常州机电毕业设计-壳体零件加工工艺及夹具设计（全套含CAD图纸）
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50 附录 二 ：中文翻译 通过夹具布局设计和夹紧力的优化控制变形 摘 要 工件变形必须控制在数值控制机械加工过程 之中 。夹具布局和夹紧力是 影 响加工变形程度和分布的 两个主要方面 。在 本文提出了一种多目标模型的建立，以减低 变形的 程度 和增加 均匀变形 分布 。有限元方法 应用 于分析变形。遗传算法发展是为了解决优化模型。最后举了一个例子说明，一个令人满意的结果被求得 ， 这是远优于经验之一的。多目标模型可以减少加工变形有效地改善分布状况。 关键词 ：夹具布局；夹紧力； 遗传算法；有限元方法 1 引言 夹具设计在制造工程中是一项重要 的程序。这对于加工精度是至关重要。一个工件应约束在一个带有夹具元件，如定位元件，夹紧装置，以及支撑元件的夹具中加工。定位的位置和夹具的支力，应该从战略的设计，并且适当的夹紧力应适用。该夹具元件可以放在工件表面的任何可选位置。夹紧力必须大到足以进行工件加工。通常情况下，它在很大程度上取决于设计师的经验，选择 该夹具元件的方案 ，并确定夹紧力。因此，不能保证由此产生的解决方案是 某一特定的工件的 最优或接近最优 的方案。 因此，夹具布局和夹紧力优化成为 夹具设计方案的两个主要方面 。 定位和夹紧装置和 夹紧力 的值都应 适当的选择和 计算 ， 使由于夹紧 力 和切削力 产生的工件变形尽量减少和非正式化 。 夹具设计 的目的 是要找到 夹具元件关于工件和最优的夹紧力的 一个最优 布局或方案 。在这篇论文里 ， 多目标优化方法是代表了 夹具布局设计和夹紧力的优化 的方法 。 这个观点是具有两面性的。 一，是尽量减少 加工表面最大的弹性变形 ； 另一个是尽量均匀变形。 件包 是用来计算 工件 由于夹紧力和切削力 下产生的变形。遗传算法是 发达且 直接 的搜索工具箱，并且被应用于 解决优化问题。最后还给出了一个 案例 的 研究 ，以阐述对所提算法 的应用。 51 2 文献回顾 随着优化方法在工业中的广泛运用，近几年 夹具设计优化已获得了更多的利益。夹具设计优化包括夹具布局优化和夹紧力优化。 出了一种 使用刚体模型的夹具 用了一个刚性体模型，为最优夹具布局和最低的夹紧力进行分析和综合。 他提出了基于支持布局优化的程序与计算质量的有限元计算法 。李和 了一个非线性编程方法和一个联络弹性模型解决布局优化问题。两年后， 他们提交了一份 确定关于多钳夹具受到准静态加工力的夹紧力优化的方法。他们还提出了一关于夹 具布置和夹紧力的最优的合成方法，认为工件在加工过程中处于动态。相结合的夹具布局和夹紧力优化程序被提出，其他研究人员用有限元法进行夹具设计与分析。蔡等对 括合成的夹具布局的金属板材大会的理论进行了拓展。 秦等人建立了一个与夹具和工件之间弹性接触的模型作为参考物来优化夹紧力与，以尽量减少工件的位置误差。 交了一份 基于模型的 框架 以 确定所需的最低限度夹紧力，保证了 被夹紧 工件在加工 的动态稳定 。 大部分的上述研究使用的是非线性规划方法，很少有全面的或近全面的最优解决 办法。 所有的夹具布局优化程序必须从一个可行布局开始。 此外，还得到了对这些模型都非常敏感的初步可行夹具布局的解决方案。 夹具优化设计的问题是非线性的，因为目标的功能和设计变量之间没有直接分析的关系。例如加工表面误差和夹具的参数之间（定位、夹具和夹紧力）。 以前的研究表明，遗传算法（ 在解决这类优化问题中是一种有用的技术。吴和陈用遗传算法确定最稳定的静态夹具布局。石川和青山应用遗传算法确定最佳夹紧条件弹性工件。 基于优化夹具布局的遗传算法中使用空间坐标编码。他们还提出了针对主要竞争夹具 优化方法相对有效性的广泛调查的方法和结果。这表明连续遗传算法取得最优质的解决方案。 展了一个夹具布局优化技术，用遗传算法找到夹具布局，尽量减少由于在整个刀具路径的夹紧和切削力造成的加工表面的变形。 定位器和夹具位置被节点号码所指定。 人还提出了一种迭代算法，尽量减少工件在整个切削过程之中由不同的夹具布局和夹紧力造成的弹性变形。 人建成了一个分析模型，认为定位和夹紧装置为同一夹具布局的要素灵活的一部分。 论了混合学习系统用来非 线性有限元分析与支持相结合的人工神经网络（ 和 人工神经网络被用来计算工件的最大弹性变形，遗传算法被用 52 来确定最佳锁模力。 议将 迭代算法和人工神经网络结合起来发展夹具设计系统。 迭代算法和有限元分析，在二维工件中找到最佳定位和夹紧位置，并且把碎片 的效果考虑进去。 周等人。提出了基于遗传算法的方法，认为优化夹具布局和夹紧力的同时，一些研究没有考虑为整个刀具路径优化布局。一些研究使用节点数目作为设计参数。 一些研究解决夹具布局或夹紧力优化方法，但不能两者都同时进行。 有几项研究摩擦和 碎 片 考虑进去了。 碎片 的移动和摩擦接触的影响对于实现更为现实和准确的工件夹具布局校核分析来说是不可忽视的。 因此将 碎片 的去除效果和摩擦考虑在内以实现更好的加工精度是必须的。 在这篇论文中，将摩擦和 碎片 移除考虑在内，以达到加工表面在夹紧和切削力下最低程度的变形。 一多目标优化模型被建立了。一个优化的过程中基于 有限元法提交找到最佳的布局和夹具夹紧力。 最后，结果多目标优化模型对低刚度工件而言是比较单一的目标优化方法、经验和方法。 3 多目标优化模型夹具设计 一个可行的夹具布局 必须 满足三限制。 首先，定位和夹紧装置 不能 将 拉伸势力 应用到 工件 ； 第二，库仑摩擦约束必须 施加 在所有夹具 夹具元件 位置必须在候选位置。 为一个问题涉及夹具元件 化问题可以在数学上仿照如下 ： 这里的 工区域在加工当中 其中 53 是 j 的平均值； i 次的接触点； 是静态摩擦系数； 切向力在 i 次的接触 点 ； i)是 i 次的接触点； i 次接触点； 整体过程如图 1 所示， 一要设计一套可行的夹具布局和优化的夹紧力。最大切削力在切削模型和切削力发送到有限元分析模型中被计算出来。优化程序造成一些夹具布局和夹紧力，同时也是被发送到有限元模型中。在有限元分析座内，加工变形下，切削力和夹紧力的计算方法采用有限元方法 。 根据某夹具布局和变形 ， 然后发送给优化程序，以搜索为一优化夹具 方案。 图 1 夹具布局和夹紧力 优化过程 4 夹具布局设计和夹紧力的优化 遗传 算法 遗传算法（ 是基于生物再生产过程的强劲，随机和启发式的优化方法。 基本思路背后的遗传算法是模拟 “生存的优胜劣汰 “的现象。 每一个人口中的候选个体指派一个健身的价值，通过一个功能的调整，以适应特定的问题。 遗传算法，然后进行复制，交叉和变异过程消除不适宜的个人和人口的演进给下一代。 人口足够数目的演变基于这些经营者引起全球健身人口的增加 和优胜个体代表全最好的方法。 遗传算法程序在优化夹具设计时需夹具布局和夹紧力作为设计变量，以生成字符串代表不同的 布置。 字符串相比染色体的自然演变，以及字符串，它和遗传算法寻找最优，是映射到最优的夹具设计计划。在这项研究里，遗传算法和 直接搜索工具箱是被运用的。 54 收敛性遗传算法是被 人口大小 、交叉的概率和概率突变所控制的 。只有当在一个人口中功能最薄弱功能的最优值没有变化时， 到一个预先定义的价值 或有多少几代氮，到达演化的指定数量上限 没有遗传算法停止。 有五个主要因素，遗传算法，编码，健身功能，遗传算子，控制参数和制约因素。 在这篇论文中，这些因素都被选出如 表 1 所列。 表 1 遗传算法参数的选择 由于遗传算法可能产生夹具设计字符串，当受到加工负荷时不完全限制夹具。 这些解决方案被认为是不可行的，且被罚的方法是 用来驱动遗传算法，以实现一个可行的解决办法。 1 夹具设计的计划被认为是不可行的或无约束，如果反应在定位是否定的。在换句话说，它不符合方程（ 2）和（ 3）的限制。 罚的方法基本上包含指定计划的高目标函数值时不可行的 。因此，驱动它在连续迭代算法中的可行区域。 对于约束（ 4） ，当遗传算子产生新个体或此个体已经产生，检查它 们是否符合条件是必要的。 真正的候选区域是那些不包括无效 的区域。在为了简化检查，多边形是用来代表候选区域和无效区域的。 多边形的顶点是用于检查。 “在 功能可被用来帮助检查。 有限元分析 件包是用于 在这方面的研究 有限元分析计算 。 有限元模型是一个考虑摩擦效应的半弹性接触模型，如果材料是假定线弹性。 如图 2 所示，每个位置或支持，是代表三个正交弹簧提供的制约。 图 2 考虑到摩擦的半弹性接触模型 55 在 x ， y 和 z 方向和每个夹具类似，但定位夹紧力在正常的方向。 弹力在自然的方向即所谓自然弹力，其余两个弹力即为 所谓的切向弹力。 接触弹簧刚度可以 根据向赫兹接触理论 计算 如下 ： 随着夹紧力和夹具布局的变化，接触刚度也不同，一个合理的线性逼近的接触刚度可以从适合上述方程的最小二乘法得到。 连续插值，这是用来申请 工件的有限元分析模型的 边界条件 。在图 3中说明了夹具元件的位置，显示为黑色界线。 每个元素的位置被其它四或六最接近的邻近节点 所包围。 图 3 连续插值 这系列节点，如黑色正方形所示，是（ 37， 38， 31和 30 ），（ 9， 10 ， 11 ， 18，17号和 16号）和（ 26， 27 ， 34 ， 41， 40和 33 ）。 这一系列弹簧单元，与这些每一个节点相关联。对任何一套节点，弹簧常数 是： 这里， 弹簧刚度在的 j i 次夹具元件， i 次夹具元件和的 J 弹簧刚度在一次夹具元件位置 , i 是周围的 i 次夹具元素周围的节点数量 为每个加工负荷的一步，适当的边界条件将适用于工件的有限元模型。 在这个 工作里 ，正常的弹簧 约束在这三个方向（ X ， Y ， Z ）的和 在切方向 切向弹簧约束， （ X ， Y ） 。 夹紧力是适用于正常方向（ Z）的夹紧点。整个刀具路径是模拟为每 个夹具设计计划所产生的遗传算法应用的高峰期的 X ， Y ， z 切削力顺序到元曲面，其中刀具通 56 行 证。 在这工作中，从刀具路径中欧盟和去除 碎片 已经被考虑进去。在机床改变几何数值过程中，材料被去除，工件的结构刚度也改变。 因此，这是需要考虑 碎片 移除的影响。有限元分析模型，分析与重点的工具运动和碎片 移除使用的元素死亡技术。 在为了计算健身价值，对于给定夹具设计方案，位移存储为每个负载的一步。 那么，最大位移是选定为夹具设计计划的健身价值。 遗传算法的程序和 间的互动实施如下。 定位和夹具的位置以及夹紧力 这些参 数写入到一个文本文件。那个输入批处理文件 件可以读取这些参数和计算加工表面的变形。 因此， 健身价值观，在遗传算法程序，也可以写到当前夹具设计计划的一个文本文件。 当有大量的节点在一个有限元模型时，计算健身价值是很昂贵的。 因此，有必要加快计算遗传算法程序。作为这一代的推移，染色体在人口中取得类似情况。在这项工作中，计算健身价值和 染色体存放在一个 据库。 遗传算法的程序，如果目前的染色体的健身价值已计算之前，先检查；如果不，夹具设计计划发送到 则健身价值观是直接从数据库 中取出。 啮合的工件有限元模型 ，在每一个计算时间保持不变。每计算模型间的差异是边界条件，因此，网状工件的有限元模型可以用来反复 “恢复 ”令 。 5 案例研究 一个关于低刚度工件的铣削夹具设计优化问题 是被显示在前面的论文中，并在以下各节加以表述。 工件的几何形状和性能 工件的几何形状和特点显示在图 4 中，空心工件的材料 是铝 390 与泊松比 71杨氏模量。 外廓尺寸 27件 顶端内壁的三分之一 是经铣削及其刀具轨迹，如 图 4 所示 。 夹具元件中应用到的 材料 泊松比 杨氏模量的220 的合金钢。 57 图 4 空心工件 模拟和加工的运作 举例将工件进行周边铣削，加工参数在表 2 中给出。 基于这些参数，切削力的最高值被作为工件内壁受到的表面载荷而被计算和应用 ，当工件处于 n（切）、 （下径向）和 （下轴） 的切削位置时。 整个刀具路径被 26 个工步所分开，切削力的方向被刀具位置所确定 表 2 加工参数和条件 。 夹具设计方案 夹具在加工过程中夹紧工件的规划如图 5 所示。 图 5 定位和夹紧装置 的可选区域 58 一般来说， 3位原则是夹具设计中常用的。夹具底板限制三个自由度，在侧边控制两个自由度。这里， 在 Y=0面上 使用了 4 个定点（ 14 ），以定位工件并限制 2 自由度；并且在 Y=127相反面上，两个压板（ 2）夹紧工件。 在正交面上，需要一个定位元件限制其余的一个自由度，这在优化模型中是被忽略的。在表 3 中给出了定位加紧点的坐标范围。 表 3 设计变量的约束 由于没有一个简单的一体化程序确定夹紧力，夹紧力很大部分 （ 初始阶段被假设为每一个夹板上作用的力。且从符合例 5的最小二乘法，分别由 07 N/m 和 07 N/m 得到了正常切向刚度。 遗传控制参数和 惩 罚函数 在这个例子中， 用到了 下列参数值： 0, 00和 的惩罚函数是 这里 以被 代表。当 到 6 时， 优化结果 连续优化的收敛过程如图 6所示。且收敛过程的相应功能 （ 1） 和 （ 2） 如图 7、图8 所示。 优化设计方案在表 4 中给出。 59 图 6 夹具布局和夹紧力优化程序 的 收敛性遗传算法 图 7 第一 个 函数值 的收敛 图 8 第二个函数值 的收敛性 表 4 多目标优化模型的结果 表 5 各种夹具设计方案结果进行比较， 结果 的 比较 从单一目标优化和经验设计中得到的夹具设计的设计变量和目标函数值，如表 5所示。 单一目标优化的结果，在论文中引做比较。 在例子中，与经验设计相比较，单一目标优化方法有其优势。 最高 变形减少了 ，均匀变形增强了 。最高夹紧力的值也减少了 。从多目标优化方法和单目标优化方法的比较中可以得出什么呢？最大变形减少了 ，均匀变形量增加了 ，最高夹紧力的值 减少了 60 。加工表面沿刀具轨迹 的变形分布如图 9所示。很明显，在三种方法中，多目标优化方法产生的变形分布最均匀。 与结果比较，我们确信 运用最佳定位点分布和最优夹紧力来减少工件的变形。图 10示出了一实例夹具的装配。 图 9 沿刀具轨迹 的变形分布 图 10 夹具配置 实例 6 结论 本文介绍了 基于 有限元 的 夹具布局设计和夹紧力的优化程序 设计。 优化程序是多目标 的： 最大限度地减少加工表面 的 最高变形和最大限度地 均匀 变形 。 健身价值的有限元计算。 对于 夹具设计优化的问题 ， 有限元分析 的结合被证明是一种很有用的方法 。 61 在这项研究中，摩擦的影响和 碎片 移动都被考虑到了。为了减少计算的时间，建立了一个染色体的健身数值的数据库， 且网状工件的有限元模型是优化过程中多次使用的。 传统的夹具设计方法是单一目标优化方法或经验 。此研究结果表 明， 多目标优化方法 比起其他两种方法 更有效地减少变形和均匀变形 。这对于在数控加工中控制加工变形是很有意义的 。 参考文献 1、 S， 1993 年） 自动化装配线上棱柱工件最佳装夹定位生成的理论方法 。 C (1995) 优化机床夹具表现的 荷模型 。 2、 C (1998) 快速支持布局优化 。 , N (1999) 通过夹具布局优化改善工件的定位精度 。 3、 , N (2001) 夹具夹紧力的优化和其对 工件的定位精度 的影响。 4、 , N (1999) 通过夹具布局优化改善工件的定位精度 。 5、 , N (2001) 夹具夹紧力的优化 和其对工件定位精度的影响。 6、 , N (2001) 最优夹具设计计算工件动态的影响。 7、 D, S (1987) 灵活装夹系统的有限元分析。 8、 J, R (1991) 运用优化方法在夹具设计中选择支位。 9、 , J, X (1996) 变形金属板材的装夹的原则、算法和模拟。 10、 H, H, L (2005) 夹具装夹方案 的建模和优化设计。 11、 Y, N (2006) 动态稳定装夹中夹紧力最小值的确定。 12、 H, C (1996) 基于遗传算法 的夹具优化配置方法。 13、 , (1996) 借助遗传算法对装夹条件的优化。 14、 , C, , et 2002) 一项关于 空间坐标对 基于遗传算法的夹具优化问题的作用的调查。 15、 , C, , et 2002) 夹具布局优化方法 成效的调查。 16、 , N (2000) 利用遗传算法 优化加工夹具的布局。 17、 , , N (2002) 利用遗传算法 优化夹紧布局和夹紧力。 18、 M, J, Q (2004) 基于遗传算法的柔性装配夹具布局 的 建模与优化 。 62 19、 (2005) 通过一种人工神经网络和遗传算法 混合的系统设计智能夹具。 20、 S, , C (2001) 采用遗传算法 固定装置的概念设计。 21、 (2006) 利用遗传算法 优化加工夹具的定位和夹紧点。 22、 L, H, H (2005) 遗传算法用于优化夹具布局和夹紧力。 23、 , (2003) 碎片 位移和摩擦接触的运用对工件夹具布局的校核。 i & 2 007 /4 007# 007be in of In a to of to of to A to a is to is an in It is to be in a as of be be be on be it on s to to is no or a in of be to is of is to an or of In is is is to of is to of is to of A is to is to of of in a . . *)o. 29, 10016, a of 1. a of 2. a 3. Li a a 4. a a 5. of . A , 8 EM 9 8of et 10 an to to of 11 a of of or of an to is of A) a in 213 A to an 14 to in A of of an of 15. 16 a A to of et 17 an by et 18 up as 19 a EA a of A. NN to 20 to A NN a 21 EM to D et 22 a GA of of as of or of be 23, so it is to to to of of to A is A EM to of is a to be at of be in a n be as 12:; :; s ; j 1; 2; :; n 12 3i 1; 2; :; p 4to at in of j is at is of at i) is i) is of is 1 to to is in is to to EA is a to to on A is to in is a a to A of on to in of A to as to of A to In A is by of Pc)of no of in a a or N, A A, In as A is to is to A to a A is if at it in ). 1 As a to it to A. 4), by or is it is to up In to to of be to is in is As 2, or is by in , Y is to in in be 8 as 65of s at of A be a to is to to EA 2 10 11 12 13 1415 16 17 18 19 20 2122 23 24 25 26 27 2829 30 31 32 33 34 3536 37 38 39 40 41 4243 44 45 46 47 48 493 4 A of nd 5.4 of 00mm/of of 5.4 00 3. as is or by 37, 38,31 0, 9, 10, 11, 18, 17 6 26, 27, 34, 41,40 3. A of to of at it,at of to be to In in X, Y, Z)in X, Y). in Z) at by by , Y, Z 23is of so of it is to EA is to In to a is A as of to a of A be to a is to up A As in In in a GA if s of EA is EA be of a in 16, 18, 22 is in 5 of / / / 0 0 of 4. of is a .3 s 52.4 27 6.2 of an is 4. of is a .3 s 20 is on of . on of as on at ( ( ( is 6 常州机电职业技术学院 机械加工工序卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 壳体 壳体 材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 型铸造 零件毛重 零件净重 硬 度 设 备 型 号 设 备 名 称 式铣床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 专用夹具 机动时间 单件工时定额 每合件数 155 技 术 等 级 冷 却 液 中 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 切削速度（米 /分） 切削深度（毫米） 进给量（毫 米 /转） 转速（转 /分） 30 1 铣上端面 铣刀 卡 规 80 编 制 校 对 会 签 复 制 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 常州机电职业技术学院 机械加工工序卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺 文件编号 壳体 壳体 材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 型铸造 零件毛重 零件净重 硬 度 设 备 型 号 设 备 名 称 式铣床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 专用夹具 机动时间 单件工时定额 每合件数 155 技 术 等 级 冷 却 液 中 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 切削速度（米 /分） 切削深度（毫米） 进给量（毫 米 /转） 转速（转 /分） 40 1 粗铣底面 铣刀 卡 规 80 编 制 校 对 会 签 复 制 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 常州机电职业技术学院 机械加工工序卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 壳体 壳体 材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 型铸造 零件毛重 零件净重 硬 度 设 备 型 号 设 备 名 称 式铣床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 专用夹具 机动时间 单件工时定额 每合件数 155 技 术 等 级 冷 却 液 中 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 切削速度（米 /分） 切削深度（毫米） 进给量（毫 米 /转） 转速（转 /分） 50 1 精 铣底面 铣刀 卡 规 103 25 编 制 校 对 会 签 复 制 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 常州机电职业技术学院 机械加工工序卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 壳体 壳体 材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 型铸造 零件毛重 零件净重 硬 度 设 备 型 号 设 备 名 称 床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 专用夹具 机动时间 单件工时定额 每合件数 155 技 术 等 级 冷 却 液 中 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 切削速度（米 /分） 切削深度（毫米） 进给量（毫 米 /转） 转速（转 /分） 60 1 车 52 孔、倒角 镗刀 赛规 103 25 编 制 校 对 会 签 复 制 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 常州机电职业技术学院 机械加工工序卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 壳体 壳体 材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 型铸造 零件毛重 零件净重 硬 度 设 备 型 号 设 备 名 称 床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 专用夹具 机动时间 单件工时定额 每合件数 5 技 术 等 级 冷 却 液 中 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 切削速度（米 /分） 切削深度（毫米） 进给量（毫 米 /转） 转速（转 /分） 70 1 粗镗 62、倒角 高速钢刀具 塞规 103 25 编 制 校 对 会 签 复 制 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 常州机电职业技术学院 机械加工工序卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 壳体 壳体 材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 型铸造 零件毛重 零件净重 硬 度 设 备 型 号 设 备 名 称 式钻床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 专用夹具 机动时间 单件工时定额 每合件数 5 技 术 等 级 冷 却 液 中 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 切削速度（米 /分） 切削深度（毫米） 进给量（毫 米 /转） 转速（转 /分） 80 1 钻孔 高速钢钻头 塞规 80 编 制 校 对 会 签 复 制 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 文件编号 常州机电职业技术学院 机械加工 工 艺过程卡 产品型号 零（部）图号 共 1 页 产品名称 零（部）名称 壳体 第 1 页 材料牌号 坯种类 砂型铸造 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 年产一万 工序号 工序 名称 工 序 内 容 车 间 设 备 工 艺 装 备 工 时 刀具 检具 准终 单件 10 铸造毛坯 铸造毛坯 机 20 检验 检验 机 30 铣面 铣上端面 机 立式铣床 铣刀 卡规 40 铣面 粗铣底面 机 立式铣床 规 卡规 50 铣面 精 铣底面 机 立式铣床 铣刀 卡规 60 车 车 52 孔、倒角 机 车床 刀 赛规 70 镗孔 粗镗 62、倒角 机 镗床 速钢刀具 赛规 80 钻孔 钻孔 机 立式钻床 速钢钻头 塞规 90 去毛刺 去毛刺 机 100 检查 检查 检 装订号 编制（日期） 校对（日期） 标准化（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标记 处号 更改文件 签字 日期 标记 处号 更改文件 签字日期 常州机电职业技术学院 毕业设计（论文）说明书 作 者： 学 号： 系 部： 专 业： 题 目： 壳体零件 加工工艺及夹具设计 购买后包含有 咨询 指导者 ： 评阅者： 年 月 毕业设计（论文）中文摘要 机械制造工艺及设备毕业设计是我们完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使我们综合运用所学过的基本课程，基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练 。 我们在完成毕业设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下坚实的基础，所以我们要认真对待这次综合能力运用 的机会！ 壳体零件加工工艺及 夹具设计 是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词 中间拔叉 零件 ， 加工工艺，专用夹具，设计 购买后包含有 咨询 毕业设计（论文）外文摘要 of is we a of is to of to of a We in of at we a of an of as to to a so we to to is of In of to of to of of in to is to of of as a by of to 目 录 1 工艺性分析 1 件作用 6 件工艺性分析 6 2 工艺规程设计 6 件材料 6 坯选择 6 体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 7 和平面的加工顺序 7 系加工方案选择 7 体加工定位基准的选择 8 基准的选择 8 基准的选择 8 体加工主要工序安排 8 准的选择 9 基准的选择 9 基准的选择 9 订工艺路线 9 艺路线方案一 9 艺路线方案二 10 个个工艺方案的比较与分析 10 械加工余量、工序尺寸及公差 11 3 加工中心孔夹具设计 17 床夹具设计要求说明 17 床夹具的设计要点 17 位机构 19 紧机构 19 件的车床夹具的加工误差分析 20 定夹具体结构尺寸和总体结构 20 件的车床专用夹具简单使用说明 21 总 结 23 致 谢 24 参 考 文 献 25 1 2 3 4 5 6 1 工艺性分析 件作用 设计题目所给零件为 壳体 ，主要作用是安装轴承以支撑轴。 件工艺性分析 由壳体零件图可知。壳体是一个壳体零件，它的外表面上有 4个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下 ： 壳体 共有 4组主要加工表面。 1、 以 62 52 这组加工表面包括： 62 52倒角以及尺寸 62 52线垂直的两个端面。还有一个 4 这组加工表面位置要求为 62 52 2、 以孔为中心的加工表面。 这组加工表面包括： 62 52端面。 2 工艺规程设计 件材料 零件材料为 中碳钢，其强度较高，塑性和韧性尚高，焊接性差。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。 坯选择 由于零件的材料为 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锻毛坯。 模锻加工工艺的几点优势：由于有模膛引导金属的流动，锻件的形状可以比较复杂；锻件内部的锻造流线比较完整，从而提高了零件的机械性能和使用寿命。锻件表面光洁，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锻加工工艺中的锤上 7 模锻。 体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 由以上分析可知。该壳体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于壳体来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。 由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。 和平面的加工顺序 壳体类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工壳体上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。壳体的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。 壳体零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，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系加工精度。 系加工方案选择 壳体孔系加 工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。 根据壳体零件图所示的壳体的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。 （ 1）用镗模法镗孔 在大批量生产中，壳体孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。 采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗 振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。 （ 2）用坐标法镗孔 在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品 8 种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。 用坐标法镗孔，需要将 壳体孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。 体加工定位基准的选择 基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （ 1）保证各重要支承孔的加工余量均匀； （ 2）保证装入壳体的零件与箱壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以壳体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基 准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。 基准的选择 从保证壳体孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证壳体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从壳体零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采 用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是壳体的装配基准，但因为它与壳体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。 体加工主要工序安排 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。壳体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到壳体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加 工出来。 9 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合铣床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于壳体，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。 加工工序完成以后，将工件清洗干 净。清洗是在 c9080 的含 打及 硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 准的选择 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。结合本零 件的加工情况 . 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，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，即以 壳体 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。 订工艺路线 艺路线方案一 10 铸造毛坯 铸造毛坯 20 检验 检验 30 铣面 铣上端面 40 铣面 粗铣底面 50 铣面 精铣底面 60 车 车 52 孔、倒角 70 镗孔 粗镗 62、倒角 80 钻孔 钻孔 90 去毛刺 去毛刺 10 100 检查 检查 艺路线方案二 10 铸造毛坯 铸造毛坯 20 检验 检验 30 铣面 铣上端面 40 铣面 粗铣底面 50 铣面 精铣底面 60 车 车 52 孔、倒角 70 镗孔 粗镗 62、倒角 80 钻孔 钻孔 90 去毛刺 去毛刺 100 检查 检查 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 :在工序 3先以 壳体 底面（ 13孔外端面）为定位粗基准铣 30端面 ,不符合粗基准选择的原则，即不了保证加工面与不加工面的位置要求时 ，应选择不加工面为粗基准。 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 检验 检验 30 铣面 铣上端面 40 铣面 粗铣底面 50 铣面 精铣底面 60 车 车 52 孔、倒角 70 镗孔 粗镗 62、倒角 80 钻孔 钻孔 90 去毛刺 去毛刺 11 100 检查 检查 械加工余量、工序尺寸及公差 壳体 零件材料为 度为 30 250，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 具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z 10 （ 1）粗铣插销体底面 粗铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸66 1铣削深度每齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 4 机床主轴转速 n ： m 0410001000 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m a：根据机械加工工艺手册表 40刀具切入长度 1l ： 2)31()(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m mj 工序 30：粗铣底面 机床：铣床 12 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z 10 （ 1）粗铣插销体底面 粗铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸66 1 铣削深度每齿进给量据机械加工工艺手册表 削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 4 机床主轴转速 n ： m 0410001000 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m a：根据机械加工工艺手册表 40刀具切入长度 1l ： 2)31()(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m mj 半精车 52内圆面 A. 确定被吃刀量： . 确定进给量：根据工艺手册表 8定，选用 f=mm/r C. 计算切削速度：根据工艺手册表 8用 s=100 m/. 确定主轴主轴转速： v1000931r/据工艺手册表 1031r/00r/000 r/选 1000r/际 切削速度 07 m/ 计算基本时间：按工艺手册表 8l=12 1l =2 2l =0 13 tb=车 52+0.0 内圆 A. 确定被吃刀量： .1 . 确定进给量：根据工艺手册表 8定，选用 f=r，所以选用 f=r C. 计算切削速度：根据工艺手册表 8用 ss,所以选用 m/s=120m/. 确定主轴主轴转速： v10001117r/据工艺手册表 10 1117r/近的机床转速为 1000r/ 2000 r/选 1000r/际 切削速度 07 m/ 计算基本时间：按工艺手册表 8l=12 1l =2 2l =0 mm tb=车 62内圆面 A. 确定被吃刀量： .9 . 确定进给量：根据工艺手册表 8定，选用 f=mm/r C. 计算切削速度：根据工艺手册表 8用 s=100 m/. 确定主轴主轴转速： v1000931r/据工艺手册表 1031r/00r/000 r/选 1000r/际 切削速度 07 m/ 计算基本时间：按工艺手册表 8l=12 1l =2 2l =0 mm tb=车 62内圆面 A. 确定被吃刀量： .1 14 B. 确定进给量：根据工艺手册表 8定，选用 f=r，所以选用 f=r C. 计算切削速度：根据工艺手册表 8用 ss,所以选用 m/s=120m/. 确定主 轴主轴转速： v10001117r/据工艺手册表 10 1117r/近的机床转速为 1000r/ 2000 r/选 1000r/际 切削速度 07 m/ 计算基本时间：按工艺手册表 8l=12 1l =2 2l =0 mm tb=序 80：钻孔。 机床：立式钻床 具：根据参照参考文献 3表 9 选高速钢锥柄麻花钻头。 进给量 f ：根据参考文献 3表 38，取 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 41，取 V m s 。 机床主轴 转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 8 6 0 5 3 9 . 5 3 / m i 1 4 1 7 ， 按照参考文献 3表 31，取 6 3 0 / m 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 7 6 3 0 0 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l ： 1 17( 1 2 ) 1 2 0 1 5 . 9 622c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 15 机动时间14 2 6 3 0 . 2 5 m i 3 3 6 3 0 扩孔 刀具：根据参照参考文献 3表 31 选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。 片型号： 削深度给量 f ：根据参考文献 3表 52，取 0 f mm r 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 53，取 V m s 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 4 6 0 4 2 6 . 7 8 / m i 1 4 1 9 . 7 按照参考文献 3表 31，取 5 0 0 / m 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 9 . 7 5 0 0 0 . 5 2 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l 有： 11 1 9 . 7 1 7( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 8 6 322c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： 12 ，取 2 走刀次数为 1 机动时间24 2 3 3 0 . 1 6 m i 6 5 0 0 铰孔 刀具：根据参照参考文献 3表 54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。 切削深度 进给量 f ：根据参考文献 3表 58， 取 。 切削速度 V ：参照参考 文献 3表 60，取 。 机床主轴转速 n ： 16 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 3 0 5 . 7 3 / m i 1 4 2 0 按照参考文献 3表 31取 3 1 5 / m 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 2 0 6 0 0 0 . 6 3 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l ， 01 2 0 1 9 . 7( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 0 922c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间34 2 2 . 0 9 3 0 . 0 7 m i 1 5 该工序的加工机动时间的总和是0 . 2 5 0 . 1 6 0 . 0 7 0 . 4 8 m i 17 3 加工中心孔夹具设 计 床夹具设计要求说明 车床夹具主要用于加工中心孔夹具 。 因而车床夹具的主要特点是工件加工表面的中心线与机床主轴的回转轴线同轴 。 （ 1） 安装在车床主轴上的夹具 。 这类夹具很多，有通用的三爪卡盘 、 四爪卡盘，花盘，顶尖等，还有自行设计的心轴；专用夹具通常可分为心轴式 、 夹头式 、 卡盘式 、 角铁式和花盘式 。 这类夹具的特点是加工时随机床主轴一起旋转，刀具做进给运动 定心式车床夹具 在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构 。 角铁式车床夹具 在车床上加工壳体 、 支座 、 杠杆 、 接头等零件的回转端 面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具 。 这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具 。 花盘式车床夹具 这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个 装定位元件 、 夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔 。这类夹具不对称，要注意平衡 。 （ 2） 安装在托板上的夹具 。 某些重型 、 畸形工件，常常将夹具安装在托板上 。刀具则安装在车床主轴上做旋转运动，夹具做进给运动 。 由于后一类夹具应用很少，属于机床改装范畴 。 而生产中需自行设计的较多是安装在车床主轴上的专用夹具，所 以零件在车床上加工用专用夹具 。 床夹具的设计要点 （ 1）定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求 当加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点 。 当加工的表面与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则应以夹具的回转轴线为基准来确定定位元件的位置。 18 工件的夹紧应可靠。由于加工时工件和夹具一起随主轴高速回转，故在加工过程中工件除受切削力矩的作用外，整个夹具还要受到重力和离心力的作用，转速越高离心力越大，这些力不仅降低夹紧力，同时会使主轴振动。因 此，夹紧机构必须具有足够的夹紧力，自锁性能好，以防止工件在加工过程中移动或发生事故。对于角铁式夹具，夹紧力的施力方式要注意防止引起夹具变形。 （ 2）夹具与机床主轴的连接 车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的加工精度有一定的影响。因此，要求夹具的回转轴线与卧式车床主轴轴线应具有尽可能小的同轴度误差。 心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接，用螺杆拉紧。有的心轴则以中心孔与车床前、后顶尖安装使用。 根据径向尺寸的大小，其它专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种方式： 1)对于径向尺寸 D 140 D (2 3)般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧，如图 1种连接方式定心精度较高。 2)对于径向尺寸较大的夹具，一般用过渡盘与车床主轴轴颈连接。过渡盘与主轴配合处的形状取决于主轴前端的结构。 图 1示的过渡盘，其上有一个定位圆孔按 H7/ H7/主轴轴颈相配合，并用螺纹和主轴连接。为防止停车和倒车时因惯性作用使两者松开，可用压板将过渡盘压在主轴上。专用夹具则以其定位止口按 H7/ H7/配在过渡盘的凸缘上，用螺钉紧固。这种连接方式的定心精度受配合间 隙的影响。为了提高定心精度，可按找正圆校正夹具与机床主轴的同轴度。 对于车床主轴前端为圆锥体并有凸缘的结构，如图 1渡盘在其长锥面上配合定心，用 活套 在主轴上的螺母锁紧，由键传递扭矩。这种安装方式的定心精度较高，但端面要求紧贴，制造上较困难。 图 1渡盘推入主轴后，其端面与主轴端面只允许有 螺钉均匀拧紧后，即 可保证端面与锥面全部接触，以使定心准确、刚度好。 19 图 1 车床夹具与机床主轴的连接 过渡盘常作为车床附件备用，设计夹具时应按过渡盘凸缘确定专用夹具体的止口尺寸 。 过渡盘的材料通常为铸铁 。 各种车床主轴前端的结构尺寸，可查阅有关手册 位机构 由零件图分析孔 须保证孔轴向和径向的加工尺寸，得出，夹具必须限 制工件的六个自由度，才可以达到加工要求。先设计夹具模型如下： 选择定位元件为：支承板，支撑钉，定位销，上下盖板。支撑板限制了 X,Y,X,撑钉限制了 见，定位方案选择合理。 紧机构 选择工件的夹紧方案，夹紧方案的选择原则是夹得稳，夹得劳，夹得快。选择夹紧机构时，要合理确定夹紧力的三要素：大小、方向、作用点。夹紧装置的基本要求如下： 1. 夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置； 2. 夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不震动，又不 因夹紧力过大而使工件表面损伤、变形。 3. 夹紧机构的操作应安全、方便、迅速、省力。 4. 机构应尽量简单，制造、维修要方便。 分析零件加工要素的性质，确定夹紧动力源类型为手动夹紧，夹紧装置为压板，压紧力来源为螺旋力。夹具的具体结构与参数见夹具装配图和零件图。 20 件的车床夹具的加工误差分析 工件在车床夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差 D 、夹具误差J、 夹具在主轴上的安装误差 A 和加工方法误差G的影响 。 如夹具图所示，在夹具上加工时，尺寸的加工误差的影响因素如下所述： （ 1）定位误差 D 由于 C 面既是工序基准，又是定位基准，基准不重合误差 B 为零 。 工件在夹具上定位时，定位基准与限位基准是重合的，基准位移误差 Y 为零 。 因此，尺寸的定位误差 D 等于零 。 （ 2）夹具误差J夹具误差为限位基面与轴线间的距离误差，以及限位基面相对安装基面 （ 3）安装误差 A 因为夹具和主轴是莫氏锥度配合，夹具的安装误差几乎可以忽略不计 。 （ 4）加工方法误差G如车床主轴上安装夹具基准与主轴回转轴线间的误差 、 主轴的径向跳动 、 车床溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等 。 它的大小取决于机床的制造精度 、 夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素 。 一般取 G= K /3=件的车床夹具总加工误差是： 22 2 精度储备： 故此方案可行 。 定夹具体结构尺寸和
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