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目 录
摘 要 I
Abstract II
1 概述发展 1
1.1 机床夹具简介 1
1.1.1 1
1.1.2机床夹具的组成 1
1.1.3 夹具设计的步骤和基本要求 1
2 计算生产纲领、确定生产类型 7
2.1 生产纲领 7
2.2 生产类型 7
3 零件分析 9
3.1 零件的结构分析 9
3.1.1 零件图分析 9
3.1.2 结构工艺性分析 9
3.2 零件的技术要求分析 9
3.2.1 加工表面的尺寸精度和形状精度 9
3.2.2 主要加工表面之间的相互位置精度 10
行星架主要加工表面为： 10
3.2.3 加工表面的粗糙度 10
4工艺规程设计 11
4.1 定位基准的选择 11
4.2 制定加工工艺路线 12
4.2.1 各表面加工方法选择 12
4.2.2 加工工艺路线方案 12
4.2.3 确定加工工艺路线 12
4.3 选择加工设备及工艺装备 13
4.4 加工工序设计、工序尺寸计算 13
4.5 选择切削用量、确定时间定额 14
5 机床专用夹具设计 22
5.1 专用夹具的提出 22
5.2夹具总体方案设计 22
5.3 夹具设计 23
5.3.1 定位元件设计 23
5.3.2 夹紧元件设计 23
5.3.3 夹具体设计 25
5.4 定位元件定位误差分析和计算 26
5.5 夹紧机构设计和夹紧力计算 26
5.5.1确定驱动机构 26
5.5.2 夹紧力计算 26
5.6 绘制装配图 28
总 结 30
参考文献 31
摘 要
本课题主要是设计行星架的加工工艺及其专用夹具的设计，在设计中先设计行星架的加工工艺，再根据加工工艺来选取夹具的设计的方案和夹具的设计；而设计的重点是夹具设计。由于工件为类似回转类零件，一般情况先车端面、外圆，然后以外圆来定位，本套设计铣开档的夹具设计，选用基准面A、轴和B型固定式定位销，来实现工件的定位，对刀装置由对刀块和塞尺组成。借助对刀装置可以迅速而准确地确定夹具与刀具间的相对位置，夹紧则是由轴，六角螺母和快换垫圈等组成。
关键词：行星架、切削用量、误差。
1 概述发展
1.1机床夹具简介
1.1.1机床夹具的主要功能
机床夹具已成为机械加工时的重要装备，同时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，夹具技术也正朝着高精、高效、模块、组合、通用 、经济方向发展。机床夹具的主要功能是使工件定位夹紧，使工件相对于刀具及机床占有正确的加工位置，保证其被加工表面达到工序所规定的技术要求，工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将其固定夹牢，使其在加工过程中不致因切削力、重力、离心力等外力作用而发生位置改变。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。
安装方法有找正法和用专用夹具，找正法用于单件、小批生产中，而专用夹具用于生产批量较大或特殊需要时。
1.1.2机床夹具的组成
1）定位支承元件 确定工件在夹具中的正确位置并支承工件。
2）夹紧装置 将工件夹紧不发生移动。
3）对刀或导向元件 保证刀具与工件加工表面的正确位置。
4）夹具体 将夹具的所有组成部分组成一体，并保证它们之间的相对位置关系。
1.1.3 夹具设计的步骤和基本要求
一、夹具设计的基本要求
夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响机械加工的质量、工人的劳动强度、生产率和加工成本。因此对设计的夹具，提出以下几点基本要求。
1）能稳定可靠地保证工件的加工技术要求。若工件达不到加工技术要求，成为废品，则夹具设计是失败的，该夹具不能用与生产。
2）操作简单，便于工件安装，减轻工人的劳动强度，节省工件安装时间，降低辅助工时，保证高的生产效率。
3）具有良好的工艺性，便于制造，降低夹具制造成本，从而降低分摊在工件上的加工成本。
为保证上述基本要求，夹具的生产过程应按下面程序进行：夹具生产任务书—夹具的结构设计—使用、制造部门会签——夹具制造——夹具验收——生产使用。
夹具生产任务书是由工艺人员在编制工艺规程时，根据生产需要而提出的。任务书中包含内容有设计理由、使用车间、使用设备，该夹具所使用工件工序的工序图并在工序图上要标明工序要求、加工表面、尺寸精度要求及定位定位基准、夹紧点。这是设计夹具的依据，也是验收制造夹具的依据。夹具结构设计是设计人根据夹具设计任务书的加工要求，提出几种可行方案、分析比较、进行误差计算，以确定出合理方案，进行设计。夹具结构设计完成后，要会同使用部门、制造部门就夹具的结构合理性、结构工艺性和经济性进行审核、会签、交付制造。制成的夹具要同设计人员。工艺人员、使用部门、制造部门共同进行验证。当确认夹具可保证工件该工序加工要求，能保证生产率、操作方便、安全，就可交付生产车间使用。
二、夹具的设计步骤
当接到夹具设计任务书后，按下面6个步骤，逐步设计。
1）明确设计任务，收集研究设计的原始资料。原始资料包括如下内容。
A：加工零件的零件图、毛坯图及加工工艺过程，所设计夹具应有的工序图，并了解该工序所使用的设备、刀具、量具、其他辅具以及该工序的加工余量、切削用量、加工要求、生产节拍等参数。
B：了解零件的生产类型，就是决定夹具采用简单结构或复杂结构的依据。若属大批量生产，则力求夹具结构完善、生产率高 或是单件小批量生产或急于应付生产，则夹具结构应简单，以便迅速制造交付使用。
C：收集该夹具所用机床的资料，主要指与夹具连接部分的安装尺寸。如铣床夹具要安装在工作台上，要收集工作如大小，工作如T形槽及槽距，以及机床的技术参数。
D：收集所使用刀具的资料如刀具的精度、安装方式、使用要求及技术条件等。
E：收集国内外同类型夹具资料，吸收其中先进而又能结合本厂情况的合理部分。
F：了解本厂制造夹具的能力和使用的条件，如夹具制造的条件及精度水平，有无压缩空气压值等。
G：收集有关夹具部件的标准（包括国标、部标、企标、厂标），典型夹具结构图册等。
2）确定夹具结构方案，绘制结构草图，其主要内容如下。
A：根据工件加工尺寸、要求和开关，确定工件的定位方式，选择或设计定位元件，计算定位误差。
B：确定刀具的引导方式及引导元件（指钻夹具、镗夹具）。
C：确定工件夹紧方式 ，选择或设计夹紧机构，计算夹紧力。
D：确定其他装置（如分度装置、顶出装置）的结构型式。
E：确定和设计其他结构，如铣床夹具与机床的连接装置、对刀装置。
在确定夹具结构的各组成部分时，可提出几种不同方案，分别画出草图，进行分析比较，从中选择出合理方案。
3）绘制夹具总图。应注意以下几点。
A：绘制夹具总图，尽量按1：1绘制，以保证直观性。
B：主视图尽量符合操作者的正面位置。
C：工件轮廓用双点画线绘制，并视为假想透明体，不影响其他元件的绘制。
D：绘图顺序为：工件——定位元件——引导元件——夹紧装置——其他装置——夹具体。
4）标注总图上的尺寸、公差与配合和技术条件。夹具总图结构绘制完成后，需标注五类尺寸和四类技术条件。
5）编写零件明细表。明细表应包括零件序号、名称、代号（指标准件代号或通用件代号 ）、数量、材料、热处理、质量等。
6）绘制总图中非标准件的零件图。
三、夹具总图上尺寸、公差与配合和技术条件的标注
在夹具设计中，对于初设计者，在夹具总图上如何标注尺寸及技术条件，往往是难点之一，以下对此作简要阐述。
1）夹具总图上应标注的五类尺寸
A：夹具外形轮廓尺寸——指夹具在长、宽、高三个方向上的最大极限尺寸。若有可动部分，则指运动部件在空间达到的极限位置的尺寸。标注夹具外形尺寸的目的是避免夹具与机床或刀具在空间发生干涉。
B：工件与定位元件间的联系尺寸——主要指工件定位面与定位元件工作面的配合尺寸或各定位元件的位置尺寸，它们直接影响工件加工精度，是计算工件定位误差的依据。
C：夹具与刀具的联系尺寸——主要指对刀元件或引导元件与夹具定位元件之间的位置尺寸、引导元件之间的位置尺寸或引导与导向部分的配合尺寸。
D：夹具与机床的连接部分尺寸——这类尺寸主要指夹具与机床主轴或工作如必须固定连接的平俱。如车床夹具要安装在车床主轴上，要标注与车床主轴的连接尺寸，铣床夹具要安装在工作台上，要标注与工作如T形槽相配的定位键尺寸。
E：夹具内容的配合尺寸——中心轴与夹具体孔的配合尺寸，钻套与衬套、衬套与夹具体的配合尺寸，此类尺寸必须标注尺寸、配合性质及配合精度，否则夹具精度无法保证。
2） 夹具总图上应标注的四类技术条件
夹具中的技术条件主要指夹具装配好后，各表面之间的位置精度要求。
A：定位元件之间的相互位置要求——这是指组合定位时多个定位元件之间的相互位置要求或多件装夹时相同定位元件之间的相互位置要求。如两端顶尖顶轴两端中心孔，要求两顶尖轴线同轴度，两V形块对称线的同轴度。
B：定位元件与连接元件或夹具体底面的相位置要求——夹具的连接元件或夹具体底面是夹具与机床的连接部分，它决定了夹具与机床的相对位置，也就是决定了定位元件相对机床，或刀具的位置，即决定了工件相对机床或刀具的位置。
C：引导元件与连接元件或夹具体底面的位置要求
D：引导元件与定位元件之间的相互位置要求
3）五类尺寸、四类技术条件的分类
五类尺寸、四类技术条件根据是否与工序加工要求相关而分为两类，其精度值大小和取法不同。
A：与工件加工要求无直接关系的
① 尺寸公差与配合 这类尺寸公差与配合应按照元件在夹具中的功用和装配要求，根据公差与配合国家标准或参阅有关资料来制定。
② 技术条件 与工件加工要求无直接关系的夹具上技术条件。
B： 与加工要求直接相关的 这类尺寸和技术条件与工件上相应尺寸和技术条件直接对应，直接根据工件相应尺寸公差和相互位置允差的（1/5～1/2）的值选取。一般工件允差小，取大系数，工件允差大，则取小系数。
制定这类夹具尺寸公差时，要注意下列问题。
① 应经工件的平均尺寸作为夹具相应尺寸的基本尺寸，极限偏差按对称双向标注。
② 应以工序尺寸（不一定是工件最终尺寸）作为夹具基本尺寸的设计依据。
4）夹具调刀尺寸的标注
当夹具设计完成，按要求标注尺寸后，对有些夹具如铣夹具，往往还要标注调刀尺寸（调刀尺寸一般是指夹具的调刀基准到对刀元件工作表面的位置尺寸），即刀具相对基准的尺寸，它与工件加工尺寸直接相关，也是夹具总图上关键尺寸要求。
四、夹具体设计
夹具总体设计中最后完成的主要元件是夹具体。夹具体是夹具基础件、组成夹具的各种元件、机构、装置都要安装在夹具体上。在加工过程中，它还要承受切削力、夹紧、惯性力及由此而产生的振动和冲击。所以，夹具体是夹具中一个设计、制造劳动量大，耗费材料多，加工要求高的零部件。在夹具成本中所占比重较大，制造周期也长，设计时，应给以足够的重视。
（1）夹具体和毛坯结构
实际生产中所用夹具体常用的有三种结构。
A：铸造结构
铸造结构夹具体的优点如下：
① 可铸出复杂的结构形状。
② 铸件抗压强度大、抗振性好，特别适用于加工时振动大、切削负荷大的场合。
③ 铸件易于加工，价格低廉，成本低。但铸件生产周期长，因存在铸内应力，易引起变形，影响夹具精度的保持性，因此，夹具体必须进行时效处理。
B：焊接结构其优点如下：
① 容易制造，周期短。
② 采用钢板、型材，如结构合理，布置得当，可减小质量。由于上述两优点，特别适用于新产品试制或临时急用的场合，以缩短生产周期。此外，一些结构简单的小型夹具，如翻转式钻模、盖板式钻模、可缷式钻模，采用焊接式结构十分有利，因为这些夹具要频繁拆缷翻转，力求结构轻巧耐磨。
但焊接结构夹具体在焊接过程中的热变形和残余应力对夹具精度会有不得影响，因此，焊完后要进行退火处理；另外，为提高刚性需加加强筋。
C：装配结构
装配夹具体是选用夹具专用标准毛坯或标准零件，根据使用要求组装而成，可得到精确的外形和空间位置尺寸。标准毛坯和标准零件可组织专业化生产，这样不但可以大大缩短夹具体的生产周期，还可降低生产成本。要使装配夹具体在生产中得到广泛使用，必须实行夹具零部件的标准化、系列化。
（2）对夹具体的基本要求
A：一定的形状和尺寸
夹具的外形，取决于安装在夹具上的各种元件、机构、装置的形状及它们之间的布置位置。设计时，只要将组成该夹具的所有元件、机构和装置的结构尺寸都设计好并布置好它们在图纸上的位置，就可以由此勾画出夹具体的大致外形轮廓尺寸。因为是单件生产，一般不作复杂计算设计。通常参照类似的夹具结构，按经验类比法估计确定。
确定夹具体尺寸时，可参考下面数据。
① 铸造结构的夹具体，壁厚取8～25mm，过厚处挖空。
② 焊接结构用钢板取6～10mm，刚度不够时加筋板。
③ 夹具体上不加工表面与工件表面之间应有一定间隙，以保证工件与夹具体之间不发生干涉。间隙大小按以下规定选取：
a:夹具体、工件都是毛面，间隙取8～15mm.
b:夹具体是毛面，工件是光面，间隙取4～10mm.
B：足够的强度和刚度
目的是减小在加工过程中因受切削力、夹紧力等而发生变形或振动。当刚度不够时，可增设加强筋或用框形结构。若用加强筋，其壁厚取0.7～0.9倍壁厚，高度不大于壁厚5倍。
C：良好的结构工艺性
以便于制造、装配、并减少加工工时。如夹具体上大平面上要局部加工，可铸出3～5mm凸台；各加工表面，最好在同一平面内或在同一回转表面上，以便于加工；尽量减少加工表面面积。另外，对于切削量大的工件所使用夹具，要注意应能方便排屑，以免影响安装精度；对于大而重的夹具体，要考虑起吊装置，如吊环螺钉或起重螺栓。
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