典型夹具设计

1、青岛理工大学琴岛学院本科毕业设计说明书（论文）摘 要制造业中尤其是机械制造业，在产品生产过程中按照特定工艺，不论其生产规模如何，都需要种类繁多的工艺装备，而制造业产品的质量、生产率、成本无不与工艺装备有关。随着不规则形状零件在现代制造业中的广泛应用，如何保证这类零件的加工精度就显得尤为重要，随着社会技术的发展，机械的应用越来越广泛，在机械结构组成的中，轴承占据着重要地位，与之对应的轴承端盖的快速设计加工也越来越重要，因此零件应具有足够的强度、钢度耐磨性和韧性，以适应端盖的工作条件，是非常重要的机械零件之一，轴承端盖应用广泛，所以端盖的夹具设计是影响夹具加工的重要因素，机械制造过程中用来固定加工

2、对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置，又称夹具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置 、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成，在端盖的夹具设计中，主要从夹具这几个组成方面来设计。关键词：机械制造，夹具，轴承端盖 IIAbstractEspecially machinery manufacturing in the manufact

3、uring industry, the production process according to a specific process, regardless of their size, requires a wide range of technology and equipment, and manufacturing all product quality, productivity, cost and process equipment. As not rules shape parts in modern manufacturing in the widely applica

4、tion, how guarantee this class parts of processing precision on is particularly important, as social technology of development, machinery of application increasing widely, in machinery structure composed , bearing occupy with important status, and of corresponds to of bearing end cover of fast desig

5、n processing also increasingly important, therefore parts should has enough of strength, and steel degrees wear sexual and toughness, to adaptation end cover of work conditions, is very important of machinery parts one of, bearing end cover application widely, Fixture design for end cover are import

6、ant factors affecting Jig machining, machinery used in the manufacturing process, stationary processing object so that it occupies the correct position to accept construction or inspection devices, also known as the fixture. Broad said that any process in the process used to quickly, easily and secu

7、rely install the workpiece device, can be called a fixture. Fixture usually by positioning components (determines workpiece in fixture in the of correctly location), and clip tight device, and on knife boot components (determines tool and workpiece of relative location or guided tool direction), and

8、 points degrees device (make workpiece in once installed in the can completed number a station of processing, has rotary points degrees device and line mobile points degrees device two class), and connection components and clip specific (fixture base), composed, in end cover of fixture design in the

9、, main from fixture this several composed aspects to design.Key words： Machinery manufacturing ，Fixture ，Bearing end plate目 录摘 要.IAbstractII 1绪论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12端盖零件的用途、技术要求32.1端盖的用途32.2端盖的技术要求33零件的工艺分析53.1端盖的工艺分析.53.2零件加工工序.53.3工艺路线确定.73.4工序的集中与分散.93.5表面加工方法及设备的选用103.6编写

10、工艺卡片.114切削过程.124.1概述.124.2切削加工的基本参数.125机床夹具设计.165.1夹具概述.165.2工件的定位.175.3工件定位设计.185.4工件的夹紧.225.5铣床夹具的设计特点.295.6夹具体设计.29结 论32致 谢33参考文献34附 录351 1绪论1.1机械制造工艺机械制造及其自动化是一门研究机械制造理论、制造技术、自动化制造系统和先进制造模式的学科。该学科融合了各相关学科的最新发展，使制造技术、制造系统和制造模式呈现出全新的面貌。机械制造及其自动化目标很明确，就是将机械设备与自动化通过计算机的方式结合起来，形成一系列先进的制造技术，包括CAD、CAM、

11、FMC等等，最终形成CIMS，使传统的机械加工得到质的飞跃。具体在工业中的应用包括数控机床、加工中心等。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多

12、少，公差要达到多少。1.2夹具介绍机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具 。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求 ，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置 、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，

13、有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。在机床加工工件时，为了要使该工序所加工的表面，能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及其他表面的相互位置精度等技术要求，在加工前，必须首先将工件装好夹牢。把工件夹牢，就是指在已经定好的位置将工件可靠夹住，以防止在加工时工件因受到切削力、离心力、冲击和振动等的影响，发生不应有的位置位移而破坏了定位，在夹具设计中称为夹紧。在机床夹具设计中，工件装夹的实质，就是对工件进行定位和夹紧，在本次设计中，也主要从这两个方面考虑设计。工件加工之前，必须首先使它在机床上相对刀具占有正确的加工位置，这就是定位，它包括工件在夹具中的定位、夹具在

14、机床上的定位、刀具在夹具中的对刀与导引、整个工艺系统的调整等组成环节。工件在夹具中的定位问题，是夹具设计中首先要解决的问题，因为定位问题是夹具设计的出发点，定位方案未确定，便无法进行夹紧装置、对刀导引装置及整个夹具的设计工作。所以说，工件的定位问题是很重要的。在机械加工过程中，工件会受到切削力、离心力等外力作用，为了保证在这些外力下，工件仍能在夹具中保持定位元件所确定的已有加工位置，而不至于发生振动或位移，因此，一般夹具结构中都必须设置一定的夹具装置将工件可靠夹牢，这种把工件压紧夹牢的装置，称为夹紧装置。在夹具设计中，对夹紧装置提出如下要求：加紧过程中，必须保证定位精准可靠，而不破坏原有的定位

15、。夹紧力的大小要可靠、适当，既要保证工件在整个加工过程中位置稳定不变、振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产类型相适应，在保证生产效率的前提下，其结构要力求简单，工艺性好，便于制造和维修。夹紧装置应具有良好的自锁性能，以保证在原动力波动或消失后，仍能保证夹紧状态。夹紧装置的操作应方便、安全、省力。此外，夹具还包括各种辅助元件，包括分度装置、靠模元件、上下料装置、顶出器和平衡块等，这些元件需要专门设计。2端盖零件的用途、技术要求2.1端盖的用途端盖应用广泛，是非常重要的机械零件之一。端盖的一般作用是：（a）轴承外圈的轴向定位；（b）防尘和密封，除本身可以防尘和

16、密封外，也常和密封件配合以达到密封的作用；（c）位于车床电动机和主轴箱之间的端盖，主要起传递扭矩和缓冲吸震的作用，使主轴箱的转动平稳。因此该零件应具有足够的强度、钢度耐磨性和韧性，以适应端盖的工作条件。该零件的主要工作表面为左右端面以及左端面的外圆表面，在设计工艺规程时必须重点考虑。端盖加工工艺的可行性与合理性直接影响零件的质量、生产成本、使用性能和寿命等。2.2端盖的技术要求该端盖形状的普通、结构简单，属典型的圆盘类零件，主要实现轴承轴向定位的功能，必须满足端盖的位置度要求，即垂直度和同轴度的要求，因此加工精度要求较高；端盖在工作中需承受载荷，为增加其耐磨性，对端盖要求时效处理。 图2-1零

17、件图图2-1为端盖零件简图，根据端盖的尺寸精度、技术要求和功用，经过是深入分析，该端盖零件的特点是:内圆加工精度高，右端面与中心轴线垂直度高，36孔精度要求高。从所给零件图分析可知，该端盖主要由1个台阶圆凸台与圆台组合而成，圆台上有3个均匀分布的台阶孔和一个半圆槽。其中，图1中第一幅图是剖视图，其中右端面的形位公差相对于孔的轴线的垂直度公差为0.05mm； 表2.1是本文涉及端盖的全部技术要求。 表2.1端盖零件技术要求加工表面尺寸及偏差（mm）表面粗糙度Ra（m）形位公差（mm）右端面1046.3垂直度0.05右端面大孔3.2左端面4512.5左台阶面10412.5通孔366.3台阶面小通孔

18、3712.5槽R1612.5端盖外圆面10412.5383零件的工艺分析3.1端盖的工艺性分析为了能优质、高效、低成本的加工出合格产品，在机械加工工艺规程设计中应研究如下问题：1. 零件工艺性分析及毛坯选择。2. 工艺设计的拟定。3. 工序设计。4. 工艺文件编制。5. 提高劳动生产率的主要途径。6. 工艺方案的经济分析。4 图3-1零件图由于该零件的结构比较简单，在工作工程中不会受很大的力。由于该端盖在工作过程中要承受冲击载荷，为增强其强度和冲击韧度较好的组织，以及为了可以快速加工，毛坯选用45圆钢，毛坯直径为106mm。3.2 零件加工工序工序是指一个（或一组）工人在同一个工作地点，对同一

19、个（或几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的主要依据是工作地点（或设备）是否变动及工件是否连续。同样的加工内容可以有不同的工序安排，工序内容可繁可简，根据被加工零件的生产条件而定。4分析图3-1可知，端盖的外圆面要求车销加工；零件左、右端面为平面，利用铣削的方式加工；右端面大孔的要求精度较高，采用先钻孔，再扩孔的方法，对于36的孔，也采用先钻孔再扩孔最后铰孔的方法，由于3个小孔的精度要求低，所以采用直接钻孔的方法，槽的加工直接用铣削的方法加工，另外，该零件除主要表面外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过车削，铣削，钻床的粗加工就可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法

20、加工出来。该端盖的轮廓尺寸不大，为提高生产率和铸件精度，采该零件各表面的加工余量是由各个表面的粗糙度、加工方法以及加工等级来确定的。具体加工工序及结果如下：表3.1 104外圆的加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m粗车0.110412.5表3.2 45外圆的加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m粗车0.14512.5表3.2 凸台上倒角的加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m粗车倒角0.1145o12.5表3.3 右端面的加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m粗铣0.310412.5精铣0.061046.3表3.

21、4 内圆加工余量的确定工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m钻孔0.63512.5扩孔0.09723.2表3.5左端面的加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m粗车0.14512.5表3.6台阶面加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m粗车0.110412.5表3.7 36孔的加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m扩孔0.08366.3表3.8 37孔加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m钻孔0.1712.5表3.9 槽的加工工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度/m粗铣0.1 R1612.

22、53.3工艺路线的确定3.3.1定位基准的选择定位基准的选择是制定工艺规程的一个重要问题。定位基准选择的正确与否，不仅对零件的尺寸精度和相互位置精度有很大影响，而且对零件个表面间的加工顺序也有很大影响，根据作为定位基准的工件表面状态不同，定位基准分为粗基准和精基准。用未经过加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准；用加工过的表面作为定位基准称为精基准。由于对精基准和粗基准的加工要求和用途各不相同，所以选择粗、精基准时所考虑问题的侧重点也不同。再选择定位基准时，要从保证工件精度要求出发，因而分析定位基准时应先根据工件的加工技术要求确定精基准，然后再确定粗基准。1.精基准的选择根据精基准的选

23、择要求（1） 基准重合原则 选择加工表面的设计基准做为定位基准称为基准重合。为避免基准不重合而引起的基准不重合误差，保证加工精度应遵循基准重合原则，在对加工面位置尺寸和位置关系有决定性影响的工序中，特别是当位置公差要求较严格时，一般不应违这一原则，否则，将由于存在基准不重合误差，而增大加工难度。另外，在最后精加工时，为保证精度，更应该注意这个原则，这样可以避免因基准不重合而引起的定位误差。（2） 基准统一原则 在工件的加工过程中尽可能的采用统一的一组定位基准加工工件上尽可能多的表面，称为基准统一原则。基准统一原则的优点有：可以保证所加工的各个表面之间具有正确的相对位置关系。简化了工艺过程，使各

24、个工序采用的夹具比较统一，从而减少了夹具种类与设计和制造夹具的时间和费用。可减少基准转换带来的误差，有利于保证加工精度。可在一次装夹中加工出较多的表面，提高生产率。当采用基准统一原则，无法保证表面间的位置精度时，往往是先用基准统一原则，然后在最后工序用基准重合原则保证表面间的位置精度。（3） 自为基准原则 当某些表面精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，在加工时就应尽量选择被加工表面作为精基准，即遵循自为基准原则。采用自为基准原则加工时，只能提高加工表面本身的尺寸、形状精度，而不能提高加工表面的位置精度，加工表面的位置精度应由前面的工序保证。（4） 互为基准原则 当工件上两个加工表面之间的

25、位置精度以及它们自身尺寸和形状精度要求很高时，则采取两个加工表面互为基准原则进行加工。（5） 保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则根据这些原则综合分析，所以选择精加工后的右端面为主要的定位精基准。2.粗基准的选择根据粗基准的选择要求（1）保证工件的加工面和非加工面之间的相互位置要求的原则。为保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面为粗基准。当工件上有多个不加工表面与加工表面之间有位置要求时，则选择与加工表面的相对位置有紧密联系的不加工表面作为粗基准。（2）合理分配加工余量的要求. 若工件必须保证某些重要表面余量均匀，则应选择该表面为粗基准。（3）粗基准应避免重复使用的原则.

26、 在同一尺寸方向上（即同一自由度方向上），粗基准通常只允许使用一次。粗基准一般来说比较粗糙，形状误差也大，如重复使用就会造成较大的定位误差，从而引起加工表面间较大的位置误差,因此，应避免粗基准重复使用。（4）保证定位准确、夹紧可靠的原则。 作为粗基准的表面应平整光洁，要避开锻造飞边和铸造浇口、冒口、分型面、毛刺等缺陷，以保证定位准确、夹紧可靠。当选用夹具装夹时，选择 的粗基准表面还应该使夹具结构简单、操作方便。根据粗基准的选用要求，所以选择零件左端面和右端面还有中心轴线为主要的定位粗基准。43.3.2工序顺序的安排复杂零件的机械加工通常要经过切削加工、热处理和辅助工序。在拟定工艺路线时，零件表

27、面的加工方法确定以后，工艺人员要安排切削加工的先后顺序，同时还要合理安排热处理、检验等其他工序在工艺过程中的位置。零件工序顺序安排得是否合理，对加工质量、生产率和经济性有很大的影响。1. 基准先行在每一个加工阶段选为精基准的表面要先加工，以提高定位精度，然后再以基准面定位进行其他有关表面的加工，这样能比较方便的保证加工精度要求。2. 先主后次先安排主要表面加工，再安排次要表面加工。主要表面是指零件上一些配合面、接合面、安装面等精度要求较高的表面。它们的质量对整个零件的加工质量影响较大，对其进行加工是工艺过程的主要内容，因而在确定加工顺序时，要首先考虑加工主要表面的工序安排，以保证主要表面的加工

28、精度。次要表面主要是指键槽、螺孔等，应先加工主要表面，再加工次要表面。另外，次要表面往往与主要表面有一定的相对位置要求。一般次要表面都以主要表面作为基准进行加工，因此这些表面的加工一般放在主要表面的半精加工之后，最终精加工以前加工完毕。3. 先面后空主要对于箱体零件而言，这类零件既有平面，又有孔或孔系，要保证平面轮廓平整，安放和定位比较稳定可靠，要先加工箱体表面，再加工孔或孔系。4先粗后精一个零件的切削加工过程，总是先进行粗加工，在进行精加工，最后进行精加工和光整加工，这有利于加工误差和表面缺陷的逐步切除，从而逐步提高零件的加工精度与表面质量，此外，粗加工后加工表面会产生加大的残余应力，粗精加

29、工分开后，其间的时间间隔用于自然时效，有利于减少残余应力并让其充分变形，以便在后续精加工工序中得以切除修正。3.4 工序的集中与分散 制定工艺路线时，选定了各表面的加工方法和划分加工阶段之后，就可将同一阶段中的各加工表面的加工组合成若干工序，在一般情况下，根据工步本身的性质、加工阶段的划分、定位基准的选择和转换等，进行工序组合，设计工序时，有两种思路，一种是工序分散原则，另一种是工序集中原则。1.工序集中与工序分散的概念 工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成，工序数少而各工序的加工内容多。工序分散就是将工件的加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少，即工序数目多而各工序的

30、加工内容少，最少时每道工序仅一个简单工步。2.工序集中与工序分散的特点工序集中的特点： 序装夹次数减少，在一次安装中加工多个表面，易于保证相互位置精度。 有利于采用高效的专用机床和工艺装备，可以大大提高生产率。 所用机器设备的数量少，减少了生产的占地面积和操作工人数。 工序数目减少，缩短了工艺路线，简化了生产计划工作，易于管理。 加工时间减少，减少了运输路线，缩短了加工周期。 专用机床和工艺装备成本高，机床构造通常较为复杂，其调整、维修费时费力，生产准备工作量大，转换新产品比较费时。工序分散的特点： 备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，生产准备工作量少，生产工人也便于掌握操作技术，容易适应产

31、品更换。 有利于选择合理的切削用量，又易于平衡工序时间。 设备数量多，占地面积达，工人数量也多。 工序数目较多，工艺路线长，生产周期长。43工序集中与工序分散的选用原则 工序集中与工序分散各有利弊，工序设计的集中还是分散，应根据生产类型、现有生产条件、产品的市场前景、工件结构特点和技术要求等进行综合分析。大批大量生产时，若使用专用机床和工艺装备组成的传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的原则组织生产，这种组织形式可以降低生产成本，获得高的生产效率。一般来说，单件、小批量生产，若使用通用设备组织加工，适于采用工序分散的原则。零件尺寸、重量较大，不以运输和安装的，应采用工序集中的原则。3.5表

32、面加工方法及设备的选用根据各个加工表面的技术要求要合理的选用加工方法和加工设备，具体加工方法和设备的选择如表3.1：表3.1加工方法和加工设备序号加工表面表面粗糙度/m加工方法设备1毛坯外圆12.5粗车车床CA6140245外圆12.5粗车车床CA61403凸台倒角12.5粗车车床CA61404右端面6.3粗铣半精铣精铣铣床X515内圆3.2钻孔扩孔铣床X516左端面12.5粗车车床CA61407台阶面12.5粗车车床CA6140836孔6.3钻孔扩孔铣床X51937孔12.5钻孔铣床X5110R16槽12.5粗铣铣床X513.6编写工艺卡片总体分析，该端盖的加工顺序为：毛坯外圆左端面45台阶

33、凸台凸台倒角掉头右端面孔36通孔37小孔R16槽。工艺卡片见表3.2 表3.2工艺卡片机械加工工艺过程卡片产品名称轴承端盖零件材料45钢毛坯种类圆钢件数2500件工序号工序名称工步设备1车端面、车外圆、倒角（1）粗车左端面；（2）粗车大端外圆；（3）粗车小端外圆；（4）倒角。CA61402铣端面（1） 粗铣右端面；（2） 半精铣右端面；（3） 精铣右端面。铣床X513钻孔、扩孔（1） 右端面钻孔；（2） 右端面扩孔；铣床X514扩孔左端面扩孔铣床X515铣槽铣R16槽铣床X51 4切削过程4.1 概述切削过程是刀具和工件间相互作用，刀具从被加工工件表面上切去多余材料得到预定尺寸精度和表面质量的

34、过程，是机械制造中最基本的方法。在此过程中，被加工工件的切削层在刀具的挤压下产生塑性变形，形成切屑被切除掉同时伴随很多物理现象，这些物理现象直接影响工件的加工质量和精度，所以要对切削过程进行研究，保证和提高加工质量、提高生产率、降低成本、促进刀具和加工工艺技术的进步都有着十分重要的意义。44.2 切削加工的基本参数切削加工的基本参数主要包括切削加工、切削运动和切削用量，其中切削运动又分为主运动、进给运动，切削用量又称切削三要素，其中包括切削速度、进给量和背吃刀量。4.2.1 切削加工金属切削加工是利用刀具切去工件毛坯上多余的加工余量，获得具有一定的尺寸、形状、位置精度和表面质量的机械加工方法。

35、4.2.2切削运动 切削运动就是刀具与工件之间的相对运动，即表面成型运动，可分主运动和进给运动。1.主运动主运动是使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动。主运动速度最高，消耗功率最大，且只有一个，用vc表示，本次加工中，切削时工件的旋转运动为主运动，铣削时铣刀的旋转运动为主运动。2.进给运动进给运动是不断把切削层材料投入到切削过程中，以便形成全部已加工表面的运动。进给运动一般速度较低，消耗功率小，可以有一个或多个运动组成，可以是连续的也可以是间歇的，用vf表示，本次加工过程中，车削时车刀的纵向或者横向运动，铣削时工件的位移运动。在切削过程中，既有主运动又有进给运动，二者的合成运动称为切

36、削运动用ve表示，可由下式表示： ve=vc+vf3.加工表面切削加工过程中，在工件上通常会有三种变化着的加工表面：（1） 待加工表面工件上即将被切除的表面（2） 已加工表面切除材料后形成的新的加工表面（3） 过渡表面正在被刀具主切削刃切削的表面，处于已加工表面和待加工面之间。4.2.3 切削用量切削用量是切削时各种参数的总称，包括切削速度、进给量和背吃刀量，又称切削三要素。切削用量是机床调整的依据，对加工质量和效率有重要影响。1. 切削速度vc单位时间内工件和刀具沿主运动方向的相对位移，单位为m/s。计算切削速度时，应选取刀刃上速度最高的点进行计算。主运动为旋转运动时，切削速度公式为： vc

37、=dn100060 （4-1）其中d工件（或刀具）的最大直径（mm）； n工件（或刀具）的转速（r/min）；若主运动为往复直线运动，则用其平均速度为切削速度，计算公式： vc=2Lnr100060 （4-2） 其中： L往复直线运动的形成长度（mm）； nr主运动每分钟的往复次数（次/min）。根据式4-1和式4-2，本次设计中的各表面加工中的切削速度计算结果如表4.1所示： 表4.1切削速度序号加工表面加工方法d（mm）n(r/min)vc(m/s)1毛坯外圆粗车1065002.77245外圆粗车1045002.723凸台倒角粗车454000.944右端面粗铣1045002.77半精铣10

38、48004.35精铣10412006.535内圆钻孔364000.75扩孔725001.886左端面粗车455001.187台阶面粗车1045002.77836内孔扩孔365000.94937孔钻孔74000.1510R16槽粗铣86000.252.进给量f工件或刀具转一周（或每往复一次），两者沿进给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单位是mm/r（或mm/双行程）。对于铣刀、铰刀、拉刀等多齿刀具，还规定每刀齿进给量fz，其单位是mm/z。进给速度、进给量和每齿进给量之间的关系为： vf=nf=nZfz （4-3）式中 n主轴转速（r/s）； Z刀具齿数。根据式4-3，得出进给量f如表4.2

39、所示： 表4.2进给量结果序号加工表面加工方法vf（m/s）n(r/s)Zf(mm/r或mm/z)1毛坯外圆粗车15050010.3245外圆粗车15050010.33凸台倒角粗车8040010.24右端面粗铣60050030.4半精铣48080030.2精铣360120030.15内圆钻孔32040010.8扩孔5050010.16左端面粗车15050010.37台阶面粗车15050010.3836孔扩孔10050010.2937孔钻孔20040010.510R16槽粗铣24060030.43背吃刀量 ap刀具切削刃与工件的接触长度在同时垂直于主运动和进给运动的方向上的投影值称之为背吃刀量，

40、其单位是mm。外圆车削的背吃刀量就是工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离，其公式为： ap=dw-dm2 （4-4）其中: dw工件上待加工表面直径（mm）； dm工件上已加工表面直径（mm）。根据式4-4，得出背吃刀量如表4.3所示 表4.3背吃刀量序号加工表面加工方法背吃刀量（mm）1毛坯外圆粗车0.3245外圆粗车0.33凸台倒角粗车0.24右端面粗铣0.4半精铣0.35内圆精铣0.1钻孔0.5扩孔0.16左端面粗车0.37台阶面粗车0.3836孔钻孔0.4扩孔0.2937孔钻孔0.510R16槽粗铣0.25机床夹具设计5.1夹具概述在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确位置

41、，以接受加工或检测的工艺设备，统称为夹具。如焊接过程中用于拼焊的焊接夹具；检验过程中用的检验夹具；装配过程中用的装配夹具，机械加工过程中的机床夹具等，都属于这一范畴。 在金属切削机床上所使用的夹具，我们称之为机床夹具，本课题研究的对象，则仅限于机床夹具。25.1.1工件装夹的实质在机床加工工件时，为了要使该工序所加工的表面，能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及其他表面的相互位置精度等技术要求，在加工前，必须首先将工件装好夹牢。把工件装好，就是要在机床上确定工件相对于刀具的正确加工位置，在夹具设计中称为定位。把工件夹牢，就是指在已经定好的位置将工件可靠夹住，以防止在加工时工件因受到切削力、离心力、

42、冲击和振动等的影响，发生不应有的位置位移而破坏了定位，在夹具设计中称为夹紧。在机床夹具设计中，工件装夹的实质，就是对工件进行定位和夹紧，在本次设计中，也主要从这两个方面考虑设计。5.1.2机床夹具的组成机床夹具总体结构组成有：1. 定位元件 夹具的首要任务是定位，因此无论任何夹具，都有定位元件，当工件定位基准面选择后，定位元件的结构也基本确定了。2. 夹紧装置 工件在夹具中定位后，在加工前必须将工件夹紧，以确保工件在加工过程中不因受外力作用而破坏定位。3. 夹具体 夹具体是夹具的基体和骨架，通过它将家居所有元件构成一个整体。4. 对刀及导向元件 对刀或导向元件用于确定刀具相对于定位元件的正确位

43、置。5. 连接元件 连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。6. 其他装置或元件 根据加工需要，有些夹具还设有其他装置和机构，如分度装置、靠模装置、上下料装置、顶出器和平衡块等，这些元件或装置也需要专门设计。2对于这六部分，其中1、2、3是夹具的基本组成部分，也是夹具设计的主要内容如图5-1所示 图5-1夹具组成及夹具与机床刀具的相互关系5.2工件的定位工件加工之前，必须首先使它在机床上相对刀具占有正确的加工位置，这就是定位，它包括工件在夹具中的定位、夹具在机床上的定位、刀具在夹具中的对刀与导引、整个工艺系统的调整等组成环节。工件在夹具中的定位问题，是夹具设计中首先要解决的问题，因为定位问题

44、是夹具设计的出发点，定位方案未确定，便无法进行夹紧装置、对刀导引装置及整个夹具的设计工作。所以说，工件的定位问题是很重要的，它包括如下三个基本任务：（1）从理论上进行分析，如何使同一批工件在夹具中占据一致的正确位置。（2）设计合理的定位方案，选择合适的定位元件。（3）保证有足够的定位精度。5.2.1工件定位的基本原理在夹具结构中，工件的六个运动自由度都是由定位元件实体来进行限制的。要求如下：（1） 在限制工件自由度时，定位支撑点始终与工件定位基准接触。（2） 在分析定位支撑点起定位作用时，不考虑力的影响。（3） 一般情况下，一个定位支撑点只能限制一个自由度。（4） 每个定位支撑点所限制自由度，

45、原则上不允许重复或互相矛盾。（5） 工件在定位时应该采取的定位支撑点数目，完全由工件在该工序中的加工要求确定。（6） 定位支撑点位置的分布必须合理，同一个定位面上的两个定位支撑点应保持等高，同一个定位面上的三个定位支撑点应不在一条线上，且分布越远越好。5.2.2六点定位原理在分析工件定位时，通常是用一个支撑点限制工件的一个自由度，用合理分布的六个支撑点限制工件的六个自由度，从而使工件在夹具中的位置完全确定，此为六点定位原理。六点定位原理注意问题有以下三点：（1） 完全定位与不完全定位 在夹具中，工件的六个自由度被完全限制而占有完全确定的唯一位置，称为完全定位；在有些工件实际加工中，当所限制的自

46、由度数小雨六个时也能满足加工需求，对于这种不需要限制工件全部自由度的定位，称之为不完全定位。（2） 欠定位与过定位欠定位是指工件实际定位所限制的自由度数少于按其加工要求所必须限制的自由度数，也即应予限制的自由度而没有得到限制，欠定位的结果将导致工件无法满足工序加工要求，在夹具定位方案中，决不允许发生欠定位。过定位是指几个定位支撑点重复限制同一个自由度，过定位将导致定位支撑点多于或重复，从而造成工件定位的不稳定性，在夹具定位方案中一般也不能出现过定位，在实际应用中，可以出现一些过定位，过定位的出现应依据是否满足加工要求来进行综合分析。（3） 正确配置定位支撑点，提高定位精度和稳定性对于同一个工件

47、，不同的定位方案均能实现完全定位，但定位支撑点配置的合理与否，将直接影响共建的定位精度和定位稳定性。25.3工件定位设计5.3.1工件定位方法设计1. 加工右端面72孔时的定位设计分析5-2所示零件图，加工右端面72孔时，想要定位该零件，必须限制零件上下移动及转动、左右移动及前后移动。所以在底部用支撑板定位，限制Z、X、Y,在外圆用短V形块，限制X、Y，总共限制五个自由度，其中Z轴旋转不用限制。2. 加工36孔时的定位设计加工36孔时，因为是通孔，只要限制X、Y轴方向的移动和转动就可以，所以在底部用支撑板定位，限制Z、X、Y,在外圆用短V形块，限制X、Y，总共限制五个自由度，其中Z轴方向的移动

48、和旋转不用限制。 图5-2端盖3. 加工37孔的定位设计在加工这三个孔时，由于是通孔，要限制X、Y轴方向的移动和转动，同时，因为要保证三个孔的同轴度，所以采用短定位销（心轴）的方法，其中，短定位销限制X、Y，考虑到三个圆孔在85圆上等角度均匀分布，所以还要设计分度装置。4. 加工R16槽的定位设计分析R16槽可见，要保证其设计要求，要限制X、Y轴方向的移动和转动，Z轴方向的转动，所以采用短定位销（心轴），短定位销限制X、Y，利用分度装置限制Z轴移动。5.3.2定位误差的分析和计算六点定位原理解决了约束自由度的问题，但是，由于一批工件逐个在夹具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，如果工件在

49、夹具中所占据的位置不准确，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成误差。这种只与工件定位有关的误差称为定位误差，用D表示。1. 分析定位误差时应注意问题（1） 定位误差是指工件某工序中某加工精度参数的定位误差，它是该加工精度参数的加工误差的一部分。（2） 某工序的定位方案对本工序的多个不同加工精度参数产生不同的定位误差，应分别逐一计算。（3） 分析计算定位误差的前提是用夹具装夹加工一批工件，用调整法保证加工精度。（4） 计算出的定位误差数值是指加工一批工件时某加工精度参数可能产生的最大误差范围。（5） 一批工件的工序基准（设计基准）相对定位基准、定位基准相对对刀基准产生最大位置变动量是产生定位

50、误差的原因，而不一定就是定位误差的数值。2. 误差不等式用夹具装夹加工一批工件，定位误差是工件加工误差的一部分，此外还有夹具在机床上的安装不准确、刀具相对于夹具位置不准确以及其他因素引起的加工误差，这几方面构成了工件加工精度参数的总误差，要保证工件加工合格，总加工误差不能超出加工精度参数的公差值，判断定位方案是否可行的依据是： D13 T式中：D定位误差，mm；T工件的加工误差，mm。3定位误差分析计算工件的加工误差是指工件加工后在尺寸、形状和位置三个方面偏离理想工作的大小，它是由三方面因素产生的： 工件在夹具中的定位、夹紧误差。 夹具带着工件安装在机床上，相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误