X225铣床传动箱体加工工艺及铣床夹具设计

1、X225铣床传动箱体加工工艺及铣床夹具设计摘要本设计是铣床传动后箱体零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。铣床传动后箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度基准的选择分为粗基准和精基准，粗基准选择首先保证工件某重要表面的余量均匀，表面应平整，没有浇口或飞边等缺陷，而且只能用一次，以免产生较大的的位置误差。应选择该表面作粗基准。精基准的选择应尽可能使各个工序的定位都采用同一基准，当精加工或光整加工工序要求余量小而无效均匀时，应选择加工表面本身作

2、为精基准。机械夹具在我国的发展前景是十分广泛，有着很大的发展空间。机械夹具的要求结构简单，使用方便，制造精度高。就本次设计而言，整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用气动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。关键词 工艺路线；夹具设计；工序X225 Milling and Drilling Machine Gear Box Fixture Design ProcessAbstractMachine Tool fixture is a fixture in will be fixed to the machine,

3、 can be processed pieces of the machine tool and the right to maintain the relative position and to overcome the impact of cutting force.So that the processing carried out smoothly.The design is about Milling transimiddion box after drilling holes 12fixture design and peocessing technology.The desig

4、n and manufacture of fix ture is a very important work in the manufacture process of Milling machine parts,The quality of fixture design and manufacture has a major effect on the machining efficiency and the quality of parts. The cycle of fixture design and manufacture decides the whole production p

5、reparation cycle of Milling machine parts.And mechanical stationary machine is the important tool that is used to process the accessories in the process of making the accessories, and the design affects directly the accurate of the accessories and the price.Thus it also affects the ability and the r

6、ate of ability to price.So rapid that In our country , mechanical stationary machine has a very wide prospect.By the accessories and mechanical stationary machine has a great big space for development.Based on the analysis of the processing technic and configuration feature of the cabinet on the scr

7、ew hole, the author gives a design of drilling jig. This paper puts great emphasis on jigs working process positioning And the rough cushion over determination projectclamping means position error and verification of clamping force.Practice has proved that the jig is convenient to operate and has a

8、high production efficiency.Mechanical fixture in the structure should be toward the direction of the simple, easy-to-use, high-precision.KeywordsProcess route；Fixture designing；Operation目录摘要 IAbstractII第1章 绪论11.1 夹具设计中的特点11.2 发展的趋势11.3 机床夹具的组成21.4 本章小结3第2章 零件的设计42.1 零件的作用42.2 零件的工艺分析42.3 本章小结5第3章 工艺

9、规程的设计63.1 确定毛坯制造形式63.1.1 零件材料的选择63.1.2 确定生产类型的依据63.2 基面的选择63.2.1 粗基准选择原则73.2.2 精基准的选择原则73.2.3 零件各加工顺序安排73.2.4 机械加工工序安排的原则73.2.5 工艺路线的拟定83.3 本章小结9第4章 确定加工余量工序及毛坯尺寸104.1 毛坯余量余与工序的确定104.1.1 平面加工104.1.2 孔加工114.2 切削用量的选择124.2.1 粗加工切削用量的选择原则124.2.2 精加工时切削用量的选择原则124.2.3 时间定额与提高生产率的工艺134.2.4 确定切削用量及基本工时144.

10、2.5 切削力的计算164.3 本章小结16第5章 夹具设计175.1 设计方法和步骤175.2 方案设计175.3 定位机构的设计及误差分析175.3.1 确定定位元件，计算定位误差185.3.2 定位销的选择215.3.3 定位误差的分析与计算215.4 夹紧机构的设计及夹紧力的计算225.5 加紧元件的强度校核245.6 夹具设计技术的发展245.6.1 柔性夹具的研究和发展245.6.2 计算机辅助夹具设计(CAFD)245.6.3 自动化夹具（AFD）255.7本章小结26结论27致谢28参考文献29附 录30第1章 绪论机械工业有着广阔的领域，特别是近年来机械工业领域正向着高精度、

11、高质量、高效率、低成本方向发展。随着机械工业的发展，其他各工业部门都想着高深度迈进，机械工业的发展日趋重要。机械制造中，需要的加工顺序、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具，可以提劳动效率，提高加工精度，减少废品，可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造的一项重要工艺装备1。机床夹具是夹具中的一种，将其固定到机床上，可以使被加工件对刀具与机床保持正确的相对位置，并克服切削力的影响。使加工顺利进行。机床夹具分为通用夹具、专用夹具、通用可调夹具和成组夹具、组合夹具合随行夹具几种。1.1 夹具设计中的特点 1.保证工件的加工精度。2.提高生产效率、降低制造成本。3.操作方便

12、、省力和安全。4.便于排屑。5.有良好的结构工艺性。因此，夹具设计要保证以下几个条件。 1.夹具的结构应与其用途及生产规模相适应。2.保证工件的精度。3.保证使用方便与安全。4.正确处理作用力的平衡问题。5.结构简单，有良好的结构工艺性和劳动条件。6.注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。7.应能降低工件的制造成本。1.2 发展的趋势在机械制造中，为了适应新产品的不断发展要求。因此在夹具设计过程中有朝着下列方向发展的趋势 1.功能柔性化。2.传动高效化。3.自动化。4.制造的精密化。5.旋转夹具的高速化。6.机构标准化7.模块化。8.设计自动化。1.3 机床夹具的组成1.定位装置。2

13、.夹紧装置。3.导向、对刀元件。4.连接元件。5.其它装置或元件。6.夹具体。 本设计说明书的设计题目是 所给的题目是X225铣床传动箱体加工工艺及钻床夹具设计。本说明书分为以下几部分 第一部分 零件的分析，第二部分 零件的工艺规程设计，第三部分 机械加工余量及工序尺寸，第四部分 夹具设计，绘制工程图，第五部分 夹具体受力分析。树种详尽列列出了各个加工工序，在每个加工工序中，又详细的列出了每切削工时，都进行了精密的计算，对每个加工工序所需的机床进行合理的选择，且编写了机械加工工艺规程卡片单独装订成册。本设计属于工艺设计范围，机械加工工艺设计在零件的加工制造过程中有着重要的作用。工艺性的好坏，直

14、接影响着零件的加工质量及生产成本，在本设计中为了适应大批量生产情况以提高产品的生产效率2。在设计中所采用的零件尽量采用标准件，以降低产品的生产费用。就个人而言，毕业设计是在学完大学全部基础课程和专业课程后进行的，是对思念的大学学习的一种综合检验。是大学学习中不可缺少的重要部分，也可是说将学校生活和工作联系起来的一座桥梁，为我们提供了很好的实践机会。我希望通过毕业设计能对自己将来所从事的工作进行一次适应性训练，能够锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为将来自己所从事的工作打下一个良好的基础。在这次设计中，以及以往的学习过程中老师和同学寄予很大的帮助，在此表示衷心的感谢。由于能力有限，设计中有不足之

15、处在所难免，希望各位老师能给予批评指正。1.4 本章小结本章介绍了机床夹具的一些基本情况和本课程设计的要做的内容。第2章 零件的设计2.1 零件的作用所给的题目是铣床传动后箱体钻削卡具及加工工艺设计，其主要作用是箱体两侧的190、90、85、80安装轴承的孔，以便于变速箱体中的齿轮配合变速，使铣床获得前进后退的各级速度。3各孔周围均匀分布螺纹孔，用来连接一些轴承盖，而且箱体顶部和上下端都有螺纹孔，可使箱体直接连接到机床上。2.2 零件的工艺分析由零件图可知，此铣床传动前箱体的加工可以分为两部分 1.平面加工 其中包括箱体的顶面、底面，和顶、底面上安装操纵杆的190、90、85、80的孔的平面，

16、以及锁定箱盖的加工表面。还有箱体的上下外侧面，以及以及锁定箱盖的加工表面，总的来说，零件所需加工的平面并不多，位置精度要求不太高，用半精加工就可以实现其设计要求。 2.孔加工 该零件的孔加工较多，而且要求较高，对于大于50的孔只需铸出，比如190、90、80系列孔铸出后再对其进行一次半精加工就可以。对于其他小于50的孔其中大部分是以顶、采用一面两孔定位方式，这些孔包括垂直于箱体表面的四个阶梯孔，以及其他定位孔，剩余的螺纹孔按同样的加工方法加工4。以上分析可知，对这两部分的加工而言，我们可以先进行平面加工，然后进行孔的加工，加工孔时使用一面两孔的定位方式，采用专用夹具，并且保证他们的尺寸精度要求

17、。零件如图2-1零件仰视图所示图2-1 零件仰视图2.3 本章小结本章介绍了零件的基本作用，根据零件的特性以及对零件进行工艺分析。主要从面和孔两个方向进行，为以后的工艺路线的制定做下充足的准备。第3章 工艺规程的设计3.1 确定毛坯制造形式3.1.1 零件材料的选择考虑到铣床箱体在工作过程中并不承受夹大的交变及冲击性载荷，选用灰口铸铁铸造毛坯件。3.1.2 确定生产类型的依据生产纲领公式查看公式（3-1）Np =N * n * (1+2%+b%) （3-1）其中 Np零件的生产纲领，件/年N产品的年生产量，台/年A%备用品率B%废品率N每台机械生产中该零件的数量所以 Np =2000*1*(1

18、+4%+1%)=2010件/年由于零件结构不是很复杂，毛坯质量小于100公斤，年产量在500到5000件内，零件属于轻型，中批量生产，考虑到现有条件和技术水平，采用砂型铸造是较合适的。53.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要的工作之一，选择定位基准必须从零件整个工艺过程的全局出发，具体情况具体分析，使先行工序为后续工序创造条件，使每个工序都有合适的基准和定位 夹紧方式。基面选择的正确与合理，可以使加工量得到保证，生产率得以提高，否则，不但使加工工艺过程中问题百出，甚至还会造成零件大批报废，使生产无法正常运行。3.2.1 粗基准选择原则 1.如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面

19、的位置要求，则应以不加工表面作为粗基准，如在工件上有很多不加工表面。则应有与其中的加工表面的位置精度要求较高的表面作粗基准。2.如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准。3.选作粗基准的表面应平整，没有浇口或飞边等缺陷，以便定位可靠。 4.粗基准只能用一次，以免产生较大的的位置误差。根据以上原则，本零件选取底面作为粗基准。3.2.2 精基准的选择原则 1.用公用基准作为精基准，以消除不重合误差，即“基准重合”原则。2.尽可能使各个工序的定位都采用同一基准，即“基准统一”。3.当精加工或光整加工工序要求余量小而无效均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即“自为基准”原则。4

20、.为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，遵循“互为基准”原则。5.精基准的选择，尤其是主要定位面，应有足够大的面积和精度，以保证定为基准可靠。同时还应使夹紧机构简单，操作方便。即“便于装夹”原则。3.2.3 零件各加工顺序安排安排加工顺序时，应遵循先粗后精，先主后次，先基面后其他及先面后孔的原则。正如我们所加工的箱体类零件，应遵循先面后孔的原则，安排加工工序还要考虑到车间设备的布置情况。6当设备呈机群式布置（把相同类型机床布置在同一区域）时，应尽量把相同工种安排在一起，避免工件在车间内往返流动。3.2.4 机械加工工序安排的原则 主要表面与次要表面的加工顺序安排原则1.基准工序安排 （1）

21、基准先行； （2） 主要表面的粗精加工要分开，以消除切削力带来的变形；（3） 次要表面的加工，经可能在同一次装夹中加工，以减少装夹次 数，节省辅助时间，提高个表面的相对位置精度。 2.热处理工序的安排 退火安排在机械加工之前。3.辅助工序的安排 （1） 划线工序安排在机械加工之前； （2） 清洗工序紧接在光整加工之后； （3） 油漆工序安排在机械加工之前，热处理之后。4.检验工序的安排 （1） 粗加工全部结束后，精加工之前； （2） 零件从一车间到另一个车之前； （3） 重要工序之前后； （4） 零件全部加工结束之后。3.2.5 工艺路线的拟定此零件为成批生产，可采用专用夹具使工序集中，以提高

22、生产效率，由于该零件平面的位置精度要求较高，所以在制定工艺路线先考虑加工平面，然后再采用专用夹具进行孔加工。工艺路线方案如下。工艺方案1 .毛胚铸造2. 时效处理3. 粗铣顶面4. 粗铣底面5. 精铣顶面6. 精铣顶面7. 粗镗顶面孔190，孔90，孔85，孔808. 半精镗顶面孔190，孔90，孔85，孔809. 在箱体顶面钻、攻16-M8，钻深18攻深15的螺纹孔10. 钻、扩孔21工艺方案的分析所给的零件的孔和孔周围的面加工精度要求较高，属于箱体类零件，平面加工应用铣削，孔加工主要是钻削和扩削，而一些特殊的孔应用镗削。为了提高生产率，我们在平面加工中选用铣削。7而且题目所要求本载体零件为

23、成批生产，故零件上的小于30mm的孔孔不预先铸出。加工顺序应按照 先粗加工，后精加工；先主要表面，后次要表面；先基准面，后其他平面；先加工平面，后加工孔的原则确定。本着保证产品质量的前提下，能尽量提高生产率和降低成本，并充分利用现有生产条件，保证工人具有良好而安全的工作条件。3.3 本章小结本章主要是制定机械加工工艺规程，根据机械加工工序安排的原则以及零件的特性，制定工艺路线，并对工艺方案进行分析，制定最佳工艺路线。在合理的使用加工的前提下尽量的提高生产率和降低成本，并保证人身安全。第4章 确定加工余量，工序及毛坯尺寸4.1 毛坯余量余与工序的确定加工余量是指加工过程中所切除的金属厚度，加工余

24、量可分为加工总余量（毛坯余量）和工序余量。加工余量等于各工序余量之和。影响工序余量的因素有1.上工序的各种表面缺陷和误差因素，包括表面粗糙度和缺陷层、尺寸公差和行为误差2.本工序的装夹误差 确定加工余量的方法(1)经验估计法(2)查表法(3)分析计算法 这里采用查表法，为了防止余量不够而产生废品，在查表所得的数量上稍大一些。此零件材料为灰铸铁,硬度为HB190,生产类型为成批生产，采用砂型铸造，2级精度。根据以上原始材料及加工工艺要求，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下4.1.1 平面加工1. 顶面 最大加工尺寸 195mm半精加工余量 Z2=1.5mm粗加工余量 Z1=

25、2.5mm毛坯余量 Z=1.5+2.5=4.0mm粗铣后尺寸H1=195+1.5=196.5mm毛坯尺寸 H2=195+4.0=199.0mm 2. 底面 最大加工尺寸195mm半精加工余量 Z2=1.5mm粗加工余量 Z1=2.5mm毛坯余量 Z=1.5+2.5=4.0mm粗铣后尺寸 H1=195+1.5=196.5mm毛坯尺寸 H2=195+4.0=199.0mm3. 左外侧面 最大尺寸 410mm半精加工余量 Z2=1mm粗加工余量 Z1=2mm毛坯余量 Z=1+2=3m粗铣后尺寸 H1=195+1=196mm毛坯尺寸 H2=195+3=198mm半精铣加工尺寸 H=65+0.7=65.

26、7mm粗铣加工余量 H=65+2.2=67.2mm4.右外侧面 最大尺寸 410mm半精加工余量 Z2=1mm粗加工余量 Z1=2mm毛坯余量 Z=1+2=3mm 粗铣后尺寸 H1=195+1=196mm毛坯尺寸 H2=195+3=198mm半精铣加工尺寸 H=65+0.7=65.7mm粗铣加工余量 H=65+2.2=67.2mm4.1.2 孔加工本零件上的孔除轴承孔外直径均小于50，并要求成批生产，所以零件除轴承孔外其它孔不预先铸出。1. 粗镗、半精镗顶面孔190，孔90，孔85，孔80粗镗至187半精镗至189精镗至190粗镗至88精镗至90粗镗至78精镗至80粗镗至83精镗至852. 钻

27、、铰孔21和孔8先钻孔至18铰孔至21先钻孔至6，深度5mm铰孔至8,深度5mm3. 粗镗、半精镗顶面孔190，孔90，孔85，孔80粗镗至187半精镗至190粗镗至83半精镗至85粗镗至88半精镗至90粗镗至78半精镗至804.2 切削用量的选择正确的选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的工具耐用度和经济性，保证加工质量，具有相当重要的作用。4.2.1 粗加工切削用量的选择原则粗加工时，加工精度与表面粗糙度要求不高，毛坯余量较大。因此，选择粗加工切削用量时，要尽量保证较高的单位时间金属切除量（金属切除率）和必要的刀具耐用三要素（切削速度V、进给量F和切削深度p）中，提高任何一项，都能提高金

28、属切削率。但是对刀具耐用度影响最大的是切削速度，其次是进给量。切削深度影响最小。8所以，粗加工切削用量的选择原则是 首先考虑选择一个尽可能大的切削深度p，其次选择一个较大的进给量F，最后确定一个合适的切削速度V。4.2.2 精加工时切削用量的选择原则 精加工时加工精度和表面质量要求比较高，加工余量要求小而均匀。因此，选取精加工切削用量时应着重考虑，如何保证加工质量，并在此前提下尽量提高生产率。所以，在精加工时，应选用较小的切削深度p和进给量F，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度V，以保证加工质量和表面质量。4.2.3 时间定额与提高生产率的工艺 （单件时间定额） 1.单件和

29、成批生产的单件时间定额公式如（4-1）所示 （4-1）其中 单件时间基本时间辅助时间工作地点技术时间工作地点组织时间休息及身体需要时间基本时间与辅助时间之和称之为工序时间，以Tg表示，Tg=由于铣床前箱体是成批生产零件，须对整个零件的时间定额计入准备结束时间TZ，因此成批生产中加工一批零的总时间公式如（4-2）所示 =Tdn+Tz （4-2）其中 加工一批零件的时间定额 N批中的零件数量Tz准备结束时间可查表得之因而单间总时间定额如公式（4-3）所示 Th= /n= +Tz/n （4-3）2.提高劳动生产率的工艺途径有 缩短时间定额。缩短基本时间的措有 提高切削用量合减少切削行程长度；缩短辅助

30、时间有 采用先进夹具、提高机床的自动化程度、采用先进的检测手段等直接缩短辅助时间，使基本时间与辅助时间重合等。推广应用新工艺和新方法。提高机械加工自动化程度。94.2.4 确定切削用量及基本工时 用查表法确定余用计算方法相结合而得到的切削用量，并计算切削力，作为以后核算夹具之用。1. 钻8孔加工条件 Z35立式钻床，高速钢麻花钻头 其直径mm。钻头几何形状 双锥修磨横刃，=30，2=118，2=70, mm，b=2 mm,l=4 mm。决定进给量f 按加工要求决定进给量 根据6表2.7，灰铸铁的硬度位于168218HBS之间， mm时，f=0.520.64 mm/r。由于l/d=47/12=4

31、,故应乘孔深修正系数，则进给量 mm/r mm/r按钻头强度决定进给量，当灰铸铁硬度为190HBS , mm，钻头强度允许的进给量f=0.55mm/r根据Z35钻床说明书f=0.43mm/r当f=0.43， mm时，Nmm，故f=0.43 mm/r可用。决定钻头磨钝标准及寿命 根据文献6表2.12，当mm时，钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm，寿命T=60min。 切削速度如公式（4-4）所示 （4-4）m/min r/min根据1表5.2-2，按机床实际转速选取300r/min，实际切削速度如公式（4-5）所示 m/min （4-5）计算基本工时 根据切削手册表6.2-5，mm， mm，取

32、mm， mm。 钻孔基本工时的计算公式如（4-6）所示 （4-6）min2. 攻M8螺纹攻螺纹的基本工时计算公式如（4-7）所示 （4-7） 为丝锥回程每分钟转数为使用丝锥数量min4.2.5 切削力的计算 1.轴向力轴向力的计算公式如（4-8）所示 （4-8）跟据文献1，N 2.切削扭矩切削扭矩的计算公式如（4-9）所示 （4-9）根据文献1， Nm3.切削功率切削功率的计算公式如（4-10）所示 （4-10）4.3 本章小结 本章介绍了零件加工的毛坯余量，定位基准的选择，时间定额的计算，重点是切削用量的计算以及切削力的计算。第5章 夹具设计在机械制造生产中根据加工工件的工艺要求，应合理设计

33、和使用机床充分发挥机床的作用。机床卡具是在切削加工中，用以准确地定位工件位置，并将其牢固地夹紧的工艺装备。它的主要作用是 可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此，机床卡具在机械制造行业中占有十分重要的地位。5.1 设计步骤和要求 该夹具设计的主要步骤1. 深入生产实际调查研究2. 确定工件的定位方法和刀具的导向方式3. 确定工件的卡紧方式和设计卡紧机构4. 确定卡具其他部分的结构形式5. 绘制卡具总装配图6. 标注各部分主要尺寸、公差配合和技术要求7. 标注零件编号及编制零件明细表8.绘制卡具零件图由设计任务书可知，此零件属于成批生产。为提高劳

34、动生产率，减轻劳动强度，要求设计专用及具。5.2 方案设计设计方案的拟定必须遵循下列原则1.定位装置要确保工件定位准确可靠，符合六点定位原则。2.定位精度能保证工件加工精度要求。3.定位精度能保证工件加工精度要求。4.夹具结构尽量简单操纵力尽量小而可靠，力争造价低。本工序的特点本工序为孔加工，由零件图可知需要用零件的右侧面定位，由于本工序时最后一道工序，所以右端面足够满足加工的平面度和粗糙度要求，而工件以平面定位时主要是支撑定位，本工序选择了一面两销定位。由于定位元件不能由来承受力和力矩，所以要选辅助支撑，辅助支撑用来提高共建的装夹刚度和稳定性，不起定位作用。10上述特点在夹具设计中应给予足够

35、的重视。夹具体设计的好坏关系到加工精度、加工效率、加工成本及工人的劳动强度。5.3 定位机构的设计及误差分析工件在夹具中的定位是指在夹具中，工件的定位基准与定位元件相接触或配合，从而使同一批 工件在夹具中都能获得一致的正确位置。加工零件的位置精度取决于工件在机床或夹具中定位的准确性，所以夹具定为基准的选择，既要保证本身的定位精度。11又要保证被加工零件的各种精度要求。定位机构的设计是非常重要的。5.3.1 确定定位元件，计算定位误差 由于定位方案为一面两销定位，一两个圆柱销作为定位元件，则会产生重复定位现象，即一销套上工件孔以后，另一个销很难同时套上。为了避免这种定位干涉，补偿工件两定位孔直径

36、和中心距误差及夹距两定位销直径和中心距误差。夹具两定位销采用一圆柱销，另一销在连心线的垂直方向削去两边，即削边销。1.确定定位销中心距及尺寸公差销间距的基本尺寸和孔间距的基本尺寸相同，尺寸公差一般取为孔间距的计算mmmmmmmm由于 取mmmm图5-1 定位元件距离2.确定圆柱销的基本尺寸是该孔的最小极限尺寸，其中=， 为基准孔。最小直径公差取，配合取为 由表中查的mf的基本偏差为mmmm查表削边销宽度B和，3.确定补偿距离补偿距离，对转角误差、装卸工作是否方便、削边销宽度及使用都有影响，当加工精度较高时，可按式（5-1）计算补偿值 （5-1）式中 为夹具圆柱销与其配合的工件定位孔间的最小间隙

37、。由于零件圆柱孔销的尺寸为 mm mm4.确定削边销圆弧部分与其相配合得工件定位孔的最小间隙mm式中为与削边销相配合的工件定位孔的最小直径。5.销边销的最大直径公差配合取，其下偏差为ei=0.025mm 6.确定转角误差由于定位孔和定位销作上下销移接触，造成工件两定位孔连心线相对夹具上量定位销连心线发生偏移，产生最大转角误差，其式可按下面公式（5-2）计算 （5-2）其中 为夹具圆柱销与其配合的工件定位孔间的最大间隙。为夹具体削边销与其配合的工件定位孔间的最大间隙。mmmm 7.确定基准定位误差这一误差取决于定位孔和圆柱销之间的最大间隙，工件在平面内任何方向上的基准位移误差如（5-3）式 （5

38、-3）式中 为工件孔直径的公差 为圆柱销直径的公差 为圆柱销与工件孔最小间隙其中 mm mm mmmm5.3.2 定位销的选择 由于零件为成批生产，为保证定位精度，所以需定期检查定位销的磨损情况，及时更换定位销，以利于准确定位，所以选择可换定位销和可换削边销。该销通过螺纹与其导向销相连，以便更换。125.3.3 定位误差的分析与计算图5-2 定位误差分析见图（5-2） 在使用夹具安装工件并按调整法加工一批工件时，由于工件在夹具中定位所产生的定位误差。必然要反映到工件的加工精度上，因此在设计夹具定位机构时，应对定位误差加以控制，使其不超过允许的范围。一般情况下，工件的定位误差与工件上相应公差的关

39、系为 产生定位误差的原因有以下两个方面 一是定位基准与工序基准不重合，产生基准不重合误差，用符号表示;另一主要误差是由工件的定位基面与定位元件的工作表面的制造误差及配合的最小间隙的存在，引起定位基准产生位移，即基准位移误差，用符号来表示，公式如（5-4）对工序尺寸 12 （5-4）其中式中 工件孔直径的公差 mm圆柱销直径公差 mm圆柱销与工件孔最小间隙 由以上计算可知 mmmm根据图中计算可知合格，所以对钻孔为制度误差要求，可根据定位误差小于其零件公差的而确定。5.4 夹紧机构的设计及夹紧力的计算设计和选用夹紧装置时必须满足以下基本要求1.夹紧过程中应能保持工件定位时所获得的正确位置2.夹紧

40、应可靠和适当3.夹紧装置应操作方便、省力、安全4.夹紧装置的自动化程度和复杂程度应与生产批量和生产条件相适应5.夹具结构要便于制造、调整、使用和维修根据上述要求，以及零件的自身特点，零件加工过程中所受的夹紧力不大，并且根据零件的形状，在夹具中安装位置及保证加工的正常进行，可确定夹紧力的位置为了节约辅助时间，减轻工人的劳动强度，便于制造和安装，本夹具体采用固定支撑，用螺母、螺杆、弹簧和气动夹紧机构相互配合夹紧零件。13确定夹紧力的原则有 1.夹紧力的作用方向应保证工件的定位准确可靠，而不破坏定位 2.夹紧力的方向应有利于减小夹紧力3.夹紧力的方向应尽量与工件刚度最大的方向一致，以减小弓箭变形考虑

41、到夹紧可靠应选择合适的加紧部位。从零件图2-1，2-2，2-3上可以看出，在零件的中间位置非通孔状，且其精度不高，加紧后不影响其表面加工精度，所以在此处夹紧比较合适。根据所涉及零件夹具的结构，及对加工人员的方便程度，便于装卸，所以夹紧机构采用气动夹紧。由于计算切削力的主要目的是确定夹紧力，确定夹紧方式及夹紧机构。，由于加工孔时，切削力的大小主要取决于孔的直径，所以计算夹紧力主要一部分是切削力。加工两孔时打孔的力比较大。14本夹具采用的是钩型压板，可以在水平方向上回转，以便于零件的装夹。加工8孔时切 削 力 N切削扭矩 Nm切削功率 Kw四个螺杆所需的预紧力如公式（5-5）所示 （5-5）其中

42、接合面摩擦稀疏，取=0.13螺杆数目 转距（这里 Nm) 第I个螺栓的轴线到螺栓组对称中心的距离（这里相等，均为mm）15 防滑系数，取=1.2N实际预紧力 K为安全系数其中 一般安全系数，考虑到增加夹紧的可靠性和因工件材料性质及余量不均匀等引起的切削力的变化。一般取 加工性质系数，粗加工取。精加工取 刀具钝化系数，考虑刀具磨损钝化后，切削力增加。一般取 取 断续切削系数，断续切削时取。连续切削时，取 N5.5 加紧元件的强度校核分析夹具体中各零件的受力情况，可知连接上下压板的螺栓畏罪薄弱环节。受力分析 当压紧工件时，螺栓除受夹紧力Q作用产生拉应力外，还受转矩T的扭转而产生扭转剪应力的作用。1

43、5拉伸应力 Mpa 扭转剪应力 Mpa由第四强度理论，可知螺栓预紧状态下的计算应力公式如（5-5） （5-5）Mpa Mpa 5.6 夹具设计技术的发展无论是在传统制造业还是现代柔性制造系统中， 由于大量的加工操作需要装夹，夹具设计在制造系统中就显得非常重要，它直接影响加工质量，生产效率和制造成本在一个柔性制造系统中，夹具设计制造的费用占到整个系统费用的一 , 夹具在单件、成批、大量生产中得到了广泛的应用, 它是在制造加工过程中根据设计说明书, 在合理的位置定位和牢固装夹工件, 从而完成所要求的加工过程的一种装置柔性夹具是随柔性制造系统和计算机集成制造系统的发展而应运而生的没有柔性夹具, 就不

44、可能实现真正意义上的柔性, 而随着的提出, 多品种中小批生产日益受到重视。适应于这种产品和生产变化需要的柔性夹具更是必不可少的年代中期开始, 从计算机辅助夹具设计到自动夹具设计, 在国际上普遍受到重视,同时正在发展成为一个独立的制造软件系统。5.6.1 柔性夹具的研究和发展制造过程的工艺设备包括刀具、夹具、检测设备及模具的选择和设计为了降低装夹费用和生产准备时间, 柔性装夹是必不可少的一般说来, 柔性夹具是指工件的形状和尺寸有一定变化后, 夹具还能适应这种变化并继续使用的应变能力但是工件变化可以在小范围, 即在相似的形状和尺寸变动不大的范围, 也可在大范围, 即零件形状完全不同, 尺寸变化也很

45、大所以, 柔性夹具还是模糊的, 没有明确的定义和界限笼统地说, 就是指与机床、加工中心配合使用的、具有夹持多种不同工件能力的夹具。 柔性夹具包括组合夹具、可编程夹具、通用柔性夹具、相变材料柔性夹具及其它夹具, 使用不同的相变材料可得到多种类型的夹具, 相变材料柔性夹具, 而相变材料柔性夹具适合于装夹具有复杂曲面和刚度较弱容易变形的工件朱耀祥和融易鸣中将年代后期柔性夹具的研究开发分为两大方向。5.6.2 计算机辅助夹具设计(CAFD) 在过去的十几年中, 制造研究团体将研究的重点放在了发展和改善诸如计算机辅助设计计算机辅助制造（CAD/CAM）和计算机辅助工艺规划(CAPP)等方面只是在最近20

46、年来,CAFD才发展成为(CAD/CAM)集成技术的一个重要组成部分 , 并且成为CAPP的一个重要方面。它是CIMS环境下设计和制造之间的连接纽带.随着CAD/CAM系统在工业中的建立, CAFD很自然地应用到了夹具设计当中。CAFD领域的主要研究方面有：(1)夹具设计时基于成组技术的分类方法及基于案例的推理；(2)通过运动学分析确定定位点和夹紧点；(3)利用基于知识的专家系统选择定位面和夹紧面；(4)基于几何分析的夹具规划；（5）用于定位基准选择的精度关系分析；（6）组合夹具的构形设计。5.6.3 自动化夹具（AFD）近年来组合夹具系统的设计受到了夹具行业的普遍关注, 并且在一些文献中对该

47、领域的最新发展成果进行了回顾，通过几何计算的方法验证了夹具构形中力的锁合问题, 在确定优化的夹紧点和夹紧顺序中提出了几何推理的方法, 这种方法在考虑到力的锁合后, 从候选的夹紧点布局中确定最优化的夹紧点, 是非常简单并行之有效的。通过变形一种是由于装夹所产生的接触变形, 另一种是由于切割力所引起的工件的弯曲变形分析, 对支撑和夹紧位置进行所需的重新布置, 以在给定的工件上设计出最好的支撑、定位和夹紧位置, 完成加工过程中牢固精确地夹紧工件的功能，并在自动夹具设计原型系统中贯彻了这样的推理机制该系统提供了一种智能化的自动夹具设计环境系统由个主要模块构成完全信息化的产品模型知识库推理机制最终的夹具

48、构型。按照自动化程度区分, 夹具设计系统分为交互式, 半自动化式和自动化式交互式的夹具。设计系统是计算机为使用者提供一种信息化的用户界面, 基于设计者的知识, 辅助用户选择合适夹具元件的一种系统系统由于要由用户根据工件的几何形状及加工要求来选择装夹表面、装夹点及夹具元件, 所以是非常耗时的, 而且并未完全开发出计算机的功能半自动化式的夹具设计系统是在交互式的基础上加以改进而来的, 它降低了对设计者专业知识的要求而自动化式的夹具设计系统用以进一步提高夹具设计过程的效率和质量, 可以自动确定夹紧点, 自动从一系列候选点列表中选择精确的夹紧点, 等基于先进的及技术在组合夹具上的应用, 使用方法和一软

49、件技术, 开发了一种自动组合夹具设计系统该系统与交互式和半自动化式的夹具设计系统相集成, 除了能够自动确定夹紧点外, 还可以使用加工干涉检测子模块来防止加工过程中切割工具和夹具之间的干涉和则提出了一种快速干涉检测算法, 该方法将夹具部件模型简化成具有高度信息的二维轮廓模型, 它不同于使用填充实体的检测过程, 在夹具验证方面更加有效6。5.7本章小结本章主要是夹具的设计，首先是定位机构的确定，定位误差的分析与计算，然后是夹紧力的计算，定位元件的强度校核等。结论为期四个月的工艺、夹具毕业设计基本结束，回顾整个过程，虽然我深深体会到了工作的艰辛，但面对着独立完成的毕业设计，我觉得受益匪浅，成功的喜悦

50、油然而生。毕业设计使我对四年中所学的知识有了进一步的理解，也巩固和补充了所学到的东西，使理论与实践更加接近，强化了生产实习中的感性认识，是对大学四年学习知识的综合运用，这也是走上工作岗位前的一次有益的锻炼。本次毕业设计主要分两个阶段。第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段本人认真复习了有关书本知识学会了如何分析零件的工艺性，学会如何查有关手册，选择加工余量、确定毛坯的类型、形状、大小等，绘制出了毛坯图。有根据毛坯图和零件图构想出工艺方案，确定了合理的方案来编制工艺。其中运用了基准选择、切削用量选择计算，时间定额计算等方面的知识。还结合了我们生产实习中所看到的实际情况选

51、定设备，填写了工艺文件。运用工件定位、夹紧及零件结构设计等方面的知识。通过这次设计，我基本掌握了一个中等复杂零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步入等。学会查阅手册，选择使用工艺装备等。总的来说，这次设计，使我在基本理论的综合运用以及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我独立思考问题、解决问题创新设计的能力，为以后设计工作打下了较好的基础。由于自己水平有限，缺少设计经验，在设计中存在错误之处在所难免，请各位老师给予批评指正。最后，衷心的感谢各位老师的精心指导，使我顺利的完成此次设计。谢谢！致谢经过三个月的毕业设计忙碌之后，设计最终完成，心理有一种说不出的轻松，

52、设计过程中遇到许多的问题，在众多师友的帮助下予以解决。首先要感谢唐文明老师对我的指导和督促，唐老师给我指出了正确的设计方向，使我加深了对知识的理解,同时也避免了在设计过程中少走弯路，唐老师的督促使我一直把毕业设计放在心理，保证按质按量的完成；要感谢宿舍同学，是大家营造了良好的学习环境，在做设计的过程中互帮互助，使我的CAD、PRO/E和UG操作水平比以前有了很大提高，同时较全面的掌握了Word的编辑功能；还要感谢那些把借阅证让我借书的同学，使得我查阅资料非常方便。大学生活至此划上了圆满的句号，在哈尔滨理工大学这块土地上有众多莘莘学子辛勤的耕耘，在这块土地上我健康快乐的成长，我永远不会忘记可亲的

53、同学，我永远记得这片土地。参考文献1 王绍俊机械制造工艺设计手册哈尔滨工业大学出版社，1995 35502 龚定安，蔡建国机床夹具设计原理陕西科技大学出版社，1981 84903 黄克孚，王光逵机械制造工程学机械工业出版社，1992 25364 邱宣怀机械设计高等教育出版社，2002 33655 李哲 夹具设计手册机械工业出版社，1993 40556 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学机床夹具设计手册. 上海科学技术出版社，1979 1031217 陈露 AutoCAD2006基础及应用教程电子工业出版社，2006 56748 王启平机械制造工艺学哈尔滨工业大学出版社，1998 15359 刘品机械加工工艺编制手册机械工业出版社，1993 456310 浦林祥机械零件设计手册机械工业出版社，1997 466311 赵家齐机械制造工艺学课程设计指导书机械工业出版社，1994 476212 上海柴油机厂工艺设备研究所金属切削机床夹具设计手册. 机械工艺出版社，1982 657813 石光源机械制图. 高等教育出版社，1997 56614 张耀辰机械加工工艺设计实用手册航空工业出版社，1999 12014615 李益民机械制造工艺设计简明手册机械工业出版社，1993 365816 Naki, D. Wagen. Rubber crumb tough