支架A机械加工工艺及夹具设计【车φ70孔[含3D]】【铣底面】
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车φ70孔【含3D
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70
底面
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支架A机械加工工艺及夹具设计【车φ70孔[含3D]】【铣底面】,车φ70孔【含3D,铣底面,支架,机械,加工,工艺,夹具,设计,70,底面
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内蒙古科技大学毕业设计（论文）手册内蒙古科技大学本科生毕业设计（论文）手册题 目学生姓名：学 号：专 业：机械设计制造及其自动化班 级：指导教师：姜永军手 册 目 录毕业设计(论文)任务及指导书2毕业设计(论文)过程检查记录5毕业设计(论文)指导教师评价表6毕业设计(论文)评阅教师评价表7毕业设计(论文)答辩记录表9答辩委员会决议书 10毕业设计(论文)任务及指导书题 目题 目 来 源实际工程项目 科研课题 教学模拟题目 其它题 目 类 型工程设计型 科学研究型 调研综述型 其它类型一、毕业设计（论文）任务（包括对工程图纸的具体要求）及设计参数设计任务：完成图示零件加工工艺设计及指定工序专用夹具设计。设计参数：加工零件技术要求见图示零件，生产批量年产十万件。设计工作量：绘制加工零件三维图一张；零件毛坯图1张。绘制工艺流程图一张；编制工艺过程卡片一套；编制工序卡片一套；设计指定工序夹具装配图一张A1；指定另一工序夹具三维实体造型。2副夹具图纸，其中一幅带三维绘制夹具零件（包括夹具体）图，共完成图纸工作量折合A0一张。撰写设计说明书一份，约15000字。科技译文翻译：参照内蒙古科技大学“毕业生设计工作细则”确定的要求，完成与设计题目相关或相近的英文资料翻译一篇不少于3000印刷符号。小论文：参照内蒙古科技大学学报论文撰写基本要求，撰写与题目相关的论文一篇，不少于3000字。二、专题部分要求重点研究和解决的问题-工艺过程方案及夹具方案的确定、工件的定位基面，夹紧表面，及所用机床、刀具、量具等的确定。三维实体造型。1. 设计的要求包括以下几个部分：加工零件图一张；零件毛坯图1张（UG三维实体造型） 机械加工工艺过程卡 机械加工工序图 夹具装配图和主要零件图 夹具（三维）装配仿真，进行干涉检验设计说明书 2. 熟悉零件图，了解零件的用途、性能、技术条件及毛坯情况，编制该零件的加工工艺规程。3. 根据所要设计夹具的工序的加工内容、技术条件和采用的机床、刀具和有关辅助工具；确定本工序工件的定位基准、定位和夹紧方案，最后绘出工序草图。在工序草图上标出被加工面、定位基准面、夹紧力方向与作用位置、本工序尺寸和公差、加工面的表面光洁度和有关技术条件。4. 尽可能按1:1比例绘制夹具总图的结构草图。进行方案的讨论、审查和修改。5. 绘制夹具装配图。在图上标注出夹具的外形轮廓尺寸、工件与定位元件的配合尺寸、夹具与刀具的联系尺寸、夹具与机床的联系尺寸和其它装配尺寸；规定相应的尺寸公差和有关技术条件；编制零件明细表。6. 绘制夹具体零件图，另外再选择12个夹具的主要零件，绘制其零件图。7. 编写夹具设计说明书。其内容及顺序如下：1）封面（按所提供的论文封面格式打印）2）目录（标题及页次）3）序言4）设计内容（1）零件的作用；（2）零件的工艺性分析；（3）零件机械加工工艺路线制定（4）本工序加工要求，包括加工余量、工序尺寸确定；（5）夹具结构方案确定a. 定位方案确定，选取定位基准和定位元件；b. 刀具导向或对刀装置确定；c. 夹紧机构方案确定，计算切削力及夹紧力；d. 其它装置和夹具体确定；（6）定位误差分析计算；（7）夹具结构及操作介绍；（8）夹具（三维）装配仿真，进行干涉检验5）本设计的主要优缺点。6）参考文献7）设计的零件图8）零件加工工艺设计表、机械加工工艺过程卡、机械加工工序图9）夹具装配图、夹具体及部分零件图（二维或三维图纸）三、本题目的重点和难点以及与同组其它学生所做题目的关系重点研究和解决的问题：工艺过程方案及夹具方案的确定，工件的定位基面，夹紧表面，及所用机床、刀具、量具等的确定。三维实体造型。与同组其它学生所做题目的关系：独立题目，与其他同学的设计题目不同类型。四、可行方案的筛选方法提要生产规模工艺路线工艺规程最佳方案.五、指导方式和工作进度要求第12周 借阅、熟悉资料，绘制零件图，对零件图进行工艺分析、确定工艺方案。 第34周 编制工艺过程，绘制工艺流程图。 第5周 编制工艺过程卡片、工序卡片；考虑夹具方案。 第67周确定夹具方案，绘制第一个夹具的装配图，考虑第二个夹具方案。 第8周确定夹具方案，绘制第二个夹具的装配图。 第910周 绘制夹具零件图。 第11周第12周 三维造型/数控编程/仿真第13周第14周 打印图纸小样、改错、编写设计说明书，预答辩 。第15周 改错、答辩。六、与本设计题目相关的理论知识（包括新知识）提要机械制造工艺学，机床夹具设计，三维造型。七、建议参考资料及使用方法1、机械制造工艺设计简明手册哈尔滨工业大学 李益民 主编机械工业出版社 2004年7月2、切削用量简明手册（第三版）艾兴 肖诗纲 编机械工业出版社 2004年2月3、机械制造工艺学 张福润 严晓光 华中科技大学出版社4、机械零件设计手册 5、机床夹具设计手册6、机床夹具设计图册 7、金属机械加工工艺人员手册 注：参考文献47编者、出版社、出版日期等按借阅和使用的资料确定。八、答辩之前学生应作的准备工作提要答辩前，按要求准备好任务书中规定的设计材料（图纸、说明书、论文等）、理顺设计思路和过程、认真整理设计资料和工作笔记，回顾设计期间遇到的问题及解决方法等，撰写答辩自述提纲。注：本表内容可根据题目特点和要求选取，表格可续页指导教师签字： 任务下达时间 2011年3月1日 学生签字： 毕业设计(论文)过程检查记录学生姓名班 级序号检查日期检查内容完成情况指导记录指导教师签字1月 日2月 日3月 日4月 日5月 日6月 日7月 日8月 日9月 日10月 日11月 日12月 日13月 日14月 日15月 日毕业设计(论文)指导教师评价表题 目钻床箱体工艺规程及夹具设计学生姓名评价指标评 价 标 准分数范围得 分优秀（分数上限90）中等（分数上限7080）过 程 考 核学习态度工作认真踏实，作风严谨，遵守纪律，能按进度要求圆满完成规定的任务。工作较认真，遵守纪律，基本能按进度要求完成规定的任务。05分工作能力在查阅文献、调研论证、知识获取、方案设计、方案实施等工作中有较强的独立工作能力和一定的创新意识。在指导教师的具体指导下能够完成查阅文献、调研论证、知识获取、方案设计、方案实施等工作。05分设计（论文）考核工 作 量圆满完成任务书规定的任务完成任务书规定的任务05分摘要及文献调研摘要及外文资料翻译准确，文字流畅，符合规定内容及字数要求；文献调研充分、针对性强。摘要及外文资料翻译基本正确，文字通顺，基本符合规定内容及字数要求；文献调研基本满足要求。03分完成质量立论科学合理，论证、计算、分析和实验正确、严密，结论合理，图纸完备、整洁、正确立论、论证、计算、分析和实验基本正确；结论合理，图纸完备，基本正确07分撰写规范论文或说明书结构完整、条理清晰、文字通顺、图表清楚、论述严谨、符合技术用语要求、符号统一、编号齐全、版面工整论文或说明书完整、有条理、文字通顺、图表清楚、论述基本正确、基本符合技术用语要求、版面工整05分综合能力能综合运用所学知识和技能解决设计（论文）中的实际问题，对某些问题的分析有独立见解，有一定创新内容能运用所学的知识和技能解决设计（论文）中的实际问题05分合 计035分评语：指导教师： 年 月 日毕业设计(论文)评阅教师评价表题 目钻床箱体工艺规程及夹具设计学生姓名序号评价指标评 价 标 准分数范围得 分优秀（分数上限90）中等（分数上限7080）1工 作 量圆满完成任务书规定的任务完成任务书规定的任务05分2摘要及文献调研摘要及外文资料翻译准确，文字流畅，符合规定内容及字数要求；文献调研充分、针对性强。摘要及外文资料翻译基本正确，文字通顺，基本符合规定内容及字数要求；文献调研基本满足要求。03分3完成质量立论科学合理，论证、计算、分析和实验正确、严密，结论合理，图纸完备、整洁、正确立论、论证、计算、分析和实验基本正确；结论合理，图纸完备，基本正确07分4撰写规范论文或说明书结构完整、条理清晰、文字通顺、图表清楚、论述严谨、符合技术用语要求、符号统一、编号齐全、版面工整论文或说明书完整、有条理、文字通顺、图表清楚、论述基本正确、基本符合技术用语要求、版面工整05分5综合能力能综合运用所学知识和技能解决设计（论文）中的实际问题，对某些问题的分析有独立见解，有一定的创新内容能运用所学的知识和技能解决设计（论文）中的实际问题05分合 计025分评语：评阅教师： 年 月 日毕业设计(论文)答辩申请表学生姓名专业班级指导教师姜永军题 目钻床箱体工艺规程及夹具设计毕业设计论文任务完成情况答辩报告准备情况学生签字：年 月 日学生预答辩情况和教师指导建议：学生对预答辩中教师指导建议的执行情况：指导教师审定意见：同意答辩 推迟答辩指导教师签字：年 月 日毕业设计(论文)答辩记录表题 目钻床箱体工艺规程及夹具设计学生姓名评价指标评 价 标 准分数范围优秀（分数上限90）中等（分数上限7080）自 述思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，分析归纳逻辑严密，有创新意识和独特见解。思路、语言表达、概念基本清楚，论点正确，分析归纳合理。015分资 料资料齐全，符合学校毕业设计（论文）规范化要求。资料齐全，基本符合学校毕业设计（论文）规范化要求。07分答 辩能正确回答所提出的问题，概念清楚，对相关知识有深入的理解，有理论根据，有独立见解。回答问题基本正确，概念基本清楚，无原则性错误。018分评委姓名平均成绩评 分答辩纪要：答辩组秘书（签字）：年 月 日答辩组组长（签字）：年 月 日答 辩 委 员 会 决 议 书设计（论文）题目钻床箱体工艺规程及夹具设计（其中设计说明书（论文）共_页，设计图纸_张）学生姓名学 号专 业指导教师答辩时间指导教师评分评阅人评分答辩评分学院答辩委员会决议成绩评定为：_学院答辩委员会主任（签字）：（学院公章）年 月 日注：本表一式二份，毕业生档案和本科生毕业设计（论文）手册中各一份。10机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 支架A零件名称支架A共6页第 1 页车间工段工序号材料牌号机加工二30/40HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数砂型铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1粗铣底面硬质合金端铣刀，专用夹具，游标卡尺1000.330.0330.310. 22精铣底面硬质合金端铣刀，专用夹具，游标卡尺5002.670.2310.113机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 支架A零件名称支架A共6页第 2 页车间工段工序号材料牌号机加工二50HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数砂型铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1铣40孔一侧端面硬质合金端铣刀，专用夹具，游标卡尺1000.330.0330.310. 22机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 支架A零件名称支架A共6页第 3 页车间工段工序号材料牌号机加工二60HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数砂型铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1铣40孔另外一侧端面硬质合金端铣刀，专用夹具，游标卡尺2000.320.80.110.17机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 支架A零件名称支架A共6页第 4 页车间工段工序号材料牌号机加工二70HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数砂型铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件立式钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1钻4-6孔, 钻4-12孔高速钢钻头，赛规4001.270.5310.723机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 支架A零件名称支架A共6页第 5 页车间工段工序号材料牌号机加工二80HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数砂型铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件车床CA61401夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1车40孔镗刀，游标卡尺1500.490.015210.452机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称 支架A零件名称支架A共6页第 6 页车间工段工序号材料牌号机加工二90HT200毛坯种类毛坯外形每毛坯制件每台件数砂型铸造11设备名称设备型号设备牌号同时加工件铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速/r/min切削速度/m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数公步工时机动辅助1铣U槽立铣刀，游标卡尺7500.20.1110.22学院机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称 支架A零件名称支架A共 1 页第 1 页材 料HT200毛 坯 种 类砂型铸造毛坯外形尺寸每毛坯可制件 数1每 台件 数1备注年产一万序号工序名称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件10铸造毛坯铸造毛坯机一20时效时效处理机一30铣粗铣底面机二立式铣床X52K面铣刀，游标卡尺0.6540铣精铣底面机二立式铣床X52K面铣刀，游标卡尺0.6550铣铣40孔一侧端面机二立式铣床X52K面铣刀，游标卡尺0.6560铣铣40孔另外一侧端面机二立式铣床X52K面铣刀，游标卡尺0.6570钻钻4-6孔, 钻4-12孔机二立式钻床Z525高速钢钻头，赛规0.0780车车40孔机二车床CA6140 镗刀，游标卡尺0.690铣铣U槽机二立式铣床X52K立铣刀，游标卡尺0.07100去毛刺去毛刺110检查检查毕业设计说明书课题名称：支架A加工工艺及夹具设计 学生姓名 学 号 所在学院 专 业 班 级 指导教师 起讫时间： 年 月 日 年 月 日IV摘 要支架A是用来支撑轴承的,支架A的概念就是轴承和箱体的集合体,以便于应用,这样的好处是可以有更好的配合,更方便的使用,减少了使用厂家的成本.至于形状,多种多样,通常是一个箱体,轴承可以安装在其中。随着科学技术的不断进步，它在国民经济中占有越来越重要的地位，发展前景十分广阔，尤其是在汽车和电子电器等高速发展的领域。本次课程设计设计的课题就是支架A的设计，是在学完制造工艺学后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。关键词：支架A 工艺规格设计 夹具设计 工序 工艺性AbstractThe bearing seat is used to support the bearing outer ring, inner ring for fixing the bearing outer ring rotation, let alone, keep still, always keep consistent with the direction of transmission (such as motor rotation direction), and keep the balance; and aggregate concept is bearing and the bearing seat, in order to facilitate the application, so that the benefits of cooperation can be better, more convenient to use, to reduce the use of cost for manufacturers. As for the shape, variety, is usually a box can be installed in the bearing. With the continuous progress of science and technology, it plays a more and more important role in the national economy, the development prospect is very wide, especially in the automotive and electronic appliances such as the rapid development of the field. The course design is the subject of the bearing seat design, is a teaching link in the completion of the manufacturing technology of automobile; under the guidance of the teacher, to a full course of primary learn the integrated use of previously learned in the design, the basic training and independence completion of an engineering.Keywords: bearing process specifications for design of fixture design process.目 录摘 要IAbstractII第1章 序言11.1 机械加工工艺概述11.2机械加工工艺流程11.3夹具概述21.4机床夹具的功能31.5机床夹具的发展趋势31.5.1机床夹具的现状31.5.2现代机床夹具的发展方向4第2 章 工艺性分析62.1零件作用62.2零件工艺性分析6第3章 工艺规程设计83.1零件材料83.2毛坯选择83.2.1确定毛坯的类型及制造方法83.2.3毛坯加工余量、工序尺寸及公差的确定83.3.1粗基准的选择93.3.2精基准的选择93.4制订工艺路线93.5机械加工余量、工序尺寸及公差11第4章 车70孔夹具设计184.1问题的提出184.2夹具的设计184.2.1定位基准的选择184.2.2定位元件的设计194.2.3切削力及夹紧力的计算194.2.4加紧元件的设计204.2.5紧固元件的选择204.2.6夹具操作说明20第5章 铣底面夹具设计215.1 机床夹具概述215.2研究原始质料225.3定位基准的选择225.3 切削力及夹紧分析计算225.4 误差分析与计算255.5 零、部件的设计与选用255.6 夹具操作步骤分析和可靠性预测26总 结27参 考 文 献28致谢29第1章 序言1.1 机械加工工艺概述机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，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，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。1.2机械加工工艺流程机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。1.3夹具概述夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。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。1.4机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。1机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。（1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。（2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。2机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。（1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。（2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。1.5机床夹具的发展趋势随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。1.5.1机床夹具的现状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作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，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为18%左右。特别是近年来，数控机床（NC）、加工中心（MC）、成组技术（GT）、柔性制造系统（FMS）等新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。2）能装夹一组具有相似性特征的工件。3）适用于精密加工的高精度机床夹具。4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。6）提高机床夹具的标准化程度。1.5.2现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1；用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5m；精密心轴的同轴度公差可控制在1m内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达0.20.5m。高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为2450r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。第2 章 工艺性分析2.1零件作用设计题目所给零件为支架A，主要作用是安装轴承以支撑轴。2.2零件工艺性分析支架A共有4组主要加工表面。1、 以70孔为中心的加工表面。这组加工表面包括：70孔及倒角2、 以4-6孔, 4-12孔为中心的加工表面。这组加工表面包括：4-6孔, 4-12孔3、40孔所在外端面。30第3章 工艺规程设计3.1零件材料零件材料为HT200，用于承受较大载荷的小截面调质件和应力较小的大型正火件，以及对心部要求不高的表面淬火件：曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的零件应在热水或油水中淬火。3.2毛坯选择3.2.1确定毛坯的类型及制造方法由于零件的材料为HT200，零件的形状规则，同时由于零件属于中批生产，零件的轮廓尺寸不大，为了便于生产故选用模铸毛坯。模铸加工工艺的几点优势：由于有模膛引导金属的流动，铸件的形状可以比较复杂；铸件内部的铸造流线比较完整，从而提高了零件的机械性能和使用寿命。铸件表面光洁，尺寸精度高，节约材料和切削加工工时；生产率较高；操作简单，易于实现机械化；生产批量越大成本越低。从零件材料及力学性能要求，零件的结构形状与大小，生产类型，现有生产条件，充分利用新工艺、新材料等多方面综合考虑选择模铸加工工艺中的锤上模铸。3.2.3毛坯加工余量、工序尺寸及公差的确定b)、根据工序尺寸和公差等级，查附表14平面加工方案得出粗铣、精铣底面的工序偏差，按入体原则标注，考虑到高度方向上以下底面为尺寸基准，因此以轴承孔外圆面为粗基准先加工下底面，以加工后的平面为后面加工的精基准。底面的加工余量及工序尺寸b)、根据工序尺寸和公差等级，查附表14平面加工方案得出粗铣、精铣两侧面的工序偏差。为后面加工做基准，且加工后面工序装夹方便。两侧b)、根据工序尺寸和公差等级，查附表14平面加工方案得出粗铣、精铣前后两端面的工序偏差。因前端面是宽度方向上的尺寸基准，并为加工孔25的一个精基准，因此在次道工序中以基准加工。3.3基准的选择3.3.1粗基准的选择 对于加工表面较多的零件，按照粗基准的一般选取原则：（1）各表面有足够的加工余量；（2）对一些重要表面和内表面，应尽量使加工余量分布均匀；（3）各加工表面上的总切削量最小。（4）尽量以不加工表面为粗基准。3.3.2精基准的选择 根据零件图上标注的平行度，垂直度等位置要求，主要考虑互为基准和基准统一与基准重合原则，以粗加工后的底面（25孔外端面）为主要的定位精基准，即以支架A的下底面为精基准。基准不重合时应该在下文专门进行尺寸换算，此处不再重复。3.4制订工艺路线3.4.1工艺路线方案一10铸造毛坯铸造毛坯20时效时效处理30铣粗铣底面40铣精铣底面50铣铣40孔一侧端面60铣铣40孔另外一侧端面70钻钻4-6孔, 钻4-12孔80车车40孔90铣铣U槽100去毛刺去毛刺110检查检查3.4.2工艺路线方案二10铸造毛坯铸造毛坯20时效时效处理30铣粗铣底面40铣精铣底面50铣铣40孔一侧端面60铣铣40孔另外一侧端面70钻钻4-6孔, 钻4-12孔80车车40孔90铣铣U槽100去毛刺去毛刺110检查检查3.4.3两个个工艺方案的比较与分析以上方案大致看上去都是合理的，但仔细考虑零件的要求及可能采取的加工手段分析可知方案一:方案二相对来说，装夹次数少，可减少机床数量、操作人员数量和生产面积还可减少生产计划和生产组织工作并能生产率高。考虑工厂设备，能否借用工、夹、量具等具体条件，选择方案二。最后根据工序方案二制定出详细的工序划分如下所示： 10铸造毛坯铸造毛坯20时效时效处理30铣粗铣底面40铣精铣底面50铣铣40孔一侧端面60铣铣40孔另外一侧端面70钻钻4-6孔, 钻4-12孔80车车40孔90铣铣U槽100去毛刺去毛刺110检查检查3.5机械加工余量、工序尺寸及公差支架A零件材料为HT200钢，硬度为HBS 230250，生产类型为中批生产。根据原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的工序尺寸、机械加工余量如下： 工序30粗铣底面机床：铣床X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2.2mm所以铣削深度：精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.473，取：根据参考文献3表2.481，取铣削速度每齿进给量：根据参考文献3表2.473，取根据参考文献3表2.481，取铣削速度机床主轴转速：按照参考文献3表3.174，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.481,取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序40：精铣底面机床：铣床X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数8，此为细齿铣刀。因其单边余量：Z=2.2mm所以铣削深度：精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.473，取根据参考文献3表2.481，取铣削速度每齿进给量：根据参考文献3表2.473，取：根据参考文献3表2.481，取铣削速度机床主轴转速：按照参考文献3表3.131，取 实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量： 走刀次数为1机动时间：机动时间：所以该工序总机动时间工序50：铣40孔一侧端面机床：铣床X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：=3mm精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.473，取：根据参考文献3表2.481，取铣削速度每齿进给量：根据参考文献3表2.473，取根据参考文献3表2.481，取铣削速度机床主轴转速：按照参考文献3表3.174，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.481,取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序60：铣40孔另外一侧端面机床：铣床X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.473，取：根据参考文献3表2.481，取铣削速度每齿进给量：根据参考文献3表2.473，取根据参考文献3表2.481，取铣削速度机床主轴转速：按照参考文献3表3.174，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.481,取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工步70：钻4-6孔, 钻4-12孔a. 确定背吃刀量 a=3mm。 b. 确定进给量 根据机械制造技术基础课程设计表5-68，（HT200硬度为180HBS）选择进给量f为1.5mm/r c. 确定切削速度 根据机械制造技术基础课程设计表5-66,选择切削速度Vc=10m/min（2）确定扩孔钻的磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7,取钻削时麻花钻刀具的耐用度T=150min。（3）确定机床主轴转速n （B）确定时间定额（2次走刀铰2个孔）一次走刀基本时间0.071min=4s其中为切削加工长度；为刀具切入长度；为刀具切出长度；f为主轴每转刀具的进给量。=2.2mm其中D=10.5mm；=13mm工序80 车40孔所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于CA6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为3mm，可在一次走刀内完成，故.确定进给量根据切削加工简明实用手册可知：表1.4刀杆尺寸为，工件直径400之间时， 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量（表4.211）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表130，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174207时，=时，径向进给力：=1150。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.2112），故实际进给力为： =1150=1111.5 （3-2）由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.11，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11，当硬质合金刀加工硬度2002111的铸件，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.112，0.8，=1.0，=1.0（见表1.40），故： =63 （3-3） =120 （3-4）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （3-5）.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25，=，切削速度时， =切削功率的修正系数=0.73，=0.11，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 （3-6）根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=3.75，=，=，=.倒角 为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同 换车刀手动进给。工序90：铣U槽机床：铣床X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.473，取：根据参考文献3表2.481，取铣削速度每齿进给量：根据参考文献3表2.473，取根据参考文献3表2.481，取铣削速度机床主轴转速：按照参考文献3表3.174，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.481,取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间第4章 车70孔夹具设计4.1问题的提出夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程地切削加工、 热处理、装配等工艺过程中。机床夹具按在不同生产类型中的通用性，可以分为通用夹具. 专用夹具. 可调夹具. 组合夹具等。本课题设计的是支架A加工中车轴承孔车70孔工序专用夹具角铁式车夹具设计。4.2夹具的设计4.2.1定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。方案一1面也就是整个支架A的截面定位限制两个自由度。2面是支架A的地面定位限制三个自由度3面是侧面定位限制一个自由度。方案二1面是支架A的底面限制三个自由度。 2面是侧面限制一个自由度。 3面是轴承孔外端面定位限制两个自由度。方案比较：方案一：是按照基准统一及基准重合原则确定的，有利于夹具的设计制造，加紧力方向指向定位元件刚性较大的方向，定位相对简单。方案二：是是按照基准统一原则确定的，有利于夹具的设计制造，但不容易保证空的轴线与外圆对称面的重合，钻头进给的的轴向力完全由定位元件承受，很容易引起变形。本工序车25内圆面，加工的切削力主要是刀头进给时的轴向力和钻削扭矩，样工件轴向几乎没有切削力，所需要的加紧力不是很大。综合考虑两个方案的优缺点，及加工的具体情况，采用方案一。4.2.2定位元件的设计通过方案一来选择设计定位元件4.2.3切削力及夹紧力的计算 粗车切削力：查现代机床夹具设计P104表，得车削切削力计算公式： 圆周分力Fc = 902ap f0.75Kp径向分力Fp = 2383ap0.9f0.6vc-0.3Kp轴向分力Ff =3326Kp其中ap背吃刀量 2.3mm(30) 4mm(35)f每转进给量 0.16mm(30) 0.3mm (35)Vc切削速度m/min 60(30) 40(35)Kp修正系数1.08 1.63 0.70所以切削70时的各切削力Fc1= 566.8N Fp2=801.5N Ff3= 416.4N精车切削力：ap背吃刀量0.5mm(30) 0.7mm(35)f每转进给量 0.13mm(30) 0.2mm (35)Vc切削速度m/min 38(30) 20(35)Kp修正系数 1.08 1.63 0.70所以切削70时的各切削力Fc1= 105.45N Fp2= 57.23N Ff3= 97.96N 车削夹紧力：查机床夹具设计手册P70表3-6，查得工件以V形块和定位块定位时所需夹紧力计算公式： Wk = KFsin222式中Wk实际所需夹紧力K安全系数弹簧夹头的半锥角u2工件与夹具支承面的摩擦系数则所需夹紧力 Wk=399（N）根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。3、定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为V形块与定位块，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合B=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。Y=0.5d=0.50.12mm=0.06mm4.2.4加紧元件的设计4.2.5紧固元件的选择由于夹具零件都是固定在夹具体上面的，所以应该选择螺钉，由于夹具的设计尺寸面的宽度多为15或者20cm，尺寸较小，为了满足强度要求以及在这么小的空间装配拆装，故选择内六角圆柱头螺钉。4.2.6夹具操作说明先将定位元件及加紧元件固定在夹具体上面，然后只需拧松螺杆将V型块退回即可将元件按照定位基准放置好，最后拧紧螺杆将元件加紧。当加工完成之后拧松螺杆将元件取下，在放入下一个零件。第5章 铣底面夹具设计5.1 机床夹具概述在对工件进行机械加工时，为了保证加工的要求，首先要使工件相对道具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。机床夹具的组成 1、定位装置 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。2、夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确的正确位置。3、对刀或导向装置 其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。X、连接原件 其作用是确定夹具在机床上的正确位置。5、夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。6、其他元件或装置 是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。机床的分类机床夹具种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。按夹具的使用特点可分为：通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具，拼装夹具。按使用机床可分为：车床夹具，铣床夹具，钻床夹具，镗床夹具，齿轮机床夹具，数控机床夹具，自动机床夹具，自动线随行夹具以及其他机床夹具。按夹紧的动力源可分为：手动夹具，气动夹具，液压夹具，气液增力夹具，电磁夹具以及真空夹具等。工件的装夹方法工件装夹的方法有两种：将工件直接装夹在机床的工作台或花盘上将工件装夹在家具上采用第一种方法装夹的效率低，一般要求先按图纸要求在工件的表面上划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时，用划针或面分表找正后再夹紧。一般用于单件和小批生产。批量较大时，都采用夹具装夹工件。采用夹具装夹工件有如下优点：a、保证加工精度，稳定加工质量b、缩短辅助时间，提高劳动生产率c、扩大机床的使用范围，实现“一机多能”d、改善工人的劳动条件，降低生产成本工件在夹具中的定位（1）工件的定位的基本原理1. 六点定则用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，称为“六点定位原则”，简称“六点定则”。六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承点作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。2. 限制工件自由度与加工要求的关系工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制；不影响加工要求的自由度，有时要限制，有时可不限制，视具体情况而定。习惯上，工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位，工件限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。在工件定位时，以下情况允许不完全定位：a 加工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置自由度可不限制。b 毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的角度自由度可不限制。c 加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外，还可不限制绕垂直加工面的轴的角度自由度。5.2研究原始质料利用本夹具主要用来粗、精铣底面，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。5.3定位基准的选择由零件图可知：在对进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，进行了粗、精加工。因此，为了使定位误差达到要求的范围之内，这种定位在结构上简单易操作。5.3 切削力及夹紧分析计算刀具：面铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式： 有：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。(1) 夹紧力作用点的选择 a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。(3)夹紧力大小的估算 理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。估算的步骤：a.建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程：FJ理= (FP)。b.实际需要的夹紧力FJ需，应考虑安全系数，FJ需=KFJ理。c.校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件：FJFJ需。夹具的夹紧装置和定位装置1 2夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始
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