1045 CA10B 解放牌汽车第四速及第五速变速叉铣夹具设计说明书+中外文翻译+工艺过程卡+工序卡装配图+零件图CAD

1、江阴职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第1章 绪论本次设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次毕业设计之后，我得到一次在毕业工作前的综合性训练，我在想我能在下面几方面得到锻炼： （1）运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。（2）提高结构设计能力。通

2、过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。（3）学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。 就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力。 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD图等详细附件）第2章 零件的分析2.1. 零件的作用题目所给的是第四速及第五速变速叉（CA10B 解放牌汽车），作用为在变速器中实现变速作用，调速。2.2 零件的工艺分析CA10B解放牌汽车第四速及第五速变速差，从零件图可以看出，位置

3、公差只有一个就是插口处端面保持与螺纹口端面垂直，此项由夹具保证即可，上端面的槽，19孔，叉口处厚度，柄的厚度，以及横向距离和横向距离具有公差要求，但要求精度不是很高，最高要求IT9，叉口处粗糙度要求为3.2um，19孔粗糙度要求为6.3um，端面槽处的粗糙度为10um,这些通过粗加工半精加工精加工来达到要求。此外零件的一些表面有硬度要求5863HRC，这个要求可以通过局部淬火要达到要求，零件的氧化层深度为520um，可以用阳极氧化法来处理来达到要求，综上所述，零件的要求处于中度，所以可以按照一定要求加工所得。第3章 工艺规程的设计3.1.确定毛坯的制造形式零件材料为20刚，模锻，零件年产量为5

4、000件，已达大批量生产水平，故采用精度较高的模锻。锻造拔模斜度不大于7度。3.2.基准的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。粗基准的选择应以下面的几点为原则：a、应选能加工出精基准的毛坯表面作粗基准。b、当必须保证加工表面与不加工表面的位置和尺寸时，应选不加工的表面作为粗基准。c、要保证工件上某重要表面的余量均匀时，则应选择该表面为定位粗基准。d当全部表面都需要加工时，应选余量最小的表面作为基准，以保证该表面有足够的加工

5、余量。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。因本零件毛坯是模锻，锻件度精度处于中等水平，粗基准选螺纹口端面，叉口内侧和孔端面，实现限制六个自由度的完全定位。（2）精基准的选择。基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以

6、顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。互为基准的原则，选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。这里主要应该考虑基准重合的问题。当设计

7、基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置出发，进而保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。 3.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等级等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案：工序：铣削上端面，以螺纹孔端面，孔端面，叉口内侧为定位基准。工序：铣削凸台端面。 工序. 铣削凸台处圆弧面。 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD图等详细附件）

8、工序：表面氧化处理工序：检验以上工艺过程详见“机械加工工艺卡片”。 3.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定3.4.1 选择毛坯毛坯经模锻生产，已经由零件图给出。3.4.2确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差。（1） 锻件公差等级 由该零件的功用和技术要求，确定其锻件等级为普通级（2） 锻件质量 根据零件的成品质量1.5kg,估算=2.2kg（3） 锻件形状复杂系数S 该锻件为长方形，则由公式（5-4），公式（5-5） Kg 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD图等详细附件）（4） 零件表面粗糙度 由零件图知，粗糙度要求不高，最高为3.2 3.4.3确定机械加工余量 根据锻件质量，零件表面

9、粗糙度，形状复杂系数表5-9，由此查得单边余量在厚度方向和水平方向都为1.72.2，即锻件各外径的单面余量为1.7-2.2mm.叉口处端面的单面加工选择为2mm，上端面处选择1.75mm.3.5 确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量，进给量f和切削速度v.确定顺序是先确定, f,再确定v.工序一，切削用量及基本时间的确定。1， 加工条件；20钢，=410Mpa,模锻件。加工要求；铣削端面粗糙度为10，我们选用X61卧式铣床。 (1) 切削用量，本工序为粗铣端面，所选刀具为高速钢三面刃铣刀，铣刀d=100,L=10, 错齿齿数18，由于加工刚料的在600MPA以下，故选用前角=20 后角=

10、12（周齿），=6（端面），已知铣削深度=1.75mm，宽度=17.6.1 确定每齿的进给量根据表5-144，X61型卧式铣床的功率为4KW，工艺系统刚性为中等，细齿盘铣刀加工刚料，查得每齿进给量=0.04-0.06mm/z.现取=0.05mm/z.2 选择铣刀磨钝标准及耐用度。根据表5-148，用高速钢盘铣刀粗加工刚料，铣刀刀齿后面最大磨损量为0.6mm；铣刀直径d=100mm,耐用度T=120min(表5-149)。3 确定切削速度和工作台每分钟进给量根据表2-17中的公式计算： V=式中，=43，=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，m=0.2,T=120min. =1.7

11、5mm, =0.05mm/z 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD图等详细附件） =83.9r/min选用X61型卧式铣床为n=80r/min=1.333r/s,则实际切削速度v=0.52m/s,工作每分钟的进给量为=54mm/min,选择=50mm/min,则实际的每齿进给量为=0.046mm/z.4 校验机床功率。根据表2-18的计算公式，铣削的功率为式中，=650，=0.10，=0.72，=0.86，=0，=0.86，=0.046mm/z，=0.63 =269.8N =0.14kwX61铣床的 主电动机的功率为4kw,故所选切削用量可以采用。所确定的切削用量为=0.046mm/z，=

12、50mm/min，n=80r/min，v=0.52m/s（2）基本时间 根据表2-25，三面刃铣刀铣面的基本时间为，式中，,工序二切削用量及基本时间的确定。1 粗铣（1）切削用量，本工序是粗铣平面，选用高速钢镶齿面铣刀选用已知铣削深度，铣削宽度为，机床选用立式铣床X51，共铣四个面。1， 确定每齿的进给量 根据表5-144，X51立式铣床的发动机功率为4.5，工艺系统刚性为中等，进给量取，现取。2， 选择铣刀磨钝标准及耐用度。根据表5-148，用高速钢粗加工刚料，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.06mm，耐用度T=120min3， 确定切削速度和工作台每分钟进给量，根据表2-17中的公式计算：

13、 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD图等详细附件）根据X51型立式铣床主轴转速表选择,实际切削速度 工作台每分钟进给量为，根据X51型立式铣床工作台的进给量表5-73得，选择，则实际每齿的进给量为4 校验机床功率根据表2-18的计算公式铣削时的功率为式中，此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD图等详细附件）工序三切削用量及基本时间的确定(1) 切削用量 本工序为铣圆弧，所选刀具为高速钢圆角铣刀，参数，铣削深度1确定每齿的进给量根据表5-144，X60型卧式铣床的功率为2.8KW，工艺系统刚性为中等，细齿盘铣刀加工刚料，查得每齿进给量=0.04-0.06mm/z.现取=0.05mm/z.

14、2选择铣刀磨钝标准及耐用度。根据表5-148，用高速钢盘铣刀粗加工刚料，铣刀刀齿后面最大磨损量为0.6mm；铣刀直径d=100mm,耐用度T=100min(表5-149)。3 确定切削速度和工作台每分钟进给量根据表2-17中的公式计算： V=式中，=43，=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，m=0.2,T=120min. =1.75mm, =0.05mm/z=2.5,z=24,d=100 32m/min =83.9r/min选用X61型卧式铣床为n=80r/min=1.333r/s,则实际切削速度v=0.42m/s,工作每分钟的进给量为mm/min,根据X60型卧式铣床工作台进

15、给量表（5-76），选择=90mm/min,则实际的每齿进给量为4 校验机床功率。根据表2-18的计算公式，铣削的功率为式中，=650，=0.10，=0.72，=0.86，=0，=0.86，=0.063mm/z，=0.63 =58N =0.024kwX61铣床的 主电动机的功率为4kw,故所选切削用量可以采用。所确定的切削用量为=0.063mm/z，=90mm/min，n=80r/min，v=0.42m/s（2） 基本时间 根据表2-25，三面刃铣刀铣面的基本时间为，式中，工序四切削用量及基本时间的确定。 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD图等详细附件）4， 确定每齿的进给量 根据表5-

16、144，X51立式铣床的发动机功率为4.5，工艺系统刚性为中等，进给量取，现取。5， 选择铣刀磨钝标准及耐用度。根据表5-148，用高速钢粗加工刚料，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.06mm，耐用度T=120min6， 确定切削速度和工作台每分钟进给量，根据表2-17中的公式计算： V=式中 =49.89m/min根据X51型立式铣床主轴转速表选择n=21r/min=3.5r/s,实际切削速度 工作台每分钟进给量为，根据X51型立式铣床工作台的进给量表5-73得，选择，则实际每齿的进给量为4 校验机床功率根据表2-18的计算公式铣削时的功率为式中， 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD图等

17、详细附件）X51铣床的电动机的功率为4.5kw，故切削用量可以采用，（2）基本时间 ，式，2 精铣：铣削宽度=10，铣削深度=0.3（1）确定每齿进给量，如粗铣所示，取=0.05mm/z（2）选择铣刀磨钝标准及耐用度，如粗铣所示。（3）确定切削速度和工作台每分钟进给量。根据表2-17中的公式计算：V= ，式中系数与粗铣时一样，除=0.3mm=56.07r/min根据X51型立式铣床的主轴转速表（表5-72），n=210r/min=3.5r/s实际切削速度工作台每分钟进给量为=根据X51型立式铣床工作台进给量表5-73得，选择=100mm/min,则实际的每齿进给量为=（4）校验机床功率根据表2

18、-18的计算公式，铣削时的功率为，式中系数如粗铣时所示，除=0.3mmN X51铣床的电动机的功率为4.5kw，故切削用量可以采用=0.048mm, =100mm/min,n=210r/min,v=0.88m/s工序五切削用量及基本时间的确定。切削用量的确定，选用高速钢镗刀，镗杆伸出长度10mm，选用C616A型卧式车床。（3） 确定每齿的进给量根据表5-115，查得=0.150.30mm，现取=0.2 mm/r(2) 选择车刀磨钝标准及耐用度根据表5-119，车刀后面最大磨损量为1，耐用度为T=60min(3) 确定切削速度v，按表2-8的计算公式确定 式中，=67.2，=0.25，=0.3

19、3，m=0.125 =57m/min R/min按C616A车床的转速，选择n=225r/min(4)确定此工序的基本时间。选择镗刀的主偏角 式中 ，（4）镗倒角。将镗刀移动角，为缩短时间，取倒角时的主轴转速与镗削时相同，n=225r/m工序六，切削用量及基本时间的确定。（1）切削用量 本工序为粗铣槽，所选刀具为高速钢三面刃铣刀。铣刀直径为125mm，宽度L=13mm，齿数z=20,由于加工刚料的在600MPA以下，故选前角，后角（周齿），（端齿），已知铣削宽度=16mm，铣削深度=10mm，机床选用X62型卧式机床。1确定每齿进给量。根据表5-144，X62型卧式铣床的功率为7.5kw（表5

20、-74），工艺系统刚性为中等，细齿盘铣刀加工材料，查得每齿进给量 =0.060.1mm/z. 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD图等详细附件）式中，=48，=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，T=120min, =10mm，=0.07mm/z，=16mm，z=20,d=125mm,=1.0. =26.75m/min r/min根据X62卧式铣床主轴转速表（表5-75），选择n=60r/min=1r/s,则实际切削速度v=0.39m/s,工作台每分钟进给量为 mm/min 根据X62型卧式铣床工作台进给量表（表5-76），选择=75mm/min,则实际的每齿进给量为。4 校

21、验机床功率。根据表2-18的计算公式，铣削时的功率为 式中， 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD图等详细附件）X62铣床主电动机功率为7.5kw，故所选切削用量可以采用。故确定的切削用量为=0.063mm/z,=75mm/min,n=60r/min,v=0.39m/s(2)基本时间 根据表2-25，三面刃铣刀铣槽的基本时间为 式中，min注；以上工序一到六的计算，参考机械制造技术基础课程设计指南工序七，切削时间及基本时间的确定1 钻孔（1）钻头选用16的标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刀。（4） 确定切削用量1） 确定进给量，根据表3.4-1 可查出=0.310.37mm/r,由于孔深

22、和孔径之比不需要修正，所以选用Z150A型立式钻床，取进给量为=0.35mm/r.根据表3.4-3，钻头强度所允许的进给量=1.22mm/r.机床进给机构允许的轴向力=16000N（由机床说明书查出），根据表3.4-4，允许的进给量1.5mm/r. 由于所选择的进给量远小于及，故所选可用2） 确定切削速度v，轴向力F，转矩T以及切削功率 用不同刀具材料进行钻，扩，铰空的v,F,T,均可以按表3.4-8及表3.4-10进行计算。根据所给条件，可直接在表3.4-15中用插入法计算得： V=16m/min,f=4610N,T=33.64, =1.1kw,由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应

23、对结果进行修正.由表3.4-9知，切削速度的修正系数=0.72，=1，故 查Z150A型立式钻床说明书，取 n=230r/min.实际切削速度v为 m/min由表3.4-11，切削力及转矩的修正系数，故 N 3） 校验机床功率 切削功率为 =kw机床的有效功率为 kw 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD图等详细附件）2 扩孔（1） 扩孔钻选用18.7mm标准高速钢扩孔钻（5） 确定扩孔切削用量1） 确定进给量 根据表3.4-5，取取=0.45mm/r2)确定切削速度v及n根据表3.4-34，取v=30m/min 由于切削条件与上表不同，切削速度尚需乘以以下修正系数故mm/min 根据Z1

24、50A型立式钻床说明书，取n=370r/min，则实际扩孔速度 m/min3. 铰空（1）铰刀选用19mm标准高速钢铰刀（2）确定铰空切削用量1）确定进给量 根据表3.4-6查出，按照标注4，进给量取小值。 根据Z150A型立式钻床说明书，取=0.8mm/r2)切削速度V 及n,根据表3.4-40，取v=13.5m/min切削速度的修正系数由表3.4-9查出 故根据Z150A型立式钻床说明书，取n=150r/min,则实际铰孔速度m/min4 惚钻倒角1）选用高速钢外锥面惚钻2）根 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD图等详细附件）m/min5 各工序的实际切削用量根据以上计算，各工序的切

25、削用量如下；钻孔：=16mm,=0.35mm/r,n=230r/min,v=11.56m/min扩孔：=18.7mm, =0.45mm/r,n=370r/min,v=21.7m/min铰孔：=19mm, =0.8mm/r,n=150r/min,v=8.95m/min惚倒角：=25mm,=7mm, =0.1mm/r,n=400,v=23.86m/min 6基本加工时间的确定1） 钻孔时间 2） 扩孔时间 3） 铰孔时间4） 惚倒角时间工序八 切削用量和基本时间因为螺纹孔为为细牙螺纹，所以螺纹孔加工到（1）钻头选用mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刀（2）确定钻削用量1）确定进给量，根据表3.

26、4-1可查出，选用立式钻床Z5125A，取进给量为=0.25mm/r根据表3.4-3，钻头强度所允许的进给量=0.78mm/r。机床进给机构允许的轴向力=9000N根据表3.4-4允许的进给量>1.9mm/r由于所选择的进给量远小于及，故所选可用2） 确定切削速度v，轴向力F，转矩T以及切削功率，用不同刀具材料进行钻，扩，铰空的v,F,T,均可以按表3.4-8及表3.4-10进行计算。根据所给条件，可直接在表3.4-15中用插入法计算得：v=15m/min,F=3010N,T=10.03,=0.51kw,由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对结果进行修正，由表3.4-9知，切削

27、速度的修正系数故取N=375r/min.则实际切削速度v为 由表3.4-11，切削力及转矩的修正系数故 此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD图等详细附件）2 基本时间 工序九切削用量和基本加工时间（1） 选用的细长柄机用丝锥，前角，后角，主偏角（2） 选用切削速度 根据表7.2-13查得mm/min,选择v=10m/min（3）扭矩的确定根据表7.2-12得查得，（4）攻螺纹时的转速r/min取n=310r/minm/min选择丝锥退出时的转速为450r/min基本时间的确定 =15.9s工序九 局部硬化采用高频加热(频率)将所示表面加热到，放在水中冷却到室温。即可达到零件所要求硬度。工序

28、十 用阳极氧化方法中的硫酸法，为工件表面镀一层厚度为氧化膜。工序十一 检验第4章 .机床夹具设计4.1 机床夹具介绍夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期。机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要

29、特征表现为夹具与机床的紧密结合。夹具的现状生产对其提出新的要求 现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有只能感等生产的能力工厂中约拥有1300015000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。 综上所述，

30、现代生产对夹具提出了如下新的要求： 、能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期 、能装夹一组相似性特征的工件 、适用于精密加工的高精度的机床 、适用于各种现代化制造技术的新型技术 、采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率4.2现代夹具的发展发向 现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面：精密化随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高对其精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度可达正负0.1，用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5um，又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆读可达0.20.5um。高效化高

31、效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的，以提高劳动生产率，减少工人劳动强度，常见的高效化夹具有：自动化夹具、告诉化夹具、具有夹紧动力模块的夹具等。例如使用电动虎钳装夹工件，可使工件效率比普通虎钳提高了5倍左右；而高速卡盘则可保证卡爪在转速9000r/min的条件下能正常夹紧工件，使切削速度大幅度提高。、柔性化夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是通过调组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等，具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块夹具、数控夹具等，在较长时间内，夹具的柔性化趋向将是夹具发展的主

32、要方向。、标准化夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面，在制造典型夹具，结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和不见的形成：舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括：夹具、部件、元件、毛坯和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造了良好的条件。目前，我国已有夹具零件、部件的国家标准：GB21482249-80，GB22622269-80以及通用夹具标准，组合夹具标准等。夹具的标准化也是夹具柔性化高效化的基础，作为发展趋势，这类夹具的标准化，有利于夹具的专业化生产和有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。夹具是一种

33、能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。4.3机床夹具的定位及夹紧1），概述 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，接受施工或检测的装置。机床夹具的概念 在机械加工过程中，为了保证加工精度，首先要使工件在机床上占有正确的位置，确定工件在机

34、床上或夹具中占有正确的位置的过程，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。用以装夹工件的装置称为机床夹具，简称夹具。）机床夹具的组成（）机床夹具的基本组成部分定位装置 该装置由定位元件组合而成，其作用是确定工件在夹具中的正确位置。夹具装置 该装置的作用是将工件压紧夹牢，并保证工件在加工的过程中正确位置不变。夹具体 夹具体是夹具的基本骨架，通过它将夹具所有的元件构成一个整体。（2）机床夹具的其他特殊元件或装置连接元件 根据机床的特点，夹具在机床上的安装连接常有两种形式。一种是安装在机床工作台上，另一种是

35、安装在机床主轴上。连接元件用以确定夹具本身在机床上的位置。如机床夹具所使用的过渡盘，铣床夹具所使用的定向键等，都是连接元件。 对刀元件 常用在普通铣床夹具中，用对刀快调整铣刀加工前的位置。对刀时，铣刀不与对刀快直接接触，而用塞尺进行检查，以免碰伤铣刀的切削刃和对刀快工作表面。 导向元件 常用在钻床、镗床夹具中，用钻套和镗套引导刀具加工中的正确位置。其他元件或装置 根据加工需要，有些夹具还分别采用分度装置、靠模装置、上下料装置等。这些元件或装置需要专门设计。随行夹具3）机床夹具的分类 根据机床夹具的通用化程度，可将夹具氛围以下几种：通用夹具，专用夹具，成组夹具，组合夹具，随行夹具。 其中专用夹具

36、是针对某一种工件的某道工序专门设计的夹具。所以结构紧凑，操作迅速方便。专用夹具通常由使用厂根据要求自行设计与制造。专用夹具定位精度高，一批工件加工或所得尺寸稳定，互换性高，并且可以减轻劳动强度，节省工时，显著提高效率，另外利用专用夹具还可以扩大机床的工艺范围。但专用夹具是为满足某个工件某道工序的加工需要而专门设计的，所以它的适用范围较窄。此外、专用夹具的设计制造周期较长。当产品更换时，往往因无法再使用而报废，因此，专用夹具主要适用于产品品种相对稳定的大批大量生产。4） 机床夹具在机械加工中的作用 夹具是机械加工中的一种工艺装备，它在生产中起的作用很大，所以在机械加工中的应用十分广泛。归纳起来有

37、以下几个方面的作用：保证工件的加工精度 由于采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置，所以在机械加工中，可以保证工件各个表面的相互位置精度，使其不受或不受各种主观因素的影响，容易获得较高的加工精度，并使一批工件的精度稳定。提高劳动生产率和降低加工成本 采用夹具使工件装夹方便，免去工件逐个找对刀所花费的时间，因此可以缩短辅助时间。另外，采用夹具装夹，产品质量稳定，对操作工人的技术水平的要求可以降低，有利于提高生产率和降低成本。扩大机床工艺范围和改变机床用途 使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。这是在生产条件有限的也器中常用的一种技术改造措施。例如

38、，在车床或摇臂钻床上安装镗摸夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工，以充分发挥通用机床的作用。改善劳动条件和保证生产安全 使用专用机床夹具可减轻工人的劳动强度、改善劳动条件，保证安全生产。4.4工件的装夹方式工件在机床上的装夹方式有以下三种方法：1）直接找正法 在机床上根据工件上有关基准直接找正工件，使工件获得加工的正确位置的方法。 直接找正法的定位精度和工作效率，取决于被找工件表面的精度、找正方法和所用工具及工人的技术水平。此法一般多用于单件小批生产和精度要求特别高的场合。2） 划线找正法 在机床上按毛坯或工件上所划线找正工件，使工件获得正确位置的方法。 此法由于受到划线精度的限制，定位精度比

39、较低，多用于单件小批量生产、毛坯精度较低以及大型零件等不使用夹具的粗加工中。3） 用夹具装夹 即通过夹具上的定位元件使工件相对于刀具及机床获得正确位置的方法。 此法使工件定位迅速方便，定位精度较高，广泛用于成批和大量生产。上述用装夹工件的方法有以下几个特点：1 工件在夹具中的定位，是通过工件上的定位基准与夹具上的定位元件相接触而实现的。由于夹具预先在机床上已调整好位置（也有在加工过程中再进行找正的），因此，工件通过夹具相对于机床也就有了正确的位置。通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。4.5基准及其分类 机器零件是由若干个表面组成的。这些表面之间的相对位置关系包括两方面

40、的要求：表面见的位置尺寸精度和相对位置精度。研究零件表面的相对位置关系，是离不开基准的。不明确基准就无法确定表面的位置。 基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基准两大类。1）设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。2） 工艺基准 零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。1 装配基准 装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。2 测量基准 测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准，称为测量基准。3 工序基准 在加工工序中，用

41、以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。4 定位基准 工件定位时所采用的基准，称为定位基准。 需要说明的是，作为基准的点、线、面在工件上并不一定具体存在。如轴心线、对称面等，它们是由某些具体表面来体现的。用以体现基准的表面称为定位基准。4.6工件的定位1） 工件定位的基本原理 工件装夹在机床上必须使工件相对于刀具和机床处于正确的加工位置，它包括工件在夹具的定位、夹具在机床上的安装以及夹具相对于刀具和整个工艺系统的调整等工作过程。在使用夹具的情况下，就要使机床、刀具、夹具和工件之间保持正确的加工位置。显然，工件的定位是其中极为重要的一个环节。1 六点定位原则 定位，就

42、是限制自由度。通常是用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是工件定位的“六点定位原则” 。 工件定位中可能出现的集中情况 完全定位 六个支承点限制了工件的全部自由度，称为完全定位。 不完全定位 根据工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，这样的定位，称为不完全定位。 欠定位 根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有被限制的定位，称为欠定位。器定位无法保证加工要求，所以是决不允许的。 过定位 夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同一个或几个自由度的现象，称为过定位。过定位中常会出现干涉现象。 消除或减小

43、过定位所引起的干涉，一般有两种方法： 一种是提高定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度。 另一种是改变定位元件的结构，使定位元件在重复限制自由度的部分不起定位作用。4.7 常见定位方式及定位元件 定位方式和定位元件的选择包括选择定位元件的结构、形状、尺寸及布置形式等，他们主要取决于工件的加工要求、工件定位基准和外力的作用等因素。） 工件及平面定位1 主要支承 主要支承用来限制工件的自由度，起定位作用固定支承可调支承自位支承辅助支承 提高工件的安装刚性和稳定性 螺旋式辅助支承 自位式辅助支承 推引式辅助支承 液压锁紧的辅助支承2）工件以圆柱空定位（1） 圆柱销（2） 圆锥销（3） 圆柱心

44、轴3）、工件以外圆柱面定位（1）在V形块中定位（2）在圆孔中定位（3）在半圆孔和圆锥孔中定位4.8工件的夹紧在机械加工中，工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。工件定位以后需要通过一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上，使工件在加工过程中，不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而发生位置变化或产生振动，以保证加工精度和安全生产。这样把工件压紧夹牢的装置，即称为夹紧装置。） 夹紧装置的组成及基本要求（1）、夹紧装置的组成力源装置中间传动机构 作用如下：改变夹紧作用力的方向改变夹紧作用力的大小具有一定的自锁性能夹紧元件（2）、对夹紧装置的基本要求夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的

45、正确位置夹紧力的大小要适当夹紧装置要操作方便结构要进凑简单，有良好的结构工艺性，尽量使用标准件2）、夹紧力的确定 确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情况，而且必须考虑定位装置的结构形式和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作用。只有夹紧力的作用点分布合理，大小适当，方向正确才能获得良好的效益。（1）夹紧力方向的确定夹紧力方向应垂直于主要定位基准面夹紧力的方向最好与切削力、工件重力方向一致（2）夹紧力作用点的选择应能够保持工件定位稳定可靠，在夹紧过程中不会引起工件产生位移或偏转。应尽量避

46、免或减少工件的夹紧变形夹紧力作用点应尽量靠近加工部位（3）夹紧力大小的估算首先假设系统为刚性系统，切削过程处于稳定状态。常规情况下，只考虑切削力（矩）在力系中的影响；切削力（矩）用切削原理公式计算。对重型工件应考虑工件重力的影响。在工件做高速运动场合，必须计入惯性力。分析对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡方程计算此状态下所需的夹紧力即为计算夹紧力将计算夹紧力再乘以K，即得实际夹紧力。K为总安全系数，K=K0K1K2K3 各种因素的安全系数可查表2-3，一般K=1.52.5； 当夹紧力与切削力相反时，K=2.53 。3）典型夹紧结构斜楔夹紧结构螺旋夹紧结构单个螺旋夹紧结构螺旋压板夹紧结构偏心夹紧

47、机构4），定心夹紧机构 当加工尺寸的工序基准是中心要素（轴线、中心平面等）撕，为使基准重合以减少定位误差，可以采用定位夹紧机构，所以，定心夹紧机构主要用于要求准确定心或对中的场合。（1） 螺旋式定心夹紧机构（2） 杠杆式定心夹紧机构（3） 楔式定心夹紧机构（4） 弹簧筒夹式定心夹紧机构（5） 膜片卡盘定心夹紧机构（6） 波纹套定心夹紧机构（7） 液性塑料定心夹紧机构4.9设计宗旨 设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。4.10 夹具

48、设计对机床专用夹具的基本要求可总括为以下几个方面：（1） 稳定地保证工件的加工精度（2） 提高机械加工的劳动生产率（3） 结构简单，有良好的结构工艺性和劳动条件（4） 应能够降低工件的制造成本（5） 适当提高夹具元件的通用化和标准化程度，以缩短夹具制造周期，降低夹具成本4.10.1 加工19孔夹具设计（1）、定位基准的选择 在进行19孔加工时，选择28外圆和端面为定位基准。选择28外圆和端面为定位基准限制了工件的五个自由度，还需要限制一个自由度，之后选用叉口外侧为定位，这样完全限制六个自由度，实现完全定位。夹具上的定位元件是：V形板，支撑板，挡销。（2）夹具方案的确定本夹具主要用来加工19孔，

49、由于零件的加工批量属于大批量生产，就要求所设计的专用夹具不仅要保证加工精度，而且要保证要有较高劳动生产率，能顺利的完成加工要求。从上述的定位分析可知，28的面限制了3个自由度，一个方向的左右移动和两个方向的转动，端面限制了2个自由度，一个方向的移动和一个方向的转动，叉口处外侧限制1个自由度，一个方向的移动，这样限制了6个自由度，实现完全定位。（3）切削力及夹紧力的计算刀具：硬质合金刀具，10mm，Z=2mm切削力 由工序七得知切削力为F=3458N 夹紧力的计算由机床夹具设计手册的，单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按下式计算 式中 单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N） Q原始夹紧力（N） L作用力臂 螺杆

50、顶部与工件间的当量摩擦半径（mm）,其值视螺旋杆顶部的结构形式而定。 螺旋杆顶部与工件间的摩擦角 螺纹中经之半 螺纹升角 螺旋副的当量摩擦角由公式查表计算得=3924N由于夹紧力大于切削力F，所以夹紧机构可以使用。（3）、定位误差的分析本夹具以外圆及端面和叉口处外侧为定位基准，能够达到孔的公差要求和粗糙度要求。4.10.2 加工M10X1螺纹孔的夹具设计（1）定位基准的选择在加工M10X1的孔时，19的孔已经加工加工出，所以选择19的孔为定位基准，选择凸侧面作为定位定位基准，这样能够限制五个自由度，还差一个自由度需要限制，之后选择端面为定位基准，这样就能够实现完全定位。夹具上的定位元件是：带台肩心轴，支承板，圆偏心夹紧机构。（3） 夹具方案的确定。本夹具主要用来加工M10X1孔，由于零件的加工批量属于大批量生产，就要求所设计的专用夹具不仅要保证加工精度，而且要保证要有较高劳动生产率，能顺利的完成加工要求。 从上述定位可知，19孔限制了4个自由度，两个方向的移动和两个方向的转动，之后端面和凸侧面分别限制一个移动和转