轴进行工艺方面的设计学士学位论文.doc

毕业设计说明书专业： 机械制造与自动化 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 目 录第一章 前 言1第二章 工艺设计说明书21 零件图工艺性分析21.1零件结构功用分析21.2 尺寸精度,形状精度及表面粗糙度分析21.3 位置精度分析31.4零件结构工艺性分析32 毛坯选择32.1毛坯类型32.2毛坯余量确定33 机加工工艺路线确定43.1 定位基准的选择43.2 制定工艺路线53.3 加工方法分析确定83.4主要机加工工序84 设备及其工艺装备确定95 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定96 确定铣加工切削用量及基本工时107 工艺设计总结12第三章07工序铣削加工夹具设计131 夹具的作用132 铣床夹具的设计特点133 铣削专用夹具的组成134 典型的定位元件145 夹具中的夹紧机构166 本课题夹具设计166.1 问题的提出176.2 定位基准的选择176.3 切削力及夹紧力计算176.4 定位误差分析196.5 定向键与对刀装置设计196.6 夹具设计及操作简要说明196.7 铣夹具装配图20第四章毕业设计体会21参考文献22致 谢23 第一章 前 言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学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。机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践教学环节。这次设计我们能综合运用机械制造基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，在老师和同学的帮助下，我还对夹具，机床，刀具的的结构和工作原理有了更深的了解，不知不觉中我的图纸分析、结构设计能力都得到了提高，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。 在结束了机械制造基础及有关课程的学习后，通过本次的设计使我们所学的知识得到了巩固和加深，并培养了我们学会全面综合地运用所学知识，去分析和解决机械制造中的问题的能力。由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望老师多加指教。本设计是对轴进行工艺方面的设计，具体完成以下几个方面的任务: 1、查阅有关参考资料(中文20篇以上，外文5篇以上)，撰写开题报告(3000字以上),翻译外文参考资料一篇(3000字以上)； 2、电机机座加工工艺分析及工艺设计计算，编制机加工艺卡； 3、专用夹具设计； 4、绘制夹具工程图；5、 撰写毕业设计论文(8000字以上)。 第二章 工艺设计说明书1 零件图工艺性分析1.1零件结构功用分析 该零件是铸件零件，主要起支撑的作用。1.2 尺寸精度,形状精度及表面粗糙度分析工件外轮廓；Ra6.3、Ra3.2；尺寸精度IT7；表面粗糙度Ra6.3、Ra3.2。工件内异性轮廓；Ra3.2；尺寸精度IT7；表面粗糙度Ra3.2。内孔380、400、401、402；Ra3.2；尺寸精度IT6；表面粗糙度Ra3.2。孔4-26通孔锪平4-46深2、4-M16-7H、2-M10-7H、钻4x3深4的孔、2x35孔、8-M16-7H、2-50、2-28孔深5、2-M20-7H深35的螺纹孔、4-M8-7H深15的螺纹孔、2-M5-7H螺纹孔、4-M10-7H螺纹孔和30通孔；Ra3.2；尺寸精度IT7；表面粗糙度Ra3.2。 上述表面加工需份多次安装夹具，用不同的机床进行铣、镗、钻加工。难度不大，工艺性良好。1.3 位置精度分析 加工顺序确定与定位基准有关，一般是“先加工粗基准后加工精基准，先加工主要表面再加工次要表面”的原则。 1.4零件结构工艺性分析 审图可知，该零件外形属于正常机座的类型，铸造难度一般，外部所有加工面只需铣削加工即可，内孔需要在专用夹具上进行镗加工，外孔需专用夹具在钻床上进行钻加工，加工难度一般，因此该零件的工艺性较好。2 毛坯选择2.1毛坯类型 （查阅机械加工工艺编制） 查阅附表5常用毛坯类型根据零件材料铸件选择铸件进行注塑毛坯。 查阅附表2机加工工作各种生产类型的生产纲领及工艺特点根据生产批量：中批量生产采用沙模。 因为机座主要应用在动力输出装置中，其主要作用是起到承载作用，使电机获得旋转的动力，工作中承受较大的冲击载荷和扭矩。而铸件具有较高的抗拉、抗弯和抗扭矩强度及冲击韧性的特点，为了满足零件的要求，所以选择铸件进行毛坯加工。2.2毛坯余量确定 阀体零件材料为 HT200，硬度选用200HBSg。生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下： 1. 孔的余量 因为孔的粗糙度为3.2需要粗车，精车，磨几道工序加工，查相关资料知粗加工和精加工的余量之和为3mm。2. 机座的上下端面该机座的上下端面粗糙度都是3.2，进行一需要进行粗铣，精铣等加工才能满足光洁度要求。根据资料可知，选取加工余量等级为G，选取尺寸公差等级为9级。所以根据相关资料和经验可知，机座的上下端面的单边余量为3mm，符合要求。3. 侧边两端面侧边端面的粗糙度为6.3，一次粗铣即可满足要求。所以根据相关资料和经验可知宽70mm的2端面的单边余量为2mm。根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了。3 机加工工艺路线确定 3.1 定位基准的选择正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容，也是保证零件加工精度的关键。定位基准分为精基准、粗基准和辅助基准。在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工 的表面作为定位基准(粗基准)。在后续工序中，则使用已加工表面作为定位基准(精基准)。 在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来，然后再考虑选择合适的粗基准把精基准面加工出来。另外，为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度，可在工件上某部位作一辅助基准，用以定位。应从零件的整个加工工艺过程的全局出发，在分析零件的结构特点、设计基准和技术要求的基础上，根据粗、精基准的选择原则，合理选择定位基准。3.1.1精基准的选择 “基准重合”原则应尽量选用被加工表面的设计基准作为精基准，即“基准重合”的原则。这样可以避免因基准不重合而引起的误差。 “基准统一”原则应选择多个表面加工时都能使用的定位基准作为精基准，即“基准统一”的原则。这样便于保证各加工表面间的相互位置精度，避免基准变换所产生的误差，并简化夹具的设计制造工作。“互为基准”原则 当两个表面的相互位置精度及其自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可采用这两个表面互为基准，反复多次进行精加工。 “自为基准”原则 在某些要求加工余量尽量小而均匀的精加工工序中，应尽量选择加工表面本身作为定位基准。此外，精基准的选择还应便于工件的装夹与加工，减少工件变形及简化夹具结构。需要指出的是，上述四条选择精基准的原则，有时是相互矛盾的。例如，保证了基准统一就不一定符合基准重合等等。在使用这些原则时，要具体情况具体分析，以保证主要技术要求为出发点，合理选用这些原则。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 3.1.2 粗基准的选择 若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选该表面为粗基准。 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件上每个表面都要加工，则应以加工余量最小的表面作为粗基准。这样可使这个表面在加工中不致因加工余量不足，造成加工后仍留有部分毛面，致使工件报废。在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件有的表面不需要加工时，则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。若既需保证某重要表面加工余量均匀，又要求保证不加工表面与加工表面的位置精度，则仍按本原则处理。 选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，不能有飞边、浇口、冒口及其他缺陷，以便定位准确，装夹可靠。粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次，否则定位误差太大。但是，当毛坯是精密铸件或精密锻件，毛坯质量高，而工件加工精度要求又不高时，可以重复使用某一粗基准。粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出，阀体零件还算比较规则，所以粗基准容易选择。为了保证前后端面的位置精度的要求，选择阀体B面和底面作为作为粗基准，依照粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。 工件被放在夹具体，底面端顶住夹具体限制3个自由度；工件的大外半圆用活动V型块夹紧，在两个支承钉的外圆柱面上，限制3个自由度；因为我们限制一个自由度，实现完全定位。3.2 制定工艺路线3.2.1 工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：(1)工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。(2)工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。3.2.2 工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 (1)工序集中的特点工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。(2)工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。3.2.3 加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：(1)粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11IT12。粗糙度为Ra80100m。(2)半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9IT10。表面粗糙度为Ra101.25m。(3)精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为IT6IT7，表面粗糙度为Ra101.25m。(4)光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为IT5IT6,表面粗糙度为Ra1.250.32m。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。3.3 加工方法分析确定(1)、铣加工 铣上下断面 粗车（IT11 ；Ra12.5）半精车（IT9 ；Ra6.3）半精磨（IT6 ；Ra3.2） A-A视图中左右断面 IT7 Ra1.6 粗车（IT11 ；Ra12.5）半精车（IT9 ；Ra6.3）精车（IT6 ；Ra3.2）（2）、镗加工 内孔380、400、401、402 Ra3.2 粗镗（IT11 ；Ra12.5）半精镗（IT9 ；Ra6.3）精镗（IT6 ；Ra3.2）（3） 、钻加工 孔4-26通孔锪平4-46深2、4-M16-7H、2-M10-7H、钻4x3深4的孔、2x35孔、8-M16-7H、2-50、2-28孔深5、2-M20-7H深35的螺纹孔、4-M8-7H深15的螺纹孔、2-M5-7H螺纹孔、4-M10-7H螺纹孔和30通孔 Ra3.2 粗钻（IT11 ；Ra12.5）半精钻（IT9 ；Ra6.3）攻、回（IT6 ；Ra3.2）3.4主要机加工工序01 锻造 铸造毛坯03 热处理 正火05 铣 粗、半精铣底端面，控制底脚高度10，并将其作为加工基准面 07 铣 粗、精铣上端面两个端面，控制总高尺寸达520和525.09 铣 粗、精铣A-A视图中右端面，表面粗糙度达3.211 镗 粗、精镗380内孔，公差达图纸要求，孔长60并倒角， 13 镗 粗、精镗400内孔公差达图，长度525-120-60=345。15 镗 粗、精镗401内孔公差达图，控制长度100-80=20。17 镗 粗、精镗402内孔公差达图，长度20达图。倒角2x45度。19 铣 端面粗、精铣左端面，控制总长尺寸525.21 钻 钻加工4-26通孔锪平4-46深2。23 钻 钻、攻4-M16-7H螺纹孔，均布达图。25 钻 钻、攻A-A视图中2-M10-7H螺纹孔中心距100。27 钻 钻4x3深4的孔，中心距107x64。29 钻 钻2x35孔公差达图，控制孔的定位尺寸85。 31 钻 钻、攻B-B视图中8-M16-7H螺纹孔深40均布。 33 钻 钻、攻B-B视图中2-50和2-28孔深5达图并倒角120度。 35 钻 钻、攻俯视图视图中2-M20-7H深35的螺纹孔、4-M8-7H深15的螺纹 孔、2-M5-7H螺纹孔、4-M10-7H螺纹孔和30通孔 37 钳工 零件锐角倒钝、去毛刺 39 检 检验合格入库 4 设备及其工艺装备确定所用机床设备： X53T T41X Z7140所用夹具： 铣床专用夹具、镗床专用夹具、钻床专用夹具 所用刀具： 铣刀、镗刀、钻头、丝锥所用量具： 游标卡尺、千分尺、专用卡规5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定在制订零件机械加工工艺规程之前,还要对零件加工前的毛坯种类及其不同的制造方法进行选择。由于零件机械加工的工序数量、材料消耗、加工劳动量等都在很大程度上与毛坯的选择有关，故正确选择毛坯具有重大的技术经济意义。常用的毛坯种类有：铸件、锻件、型件、焊接件、冲压件等，而相同种类的毛坯又可能有不同的制造方法。选择毛坯应该考虑生产规模的大小，它在很大程度上决定采用某种毛坯制造方法的经济性。如生产规模较大，便可采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，这样，虽然一次投资较高，但均分到每个毛坯上的成本就较少。而且，由于精度较高的毛坯制造方法的生产率一般也较高，既节约原材料又可明显减少机械加工劳动量，再者，毛坯精度高还可简化工艺和工艺装备，降低产品的总成本。选择毛坯应该考虑工件结构形状和尺寸大小。例如，形状复杂和薄壁的毛坯，一般不能采用金属型铸造；尺寸较大的毛坯，往往不能采用模锻、压铸和精铸。再如，某些外形较特殊的小零件，由于机械加工很困难，则往往采用较精密的毛坯制造方法，如压铸、熔模铸造等，以最大限度地减少机械加工量。选择毛坯应考虑零件的机械性能的要求。相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其机械性能往往不同。例如，金属型浇铸的毛坯，其强度高于用砂型浇铸的毛坯，离心浇铸和压力浇铸的毛坯，其强度又高于金属型浇铸的毛坯。强度要求高的零件多采用锻件，有时也可采用球墨铸铁件。选择毛坯，应从本厂的现有设备和技术水平出发考虑可能性和经济性。还应考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性，如精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等。用这些毛坯制造方法后，可大大减少机械加工量，有时甚至可不再进行机械加工，其经济效果非常显著。机座零件材料为HT200，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。(1)机座的上下和左右端面因为机座的上下和左右端面没有精度要求，粗糙度要求也不高，其加工余量为2.5mm。(2)机座的孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为单边余量为2.56 确定铣加工切削用量及基本工时工序：铣机座上下面1. 选择刀具2. 刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成2） 决定每次进给量及切削速度 根据X53T型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为 工序 粗铣机座前后端面1. 选择刀具2. 刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成5） 决定每次进给量及切削速度 根据X53T型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为.7 工艺设计总结 在指导老师的带领下，连续奋战了几周，终于完成了机座的工艺设计。在此，对指导老师表示由衷的感谢。拿到毕业设计后，我第一时间在学校的教务系统下载、打印了图纸，并对对图纸进行了认真的分析，对不符合国标的标注进行了修改，在指导老师的指导下依次完成了“毛坯余量的选择”、“机械加工工艺路线确定”、“工艺尺寸及其公差确定”、“设备及其工艺装备确定”、“切削用量及工时定额确定”。机座的工艺设计过程中，我查阅了大量的资料，反复修改了工艺设计，与老师紧密联系，密切配合，最终完成了轴的工艺设计部分。通过此次工艺设计，对大学三年间所学的知识又有了一个系统的回顾和加深，工艺路线的设计时，我认真、回忆了车工实训时的经历，这对我的工艺设计给予了极大的帮助，这让我体会到了理论结合实际是多么的重要。感谢这次工艺设计，让我学会了独立的去面对并且完成一件事，增强了我的自信心，这对于我今后的学习工作意义重大。也特别感谢指导老师在此期间给予我的巨大的帮助，这将是我人生一笔巨大的财富，会让我终生受益。第三章07工序铣削加工夹具设计1 夹具的作用 零件在加工的过程中夹具的定位固定是非常重要的，当定位不准确或加工中出现振动，都会影响零件在加工中各段的精度。并且会随着最终的完工使工件偏离原来尺寸要求达不到设计的要求，这就要有合理的装夹保证在加工中的稳定，保证加工质量。使用夹具要简单装夹或拆卸方便，本节以在铣床上铣键槽为例来说明。 2 铣床夹具的设计特点铣床夹具与其它机床夹具的不同之处在于：它是通过定位键在机床上定位，用对刀装置决定铣刀相对于夹具的位置。A、床夹具的安装 铣床夹具在铣床工作台上的安装位置，直接影响被加工表面的位置精度，因而在设计时必须考虑其安装方法，一般是在夹具底座下面装两个定位键。定位键的结构尺寸已标准化，应按铣床工作台的T形槽尺寸选定，它和夹具底座以及工作台T形槽的配合为H7/h6、H8/h8。两定位键的距离应力求最大，以利提高安装精度。 作为定位键的安装是夹具过两个定位键嵌入到铣床工作台的同一条T 形槽中，再用T 形螺栓和垫圈、螺母将夹具体紧固在工作台上，所以在夹具体上还需要提供两个穿T形螺栓的耳座。如果夹具宽度较大时，可在同侧设置两个耳座，两耳座的距离要和铣床工作台两个T形槽间的距离一致。B、铣床夹具的对刀装置 铣床夹具在工作台上安装好了以后，还要调整铣刀对夹具的相对位置，以便于进行定距加工。为了使刀具与工件被加工表面的相对位置能迅速而正确地对准，在夹具上可以采用对刀装置。对刀装置是由对刀块和塞尺等组成，其结构尺寸已标准化。各种对刀块的结构，可以根据工件的具体加工要求进行选择。由于铣削时切削力较大，振动也大，夹具体应有足够的强度和刚度，还应尽可能降低夹具的重心，工件待加工表面应尽可能靠近工作台，以提高夹具的稳定性，通常夹具体的高宽比H/B11.25为宜。3 铣削专用夹具的组成（1）定位装置这种装置包括定位元件及其组合，其作用是确定工件在夹具中的位置，即通过它使工件加工时相对于刀具及切削成形运动处于正确的位置，如支撑钉、支撑板、V形块、定位销等。（2）夹紧装置它的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置在加工过程中不因受重力、惯性力以及切削力等外力作用而产生位移，同时防止或减小振动。它通常是一种机构，包括夹紧元件（如夹爪、压板等），增力及传动装置（如杠杆、螺纹传动副、斜楔、凸轮等）以及动力装置（如气缸、油缸）等。（3）对刀引导装置它的作用是确定夹具相对于刀具的位置，或引导刀具进行加工，如对刀块、钻套、镗套等。（4）其他元件及装置如定向件、操作件以及根据夹具特殊功用需要设置的一些装置，如分度装置、工件顶出装置、上下料装置等。（5）夹具体用于连接夹具各元件及装置，使其成为一个整体的基础件，并与机床有关部位连接，以确定夹具相对于机床的位置。4 典型的定位元件工件以平面定位：工件以平面作为定位基面，是最常见的定位方式之一。如箱体、床身、机座、支架等类零件的加工中，较多采用了平面定位。工件以平面定位时常用的定位元件如下所述。A主要支承：它主要用来限制工件的自由度，起定位作用。1） 固定支承，有支承釘和支承板两种形式，在使用过程中他们都是固定不动的。当工件以粗糙不平的粗基准定位时，采用球头支承釘。齿纹头支承釘用在工件的侧面，它能增大摩擦因数，防止工件滑动。当工件以加工过的平面定位时，可采用平头支承釘或支承板。为保证各固定支承的定位表面严格共面，装配后，需将其工作表面一次磨平。支承钉与夹具体孔的配合采用H7/ r6或H7/n6,当支承需要经常更换时，应加衬套。衬套外径与夹具体孔的配合一般采用H7/n6或者H7/r6，衬套内径与支承钉的配合选用H7/s6。可调支承，是指支承钉的高度可以调节。调整时要先松后调，调好后用防松螺母锁紧。可调支承主要用于工件以粗基准面定位、或者定位基面的形状复杂（如成型面、台阶面等），以及各批毛坯的尺寸、形状变化较大时的情况。可调支承在一批工件加工前调整一次。在同一批工件加工中，它的作用同固定支承相同。自位支承（浮动支承） 在工件定位过程中，它能自动地调整位置，其特点是：支承点的位置能随着工件定位基面的不同而自动调节，定位基面压下其中一点，其余点便上升，甚至各点都与工件接触。接触点数的增加，提高了工件的装夹刚度和稳定性，但其作用仍相当于一个固定支承，只限制工件一个自由度。B 辅助支承辅助支承用来提高工件的刚度和稳定性，不起定位作用。辅助支承的工作特点是：待工件定位夹紧后，再调整支承钉的高度，使其与工件的有关表面接触并锁紧。每安装一个工件就调整一次辅助支承。另外，辅助支承还可以起预定位的作用。常见的辅助支承有：螺旋式辅助支承、自位式辅助支承和推引式辅助支承。工件以圆孔定位：工件以圆孔表面作为定位基面时，常用以下定位元件：圆柱销（定位销）当工件孔径较小时（D=3-10mm），为增加定位销刚度，避免销子因受撞击而折断，或热处理时淬裂，通常把根部倒成圆角。这时夹具体上应有沉孔，使定位销的圆角部分沉入孔内而不会妨碍定位。大批大量生产时，可以采用带衬套的结构形式。为了便于工件装入，定位销的头部应有15度的倒角。定位销的工作部分直径可按g5、g6、f6、f7制造，定位销和夹具体的配合可用H7/r6、H7/n6，衬套与夹具体选用过渡配合H7/n6，其内径和定位销为间隙配合H7/h6、H7/h5。 2） 圆柱心轴其定位部分直径按h6、g6或f6制造，装卸工件方便，但定心精度不高。为了减少因配合间隙而造成的工件的倾斜，工件常以孔和端面联合定位，因而要求工件定位孔和端面有较高的垂直度，最好能在一次装夹中加工出来。使用开口垫圈可实现快速装卸工件，开口垫圈的两端面应互相平行。当工件内孔和端面垂直度误差很大时，因采用球面垫圈。3） 圆锥销 限制了X、Y、Z三个自由度。4） 圆锥心轴（小锥度心轴）这种定位方式的定心精度较高，不用另设夹紧装置，但工件的轴向定位误差较大，传递的扭矩较小，适用于工件定位孔不低于IT7的精车和磨削加工，不能加工端面。5 夹具中的夹紧机构夹具中的夹紧装置一般由动力源和夹紧机构两个部分组成。动力源是产生原始作用力的部分，如用人的体力对工件进行夹紧，称为手动夹紧；若采用气动，液动，电动以及机床的运动等动力装置来代替人力进行夹紧，则称为机动夹紧。夹紧机构是接受和传递原始作用力，使其变为夹紧力并执行夹紧任务的部分，包括中间传递力机构和夹紧元件。中间传递力机构把来自人力或者动力装置的力传给夹紧元件，再由夹紧元件直接与工件受压面接触，最终完成夹紧任务。在夹紧的组成中可以看出，不论采用任何动力源（手动或者机动），外加的原始作用力要转化为夹紧力，都必须通过夹紧机构。夹具中常用的夹紧机构有斜碶夹紧机构、螺旋夹紧机构、圆偏心夹紧机构、铰链夹紧机构、定心对中夹紧机构以及联动夹紧机构等。（1）斜碶夹紧机构：斜碶夹紧机构是夹紧机构中最基本的形式之一，螺旋夹紧机构，圆偏心夹紧机构，定心对中夹紧机构等均是斜碶夹紧机构的变形，由于手动的斜碶夹紧机构在夹紧工件时既费时又费力，效率很低，故实际上多在机动夹紧装置中采用。（2）螺旋夹紧机构：利用螺杆直接夹紧工件，或者与其他元件组成复合夹紧机构夹紧工件，是应用较广泛的一种夹紧机构，由于螺旋夹紧机构具有结构简单，容易制造，夹紧可靠，扩力比较大和夹紧行程不受限制等特点，所以在手动夹紧装置中被广泛使用，在夹具中除采用螺杆直接夹紧工件外，经常采用螺旋压板夹紧机构。（3）圆偏心夹紧机构：由于偏心圆的夹紧力小，自锁性能又不是很好，故只使用于切削负荷不大而且无很大震动的场合，为满足自锁条件，其夹紧行程也相应受到限制，用与夹紧行程较小的场合。（4）铰链夹紧机构：因铰链夹紧机构的结构简单，扩力比较大，适用于多点或多件夹紧，在气动或者液动夹具中广泛应用。（5）定心、对中夹紧机构：定心，对中夹紧机构是一种特殊的夹紧机构，工件在其上同时实现定位和夹紧。（6）联动夹紧机构：工件装夹所使用的夹具，有的需要同时有几个点对工作的工件进行夹紧，而有的则需要同时夹紧几个工件，为了提高效率，减少装夹时间，可采用联动夹紧机构。 6 本课题夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计07道工序铣上端面的铣床夹具。6.1 问题的提出 本夹具主要用于铣上端面，精度要求因为后面还有精加工，因此本道工序加工精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。6.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此道工序后面还有精加工，因此本次铣没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。我们采用已经粗加工的底面为定位基准，为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。6.3 切削力及夹紧力计算 （1）刀具： 采用端铣刀 100mm z=24,用1把锯片铣刀保证同时安装在主轴上面中间用隔套把两把铣刀隔开，保证两把铣刀之间距离为7mm。这样就可以一次铣出两个面，并且尺寸易保证。机床：X53T立式铣床 由所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5为加工性质系数1.1为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1所以 (2) 夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机 由其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=75mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4得: 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。6.4 定位误差分析工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一活动V型块，一挡快定位，工件始终靠近挡块的一面。但是，由于此道工序后还有精加工，因此本道工序要求不高，故应当能满足定位要求。6.5 定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。根据GB220780定向键结构如图所示：图 4-1 夹具体槽形与螺钉图对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。6.6 夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。6.7 铣夹具装配图 第四章毕业设计体会为期多周的毕业设计已经接近尾声，回顾整个过程，我在老师的指导下，获得了很好的学习，毕业设计作为大学所学课程总结，加深的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。本次毕业设计主要经历了三个阶段：第一个阶段是机座的加工的设计，第二阶段是机械加工工艺规程设计，第三阶段是工装夹具设计。第一阶段查阅资料，了解机座的功能以及设计计算和夹具装配图的工装绘制；第二阶段我们运用了基准选择、毛坯余量的确定、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识