畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）A1091傳動(dòng)軸凸緣叉加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

1、黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 緒 論1.1 選題背景傳動(dòng)軸凸緣叉是汽車(chē)上的重要部件，它是連接變速器和驅(qū)動(dòng)橋的主要零件也是承受高速傳動(dòng)的零件。其結(jié)構(gòu)和加工工藝直接影響零件的性能，進(jìn)而影響整車(chē)動(dòng)力傳遞的效果，其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是加工工藝復(fù)雜，在選材中，了解其加工工藝，并在工藝設(shè)計(jì)中，合理安排加工工序，設(shè)計(jì)合理的夾具，對(duì)產(chǎn)品的最終質(zhì)量具有十分重要的意義。夾具設(shè)計(jì)一般是在零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程制訂之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。制訂工藝過(guò)程，應(yīng)充分考慮夾具實(shí)現(xiàn)的可能性，而設(shè)計(jì)夾具時(shí)，如確有必要也可以對(duì)工藝過(guò)程提出修改意見(jiàn)。夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本

2、低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護(hù)容易等為其衡量指標(biāo)。除根據(jù)ca1091汽車(chē)的實(shí)際工作狀態(tài)，確定參數(shù)，并完成傳動(dòng)軸凸緣的工藝設(shè)計(jì)外，根據(jù)傳動(dòng)軸的工作條件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的確定的材料性能，進(jìn)行該凸緣毛坯和機(jī)械加工的工藝路線(xiàn)和加工方法的設(shè)計(jì)及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。同時(shí)，該設(shè)計(jì)還培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的能力，以及分析和解決問(wèn)題的能力。1.2 零件的先進(jìn)制造技術(shù)1.2.1先進(jìn)制造技術(shù) 凸緣叉是汽車(chē)傳動(dòng)軸總成的重要零件，也是承受高速傳動(dòng)的零件。該零件國(guó)內(nèi)外一般都用鋼質(zhì)模鍛件，而ca1091傳動(dòng)軸總成凸緣叉卻為鑄鋼件，為適應(yīng)市場(chǎng)需要，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期設(shè)計(jì)及生產(chǎn)線(xiàn)的試生產(chǎn)，早就在2噸蒸汽空氣模鍛錘上成

3、功地鍛出合格的凸緣叉鋼質(zhì)模鍛件，深受好評(píng)。1.2.2凸緣叉改為鋼質(zhì)模鍛件的主要優(yōu)點(diǎn)1）鑄件的內(nèi)部組織和機(jī)械性能是不能與模鍛件相提并論的，特別是經(jīng)過(guò)熱處理后的模鍛件，無(wú)論是沖擊韌性還是斷面收縮率、疲勞強(qiáng)度等機(jī)械性能均占優(yōu)勢(shì)。另外金屬經(jīng)過(guò)加熱、模鍛后，夾雜物得到細(xì)化，組織致密，沿著外力方向被拉長(zhǎng)，形成流線(xiàn)，使鍛件的質(zhì)量提高，使用穩(wěn)定可靠，壽命長(zhǎng)。凸緣叉零件選用模鍛方法生產(chǎn)，其根本優(yōu)點(diǎn)也就在于此。2）鑄件在鑄造生產(chǎn)過(guò)程中的工序比較多，有些工藝過(guò)程難以控制，使鑄件的質(zhì)量不穩(wěn)定，因而鑄件內(nèi)部常出現(xiàn)縮松、氣孔等缺陷。經(jīng)機(jī)械加工后其缺陷反映不穩(wěn)定，影響了零件的質(zhì)量，造成廢品，增加了零件的成本。鋼質(zhì)模鍛件就無(wú)

4、上述缺陷，內(nèi)部質(zhì)量好，成品率高，降低了零件的成本。 3）鑄件表面粘砂粗糙，難以清理，不易加工，刀具損壞較多。而鋼質(zhì)模鍛件容易切削。1.3先進(jìn)加工技術(shù) 進(jìn)入21世紀(jì)，切削加工依然是制造技術(shù)最基礎(chǔ)的工藝，而高速切削則是切削加工工藝最重要的發(fā)展方向。多年的研究證明，在很高的切速區(qū)，隨著切速的增高，切削力減小，切削溫度雖增至很高，但達(dá)到一定值后增勢(shì)趨緩保持不變。 高速切削，就是指切削溫度隨切速的增加不再顯著增長(zhǎng)的切削階段，其切速一般比普通切削高出5-10倍之多，所以又常被稱(chēng)為超高速切削。高速切削的速度范圍是一個(gè)相對(duì)概念，會(huì)隨不同的加工方式和不同的工件材料而異。目前實(shí)際生產(chǎn)中高速銑削鋁、鋁合金 (含硅量

5、小于12%)以及鑄鐵的速度范圍，大約分別為1500-4000m/min和750-2000m/min。 實(shí)際上在機(jī)床上進(jìn)行高速切削加工時(shí)，則不僅有高的切削速度，而且要有高的進(jìn)給速度(含快移速度)以及能在最短時(shí)間和行程內(nèi)達(dá)到指定速度的高加(減)速度與之相配合。所以高速切削加工概念的內(nèi)涵又有所延伸，它即包含高的切削速度，也包含高的進(jìn)給速度 (含快移速度)和高的加 (減)速度。很明顯，高速切削加工是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它涉及機(jī)床、刀具、工件和若干外圍技術(shù)，比如cam技術(shù)、加工狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)等. 高速切削加工試驗(yàn) (高的切速、小的切深、快的進(jìn)給)表明，它可以提高加工效率和降低加工能耗 (單位功率的材料切除率)，

6、又能獲得高的加工精度和表面質(zhì)量 (表面完整性和粗糙度)，尤其適合加工薄壁零件。實(shí)驗(yàn)還表明，某些難加工材料比如鎳基合金、欽合金和纖維增強(qiáng)塑料，在高速切削條件下也變得易于切削，刀具磨損過(guò)快問(wèn)題獲得緩解。 最近十年，高速切削加工在汽車(chē)工業(yè)、航空航天業(yè)和模具工業(yè)獲得較廣泛的應(yīng)用，而且成效顯著。在汽車(chē)工業(yè)，高速加工中心的加工效率已足以取代組合機(jī)床，成為柔性生產(chǎn)線(xiàn)的主力加工設(shè)備，從而有力地推動(dòng)了大批量生產(chǎn)的柔性化;在航空航天業(yè)，高速數(shù)控銑床和加工中心不僅使薄壁、窄筋工件的加工變得容易，而且促進(jìn)了機(jī)翼、機(jī)身等構(gòu)件采用整體制造法 (既構(gòu)件由大型鋁合金坯料切除80%的多余材料整體制成)。從技術(shù)角度看，高速切削加

7、工己經(jīng)正在與精密和超精密加工、硬切削加工、干和準(zhǔn)干切削加工相結(jié)合。1.4選題的目的和意義 傳動(dòng)軸是汽車(chē)上的重要部件，它是連接變速器和驅(qū)動(dòng)橋的主要零件。其結(jié)構(gòu)和加工工藝直接影響零件的性能，進(jìn)而影響整車(chē)動(dòng)力傳遞的效果。根據(jù)ca1091汽車(chē)的實(shí)際工作狀態(tài)，確定參數(shù)，并完成傳動(dòng)軸凸緣的工藝設(shè)計(jì)。另外，根據(jù)傳動(dòng)軸的工作條件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的確定的材料性能，進(jìn)行該凸緣毛坯和機(jī)械加工的工藝路線(xiàn)和加工方法的設(shè)計(jì)及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。傳動(dòng)軸是連接變速器和驅(qū)動(dòng)橋的主要零件，其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是加工工藝復(fù)雜，在選材中，了解其加工工藝，并在工藝設(shè)計(jì)中，合理安排加工工序，設(shè)計(jì)合理的夾具，對(duì)產(chǎn)品的最終質(zhì)量具有十分重要的意義。同時(shí)，

8、該設(shè)計(jì)還能培養(yǎng)我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的能力，以及分析和解決問(wèn)題的能力。1.5課題研究的主要內(nèi)容本課題研究的主要內(nèi)容包括傳動(dòng)軸凸緣叉的工藝規(guī)程編制、典型工序夾具設(shè)計(jì)及夾具的繪制。具體內(nèi)容和主要問(wèn)題歸納如下：研究的主要內(nèi)容：1）ca1091傳動(dòng)軸凸緣加工工藝設(shè)計(jì)。2）凸緣叉結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)工藝性分析。3）專(zhuān)用夾具工藝設(shè)計(jì)4）零件及夾具工藝流程設(shè)計(jì)5）cad出圖解決的主要問(wèn)題：1）ca1091傳動(dòng)軸凸緣叉數(shù)據(jù)參數(shù)分析2）工藝材料選取3）確定工藝路線(xiàn)及方案4）工序設(shè)計(jì)5）夾具方案設(shè)計(jì)1.6 課題研究的主要方法調(diào)研、收集有關(guān)國(guó)內(nèi)外傳動(dòng)軸凸緣叉及ca1091相關(guān)資料。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)autoca

9、d2004以上版本，來(lái)編制工藝規(guī)程及設(shè)計(jì)圖。課題研究的線(xiàn)路圖如圖1.1技術(shù)路線(xiàn)（研究方法）所示。從設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)原理、材料及應(yīng)用等方面分析ca1091傳動(dòng)軸凸緣叉的加工技術(shù)，提出自己的設(shè)計(jì)思想、加工方法及改進(jìn)方法。通過(guò)各種途徑收集資料，廣泛閱讀有關(guān)工藝編制和夾具設(shè)計(jì)方面的書(shū)籍，廣泛了解夾具設(shè)計(jì)方面的信息。對(duì)夾具設(shè)計(jì)的一些原理及方法，設(shè)計(jì)的基本要求及步驟，夾具體等設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，設(shè)計(jì)一個(gè)重要工序上的夾具設(shè)計(jì)圖紙一份。確定總體方案ca1091數(shù)據(jù)采集、分析、處理零件結(jié)構(gòu)及功用分析工藝分析明確夾具設(shè)計(jì)要求規(guī)范確定工藝方案夾具及主要零件設(shè)計(jì)零件及夾具草圖繪制總裝草圖繪制cad出圖、編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)圖1.

10、1 技術(shù)路線(xiàn)第2章 零件分析2.1零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功用分析題目所給的零件是常見(jiàn)零件的一種拔叉類(lèi)零件，它的應(yīng)用范圍很廣。凸緣叉是汽車(chē)底盤(pán)傳動(dòng)軸總成的重要零件，一般與變速箱、傳動(dòng)軸或驅(qū)動(dòng)橋連接，是承受高速傳動(dòng)的零件。凸緣叉是一個(gè)帶法蘭的叉形零件，一般結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)軸伸縮套是將花鍵套與凸緣叉焊接在一起 ，將花鍵軸焊在傳動(dòng)軸管上或?qū)⒒ㄦI套與傳動(dòng)軸管焊接成一體 ，將花鍵軸與凸緣叉制成一體 。凸緣叉被精確定位在配對(duì)凸緣上,所述配對(duì)凸緣被支承在具有同軸突出的導(dǎo)向器的凸花鍵軸上。配對(duì)凸緣包括與凸花鍵軸相互配合的陰花鍵套筒部分以及其上具有多個(gè)通孔的法蘭部分。凸緣叉包括其上具有多個(gè)通孔的法蘭部分和叉部分,所述多個(gè)通孔在

11、尺寸和位置上與形成在配對(duì)凸緣的法蘭部分上的多個(gè)通孔對(duì)應(yīng)。當(dāng)凸緣叉的法蘭部分被設(shè)置的鄰近配對(duì)凸緣的法蘭部分時(shí),形成在配對(duì)凸緣的法蘭部分上的通孔與形成在凸緣叉的法蘭部分上的通孔軸向?qū)R。凸緣叉具有導(dǎo)向器接收器,其接收從凸花鍵軸突出的導(dǎo)向器。從而,不管在制造每個(gè)元件時(shí)的尺寸波動(dòng)情況,凸緣叉相對(duì)于花鍵軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)被準(zhǔn)確地定位。該件國(guó)內(nèi)外一般都采用中碳鋼或中碳合金鋼質(zhì)模鍛件，也有采用40cr合金結(jié)構(gòu)鋼材料或中碳優(yōu)質(zhì)合金鋼的精密鑄造件。夾具設(shè)計(jì)一般是在零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程制訂之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。制訂工藝過(guò)程，應(yīng)充分考慮夾具實(shí)現(xiàn)的可能性，而設(shè)計(jì)夾具時(shí)，如確有必要也可以對(duì)工藝過(guò)程提出修改意見(jiàn)。

12、夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護(hù)容易等為其衡量指標(biāo)。由于它們功用的不同，該類(lèi)零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差異，但結(jié)構(gòu)上仍有共同特點(diǎn)：零件的主要表面為精度要求較高的孔及其平面，零件由內(nèi)孔、外圓、端面等表面構(gòu)成。2.2零件圖紙分析由零件圖可知，該零件形狀較為復(fù)雜、外形尺寸不大，可以采用鑄造毛坯。由于該零件的兩個(gè)39孔要求較高，它的表面質(zhì)量直接影響工作狀態(tài)，通常對(duì)其尺寸要求較高。一般為it7-it9。加工時(shí)兩39孔的與其平面的垂直度要求較高.應(yīng)該控制在0.05mm以?xún)?nèi)。圖2.1 凸緣叉2.3主要技術(shù)要求1）加工兩端面及孔時(shí)

13、尺寸誤差及形狀誤差要求明確。2）孔徑精度：兩39孔的孔徑的尺寸誤差和形狀誤差會(huì)影響到工作狀態(tài)，因此對(duì)孔的要求較高，其孔的尺寸公差為it7。3）主要平面的精度：由于39端面加工過(guò)程中常作為定位基面，則會(huì)影響孔的加工精度，因此須規(guī)定其加工要求。4）四孔對(duì)b,c面均有位置度要求。2.4 本章小結(jié)本章主要研究了傳動(dòng)軸凸緣叉結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功用及外形尺寸、材料。對(duì)傳動(dòng)軸凸緣叉加工的主要技術(shù)條件、加工工藝簡(jiǎn)要構(gòu)思、安排、凸緣叉加工的要點(diǎn)、原則、等作了介紹，并對(duì)零件進(jìn)行了圖紙分析。第3章 傳動(dòng)軸凸緣叉的加工工藝編制3.1 概述針對(duì)ca1091傳動(dòng)軸凸緣叉進(jìn)行工藝及夾具設(shè)計(jì)，在傳統(tǒng)凸緣叉結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上進(jìn)一步完

14、善以達(dá)到其實(shí)用簡(jiǎn)潔、加工精度提高、消耗材料降低、生產(chǎn)效率上升、降低工業(yè)成本。汽車(chē)用傳動(dòng)軸凸緣叉是一種形狀較復(fù)雜的零件，有法蘭和通孔等復(fù)雜結(jié)構(gòu)組成，本設(shè)計(jì)根據(jù)當(dāng)前普遍工藝手段設(shè)計(jì)出一個(gè)切實(shí)可行的凸緣叉工藝及夾具方案，而傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的凸緣叉熱擠壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)主要依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)方法，往往需要反復(fù)試模才能獲得所需的鍛件。根據(jù)已有ca1091凸緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出合理的凸緣叉夾具，不斷改進(jìn)夾具的結(jié)構(gòu)、優(yōu)化夾具，從而消除種種成形缺陷，確定合理的成形工藝。開(kāi)發(fā)出結(jié)構(gòu)合理凸緣叉的夾具，極大的降低了生產(chǎn)成本，縮短了開(kāi)發(fā)周期對(duì)現(xiàn)行工藝水平的提升產(chǎn)生一定影響。3.2 ca1091傳動(dòng)軸凸緣叉的加工工藝編制3.2.1定位基準(zhǔn)的選

15、擇1）基準(zhǔn)的概念在構(gòu)成零件形狀的點(diǎn)、線(xiàn)、面中，總有這樣的一些點(diǎn)、線(xiàn)、面是用以確定其他點(diǎn)、線(xiàn)、面相對(duì)位置或方向的，這樣的一些點(diǎn)、線(xiàn)、面稱(chēng)作基準(zhǔn)。選擇基準(zhǔn)是加工的第一步。2）粗基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)選定之后，就應(yīng)在最初的工序中把這些精基準(zhǔn)的基面加工出來(lái)。這時(shí)，工件的各個(gè)表面均為經(jīng)過(guò)加工，選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要要求保證各加工表面有足夠的余量，一般應(yīng)考慮下列原則：（1）如果必須首先保證工件上各表面加工余量均勻，則應(yīng)選擇此種表面為粗基準(zhǔn)。（2）若在設(shè)計(jì)上要求保證加工面與不加工面間的相互位置精度，則應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)。（3）作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整光潔，有一定面積，不能有飛邊、澆口、冒口或其他缺陷，以使工件定

16、位可靠、夾緊方便。（4）粗基準(zhǔn)一般只在第一工序中使用一次，以盡量避免重復(fù)使用。因?yàn)槊髅娲植谇揖鹊?，重?fù)使用將產(chǎn)生較大的誤差。3）精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)確、牢固、方便。其選擇的原則有：（1）基準(zhǔn)重合原則：應(yīng)盡量選用零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：應(yīng)盡可能采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。（3）互為基準(zhǔn)原則：當(dāng)對(duì)工件上兩個(gè)相互位置精度要求很高的表面進(jìn)行加工時(shí)，需要用兩個(gè)表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)加工，以保證位置精度要求。（4）自為基準(zhǔn)原則：某些加工工序，

17、加工余量小而不均勻，常選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。4）選擇工藝定位基準(zhǔn)必須遵循的原則（1）盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為工藝定位基準(zhǔn)，以保證基準(zhǔn)統(tǒng)一，減少定位誤差。（2）在工件的各個(gè)主要加工工序中，盡可能使各加工表面選用同一基準(zhǔn)，尤其是有相互位置精度要求的表面更應(yīng)如此。（3）粗加工后定位基準(zhǔn)應(yīng)盡量選用不加工或加工余量小的平整面，可提高精度。（4）精加工工序定位基準(zhǔn)應(yīng)是已加工表面。（5）所選用的定位基準(zhǔn)應(yīng)保證必須使工件定位、夾緊方便、加工時(shí)穩(wěn)定可靠。主要定位基準(zhǔn)面應(yīng)盡量選用工件上較大的表面。（6）所選用的定位基準(zhǔn)面應(yīng)保證工件在一次安裝中能加工出盡可能多的表面，以保證各加工表面間的位置精度和提高加工效率

18、。3.2.2 加工工序的安排1）加工順序的安排先粗后精：先安排粗加工，后安排精加工。本文的傳動(dòng)軸凸緣叉是先粗加工兩端面以及兩端面上的孔，然后安排精加工。先主后次：先安排主要表面的加工，后安排次要表面的加工。對(duì)傳動(dòng)軸凸緣叉來(lái)說(shuō)就是先加工兩端面，然后再加工其他端面。先基面后其他面：加工開(kāi)始，首先應(yīng)該把精基準(zhǔn)加工出來(lái)。如果精基準(zhǔn)不只一個(gè)，應(yīng)該按照基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的順序逐個(gè)進(jìn)行加工。傳動(dòng)軸凸緣叉的工藝基準(zhǔn)就是兩端面和兩個(gè)定位銷(xiāo)孔，要保證兩個(gè)定位銷(xiāo)孔以及兩端面的加工精度要求。要先加工兩定位端面，并且在加工兩定位端面的同時(shí)還要一起加工兩個(gè)定位銷(xiāo)孔，待半精加工完兩定位端面之后，兩定位銷(xiāo)孔也同時(shí)加工到作為定位基準(zhǔn)的精

19、度要求。2）熱處理及輔助工序的安排毛坯探傷放在粗加工之前，物理探傷主要用來(lái)檢查零件的細(xì)微裂紋和其他缺陷。物理探傷一般安排在精加工之后。檢查分中間檢查和最終檢查，中間檢查放在重要工序之后。零件全部加工完畢后，進(jìn)行最終檢驗(yàn)。3.2.3 加工工藝過(guò)程傳動(dòng)軸凸緣叉的材料為鑄鐵，ht200，經(jīng)鑄造處理。而后對(duì)其以機(jī)加工的方式成成品。其加工工藝過(guò)程如表3.1所示。加工工藝過(guò)程中要繪制工序圖，在工序圖中對(duì)各個(gè)注意事項(xiàng)要表示清楚，如加工部位的定位尺寸、定形尺寸以及公差要求等。表3.2是工廠常用工序的工序表。表3.1 工序目錄表工序號(hào)工序名稱(chēng)設(shè)備名稱(chēng)10粗加工端面及孔立式加工中心20a粗加工另一端面及孔立式加工

20、中心20b精加工端面及孔 立式加工中心30精加工另一端面及孔立式加工中心40車(chē)端面數(shù)控車(chē)床50加工安裝孔 臥式加工中心60去毛刺彎頭刮刀3.2.4 工藝流程設(shè)計(jì)的方案論證在工藝流程方案的選擇上有的采用先加工兩端面，等兩端面加工完成后再以其為參照加工各定位孔，加工完成后以定位孔和兩端面為基準(zhǔn)加工其他結(jié)構(gòu)。這種加工工藝流程方案的好處是：流程路線(xiàn)清晰，方便工人熟悉設(shè)計(jì)流程思路，對(duì)以后的工藝改進(jìn)也比較方便。缺點(diǎn)是：以粗基準(zhǔn)定位加工兩定位孔時(shí)加工精度比較低，在將兩定位孔一次加工到位是很難達(dá)到精度要求。再者，在加工完兩端面后一次完成兩定位孔的加工，很容易引起已經(jīng)加工到位的兩端面變形，對(duì)以后的各種工藝步驟都

21、會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。本文結(jié)合以上所述采用的流程方案如下：在用粗基準(zhǔn)定位時(shí)首先粗銑兩端面，與此同時(shí)鉆相應(yīng)端面上的定位孔，這時(shí)要留有一定的余量等下一步加工。等粗銑完兩端面后進(jìn)行精銑，同時(shí)對(duì)已經(jīng)鉆好的定位孔進(jìn)行精加工，此時(shí)可以加工兩定位孔到加工精度要求，后續(xù)工序就可以作為精基準(zhǔn)使用。這樣就有效地降低了加工誤差，使加工精度更接近理論加工精度要求。這種方案的優(yōu)點(diǎn)如下：1）加工工序的一致性將加工兩端面和加工兩定位孔放在一道工序中進(jìn)行滿(mǎn)足工序一致性原則，在機(jī)床上一次裝夾，一次安裝，既方便又簡(jiǎn)單，便于工人操作。同時(shí)也優(yōu)化了工序流程。2）提高了定位孔的精度這種工藝流程設(shè)計(jì)方案有效地降低了加工誤差，使加工精度更接近理

22、論加工精度要求。在經(jīng)過(guò)粗加工和精加工兩個(gè)階段后兩定位孔能很好地達(dá)到加工精度的要求，確保后續(xù)工序的精確定位。兩端面經(jīng)過(guò)粗銑和半精銑兩個(gè)階段后也基本達(dá)到表面光潔度要求、平行度要求以及平面度要求，兩端面在經(jīng)過(guò)半精銑加工后留有的加工余量已經(jīng)很小，到流程最后在對(duì)其進(jìn)行精銑。表3.2 工序表工序號(hào)工序名稱(chēng)工 序 內(nèi) 容設(shè) 備工 藝 裝 備1鑄造鑄造，清理2熱處理時(shí)效3銑粗,精銑底平面x62w游標(biāo)卡尺、硬質(zhì)合金銑刀4銑粗,精銑95端上頂面x62w游標(biāo)卡尺、硬質(zhì)合金銑刀5銑粗,精銑39孔端兩平面x62w游標(biāo)卡尺、硬質(zhì)合金銑刀6銑銑三角槽x62w游標(biāo)卡尺、硬質(zhì)合金銑刀7鉆鉆孔,攻絲4m按裝孔z4012專(zhuān)用夾具、

23、7鉆頭、m8絲攻8鉆鉆416孔z4012專(zhuān)用夾具、16鉆頭9鏜粗鏜、精鏜側(cè)面39內(nèi)孔t618游標(biāo)卡尺、開(kāi)式自鎖夾緊鏜刀10去毛刺去各部分銳邊毛刺鉗工臺(tái)平板銼11終檢終檢檢驗(yàn)臺(tái)上3.3 保證加工精度的方法3.3.1 加工精度的定義由于種種原因，機(jī)械加工后所獲得的零件各表面的尺寸、形狀、以及各表面間的相互位置不可能絕對(duì)準(zhǔn)確，總會(huì)存在一定的誤差，這就是加工誤差。而機(jī)器零件經(jīng)過(guò)機(jī)械加工后，各表面的實(shí)際尺寸、實(shí)際形狀和實(shí)際相互位置與其理想值的接近程度稱(chēng)為加工精度。實(shí)際值愈接近理想值，則加工精度愈高，即加工精度誤差愈小。3.3.2 影響加工精度的因素及其分析在機(jī)械加工中，零件的誤差、幾何尺寸和表面間相互位

24、置的形成，取決于工件和刀具在切削運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的相互位置關(guān)系，而工件和刀具又安裝在夾具和機(jī)床上。因此，在機(jī)械加工中，機(jī)床、夾具、刀具和工件就構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)及工藝系統(tǒng)。加工精度的問(wèn)題涉及到整個(gè)工藝系統(tǒng)的精度問(wèn)題。工藝系統(tǒng)中的誤差是產(chǎn)生零件加工誤差的根源，因此把工藝系統(tǒng)的誤差叫做原始誤差。1）加工原理誤差原理誤差即是在加工中采用了近似的加工運(yùn)動(dòng)、近似的刀具輪廓和近似的加工方法而產(chǎn)生的原始誤差。采用近似的加工原理一定會(huì)產(chǎn)生加工誤差，但是它使得加工成為可能并且可以簡(jiǎn)化加工過(guò)程，使機(jī)床結(jié)構(gòu)及刀具形狀簡(jiǎn)化，刀具數(shù)量減少，降低成本，提高生產(chǎn)率。因此，只要能將誤差合理地限制在規(guī)定的精度范圍之內(nèi)，他完全是一種行

25、之有效的方法。2）機(jī)床、刀具、夾具的制造誤差與磨損機(jī)床誤差包括機(jī)床本身各部件的制造誤差、安裝誤差和使用過(guò)程中的磨損。刀具的制造誤差是根據(jù)刀具的種類(lèi)不同而異的。而刀具的磨損誤差即刀具在加工表面法向的磨損量，它直接反映出刀具磨損對(duì)加工精度的影響。減少刀具制造誤差和磨損對(duì)加工精度的影響，除合理規(guī)定尺寸刀具和成形刀具的制造公差外，還應(yīng)該根據(jù)工件的材料和加工要求，準(zhǔn)備選擇刀具材料、切削用量、冷卻潤(rùn)滑、并準(zhǔn)確刃磨，以減少磨損。必要時(shí)還可以對(duì)刀具的尺寸磨損進(jìn)行補(bǔ)償。夾具誤差首先影響工件被加工表面的位置精度，其次才影響尺寸精度和形狀精度。為減少夾具誤差所造成的加工誤差。夾具的制造誤差必須小于工件的公差，對(duì)于容

26、易磨損的定位元件、導(dǎo)向元件等，除應(yīng)采用耐磨的材料外，應(yīng)做成可拆卸的，應(yīng)便更換。3）工藝系統(tǒng)受力變形及其對(duì)加工精度的影響工藝系統(tǒng)受力變形主要包括工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響其次是慣性力、重力和夾緊力所引起的加工誤差。4）其他方面的影響工藝系統(tǒng)熱變形及工件的內(nèi)應(yīng)力引起的變形都不同程度的影響著工件的加工精度。3.3.3 提高加工精度的工藝措施1）直接消除和減少原始誤差在加工剛性不足的圓環(huán)零件或磨削精密薄片零件時(shí)，為消除或減少夾緊變形而產(chǎn)生的誤差，可采用彈性?shī)A緊機(jī)構(gòu)或采用臨時(shí)性加強(qiáng)工件剛性的方法。在磨削精密的薄片時(shí)還可以采用環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑或厚油脂，利用其流動(dòng)性，在工件處于自由狀態(tài)下，填充在工件與平板或

27、電磁工作臺(tái)之間的間隙，從而增強(qiáng)工件的剛性。2）補(bǔ)償或抵押原始誤差補(bǔ)償誤差的方法就是造出一種新的誤差去抵消工藝系統(tǒng)中出現(xiàn)的關(guān)鍵性的原始誤差。誤差抵消的方法是利用原有的一種誤差去抵消另一種誤差。無(wú)論何種方法，力求使兩者大小相等，方向相反，從而使其抵消而減少，甚至完全消失。這種誤差消除的方法使用的不多。3）轉(zhuǎn)移變形或轉(zhuǎn)移誤差工件系統(tǒng)調(diào)整時(shí)，如機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的精度或定程機(jī)構(gòu)的定位精度較低，不能保證加工的精度，可以采用精確的量具來(lái)控制刀架的位移，以提高精度，這也是生產(chǎn)中常用的誤差轉(zhuǎn)移的方法。4）“就地加工”保證精度在機(jī)械加工和裝配中，有些精度問(wèn)題牽涉到很多零件的相互關(guān)系，如果僅僅從提高零部件本身的精度著手

28、，有些精度指標(biāo)不但不能達(dá)到，即使達(dá)到，成本也很高。采用此方法，不但能保證裝配后的最終精度，而且，在零件的機(jī)械加工中也常常用來(lái)保證加工精度。5）加工過(guò)程的積極控制積極控制主要有三種形式：主動(dòng)測(cè)量、偶見(jiàn)配合加工、積極控制起決定作用的加工條件。3.4 本章小結(jié)本章重點(diǎn)研究了夾具的定義、作用及分類(lèi)、夾具設(shè)計(jì)時(shí)的要求及其相關(guān)的注意事項(xiàng)。另外，還分析了傳動(dòng)軸凸緣叉機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，為夾具的設(shè)計(jì)提供現(xiàn)實(shí)的理論依據(jù)。第4章 夾具的設(shè)計(jì)4.1 概述4.1.1 夾具的定義和作用1）夾具的定義：夾具是用以裝夾工件的裝置。機(jī)械制造過(guò)程中廣泛地使用各種夾具，包括機(jī)床夾具、裝配夾具、焊接夾具、熱處理夾具、檢驗(yàn)夾具等。機(jī)

29、床夾具用于切削加工。在切削加工中，用以固定加工對(duì)象，使之定位。機(jī)床、夾具、刀具、工件在加工時(shí)組成加工系統(tǒng)，工件實(shí)現(xiàn)定位和夾緊。2）夾具的作用：保證加工精度；減少安裝工件的輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；改善勞動(dòng)條件，減少勞動(dòng)量和勞動(dòng)強(qiáng)度；降低加工成本，擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍；保證安全生產(chǎn)等。4.1.2 夾具的分類(lèi)機(jī)床夾具一般按適用對(duì)象、使用特點(diǎn)、使用機(jī)床和動(dòng)力源分類(lèi)。具體說(shuō)來(lái)，有：1）通用夾具：用以加工兩種或兩種以上工件的同一夾具。特點(diǎn)：能較好地適應(yīng)加工工序和加工對(duì)象的變換，一般結(jié)構(gòu)均已定型，尺寸、規(guī)格系列化。2）專(zhuān)用夾具：專(zhuān)為某一工件的某一工序而設(shè)計(jì)的夾具。3）可調(diào)夾具：通過(guò)調(diào)整或更換個(gè)別零、部件，能

30、適用多種工件加工的夾具。特點(diǎn)：夾具的使用對(duì)象在設(shè)計(jì)前并不非常確定，通用性范圍大。4）成組夾具：根據(jù)成組技術(shù)原理設(shè)計(jì)的用于成組加工的夾具。設(shè)計(jì)成組夾具的前提是成組工藝。特點(diǎn)：只需對(duì)個(gè)別定位和夾緊元件進(jìn)行調(diào)整或更換，即可用于加工成組內(nèi)的所有零件。5）組合夾具：由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零、部件組裝成易于聯(lián)接和拆卸的夾具。6）隨行夾具：用以裝夾工件，并由工件輸送帶送至自動(dòng)線(xiàn)各工位的裝置。4.1.3 夾具設(shè)計(jì)的意義夾具是機(jī)械制造廠里使用的一種工藝裝備。對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工要求，首先要使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過(guò)程中不因外力的影響而變動(dòng)，即準(zhǔn)確的定位和夾緊。為此，在

31、進(jìn)行機(jī)械加工之前，先要對(duì)其進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)。4.1.4 cad軟件的介紹傳動(dòng)軸凸緣叉的夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中主要的二維繪圖工具就是cad軟件如夾具的各零件圖以及裝配圖都是利用cad軟件設(shè)計(jì)， autocad是美國(guó)autodesk公司推出的深受廣大工程技術(shù)人員喜愛(ài)的通用計(jì)算機(jī)輔助繪圖和設(shè)計(jì)軟件包，它具有易于掌握、使用方便的特點(diǎn)。autodesk公司自1982年12月推出第一代autocad產(chǎn)品以來(lái)，經(jīng)過(guò)autocad v1.0、autocad v2.6、r9、r10、r11、r12、r13、r14、autocad 2000等版本，進(jìn)行了十幾次升級(jí)。如今，autocad已廣泛應(yīng)用于建筑、機(jī)械、電子、航天、造船

32、、氣象、紡織、廣告、學(xué)校等部門(mén)和工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域。autocad的問(wèn)世，使數(shù)以萬(wàn)計(jì)的工程技術(shù)人員從繁重的手工制圖中解脫出來(lái)，工程設(shè)計(jì)率先實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化作業(yè)。最新一代的autocad2000是最豐富的繪圖軟件，與r14相比，增加和改進(jìn)了400多項(xiàng)功能，其主要進(jìn)展有以下幾個(gè)方面：1）多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境。運(yùn)行autocad2000可以同時(shí)打開(kāi)多個(gè)圖形文件，在不中斷當(dāng)前命令的前提下，實(shí)現(xiàn)圖形之間的拖動(dòng)和復(fù)制，既方便又快捷。多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境不僅提高了設(shè)計(jì)工作的效率，而且節(jié)約了內(nèi)存空間。2）對(duì)象特殊性管理窗口。對(duì)象特殊性管理窗口，它是autocad2000的用戶(hù)界面從“以命令為中心”向“以設(shè)計(jì)為中心”模式發(fā)展的具體體

33、現(xiàn)，在此用戶(hù)可以直接查看和編輯autocad的對(duì)象特性，使用戶(hù)以更高的效率關(guān)注設(shè)計(jì)對(duì)象本身，真正實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)長(zhǎng)期以來(lái)所期望的功能。3）autocad設(shè)計(jì)中心。autocad設(shè)計(jì)中心可以看成是一個(gè)中心倉(cāng)庫(kù)，在此用戶(hù)不僅可以瀏覽到自己的設(shè)計(jì)，而且還可以借鑒他人的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)圖形。autocad設(shè)計(jì)中心使用十分方便，只需輕輕拖拽鼠標(biāo)，就可以將一幅圖中的圖形、文字樣式、標(biāo)注樣式、圖層、塊、外部參照、布局、線(xiàn)形、填充圖案等復(fù)制到另一幅圖中，迅速而有效的地共享設(shè)計(jì)成果，提高設(shè)計(jì)效率。4）一體化的繪圖輸出體系。autocad 2000新增的布局功能，就象excel的一張張工作表，多側(cè)面顯示和打印輸出同一設(shè)計(jì)

34、方案，加上更加靈活而方便的打印輸出功能，真正實(shí)現(xiàn)了“所見(jiàn)即所得”。5）三維功能的增強(qiáng)。autocad 2000新增的動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)功能，使得三維視圖的操作和三維可視化變得十分容易，它可以清晰、準(zhǔn)確、迅速地顯示三維模型。4.2 夾具設(shè)計(jì)中需注意的問(wèn)題 在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于被加工零件的定位、夾緊等主要問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員一般都會(huì)考慮的比較周全，但是，夾具設(shè)計(jì)還經(jīng)常會(huì)遇到一些小問(wèn)題，這些小問(wèn)題如果處理不好，也會(huì)給夾具的使用造成許多不便，甚至?xí)绊懙焦ぜ募庸ぞ取Ｔ诖藲w納一下在夾具設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的一些小問(wèn)題，具體如下：4.2.1 清根問(wèn)題在設(shè)計(jì)端面和內(nèi)孔定位的夾具時(shí)，會(huì)遇到夾具體定位端面和定位外圓交界處清根問(wèn)

35、題。端面和定位外圓如不連接就無(wú)此問(wèn)題。夾具要不要清根，應(yīng)根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)而定。如果零件定位內(nèi)孔孔口倒角較小或無(wú)倒角，則必須清根；如果零件定位孔孔口倒角較大或孔口是空位，則不需要清根，而且交界處可以倒為圓角。端面與外圓定位時(shí)，也采取一樣的規(guī)則。4.2.2 讓刀問(wèn)題 在設(shè)計(jì)圓盤(pán)類(lèi)刀具（如銑刀、砂輪等）加工的夾具時(shí)，會(huì)存在讓刀問(wèn)題。設(shè)計(jì)這類(lèi)夾具時(shí)，應(yīng)考慮銑刀或砂輪完成切削或磨削后，銑刀或砂輪的退刀位置，其位置大小應(yīng)根據(jù)所使用的銑刀或砂輪的直徑大小，留出超過(guò)刀具半徑的尺寸位置即可。4.2.3 更換問(wèn)題 在設(shè)計(jì)加工結(jié)構(gòu)相同或相似，尺寸不同的系列產(chǎn)品零件夾具時(shí)，為了降低生產(chǎn)成本，提高夾具的利用率，往往會(huì)把夾

36、具設(shè)計(jì)為只更換某一個(gè)或幾個(gè)零件的通用型夾具。定位件外圓與夾具體孔之間的配合不能有間隙，若有了間隙就會(huì)影響夾具的定位精度；但是，兩者之間也不能有太大的過(guò)盈量，如果過(guò)盈量太大，就使得零件更換困難。所以，設(shè)計(jì)時(shí)一般采用較緊的過(guò)渡配合。為了使定位件能夠順利拆下來(lái)，可以在定位件中心設(shè)計(jì)一螺孔，用一螺桿擰入螺孔內(nèi)，定位件就能順利地被頂出。當(dāng)然，此螺孔直徑應(yīng)小于夾具體孔。4.2.4 防松問(wèn)題 在夾具設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)使用雙頭螺柱，雙頭螺柱一端固定于夾具上，另一端用螺母壓緊于加工的零件。雙頭螺柱與夾具的固定端一般采用六角薄螺母鎖緊，然而用螺母鎖緊后，在使用中常常會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)。如果把螺柱的固定端與夾具體背面基本擰平（

37、螺柱頭略低于夾具體），在背面（即左端面）螺紋旋合處，沿圓周均勻鉚三點(diǎn)，就能夠起到防松作用。而且省去鎖緊螺母，需要時(shí)還可以進(jìn)行更換。4.2.5一個(gè)優(yōu)良的機(jī)床夾具必須滿(mǎn)足下列基本要求 1）有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性?shī)A具體上的重要表面，如安裝定位工件的表面、導(dǎo)向元件的表面以及夾具體的安裝基面等，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹龋麄冎g應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?。為使夾具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具要進(jìn)行退火處理。 2）有足夠的強(qiáng)度和剛度加工過(guò)程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和剛度。因此夾具體須有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體常

38、設(shè)置加強(qiáng)肋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體。3）結(jié)構(gòu)工藝性好夾具體應(yīng)便于制造、裝配和檢驗(yàn)。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應(yīng)鑄出凸臺(tái)，以減少加工面積。夾具體毛面與工件之間應(yīng)留有足夠的間隙。夾具體結(jié)構(gòu)型式應(yīng)便于工件的裝卸，分為開(kāi)式、半開(kāi)式和框架式結(jié)構(gòu)等。 4）排屑方便切屑多時(shí)，夾具體上應(yīng)考慮排屑結(jié)構(gòu)?？梢栽趭A具體上開(kāi)排屑槽或在夾具體下部設(shè)置排屑斜面。5）在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，重心越高則支承面應(yīng)越大；夾具底面四邊應(yīng)凸出，使夾具體的安裝基面與機(jī)床的工作臺(tái)面接觸良好8

39、。6）提高生產(chǎn)效率 專(zhuān)用夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機(jī)構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。7）使用性能好 專(zhuān)用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟(jì)適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動(dòng)、液壓等機(jī)械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。專(zhuān)用夾具還應(yīng)排屑方便。必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來(lái)大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。8）經(jīng)濟(jì)性好 專(zhuān)用夾具應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效

40、益。4.2.6 夾具體毛坯的類(lèi)型1）鑄造夾具體鑄造夾具體的優(yōu)點(diǎn)是工藝性好，可鑄出各種復(fù)雜形狀，具有較好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性，但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，需進(jìn)行時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。常用材料為灰鑄鐵，要求強(qiáng)度高時(shí)用鑄鋼，要求重量輕時(shí)用鑄鋁。 2）焊接夾具體它由鋼板、型材焊接而成，這種夾具體制造方便、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕。但焊接夾具體的熱應(yīng)力較大，易變形，需經(jīng)退火處理，以保證夾具體尺寸的穩(wěn)定性。 3）鍛造夾具體它適用于形狀簡(jiǎn)單、尺寸不大、要求強(qiáng)度和剛度大的場(chǎng)合。鍛造后也需要經(jīng)退火處理。此類(lèi)夾具體應(yīng)用較少。 4）型材夾具體這類(lèi)夾具體取材方便、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕。5）裝配夾具體此類(lèi)夾具體具有制造

41、成本低、周期短、精度穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，有利于夾具標(biāo)準(zhǔn)化、 系列化，也便于夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。4.3專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)的意義與原則 4.3.1夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化的意義研究夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化程序的主要目的在于：1）保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高設(shè)計(jì)效率 夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量主要表現(xiàn)在：（1）設(shè)計(jì)方案與生產(chǎn)綱領(lǐng)的適應(yīng)性；（2）高位設(shè)計(jì)與定位副設(shè)置的相容性；（3）夾緊設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)性； （4）精度控制項(xiàng)目的完備性以及各控制項(xiàng)目公差數(shù)值規(guī)定的合理性；（5）夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝性；（6）夾具制造成本的經(jīng)濟(jì)性。有了規(guī)范的設(shè)計(jì)程序，可以指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員有步驟、有計(jì)劃、有條理地進(jìn)行工作，提高設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)周期。2）有利于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 有了規(guī)

42、范化的設(shè)計(jì)程序，就可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，減輕設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，除了進(jìn)行精度設(shè)計(jì)之外，還可以尋找最佳夾緊狀態(tài)，利用有限元法對(duì)零件的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)包括繪圖在內(nèi)的設(shè)計(jì)過(guò)程的全部計(jì)算機(jī)控制。3）有利于初學(xué)者盡快掌握夾具設(shè)計(jì)的方法 近年來(lái)，關(guān)于夾具設(shè)計(jì)的理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)已日見(jiàn)完備，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的夾具規(guī)范化設(shè)計(jì)程序，使初級(jí)夾具設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)工作提高到了一個(gè)新的科學(xué)化水平。4.3.2夾具設(shè)計(jì)精度的設(shè)計(jì)原則要保證設(shè)計(jì)的夾具制造成本低，規(guī)定零件的精度要求時(shí)應(yīng)遵循以下原則：1）對(duì)一般精度的夾具（1）應(yīng)使主要組成零件具有相應(yīng)終加工方法的平均經(jīng)濟(jì)精度

43、；（2）應(yīng)按獲得夾具精度的工藝方法所達(dá)到的平均經(jīng)濟(jì)精度，規(guī)定基礎(chǔ)件夾具體加工孔的形位公差。對(duì)一般精度或精度要求低的夾具，組成零件的加工精度按此規(guī)定，既達(dá)到了制造成本低，又使夾具具有較大精度裕度，能使設(shè)計(jì)的夾具獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效果。2）對(duì)精密夾具 除遵循一般精度夾具的兩項(xiàng)原則外，對(duì)某個(gè)關(guān)鍵零件，還應(yīng)規(guī)定與偶件配作或配研等，以達(dá)到無(wú)間隙滑動(dòng)等。4.4夾具設(shè)計(jì)的規(guī)范程序工藝人員在編制零件的工藝規(guī)程時(shí)，便會(huì)提出相應(yīng)的夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，經(jīng)有關(guān)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后下達(dá)給夾具設(shè)計(jì)人員。夾具設(shè)計(jì)人員根據(jù)任務(wù)書(shū)提出的任務(wù)進(jìn)行夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)將夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范化程序具體分述如下。4.4.1明確設(shè)計(jì)要求，認(rèn)真調(diào)查研究，收集設(shè)

44、計(jì)資料1）仔細(xì)研究零件工作圖、毛坯圖及其技術(shù)條件。2）了解零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)、投產(chǎn)批量以及生產(chǎn)組織等有關(guān)信息。3）了解工件的工藝規(guī)程和本工序的具體技術(shù)要求，了解工件的定位、夾緊方案，了解本工序的加工余量和切削用量的選擇。4）了解所使用量具的精度等級(jí)、刀具和輔助工具等的型號(hào)、規(guī)格。5）了解本企業(yè)制造和使用夾具的生產(chǎn)條件和技術(shù)現(xiàn)狀。6）了解所使用機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)、性能、規(guī)格、精度以及與夾具連接部分結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸等。7）準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)夾具用的各種標(biāo)準(zhǔn)、工藝規(guī)定、典型夾具圖冊(cè)和有關(guān)夾具的設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料等。8）收集國(guó)內(nèi)外有關(guān)設(shè)計(jì)、制造同類(lèi)型夾具的資料，吸取其中先進(jìn)而又能結(jié)合本企業(yè)實(shí)際情況的合理部分。4.4.2確

45、定夾具的結(jié)構(gòu)方案 在廣泛收集和研究有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，著手?jǐn)M定夾具的結(jié)構(gòu)方案，主要包括：1）根據(jù)工藝的定位原理，確定工件的定位方式，選擇定位元件。2）確定工件的夾緊方案和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)。 3）確定夾具的其它組成部分，如分度裝置、對(duì)刀塊或引導(dǎo)元件、微調(diào)機(jī)構(gòu)等。 4）協(xié)調(diào)各元件、裝置的布局，確定夾具體的總體結(jié)構(gòu)和尺寸。在確定方案的過(guò)程中，會(huì)有各種方案供選擇，但應(yīng)從保證精度和降低成本的角度出發(fā)，選擇一個(gè)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)的最佳方案。4.4.3繪制夾具總圖 繪制夾具總圖通常按以下步驟進(jìn)行：1）遵循國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)，繪圖比例應(yīng)盡可能選取11，根據(jù)工件的大小時(shí)，也可用較大或較小的比例；通常選取操作位置為主視圖，以便

46、使所繪制的夾具總圖具有良好的直觀性；視圖剖面應(yīng)盡可能少，但必須能夠清楚地表達(dá)夾具各部分的結(jié)構(gòu)。2）用雙點(diǎn)劃線(xiàn)繪出工件輪廓外形、定位基準(zhǔn)和加工表面。將工件輪廓線(xiàn)視為“透明體”，并用網(wǎng)紋線(xiàn)表示出加工余量。3）根據(jù)工件定位基準(zhǔn)的類(lèi)型和主次，選擇合適的定位元件，合理布置定位點(diǎn)，以滿(mǎn)足定位設(shè)計(jì)的相容性。4）根據(jù)定位對(duì)夾緊的要求，按照夾緊五原則選擇最佳夾緊狀態(tài)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的夾緊系統(tǒng)，畫(huà)出夾緊工件的狀態(tài)。對(duì)空行和較大的夾緊機(jī)構(gòu)，還應(yīng)用雙點(diǎn)劃線(xiàn)畫(huà)出放松位置，以表示出和其他部分的關(guān)系。5）圍繞工件的幾個(gè)視圖依次繪出對(duì)刀、導(dǎo)向元件以及定向鍵等。6）最后繪制出夾具體及連接元件，把夾具的各組成元件和裝置連成一體。7

47、）確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸 夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的有以下五類(lèi)尺寸：（1）夾具的輪廓尺寸：即夾具的長(zhǎng)、寬、高尺寸。若夾具上有可動(dòng)部分，應(yīng)包括可動(dòng)部分極限位置所占的空間尺寸。（2）工件與定位元件的聯(lián)系尺寸：常指工件以孔在心軸或定位銷(xiāo)上（或工件以外圓在內(nèi)孔中）定位時(shí)，工件定位表面與夾具上定位元件間的配合尺寸。（3）夾具與刀具的聯(lián)系尺寸：用來(lái)確定夾具上對(duì)刀、導(dǎo)引元件位置的尺寸。對(duì)于銑、刨床夾具，是指對(duì)刀元件與定位元件的位置尺寸；對(duì)于鉆、鏜床夾具，則是指鉆（鏜）套與定位元件間的位置尺寸，鉆（鏜）套之間的位置尺寸，以及鉆（鏜）套與刀具導(dǎo)向部分的配合尺寸等。（4）夾具內(nèi)部的配合尺寸：它們與工件、機(jī)床、刀具無(wú)關(guān)，主要是

48、為了保證夾具裝置后能滿(mǎn)足規(guī)定的使用要求。（5）夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸：用于確定夾具在機(jī)床上正確位置的尺寸。對(duì)于車(chē)、磨床夾具，主要是指夾具與主軸端的配合尺寸；對(duì)于銑、刨床夾具，則是指夾具上的定向鍵與機(jī)床工作臺(tái)上的t型槽的配合尺寸。標(biāo)注尺寸時(shí)，常以?shī)A具上的定位元件作為相互位置尺寸的基準(zhǔn)。上述尺寸公差的確定可分為兩種情況處理：一是夾具上定位元件之間，對(duì)刀、導(dǎo)引元件之間的尺寸公差，直接對(duì)工件上相應(yīng)的加工尺寸發(fā)生影響，因此可根據(jù)工件的加工尺寸公差確定，一般可取工件加工尺寸公差的1/31/5；二是定位元件與夾具體的配合尺寸公差，夾緊裝置各組成零件間的配合尺寸公差等，則應(yīng)根據(jù)其功用和裝配要求，按一般公差與配合

49、原則決定。8）規(guī)定總圖上應(yīng)控制的精度項(xiàng)目，標(biāo)注相關(guān)的技術(shù)條件 夾具的安裝基面、定向鍵側(cè)面以及與其相垂直的平面（稱(chēng)為三基面體系）是夾具的安裝基準(zhǔn)，也是夾具的測(cè)量基準(zhǔn)，因而應(yīng)該以此作為夾具的精度控制基準(zhǔn)來(lái)標(biāo)注技術(shù)條件。在夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件（位置精度要求）有如下幾個(gè)方面：（1）定位元件之間或定位元件與夾具體底面間的位置要求，其作用是保證工件加工面與工件定位基準(zhǔn)面間的位置精度。（2）定位元件與連接元件（或找正基面）間的位置要求。（3）對(duì)刀元件與連接元件（或找正基面）間的位置要求。（4）定位元件與導(dǎo)引元件的位置要求。（5）夾具在機(jī)床上安裝時(shí)位置精度要求。上述技術(shù)條件是保證工件相應(yīng)的加工要求所必需

50、的，其數(shù)量應(yīng)取工件相應(yīng)技術(shù)要求所規(guī)定數(shù)值的1/31/5。當(dāng)工件沒(méi)注明要求時(shí)，夾具上的那些主要元件間的位置公差，可以按經(jīng)驗(yàn)取為（1000.02）（1000.05）mm，或在全長(zhǎng)上不大于0.030.05mm。9）編制零件明細(xì)表 夾具總圖上還應(yīng)畫(huà)出零件明細(xì)表和標(biāo)題欄，寫(xiě)明夾具名稱(chēng)及零件明細(xì)表上所規(guī)定的內(nèi)容。4.4.4夾具精度校核在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案擬定之后，應(yīng)該對(duì)夾具的方案進(jìn)行精度分析和估算；在夾具總圖設(shè)計(jì)完成后，還應(yīng)該根據(jù)夾具有關(guān)元件的配合性質(zhì)及技術(shù)要求，再進(jìn)行一次復(fù)核。這是確保產(chǎn)品加工質(zhì)量而必須進(jìn)行的誤差分析。4.4.5繪制夾具零件工作圖夾具總圖繪制完畢后，對(duì)夾具上的非標(biāo)準(zhǔn)件要繪制零件工作圖

51、，并規(guī)定相應(yīng)在的技術(shù)要求。零件工作圖應(yīng)嚴(yán)格遵照所規(guī)定的比例繪制。視圖、投影應(yīng)完整，尺寸要標(biāo)注齊全，所標(biāo)注的公差及技術(shù)條件應(yīng)符合總圖要求，加工精度及表面光潔度應(yīng)選擇合理。在夾具設(shè)計(jì)圖紙全部完畢后，還有待于精心制造和實(shí)踐和使用來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的科學(xué)性。經(jīng)試用后，有時(shí)還可能要對(duì)原設(shè)計(jì)作必要的修改。因此，要獲得一項(xiàng)完善的優(yōu)秀的夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員通常應(yīng)參與夾具的制造、裝配，鑒定和使用的全過(guò)程。4.4.6設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)估夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)估，就是對(duì)夾具的磨損公差的大小和過(guò)程誤差的留量這兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行考核，以確保夾具的加工質(zhì)量穩(wěn)定和使用壽命。4.5鉆孔夾具4.5.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)在成批生產(chǎn)條件下,在通用立式鉆床上鉆16孔的鉆

52、床夾具.1）16可一次鉆削保證.該孔在軸線(xiàn)方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是以鉆套的中心線(xiàn)的，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是以95外圓與另一橫孔39軸線(xiàn).2)定位基準(zhǔn)的選擇工序結(jié)合面是已加工過(guò)的平面，且又是本工序要加工的孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，按照基準(zhǔn)重合原則,選擇它作為定位基準(zhǔn)是比較恰當(dāng)?shù)?。因此，選擇結(jié)合面與外圓作為定位比較合理。3)切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：麻花鉆，,則f=9.8154.5 ap0.9af0.74ae1.0zd0-1.0fz （4.1）查表得:, fz =1.06所以：f=(9.8154.52.50.90.20.74192161.06) 20=79401n查表可得，鉆削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值：故 在計(jì)

53、算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù) （4.2） 式中： 基本安全系數(shù)，2.5 加工性質(zhì)系數(shù)，1.1 刀具鈍化系數(shù)，1.1 斷續(xù)切削系數(shù)，1.1則 （4.3） =211366n選用螺旋板夾緊機(jī)構(gòu)，故夾緊力 （4.4）為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，=0.25則 n=0.52113660.25=52841n4)操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為降低成本，可選用手動(dòng)螺桿夾緊，本道工序的鉆床夾具就是選擇了手動(dòng)螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢(shì)必要求工人在夾緊工件時(shí)更加吃力，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，因此應(yīng)設(shè)法降低切削力?？梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀?，使最大切削深度降低，以

54、降低切削力。5)工序精度分析4.5.2 影響設(shè)計(jì)尺寸的各項(xiàng)誤差分析1)重合,故產(chǎn)生定位誤差。定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，的方向與加工方向是一致的，所以=,因?yàn)槠矫娑ㄎ?。所以?)垂直度所引起的夾具安裝誤差，對(duì)工序尺寸的影響均小，既可以忽略不計(jì)。面到鉆套座孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一，。通常不超過(guò)0.005mm。偏移 （4.5）用概率法相加總誤差為： （4.6）098137mm0.2mm從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿(mǎn)足零件的加工精度要求。當(dāng)上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后，也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式。繪圖時(shí)先用雙點(diǎn)劃線(xiàn)（細(xì)線(xiàn)）繪出工件，然后在各個(gè)定

55、位面繪制出定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)，就形成了夾具體。并按要求標(biāo)注夾具有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求。圖4-1 第一套夾具夾緊裝配圖圖4-2 第二套夾具夾緊裝配簡(jiǎn)圖4.6本章小結(jié)本章主要研究了夾具的定義和作用及夾具的分類(lèi)、夾具設(shè)計(jì)的意義，從而確定夾具的結(jié)構(gòu)方案，明確了夾具設(shè)計(jì)精度的設(shè)計(jì)原則，并說(shuō)明了夾具精度校核過(guò)程，繪制出夾具總圖當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，繪制夾具零件工作圖在夾具設(shè)計(jì)中，對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算和影響設(shè)計(jì)尺寸的各項(xiàng)誤差分析。分析了鉆孔夾具設(shè)計(jì)。結(jié) 論畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)最后階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專(zhuān)業(yè)能力水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品