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畢業(yè)設(shè)計(jì)（）
作 者： 學(xué) 號(hào)：
系 部：
專 業(yè)：
題 目：連桿零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
校內(nèi)指導(dǎo)教師：
企業(yè)指導(dǎo)教師
評(píng)閱者：
年 月
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要
本次設(shè)計(jì)詳細(xì)闡述了對(duì)連桿端面10mm槽的專用銑床夾具設(shè)計(jì)，采用一面兩銷(xiāo)進(jìn)行定位，通過(guò)綜合分析與設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的可行性和優(yōu)越性，通過(guò)此設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了理論知識(shí)和實(shí)踐的充分結(jié)合，在這次設(shè)計(jì)涉及了機(jī)床類型的選擇、加工方式的選擇、刀具的選擇、定位誤差的分析與計(jì)算、夾具體設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題等等。進(jìn)一步添加計(jì)算機(jī)繪圖的經(jīng)驗(yàn)。
綜合該次設(shè)計(jì)的全過(guò)程，體會(huì)到了設(shè)計(jì)路途的迷茫和艱難，作為學(xué)完《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》之后的一項(xiàng)重要的實(shí)踐，充分考察了我們獨(dú)立設(shè)計(jì)，計(jì)算，繪圖和分析的能力，尤其提高了我們查閱各種設(shè)計(jì)手冊(cè)的和相關(guān)資料的能力，深刻體會(huì)了夾具設(shè)計(jì)的一般步驟和相關(guān)問(wèn)題的解決辦法，為將來(lái)參加工作，熟悉工藝打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：連桿，銑槽，夾具設(shè)計(jì)，工藝
目 錄
1 連桿零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程 1
1.1 連桿的工藝性分析及生產(chǎn)類型的確定 1
1.1.1 連桿的技術(shù)要求 1
1.1.2 審查連桿的工藝性 1
1.1.3 確定連桿的生產(chǎn)類型 1
1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2
1.2.1 選擇毛坯 2
1.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 2
1.2.3 繪制連桿毛坯簡(jiǎn)圖 3
1.3 擬定連桿工藝路線 4
1.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 4
1.3.2 表面加工方法的確定 5
1.3.3 加工階段的劃分 5
1.3.4 工序的集中與分散 5
1.3.5 工序順序的安排 5
1.3.6 確定工藝路線 6
1.4加工余量、工序尺寸和公差的確定（工序6） 6
1.5 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算（工序6） 7
1.5.1切削用量的計(jì)算 7
1.5.2 時(shí)間定額的計(jì)算 8
2. 相關(guān)工序夾具的設(shè)計(jì) 9
2.1機(jī)床夾具的組成 10
2.2 機(jī)床夾具的分類 11
2.3機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 12
2.4 定位基準(zhǔn)的選擇 13
2.5工件定位的基本原理 14
2.6 常見(jiàn)定位方式及定位元件 15
2.7 定位方案及定位誤差分析 15
2.8 夾緊機(jī)構(gòu) 16
2.9 對(duì)刀及夾具的安裝方案的確定 17
2.10 夾具體 17
2.11 方案綜合評(píng)價(jià)和總結(jié) 18
3 設(shè)計(jì)體會(huì) 18
1 連桿零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程
1.1 連桿的工藝性分析及生產(chǎn)類型的確定
1.1.1 連桿的技術(shù)要求
根據(jù)連桿零件圖紙將該連桿的全部技術(shù)要求列于表中。見(jiàn)表1-1。
表1-1 連桿零件技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及偏差（mm）
公差及精度等級(jí)
表面粗糙度Ra(um)
形位公差
連桿左端面
IT11
3.2
連桿右端面
IT11
3.2
孔
IT11
3.2
孔
IT10
3.2
連桿槽寬度
IT13
3.2
連桿槽深度
IT15
3.2
1.1.2 審查連桿的工藝性
分析零件圖可知，連桿的兩端面均要求切削加工，該零件除主要工作表面（連桿兩端面、的槽、孔、孔）外其余加工表面加工精度較低，通過(guò)銑削，鉆床的粗加工就可以達(dá)到， 雖然主要工作表面加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來(lái)。由此可見(jiàn)，該零件的公藝性較好。
1.1.3 確定連桿的生產(chǎn)類型
Q=5000件/年；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式（1-1）得
N=5000件/年X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.8件/年
連桿重量為2.0kg，由查表1-3知，連桿屬于輕型零件；由表1-4知，該連桿的生產(chǎn)為大批生產(chǎn)。
1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
1.2.1 選擇毛坯
由零件要求可知，不但要有高的抗拉、壓強(qiáng)度和高的疲勞強(qiáng)度，而且要有足夠的剛性和韌性，選擇材料為45鋼。為增強(qiáng)連桿的強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛胚選用鍛件。該零件輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型數(shù)大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鍛件精度，采用模鍛方法制造毛胚，毛胚拔模斜度為5o。
1.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量
a) 公差等級(jí)
根據(jù)連桿的功用和要求，確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí)。
b) 鍛件重量
加工后工件重量為2.0kg,初步估計(jì)鍛件加工前毛胚重量為4kg。
c) 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)
對(duì)連桿零件圖分析，大致確定鍛件外廓包容體的長(zhǎng)度、寬度、和高度，l=45mm，b=53，h=10(詳見(jiàn)毛胚簡(jiǎn)圖1-1)；有公式（2-3）和（2-5）可計(jì)算出連桿鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)
S = mt/ mN = 4/（lbhρ）=(45mm×53mm×10mm×7.8 10-6kg/mm3)
≈6/8.01≈0.18
由于0.74介于0.16和0.32之間故形狀復(fù)雜系數(shù)屬S3級(jí)
d) 材質(zhì)系數(shù)
該材料屬45鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故鍛件材質(zhì)系屬M(fèi)1級(jí)。
e) 鍛件分模線形狀
根據(jù)連桿形位特點(diǎn)，選高度方向的對(duì)稱平面為為分模面，屬平直分模線，如圖連桿鍛造毛胚見(jiàn)圖1-1所示。
f) 零件表面粗糙度
如零件圖所示，該連桿各加工表面的粗糙度Ra均大于1.6。根據(jù)上述綜因素，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》中表2-10~2-12確定該段間的尺寸公差和機(jī)械加工余量。所得結(jié)果列于表1-2。
確定此鑄造毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量如下表所示：
表1-2 連桿鑄造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量表
項(xiàng)目/mm
機(jī)械加工余量/mm
尺寸公差/mm
備注
孔
2.0
表2-14
2.2
表2-10
孔
2.0
表2-14
2.2
表2-10
中心距57
0.3
表2-12
厚度14.3
2.0~2.2（取2.0）
表2-13
1.8
表2-11
1.2.3 繪制連桿毛坯簡(jiǎn)圖
由表1-2所得結(jié)果，繪制毛坯簡(jiǎn)圖如下所示：
圖1-1 連桿鍛造毛坯簡(jiǎn)圖
1.3 擬定連桿工藝路線
1.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。
a) 精基準(zhǔn)的選擇
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，選擇零件左視圖中的左端面和孔中心線作為精基準(zhǔn)。
b) 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，選取零件右端面為粗基準(zhǔn)。
1.3.2 表面加工方法的確定
表3-1 連桿零件各表面加工方案
加工表面
尺寸精度等級(jí)
表面粗糙度Ra/um
加工方案
備注
左端面
IT11
3.2
粗銑-半精銑
表1-8
右端面
IT11
3.2
粗銑-半精銑
表1-8
孔
IT10
3.2
粗鏜-半精鏜
表1-7
孔
IT11
3.2
粗?jǐn)U-精擴(kuò)-鉸
表1-7
槽內(nèi)側(cè)面
IT13
3.2
粗銑-半精銑
表1-8
槽底面
IT15
3.2
粗銑-半精銑
表1-8
1.3.3 加工階段的劃分
該連桿加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工兩個(gè)階段。，
在粗加工階段。首先將精基準(zhǔn)（連桿左端面和孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑連桿右端面， 鉆孔和粗銑8個(gè)槽的內(nèi)側(cè)面和底面；在半精加工階段，完成左右端面的的精銑加工和8個(gè)槽的精銑加工。
1.3.4 工序的集中與分散
選用工序集中原則安排連桿的加工工序。該連桿的生產(chǎn)類型為大批或者中批生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時(shí)間，而且由于一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。
1.3.5 工序順序的安排
a) 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)——連桿左右端面和孔、孔。
b) 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
c) 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。
d) 遵循“先面后孔”原則，先加工主要表面，后加工孔；先加工左右端面，然后加工兩個(gè)孔；最后加工8個(gè)槽。
1.3.6 確定工藝路線
在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了連桿的工藝路線。
表1-3 連桿工藝路線及設(shè)備、工裝的選用
工序號(hào)
工序名稱
機(jī)床裝備
刀具
量具
1
粗銑左端面
立式銑床X51
端銑刀
游標(biāo)卡尺
2
粗銑右端面
立式銑床X51
端銑刀
游標(biāo)卡尺
3
半精銑連桿左右端面
立式銑床X51
端銑刀
游標(biāo)卡尺
4
粗鏜-半精鏜孔
X60臥式銑床
鏜刀
卡尺、塞規(guī)
5
粗?jǐn)U-精擴(kuò)-鉸孔
四面組合機(jī)床
擴(kuò)孔鉆、鉸刀
卡尺、塞規(guī)
6
粗銑-半精銑8個(gè)槽
X60臥式銑床
三面刃銑刀
游標(biāo)卡尺
1.4加工余量、工序尺寸和公差的確定（工序6）
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，這里只作工序6加工余量和工序尺寸公差的確定。
第6道工序的加工過(guò)程：
先以l=8的三面刃銑刀銑出槽，以l=8的三面刃銑刀進(jìn)行粗銑，查表，則粗銑余量Z精銑=1.5（雙邊），再進(jìn)行精銑。查表可依次確定各工序尺寸的加工精度為，粗銑：IT12；精銑：IT11，查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表確定各工步的公差值分別為，粗銑：0.18mm；精銑：0.11；
所以，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為粗銑（8mm）；精銑（10 mm），它們之間的相互關(guān)系如圖1-2所示。
0.18
10
8
0.75
0.11
圖1-2
1.5 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算（工序6）
1.5.1切削用量的計(jì)算
a) 粗銑槽底面和兩側(cè)面
（1）切削深度的確定 取ap=3.2mm。
（2）進(jìn)給量的確定,按機(jī)床功率為5-10kW、工件—夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量fz取為0.09mm/z。
（3）銑削速度的計(jì)算 由表，按硬質(zhì)合金三面刃圓盤(pán)銑刀、d/z=200/12的條件選取，銑削速度v可取為268m/min。由公式（5-1）n=1000v/(πd)可求得該工件銑刀轉(zhuǎn)速，n=1000×268m/min/π×200mm=426.53r/min,參照表4-18所列X60臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=400r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度v=nπd/1000=400r/min×π×200mm/1000=251.33m/min。
b) 精銑槽底面和兩側(cè)面
（1）背吃刀量的確定 取ap=1.5mm。
（2）進(jìn)給量的確定 表5-19，按機(jī)床功率為5-10kW、工件—夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量取為0.08mm/z。
（3）銑削速度的計(jì)算 由表5-20，按硬質(zhì)合金三面刃圓盤(pán)銑刀、d/z=200/12的條件選取，銑削速度v可取為318m/min。有公式（5-1）n=1000v/πd可求得該工件銑刀轉(zhuǎn)速，n=1000×318m/min/π×200mm=506.11r/min,參照表4-18所列X60臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=560r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度v=nπd/1000=560r/min×π×200mm/1000=351.86m/min。
1.5.2 時(shí)間定額的計(jì)算
a) 基本時(shí)間tm的計(jì)算
（1）粗銑槽底面和兩側(cè)面
根據(jù)表5-43中三面刃銑刀銑槽的基本時(shí)間計(jì)算公式tj=(l+l1+l2)/fMz 可求出該工序的基本時(shí)間：式中l(wèi)=5mm，，l2 =2mm，查表4-19銑床工作臺(tái)的進(jìn)給量fMz =45mm/min,得tj=（5+26+2）/45=0.73min
（2）半精銑槽底面和兩側(cè)面
同理，根據(jù)表5-43中三面刃銑刀銑槽的基本時(shí)間計(jì)算公式 tj=(l+l1+l2)/fMz 可求出該工序的基本時(shí)間：式中l(wèi)=5mm，，l2 =2mm，查表4-19銑床工作臺(tái)的進(jìn)給fMz=22.4mm/min,得tj=（5+13+2）/22.4=2.45min?。
b) 輔助時(shí)間的計(jì)算
根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時(shí)間tf與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為tf=（0.15-0.2）tj，這里取tf=0.15 tj，則各工序的輔助時(shí)間分別為：
工序6粗銑的輔助時(shí)間：tf =0.15×0.73min=0.1min；
工序6精銑的輔助時(shí)間：tf =0.15×2.45min=0.3675 min；
c) 其他時(shí)間的計(jì)算
除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于本工件的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作地時(shí)間tb是作業(yè)時(shí)間的2%-4%,這里取3%，則各工序的其他時(shí)間（tb+ tx）可按關(guān)系式（3%+3%）×（tb+tx）計(jì)算，它們分別為：
工序8的其他時(shí)間：
tb+tx =6%×(0.1min+0.27min)=0.022min;
工序9的其他時(shí)間：
tb+tx =6%×(2.45min+0.3675min)=0.16905min;
d) 單件時(shí)間tdj 的計(jì)算
上述兩道工序的單件時(shí)間分別為：
工序6的單件粗銑時(shí)間：
tdj=0.1min+0.27min+0.022min=0.392min；
工序9的單件半精銑時(shí)間：
tdj =2.45min+0.3675min+0.16905min=2.98655min
將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果，填入工藝文件。表5-2.1列出了連桿零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程；表5-2.2列出了連桿加工第6道工序的工序卡。
2. 相關(guān)工序夾具的設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。工序圖上標(biāo)明，該工序的定位基準(zhǔn)為已經(jīng)加工過(guò)的兩孔及工件孔端的兩個(gè)端平面，加工時(shí)選用三面刃銑刀，在臥式銑床上加工，槽寬由銑刀尺寸保證，槽深和角度位置由夾具和調(diào)整對(duì)刀來(lái)保證。制造夾具體毛坯的材料為HT200。通過(guò)鑄造得到。
2.1機(jī)床夾具的組成
1. 機(jī)床夾具的基本組成部分
（1）定位裝置
該裝置由定位元件組合而成，其作用是確定工件在夾具中的正確位置。
（2）夾具裝置
該裝置的作用是將工件壓緊夾牢，并保證工件在加工的過(guò)程中正確位置不變。
（3）夾具體
夾具體是夾具的基本骨架，通過(guò)它將夾具所有的元件構(gòu)成一個(gè)整體。
2. 機(jī)床夾具的其他特殊元件或裝置
（1）連接元件
根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn)，夾具在機(jī)床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，另一種是安裝在機(jī)床主軸上。連接元件用以確定夾具本身在機(jī)床上的位置。如機(jī)床夾具所使用的過(guò)渡盤(pán)，銑床夾具所使用的定向鍵等，都是連接元件。
（2）對(duì)刀元件
常用在普通銑床夾具中，用對(duì)刀快調(diào)整銑刀加工前的位置。對(duì)刀時(shí)，銑刀不與對(duì)刀快直接接觸，而用塞尺進(jìn)行檢查，以免碰傷銑刀的切削刃和對(duì)刀快工作表面。
（3）導(dǎo)向元件
常用在鉆床、鏜床夾具中，用鉆套和鏜套引導(dǎo)刀具加工中的正確位置。
（4）其他元件或裝置
根據(jù)加工需要，有些夾具還分別采用分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、平衡塊等。這些元件或裝置需要專門(mén)設(shè)計(jì)。
2.2 機(jī)床夾具的分類
根據(jù)機(jī)床夾具的通用化程度，可將夾具氛圍以下幾種：
1. 通用夾具
可加工一定范圍內(nèi)不同工價(jià)的夾具為通用夾具，如車(chē)床上的三爪自定心卡盤(pán)、四爪單動(dòng)卡盤(pán)；銑床上的平口虎鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。它們有很大的通用性，無(wú)需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用于裝夾不同的工件。這類夾具一般已標(biāo)準(zhǔn)化，由專業(yè)工廠生產(chǎn)，作為機(jī)床附件供應(yīng)給用戶。
由于使用通用夾具夾緊工件比較費(fèi)時(shí)，操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故通用夾具主要用于單件小批生產(chǎn)，在產(chǎn)品固定的大批量生產(chǎn)中很少使用通用夾具，而使用效率較高的專用夾具。
2. 專用夾具
專用夾具是針對(duì)某一種工件的某道工序?qū)ｉT(mén)設(shè)計(jì)的夾具。所以結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速方便。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)與制造。
專用夾具定位精度高，一批工件加工或所得尺寸穩(wěn)定，互換性高，并且可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省工時(shí)，顯著提高效率，另外利用專用夾具還可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。但專用夾具是為滿足某個(gè)工件某道工序的加工需要而專門(mén)設(shè)計(jì)的，所以它的適用范圍較窄。此外、專用夾具的設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)。當(dāng)產(chǎn)品更換時(shí)，往往因無(wú)法再使用而報(bào)廢，因此，專用夾具主要適用于產(chǎn)品品種相對(duì)穩(wěn)定的大批大量生產(chǎn)。
3. 成組夾具
根據(jù)成組技術(shù)原來(lái)技術(shù)的用于成組加工的夾具。這種夾具的特點(diǎn)是，在通用的夾具體上，只需對(duì)夾具的部分元件稍加調(diào)整或更換，即可用于組內(nèi)的不同工件的加工。
4. 組合夾具
組合夾具是由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零件部件組裝成易于聯(lián)結(jié)和拆卸的夾具。它在使用上具有專用夾具的優(yōu)點(diǎn)，而當(dāng)產(chǎn)品更換時(shí)，不存在夾具“報(bào)廢”問(wèn)題。因?yàn)樗梢圆痖_(kāi)，其元件可清洗入庫(kù)，留待組裝新的夾具。因此，組合夾具很適合于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)使用。由于組合夾具還具有縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少專用夾具種類、數(shù)量和存放面積等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于新產(chǎn)品的試制和多品種小批量生產(chǎn)。
5. 隨行夾具
隨行夾具為自動(dòng)線上使用的一種夾具。自動(dòng)線夾具基本上分為兩類：一類為固定式夾具，它與一般專用夾具相似；一類為隨行夾具，她除了具有一般夾具所擔(dān)負(fù)的裝夾任務(wù)外，還擔(dān)負(fù)自動(dòng)線輸送工件的任務(wù)。所以，它是跟隨被加工工件沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位的，故稱為隨行夾具。
除了上述分類外，夾具還可以按照動(dòng)力來(lái)源不同分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具及自?shī)A緊夾具等，按工種還可以分為車(chē)床夾具、銑床夾具、磨床夾具、鉆床夾具等。
2.3機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用
夾具是機(jī)械加工中的一種工藝裝備，它在生產(chǎn)中起的作用很大，所以在機(jī)械加工中的應(yīng)用十分廣泛。歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面的作用：
1. 保證工件的加工精度
由于采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，所以在機(jī)械加工中，可以保證工件各個(gè)表面的相互位置精度，使其不受或不受各種主觀因素的影響，容易獲得較高的加工精度，并使一批工件的精度穩(wěn)定。
2. 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本
采用夾具使工件裝夾方便，免去工件逐個(gè)找正對(duì)刀所花費(fèi)的時(shí)間，因此可以縮短輔助時(shí)間。另外，采用夾具裝夾或，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)操作工人的技術(shù)水平的要求可以降低，有利于提高生產(chǎn)率和降低成本。
3. 擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍和改變機(jī)床用途
使用專用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。這是在生產(chǎn)條件有限的也器中常用的一種技術(shù)改造措施。例如，在車(chē)床或搖臂鉆床上安裝鏜摸夾具后，就可以對(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工，一充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。
4. 改善勞動(dòng)條件和保證生產(chǎn)安全
使用專用機(jī)床夾具可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，保證安全生產(chǎn)。
2.4 定位基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。
1. 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)
在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。
2. 工藝基準(zhǔn)
零件在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。
（1）裝配基準(zhǔn)
裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。
（2）測(cè)量基準(zhǔn)
測(cè)量時(shí)用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。
（3）工序基準(zhǔn)
在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。
（4）定位基準(zhǔn)
工件定位時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。
需要說(shuō)明的是，作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸心線、對(duì)稱面等，它們是由某些具體表面來(lái)體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準(zhǔn)的表面稱為定位基準(zhǔn)。
2.5工件定位的基本原理
工件裝夾在機(jī)床上必須使工件相對(duì)于刀具和機(jī)床處于正確的加工位置，它包括工件在夾具的定位、夾具在機(jī)床上的安裝以及夾具相對(duì)于刀具和整個(gè)工藝系統(tǒng)的調(diào)整等工作過(guò)程。在使用夾具的情況下，就要使機(jī)床、刀具、夾具和工件之間保持正確的加工位置。顯然，工件的定位是其中極為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
1. 六點(diǎn)定位原則
定位，就是限制自由度。通常是用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度，用合理設(shè)置的六個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是工件定位的“六點(diǎn)定位原則” 。
2. 工件定位中可能出現(xiàn)的集中情況
（1）完全定位
六個(gè)支承點(diǎn)限制了工件的全部自由度，稱為完全定位。
（2）不完全定位
根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱為不完全定位。
（3）欠定位
根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒(méi)有被限制的定位，稱為欠定位。器定位無(wú)法保證加工要求，所以是決不允許的。
（4）過(guò)定位
夾具上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位元件，重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的現(xiàn)象，稱為過(guò)定位。過(guò)定位中常會(huì)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。
消除或減小過(guò)定位所引起的干涉，一般有兩種方法：一種是提高定位基準(zhǔn)之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。一種是改變定位元件的結(jié)構(gòu)，使定位元件在重復(fù)限制自由度的部分不起定位作用。
2.6 常見(jiàn)定位方式及定位元件
定位方式和定位元件的選擇包括選擇定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等，他們主要取決于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用等因素。
1. 工件及平面定位
（1）主要支承 主要支承用來(lái)限制工件的自由度，起定位作用
1）固定支承
2）可調(diào)支承
3）自位支承
（2）輔助支承 提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性
1）螺旋式輔助支承
2）自位式輔助支承
3）推引式輔助支承
4）液壓鎖緊的輔助支承
2. 工件以圓柱空定位
（1）圓柱銷(xiāo)
（2）圓錐銷(xiāo)
（3）圓柱心軸
3. 工件以外圓柱面定位
（1）在V形塊中定位
（2）在圓孔中定位
（3）在半圓孔和圓錐孔中定位
2.7 定位方案及定位誤差分析
前已述及，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)盡量符合基準(zhǔn)重合原則，但對(duì)于工件槽深要求來(lái)說(shuō)，選擇與所加工槽相對(duì)的另一端面為定位基準(zhǔn)，引起基準(zhǔn)不重合誤差ΔB，ΔB的值為兩端面間的尺寸公差0.1 mm。由于所加工的槽深公差規(guī)定為0.4 mm，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可以保證槽深的要求；對(duì)于槽的角度位置45±30′的要求方面，工序要求是以大孔中心為基準(zhǔn)，并與兩孔連線成45±30′?，F(xiàn)以兩孔為定位基準(zhǔn)，在大孔中采用圓柱銷(xiāo)配合定位，小孔中用菱形銷(xiāo)定位，完全符合基準(zhǔn)重合，定位精度較高。兩定位銷(xiāo)直徑及公差、兩定位銷(xiāo)之間的距離及公差：圓柱定位銷(xiāo)直徑按g6選取為；菱形銷(xiāo)定位圓柱部分按f7選取為；兩銷(xiāo)間的距離尺寸與公差按連桿相應(yīng)尺寸公差±0.06的1/3取值為±0.02，所以該尺寸標(biāo)注為57±0.02; 為保證槽的角度要求，兩菱形銷(xiāo)安裝位置的角度公差為工件相應(yīng)角度公差±30′的1/5,即±6′，所以圖上該角度標(biāo)注為45°±6′。
2.8 夾緊機(jī)構(gòu)
在機(jī)械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個(gè)工作過(guò)程。工件定位以后需要通過(guò)一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過(guò)程中，不會(huì)由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動(dòng)，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。
夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮動(dòng)作快速可靠，不碰刀，夾緊點(diǎn)應(yīng)盡量接近被加工部位。因此，采用兩個(gè)手動(dòng)螺旋壓板，夾緊點(diǎn)選在大孔端面，另外在壓板外側(cè)設(shè)有防轉(zhuǎn)銷(xiāo)，使用也很方便，能滿足生產(chǎn)要求。
夾緊裝置的組成及基本要求：
1. 夾緊裝置的組成
（1）力源裝置
（2）中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 作用如下：
1）改變夾緊作用力的方向
2）改變夾緊作用力的大小
3）具有一定的自鎖性能
（3）夾緊元件
2. 對(duì)夾緊裝置的基本要求
（1）夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置
（2）夾緊力的大小要適當(dāng)
（3）夾緊裝置要操作方便
（4）結(jié)構(gòu)要進(jìn)湊簡(jiǎn)單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件
2.9 對(duì)刀及夾具的安裝方案的確定
由于槽的加工要保證刀具兩個(gè)方向的位置，為了快速對(duì)刀，采用直角對(duì)刀塊。為了保證對(duì)刀塊的方向與工作臺(tái)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向一致，整個(gè)夾具在工作臺(tái)上安裝時(shí)采用的是一對(duì)定位鍵定向，在夾具體兩端的耳座中穿入T形螺栓，用螺母夾緊。定位平面N到對(duì)刀塊底面之間的尺寸關(guān)系到槽深精度，而連桿上相應(yīng)的這個(gè)尺寸是由尺寸mm和mm間接決定的，經(jīng)過(guò)尺寸鏈的換算(mm是封閉環(huán))，得到這個(gè)尺寸為mm。因?yàn)閵A具的工序尺寸是按要保證的槽深相應(yīng)尺寸的平均值標(biāo)注，將上面算得的尺寸改寫(xiě)為10.85±0.15 mm，然后再減去塞尺的厚度3 mm，得7.85 mm，此尺寸的公差取為工件上尺寸公差(±0.15)的1/2~1/5，最終取±0.03，所以最終夾具總圖上對(duì)刀塊到定位面N的距離應(yīng)標(biāo)注為7.85±0.03?？紤]到塞尺的尺寸，對(duì)刀塊水平方向的工作表面到定位圓柱銷(xiāo)中心的距離為8.05±0.02(取工件相應(yīng)尺寸公差的1/2~1/5)。
2.10 夾具體
夾具體一般是夾具上最大和最復(fù)雜的基礎(chǔ)元件，在夾具體上，要安放組成該夾具所需要的各種元件，機(jī)構(gòu)，裝置，并且還要考慮便于裝卸工件以及在機(jī)床上的固定。因此夾具體的形狀和尺寸應(yīng)滿足一定的要求，它主要取決與工件的外廓尺寸和各類元件與裝置的布置情況以及加工性質(zhì)等。所以在專用夾具中，夾具體的形狀和尺寸很多是非標(biāo)準(zhǔn)的。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足一下基本要求：
1 有足夠的強(qiáng)度和剛度
2 減輕重量，便于操作
3 安放穩(wěn)定，可靠
4 尺寸穩(wěn)定，有一定的精度
5 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工藝性好
6 排屑方便
7 應(yīng)吊裝方便，使用安全
夾具結(jié)構(gòu)方案確定后，就可著手繪制夾具總圖，步驟如下：
(1) 用雙點(diǎn)劃線繪出零件在加工位置的外形輪廓。
(2) 繪制定位元件。
(3) 繪制夾緊裝置。
(4) 繪制對(duì)刀塊、夾具體。
(5) 繪制定位鍵，并繪出連接件把各元件連接在一起。最后得到的夾具總圖。
2.11 方案綜合評(píng)價(jià)和總結(jié)
該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。采用手動(dòng)夾緊裝置，夾具上裝有直角對(duì)刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對(duì)刀；同時(shí)，夾具體底面上的兩對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。
此設(shè)計(jì)達(dá)到了銑床專用夾具的設(shè)計(jì)要求，能夠滿足加工條件的要求，達(dá)到完成加工的目的。
3 設(shè)計(jì)體會(huì)
為期三周的夾具設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過(guò)程，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助下，收獲頗多，設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。
本次設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段，第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、機(jī)床選用等方面的知識(shí)；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。
經(jīng)過(guò)這三個(gè)星期的設(shè)計(jì)，基本掌握了零件的加工過(guò)程分析及工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟，學(xué)會(huì)了查找相關(guān)手冊(cè)、說(shuō)明書(shū)等，以及選擇使用工藝裝備等等。
總之，這次設(shè)計(jì)使我在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們獨(dú)立思考、解決問(wèn)題和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于個(gè)人能力有限，所學(xué)知識(shí)還不夠完善，設(shè)計(jì)中還存有錯(cuò)誤和不足，望老師老師提出寶貴意見(jiàn)。
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