機(jī)床夾具及加工工藝設(shè)計(jì)

機(jī)床夾具及加工工藝設(shè)計(jì)

銃床傳動(dòng)后箱體銃削孔平面夾具

及加工工藝設(shè)計(jì)

摘要

本設(shè)計(jì)是銃床傳動(dòng)后箱體零件的加工工

藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。銃床傳

動(dòng)后箱體零件的主要加工表面是平面及孔

系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保

證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計(jì)遵循

先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確

劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工

精度。

基準(zhǔn)的選擇分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)，粗基

準(zhǔn)選擇首先保證工件某重要表面的余量均

勻，表面應(yīng)平整，沒(méi)有澆口或飛邊等缺陷，

而且只能用一次，以免產(chǎn)生較大的的位置誤

差。應(yīng)選擇該表面作粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇

應(yīng)盡可能使各個(gè)工序的定位都采用同一基

準(zhǔn)，當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量小而

無(wú)效均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基

準(zhǔn)。

加械夾具在中國(guó)的發(fā)展前景是十分廣泛，

有著很大的發(fā)展空間。機(jī)械夾具的要求結(jié)構(gòu)

簡(jiǎn)單，使用方便，制造精度高。就本次設(shè)計(jì)

而言，整個(gè)加工過(guò)程均選用組合機(jī)床。夾具

選用專用夾具，夾緊方式多選用氣動(dòng)夾緊，

夾緊可靠，機(jī)構(gòu)能夠不必自鎖。因此生產(chǎn)效

率較高。適用于大批量、流水線上加工。能

夠滿足設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞工藝路線；卡具設(shè)計(jì)；工序

AfterMillingMachineDriveBox-pIaneKajuMilling

andProcessingTechnologyDesign

Abstract

ThedesignisabouttheAftermilling

machinetransmissionboxofthemachining

technologyprocessandsomeworking

proceduresofthecargearboxparts.The

mainmachiningsurfaceofthecargearbox

partsistheplaneandaseriesofhole.

Generallyspeaking,toguaranteethe

workingaccuracyoftheplaneiseasierthan

toguaranteethehole's.Sothedesignfollows

theprincipleofplanefirstandholesecond.

Andinordertoguaranteetheworking

accuracyoftheseriesofhole,themachining

oftheholeandtheplaneisclearlydivided

intoroughmachiningstageandfinish

machiningstage.Thesupportingholeofthe

inputbearingandoutputbearingisasthe

roughdatum.Andthetopareaandtwo

technologicalholesareasthefinishdatum.

Benchmarkrudeintothechoiceof

benchmarksandfinebenchmarkcrude

benchmarkchoosefirstguaranteean

importantpartofauniformsurfaceofthe

cushion,thesurfaceshouldbeformed,no

gateorfly-defects,andcanonlybeusedonce,

soastoavoidthelargerLocationerror.The

surfaceshouldbeselectedforthebenchmark

crude.Thebenchmarkshouldbefinechoices

aspossiblesothatallprocessesaretargeting

thesamebenchmark,whenfinishingor

Hnishingprocessesrequireuniformcushion

smallandineffective,shouldchoosethe

surfaceitselfasafineprocessingbase.

MechanicalfixtureinChina's

developmentprospectsareverywide,hasa

lotofroomfordevelopment.The

requirementsofmechanicalfixturestructure

issimple,easytouse,manufactureofhigh

precision.Onthisdesign,special-purpose

clampingapparatusareusedinthewhole

machiningprocess.Theclampingwayisto

clampbypneumaticandisveryhelpful.The

instructiondoesnothavetolockbyitself.So

theproductefficiencyishigh.Itisapplicable

formassworkingandmachininginassembly

line.Itcanmeetthedesignrequirements.

KeywordsProcessroute；Fixture

designing；Operation

目錄

摘要................................I

Abstract.........................................................II

第1章緒論.........錯(cuò)誤!未定義書簽。

L1夾具設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)錯(cuò)誤!未定義書簽。

L2夾具分類.......錯(cuò)誤!未定義書簽。

L3機(jī)床發(fā)展趨勢(shì).?……錯(cuò)誤!未定義書簽。

L4本章小結(jié).......錯(cuò)誤!未定義書簽。

第2章零件的設(shè)計(jì)_錯(cuò)誤!未定義書簽。

2.1零件的作用.....錯(cuò)誤!未定義書簽。

2.2零件的工藝分析.…錯(cuò)誤!未定義書簽。

221平面加工....錯(cuò)誤!未定義書簽。

222孔加工......錯(cuò)誤!未定義書簽。

2.3本章小結(jié).......錯(cuò)誤!未定義書簽。

第3章工藝規(guī)程的設(shè)計(jì).錯(cuò)誤!未定義書簽。

3.1確定毛坯制造形式錯(cuò)誤!未定義書簽。

3.L1零件材料的選擇錯(cuò)誤!未定義書簽。

3.L2確定生產(chǎn)類型的依據(jù)錯(cuò)誤!未定義

書簽。

3.2基面的選擇.....錯(cuò)誤!未定義書簽。

321粗基準(zhǔn)選擇原則錯(cuò)誤!未定義書簽。

322精基準(zhǔn)的選擇原則錯(cuò)誤!未定義書

簽。

323零件各加工表順序安排錯(cuò)誤！未定

義書簽。

324機(jī)械加工工序安排的原則錯(cuò)誤！未

定義書簽。

325工藝路線的擬定錯(cuò)誤!未定義書簽。

3.3本章小結(jié).......錯(cuò)誤!未定義書簽。

第4章確定加工余量、工序及毛坯尺寸..錯(cuò)

誤!未定義書簽。

4?1毛坯余量和工序余量的確定錯(cuò)誤!未定

義書簽。

4.L1平面加工....錯(cuò)誤!未定義書簽。

4.L2孔加工......錯(cuò)誤!未定義書簽。

4.2切削用量的選擇?…錯(cuò)誤!未定義書簽。

421粗加工切削用量的選擇原則錯(cuò)誤!

未定義書簽。

422精加工時(shí)切削用量的選擇原則..錯(cuò)

誤!未定義書簽。

423工時(shí)定額的確定（單件時(shí)間定額）

.................錯(cuò)誤!未定義書簽。

4.2.4確定切削用量及基本工時(shí)錯(cuò)誤！未

定義書簽。

43本章小結(jié)........錯(cuò)誤!未定義書簽。

第5章夾具設(shè)計(jì)......錯(cuò)誤!未定義書簽。

5.1設(shè)計(jì)方法和步驟.…錯(cuò)誤!未定義書簽。

5.2方案設(shè)計(jì)........錯(cuò)誤!未定義書簽。

5.3定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及誤差分析錯(cuò)誤!未定

義書簽。

531確定定位元件，計(jì)算定位誤差..錯(cuò)

誤!未定義書簽。

532定位銷的選擇.錯(cuò)誤!未定義書簽。

533定位誤差的分析與計(jì)算錯(cuò)誤！未定

義書簽。

5.4夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及夾緊力的計(jì)算錯(cuò)誤!

未定義書簽。

5.5加緊元件的強(qiáng)度校核錯(cuò)誤！未定義書

簽。

5.6夾具設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展錯(cuò)誤！未定義書

簽。

561柔性?shī)A具的研究和發(fā)展錯(cuò)誤！未定

義書簽。

5.6.2計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)(CAFD)錯(cuò)誤!

未定義書簽。

5.6.3自動(dòng)化夾具（AFD）錯(cuò)誤!未定義

書簽。

5.7本章小結(jié)........錯(cuò)誤!未定義書簽。

結(jié)論.................錯(cuò)誤!未定義書簽。

致謝.................錯(cuò)誤!未定義書簽。

參考文獻(xiàn).............錯(cuò)誤!未定義書簽。

附錄................錯(cuò)誤!未定義書簽。

第1章緒論

隨著科技不斷的發(fā)展，使機(jī)械工業(yè)得到

了很大的提高，特別是近年來(lái)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域

正向著高精度、高質(zhì)量、高效率、低成本方

向發(fā)展。隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，其它各工業(yè)

部門都想著高深度邁進(jìn)，機(jī)械工業(yè)的發(fā)展日

趨重要。

機(jī)械工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代

機(jī)械制造技術(shù)是機(jī)械工業(yè)賴以生存和發(fā)展的

重要保證。機(jī)械制造工藝是制造機(jī)械產(chǎn)品的

技巧、方法和程序。機(jī)械制造中，需要的加

工順序、裝配工序及檢驗(yàn)工序等，使用著大

量的夾具，能夠提勞動(dòng)效率，提高加工精度,

減少?gòu)U品，能夠擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改進(jìn)

操作的勞動(dòng)條件。因此，夾具是機(jī)械制造的

一項(xiàng)重要工藝裝備。

夾具是一種裝夾工件的工藝裝備,它廣泛

地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程中的切削加工、熱處

理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。在金

屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。

在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工

藝裝備，它直接影響著工件的加工精度勞動(dòng)生

產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等［1］。

1.1夾具設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)

1夾具的設(shè)計(jì)周期較短，一般不進(jìn)行強(qiáng)

度和剛度的計(jì)算。

2專用夾具的設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品零件有很強(qiáng)的

針對(duì)性。

3確保產(chǎn)品加工質(zhì)量,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率是

夾具設(shè)計(jì)工作的主要任

務(wù)，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和

位置精度，后者主要用夾具來(lái)保證。

4夾緊裝置的設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)夾具的結(jié)局有

具定性的影響。設(shè)計(jì)一個(gè)好的夾具能夠減少

廢品率。

1.2夾具分類

］通用夾具

通用夾具百指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，而且

具有一定通用性的夾具，如三爪自動(dòng)定心卡

盤、四爪單動(dòng)卡盤、臺(tái)虎鉗、萬(wàn)能分度頭、

頂尖、中心架和電子吸盤等。這類夾具適應(yīng)

性強(qiáng),可用來(lái)裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各

種工件o這類夾具已商品化，且成為機(jī)床附件O

其缺點(diǎn)是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)率也較低,

且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，一般適用于單件

小批量生產(chǎn)中。

2專用夾具

這類夾具是專為零件的某一道工序的加

工而設(shè)計(jì)和制造的。在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量

較大的生產(chǎn)中，常見(jiàn)各種專用夾具，可獲得較

高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具的設(shè)計(jì)周

期較長(zhǎng)、投資較大。

3可調(diào)夾具

可調(diào)夾具是針對(duì)通用夾具和專用夾具的

缺陷而發(fā)展起來(lái)的一類新型夾具。對(duì)不同類

型和尺寸的工件,只需調(diào)整或更換原來(lái)夾具上

的個(gè)別定位元件和夾緊元件便可使用。它一

般又可分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩種。

前者的通用范圍比通用夾具更廣;后者則是一

種專用可調(diào)夾具,它按成組原理設(shè)計(jì)并能加工

一族相似的工件，故在多品種，中、小批量生產(chǎn)

中使用有較好的經(jīng)濟(jì)效果。

4組合夾具

組合夾具是一種模塊化的夾具。標(biāo)準(zhǔn)的

模塊元件具有較高精度和耐磨性，可組裝成各

種夾具。夾具用畢可拆卸，清洗后留待組裝新

夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周

期,元件能重復(fù)多次使用，并具有減少專用夾

具數(shù)量等優(yōu)點(diǎn)，因此組合夾具在單件、中、小

批量多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中,是一種較經(jīng)濟(jì)

的夾具。組合夾具也已經(jīng)商品化。

5自動(dòng)線夾具

自動(dòng)線裝具一般分為兩種:一種為固定式

夾具,它與專用夾具相似;另一種為隨行夾具,

使用中夾具隨著工件一起運(yùn)動(dòng),并將工件沿著

自動(dòng)線從一個(gè)工位移至下一個(gè)工位進(jìn)行加

工。按使用機(jī)床可將夾具分為車床夾具、銃

床夾具、鉆床夾具、鎮(zhèn)床夾具、齒輪機(jī)床夾

具、數(shù)控機(jī)床夾具、自動(dòng)機(jī)床夾具、自動(dòng)線

隨行以及其它機(jī)床夾具等。這是專用夾具設(shè)

計(jì)所用的分類方法。設(shè)計(jì)專用夾具時(shí),機(jī)床的

組別、型別和主要參數(shù)均已確定。它們的不

同點(diǎn)是機(jī)床的切削成形運(yùn)動(dòng)不同，故夾具與機(jī)

床的連接方式不同。它們的加工精度要求也

各不相同。

按夾緊的動(dòng)力源分類夾具按夾緊的動(dòng)力

源可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、

氣液增力夾具、電磁夾具、真空夾具、離心

夾具等⑵。

1.3機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)

]高精

隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定

位誤差，提高加工精度，對(duì)夾具的制造精度

要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)

±5pm,夾具支承面的垂直度達(dá)到

0.01mm/300mm,平行度高達(dá)

0.01mm/500mln。德國(guó)demmeler（戴美樂(lè)）

公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接

夾具平臺(tái)，其等高誤差為±0.03mm；精密平

口鉗的平行度和垂直度在5pm以內(nèi)；夾具重

復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5pm；瑞士EROWA

柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá)2?5pm。機(jī)床

夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾

具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，

為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有

不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選

擇。

2高效

為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面

和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來(lái)越多。為了減少

工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密

平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓

夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。

新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用

1?2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、

多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)

床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3R夾具僅

用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝

與校正。采用美國(guó)Jergens（杰金斯）公司的

球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖

緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性

生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提

高生產(chǎn)效率的作用。

3模塊、組合

夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。

利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件,

快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)

的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在

各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)

為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，

應(yīng)用CAD技術(shù),可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、

標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì),

為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的

切削過(guò)程，既能為用戶提供正確、合理的夾

具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了

解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。

組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著

手創(chuàng)立夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供

信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺(tái),

爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信

息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。

4通用、經(jīng)濟(jì)

夾、/的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用

模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較

大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及

可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，

夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)

濟(jì)性好。德國(guó)demmeler（戴美樂(lè)）公司的孔

系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的

配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。

元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件

少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣

應(yīng)用的價(jià)值。

1.4本章小結(jié)

本章主要介紹了機(jī)械加工工藝和機(jī)床夾

具在機(jī)械制造過(guò)程中所占的重要地位，夾具

設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)以及分類和其發(fā)展趨勢(shì)。

第2章零件的設(shè)計(jì)

2.1零件的作用

給定的題目銃床傳動(dòng)后箱體銃削孔平面

夾具及加工工藝設(shè)計(jì)，其主要作用是在箱體

的頂面銃寬20mm深7mm的凹槽,設(shè)計(jì)一專

用卡具以便能夠更好的使其達(dá)到加工精度，

較好的在箱體中的齒輪配合變速，使汽車獲

得前進(jìn)后退的各級(jí)速度。

2.2零件的工藝分析

由零件圖可知，此銃床傳動(dòng)后箱體的加

工能夠分為兩部分：

2.2.1平面加工

其中包括余箱體的頂面、底面，和頂、

底面上安裝操縱桿的〃90、°90、°85、°80

的孔的平面，以及鎖定箱蓋的加工表面。還

有箱體的左右外側(cè)面、上下外側(cè)面，以及以

及鎖定箱蓋的加工表面，總的來(lái)說(shuō)，零件所

需加工的平面并不多，位置精度要求不太高,

用半精加工就能夠?qū)崿F(xiàn)其設(shè)計(jì)要求。

2.2.2孔加工

該零件的孔加工較多，而且要求較高，

對(duì)于大于050的孔只需鑄出，比如0190、。0、

080系列孔鑄出后再對(duì)其進(jìn)行一次半精加工

就能夠。對(duì)于其它小于050的孔其中大部分是

以頂、底面為基礎(chǔ)，采用一面兩孔定位方式,

這些孔包括垂直于箱體表面的四個(gè)階梯孔，

以及其它定位孔，剩余的螺紋孔按同樣的加

工方法加工。

由以上分析可知，對(duì)這兩部分的加工而

言，我們能夠先進(jìn)行平面加工，然后進(jìn)行孔

的加工，加工孔時(shí)使用一面兩孔的定位方式,

采用專用夾具，而且保證她們的尺寸精度要

求。

零件如圖2-1（零件主視圖）圖2-2（零件

俯視圖）圖2-3（零件斜二側(cè)視圖）所示：

圖2-1零件主視圖

圖2-3零件斜二側(cè)視圖

2.3本章小結(jié)

本章主要介紹了零件的作用，并對(duì)其進(jìn)

行工藝分析，最后確定了“先面后孔”的加

工方法，提出采用“一面兩銷”的定位原則。

第3章工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)

3.1確定毛坯制造形式

3.1.1零件材料的選擇

考慮到變速箱蓋在工作過(guò)程中并不承受

夾大的交變及沖擊性載荷，選用灰口鑄鐵鑄

造毛坯件。

3.1.2確定生產(chǎn)類型的依據(jù)

生產(chǎn)綱領(lǐng)公式查看公式（3-1）

Np=Nx"x（l+2%+b%）

（3-1）

其中：N.零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/

年）

N產(chǎn)品的年生產(chǎn)量（臺(tái)/

年）

A%備用品率

B%廢品率

〃每臺(tái)機(jī)械生產(chǎn)中該

零件的數(shù)量

因此Np=2000xlx（l+4%+1%）2010（件/年）

由于零件結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，毛坯質(zhì)量小

于100公斤，年產(chǎn)量在500到5000件內(nèi)，零

件屬于輕型，中批量生產(chǎn)，考慮到現(xiàn)有條件

和技術(shù)水平，采用砂型鑄造是較合適的。

3.2基面的選擇

基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要的

工作之一，基面選擇的正確與合理，能夠使

加工量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，

不但使加工工藝過(guò)程中問(wèn)題百出，甚至還會(huì)

造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常運(yùn)行。

3.2.1粗基準(zhǔn)選擇原則

1如果必須首先保證工件上加工表面與

不加工表面的位置要求，則應(yīng)以不加工表面

作為粗基準(zhǔn)，如在工件上有很多不加工表面。

則應(yīng)有與其中的加工表面的位置精度要求較

高的表面作粗基準(zhǔn)。

2如果必須首先保證工件某重要表面的

余量均勻，應(yīng)選擇該表面作粗基準(zhǔn)。

3選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整,沒(méi)有澆口或

飛邊等缺陷，以便定位可靠。

4粗基準(zhǔn)只能用一次，以免產(chǎn)生較大的的

位置誤差。

根據(jù)以上原則，本零件選取高為12毫米

的臺(tái)作為粗基準(zhǔn)。

3.2.2精基準(zhǔn)的選擇原則

1用公用基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，以消除不重合

誤差，即“基準(zhǔn)重合”原則。

2盡可能使各個(gè)工序的定位都采用同一

基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)統(tǒng)一”。

3當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量小

而無(wú)效均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精

基準(zhǔn)，即“自為基準(zhǔn)”原則。

4為了獲得均勻的加工余量或較高的位

置精度，遵循“互為基準(zhǔn)”原則。

5精基準(zhǔn)的選擇，特別是主要定位面，應(yīng)

有足夠大的面積和精度，以保證定為基準(zhǔn)可

靠。同時(shí)還應(yīng)使夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。

即“便于裝夾”原則。

3.2.3零件各加工表順序安排

制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是使零件的

幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求

能得到合理的保證，再生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為稱

其生產(chǎn)的條件下，能夠采用萬(wàn)能機(jī)床配以專

用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率，

出另外還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成

本下降。

3.2.4機(jī)械加工工序安排的原則

主要表面與次要表面的加工順序安排原則：

1基準(zhǔn)工序安排：

(1)基準(zhǔn)先行。

(2)主要表面的粗精加工要分開，以

消除切削力帶來(lái)的變形。

(3)次要表面的加工，經(jīng)可能在同一

次裝夾中加工，以減少裝夾次數(shù)，節(jié)省輔助

時(shí)間，提高個(gè)表面的相對(duì)位置精度。

2熱處理工序的安排：退火安排在機(jī)械

加工之前。

3輔助工序的安排：

(1)劃線工序安排在機(jī)械加工之前；

(2)清洗工序緊接在光整加工之后；

(3)油漆工序安排在機(jī)械加工之前，

熱處理之后。

4檢驗(yàn)工序的安排：

(1)粗加工全部結(jié)束后，精加工之前;

(2)零件從一車間到另一個(gè)車之前；

(3)重要工序之前后；

(4)零件全部加工結(jié)束之后⑶。

3.2.5工藝路線的擬定

此零件為成批生產(chǎn)，可采用專用夾具使工

序集中，以提高生產(chǎn)效率，由于變速該需要

加工的平面較少，且要求不高，而孔的加工

比較復(fù)雜，因此在制定工藝路線是，先考慮

加工平面，然后再采用專用夾具進(jìn)行孔加工。

工藝方案：

1毛坯鑄造

2時(shí)效處理

3粗銃頂面

4粗銃底面

5粗銃左外側(cè)面

6粗銃右外側(cè)面

7半精銃底面

8粗銃凹槽

9半精銃凹槽

10半精銃左右側(cè)面

11半精銃頂面

12粗鎮(zhèn)頂面孔0190,孔090,孔.85,孔

080

13半精鎮(zhèn)頂面孔”90,孔090,孔085,

孔080

14鉆、擴(kuò)、絞030和孔021

15鎮(zhèn)內(nèi)孔035

16在箱體頂面鉆、攻16-M18,鉆深18

攻深15的螺紋孔

17在兩018孔表平面各鉆、攻3-M8,鉆

深19攻深14,均布螺紋孔

18在孔080平面各鉆、攻2-M16,鉆深

17攻深13,均布螺紋孔

19在孔0190平面各鉆、攻6-M8,鉆深

22攻深18,均布螺紋孔

20粗鏈底面孔筋90,孔090,孔085,孔

080

21半精力底面孔”90,孔090,孔085,

孔080

22鉆、擴(kuò)、絞030和孔021

23鏈內(nèi)孔035

24在箱體底面鉆、攻4-M16,鉆深33

攻深25的螺紋孔

25鉆、攻8-M8,鉆深18攻深15螺紋

孔

26在孔0190平面各鉆、攻6-M8,鉆深

22攻深18,均布螺紋孔

27在箱體左側(cè)面鉆、攻12-M8,鉆深17

攻深15的螺紋孔

28鉆、攻2-M16XL5螺紋孔

29在箱體上側(cè)面鉆、攻2-M16,鉆深45

攻深37的螺紋孔

30清洗、去毛刺、倒角

31檢驗(yàn)

32涂耐油防銹漆

3.3本章小結(jié)

本章主要是工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，考慮到工

作中所受的夾緊力和載荷，決定選用灰口鑄

鐵鑄造毛坯件。然后選擇加工的粗基準(zhǔn)和精

基準(zhǔn)。根據(jù)機(jī)械加工工序安排的原則擬定工

藝路線。

第4章確定加工余量、工序及毛坯尺寸

4.1毛坯余量和工序余量的確定

方法：1經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法

2查表法

3分析計(jì)算法

這里采用查表法，為了防止余量不夠而

產(chǎn)生廢品，在查表所得的數(shù)量上稍大一些。

此零件材料為灰鑄鐵，硬度為HB210,生

產(chǎn)類型為成批生產(chǎn),采用砂型鑄造,2級(jí)精度。

根據(jù)以上原始材料及加工工藝要求，分

別確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺

寸及毛坯尺寸如下：

4.1.1平面加工

1頂面：最大加工尺寸：195mm

半精加工余量：Z2=1.5mm

粗加工余量：Zi=2.5mm

毛坯余量：Z=1.5+2.5=4.0mm

粗銃后尺寸：Hi=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：Zi=2.5mm

毛坯余量：Z=1.5+2.5=4.0mm

粗銃后尺寸：Hi=195+1.5=196.5mm

毛坯尺寸：H2=195+4.0=199.0mm

3左外側(cè)面：最大尺寸：410mm

半精加工余量：Z2=lmm

粗加工余量：Zi=2mm

毛坯余量：Z=l+2=3m

粗銃后尺寸：Hi=195+l=196mm

毛坯尺寸：H2=195+3=198mm

半精銃加工尺寸：H=65+0.7=65.7mm

粗銃加工余量：H=65+2.2=67?2mm

4右外側(cè)面：最大尺寸：410mm

半精加工余量：Z2=lmm

粗加工余量：Zi=2mm

毛坯余量：Z=l+2=3m

粗銃后尺寸：Hi=195+l=196mm

毛坯尺寸：H2=195+3=198mm

半精銃加工尺寸：H=65+0.7=65.7mm

粗銃加工余量：H=65+2.2=67.2mm

4.1.2孔加工

本零件上的孔直徑均小于50,求成批生

產(chǎn)，因此零件的孔不預(yù)先鑄出。

1粗鎮(zhèn)、半精鋪?lái)斆婵鬃泳?孔090,孔

085,孔080

粗健至〃87

半精鍵至0190

粗健至083

半精鎮(zhèn)至085

粗健至088

半精鍵至090

粗鎮(zhèn)至"8

半精鎮(zhèn)至。80

2鉆、較孔030和孔021,鎮(zhèn)內(nèi)孔035

先鉆孔至018

錢孔至021

先鉆孔至028,深度5mm

較孔至021,深度5mm

鏈內(nèi)孔至033,深度6mm

鎮(zhèn)內(nèi)孔至035,深度6mm

3在箱體頂面鉆、攻16-M18,鉆深18攻

深15的螺紋孔

鉆孔至47,深度18mm,對(duì)孔進(jìn)行攻螺

紋至48X1.5,深度15mm

4在兩“8孔表平面各鉆、攻3-M8,鉆深

19攻深14,均布螺紋孔

鉆孔至〃，深度18mm,對(duì)孔進(jìn)行攻螺紋至08

XI,深度15mm

5在孔080平面各鉆、攻2-M6,鉆深17

攻深13,均布螺紋孔

鉆孔至05.2,深度17mm,對(duì)孔進(jìn)行攻

螺紋至06義1,深度13mm

6在孔川90平面各鉆、攻6-M8,鉆深22

攻深18,均布螺紋孔

鉆孔至"，深度22mm,對(duì)孔進(jìn)行攻螺

紋至08XL深度18mm

7粗鎮(zhèn)、半精鎮(zhèn)頂面孔0190,孔090,孔

085,孔080

粗鎮(zhèn)至0187

半精鋪至0190

粗鎮(zhèn)至083

半精鍵至085

粗鎮(zhèn)至088

半精鍵至090

粗鏈至"8

半精鍵至080

8鉆、較孔030和孔021,鎮(zhèn)內(nèi)孔035

先鉆孔至018

較孔至021

先鉆孔至028,深度5mm

較孔至021,深度5mm

鎮(zhèn)內(nèi)孔至。33,深度6mm

鎮(zhèn)內(nèi)孔至035,深度6mm

9在箱體底面鉆、攻4-M16,鉆深33攻

深25的螺紋孔

鉆孔至“45深度33mm,對(duì)孔進(jìn)行

攻螺紋至八6義1.5,深度25mm

10鉆、攻8-M8,鉆深18攻深15螺紋孔

鉆孔至〃，深度18mm,對(duì)孔進(jìn)行攻螺

紋至08XL深度15mm

11在孔0190平面各鉆、攻6-M8,鉆深22

攻深18,均布螺紋孔

鉆孔至〃，深度22mm,對(duì)孔進(jìn)行攻螺

紋至08XL深度18mm

10在箱體左側(cè)面鉆、攻12-M8,鉆深17

攻深15的螺紋孔

鉆孔至"，深度7mm,對(duì)孔進(jìn)行攻螺

紋至08*1,深度15mm

11鉆沉孔023mm,鉆、攻2-M16XL5螺

紋孔

鉆孔至023,深度3mm

鉆孔至n45對(duì)孔進(jìn)行攻螺紋至4）16

X1.5

12在箱體上側(cè)面鉆沉孔022和037,鉆、

攻2-M16,鉆深45攻深37的螺紋孔

鉆孔至022,深度7mm

鉆孔至037,深度1mm

鉆孔至40.7,深度45mm,對(duì)孔進(jìn)行

攻螺紋至012XL25,深度15mm

4.2切削用量的選擇

正確的選擇切削用量，對(duì)提高切削效率,

保證必要的工具耐用度和經(jīng)濟(jì)性，保證加工

質(zhì)量，具有相當(dāng)重要的作用。

4.2.1粗加工切削用量的選擇原則

粗加工時(shí)，加工精度與表面粗糙度要求

不高，毛坯余量較大。因此，

選擇粗加工切削用量時(shí)，要盡量保證較高的

單位時(shí)間金屬切除量（金屬切除率）和必要

的刀具耐用三要素（切削速度V、進(jìn)給量F

和切削深度ap）中，提高任何一項(xiàng)，都能提

高金屬切削率。可是對(duì)刀具耐用度影響最大

的是切削速度，其次是進(jìn)給量。切削深度影

響最小。因此，粗加工切削用量的選擇原則

是：首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的切削深度

ap,其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量F,最后確

定一個(gè)合適的切削速度Vo

4.2.2精加工時(shí)切削用量的選擇原則

精加工時(shí)加工精度和表面質(zhì)量要求比較

高，加工余量要求小而均勻。因此，選取精

加工切削用量時(shí)應(yīng)著重考慮，如何保證加工

質(zhì)量，并在此前提下盡量提高生產(chǎn)率。因此,

在精加工時(shí),應(yīng)選用較小的切削深度ap和進(jìn)

給量F,并在保證合理刀具耐用度的前提下,

選取盡可能高的切削速度V,以保證加工質(zhì)

量和表面質(zhì)量⑷。

4.2.3工時(shí)定額的確定（單件時(shí)間定額）

Td=Tj+Tfw+Tx+Tf（4

-1）

其中：T,單件時(shí)間

T,基本時(shí)間

T,輔助時(shí)間

TfX-------工作地點(diǎn)技術(shù)時(shí)間

/2工作地點(diǎn)組織時(shí)間

T,_______休息及身體需要時(shí)間

基本時(shí)吧與輔助時(shí)間之和稱之為工序時(shí)

間，以Tg表示，即Tg=Ti+Tf

工作地點(diǎn)技術(shù)要求服務(wù)時(shí)間和組織服務(wù)

日間由時(shí)同成為工作地點(diǎn)服務(wù)時(shí)間，以Tw表

ZjKO

由于后橋箱是成批生產(chǎn)零件，須對(duì)整個(gè)

零件的時(shí)間定額計(jì)入準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間Tz因此成

批生產(chǎn)中加工一批零的總時(shí)間為：

Tp=TdxP+Tz

(4-2)

其中：「加工一批零件

的時(shí)間定額

P批中的零件數(shù)

量

r準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間

可查表得之

因而單間總時(shí)間定額L為：

Th=Tp/P=Td+Tz/P(4-3)

4.2.4確定切削用量及基本工時(shí)

4.2.4.1粗銃凹槽

加工條件：X53T立式銃床，立銃刀，

YT15刀片。根據(jù)銃削寬度及深度，查表得：

d。=74mm,齒數(shù)Z=16,專用卡具。

L確定背吃刀量由毛坯圖已知銃削寬

度ae=20mm,銃削深度

ap=1mmo

2,確定每齒進(jìn)給量取fz=0.09~0.18mm/z

3.選擇銃刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切

削手冊(cè)》表3.7,銃刀刀齒后面最大磨損量為

0.4mm；耐用度T=150min。

4.確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量

根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.27,

=0.7,x=0.3,=0.2,=0.5,=0.3,m=0.25,1=1.1o

ap=Jmm,qvvyvuvpv

匕=(4-4)

q?碟公

40.70°7.1.1,.、

...v=———―——--------------=181O.59(m/nnn)

c1500-25-703-1603-0.12°2-2005

1000”1000.18.59"」.、

----------=----------------=84.6(r/mm)

"?703.14-70

根據(jù)《工藝手冊(cè)》表4.2-39o取與

84.6m/min相近的主軸轉(zhuǎn)速

nw=90r/nino

實(shí)際切削速度v=19.8m/min

工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為

fM=0.12x16x60=115.2mm/min,根據(jù)《工藝手冊(cè)》表

4.2-40,取X53T銃床與115.2mm/min相近的

進(jìn)作臺(tái)進(jìn)給量/M=llOzwzz/min

則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為

f^=^=°A15mm/Z

5.計(jì)算基本時(shí)間

I=70mm,/I+4=35mm,fM=0.115mm/min

70+35??、

4.242半精銃凹槽

加工條件：X53T立式銃床，立銃刀，

YT15刀片。根據(jù)銃削寬度及深度，查表得：

d0=60mn,齒數(shù)Z=18,專用卡具。

L確定背吃刀量由毛坯圖已知銃削寬

度ae=20mm,銃削深度

ap=1mmo

2.確定每齒進(jìn)給量取了,=0,09-0.⑻即/Z

3.選擇銃刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切

削手冊(cè)》表3.7,銃刀刀齒后面最大磨損量為

0.2mm；耐用度T=120mino

4.確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量

根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.27,

ap=Jmm,qv=0.7,xv=0.3,%=0.2,uv=0.5,=0.3,m=0.25,1=1.1o

根據(jù)公式（4-4）得：

_________40-7007-l.l

=18.89（加/min）

120025.7°-3-180-3-0.1202-2005

1000”1000x18.89

=100.3（〃/min）

71-603.14x60

根據(jù)《工藝手冊(cè)》表4.2-39o取與

100.3r/min相近的主軸轉(zhuǎn)速

nw=112r/mino

實(shí)際切削速度v=21.1m/min

工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為

fM=0.12x18x60=129.6mm/min,根據(jù)《工藝手冊(cè)》表

4.2-40,取X53T銃床與129.6mm/min相近的

進(jìn)作臺(tái)進(jìn)給量

fM=110mm/min

則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為fM=11°=0.102mm/z

218x60

5.計(jì)算基本時(shí)間

I=+Z2-35,九=0.102mm/irdn

70+35?..、

t.=-----------=0.8o1(zmin)

~129.6

4.3本章小結(jié)

本章先查表確定毛坯的加工余量和工序

余量，具體分別計(jì)算了各平面和各孔的加工

余量。接著說(shuō)明了粗加工和精加工切削用量

的選擇原則。最后進(jìn)行一系列的計(jì)算確定切

削用量和基本工時(shí)。

第5章夾具設(shè)計(jì)

機(jī)床卡具是在切削加工中，用以準(zhǔn)確地

定位工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝

備。它的主要作用是：可靠地保證工件的加

工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充

分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此，機(jī)床

卡具在機(jī)械制造行業(yè)中占有十分重要的地

位。

5.1設(shè)計(jì)方法和步驟

1深入生產(chǎn)實(shí)際調(diào)查研究

在深入生產(chǎn)實(shí)際調(diào)查研究中，應(yīng)掌握下面

一些資料：(1)工件圖紙⑵工藝文件⑶生產(chǎn)

綱領(lǐng)(4)制造與使用卡具情況

2確定工件的定位方法和刀具的導(dǎo)向方式

3確定工件的卡緊方式和設(shè)計(jì)卡緊機(jī)構(gòu)

4確定卡具其它部分的結(jié)構(gòu)形式

5繪制卡具總裝配圖

6標(biāo)注各部分主要尺寸、公差配合和技術(shù)

要去

7標(biāo)注零件編號(hào)及編制零件明細(xì)表

8繪制卡具零件圖

由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，此零件屬于成批生

產(chǎn)。為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減

輕勞動(dòng)強(qiáng)度，要求設(shè)計(jì)專用及具⑸。

5.2方案設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)方案的擬定必須遵循下列原則：

1定位裝置要確保工件定位準(zhǔn)確可靠,符

合六點(diǎn)定位原則。

2定位精度能保證工件加工精度要求。

3夾具結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單操縱力盡量小而可

靠，力爭(zhēng)造價(jià)低。

本工序的特點(diǎn)：

粗銃半精銃頂面寬20mm深7mm的凹

槽，保證其加工精度和位置精度。

上述特點(diǎn)在夾具設(shè)計(jì)中應(yīng)給予足夠的重

視。夾具體設(shè)計(jì)的好壞關(guān)系到加工精度、加

工效率、加工成本及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

5.3定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及誤差分析

加工零件的位置精度取決于工件在機(jī)床

或夾具中定位的準(zhǔn)確性，因此夾具定為基準(zhǔn)

的選擇，既要保證本身的定位精度。又要保

證被加工零件的各種精度要求。定位機(jī)構(gòu)的

設(shè)計(jì)是非常重要的。

5.3.1確定定位元件，計(jì)算定位誤差

由于定位方案為一面兩銷定位，一兩個(gè)

圓柱銷作為定位元件，則會(huì)產(chǎn)生重復(fù)定位現(xiàn)

象，即一銷套上工件孔以后，另一個(gè)銷很難

同時(shí)套上。為了避免這種定位干涉，補(bǔ)償工

件兩定位孔直徑和中心距誤差及夾距兩定位

銷直徑和中心距誤差。夾具兩定位銷采用一

圓柱銷，另一銷在連心線的垂直方向削去兩

邊，即削邊銷。

1確定定位銷中心距及尺寸公差

銷間距的基本尺寸和孔間距的基本尺

寸相同，"j

尺寸公差一般取為

出銷=土［~:卜1(5-1)

孔間距的計(jì)算：

A=吊+.=639.14mm

況i=5”xCosd+MiySina

c601.53+216.03…r

8=0.05--------------------=0.0477nm

n639.14

由于%=±q-g)J取

々1銷=：況1=±^-(0.047)=0.012mm

￡銷=L+出銷=639.14±0.012mm

S

9

0

.

0

H

601.53士0.0651n

圖5-1定位元件距離

2確定圓柱銷的基本尺寸是該孔的最小

極限尺寸，其中4="2為基準(zhǔn)孔。3最小直

徑公差取夕，配合取為H8//7

由表中查的/丁=25人

f的基本偏差為es=-36所

ei=es-IT=-25-36=-61//m

=85黑mm

查表削邊銷寬度B和々

仇=8,5=85-5=80

3確定補(bǔ)償距離￡

￡=3銷+%-gXimin(5-2)

式中：X*為夾具圓柱銷與其配合的工

件定位孔間的最小間隙。

由于零件圓柱孔銷的尺寸為012H8產(chǎn)3

.-.ximin=0-(-0.025)=0.025mm

￡=0.036+0.047——x0.025=0.071〃?加

2

4確定削邊銷圓弧部分與其相配合得工

件定位孔的最小間隙

X2mm二…二？."：。。⑶皿

2mm285

式中D為與削邊銷相配合的工件定位

孔的最小直徑。

5銷邊銷的最大直徑,

公差配合取〃7,其下偏差為

ei=0.021mm

d^D2-X2mm(5-3)

-jo-n0013-71-0013

,,u2—-0.021v0.013—-0.034

6確定轉(zhuǎn)角誤差a

由于定位孔和定位銷作上下銷移接

觸，造成工件兩定位孔連心線相對(duì)夾

具上量定位銷連心線發(fā)生偏移，產(chǎn)生

最大轉(zhuǎn)角誤差，其式可按下面公式計(jì)

臬

織"=(X|max+X2max)/2L(5

-4)

其中：x.為夾具圓柱銷與其配合的工

件定位孔間的最大間隙。

X*為夾具體削邊銷與其配合的工件

定位孔間的最大間隙。

X]max-0.054+0.036=0.090mm

X2max=0.033+0.034=0.067mm

一=0.09+0.06%*639-=0.000123

a=0.007°

7確定基準(zhǔn)定位誤差邑

這一誤差取決于定位孔和圓柱銷之間

的最大間隙，工件在平面內(nèi)任何方向

上的基準(zhǔn)位移誤差為：

J—D[+TO、+Td、(5-5)

式中：s為工件孔直徑的公差

刎為圓柱銷直徑的公差

△,：為圓柱銷與工件孔最小間

隙

△1=

其中：0.027mmTDX=0.034mm

Td[=0.036mm

￡x-0.027+0.034+0.036=0.097mm

5.3.2定位銷的選擇

由于零件為成批生產(chǎn)，為保證定位精度,

因此需定期檢查定位銷的磨損情況，及時(shí)更

換定位銷，以利于準(zhǔn)確定位，因此選擇可換

定位銷和可換削邊銷。該銷經(jīng)過(guò)螺紋與其導(dǎo)

向銷相連，以便更換。

5.3.3定位誤差的分析與計(jì)算

圖5-2定位誤差分析

見(jiàn)圖5-2在使用夾具安裝工件并按調(diào)整

法加工一批工件時(shí)，由于工件在夾具中定位

所產(chǎn)生的定位誤差。必然要反映到工件的加

工精度上，因此在設(shè)計(jì)夾具定位機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)

對(duì)定位誤差加以控制，使其不超過(guò)允許的范

圍，一般情況下，工件的定位誤差￡與工件上

相應(yīng)公差值的關(guān)系為：

(5-6)

產(chǎn)生定位誤差的原因有以下兩個(gè)方面：

一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生基準(zhǔn)

不重合誤差，用符號(hào)分表示;另一主要誤差是

由工件的定位基面與定位元件的工作表面的

制造誤差及配合的最小間隙的存在，引起定

位基準(zhǔn)產(chǎn)生位移，即基準(zhǔn)位移誤差，用符號(hào)無(wú)

來(lái)表示。

對(duì)工序尺寸：33：0.2

￡卬=△]+")]+Tdy(5-7)

其中式中：見(jiàn)..........工件孔直徑的

公差TD]=0.034mm

外........…圓柱銷直徑公

Td[=0.036mn

△i.....................................圓柱銷與

工件孔最小間隙

由以上計(jì)算可知：A；=0.027zmz

/.sw=0.027+0.016+0.018=0.097mm

根據(jù)圖中計(jì)算可知：

cos6z=601.58/639.14=0.941

sincr=216.03/639.14=0.338

j=0.097xcosa=0.097x0.99=0.097

3=0.097xsina=0.097x0.0001=0.00001

水平方向：j=0.097＜」Tg=0.133

合格，因此對(duì)鉆孔￡制度誤差要求，可

根據(jù)定位誤差小于其零件公差的;而確定。

5.4夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及夾緊力的計(jì)算

零件加工過(guò)程中所受的夾緊力不大，而且根據(jù)!

的形狀，在夾具中

安裝位置及保證加工的正常進(jìn)行，可確定夾緊力的彳

為了節(jié)約輔助時(shí)間，

減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，便于制造和安裝，本夾具體^

固定支板，用螺母、

螺桿、彈簧和氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)相互配合夾緊零件。

考慮到夾緊可靠應(yīng)選擇合適的加緊部位。

從零件圖上能夠看出，在零

件的上個(gè)邊緣表面上夾緊比較合適。

由于計(jì)算切削力的主要目的是確定夾緊

力，確定夾緊方式及夾緊機(jī)構(gòu)。由于加工孔

時(shí)，切削力的大小主要取決于孔的直徑，因

此計(jì)算夾緊力主要一部分是切削力。精銃削

槽時(shí)力比較大。因此夾緊力只需以精銃時(shí)的

卡緊力而定。

夾緊力的計(jì)算：

本美具采用的是鉤型壓板，能夠在水平

方向上回轉(zhuǎn)，以便于零件的裝夾。

首先計(jì)算銃床銃削的切削力：

&365

P=Ctp0-s^zD^BzKpn(5-8)

其中：p-------銃削力KJ;

G--------------------------在用高速銃鋼

(W18Cr4V)銃刀銃削時(shí)?？紤]工件材

料及銃刀類型的系數(shù)，其數(shù)值按《金屬

切削機(jī)床卡具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-57選取。

查表得：7=682；

L每齒進(jìn)給量(mm)；

。-------銃刀直徑(mm)；

B-------銃削寬度所)；

N--------------------銃刀每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)；

z---------------------銃刀的齒數(shù)；

Kp一一一一用高速鋼

(W18Cr4V)銃刀銃削時(shí)，考慮工件材

料機(jī)械性能不同的修正系數(shù)。對(duì)于灰鑄

鐵:"需嚴(yán)；

%--------工件材料的抗拉強(qiáng)度

2

(Kgf/mm)o

...尸=68.2x70-83x0.115065x70一°期x20x16x1=779.9(7^/)

為使加工能夠穩(wěn)定的進(jìn)行，則

p_

Q-j(5-9)

其中：Q-------卡緊力(物)；

尸-------切削力；

/-------摩擦系數(shù)。取人。［6。

￡779.9

.■.Q>^==-L-=243T3(Kgf)

則：雙頭螺柱所需拉力為：

P=Q(1+4+4W)(5-10)

其中：/-------勾形壓板點(diǎn)到軸心的距離

(mm)；

H--------勾形壓板的導(dǎo)向長(zhǎng)度

(mm)；

/-------摩擦系數(shù)；

q--------------------彈簧的作用力(Kgf)。

p==2437.3(1+3X6；；0.16)+W25=3503.75(的)

實(shí)際預(yù)緊力：P實(shí)=P理K

K=K、K2K3K4(5-11)

其中：K為安全系數(shù)

6--------------------------般安全系數(shù)，考慮

到增加夾緊的可靠性和因工件材料性質(zhì)及余

量不均勻等引起的切削力的變化。一般取

3=1.5-2

(-------加工性質(zhì)系數(shù)，粗加

工取(”2。精加工取

K2=1.5

儲(chǔ)--------刀具鈍化系數(shù)，考慮

刀具磨損鈍化后，切削力增加。一般取

取5=1.2

6----------------------斷續(xù)切削系數(shù)，斷續(xù)

切削時(shí)取儲(chǔ)"2。連續(xù)切削時(shí)，取耳=1

K=KjK2K3K4=1.5x1.2x1.2x1.2=2.592

理=KxP=2.592x3503.75=9081.72(0)

由此氣缸的作用力P=2/^.=2x9081.72=18163.44(^)

查表得：可選最佳氣缸為：

D=250,S=40,L=166,標(biāo)準(zhǔn)活塞桿推力為Kgf

的法蘭式氣缸。

5.5加緊元件的強(qiáng)度校核

分析夾具體中各零件的受力情況，可知

連接上下壓板的螺栓畏罪薄弱環(huán)節(jié)。

當(dāng)壓緊工件時(shí)，受力分析可知：螺栓只

受夾緊力Q作用產(chǎn)生預(yù)緊力作用。

緊聯(lián)螺栓的許用拉應(yīng)力

㈤產(chǎn)(5-12)

查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6.3,得

其中:[&]=L6

aB=500MPa

=6x=3QQMPa

s10

[cr]=—=187.5MP?

1.6

4xl.3xZ>4X1.3X9081.72皿「「i

???-------盧=-----------A-=37.5<ILcrI

X7r-d23.14x202」

..強(qiáng)度滿足要求。

5.6夾具設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展

無(wú)論是在傳統(tǒng)制造業(yè)還是現(xiàn)代柔性制造系

統(tǒng)中，由于大量的加工操作需要裝夾，夾具

設(shè)計(jì)在制造系統(tǒng)中就顯得非常重要，它直接

影響加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率和制造成本在一個(gè)

柔性制造系統(tǒng)中，夾具設(shè)計(jì)制造的費(fèi)用占到

整個(gè)系統(tǒng)費(fèi)用的一，夾具在單件、成批、大

量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，它是在制造加

工過(guò)程中根據(jù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書，在合理的位置定

位和牢固裝夾工件，從而完成所要求的加工

過(guò)程的一種裝置柔性?shī)A具是隨柔性制造系統(tǒng)

和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的發(fā)展而應(yīng)運(yùn)而生的

沒(méi)有柔性?shī)A具，就不可能實(shí)現(xiàn)真正意義上的

柔性，而隨著的提出，多品種中小批生產(chǎn)日

益受到重視。適應(yīng)于這種產(chǎn)品和生產(chǎn)變化需

要的柔性?shī)A具更是必不可少的年代中期開始,

從計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)到自動(dòng)夾具設(shè)計(jì)，在

國(guó)際上普遍受到重視，同時(shí)正在發(fā)展成為一個(gè)

獨(dú)立的制造軟件系統(tǒng)。

5.6.1柔性?shī)A具的研究和發(fā)展

制造過(guò)程的工藝設(shè)備包括刀具、夾具、檢

測(cè)設(shè)備及模具的選擇和設(shè)計(jì)為了降低裝夾費(fèi)

用和生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，柔性裝夾是必不可少的

一般說(shuō)來(lái)，柔性?shī)A具是指工件的形狀和尺寸

有一定變化后，夾具還能適應(yīng)這種變化并繼

續(xù)使用的應(yīng)變能力可是工件變化能夠在小范

圍，即在相似的形狀和尺寸變動(dòng)不大的范圍,

也可在大范圍，即零件形狀完全不同，尺寸

變化也很大因此，柔性?shī)A具還是模糊的，沒(méi)

有明確的定義和界限籠統(tǒng)地說(shuō)，就是指與機(jī)

床、加工中心配合使用的、具有夾持多種不

同工件能力的夾具。柔性?shī)A具包括組合夾

具、可編程夾具、通用柔性?shī)A具、相變材料

柔性?shī)A具及其它夾具，使用不同的相變材料

可得到多種類型的夾具，相變材料柔性?shī)A具,

而相變材料柔性?shī)A具適合于裝夾具有復(fù)雜曲

面和剛度較弱容易變形的工件朱耀祥和融易

鳴中將年代后期柔性?shī)A具的研究開發(fā)分為兩

大方向。

5.6.2計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)（CAFD）

在過(guò)去的十幾年中，制造研究團(tuán)體將研究

的重點(diǎn)放在了發(fā)展和改進(jìn)諸如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)

計(jì)計(jì)算機(jī)輔助制造（CAD/CAM）和計(jì)算機(jī)輔

助工藝規(guī)劃（CAPP）等方面只是在最近20年

來(lái),CAFD才發(fā)展成為（CAD/CAM）集成技術(shù)

的一個(gè)重要組成部分，而且成為CAPP的一

個(gè)重要方面。它是CIMS環(huán)境下設(shè)計(jì)和制造之

間的連接紐帶.隨著CAD/CAM系統(tǒng)在工業(yè)中

的建立,CAFD很自然地應(yīng)用到了夾具設(shè)計(jì)當(dāng)

中。

CAFD領(lǐng)域的主要研究方面有：（1）夾具

設(shè)計(jì)時(shí)基于成組技術(shù)的分類方法及基于案例

的推理；（2）經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析確定定位點(diǎn)和夾

緊點(diǎn)；（3）利用基于知識(shí)的專家系統(tǒng)選擇定位

面和夾緊面；（4）基于幾何分析的夾具規(guī)劃；

（5）用于定位基準(zhǔn)選擇的精度關(guān)系分析；（6）

組合夾具的構(gòu)形設(shè)計(jì)。

5.6.3自動(dòng)化夾具（AFD）

近年來(lái)組合夾具系統(tǒng)的設(shè)計(jì)受到了夾具行

業(yè)的普遍關(guān)注，而且在一些文獻(xiàn)中對(duì)該領(lǐng)域

的最新發(fā)展成果進(jìn)行了回顧，經(jīng)過(guò)幾何計(jì)算

的方法驗(yàn)證了夾具構(gòu)形中力的鎖合問(wèn)題，在

確定優(yōu)化的夾緊點(diǎn)和夾緊順序中提出了幾何

推理的方法，這種方法在考慮到力的鎖合后，

從候選的夾緊點(diǎn)布局中確定最優(yōu)化的夾緊點(diǎn),

是非常簡(jiǎn)單并行之有效的。經(jīng)過(guò)變形一種是

由于裝夾所產(chǎn)生的接觸變形，另一種是由于

切割力所引起的工件的彎曲變形分析，對(duì)支

撐和夾緊位置進(jìn)行所需的重新布置，以在給

定的工件上設(shè)計(jì)出最好的支撐、定位和夾緊

位置，完成加工過(guò)程中牢固精確地夾緊工件

的功能，并在自動(dòng)夾具設(shè)計(jì)原型系統(tǒng)中貫徹

T這樣的推理機(jī)制該系統(tǒng)提供了一種智能化

的自動(dòng)夾具設(shè)計(jì)環(huán)境系統(tǒng)由個(gè)主要模塊構(gòu)成

完全信息化的產(chǎn)品模型知識(shí)庫(kù)推理機(jī)制最終

的夾具構(gòu)型。按照自動(dòng)化程度區(qū)分，夾具設(shè)計(jì)

系統(tǒng)分為交互式，半自動(dòng)化式和自動(dòng)化式交

互式的夾具。設(shè)計(jì)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)為使用者提

供一種信息化的用戶界面，基于設(shè)計(jì)者的知

識(shí)，輔助用戶選擇合適夾具元件的一種系統(tǒng)

系統(tǒng)由于要由用戶根據(jù)工件的幾何形狀及加

工要求來(lái)選擇裝夾表面、裝夾點(diǎn)及夾具元件,

因此是非常耗時(shí)的，而且并未完全開發(fā)出計(jì)

算機(jī)的功能半自動(dòng)化式的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)是在

交互式的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)而來(lái)的，它降低了

對(duì)設(shè)計(jì)者專業(yè)知識(shí)的要求而自動(dòng)化式的夾具

設(shè)計(jì)系統(tǒng)用以進(jìn)一步提高夾具設(shè)計(jì)過(guò)程的效

率和質(zhì)量，能夠自動(dòng)確定夾緊點(diǎn)，自動(dòng)從一

系列候選點(diǎn)列表中選擇精確的夾緊點(diǎn)，等基

于先進(jìn)的及技術(shù)在組合夾具上的應(yīng)用，使用

方法和一軟件技術(shù)，