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大連交通大學(xué)2009屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 摘 要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。 閥體加工工藝規(guī)程及其鉆孔的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 Abstract This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. Body process planning and drilling fixture was designed to include part machining process design, process design, and dedicated fixture design of three parts. In process design, analysis of the part must first understand the parts of the process re-engineering the structure of a blank, and select a good part of the processing of the base to design parts process route; followed by the various working steps on the part of the procedures for the size of the calculation, the key is to determine the various stages of work out of process equipment and cutting consumption; then dedicated fixture design, selection of design out of all the component parts fixture, such as the positioning components, clamping components, guiding elements, the specific folder connection with the machine parts and other components; calculate the positioning fixture positioning error generated, analysis fixture structure is reasonable and deficiencies, and attention to improving the design in the future. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 第1章 緒論 1.1課題背景 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過(guò)程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類(lèi)文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無(wú)論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 閥體的加工工藝規(guī)程及其銑右端面的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。 本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 1.2 夾具的發(fā)展史 夾具在其發(fā)展的200多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機(jī)，汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類(lèi)定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機(jī)床—工件—工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點(diǎn)是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類(lèi)高效率，自動(dòng)化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動(dòng)化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機(jī)床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個(gè)階段，這一階段，夾具的主要特點(diǎn)是高精度，高適應(yīng)性。可以預(yù)見(jiàn)，夾具在不一個(gè)階段的主要發(fā)展趨勢(shì)將是逐步提高智能化水平。 1.3 小結(jié) 一項(xiàng)優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類(lèi)，桿類(lèi)工件，幾乎各道工序都離不開(kāi)專門(mén)設(shè)計(jì)的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計(jì)，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，對(duì)夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度，絲毫也不壓于對(duì)機(jī)床設(shè)備及各類(lèi)工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。 本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。 第2章 零件的分析 2.1零件的作用 本零件為閥體零件, 零件圖如上圖。 “閥”的定義是在流體系統(tǒng)中，用來(lái)控制流體的方向、壓力、流量的裝置。 閥的用途廣泛，種類(lèi)繁多，分類(lèi)方法也比較多。 總的可分兩大類(lèi)： 　　第一類(lèi)自動(dòng)閥：依靠介質(zhì)(液體、氣體)本身的能力而自行動(dòng)作的閥。如止回閥、安全閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、減壓閥等。 第二類(lèi)驅(qū)動(dòng)閥：借助手動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)、氣動(dòng)來(lái)操縱動(dòng)作的閥。如閘閥，截止閥、節(jié)流閥、蝶閥、球閥、旋塞閥等。 閥體零件作為閥類(lèi)零件的本體，其作用猶為重要。 2.2 零件的工藝分析 本閥體零件的材料為HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。零件有3組加工面他們有位置度要求。以下是本零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： (1) 以基準(zhǔn)面B為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面包括，基準(zhǔn)面B面和基準(zhǔn)面B對(duì)應(yīng)的面，還有寬33mm的槽，和2個(gè)Φ34.5的孔，其中基準(zhǔn)面B對(duì)應(yīng)的面想對(duì)于基準(zhǔn)B的平行度上哦0.15. 其中下面Φ34.5的端面跳動(dòng)為0.15。 (2) 一個(gè)事以上下底面互為基準(zhǔn)的加工面，這個(gè)主要是上下底面和6-M7銷(xiāo)孔和2-Φ7孔。 (3) 以底面和2-Φ7孔為基準(zhǔn) 的加工面，這組加工面主要是2-G3/8的孔。 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度為2級(jí)，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 3.2 毛坯的設(shè)計(jì) 閥體零件材料為 HT200，硬度選用200HBS，毛坯重約1Kg。生產(chǎn)類(lèi)型為成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造，機(jī)械翻砂造型，2級(jí)精度組。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對(duì)毛坯初步設(shè)計(jì)如下： 1. Φ34.5mm的孔 因?yàn)榭字挥笑?4.5mm大，Φ34.5孔的粗糙度為0.8需要粗車(chē)，精車(chē)，磨幾道工序加工，查相關(guān)資料知粗加工和精加工的余量之和為3mm。 2. 閥體的上下端面 該閥體的上下端面粗糙度都是0.8，進(jìn)行一需要進(jìn)行粗銑，精銑，磨等加工才能滿足光潔度要求。根據(jù)資料可知，選取加工余量等級(jí)為G，選取尺寸公差等級(jí)為9級(jí)。 所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)可知，閥體的上下端面的單邊余量為3mm，符合要求。 3. 寬70mm的2端面 寬70mm2端面的粗糙度為6.3，一次粗銑即可滿足要求。 所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)可知寬70mm的2端面的單邊余量為2mm。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，這樣毛坯的尺寸就可以定下來(lái)了，毛坯的具體形狀和尺寸見(jiàn)圖“閥體”零件毛坯簡(jiǎn)圖。 3.3 選擇定位基準(zhǔn) 正確地選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工藝過(guò)程的一項(xiàng)重要內(nèi)容，也是保證零件加工精度的關(guān)鍵。 定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)、粗基準(zhǔn)和輔助基準(zhǔn)。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工 的表面作為定位基準(zhǔn)(粗基準(zhǔn))。在后續(xù)工序中，則使用已加工表面作為定位基準(zhǔn)(精基準(zhǔn))。 在制定工藝規(guī)程時(shí)，總是先考慮選擇怎樣的精基準(zhǔn)以保證達(dá)到精度要求并把各個(gè)表面加工出來(lái)，然后再考慮選擇合適的粗基準(zhǔn)把精基準(zhǔn)面加工出來(lái)。另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位作一輔助基準(zhǔn)，用以定位。應(yīng)從零件的整個(gè)加工工藝過(guò)程的全局出發(fā)，在分析零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)粗、精基準(zhǔn)的選擇原則，合理選擇定位基準(zhǔn)。 3.3.1精基準(zhǔn)的選擇 ①“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選用被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)重合”的原則。這樣可以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。 ②“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 應(yīng)選擇多個(gè)表面加工時(shí)都能使用的定位基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。 這樣便于保證各加工表面間的相互位置精度，避免基準(zhǔn)變換所產(chǎn)生的誤差，并簡(jiǎn)化夾具的設(shè)計(jì)制造工作。 ③“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面的相互位置精度及其自身的尺寸與形狀精度都要求很高時(shí)，可采用這兩個(gè)表面互為基準(zhǔn)，反復(fù)多次進(jìn)行精加工。 ④“自為基準(zhǔn)”原則 在某些要求加工余量盡量小而均勻的精加工工序中，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。 此外，精基準(zhǔn)的選擇還應(yīng)便于工件的裝夾與加工，減少工件變形及簡(jiǎn)化夾具結(jié)構(gòu)。需要指出的是，上述四條選擇精基準(zhǔn)的原則，有時(shí)是相互矛盾的。例如，保證了基準(zhǔn)統(tǒng)一就不一定符合基準(zhǔn)重合等等。在使用這些原則時(shí)，要具體情況具體分析，以保證主要技術(shù)要求為出發(fā)點(diǎn)，合理選用這些原則。 對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門(mén)計(jì)算，此處不再重復(fù)。 3.3.2 粗基準(zhǔn)的選擇 ①若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選該表面為粗基準(zhǔn)。 ②在沒(méi)有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個(gè)表面都要加工，則應(yīng)以加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可使這個(gè)表面在加工中不致因加工余量不足，造成加工后仍留有部分毛面，致使工件報(bào)廢。 ③在沒(méi)有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件有的表面不需要加工時(shí)，則應(yīng)以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準(zhǔn)。若既需保證某重要表面加工余量均勻，又要求保證不加工表面與加工表面的位置精度，則仍按本原則處理。 ④選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其他缺陷，以便定位準(zhǔn)確，裝夾可靠。 ⑤粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上通常只允許使用一次，否則定位誤差太大。但是，當(dāng)毛坯是精密鑄件或精密鍛件，毛坯質(zhì)量高，而工件加工精度要求又不高時(shí)，可以重復(fù)使用某一粗基準(zhǔn)。 粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)后面的精加工至關(guān)重要。從零件圖上可以看出，閥體零件還算比較規(guī)則，所以粗基準(zhǔn)容易選擇。為了保證前后端面的位置精度的要求，選擇閥體B面和底面作為作為粗基準(zhǔn)，，依照粗基準(zhǔn)的選擇原則 （即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)該以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，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做為粗基準(zhǔn)）來(lái)選取。 工件被放在夾具體，底面端頂住夾具體限制3個(gè)自由度；工件的大外半圓用活動(dòng)V型塊夾緊，在兩個(gè)支承釘?shù)耐鈭A柱面上，限制3個(gè)自由度；因?yàn)槲覀兿拗埔粋€(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位。 3.4 制定工藝路線 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類(lèi)型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過(guò)程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： (1)．工序分散原則 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 (2)．工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 (1)．工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 (2)．工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。 由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過(guò)多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過(guò)程劃分為幾個(gè)階段： (1)．粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級(jí)為IT11~IT12。粗糙度為Ra80~100μm。 (2)．半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為IT9~IT10。表面粗糙度為Ra10~1.25μm。 (3)．精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6~IT7，表面粗糙度為 Ra10~1.25μm。 (4)．光整加工階段 對(duì)某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對(duì)尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級(jí)一般為IT5~IT6,表面粗糙度為Ra1.25~0.32μm。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個(gè)階段，甚至不把粗精加工分開(kāi)。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過(guò)程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類(lèi)的粗加工。 3.4.4 工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來(lái)。 方案一 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時(shí)效處理 工序Ⅲ：銑前后端面。 工序Ⅳ：銑底面 工序Ⅴ：鉆2-Φ7孔，锪孔Φ13孔 工序Ⅵ：銑寬70mm的2端面 工序Ⅶ：鉆2-3G /8的孔 工序Ⅷ：銑寬33mm的槽 工序Ⅸ：鏜Φ34.5內(nèi)圓 工序X：鉆，擴(kuò)，絞Φ5的孔 工序XI：鉆M6螺紋孔 工序XII：精銑前后端面 工序XIII：檢驗(yàn) 方案二 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時(shí)效處理 工序Ⅲ：銑下端面。 工序Ⅳ：銑前后端面 工序Ⅴ：銑左右端面 工序Ⅵ：車(chē)2-34.5孔 工序Ⅶ：銑寬32槽 工序Ⅷ：鉆2-G3/8 工序Ⅸ：鉆6-M6孔 工序X：鉆2-5銷(xiāo)孔 工序XI：，鉆2-7孔 工序XII：質(zhì)檢 工序XIII：入庫(kù) 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案二銑完寬32的槽后隨即鉆2-G3/8的螺紋孔，這樣不利于保證鉆孔時(shí)的定位，而方案一在鉆了2-7的孔后，再鉆2-G3/8孔，這樣可以利用2-7的孔作為定位基準(zhǔn)，同時(shí)方案二增加了磨這道工序，因?yàn)?.8粗糙度精銑就 13 可以滿足要求，故不需要再磨削了，綜合考慮我們選擇方案一。 具體的工藝路線如下: 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時(shí)效處理 工序Ⅲ：銑前后端面。 工序Ⅳ：銑底面 工序Ⅴ：鉆2-Φ7孔，锪孔Φ13孔 工序Ⅵ：銑寬70mm的2端面 工序Ⅶ：鉆2-3G /8的孔 工序Ⅷ：銑寬33mm的槽 工序Ⅸ：鏜Φ34.5內(nèi)圓 工序X：鉆，擴(kuò)，絞Φ5的孔 工序XI：鉆M6螺紋孔 工序XII：精銑前后端面 工序XIII：檢驗(yàn) 3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 在制訂零件機(jī)械加工工藝規(guī)程之前,還要對(duì)零件加工前的毛坯種類(lèi)及其不同的制造方法進(jìn)行選擇。由于零件機(jī)械加工的工序數(shù)量、材料消耗、加工勞動(dòng)量等都在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān)，故正確選擇毛坯具有重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。常用的毛坯種類(lèi)有：鑄件、鍛件、型件、焊接件、沖壓件等，而相同種類(lèi)的毛坯又可能有不同的制造方法。 選擇毛坯應(yīng)該考慮生產(chǎn)規(guī)模的大小，它在很大程度上決定采用某種毛坯制造方法的經(jīng)濟(jì)性。如生產(chǎn)規(guī)模較大，便可采用高精度和高生產(chǎn)率的毛坯制造方法，這樣，雖然一次投資較高，但均分到每個(gè)毛坯上的成本就較少。而且，由于精度較高的毛坯制造方法的生產(chǎn)率一般也較高，既節(jié)約原材料又可明顯減少機(jī)械加工勞動(dòng)量，再者，毛坯精度高還可簡(jiǎn)化工藝和工藝裝備，降低產(chǎn)品的總成本。 選擇毛坯應(yīng)該考慮工件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小。例如，形狀復(fù)雜和薄壁的毛坯，一般不能采用金屬型鑄造；尺寸較大的毛坯，往往不能采用模鍛、壓鑄和精鑄。再如，某些外形較特殊的小零件，由于機(jī)械加工很困難，則往往采用較精密的毛坯制造方法，如壓鑄、熔模鑄造等，以最大限度地減少機(jī)械加工量。 選擇毛坯應(yīng)考慮零件的機(jī)械性能的要求。相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其機(jī)械性能往往不同。例如，金屬型澆鑄的毛坯，其強(qiáng)度高于用砂型澆鑄的毛坯，離心澆鑄和壓力澆鑄的毛坯，其強(qiáng)度又高于金屬型澆鑄的毛坯。強(qiáng)度要求高的零件多采用鍛件，有時(shí)也可采用球墨鑄鐵件。 選擇毛坯，應(yīng)從本廠的現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)水平出發(fā)考慮可能性和經(jīng)濟(jì)性。還應(yīng)考慮利用新工藝、新技術(shù)和新材料的可能性，如精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料等。用這些毛坯制造方法后，可大大減少機(jī)械加工量，有時(shí)甚至可不再進(jìn)行機(jī)械加工，其經(jīng)濟(jì)效果非常顯著。 閥體零件材料為HT200，生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)鑄造毛坯。 (1)閥體的上下和左右端面 因?yàn)殚y體的上下和左右端面沒(méi)有精度要求，粗糙度要求也不高，其加工余量為2.5mm。 (2)閥體的孔 毛坯為空心，鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數(shù)文獻(xiàn)，確定工藝尺寸余量為單邊余量為2.5 第4章 確定切削用量及基本工時(shí) 工序III：粗銑前后端面 1. 選擇刀具 2. 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完? 2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50 當(dāng)＝750r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 . 工序IV：銑底面 1. 選擇刀具 2. 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 4） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完? 5） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50 當(dāng)＝750r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 6） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序V：鉆2-Φ7孔，锪孔Φ13 工步一：鉆Φ7孔的切削用量及基本工時(shí) (1)鉆Φ7mm孔 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ5 1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 1364r/min 與1364r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1450r/min。現(xiàn)選取=1450r/min。 所以實(shí)際切削速度== 5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=10mm; =4mm; =3mm; t t=2x（） =2x（）=0.0234(min) 工序VI:銑床70mm2Φ24端面 端面銑床X08 選擇刀具 刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 7） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，則 8） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?450 當(dāng)＝1450r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 9） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)： ，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序VII：鉆2-3G/8螺紋孔 工步一：鉆2-3G/8螺紋底孔Φ10 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng) 鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取，故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序Ⅻ：攻絲3G/8 　　　　　　 　　　　　　　　 按機(jī)床選取，則 　　　　　機(jī)動(dòng)時(shí)　　　，， 　　　攻M6孔　　　 工序VIII：銑寬33mm的槽 選擇刀具 刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1) 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則 2) 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75 當(dāng)＝375r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 3) 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)： ，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序IX：粗車(chē)，精車(chē)Φ34.5的內(nèi)圓 工步一：粗車(chē)Φ34.5的內(nèi)圓 粗車(chē)Φmm內(nèi)圓柱面 1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm 2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.8mm/r 3) 計(jì)算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見(jiàn)《切削手冊(cè)》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 753r/min 與753r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為750r/min?，F(xiàn)選取=750r/min。 所以實(shí)際切削速度== 5) 切削工時(shí)，　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =0mm; t=i=x2=0.966(min) 工步二：鏜Φ34.5內(nèi)圓 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.3mm 分兩次切除。 2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r 3) 計(jì)算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=96m/min 4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 585r/min 與585r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。 所以實(shí)際切削速度 == 5)切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。 　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =0mm; t=i==0.4833(min) 工序XI：鉆，擴(kuò)，絞Φ5銷(xiāo)孔 鉆2-Φ4.5 (1)鉆Φ4 .5mm孔 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ4.5 1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　　 ns== 2388r/min 與2388r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為2012r/min。現(xiàn)選取=2012r/min。 所以實(shí)際切削速度== 5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =3mm; t= ==0.1108(min) (2) 擴(kuò)Φ4.85mm孔 刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ6. 1) 進(jìn)給量 查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-13，取f=0.13mm/r 2) 切削速度　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 1592r/min 與1592r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為1969r/min?，F(xiàn)選取=2012r/min。 所以實(shí)際切削速度 == 5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1 　 t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =3mm; t= ==0.110(min) 工步三：鉸孔至Φ5： 選擇Φ5的鉸刀 按機(jī)床選取 基本工時(shí)： 工序VII：鉆6-M6孔 工步一：鉆M6螺紋底孔4.8 鉆M6螺紋底孔 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng) 鋼的，時(shí)，。由于本零件在加工孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取，故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序Ⅻ：攻絲M6 攻螺紋M6mm　。 　　　　　　　 　　　　　　　　　 按機(jī)床選取，則 　　　　　機(jī)動(dòng)時(shí)　　　，， 　　　攻M6孔　　　 工步二：精銑前后端面 精銑前后端面的兩個(gè)平面 (1) 精銑平面 1) 切削深度 查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表10-119,取=1mm 2) 進(jìn)給量 查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表10-118與表10-119　按機(jī)床行選取f=0.2mm/齒 3) 切削速度　根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-70,及10-66,查得 V=190min/s. 即V=11.4m/min 4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 36.3r/min 按機(jī)床說(shuō)明書(shū)(見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表6-39),與36.3r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為37.5r/min。現(xiàn)選取=37.5r/min。 所以實(shí)際切削速度 == 當(dāng)=37.5r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 =fZ=0.21037.5=75(mm/min) 查機(jī)床說(shuō)明書(shū)有=80(mm/min) 5)切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。 t=4x（）=4x（）=4.5(min) 第5章 夾具設(shè)計(jì) 5.1 設(shè)計(jì)夾具的目的 在機(jī)械制造的機(jī)械加工、檢驗(yàn)、裝配、焊接和熱處理等冷、熱工藝過(guò)程中，使用著大量的夾具。所謂夾具就是一切用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確位置，接受施工或者檢測(cè)的裝置。在機(jī)械制造中采用大量的夾具，機(jī)床夾具就是夾具中的一種。它裝在機(jī)床上，使工件相對(duì)刀具與機(jī)床保持正確的相對(duì)位置，并能承受切削力的作用。機(jī)床夾具的作用主要有以下幾個(gè)方面：較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度，因?yàn)橛脢A具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)機(jī)床（刀具）的位置由夾具來(lái)保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、較穩(wěn)定地保證工件的加工精度；提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，因?yàn)椴捎脢A具后，工件不需要?jiǎng)澗€找正，裝夾也方便迅速，顯著地減少了輔助時(shí)間，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，因?yàn)槭褂脤Ｓ脢A具可以改變機(jī)床的用途、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，例如，在在車(chē)床或搖臂轉(zhuǎn)床上安裝鏜模夾具后，就可以對(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工；改善勞動(dòng)條件、保證生產(chǎn)安全，因?yàn)槭褂脤Ｓ脵C(jī)床夾具可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，降低對(duì)工人操作技術(shù)水平的要求，保證安全。 5.2 夾具的分類(lèi) （1）通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如， 車(chē)床上的三爪卡盤(pán)和四爪卡盤(pán)、頂尖和雞心夾頭；銑床上的平口鉗、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(lèi)夾具一般已經(jīng)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。 （2）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序的加工而專門(mén)設(shè)計(jì)的夾具，具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便等優(yōu)點(diǎn)。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)和制造，適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 （3）組合夾具 組合夾具是在機(jī)床夾具零部件標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，由一整套預(yù)先制造好的，具有各種不同形狀、不同規(guī)格尺寸的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件，按照組合化的原理，針對(duì)工件的加工要求組裝成各種專用夾具。夾具使用完畢后，可以拆卸，留待組裝新夾具時(shí)使用。 組合夾具的應(yīng)用范圍十分廣泛。它最適合于品種多、產(chǎn)品變化快、新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)等場(chǎng)合，在批量生產(chǎn)中也可利用組合夾具代替臨時(shí)短缺的專用夾具，以滿足生產(chǎn)要求。用組合夾具元件可以組裝成各類(lèi)機(jī)床夾具。數(shù)控機(jī)床和柔性制造單元的出現(xiàn)，更加推動(dòng)了組合夾具技術(shù)的進(jìn)步，擴(kuò)大了組合夾具的應(yīng)用范圍。 組合夾具具有以下特點(diǎn)：組合夾具元件可供多次使用，但其一旦組裝成某個(gè)夾具后，該夾具結(jié)構(gòu)仍屬專用性，只能一次使用。當(dāng)變換加工對(duì)象時(shí)，一般仍需全部拆開(kāi)，重新組裝成新夾具結(jié)構(gòu)，以滿足新工件的加工要求。和專用夾具不一樣，組合夾具的最終精度，是靠各組成元件的精度，直接組合來(lái)保證的，不允許進(jìn)行任何補(bǔ)充加工，否則無(wú)法保證元件的互換性。由于組合夾具是由各標(biāo)準(zhǔn)元件組合起來(lái)的，因此剛性較差，尤其是元件連接的結(jié)合面接觸剛度，對(duì)加工精度影響較大。一般組合夾具的外形尺寸較大，不及專用夾具那樣緊湊。這種夾具不受生產(chǎn)類(lèi)型的限制，可以隨時(shí)組裝，以應(yīng)生產(chǎn)之急。 （4）拼裝夾具 拼裝夾具是指按某一工件的某道工序的加工要求，由標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的夾具元件，直接按專用夾具的裝配方法（銷(xiāo)釘定位、螺栓緊固）裝配成的專用夾具。采用拼裝夾具大大縮短了專用夾具的設(shè)計(jì)與制造周期，而且當(dāng)產(chǎn)品改型時(shí)原來(lái)夾具的大部分元件仍可拆下重新使用，適用于多品種、小批量生產(chǎn)中。 （5）通用可調(diào)夾具 通用可調(diào)夾具是指根據(jù)不同尺寸或種類(lèi)的工件，調(diào)整或更換個(gè)別定位元件或夾緊元件而形成的專用夾具。加工對(duì)象不很確定，通用范圍較大，適用于多品種、小批量生產(chǎn)中。 （6）成組夾具 成組夾具是指專為加工成組工藝中某一組零件而設(shè)計(jì)的可調(diào)夾具。加工對(duì)象明確，只需調(diào)整或更換個(gè)別定位元件或夾緊元件便可使用，調(diào)整范圍只限于本零件組被的工件，適用于成組加工。 通用可調(diào)夾具和成組夾具都是一種比較先進(jìn)的、繼承性好的新型夾具。采用這兩種夾具可大大減少專用夾具數(shù)量，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，并可有效地促進(jìn)并實(shí)現(xiàn)機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。 通用可調(diào)夾具與成組夾具的區(qū)別在于：前者的加工對(duì)象不很確定，其更換調(diào)整部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往具有較大的適應(yīng)性，通用范圍大；而成組夾具則是為成組加工工藝中 一組零件而專門(mén)設(shè)計(jì)的，加工對(duì)象十分明確，可調(diào)范圍也只限于本組內(nèi)的零件，因此后者亦稱為專用可調(diào)夾具。 5.3 專用夾具的組成 （1）定位裝置 這種裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置，即通過(guò)它使工件加工時(shí)相對(duì)于刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)處于正確的位置，如支撐釘、支撐板、V形塊、定位銷(xiāo)等。 （2）夾緊裝置 它的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時(shí)所占據(jù)的位置在加工過(guò)程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用而產(chǎn)生位移，同時(shí)防止或減小振動(dòng)。它通常是一種機(jī)構(gòu)，包括夾緊元件（如夾爪、壓板等），增力及傳動(dòng)裝置（如杠桿、螺紋傳動(dòng)副、斜楔、凸輪等）以及動(dòng)力裝置（如氣缸、油缸）等。 （3）對(duì)刀—引導(dǎo)裝置 它的作用是確定夾具相對(duì)于刀具的位置，或引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工，如對(duì)刀塊、鉆套、鏜套等。 （4）其他元件及裝置 如定向件、操作件以及根據(jù)夾具特殊功用需要設(shè)置的一些裝置，如分度裝置、工件頂出裝置、上下料裝置等。 （5）夾具體 用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件，并與機(jī)床有關(guān)部位連接，以確定夾具相對(duì)于機(jī)床的位置。 5.4 典型的定位元件 工件以平面定位：工件以平面作為定位基面，是最常見(jiàn)的定位方式之一。如箱體、床身、機(jī)座、支架等類(lèi)零件的加工中，較多采用了平面定位。工件以平面定位時(shí)常用的定位元件如下所述。 A主要支承： 它主要用來(lái)限制工件的自由度，起定位作用。 1） 固定支承，有支承釘和支承板兩種形式，在使用過(guò)程中他們都是固定不動(dòng)的。當(dāng)工件以粗糙不平的粗基準(zhǔn)定位時(shí)，采用球頭支承釘。齒紋頭支承釘用在工件的側(cè)面，它能增大摩擦因數(shù)，防止工件滑動(dòng)。當(dāng)工件以加工過(guò)的平面定位時(shí)，可采用平頭支承釘或支承板。 為保證各固定支承的定位表面嚴(yán)格共面，裝配后，需將其工作表面一次磨平。支承釘與夾具體孔的配合采用H7/ r6或H7/n6,當(dāng)支承需要經(jīng)常更換時(shí)，應(yīng)加襯套。襯套外徑與夾具體孔的配合一般采用H7/n6或者H7/r6，襯套內(nèi)徑與支承釘?shù)呐浜线x用H7/s6。 可調(diào)支承，是指支承釘?shù)母叨瓤梢哉{(diào)節(jié)。調(diào)整時(shí)要先松后調(diào)，調(diào)好后用防松螺母鎖緊。 可調(diào)支承主要用于工件以粗基準(zhǔn)面定位、或者定位基面的形狀復(fù)雜（如成型面、臺(tái)階面等），以及各批毛坯的尺寸、形狀變化較大時(shí)的情況?？烧{(diào)支承在一批工件加工前調(diào)整一次。在同一批工件加工中，它的作用同固定支承相同。 自位支承（浮動(dòng)支承） 在工件定位過(guò)程中，它能自動(dòng)地調(diào)整位置，其特點(diǎn)是：支承點(diǎn)的位置能隨著工件定位基面的不同而自動(dòng)調(diào)節(jié)，定位基面壓下其中一點(diǎn)，其余點(diǎn)便上升，甚至各點(diǎn)都與工件接觸。接觸點(diǎn)數(shù)的增加，提高了工件的裝夾剛度和穩(wěn)定性，但其作用仍相當(dāng)于一個(gè)固定支承，只限制工件一個(gè)自由度。 B 輔助支承 輔助支承用來(lái)提高工件的剛度和穩(wěn)定性，不起定位作用。輔助支承的工作特點(diǎn)是：待工件定位夾緊后，再調(diào)整支承釘?shù)母叨?，使其與工件的有關(guān)表面接觸并鎖緊。每安裝一個(gè)工件就調(diào)整一次輔助支承。另外，輔助支承還可以起預(yù)定位的作用。常見(jiàn)的輔助支承有：螺旋式輔助支承、自位式輔助支承和推引式輔助支承。 工件以圓孔定位：工件以圓孔表面作為定位基面時(shí)，常用以下定位元件： 圓柱銷(xiāo)（定位銷(xiāo)）當(dāng)工件孔徑較小時(shí)（D=3-10mm），為增加定位銷(xiāo)剛度，避免銷(xiāo)子因受撞擊而折斷，或熱處理時(shí)淬裂，通常把根部倒成圓角。這時(shí)夾具體上應(yīng)有沉孔，使定位銷(xiāo)的圓角部分沉入孔內(nèi)而不會(huì)妨礙定位。大批大量生產(chǎn)時(shí)，可以采用帶襯套的結(jié)構(gòu)形式。為了便于工件裝入，定位銷(xiāo)的頭部應(yīng)有15度的倒角。 定位銷(xiāo)的工作部分直徑可按g5、g6、f6、f7制造，定位銷(xiāo)和夾具體的配合可用H7/r6、H7/n6，襯套與夾具體選用過(guò)渡配合H7/n6，其內(nèi)徑和定位銷(xiāo)為間隙配合H7/h6、H7/h5。 2） 圓柱心軸 其定位部分直徑按h6、g6或f6制造，裝卸工件方便，但定心精度不高。為了減少因配合間隙而造成的工件的傾斜，工件常以孔和端面聯(lián)合定位，因而要求工件定位孔和端面有較高的垂直度，最好能在一次裝夾中加工出來(lái)。 31 使用開(kāi)口墊圈可實(shí)現(xiàn)快速裝卸工件，開(kāi)口墊圈的兩端面應(yīng)互相平行。當(dāng)工件內(nèi)孔和端面垂直度誤差很大時(shí)，因采用球面墊圈。 3） 圓錐銷(xiāo) 限制了X、Y、Z三個(gè)自由度。 4） 圓錐心軸（小錐度心軸）這種定位方式的定心精度較高，不用另設(shè)夾緊裝置，但工件的軸向定位誤差較大，傳遞的扭矩較小，適用于工件定位孔不低于IT7的精車(chē)和磨削加工，不能加工端面。 工件以外圓柱面定位：工件以外圓柱面定位時(shí)，常用以下元件： V形塊 它有固定式和活動(dòng)式兩種。固定式V形塊在夾具體上的裝配，一般用兩個(gè)定位銷(xiāo)和2-4個(gè)螺釘連接，活動(dòng)式V形塊除限制工件一個(gè)移動(dòng)自由度外，還兼有夾緊作用。它定位最大的優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)中性好，它可使一批工件的定位基準(zhǔn)軸線對(duì)中在V形塊兩斜面的對(duì)稱平面上，而不受定位基準(zhǔn)直徑誤差的影響。V形塊定位的另一個(gè)特點(diǎn)是無(wú)論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過(guò)加工，是完整的圓柱面還是局部圓弧面，都可采用V形塊定位。因此，V形塊是用得最多的定位元件。 定位套 它用來(lái)限制沿軸向的自由度，常與端面聯(lián)合定位。用端面作為主要定位面時(shí)，應(yīng)控制套的長(zhǎng)度，以免夾緊時(shí)工件產(chǎn)生不允許的變形。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，但定心精度不高，一般適用于精基準(zhǔn)定位。 半圓套 這種定位方式主要用于大型軸類(lèi)零件及不便于軸向裝夾的零件。定位基面的精度不低于IT8-IT9，半圓的最小內(nèi)徑取工件定位基面的最大直徑。 5.5 夾具中的夾緊機(jī)構(gòu) 夾具中的夾緊裝置一般由動(dòng)力源和夾緊機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分組成。動(dòng)力源是產(chǎn)生原始作用力的部分，如用人的體力對(duì)工件進(jìn)行夾緊，稱為手動(dòng)夾緊；若采用氣動(dòng)，液動(dòng)，電動(dòng)以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)等動(dòng)力裝置來(lái)代替人力進(jìn)行夾緊，則稱為機(jī)動(dòng)夾緊。夾緊機(jī)構(gòu)是接受和傳遞原始作用力，使其變?yōu)閵A緊力并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分，包括中間傳遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。中間傳遞力機(jī)構(gòu)把來(lái)自人力或者動(dòng)力裝置的力傳給夾緊元件，再由夾緊元件直接與工件受壓面接觸，最終完成夾緊任務(wù)。 在夾緊的組成中可以看出，不論采用任何動(dòng)力源（手動(dòng)或者機(jī)動(dòng)），外加的原始作用力要轉(zhuǎn)化為夾緊力，都必須通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)。夾具中常用的夾緊機(jī)構(gòu)有斜碶夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)、鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)、定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)以及聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)等。 32 （1）斜碶夾緊機(jī)構(gòu)：斜碶夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊機(jī)構(gòu)中最基本的形式之一，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)，定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)等均是斜碶夾緊機(jī)構(gòu)的變形，由于手動(dòng)的斜碶夾緊機(jī)構(gòu)在夾緊工件時(shí)既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，效率很低，故實(shí)際上多在機(jī)動(dòng)夾緊裝置中采用。 （2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)：利用螺桿直接夾緊工件，或者與其他元件組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件，是應(yīng)用較廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)，由于螺旋夾緊機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，夾緊可靠，擴(kuò)力比較大和夾緊行程不受限制等特點(diǎn)，所以在手動(dòng)夾緊裝置中被廣泛使用，在夾具中除采用螺桿直接夾緊工件外，經(jīng)常采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)。 （3）圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)：由于偏心圓的夾緊力小，自鎖性能又不是很好，故只使用于切削負(fù)荷不大而且無(wú)很大震動(dòng)的場(chǎng)合，為滿足自鎖條件，其夾緊行程也相應(yīng)受到限制，用與夾緊行程較小的場(chǎng)合。 （4）鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)：因鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，擴(kuò)力比較大，適用于多點(diǎn)或多件夾緊，在氣動(dòng)或者液動(dòng)夾具中廣泛應(yīng)用。 （5）定心、對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)：定心，對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)是一種特殊的夾緊機(jī)構(gòu)，工件在其上同時(shí)實(shí)現(xiàn)定位和夾緊。 （6）聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)：工件裝夾所使用的夾具，有的需要同時(shí)有幾個(gè)點(diǎn)對(duì)工作的工件進(jìn)行夾緊，而有的則需要同時(shí)夾緊幾個(gè)工件，為了提高效率，減少裝夾時(shí)間，可采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。 5.6 夾具的發(fā)展趨勢(shì) 夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 ?1） 高精度 隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對(duì)夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)±5μm，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler(戴美樂(lè))公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm；瑞士EROWA柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá)2~5μm。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。 2） 高效 33 大連交通大學(xué)2009屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來(lái)越多。為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開(kāi)工件只用1~2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國(guó)Jergens(杰金斯)公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。 3） 模塊、組合 夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開(kāi)發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過(guò)程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開(kāi)發(fā)的公共平臺(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。 4） 通用、經(jīng)濟(jì) 夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國(guó)demmeler(戴美樂(lè))公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價(jià)值。 專家們建議組合夾具行業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動(dòng)與國(guó)外夾具廠商聯(lián)系，爭(zhēng)取合資與合作，引進(jìn)技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國(guó)組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。 5.7 本課題夾具設(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。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)第4道工序銑四周槽面的銑床夾具。 5.7.1 問(wèn)題的提出 本夾具主要用于銑右端面，精度要求因?yàn)楹竺孢€有精加工，因此本道工序加工精