数控技术毕业设计（论文）落料凹模零件的加工工艺编制和工装设计

1、长沙航空职业技术学院毕业设计（论文）题 目 落料凹模零件的加工 工艺编制和工装设计 系 机械制造工程系 专 业 数控技术 班 级 数技0801 姓 名 指导教师 2010 年 12 月 23 日 目 录摘要1abstract2第一章 绪论3第二章 零件的建模52.1 建模前的准备5 2.1.1 ug nx 3.0的安装方法简介5 2.1.2 ug nx 3.0操作界面简介52.2 零件的建模6第三章 零件的工艺设计163.1 零件的分析163.1.1 零件图163.1.2 零件工艺分析的意义163.1.3 零件工艺分析173.2 制定工艺过程183.3 确定装夹方案193.4 划分加工工步和安

2、排加工顺序193.5 选择刀具21 3.5.1 铣刀类型的选择21 3.5.2 铣刀参数的选择213.6 切削用量的选择223.6.1 进给速度f的确定233.6.2 铣削速度vc的确定243.6.3 主轴转速n的确定25第四章 零件的cam加工264.1 毛坯及工件坐标系的建立264.2 刀具的建立274.3 llam的零件加工28第五章 第20号工序夹具设计说明书315.1 机床夹具简介315.2 准备阶段315.3 定位方案的确定及工件在夹具中定位分析31 5.3.1 定位方案确定32 5.3.2 工件在夹具中的定位分析325.4 夹紧方案及元件确定325.5 定位误差的分析与计算33

3、5.5.1 定位误差的概念33 5.5.2 定位误差的来源33 5.5.3 定位误差d的分析33 5.5.4 本夹具的定位误差计算335.6 夹具总装草图33第六章 设计小结36第七章 参考文献37第八章 致谢38摘 要 在现代制造技术迅猛发展的今天，数控技术的应用以无处不在，而机床夹具无论在传统机床上还是在数控机床加工中心上，仍是必不可少的重要工艺装备。在此通过对零件的cad/cam的应用以及机床夹具的设计不仅可以培养综合运用已学知识的能力，而且可以得到工程设计的训练。1. 运用所学的知识进行零件的建模及数控仿真加工，机床夹具设计及相关文件的填写。2. 培养结构设计能力。掌握结构设计的方法和

4、步骤。3. 学会使用各种手册、图册、设计表格。规范各种标准技术资料，能够做到熟练运用机械制造技术课程中的基本理论，正确的解决一个零件在加工中的加工基准的选择定位，夹紧加工方法选择以及合理安排工艺路线保证零件的加工质量。4. 进一不步培养机械制图，分析计算结构设计编写技术文件等基本技能。关键词：cad/cam；数控技术；机床夹具；落料凹模abstractin modern technique of manufacture rapid developments today, the numerical control technology applies by ubiquitous, but en

5、gine bed jig, regardless on the traditional engine bed in the numerically-controlled machine tool machining center, were still the essential important craft equipment. through not only may raise the synthesis utilization already study knowledge in this to the components cad/cam application as well a

6、s the engine bed jigs design ability, moreover may be under the engineering design training.1. using the knowledge which studies carries on the components the modelling and the numerical control simulation processing, the engine bed jig design and related document filling.2. raise structural design

7、ability. grasps the structural design the method and the step. 3. the academic society uses each kind of handbook, the atlas, to design the form. the standard each kind of standard technical data, can achieve in the skilled utilization machine manufacture technology curriculum the elementary theory,

8、 a correct solution components in processing processing datum preferred orientation, clamp processing method choice as well as possible arrangement craft route guarantee components processing quality.4. enters a not step raise mechanical drawing, the analysis computation structural design compilatio

9、n technical paper and so on basic skill.keywords：cad/cam; numerical control technology; engine bed jig; falls the material lower die第一章 绪论本课题为落料凹模的数控加工工艺、工装设计、建模及数控编程，落料凹模就是冷冲压设备中冲模的重要组成部分。冷冲压就是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要零件的一种压力加工方法。冲模在冷冲压中至关重要，不符合要求的冲模，冷冲压就无法进行；冷冲压加工已在汽车、拖拉机、电机、电器、仪表和日用

10、品的生产中，已占据十分重要的地位。特别是在汽车工业、电子工业产品中，已成为不可缺少的主要加工方法之一。在飞机、导弹、各种枪弹与炮弹的生产中，冷冲压件所占比例也是相当大的。冷冲压工序又分分离工序和成形工序两种，而落料就是属于分离工序中的一种；分离工序就是在冲压过程中使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离的工序，而落料工序就是将材料沿封闭轮廓分离，被分离下来的部分大多是平板形的零件或工序件,剩下的带孔部分就成为了废料；反之，若冲压是为了获取一定形状和尺寸的内孔，此时，冲落部分则成为废料，带孔部分即为工件，此时称之为冲孔工序。本课题的主要设计内容为制定“落料凹模”的工艺规程，以及指定工序的夹具的设计及

11、数控加工部分程序编制，以及对该零件图的绘制和指定工序夹具装配图的绘制。工艺规程的制定包括：零件图与零件图的工艺分析；毛坏的选择及尺寸的确定；机械加工工艺路线的确定；机械加工设备及工艺设备的确定；切削用量的选择与确定等。该零件的设计工装夹具为加工该零件不需要配作的四个螺纹孔、零件的内腔以及外轮廓的加工夹具，夹具的设计要经过定位方案确定、定位元素确定、夹紧方案及元件确定、定位误差的分析等的分析。本课题的数控加工部分仅包括铣削部分，铣削部分是在加工中心加工的，程序中有自动换刀指令，换刀指令在程序中的位置不同可能影响换刀时间的长短与换刀是否安全。第二章零件的建模2.1 建模前的准备2.1.1 ug n

12、x 3.0的安装方法简介1.将光盘根目录下的my_crack复制到硬盘并打开my_crackugnx3.lic文件，将第一排改成计算机主机名(hostname). 注意换的时候要连也去掉。（查看计算机名的方法：右键点击桌面“我的电脑”图标左键点击属性计算机名完整的计算机名） 2.安装 unigraphics nx flexlm （即选择第二项install license server),当要选择license file的时侯,选中第一限中编辑过的ugnx3.lic文件. 3.安装完unigraphics nx flexlm后,打开c:program filesugslicenseserver

13、sugnxflexlmugnx3.lic,确认第二排daemon uglmd c:program filesugslicense serversugnxflexlmuglmd.exe路径跟接下来要安装的unigraphics nx3路径一致.比如你要将unigraphics nx3安装到d盘,则unigraphics nx flexlm也要安装到d盘以及d:programfilesugslicenseserversugnxflexlmugnx3.lic里边第二排daemon uglmd也要先相应改成d:programfilesugslicense serversugnxflexlmuglmd.

14、exe.这一点很重要,切记。 (如果提示不能够转换路径，那么请运行一下uglmd.exe即可） 4.安装unigraphics nx3,一直下去直到完成。 2.1.2 ug nx 3.0操作界面简介 简单介绍一下ug nx 3.0软件的操作界面（图2.1）。菜单栏【标准】工具条【应用】工具条资源导航器提示栏绘图区图2.1 ug nx 3.0基本界面2.2 零件的建模下面详细介绍零件落料凹模（图2.2）的建模过程。零件图可以通过草绘建模、传统建模等建模方法绘制。由于该零件结构简单，采用传统建模。（1）首先打开ug nx 3.0软件，在【标准】工具条中单击【新的】按钮，弹出【新部件文件】对话框；在

15、其中的【文件名】文本框中输入“llam”，单击按钮，进入ug nx 3.0基本界面；图2.2 落料凹模然后在【菜单栏】中单击【应用】按钮，选择【建模】按钮，进入三维建模界面。（2）单击【插入】【设计特征】【长方体】，出现对话框。分别在长度、宽度、高度文本框中输入126、92、25（图2.3），点击【确定】按钮完成创建长方体。图2.3 创建长方体（3）单击【格式】wcs原点，出现【点构造器】对话框，在xc、yc、zc文本框中分别输入63、46、25（图2.4），点击确定完成wcs坐标的设置。（4）在【应用】工具条中添加【基本曲线】按钮（图2.5）。单击该按钮出现【基本曲线】对话框以及坐标【跟踪栏

16、】（图2.6）。（5）点击【圆】按钮，绘制一个19.74的圆，圆心坐标为（20，0）（图2.7）。图2.4 移动wcs图2.5 添加【基本曲线】按钮图2.6 【基本曲线】对话框与坐标【跟踪栏】图2.7 绘制19.74的圆（6）以相同的方法继续绘制一个坐标为（-20，0）19.74的圆及两个坐标分别为（20，0）（-20，0）25的圆（图2.8）。图2.8 绘制其余的圆（7）点击【正二测视图】旁向下的箭头，选择【顶部】按钮，切换视图。（8）进入【基本曲线】对话框，选择【点方式】为【象限点】（图2.9），再用直线绘制两条与25圆相切的直线（图2.10）。 图2.10 绘制切线图2.9 点方式选择（

17、9）再次设置【点方式】为【弧/椭圆/球中心】，绘制一条中心连线（图2.11）。并将该直线向上、向下偏置6.39（图2.12）。图2.11 绘制中心连线图2.12 偏置直线（10）对图形多余部分进行剪切。首先选择两圆的中心连线，将其删除；再用【基本曲线】中的【裁剪】功能进行修剪，进入【裁剪曲线对话框（图2.13）。第二边界对象第一边界对象要裁剪的对象图2.13 裁剪曲线选择号线为第一边界对象，号线为第二边界对象，、号线为要裁剪的对象，进行裁剪；再次选择号线为第一边界对象，号线为第二边界对象，、号线为要裁剪的对象，进行裁剪；再次选择号线为第一边界对象，号线为第二边界对象，、号线为要裁剪的对象，进行

18、裁剪（图2.14），最终成图如2.15所示。 图2.14图2.15 型腔轮廓（11）使用【拉伸】命令进行型腔的成形。首先拉伸由两个19.74组成的型腔，拉伸高度为26，并与长方体作差值运算（图2.16）。图2.16 型腔再对由两个25组成的型腔进行拉伸，拉伸高度为19，再次与长方体作差值运算（图2.17）。图2.17 型腔成型（12）单击【编辑】【隐藏】【隐藏】，选择曲线，之后点击确认隐藏。（13）点击【插入】【设计特征】【孔】，出现【孔】对话框，在“直径”文本框中输入6.7，鼠标左键点击选择工件上表面，中键确定，选择左轮廓线，设置距离17；选择下轮廓线，设置距离15，点击确定完成孔的插入（图

19、2.18）。图2.18 插入孔其它孔都按此方法插入。只是注意两个8的通孔，在“直径”文本框中输入8。（14）点击【插入】【设计特征】【螺纹】插入螺纹，对话框中选择“详细的”，之后选择一个6.7的孔插入螺纹，点击【应用】；再次插入其它孔的螺纹（图2.19）。图2.19 插入螺纹（15）对零件的四个竖楞进行倒圆。选择【边倒圆】按钮，接下来选择要倒圆的四条楞，设置半径为5（图2.20）。图2.20 倒圆第三章 零件的工艺设计3.1 零件的分析3.1.1 零件图图2.1 落料凹模图3.1 落料凹模3.1.2 零件工艺分析的意义在制定工件的加工工艺规程之前，首先要对零件图进行工艺分析。进行工艺分析是很有

20、必要的，它直接影响零件加工的倒合理性和经济性。进行工艺分析能分析图纸上的各项要求是否合理，零件是否具有良好的结构工艺性，从而能使得零件的结构在保证质量的前提下，以较高的生产率和较低的成本方便地制造出来 。3.1.3 零件工艺分析3.1.3.1 加工条件分析分析车间加工条件，有vmc650和vmc850加工中心，现选用vmc650铣床加工全部元素，它们具有图形显示，后台编辑等功能。方便操作员检验程序，选用精密台钳和专用设计夹具，台钳使用前要进行调整。使固定钳口与x轴、z轴平行。找正工件前，台钳要稍微夹紧些以能敲动工件为标准。3.1.3.2 加工图样分析根据图样和技术要求重要的环节有四处：1.阶梯

21、剖视图中底面对上表面a的平行度的要求以及两表面的粗糙度要求；2.阶梯剖视图中2x8+00.015mm的孔的配作以及孔的表面粗糙度的要求；3.阶梯剖视图中的高度为6mm 的刃口有表面粗糙度的要求；4.俯视图中的两19.740+0.033通半圆孔的位置尺寸400.037的加工要求。3.1.3.3 加工材料分析毛坯材料为t10a工具钢，毛坯成品为厚板类零件。毛坏一面可以用铣床铣完后再放在磨床上磨削加工后达到图样粗糙度要求，并作为下一道工序的定位面使用。选1309640mm的毛坯并事先已加工保证六个面的平行度和垂直度要求。3.1.3.4 定位基准分析以毛坯一面为粗基准，先用铣床加工一大面，然后在磨床上

22、加工至图样粗糙度要求，可以作为下一道工序加工的精基准使用。根据零件图样分析可知，此零件的加工工序基本都集中在该道工序中，因此该道工序也是加工出零件的主要也是最重要的工序。在该道工序中我们采用专用的设计夹具，一次装夹加工出零件的外型和内型腔表面以及四个螺纹底孔。这样设计工序的优点是它可利用在同一道工序加工中来保证各个要加工要素的相对位置尺寸及平行度等要求；在装夹定位中，我们以两面加一挡块定位，从面达到限制零件的六个自由度的要求。3.2 制定工艺过程根据前面所所叙的工艺措施，制定图3.1落料凹模的加工主要工艺过程：分析零件图样，其重要的加工对象为图3.1 落料凹模的外形轮廓、内型腔以及四个螺纹孔和

23、两个配作的通孔；在加工时，除两个要求配作的通孔外，其余的加工都可以放在同一道工序中完成，且在这道主要的工序中用到了专用设计夹具来装夹并一次装夹加工完成其全部加工内容。工序10：预备热处理。工序20：用虎钳装夹在vmc605铣床铣一大平面至-39+00。3mm工序30：用vmc650以精铣过的大面定位，以六点定位原则装夹在专用设计夹具上，找正矩形对称中心，加工图3.1落料凹模的外形轮廓、内型腔以及四个螺纹孔至图样尺寸要求或至下一道工序加工前预加工尺寸要求。工序40：翻面装夹在精密虎钳上，用vmc650铣床铣掉残余的高度尺寸至图样尺寸要求，注意保证图3.1 落料凹模的总体高度尺寸要求，并留0.1m

24、m的余量。工序50：最终热处理。工序60：于磨床上加工阶梯剖视图中的下表面，去除高度尺寸的0.1mm的加工余量并使表面达到图样上的0.8的粗糙度要求。工序70：手动攻出4m8四个螺纹孔并达到图样上的要求。工序80：将已加工的半成品图3.1落料凹模装配到凹模固定块上并配作出图3.1落料凹模的导向孔28+00.015mm的孔至图样要求。工序90：热处理图3.1落料凹模至图样要求。工序100：检验，入库。3.3 确定装夹方案 如前所叙 ，选择底面作为定位基准，用虎钳以及专用设计夹具装夹夹紧加工，进行各工序的加工。3.4 划分加工工步和安排加工顺序1） 工序10：预备热处理；2） 工序20：用虎钳装夹

25、在vmc605铣床铣一大平面至mm。3） 工序30：以六点定位原则装夹在专用设计夹具上，找正矩形对称中心，加工图3.1落料凹模的外形轮廓、内型腔以及四个螺纹底孔。01 找正矩形对称中心；02 粗铣大面；03 精铣大面；04 粗铣零件的外轮廓，单边留0.2mm的精加工余量，铣削深度保证至-260.1mm；05 精铣零件的外轮廓；06 粗铣零件类似键槽的内腔，单边留0.2mm的精加工余量，深度为-190.1mm；07 精铣零件类似键槽的内腔轮廓，各尺寸保证至图样要求；08 粗铣图3.1落料凹模刃口形状的内腔，单边留0.2mm的精加工余量，深度尺寸至-260.2mm；09 精铣图3.1落料凹模刃口形

26、状的内内腔轮廓，各尺寸保证至图样要求；（注意保证凹模刃口内腔轮廓的表面粗糙度为0.8）10 钻4m8的四个螺纹底孔，直径尺寸6.7，深度尺寸至-28mm；11 去毛刺。4） 工序40：翻面装夹在精密虎钳上，用vmc650铣床铣掉残余的高度尺寸至图样尺寸要求，注意保证图3.1落料凹模的总体高度尺寸要求，并留0.1mm的余量；01 翻面装夹在精密虎钳上，找正矩形对称中心；02 用20的立铣刀粗铣图3.1落料凹模的大量高度的残余量，铣削后图3.1落料凹模的高度尺寸为25.50.2mm;03 用面铣刀精铣图3.1落料凹模刃口端的底面，铣削后保证高度尺寸为25.10.1mm；04 去毛刺；5） 工序50

27、：最终热处理；6） 工序60：于磨床上加工阶梯剖视图中的下表面及深度为6的型腔，去除高度尺寸的0.1mm的加工余量并使表面达到图样上的0.8的粗糙度要求；7） 工序70：手动攻出4m8四个螺纹孔并达到图样上的要求。8） 工序80：配作28+00.015mm的孔；01 将已加工的半成品图3.1落料凹模装配到凹模固定块上；02 钻图3.1落料凹模的导向孔28+00.015mm孔的底孔；03 铰图3.1落料凹模的导向孔28+00.015mm孔至尺寸要求；04 去毛刺。9）工序90：热处理图3.1落料凹模使其硬度达到图样上的要求。10）工序100：检验，入库。3.5 选择刀具 数控机床与普通机床比较，

28、对刀具提出了更高的要求，不仅要精度高，刚性好，装夹调整理方便，而且要求切削性能强，耐用度高。因此，数控加工中刀具的选择是非常重要的内容。刀具的选择合理与否不仅影响机床的加工效率，而且还直接影响加工质量。3.5.1 铣刀类型的选择如表3-1： 表3-1产品名称零件名称零件图号程序编号序号刀具号刀具规格名称刀具材料加工表面备注1t01125端面铣刀硬质合金铣削上、下表面2t023中心钻硬质合金钻中心孔3t036的直柄钻头硬质合金钻螺纹底孔4t047.5的直柄钻头硬质合金钻28配作孔5t0516的立铣刀硬质合金外轮廓6t0612的立铣刀硬质合金内形腔7t078的丝锥tin涂层攻螺纹8t0820的立铣

29、刀硬质合金翻面去高度余量9t098的铰刀硬质合金28配作孔3.5.2 铣刀参数选择数控铣床上使用最多的是可转位面铣刀和立铣刀，这里重点介绍面铣刀参数的选择。3.5.2.1 面铣刀的主要参数选择标准可转位面铣刀的直径为40mm，粗铣时，铣刀直径要小些，因为粗铣切削力大，选小直径铣刀和减小切削扭矩。精铣时，铣刀直径要大些，尽量包容工件整个加工宽度，以提高加工效率，并减少相邻两次进给之间的接刀痕迹。根据工件的材料、刀具材料及加工性质的不同来确定面铣刀的几何参数。由于铣削时有冲击，故前角数值一般比车刀小一些，尤其是硬质合金面铣刀前角要更小些。铣削强度和硬度高的材料可选用负前角，前角的具体几何参数可参考

30、表3-2，铣刀的磨损主要发生在后刀面上，因为适用加大后角，可减少铣刀的磨损。常取r0=512，工件材料软取大值，工件材料硬取小值；粗齿铣刀取小值，细齿铣刀取大值。铣削时冲击力大，为了保护刀尖，硬质合金面铣刀的刃倾角常取s=-5-15。只有在铣削强度低的材料时，取s=-5，主偏角kr在4590的范围，铣削铸铁常用45,铣削一般钢材常用75,铣削带凸肩的平面或薄壁零件时要用90。 表3-2 前角的选择钢铸铁黄铜、青铜铝合金高速钢1015515102530硬质合金-1515-5546153.6 切削用量的选择数控加工中切削用量确定的原则与普通机床加工基本相同，即根据切削原理中规定的方法以及机床的性能

31、和规定的允许值、刀具的耐用度等来选择和计算的，并结合实践经验确定。合理确定切削用量的原则是：粗加工时，以提高生产效率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。目前生产中切削用量的选择是根据选用的具体厂家生产的不同材料、不同型号、应用于不同的生产条件的刀片或刀具所推荐的具体切削用量值实践来确定。这样选择切削用量才能发挥刀具的最佳性能，零件的质量最好，耐用度也最佳，也最节省刀具的费用。3.6.1 进给速度f的确定进给速度f是切削时单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移，单位为mm/min。它与铣刀转速n铣刀齿数z、及每齿进给量

32、fz(mm/z)的关系为 f=fzzn (式3-1)每齿进给量的选择主要取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料表面的硬度和强度越高，每齿进给量就越小；反之则越大。硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀。工件表面粗糙度值越小，每齿进给量就越小。每齿进给量的确定可以参考表3-3。工件刚性差或是刀具强度低时，应取小值。转速n则与切削速度和机床的性能有关。所以，切削进给速度应根据所采用的机床的性能、刀具材料、尺寸、被加工零件材料的切削加工性能和加工余量的大小来综合确定。一般原则是：工件表面的加工余量大，切削进给速度低；反之相反。 表3-3 铣刀每齿进给量fz工件材料每齿

33、进给量fz(mm/z)粗铣精铣高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀钢0.100.150.100.250.020.050.100.15铸铁0.120.200.150.303.6.2 铣削速度vc的确定根据切削原理可知，切削速度的高低主要取决于被加工零件的精度、材料、刀具材料和刀具耐用度等因素。切削的切削速度计算公式为： vc=cvdqvkv/tzmvapxvaepvzmv (式3-2)式中：qv、m、yv、xv、pv、mv、为指数，cv、kv为系数，都由实验确定也可参考有关切削用量手册选用。由式（3-2）可知，铣削的切削速度ve与刀具耐用度t、每齿进给量fz、背吃刀量ap、侧吃刀量ae以

34、及铣刀齿数z成反比，而与铣刀直径d成正比。其原因为fz、ap、ae和z增大时，刀刃负荷增加，而且同时工作齿数也增多，使切削热增加，刀具的磨损加快，从而限制了切削速度的提高。刀具而用度的提高允许使用的切削速度降低，但是加大铣刀直径d则可改善散热条件，因而可提高切削速度。铣削的切削速度也可以参考表3-4选取。 表3-4 铣削时的切削速度工件材料硬度/hbs切削速度vc/(m/min)高速钢硬质合金钢钢2251842661502253251236541203254256213675铸铁19021366615019026091845901603204.51021303.6.3 主轴转速n的确定主轴转速

35、n(r/min)要根据允许的切削速度vc(m/min)来确定： n=1000vc/d (式3-3)式中：d铣刀直径，单位mm； vc铣削速度，单位m/min。第四章 零件的cam加工该零件加工的工艺线路已在第三章中详细介绍过了，这里之对其在cam加工仿真的过程做一详细的介绍。4.1 毛坯及工件坐标系的建立启动ug nx3.0 软件，打开在第二章中已经建立好的零件模型文件“llam”，点击【应用】【建模】进入建模界面。对加工环境进行初始化。图4.1 加工环境初始化初始化操作完成后，点击几何视图按钮，进入几何视图。之后点击操作导航器按钮，打开mcs-mill的子菜单，点击workpiece，出现m

36、ill_geom对话框（图4.2a），选择零件llam，之后点击来选择毛坯，这里的毛坯可直接选用自动块（图4.2b）。点击确定完成操作。 a b图4.2 选择零件及毛坯接下来建立工件坐标系，双击mcs-mill，打开mill-orient对话框，点击，进入点构造器，依次点击【重置】、【确定】、【确定】完成工件坐标系的过程。图4.3 建立工件坐标系4.2 刀具的建立点击应用工具条中的来完成刀具的选择。这里只以12铣刀的建立过程为例，其他的刀具均运用此方法。所需刀具的详细列表见“工艺规程”中的刀具卡片。图4.4 创建刀具组再点击完创建刀具组按钮后出现图4.4所示对话框，在子类型中选择mill，在名

37、称中输入d12，点击确定。在直径文本框中输入12后点击确定。完成12立铣刀的建立。4.3 llam零件的加工工序10：用虎钳装夹在vmc605铣床铣一大平面至-39+00。3mm。（图4.5）工序20：01以六点定位原则装夹在专用设计夹具上，找正矩形对称中心，粗铣、精铣落料凹模的外形轮廓、内型腔以及四个螺纹底孔。（图4.6）图4.5 工序10a 粗、精铣外轮廓及型腔 b 钻螺纹底孔图4.6 工序20工序30：翻面装夹在精密虎钳上，用vmc650铣床铣掉残余的高度尺寸至图样尺寸要求，注意保证落料凹模的总体高度尺寸要求，并留0.1mm的余量。工序40：于磨床上加工阶梯剖视图中的下表面，去除高度尺寸

38、的0.1mm的加工余量并使表面达到图样上的0.8的粗糙度要求。工序50：手动攻出4m8四个螺纹孔并达到图样上的要求。工序60：将已加工的半成品图3.1落料凹模装配到凹模固定块图4.7 工序30上并配作出图3.1落料凹模的导向孔28+00.015mm的孔至图样要求。工序70：热处理图3.1落料凹模至图样要求。工序80：检验，入库。第五章 第20号工序夹具设计说明书5.1 机床夹具简介在机械制造中，用以装夹工件（和引导刀具）的装置称为夹具。它是用来固定加工对象，使之占有正确位置，以接受施工或检测的装置。在机械加工过程中，为了保证加工精度，首先要是工件在机床上占有正确的位置。确定工件在机床上或夹具中

39、占有正确位置的过程，称为工件的定位。定位后将其固定，使其在加工过程中始终保持定位位置不变的操作称为夹紧。工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程称为工件的装夹。机床夹具有多种分类方法。其中按其使用机床的类型可分为：车床夹具、磨床夹具、钻床夹具（又称钻模）、镗床夹具（又称镗模）、铣床夹具等；按其专业化程度可分为：通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具、随行夹具。虽然各类机床夹具结构不同，但就其组成原件的功能来看，可以分成以下几部分：定位元件、夹紧装置、导向原件和对刀装置、连接元件、夹具体、其他装置或原件。5.2 准备阶段20工序采用一次装夹，加工零件的型腔、孔以及圆角。这样主要是为了将零件在加工时产生

40、的基准不重合误差降到最低，提高零件的加工精度。对于在20工序中加工部位形位公差的分析已经在第三章中详细分析过了，这里就不再进行分析。5.3 定位方案的确定及工件在夹具中定位分析5.3.1 定位方案确定工件为一板型零件，需加工几何中心处的型腔，四周有4个m8的螺纹孔及两个8的配作通孔。根据这些，夹具的定位方案可选择六点定位。选择六点定位方案，可以有效减少过定位、欠定位和不完全定位的产生。并且过定位在这里是不允许出现的，因为零件的表面为毛坯面。过定位的出现可能会造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。5.3.2 工件在夹具中的定位分析任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具有六个自由度。

41、工件定位的任务就是根据加工要求限制工件的全部或部分自由度。工件的定位有完全定位、不完全定位、过定位及欠定位。工件的六个自由度被完全限制的定位称为完全定位。按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位称为不完全定位。如果工件的某一个自由度被定位原件重复限制，称为过定位。过定位是否允许，要视具体情况而定。通常，如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的。合理的过定位能起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。反之，如果工件的定位表面是毛坯面，或虽经过机械加工，但精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为它可能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。

42、要注意的是欠定位是不允许的，工件在加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定位。欠定位不能保证工件的正确安装位置，因而是不允许的。本夹具中采用了六点定位，则夹具中的定位属于完全定位。5.4 夹紧方案及元件确定夹紧方案确定即夹紧装置的确定，夹紧装置是保证工件在加工过程中受到外力不偏离正确位置。夹紧机构应保证工件夹紧可靠、安全、不破坏工件的定位及夹压表面的精度和粗糙度。同时夹紧机构的复杂程度应与工件的生产类型相适应。根据工件的特征及定位方案，可选用偏心轮夹紧机构。以下对偏心夹紧机构做一简介。1）偏心夹紧的工作特征 以圆偏心轮为例，其直径为d，偏心距为e，由于其几何中心c和回转中心o不重合，当顺时

43、针方向转动手柄时，就相当于一个弧形锲卡紧在转轴和工件受压表面之间而产生夹紧作用。2）圆偏心夹紧的自锁条件：d/e14。3）增力比：i=1213.5.5 定位误差的分析与计算5.5.1 定位误差的概念定位误差是由于工件在夹具上（或机床上）定位不准确而引起的加工误差，用d表示。例如：在一根轴上铣键槽，要求保证槽底至轴心的距离h。若采用v型块定位，键槽铣刀按规定尺寸h调整好位置。则实际加工时，由于工件外圆直径尺寸有大有小，会使工件中心位置发生变化。若不考虑加工过程中产生的其他加工误差，仅由于工件圆心位置的变化而使工序尺寸h也发生变化，此变化量（即加工误差）是由于工件的定位而引起的，故称为定位误差。5

44、.5.2 定位误差的来源1）由于工件的定位基准与工序基准不重合而引起的定位误差，称为基准不重合误差，其大小等于定位基准与工序基准之间的尺寸公差，用b表示。2）由于工件的定位基面与夹具上的定位原件限位基面的制造误差引起的定位基准和限位基准不重合，给加工尺寸造成误差，称为基准位移误差，其大小等于因定位基准的变动造成的加工尺寸变化的最大加工量，用y表示。5.5.3 定位误差d的计算方法当工件以各种方法定位时，可能会同时存在y、b两项误差，两个误差均会影响同一个工序尺寸的大小。所以定位误差由基准不重合误差和基准位移误差两项组合而成。计算时应根据定位方法分别计算出y、b，然后将两者组合成d。组合方法为：

45、若工序基准不在定位基面上：d=b+y （式5.1）若工序基准在定位基面上：d=by （式5.2）式中“+”、“-”号的确定方法如下：分析定位基面直径的由小变大（或由大变小）时，定位基准的变动方向。假定定位基准的位置不变动，当定位基面由小变大（或由大变小）时，分析工序基准的变动方向。若两者的变动方向相同，取“+”，反之，取“-”。5.5.4 本夹具的定位误差计算由于本夹具采用了六点定位原则，定位基准与工序基准重合，故不存在基准不重合误差，所以b=0。在本工序中，定位基准是夹具上的支撑销的上表面，定位基准是工件的下表面，二者重合，所以y=0。故d=b+y=0。5.6 夹具总装草图 图5.2 夹具总

46、装草图第六章 设计小结 通过本次毕业设计，我受受益匪浅，可大体的了解作为一位设计人员所要具备的知识量及思考问题，解决问题的能力。在设计之初，面对从未涉及到的问题，感到十分刺手，有无从下手的感觉，但经过反复的思考及资料的查阅，向老师的请教，发现问题并非想象中的困难。在设计过程中，我通过反复试验才得到结论，所以在以后的设计过程中遇到问题，不必急于改变方案，也不要想当然的下结论，在胆的去尝试反而让我得到更深刻的影响。另外，查阅资料是本次设计的重点，因为对于没有多少实际工作经验的学生来说，每一参数的确定都必须有手册依据，虽然查手册是依据的来源，但是在每一步骤中仅仅依靠理论是远远不够的，还必须还必须考虑到实际加工过程中要面临的问题，比如加工工效率、刀具使用寿命、工件是否会产生变形等等。但是在查阅资料的时候遇到这样的问题，