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摘 要
主動傘齒輪機械加工工藝規(guī)程及車車軸頸及背錐工序的專用夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(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)計中注意改進。
關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差
Abstract
The design of special fixture CA1092 automobile spiral bevel driving machining process planning and vehicle axle neck and back cone process is the design process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.
Keywords: process, process, cutting dosage, clamping, positioning
目 錄
1螺旋傘齒輪加工工藝規(guī)程設(shè)計 1
1.1零件的作用 1
1.2毛坯的選擇與尺寸的確定和精度確定 3
1.3螺旋傘齒輪加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應采取的相應措施 4
1.3.1孔和平面的加工順序 4
1.3.2加工方案選擇 4
1.4螺旋傘齒輪加工定位基準的選擇 5
1.4.1粗基準的選擇 5
1.4.2精基準的選擇 5
1.5加工主要工序安排 6
1.6工藝路線的確定 6
1.7制訂機械加工工藝路線 7
1.8確定各工序切削用量和加工余量 8
2車床夾具設(shè)計 13
2.1車床夾具設(shè)計要求說明 13
2.2車床夾具的設(shè)計要點 13
2.3定位機構(gòu) 15
2.4夾緊機構(gòu) 15
2.5零件的車床夾具的加工誤差分析 16
2.6確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 18
2.7零件的車床專用夾具簡單使用說明 19
結(jié) 論 20
參考文獻 21
致 謝 23
1螺旋傘齒輪加工工藝規(guī)程設(shè)計
1.1零件的作用
題目給出的零件是螺旋傘齒輪齒輪。齒主要作用是傳動連接作用，保證各軸各擋軸能正常運行，并保證部件與其他部分正確安裝。因此螺旋傘齒輪零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。
螺旋傘齒輪齒輪的工作條件及性能要求；
螺旋傘齒輪齒輪在工作過程中起著傳遞動力和改變速度的作用，嚙合齒面間既有滾動、又有滑動，輪齒根部還受到脈動或交變彎曲的作用。在由此而引起的各種應力的作用下，齒輪將發(fā)生輪齒折斷、齒面膠合、齒面疲勞及齒面磨損等失效情況。引起齒輪失效的主要應力有：摩擦力、接觸應力和彎曲應力。根據(jù)齒輪失效的形式和原因，在選擇齒輪材料及熱處理方法是應從以下幾個方面考慮：
齒輪表面有足夠的硬度。齒面存在實際上的凹凸不平，因而局部會產(chǎn)生很大的壓強，引起金屬塑性變形或嵌入相對表面，導致金屬直接接觸和粘著，當嚙合齒面相對滑動是，產(chǎn)生了摩擦力。齒面磨損就是由于相互摩擦的結(jié)果。減少這類磨損的關(guān)鍵是提高輪齒表面的塑變抗力，即提高齒面硬度。提高齒面硬度還可以改善齒面接觸狀態(tài)，從而提高齒面的抗疲勞能力。
輪齒芯部要有足夠的強度和韌性，以保證在變載或沖擊載荷作用下，輪齒有足夠的抗沖擊能力。
大小齒輪應有一定的硬度差，以提高其抗膠合能力。
考慮材料加工性和經(jīng)濟性。螺旋傘齒輪齒輪的性能要求，螺旋錐齒輪是汽車的主要傳動零件，主動螺旋錐齒輪是將汽車變速器傳過來的動力傳遞給從動錐齒輪，從動錐齒輪再將動力傳遞給差速器。因此，零件結(jié)構(gòu)上主動螺旋錐齒輪是螺旋傘齒輪，一端是花鍵，與變速器動力輸出軸相連，另一端是螺旋錐齒輪；從動錐齒輪是盤狀齒輪，直徑大于主動螺旋錐齒輪，起到減速作用，同時沿圓周均布一些螺栓孔，使從動錐齒
輪通過螺栓固定在差速器殼上，將減速后的動力傳遞給差速器。從動錐齒輪既有高的傳動速度，同時又傳遞較大的扭矩，而且在裝載和剎車時承受沖擊載荷。這類齒輪的主要失效方式有磨損、點蝕和斷裂。故從動螺旋錐齒輪應滿足如下性能要求：①良好的力學性能；②良好的滲碳淬火性能；③良好的抗沖擊性能；④良好的心部硬度；⑤良好的熱變形性能。
材料的選擇及技術(shù)要求??
目前螺旋傘齒輪齒輪用材大致有20CrMnTi、22CrMoH等。它們的工藝性能優(yōu)良，廣泛用于承受高速、中等或重載及受沖擊載荷和摩擦的重要零件，且材料成本相對低廉，
螺旋傘齒輪的設(shè)計精度一般是依據(jù)齒輪線速度確定工作平穩(wěn)性精度等級的，然后在按標準規(guī)定選定運動精度等級、接觸精度等級及齒側(cè)間隙精度等級。中型載重汽車螺旋傘齒輪的精度等級一般為8-7-7。CA1092載重汽車驅(qū)動橋中，主、從動螺旋傘齒輪輪的精度為8-7-7D。圖1為主動螺旋傘螺旋傘齒輪的零件圖 。
圖1 主動螺旋傘螺旋傘齒輪零件圖
技術(shù)要求分析：螺旋傘齒輪經(jīng)過滲碳淬火后會產(chǎn)生變形，其中輪齒變形可通過磨齒或研齒方法進行修正，同時會顯著降低螺旋傘齒輪的傳動噪音，這種方法已在轎車生產(chǎn)中被采用。中型載重汽車通常以提高齒形精度來彌補熱處理造成的精度損失。表1所示為主動螺旋傘螺旋傘齒輪的漸開線花參數(shù)和齒輪參數(shù)。
表1 主動螺旋傘螺旋傘齒輪的漸開線花鍵參數(shù)和齒輪參數(shù)
漸開線花鍵參數(shù)
齒輪參數(shù)
花鍵齒形
漸開線
齒輪
13
模數(shù)（mm）
3
分齒圓上端面模數(shù)（mm）
9
齒數(shù)
14
法面計算嚙合角
20o
原始齒形壓力角
20o
齒頂高（mm）
10.26
原始齒形移位距（mm）
+1.5
齒全高（mm）
16.992
分齒圓直徑（mm）
42
輪齒中點螺旋角
35o
分齒圓上弧齒厚：
理論值（mm）
用通過量規(guī)檢驗（mm）
用量棒檢驗（mm）
5.80
5.82
5.76
旋轉(zhuǎn)方向
左
刀盤直徑（mm）
?228.6（9"）
分齒圓上端面理論弧齒厚（mm）
16.652
配對齒輪研磨后在檢驗臺上的齒隙（mm）
0.20~0.35
漸開線的轉(zhuǎn)變直徑（mm）
?41
齒的工作表面粗糙度（um）
Ra1.6
齒側(cè)表面粗糙度（um）
Ra3.2
按需要量研磨牙齒，配對后在齒輪上打上標記
1.2毛坯的選擇與尺寸的確定和精度確定
毛坯類型確定：汽車驅(qū)動橋齒輪一般都選用20CrMnTi合金鋼，采用滲碳淬火處理。CA1092汽車驅(qū)動橋齒輪材料及熱處理如表2。大批生產(chǎn)中齒輪毛胚采用模鍛工藝制造。經(jīng)正火處理，硬度為157~207HV。
表2 汽車驅(qū)動橋齒輪材料及熱處理
零件名稱
材料
滲碳深度（mm）
表面硬度HRC
心部硬度HRC
螺旋傘齒
20CrMnTi
1.2~1.6
58~63
33~48
螺旋圓柱齒輪
20CrMnTi
1.0~1.6
58~63
33~48
差速器齒輪
20CrMnTi
1.0~1.4
58~63
33~48
毛坯結(jié)構(gòu)、尺寸和精度確定：
簡化零件結(jié)構(gòu)細節(jié)，由于零件為大批生產(chǎn)，故毛坯精度取普通級，CT9級。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，繪出毛坯圖。
1.3螺旋傘齒輪加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應采取的相應措施
由以上分析可知。該螺旋傘齒輪零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于螺旋傘齒輪來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。
由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。
1.3.1孔和平面的加工順序
螺旋傘齒輪類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工螺旋傘齒輪上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。螺旋傘齒輪的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。
螺旋傘齒輪零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。
1.3.2加工方案選擇
螺旋傘齒輪孔系加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應選擇價格最底的機床。
根據(jù)螺旋傘齒輪零件圖所示的螺旋傘齒輪的精度要求和生產(chǎn)率要求，當前應選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。
（1）用坐標法鏜孔
在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應這種要求，而坐標法鏜孔卻能適應這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標法鏜孔。
用坐標法鏜孔，需要將螺旋傘齒輪孔系尺寸及公差換算成直角坐標系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標系中作精密運動的機床進行鏜孔。
在大批量生產(chǎn)中，螺旋傘齒輪孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計制造的。當鏜刀桿通過鏜套的引導進行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。
采用鏜模可以大大地提高工藝系統(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。
1.4螺旋傘齒輪加工定位基準的選擇
1.4.1粗基準的選擇
粗基準選擇應當滿足以下要求：
（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入螺旋傘齒輪的零件與箱壁有一定的間隙。
為了滿足上述要求，應選擇的主要支承孔作為主要基準。即以螺旋傘齒輪的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。
1.4.2精基準的選擇
從保證螺旋傘齒輪孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證螺旋傘齒輪在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從螺旋傘齒輪零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是螺旋傘齒輪的裝配基準，但因為它與螺旋傘齒輪的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。
1.5加工主要工序安排
對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。螺旋傘齒輪加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到螺旋傘齒輪加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，結(jié)合面上的螺孔也應在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。
后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。對于螺旋傘齒輪，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。
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。
根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將加工工藝路線確定如下：
1.6工藝路線的確定
工藝分析：螺旋傘齒輪的加工主要分成以下幾個階段：
1) 齒坯加工：齒坯成形，保證銑齒基準的加工精度。
2) 中間檢查：重點檢查銑齒定位夾緊尺寸精度。
3) 齒形加工：保證接觸區(qū)的形狀、位置、大小、齒面間隙及齒側(cè)間隙變動量。
4) 中間檢查：重點檢查接觸區(qū)、齒側(cè)間隙和輪齒表面的粗糙度。
5) 熱處理：滲碳淬火，校正。
6) 熱處理后加工：精加工裝配（使用）基準。
7) 最后檢查：全面檢查裝配基準尺寸精度。
1.7制訂機械加工工藝路線
制訂機械加工工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。
⑴ 工藝路線方案一
工序1 鍛造造；
工序3 熱處理；
工序5 銑兩端面及鉆中心孔；
工序7 車軸頸及背錐；
工序9 車槽錐端面；
工序11 銑漸開線花鍵；
工序13 磨軸頸及端面；
工序15 加工小孔；
工序17 加工螺紋；
工序19 中間檢查軸頸；
工序21 粗銑螺紋；
工序23 精磨齒輪。
工序25 中間檢查；
工序27 熱處理校正；
工序29 磨軸頸及端面；
工序31 最后檢查；
工序33 入庫
⑵ 工藝路線方案二
工序1 鑄造；
工序3 熱處理；
工序5 銑兩端面及鉆中心孔；
工序7 車軸頸及背錐；
工序9 車槽錐端面；
工序11 銑漸開線花鍵及鉆小孔；
工序13 磨軸頸及端面；
工序15 加工螺紋；
工序17 中間檢查；
工序19 粗銑輪齒；
工序21 精銑輪齒凸面；
工序23 精銑輪齒凹面；
工序25 中間檢查；
工序27 熱處理校正；
工序29 磨軸頸及端面；
工序31 最后檢查；
工序33 入庫。
1.8確定各工序切削用量和加工余量
1.車軸頸及背錐
由于零件整體加工為外圓端面，故所有軸頸可以一次車削加工，所有軸頸加工余量相同?，F(xiàn)已軸頸為例，說明所有軸頸的加工余量。（參考《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.3-9），
確定工序尺寸及余量：
粗車：?65.5mm；
精車：
具體工序尺寸見表3。
表3 工序尺寸表
工序
名稱
工序間
余量/mm
工序間
工序間
尺寸/mm
工序間
經(jīng)濟精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
精車
0.5
H9
Ra6.3
66
Ra6.3
粗車
1
H12
Ra12.5
68
Ra12.5
已知工件材料： 20CrMnTi，有外皮，機床CA6140普通車床，工件用內(nèi)鉗式卡盤固定。
所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于CA6140機床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。
①.確定切削深度
由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成
②.確定進給量
根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表1.4
刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時，
進給量=0.5～1.0
按CA6140機床進給量（表4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知：
=0.7
確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表1—30，CA6140機床進給機構(gòu)允許進給力=3530。
根據(jù)表1.21，當強度在174～207時，，，=時，徑向進給力：=950。
切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實際進給力為：
=950=1111.5 （1-2）
由于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度
根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。
④.確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。
根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.11，當硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。
切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故：
==63 （1-3）
===120 （1-4）
根據(jù)CA6140車床說明書選擇
=125
這時實際切削速度為：
== （1-5）
⑤.校驗機床功率
切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。
由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時，
=
切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實際切削時間的功率為：
=1.7=1.2 （1-6）
根據(jù)表1.30，當=時，機床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在C620—1機床上進行，最后決定的切削用量為：
=3.75，=，==，=
2. 加工?5mm孔
毛坯為實心，而孔沒有精度要求，因此可以只鉆孔。（參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.3-9及表2.3-12），確定工序尺寸及余量：
鉆孔Φ5mm；
具體工序尺寸見表4。
表4 工序尺寸表
工序
名稱
工序間
余量/mm
工序間
工序間
尺寸/mm
工序間
經(jīng)濟精度
/μm
表面粗糙度
/μm
尺寸公差
/mm
表面粗糙度
/μm
鉆孔
5
H12
Ra12.5
5
無
Ra12.5
機床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
切削深度：
進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～38，取。
切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～41，取。
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1～31，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
2車床夾具設(shè)計
2.1車床夾具設(shè)計要求說明
車床夾具主要用于加工軸 外圓夾具。因而車床夾具的主要特點是工件加工表面的中心線與機床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。
（1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設(shè)計的心軸；專用夾具通常可分為心軸式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點是加工時隨機床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進給運動
定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機構(gòu)。
角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時，由于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設(shè)計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。
花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。
（2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運動，夾具做進給運動。
由于后一類夾具應用很少，屬于機床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。
2.2車床夾具的設(shè)計要點
（1）定位裝置的設(shè)計特點和夾緊裝置的設(shè)計要求
當加工回轉(zhuǎn)表面時，要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點。
當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時，則應以夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準來確定定位元件的位置。
工件的夾緊應可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。
（2）夾具與機床主軸的連接
車床夾具與機床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應具有盡可能小的同軸度誤差。
心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。
根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機床主軸上的安裝連接一般有兩種方式：
1)對于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。
2)對于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。
圖1-b所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機床主軸的同軸度。
對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu)，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。
圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準確、剛度好。
圖1 車床夾具與機床主軸的連接
過渡盤常作為車床附件備用，設(shè)計夾具時應按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸，可查閱有關(guān)手冊
2.3定位機構(gòu)
本工件在加工孔時采用一面兩孔作為定位基準，易于做到工藝過程中的基準統(tǒng)一，保證工件的相對位置精度，且具有支撐面大，支撐剛性好等優(yōu)點；
本工件采用底面和一對對角工藝孔作為定位基準，工件底面為第一定位基準，限制了x、y方向轉(zhuǎn)動，z方向移動三個自由度；圓柱銷為第二定位基準限制了x、y方向移動兩個自由度；菱形銷為第三定位基準，它和圓柱銷聯(lián)合限制了z方向轉(zhuǎn)動自由度，所以此定位方案符合六點定位原理，采用對稱壓板將工件壓緊。
2.4夾緊機構(gòu)
選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機構(gòu)時，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點。夾緊裝置的基本要求如下：
1、 夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；
2、 夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉(zhuǎn)動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。
3、 夾緊機構(gòu)的操作應安全、方便、迅速、省力。
4、 機構(gòu)應盡量簡單，制造、維修要方便。
分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。
工件夾緊方式的確定
從夾緊動力源選擇：手動夾緊
確定主夾緊機構(gòu)： 螺栓壓板
2.5零件的車床夾具的加工誤差分析
工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。
如夾具圖所示，在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述：
注：V型塊夾角α=90°。
基準位移誤差：
工件以外圓柱面在V型塊定位，由于工件定位面外圓直徑有公差δD，因此對一批工件來說，當直徑由最小D－δD變大到D時，工件中心（即定位基準）將在V型塊的對稱中心平面內(nèi)上下偏移，左右不發(fā)生偏移，即工件由變大到,其變化量（即基準位移誤差Δ）從圖（a）中的幾何關(guān)系退出：
ΔY==
基準不重合誤差：
從圖（b）中設(shè)計基準與定位基準不重合，假設(shè)定位基準不動，當工件直徑由最小D－δD變到最大D時，設(shè)計基準的變化量為，即基準不重合誤差ΔB=。
從圖(c)中可知，設(shè)計基準為工件的下母線。即，上述方向由a到a′與定位基準變到的方向相反，故其定位誤差ΔD是ΔY與ΔB之差.
ΔD=ΔY－ΔB=－=0.207δD=0.207×0.01=0.00207
ΔD=0.00207＜T 即滿足要求
2.6確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)
夾具體設(shè)計的基本要求
（1）應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性
夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應有適當?shù)奈恢镁取?
為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。
（2）應有足夠的強度和剛度
為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設(shè)加強筋。
（3）應有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性
夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。
（4）應便于排除切屑
在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應在夾具體上設(shè)置排屑槽。
（5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠
夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設(shè)置吊環(huán)或起重孔。
確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。
2.7零件的車床專用夾具簡單使用說明
（1）夾具的總體結(jié)構(gòu)應力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。
（2）當工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時，將產(chǎn)生較大的離心力和振動，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產(chǎn)中，常用適配的方法進行夾具的平衡工作。
（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應該加防護罩。
結(jié) 論
通過這次的課程設(shè)計，我們系統(tǒng)地回顧了相關(guān)專業(yè)的大學，也深深意識到學習的重要性，認識到設(shè)計是一種學習的方式。在設(shè)計過程中，我們使用的系統(tǒng)設(shè)計方法和相關(guān)設(shè)計軟件（如AutoCAD），熟悉設(shè)計相關(guān)的信息（包括手冊，標準和規(guī)范）和實證估計有了一定程度的提高，在計算機和方便的參考書籍和手冊的情感設(shè)計和幫助。
通過這次課程設(shè)計，機械制造過程更系統(tǒng)的了解一般的過程，學習和掌握整個設(shè)計過程中，有一個科學的設(shè)計方法是更嚴格的。課程設(shè)計的基本理論知識，可以學習使用，定位和夾緊工件加工的正確的解決方案，選擇合理的設(shè)計方案，進行必要的計算，效率高的項目的設(shè)計以滿足高質(zhì)量的要求，基于降低成本基本理論知識，進行必要的計算設(shè)計，高質(zhì)量，高效率夾具，成本低。清晰的過程，了解情況之前，機床刀具和加工，課程設(shè)計有很大的收獲我的。但也有許多地方都在辛苦的工作。但教師思想教育比平常更多，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習慣的高度負責，一絲不茍。
在設(shè)計和分析使我感到更多的設(shè)計思路，提高我們的學習能力，和我們討論的問題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過這次的課程設(shè)計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細心。課程設(shè)計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。
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致 謝
課程設(shè)計是大學知識的綜合運用，相關(guān)的專業(yè)知識，是知識在實踐中的應用。通過本次課程設(shè)計，使我的專業(yè)知識是在原有的基礎(chǔ)上鞏固和提高，也不能沒有老師和同學的幫助。分析設(shè)計是在老師的指導下完成的，在分析過程中，陰長城的老師給了我很大的鼓勵，在設(shè)計和分析使我感到更多的設(shè)計思路，提高我們的學習能力，和我們討論的問題，所以我要了解分析更清晰，使我受益不淺。通過這次的課程設(shè)計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細心。課程設(shè)計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但教師思想教育比平常更多，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習慣的高度負責，一絲不茍。
本課程設(shè)計是在老師的指導下完成的。老師讓我受益不淺，他淵博的知識，嚴謹?shù)娘L格，高度的責任感。在做設(shè)計的過程中也遇到了很多問題，老師給了我很多的關(guān)心和幫助，并總是問指導我們的設(shè)計過程。
通過這次的課程設(shè)計，我深深感到，做任何事都要有耐心，細心。設(shè)計的過程，許多計算有時會讓我感到心煩意亂；有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但教師思想教育比平常更多，病人，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，我不提醒自己，要形成良好的習慣的高度負責，一絲不茍。說實話，課程設(shè)計真是有點累了。然而，其設(shè)計結(jié)果，課程設(shè)計仔細回味的旅程，一個罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡。頓消。雖然這是我剛學的第一個走，一點在我的生命中的成功，但它讓我覺得更成熟了。
因為畢業(yè)的時候，很多人應該知道的地方都沒有時間去仔細地去追求，但是我相信，方向是最重要的，因為方向，將用最少的精力去做事情，這工作，我的人生。因為在實際生產(chǎn)生活，工作是千差萬別的，只有找到自己最喜歡的，最有前途的工作，有更多的熱心人士，但也是最有可能在自己的崗位上做出一定的貢獻。
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