术的应用，需要对机床夹具提出了如下新的要求目前，大批量生产正逐渐成为现代机械制造业新的生产模式。在这种模式中，要求加工机床和夹具装备具有更好的柔性，以缩短生产准备时间、降低生产成本，所以，按手动夹紧的方法已不能满足生产发展的要求，而气动、液压夹紧等对缩短工艺装备的设计、制造周期起到至关重要的作用。国外为了适应这种生产模式 ,也把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展。本设计是工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。般来说，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔的加工精度。基准的选择以床头箱底面的上表面作为粗基准。先将底面加工出来，然后作为定位基准，在以底面作为精基准加工孔。整个加工过程选用通用机床。在夹具方面选用专用夹具。考虑到零件的结构尺寸简单，夹紧方式多采用手动夹紧，夹紧简单，机构设计简单，且能满足设计要求。二、研究的方法与技术路线（或研究步骤、方法和研究措施）：工艺学是研究机械加工工艺技术和夹具设计为主的技术学科 ,具有很强的实践性 ,要求学习过程中应紧密联系生产实践 ,同时它又具有很强的综合性。本次毕业设计研究的课题是轴承座零件加工工艺编制及夹具设计。主要内容如下：首先，对零件进行分析，主要是零件作用、结构和工艺的分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出的具体加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸。第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准，制定工艺路线方案，通常情况下制定两种以上的工艺路线方案，通过工艺方案的比较分析，再确定出可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证的工艺路线方案。宁波工程学院毕业设计（开题报告） 2 2 第三步，根据已经确定的工艺路线，选择加工设备及工艺装备，再确定每一工步的切削用量。第四步，设计钻轴承座 9的夹具。先提出夹具设计任务，选择定位基准，再确定夹具结构方案，然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。最后，把整个设计过程整理为设计说明书和图纸，至此整个设计基本完成。研究方法：络等资源搜集课题信息；研究步骤：第一步：选题；第二步：搜集、阅读和整理资料；第三步：方案设计；第四步：调试；第五步：修改图样和整理设计说明书。三、研究的总体安排与进度：成方案论证车床加工工序、孔加工夹具设计；成确定定位方案，选择夹具结构；用给定床床头箱操作，实现工序和夹具的动作；成设计说明书（论文）初稿，指导老师给出修改意见；交所有毕业设计资料，包括文献综述、外文翻译、开题报告以及设计说明书（论文）。四、论文提纲：一、绪论 1摘要 2夹具体的应用简况 3夹具体的应用意义宁波工程学院毕业设计（开题报告） 3 3 4夹具体的发展概况二、夹具体选型 1设计夹具元件的具体安装位 2根据计算结果选取夹具体的型号和数量 3. 夹具体校核三、夹具元件结构设计 1夹具元件结构及其动作 2夹具元件夹具设计和运用件进行绘图 3夹具元件控制程序设计四、结论迄今为止，夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具 (刀具、夹具、量具、模具 )之一。夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。近些年来，随着数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统等现代或加工设备的广泛应用，使传统的机械加工的指导方法发生了重大变革，夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具，转变为装夹、定位。而数字化的设备加工功能的广大化。给今后夹具的快速装夹、快速定位提出了更高的要求。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。本设计是床头箱第一道加工工序、孔加工的车床机专用夹具设计，它的主要加工面是轴承孔和平面。从零件的结构外型分析，它的外型复杂，且不易加工，因此该零件材料为铸造件。该铸件为机床的箱体类零件，属批量生产，而所要加工的是该零件上的轴孔，为了满足加工精度的要求，满足零件的形位公差要求，在设计夹具的时候必须保证该夹具能够对工件进行严格的定位，确定定位方案，确保不出现过定位、欠定位等现象。综合所给零件的形状特点，可以初步确定所设计专用夹具的大体结构。然后再根据工件的具体外形尺寸，通过查阅夹具设计方面的相关书籍、手册等资料详细确定夹具各个部分的尺寸。宁波工程学院毕业设计（开题报告） 4 4 五、主要参考文献： 1 佟济 . 机械制造工艺发展现状分析 . 2 隋聚艳夹具的发展及其趋势分析 . 3 金魁车床夹具设计及研究应用 4 刘守勇机械制造工艺与机床夹具 M北京：机械工业出社， 2008 5 徐灏机械设计手册 M北京：机械工业出版社 ,1995 6 刘娟远方航空测控技术研究所西安 710089 7 陈明机械制造工艺学 M北京：机械工业出版社， 2005： 32 孙丽媛机械制造工艺及夹具设计指导 M北京：冶金工业出版社 9 周栋隆机械制造工艺及夹具 M北京：中国轻工业出版社 10 傅水根机械制造工艺基础 M北京：清华大学出版社 11 林文焕陈本通机床夹具设计 M北京 :防工业出版社 12 武汉工业大学，机械设计工艺基础 M北京 :中国建筑工业出版社 13 孙光华工装设计 M北京 :机械工业出版社 ,1998:194 任东澜 , 张晓鹏太原技术转移促进中心山西太原 030006 15 李善术 M2001 16 M,.f 90 1990,1:22517 on 15指导教师审核意见：指导教师签字年月日宁波工程学院毕业设计（开题报告） 5 5 教研室审核意见：教研室主任签字年月日一、加工工序及夹具体的作用与意义机械加工工艺及夹具设计是毕业前对专业知识的综合运用训练。制造技术已经是生产、国际经济竞争、产品革新的一种重要手段，所有国家都在寻求、获得、开发和利用它。它正被看作是现代国家经济上获得成功的关键因素。机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法。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。而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个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义。二、加工工序，夹具的历史、现状和发展方向夹具的发展历程 ,大约可以分为三个阶段 :第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上 ,这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具 ,使得加工过程进一步提高效率和趋于完善 ;第二阶段 ,夹具成为人与机床之间的桥梁 ,夹具的机能发生变化 ,它主要用于工件的定位和夹紧 ;第三阶段表现为夹具与机床的结合 ,夹具作为机床的一部分 ,成为机械加工中不可缺少的工艺装备。从 1949年以来，我国机械工业有了很大的发展，已经成为工业中产品门类比较齐全、具有相当规模和一定技术基础的产业部门之一，其机械加工和夹具也有很大的发展，但是与工业发达国家相比，我们这方面的水平还存在着阶段性的差距，主要表现在机械产品质量和水平不够高，加工工艺过程不合理，夹具应用也比较少，使其加工工人劳动强度大，加工出来的产品也不理想。现在，各工业化国家都把制造技术视为当代科技发展为活跃的领域和国际间科技竞争的主战场，制定了一系列振兴计划、建立世界级制造技术中心，纷纷把先进制造技术列为国家关键技术和优先发展领域。工序设计包括工序基准的选择，工序尺寸的确定，加工余量的确定，机床的选择，工艺装备的选择，切削用量的选择和时间定额的确定。机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分。在整个加工构成中夹具不仅仅是为了夹紧固定被加工零件，还应保证加工零件的位置精度，提高加工生产率。各种专用夹具的设计质量将直接影响被加工零件的精度要求，在机械加工工艺过程中起着重要作用。在当前竞争如此激烈的年代，中小企业只有用最低廉的生产成本创造出较高的利润才能有生存和发展空间，而这与企业在产品生产中的工艺过程有着至关重要的联系，工序质量是基础 ,直接影响产品的整体质量 ,工序质量控制是过程质量控制基本点 ,是现场质量控制的重要内容。要控制产品加工过程的质量 ,必须控制工序的质量。通过合理地安排制定工艺路线，并结合夹具的利用

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