箱体零件的工艺规程编制及夹具设计.docx

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1、箱体零件的工艺规程编制及夹具设计 摘要 零件的工艺编制，在机械加工中占有非常重要的地位，零件工艺编制得合不合理，这直接关系到零件最终能否达到质量要求；夹具大的设计也是不可缺少的一部分，它关系到能否提高其加工效率的问题。因此这两者在机械加工行业中是至关重要的环节。这次毕业设计，我设计的课题是一级箱体零件加工工艺及夹具设计。该箱体零件结构较复杂，体积较大。为了提高生产效率和降低劳动强度，我设计了一款钻床夹具。本次设计说明书分为三个部分 : 第一部分分为机械加工工艺规程的慨述，其中有工艺的组成，工艺规程的内容和作用，机械制造工艺规程的类型及格式，工艺规程的原理和步骤的介绍。同时对定位基准的选择，工艺

2、路线中表面加工方法的选择、加工方法的划分、加工顺序的安排起到详细的介绍。第二部分分为机床夹具的设计，讲解机床夹具的慨述，机床夹具的组成分类。工件定位的原理，定位方法和定位元件对定位误差的计算，对夹紧装置的组成和夹紧力的三要素作了分析。在这次工艺中表面在铣床上加工；直径为 40mm 以上的在镗床上加工；其余的孔因分部面多我专门设计了一款夹具便于在钻床上加工（有图）。第三部分主要介绍对零件加工的全过程，我这次设计主要选的是铸件对毛坯的确定；加工中的时效性处理；工艺路线的编制和工序卡片的编写（有卡片工艺、工序全过程）在加工完后的检验。在加工中夹具的设计和计算，对机械简明手册的翻阅对国标对准。在加工完

3、后绘制出了完美的零件图（ A0 号）。在经济时效下保证了加工满足的要求。关键词： 箱体、工艺、工序、夹具、绘制零件图图The Part of the process, in machining plays a very important part of the process, prepare to reasonable or unreasonable, it directly relates to the quality requirements could eventually parts, The design of fixture is big, it is the indispen

4、sable part in relation to improve the efficiency of the machining. So both in mechanical processing industry is crucial link. The graduation design, the topic is I design process and fixture enclosure reducer design. This case is complex, volume parts structure. In order to improve production effici

5、ency and reduce labor intensity, I design a drill fixture. The design manual is divided into three parts:The first part is divided into the machining process of the specified procedures, including process, contents and procedure, mechanical manufacturing process planning of the type and the procedur

6、e formats, introduced the principle and procedure. The choice of the locating datum, the process route in the selection of surface machining method, the method of processing, sequence arrangement has been introduced in detail.The second part of the machine tools fixture design, the interpretation of

7、 the machine tools fixture of the machine tools fixture soup, composition and classification. The principle, workpiece position and orientation of the positioning error calculation of components for clamping device, the composition and clamping force of three factors are analyzed. In the process of

8、surface in milling machining, Diameter 40mm in for more boring, The rest of the hole for division I face a fixture designed to facilitate the processing (in press).The third part mainly introduces the process of parts processing, I choose the design is mainly for determination of casting billet, The

9、 timeliness, The preparation process route and the process of writing (card), whole process card technology in processing after inspection. In the process of calculation, and fixture design of mechanical concise manual of gb through alignment. In processing after mapped the perfect parts graph (A0).

10、 Under the limitation in the economic guarantee processing request.Key words: process, process, and drawing parts fixture, toto第一章 绪论 1.1 制造工业的重要性机械制造工业是国民经济中一个十分重要的产业，它为国民经济各部门科学研究、国防建设和人民生活提供各种技术装备，在社会主义建设事业中起着中流砥柱的作用。从农业机械到工业机械，从轻工业机械到重工业机械，从航空航天设备到机车车辆、汽车、船舶等设备，从机械产品到电子电器、仪表产品等，都必须有机械及其制造。减速器也是有

11、些设备中所不可缺少的，我们应该了解减速器的机械制造工艺过程才能把产品制造出来。1.2 减速器的运用、类型减速器广泛运用于机械行业中，用于调整传输速率、输出力矩，为各种终端设备提供动力。减速器由传动零件（齿轮或蜗杆）、轴、轴承、箱体及其附件所组成。在设计减速器机械加工工艺过程时要合理选择加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩提高加工精度，来提高减速器加工精度，保证加工质量。单级圆锥齿轮减速器及两级圆锥圆柱齿轮减速器用于需要输入轴与输出轴成 90D 配置的传动中。当传动比不大（ i=16 ）时，采用单级圆锥齿轮减速器；当传动对比大时，则采用两级（ i=635 ）或三级（ i=35208 ）的圆锥

12、- 圆柱齿轮减速器。由于大尺寸圆锥齿轮较难缔造，因而总是把圆锥齿轮传动作为圆锥 - 圆柱齿轮减速器的高速级（载荷较小），以减小其尺寸，便于提高缔造精度。同轴式两级圆柱减速器同轴式两级圆柱减速器的径向尺寸紧凑，但径向尺寸较大。由于中间轴较长，轴在受载时的挠曲亦较大，因而沿齿宽上的载荷集中现象亦较严峻。同时由于两级齿轮的中央距必需一致，所以高速级齿轮的承载本领难以充分使用。并且位于减速器中间部分的轴承润滑也对比困难。此外，减速器的输入轴和输出轴端位于同一轴线的两端，给传动装置的总体配置带来一些局限。但当要求输入轴端和输出轴端必需放在同一轴线上时，采用这种减速器却极为便利。这种减速器常用于中央距总和

13、 ae =1001000mm 的情况下。蜗杆减速器蜗杆减速器的特点是在外廓尺寸不大情况下，可以获得大的传动比，工作平稳，噪声较小，但效率较低。个中运用最广的是单级蜗杆减速器，两级蜗杆减速器则运用较少。单级蜗杆减速器根据蜗杆的位置可分为上下蜗杆 、 下蜗杆及侧蜗杆三种。单级蜗杆 减速器 传动比规模 i=1070 。上述蜗杆配置方案的选取，亦视传动装置混合的便利于否而定 。 选择时、应尽可能采用下蜗杆的结构 。 因为此时的润滑和冷却问题均较轻易解决，同时蜗杆的轴承润滑也很便利当蜗杆的圆周速度大于 45m/s 时，为了减削搅油和飞溅时损耗的功率，可采用上蜗杆结构。 1.3 工艺设计的重要性目前中国工

14、业设计行业的现状是教育界、学术界重视外观创意，轻视甚至忽略结构设计的情况比较严重。为什么出现这种现象，和我们国家的国情有很大的关系。建国以来到改革开放初期，我们国家可以说不需要工业产品外观造型设计，那时的物质生活极其缺乏，一切生产活动都本着降低成本，满足功能的前提，对产品外观造型基本没有要求。进入九十年代以后，随着人们精神、物质生活水平的提高和国外富有设计感的产品大量涌入国内市场，使国人大开了眼界，也促使了国内教育界、学术界对工业产品外观造型设计这个行业的重视。大批学校开设了工业设计这个专业，每年培养了大量的工业设计毕业生，举办了名目繁多的工业设计大赛，也涌现了很多的令人眼花缭乱的作品，连国际

15、性的设计大奖也拿了不少。一派欣欣向荣的样子。 但是，让人不理解的是为什么这么多优秀的作品真正能转化为产品的却没有多少，转化成产品又能大卖的就更没有多少。是作品不够漂亮吗？是消费者不能接受高品质高价格的产品吗？笔者认为都不是，其实真正的原因是出在生产的问题上，出在作品转化为产品的环节上，是设计师轻视、忽略甚至根本没有考虑产品本身的结构规律和生产工艺性上。这也跟中国的工业设计教育有关。目前学校中工业设计系走两条路线，一条是艺术类学生，主要学习的还是美学；另一条是工科学生，主要学的是结构。艺术类院校毕业的学生毕业时可能连生产图纸都不会看，更谈不上对工艺、材料和功能性结构的了解。而真正的工业设计师不同

16、于平面设计师，要想把产品从想法实现成成品，需要设计者有很高的综合素质，其中包括对生产工艺、生产流程、材料、模具加工等各个方面的一定程度的熟悉和了解。 两年前，笔者在成都刚开始创立意町工业设计公司的时候，有位工业设计专业实习生问我产品结构设计需要考虑哪些因素，当时我详细地向他做了解答。我认为结构设计要考虑的因素很多：从物理学上来讲要考虑强度、减震、散热、降噪、电磁屏蔽；从组织学上讲要考虑材料、工艺，包括加工工艺、表面处理工艺和装配工艺；从经济学上来讲要考虑成本、相关标准、相关法规，比如安全性和环保性；从消费者方面来考虑还有易学性，使用的合理性和舒适性等。以上的任何一点没有考虑到，都有可能导致产品

17、开发的全盘失败。例如我曾经参与的一个为某科技公司设计的一款光学测量仪器的案例，产品功能要求主支架要有足够高的刚性，否则测量结果误差较大，对仪器的自身重量又有限制。虽然我们的外观设计方案获得了客户认可，结构设计也满足了强度、散热和重量限制的要求，但是样机的测试结果却不是很满意。刚开始以为是支架强度不够，采取了很多增加强度的措施还是没有改善。分析了很久才初步确认， 是仪器发出的热风引起的空气波动导致光学镜头捕捉的测量数据失真。必须要修改热设计，改变进出风的方式，这样一来，最先受到大家一致认同的外观设计方案不得不放弃。重新开始设计外观，而后续还将出现什么问题，尚不可预知。再举一个结构设计导致外观设计

18、方案大改的案例。我们按照客户确认的外观造型做了小批量样机，测试的时候发现产品内部温升太高，开机一小时就已经升高了 40 度，作为一个户外长期使用，随身携带的产品，这样的结果肯定是不能接受的，也是必须要修改热设计，把温升降下来。我们采用了多种散热的办法，做了很多次实验，最后倒是把温升降下来了，外形也改得面目全非了，大半个外壳都由塑料件改为铝合金的了。所以说产品外观造型也不是天马行空，随意涂鸦的。比如要考虑模具加工成本，分型线就不能乱开，要能使模具最好分模；要考虑散热、降噪、电磁屏蔽，进风口和出风口就必须在它应该在的位置，必须要保证一定的形状和面积；要考虑产品的生产成本，材料选择、生产加工工艺、表

19、面处理工艺和包装方式也就必然受到限制；要考虑目标消费群的历史文化、宗教信仰、传统禁忌，那么形状和颜色就不能导致使用者抵触。总的说来，产品就是产品，不是艺术品，虽然它需要批上艺术的外衣，但是更重要的却是设计工业产品绝对不能违背产品生产、销售、使用的内在规律，只有这样，才能设计出叫好又叫座的产品来。1.4 箱体零件设计工艺的重要性 箱体零件的的设计工艺是否完好，对减速器运行时的加工效率和配合精度影响很大。特别是现代工艺对减速器的要求越来越高，已经运用于各种场合，很多工业设备对其运用非常重要。所以对箱体零件的加工非常重要，同时对工艺制品的发能起到一个推动作用。对其加工的工艺非常重要。第二章 对零件的

20、工艺分析2.1 工艺过程的组成 为了便于工艺规程的编制、执行和生产组织管理，需要把工艺过程分为不同层次的单元。它们是工序、安装、工位和走刀。其中工序是工艺过程中的基本单元。零件的机械加工工艺过程有若干个工序组成。在一个工序中可能包含一个或几个安装，每一个安装可能包含一个或几个工位，每个工位可能包含一个或几个工步，每一个工步可能包含一个或几个走刀。 工序 一个或一组工人，在一个工作点对同一个或同时对几个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。 工位 为完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或机床的可动部分一起相对刀具或机床的固定部分所占据的每一个位置，称为工

21、位。 工步 在加工表面（或装配时的连接面）和加工（或装配）工具都不变的情况下，所连续完成的那一部分工布。 走刀 走刀也称为进给。在一个公步内，若被加工表面需切除的余量较大，可分几次切削，每次切削成为一次走刀。2.2 工艺规程的内容与作用机械加工工艺规程简称为工艺规程，是指导机械加工的主要文件。根据生产过称工艺性质的不同，有毛坯制造、零件机械加工、热处理、表面处理以及装配等不同的工艺规程。规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程；规定产品或部件的装配工艺过程和装配方法的工艺文件是机械装配工艺规程。它们是具体的生产条件下，确定最合理或较合理的制造过程、方法，并按规定的形式书写

22、工艺文件，指导制造过程。工艺规程是制造过程的纪律文件。其中机械加工工艺规程包括工件加工工艺路线及所经过的车间和工段、各工序的内容及所采用的机床和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、工时定额及工人技术等级等内容。 机械制造工艺规程的主要作用有如下几点。 2.2.1 工艺规程是指导生产的技术文件 在生产中应严格的执行既定的工艺规程。但是工艺规程也不是固定不变的，工艺人员应不断总结工人的技术革新，及时吸取国内外先进的工艺技术，对现行 工艺不断的予以改进和完善，以便更好的指导生产。2.2.2 工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据 在生产管理中，产品投产前原材料及毛坯的供应、通用工艺装备的准

23、备、机械负荷的调整、专用工艺装备的设计和制造、作业计划的编排、劳动了的组织以及生产成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据。 2.2.3 工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料在新建或扩建工厂或车间时，只有依据规程和生产纲领才能正确的确定生产所需要的机床和其他设备的种类、规格和数量；确定车间的面积、机床的布置、生产工人的工种、等级及数量以及辅助部门的安排等。2.3 机械制造工艺规程的类型及格式2.3.1 机械加工工艺过程卡 它是以工序为单位说明一个零件全部加工过程的工艺卡片、这种卡片包括零件各个工序的名称、工序内容，经过的车间、工段，所用的机床、刀具、夹具、量具，工时定额等。 本次设计的工序

24、工 序 内 容加工车间设备名称及型号夹具00铸件库房05时效库房10铣工机加铣床一般装夹15去毛刺机加20铣工机加铣床一般装夹25去毛刺机加30铣工机加铣床一般装夹32去毛刺机加35镗孔机加镗床镗模40镗孔机加镗床镗模45钳工机加钻床钻模50钳工机加钻床钻模52钳工机加钻出钻模55检验机加 2.3.2 机械加工工序卡根据工艺卡片的每一道工序制定的，主要用来具体指导操作工人进行生产的一种工艺文件。多用于大批大量生产或成批生产中比较重要的零件。该卡片中附件有工序简图，并详细记载了该工序加工所需的资料，如定位基准选择、工序尺寸及公差以及公差以及机床、刀具、夹具、量具、切削用量和工时定额等。例如在加工

25、时我设计了专用的夹具我夹具进行装夹，在钻用夹具上进行装夹加工。在加工工艺时主要是把箱体进行翻转加工，其主要是对精度的掌握。2.4 工艺规程设计的原则与步骤工艺规程设计的原则是在保证产品质量的前提下，应尽量提高生产率和降低生产成本。应在充分利用本企业现在生产条件的基础上，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、计量单位和编号等都要符合相应的标准。2.4.1 工艺规程设计必须具备下列原始资料（1） 产品的全套装配图及零件图。（2） 产品的验收质量标准。（3） 产品的生产纲领及生产类型。（4） 零件毛坯图及毛坯生产情况。零件毛

26、坯图通常由毛坯车间技术人员设计。机械加工工艺人员应研究毛坯图并了解毛坯的生产情况，如了解毛坯的余量、结构工艺性、铸件的分型面和浇冒口位置、模锻件的的出模斜度和飞边位置等，以便正确选择零件加工时的装夹部位和装夹方法，合理确定工艺过程。（5） 车间的生产条件。应全面了解车间设备的种类、规格和精度状况，工人的技术水平，现有的刀、夹、量具规格，以及专用设备、工艺装备的设计、制造能力等。（6） 各种有关手册、标准等技术资料。（7） 国内外先进工艺及生产技术的发展应用情况。2.4.2 在掌握上述资料的基础上，机械加工工艺规程设计主要有以下几步（1） 分析零件工作图和产品装配图。（2） 工艺审查。（3） 确

27、定毛坯的种类及其制造方法。（4） 拟定机械加工工艺路线。（5） 确定各工序所需的机床和工艺装备。（6） 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差。（7） 确定切削用量。（8） 确定各工序工时定额。（9） 评价工艺路线 对所制定的工艺方案应进行技术经济分析，并应对多种工艺方案进行比较，或采用优化方法，以确定出最优化工艺方案。（10） 填写或打印工艺文件。2.5 毛坯的确定 毛坯是零件生产过程的一部分。根据零件的技术要求、结构特点、材料和生产纲领等方面的情况，合理的确定毛坯的种类、毛坯的制造方法、毛坯的形状和尺寸等，不仅影响的毛皮的经济性，而且影响到机械加工的经济性。所以在确定毛坯到时候，既要考虑

28、热加工方面的因素，也要兼顾冷加工方面的要求，以便从确定毛坯这一环节中，降低零件的制造成本。毛坯的确定包括确定毛坯的种类和制造方法两个方面。常用的毛皮种类有铸件、段件、型材和焊接件等。如铸铁材料毛坯均为铸件，钢材料毛坯一般为锻件或型材等。各种毛坯的制造方法很多。确定毛坯时主要考虑以下几方面因素。（ 1 ）零件的材料与力学性能。 大致确定毛坯种类。例如，铸铁零件用铸造毛坯； 形状简单的钢制零件，力学性能要求低，用棒料，力学性能要求高，用锻件；形状复杂，力学性能要求低，用铸钢件。 （ 2 ） 零件的结构形状与外形尺寸。 各种毛坯的制造方法都对零件的结构和形状有一定的适用性。例如，阶梯轴轴零件各直径差

29、别不大时可用棒料，差别大时可用铸件；外形尺寸大的零件一般用自由铸件或砂型铸件，中小型零件可用模锻件或压力铸件，形状复杂的钢质零件不宜用自由锻件；一些形状特殊的小零件，由于机械加工困难，常采用压铸或精密铸造等方法，尽量减少切削加工。 （ 3 ） 生产纲领的大小。 生产纲领的大小在很大程度上决定了采用某种毛坯 的经济。在大批量生产中，应采用精度和生产率都较高的先进的毛坯制造方法，如铸件应采用金属模机器造型，锻件应采用模锻；并应当充分考虑采用新工艺、新技术和新材料的可能性，如金铸、精锻、冷挤压、冷轧、粉末冶金和工程塑料等。单件小批生产则一般采用木模手工造型或自由锻等比较简单方便的毛坯制造方法。 （

30、4 ） 工厂生产毛坯的实际条件。在选择毛坯时应考虑工厂生产毛坯的实际条件。 （ 5 ） 利用新工艺、新技术和新材料的可能性。例如，采用精密锻造、压铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等，可大大减少机械加工劳动量。毛坯制造方法最大重量（ N ）最小壁厚（ mm ）形状的复杂性材料生 产方 式精度等级（ IT ）尺寸公差值（ mm ）表面粗糙度其 他手工砂型铸造不限制35最复杂铁碳合金、有色金属及其他合金单件生产及小批量生产141618余大量，一般为 110mm ；由砂眼和气泡造成的废品率高；表面有结砂硬皮，且结砂颗粒大；适用铸造大件；生产率很低机械砂型铸造至 250035最复杂同

31、上大批量生产及大量生产14 级左右13生产率比手制砂型高数倍至数十倍；设备复杂；但要求计术低；适用于铸造中小型铸件永久型铸造至 10001.5简单或平常同上同上11120.10.5生产率高；因免去每次制型；单边余量一般为 13mm ；结构细密，能承受较大压力；占用生产面积小离心铸造通常 200035主要是旋转体同上同上151618生产率高，每件只需 25min ；机械性能好且少沙眼，壁厚均匀；不需型芯和浇注系统压铸1001600,5 （锌）10 （其他合金）由模子制造难易来定锌、铝、镁、铜锡、铅个金属的合金同上11120.050,2生产率最高，每小时可达 50500 件；设备昂贵；可直接制取零

32、件或仅需少许加工。熔模铸造小型零件0.8非常复杂适于切削困难的材料单件生产及成批生产0.050.15占用生产面积小，美套设备约需 3040 平米；铸件机械性能好；便于组织流水生产；铸造延续时间长，铸件可不经加工。；壳模铸造至 2001.5复杂铁和有色金属小批至大量生产1214生产率高，一个制砂工班产0.51.7T 外表面余量 0.250.5mm ；孔余量最小 0.080.25mm ；机械化与自动化；铸件无便于硬皮 2.6 基准的概念和分类及定位基准的选择 零件是由点、线、面结成的，而基准就是零件上用来确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面。根据基准功用不同，分为设计基准和工艺基准两大类。2

33、.6.1 设计基准 设计基准是在零件设计图纸上用来确定其他点、线、面的位置的基准。它是标注设计尺寸的起点。2.6.2 零件的工艺设计和基准 工艺基准是在工艺过程（加工和装配过程）中所采用的基准。它包括以下 4 种类型。 A 工序基准。工序基准是在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。所标注的倍加工面位置尺寸称为工序尺寸。 B 定位基准。 定位基准是在加工中用于工件定位的基准。 作为基准的点、线、面，有时在工件上并不一定实际存在（如孔和轴的轴心线，两平面之间的对称中心面等），在定位时通过有关具体表面体现的，这些表面称为定位基面。工件以回转表面（如孔、外圆）定位时，回转表

34、面的轴心线是定位基准，而回转表面就是定位基面，工件以平面定位时，其定位基准与定位基面 一致。 C 测量基准。测量基准是测量工件的形状、位置和尺寸误差时所采用的基准。 D 装配基准。装配基准是在机器装配时，用来确定零件或部件在产品中的对位置所采用的基准。（1） 定位基准的选择 在机械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准。这种定位基准称为粗基准。在随后的工序中，用加工的表面做定位基准，则称为精基准。 A 粗基准的选择 工件加工的第一道工序所用基准是粗基准，粗基准选择得正确与否，不但与第一道工序有关，而其还将对该工件加工的全过程产生重大影响。选择粗基准，一般应遵循以下几项原则。

35、1 保证零件加工表面相对不加工表面具有一定位置精度的原则。2 合理分配加工余量的原则3 便于装夹的原则。4 粗基准一般不得重复使用的原则。B 精基准的选择选择精基准时应从整个工艺过程来考虑如何保证零件的尺寸精度和位置精度，并使装夹方便可靠。 1 基准重合原则。 应尽量选择加工表面的设计基准作为精基准。 2 基准统一原则。 当工件某一表面作基准定位，可以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早地将这个基准加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或全部）工序均匀以它为精度进行加工。 3 互为基准原则。 对某些位置精度要求高的表面，可以采用互为基准、反复加工的方法来保证其位置精度，这就是互为基准的

36、原则。 4 自为基准的原则。 对一些精度要求很高的表面，在精度加工时，为了保证加工精度，要求加工余量小而其均匀，这时可以已经精加工过的表面自身作为定位基准，这就是自为基准的原则。 5 便于装夹原则。 所选择得精度，尤其是主要定位面，应有足够大的面积和精度，以保证定位基准、可靠。同时还应使夹紧机构简单、操作方便。（2） 表面加工方法的选择选择零件各表面的加工方法，不仅对零件的加工质量有着重大的影响，还对零件的生产率和制造成本有着极大的影响。在设计工艺路线时，各表面由于精度和表面质量的要求，一般不可能只用一种方法一次加工就能达到要求。对于主要表面，往往需要经过几次加工，由粗到精逐步达到要求。A 表

37、面的形状和尺寸 B 表面的精度与粗糙度C 工件的材料与热处理D 工件的整体构形与质量E 零件的产量与生产类型F 现场生产条件（ 3 ）加工阶段的划分粗加工阶段；半精加工阶段；精加工阶段；光整加工阶段。 将零件的加工过程划分为几个加工阶段的主要目的如下。 A 保证零件加工质量 B 有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理。 C 有利于合理利用机床设备。 D 便于安排热处理。（ 4 ）加工顺序安排切削加工顺序的安排：先粗后精，先主后次，先面后孔，基面先行。第三章夹具的设计3.1 夹具的慨念 机床夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确位置，以接受加工或检测并保证加工要求的机床附加装置，简

38、称为夹具。定位：就是将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置。夹紧 : 就是对工件施加作用力，使之在已经定好的位置上将工件可靠的夹紧，这一过程称为加紧。3.1.1 在设计夹具时，夹具的工作原理为使工件在夹具占有正确的加工位置；夹具对于机床，应保证有准确的相对位置。而夹具结构又保证定位元件的定位工作面对夹具与机床相连接的表面之间的相对准确位置，这就保证了夹具定位面相对机床切削运动形成表面的准确几何位 置，也就达到了工件加工面对定位面相对机床切削运动形成表面的准确位置，也就达到了工件加工面对定位基准的相互位置精确度要求；使刀具相对有关定位元件的定位工作面调整到准确位置，这就保证了刀具在

39、加工件上加工出的表面对工件定位标准的位置尺度。 3.1.2 夹具在机械加工中的作用能保证稳定可靠的加工质量；能缩短工时，提高劳动生产率；能减少工人劳动及强度；能扩大机床的工艺范围。3.1.3 机床夹具的组成及分类夹具的组成由定位元件、夹紧装置、导向元件、对刀装置、连接元件、夹具体和其他装置组成。机床夹具品种繁多，按专业化程度，夹具可分为以下几种类型。（1） 通用夹具：与通用机床配套，可在一定范围内加工不同工件。（2） 专用夹具：根据某一工序专门设计和制造的夹具。（3） 成组夹具：按照成组工艺原理设计，适用用于一组零件的某一工序。（4） 组合夹具：由预先制造好的通用标准零部件经组装而成的装用夹具

40、，是一种标准化、系列化、通用化程度很高的工艺装备。（5） 随行夹具：用于自动线上，工件在夹具上的输送装置送往各机床，并在机床夹具或机床工作台上进行定位和夹紧。 3.1.4 夹具中加工精度的分析1 。影响精度的因素（造成误差的原因）利用夹具在机床加工工件时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系，从而保证工序尺寸的精度要求。这些联系环节中的任何误差，都直接影响工件的加工精度。 这些误差因素有： （ 1 ）工件在夹具中因位置不一致而引起的误差，称为工件定位误差，以 表示。 （ 2 ）定位元件和机床上安装夹具的装夹面之间的位置不准确所引

41、起的误差，称为夹具安装误差，以 表示。 （ 3 ）定位元件与对刀或导向元件之间的位置不准确所引起的误差，称为刀具 位置误差，以 表示。 （ 4 ）有机床运动精度以及工艺系统的变形等引起的误差，称为加工方法误差，以 表示。它包括下列主要组成部分。1 ）与机床有关的误差 如机床主轴的跳动，主轴轴线对导轨的平行度或垂直度误差等。2 ）与刀具有关的误差 如刀具的形状误差，刀柄与且切削部分的同轴度以及刀具磨损等。3 ）与调整有关的误差 如定距装刀的误差、钻套轴线对定位件的位置误差等。4 ）与变形有关的误差 这取决于工件、刀具和机床的手里变形和热变形。上述各项误差，属于随机性误差，故当误差因素多于两项时，

42、应按概率法合成。= 为了使夹具能加工出合格的工件，以上各项误差的总和应小于工序尺寸公差 k ，即= + + + k此式称为误差计算不等式，各代号分别代表各误差在被加工表面加工尺寸方向上的最大值。当夹具要保证的加工尺寸不只一个时，每个尺寸都要满足它自己的误差计算不等式。误差计算不等式在夹具设计中式很有用的，因为它反映了夹具保证加工精度的条件，可以帮助我们分析所设计的夹具在加工过程中产生误差的原因，以便探索控制各项误差的途径，为制定、验证、修改夹具技术要求提供依据。3.2 工件的定位 在机械加工中，必须使机床、夹具、刀具和工件之间保持正确的相互位置，才能加工出合格的零件。这种正确的相互位置关系是通

43、过工件在夹具中的定位、夹具在机床上的安装和刀具相对于夹具的调整来实现的。掌握六点定位，在用六点定位原理时应注意以下几点。（ 1 ）定位支承点限制工件自由度的作用，应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。若二者脱离，则意味着失去定位作用。（ 2 ）一个定位支承点仅限制一个自由度，一个工件有六个自由度，所设置的定位支承点数目原则上不能超过六个。（ 3 ）分析定位支承点 的定位作用时，不考虑力的影响。工件的某一自由度被限制，并非指工件在受到使其脱离定位支承点的外力时不能运动。使其在外力作用下而不运动是通过夹紧实现的，反之工件在外力作用下因夹紧而不能运动，也并非是工件的所有自由度受到限制了

44、。 其中工件定位中又分为如下几种情况：完全定位、不完全定位、欠定位和过定位。 同时对定位方法与定位元件的选择工件以平面定位时主要形式是支承定位，工件的定位基准平面与定位元件表面相接触而实现定位。我们常用的支承元件有下列几种。 （ 1 ）固定支承。常用的有 : 支承钉、支承板设计时可查国家标准手册。 （ 2 ）可调支承。 （ 3 ）自为支承。 （ 4 ）辅助支承。 工件以外圆柱面作为定位基准时，根据外圆柱面的完整程度、加工要求和安装方式，可以在 V 形块、定位套、半圆套及圆锥套定位。 工件以圆柱孔定位：各类套筒、盘类、杠杆和拨叉等零件以圆柱孔定位。所以采用定位元件有圆柱销和各种心轴。这种定位方式

45、的基本特点是定位孔与定位元件之间处于配合状态，并要求确保孔中心线与夹具规定的轴线相重合。孔定位还经常与平面定位联合使用。其中最常用的有 :a 圆柱销 b 圆柱心轴 c 圆锥销在这次设计中我用了圆柱心轴，心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、磨。同时短圆柱心轴限制工件两个自由度，长圆柱心轴限制工件的四个自由度。3.3 定位的误差在定位中我们常见的几种误差包括基准位移误差和基准不重合误差。基准位移误差：由于定位副的制造误差或定位副配合间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量。 基准重合误差：由于工序基准与定位基准不重合所导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量。 定位误差 ; a

46、 定位误差只产生在调整法加工一批工件的条件下，式切法时不存在定位误差。 b 定位误差产生的原因是工件的制造误差和定位元件的制造误差，两者的配合间隙及工序尺寸与定位尺寸不重合等。 c 一般情况下，定位误差由基准位移误差和基准不重合误差组成 ，但不是在任意情况下两种误差都存在。当定位基准与工序基准重合时，不存在基准重合误差。当定位基准无变动时，不存在基准位移误差。 在分析定位误差的计算时分为以下几种方式：（1） 工件以平面定位（2） 工件以圆孔定位（3） 工件以外圆定位（4） 工件以组合表面定位常见定位元件能限制的工件自由度工件上的定位面夹具的定位元件平面支承钉定位情况1 个支承钉2 个支承钉3 个支承钉图示限制的自由度平面 支承板定位情况一块条形支承板两块条形支承板一块矩形支承板图示限制的自由度圆孔