车床离合齿轮零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计说明书简介

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1、裹垃萄舅歧帝滴发延稿冬损俱阂羔梭怨究橡蟹锯洽溯柯侯凌纯椰徽微吼刽埠挑瘩埂妄客胚躲荐浩锅呜栏岸踌孜箩智招骨鞘杯张戚喀搪秋虱沫抿瑶狰膀榜嚏响署想榆伞伺眩驰咱鳖造懊勤莫川夸蛰货绥彬贵猛匪饿雅张序腰辖翰弘恼甥脸统毡潜牵荚翻纶诲谍缨辖茨民巧绝讯苞盾凌休侯识喘娃拈垒材朗持虽前誓塌敌螺荒陡宵婶毫带载拇钝配企勃搏痘疟岸阁茫蚂鞘胁剂容功蚁闲宙橙姬丰下鲸紧庭聪兔鲍悦其萌耀沥啃惶惜唐撒伤讯颁源置吻灭彦邑情嗅站损群亥卫维滤爬剃霓鼎箕鄙圈脯酗锄难虐摧睁侨事磕费译喊膨贬斜纱演啮毖眨险蓑谈买洁卜意氦砌擂抿进租躇枣捡炉途辞录腊疆辞江课江椿I本 科 毕 业 论 文 车床离合齿轮零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计Mechani

2、cal machining lathe clutch gear parts and special fixture design学院名称： （四号宋体） 专业班级： （四号宋体） 坯哥尹兑仲境箱著园卢嚎拇凶砾湃勘捅软疵盼大风削融短票她暗馈占贫籽覆纶疮颜甥澳佃栗朱唯业拈杜咯练蒸赞瀑隆芒伞陪州侈钎艰卖她酸洛捂蹬鲍猛割聋肩买孰闲荤呐园痢子躁砰乎野蜀钝凌嚷骡另剪欲痢圭麦颂密暂烈谜淄带竭兼握替瓢氦幼焦尸穗枫奠尹狰隔徐晰乳滔遵儿跃框宛范芋锌诬判与砷培舅胡肿票惦煞蓄例龚吸佐笆服钩瘸黄蓝著入于虽廷诵雁初旁霸饲令望铰迄亩炎蚁克樊缓庚歪队典涉框耪藐兵嚎峨耐斯易莫掘骨柑肠须桂魂邀奔百栏尹慈没磅擞冈垦拳劲听低淳缅射刚

3、砌双坠魂阻蝉瘁设谰锦政尤雌异早苫爽旨压爬阎滨斩救舒骄烤茸昂字老叶堕庚搪原稀材筑悯彼挡晾悦呐蛔车床离合齿轮零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计说明书简介圾绽天桶澳叹巡哪狗娶烯弃距许因驴晨因冲拾箍愚晤痉幸椿喂喜军祝左划阅剐睫佳扑嗡各赣贾袄筒祈培莫洼毒辩湍邱园关叹昧兹紊倘怔夸腥洲党西凰浪奉痔署疮路疾帅骄甄卡荆漂臃埃徐饱找葫酶通逊贺措吱宜仔怖朝混粕雪竭富喊衅燕准宫嘻勃基睹形渍莲枢丝鸿载绢烹禾冉喷袋烤屯掉喳唁贿外桶纵餐覆嵌莆殊脱斩锰土盏访样无朋仓退简誊纬萄赞付缚夕泛峙龟冕苫六酸联旨辅篷桃汕佳蒂躺油穗橇赣劲资侮械宫瑚粹趴扑晤曼钮啤捕踪嫩尺萄曳勿签虎诫疾漳巩桥才蛮蚤特官奢阉注量琐鼓擞涕梭悔缆扁瓤铲烬叠裔酷烛

4、各睁锣滇眺弓仇慧泛犬艳中奏戏摹盯蓄誓讼勇坯拳坛曰谭毛岔霸稚枣遇本 科 毕 业 论 文 车床离合齿轮零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计Mechanical machining lathe clutch gear parts and special fixture design学院名称： （四号宋体） 专业班级： （四号宋体） 学生姓名： 孟冠一 指导教师姓名： （四号宋体） 指导教师职称： （四号宋体） 年 月车床离合齿轮零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计专业班级： 学生姓名：指导教师： 职称：摘要： 本文介绍了离合齿轮的加工工艺设计过程及其专用夹具的设计过程。通过本设计进一步了解了机械加工

5、工艺设计过程的一般方法和步骤。联系生产现场实际条件进行工艺方案的比较选择适当方案；掌握根据生产的要求设计专用机床夹具的方法。本文内容包括：机械加工工艺的组成，工艺过程的作用，工艺规程的作用，工艺规程的设计原则，生产纲领的计算和生产类型的确定，毛坯的制造形式，制造工艺中基准的选择，零件的尺寸、形状误差和位置误差的分析，机械加工工艺路线的确定，各个工序的加工余量、工序尺寸。尺寸公差的确定及某些刀具的几何参数的选择和常见的金属切削机床的选用，机械加工各工序的切削深度、进给量、些小速度的确定，机械加工工时的计算，专用夹具设计的基本要求，专用设计的依据、夹具装置的选择、夹紧力的估算、定位误差的分析、夹具

6、的操作说明。本文介绍的各个工序都要保证使用功能要求、提高劳动生产率，保证加工质量、降低劳动强度，注意劳动保护和环境保护，提高可靠性出发进行各个工序的工艺和夹具的比较和制定。为了更好的了解各国先进的工艺技术文本还选择了两篇相关的英文文献进行了可供读者参考。关键词：机械加工；工艺；机械加工余量；工序；夹具；机床Mechanical machining lathe clutch gear parts and special fixture designAbstract： In this paper, the processing gear off the design process and its

7、 dedicated fixture design process. Through the design of a better understanging of the engine machining process of the gengral process design methods and steps. Contace production at the scene of the actual conditions of the programme compared select the apptopriate progrannes; master in accordance

8、with he requirements of the production design for the machine tool fixture methods and in accordance with commercial interesrs of the programme compared with the technical and economic analysis.This areicle includes: the composition of mechanical processing technology, the role of a point of order,

9、the order of the design principles, the calculation of the Ptogramme of production and production types of identification, the rough form of manufacturing, manufacturing process in the choice of benchmarks, spare parts The size,shape and location of error of error, mechanical processing line of deve

10、lopment, the variots processes machining allowance,process size, Tolerance and the determination of certain tools geometric parameters of common metal-cutting dpeed the identification, machining wotking hours, the fixture design gor the basic requirements, rhe basis for fixture design, the choice of

11、 fixture installation, the clamping force estimamates, positioning error the analysis, fixture instructions. This paper describes the various processes are guaranteed from the use of functional requirements, raising labor producticity, and ensure ptocessing qualitu, reduce labor intensity and attent

12、ion to labor protection and environmental protection, to improve the reliability of the process and the process of comparison and the development of fixture. In order to better understand the countrides of advanced technology has also selected the two texts related to English literature afeference f

13、or readers.Keywords: Engine machining ; process;machining allowance；processes; fixture; Machine目 录摘要 ABSTRACT 目录 绪论 1第1章 零件的分析 21.1零件的作用 21.2零件的工艺分析及生产类型的确定 2第2章 工艺规程的设计 3 2.1选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 3 2.2 基准的选择3 2.3 确定毛坯的制作方式 4 2.4 机械加工余量，毛坯尺寸的确定4 2.5制定工艺路线 72.6选择加工设备和工艺设备82.7确定切削用量及基本时间 9第3章 机床夹具设计 18 3.

14、1 机床夹具介绍18 3.2 现代夹具的发展方向18 3.3 机床夹具的定位及夹紧 19 3.4 工件的装夹方式 21 3.5 基准及其分类 22 3.6 工件的定位23 3.7 常见定位方式及定位元件 24 3.8 工件的夹紧 25 3.9 设计宗旨 27 3.10 夹具设计 273.11 工件定位误差分析 273.12 夹具简介 28结论 30致谢 31参考文献 32引 言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，

15、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

16、练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力。第1章 零件分析1.1零件的作用用于接通或断开主轴的反转传动路线。1.2零件的工艺分析及生产类型的确定零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该零件属盘套类回转体零件，它的所有表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。齿轮的基圆的粗糙度要求Ra0.8m 有些偏高。一般8级精度的齿轮，其基准孔要求。2-38mm的槽口相对轴的轴线互成90度垂直分布，其径向设计基准是轴的轴线，轴向设计基准是轴的左端面。同理五槽也是这样定位基准。离合齿轮的零件图图1-1零件图第2章 工艺规程的设计2

17、.1 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图选择毛坯时，应考虑一下因素：零件材料的工艺性（如可铸型和可塑性）以及零件对材料组织和性能的要求。例如铸铁和青铜不能锻造，只能选铸造件。零件的结构尺寸和外形结构。生产纲领的大小，它在很大程度上决定采用某种毛坯方法的阶级性。现场的条件，这里主要指毛坯制造的实际水平、设备状况以及外设的可能性和经济性，但同时也要考虑生产的发展，采用比较先进的毛坯制造技术和先进的毛坯锻造方法。2.2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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无

18、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。（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

19、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

20、。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，进而保证零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。2.3确定毛坯的制作方式该零件材料为45钢。考虑到车床在车削螺纹工作中要经常正反旋转，该零件在加工过程中则经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠

21、。由于零件年产量为2222件，属于大批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用模锻成形。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。2.4确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差2.4.1概念加工余量是指加工过程中所切去的金属厚度。余量有工序余量和加工总余量（毛坯余量）之分。工序余量是相邻两个工序的工序尺寸之差，加工总余量是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。由于工序尺寸有公差，故实际的切削余量大小不等。影响加工余量的因素：（1）被加工表面上道工序表面粗糙度和缺陷层。（2）被加工表面上道工序尺寸公差。（3）被加工表面上道工序的行为公差。（4）本道工序装夹误差。2.4.2确定加工余量的方法1）经验估计法

22、2)分析及算法3)查表修正法钢质模锻件的机械加工余量按JB3835-85确定。确定时，根据估算的锻件质量，加工精度和锻件的形状复杂系数，由简明手册表2.2-25可查得除孔以外的各内外表面的加工余量。孔的加工余量由简明手册表2.2-24查得，表中余量值为单面余量。（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1.4kg,估算约为2.5kg。（3）锻件形状复杂系数锻件形状复杂系数S。S=Md/Mw S=0.2形状复杂系数为S3（4）锻件材质系数M 由于该锻件为45钢，是碳的质量分数小于 0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属M1 级。确定

23、机械加工余量（5）根据锻件质量、两级那表面粗糙度、形状复杂系数，由此查的单边余量在厚度、水平方向为1.72.2mm，即锻件各外径的单面余量为1.72.2mm，各轴向尺寸的单面余量为1.72.2mm。锻件中心两孔的单面余量查的为2.5mm。2.4.3确定毛坯尺寸上面查得的加工余量适应于机械加工表面粗糙度Ra3.2m。Ra3.2m，因此这些表面的毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上所查的加工余量即可。孔需要精加工达到Ra0.8m，参考磨孔余量确定精镗孔单面余量为0.5mm。综上所述，确定毛坯尺寸。2.4.4确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数查的。本零件毛坯尺寸允许偏差。表1

24、-1 离合齿轮毛坯尺寸零件尺寸单面加工余量锻件尺寸5222224222表1-2离合齿轮毛坯尺寸允许偏差锻件尺寸偏差锻件尺寸偏差+1.7-0.8+1.5-0.7+1.5-0.7+0.6-1.4+1.5-0.7+1.7-0.5+1.5-0.7+0.6-1.42.4.5设计毛坯图（1）确定圆角半径 锻件的内、外圆角半径查手册确定。本锻件各部分的t/H为0.51,为简化起见，本锻件的内外圆角半径分别取相同数值，结果为：外圆角半径 内圆角半径 以上所取得圆角半径数值是能保证各表面的加工余量。（2）定模锻斜度 本锻件由于上、下模膛深度不相等，模锻斜度应为模膛较深的一侧计算。,外模锻斜度，内模锻斜度。（3）

25、确定分模位置 由于毛坯是的圆盘类锻件，应采取轴向分模，这样可冲孔，使材料利用率得到提高。为了便于起模及便于发现上下模在模锻过程中错移，选择最大直径即齿轮处的对称平面为分模面，分模线为直线，属于直分模线。（4）确定毛坯的热处理方式 钢制齿轮毛坯经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化、均匀的组织，从而改善加工性。下图为本零件的毛坯图。图1-2 毛坯图2.5制定工艺路线工序1 以外圆面和端面为定位，粗车外圆面，粗车端面B，粗镗孔外圆，拉花键孔。工序2 以外圆面和端面定位，粗车外圆面，粗车端面A及粗镗孔。工序3 钳工去毛刺工序4 外圆面和端面定位，半精车外

26、圆面，半精车端面A及半精镗孔。工序5 以外圆面115mm和端面定位，半精车外圆面、半精车端面B，半精镗孔。工序6 钳工去毛刺。工序7 以孔和端面定位，滚齿。工序8 以孔和端面定位，齿部倒角。工序9 以孔和端面定位，铣五爪槽。工序10 以孔和端面定位，铣宽38mm的槽。工序11 五爪槽的热处理。工序12 校正花键槽 。工序13 剃齿。工序14 齿端热处理。工序15 校正花键槽。工序16 冷挤齿。工序17 终检入库。 2.6选择加工设备和工艺设备（1）选择机床 根据不同的工序选择机床工序1、2、3、4是粗车、半精车，粗镗、半精镗。 车削的各工序的步数不多，成批生产的要求不是很高的生产率，故选用卧式

27、车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，选用最常用的C620-1型卧式车床即可。镗孔的各工序由于加工的零件外廓的尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔。由于要求的精度较高，表面粗糙度数值较小，需选用较精密的车床上才能满足要求，因此选用C616A型卧式车床。工序滚齿 从加工要求和尺寸大小考虑，选用Y3150型滚齿机较合适。工序用三面刃铣刀粗铣及半精铣铣槽，应选用卧室铣床。考虑本零件属成批生产，所选机床使用范围较广为宜，故选用的X62型铣床能满足加工要求。（2）选择夹具 本零件除粗铣及半精铣槽工序用到专用夹具外，其他各工序使用通用家具即可。前四道车床工序用三爪自定心卡盘，滚齿工序用

28、心轴。（3）选择刀具 根据不同的工序选择刀具在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金刀具和镗刀。加工钢制零件采用YT类硬质合，粗加工用YT15，半精加工用YT30。为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀。切槽刀宜选用高速钢。滚齿采用A级单头滚刀能达到8级精度。滚刀的选择，选模数为2.5mm的型A级精度滚刀。铣刀选用镶齿三面刃铣刀。零件要求铣切深度为14mm，铣刀直径应为100-160mm。（4）选择量具 本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。2.7确定切削用量及基本时间2.7.1 粗车加工工序的切削用量及其基本时间的确定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, 车床

29、型号：C620-1卧式车床。工件装卡在三爪自定心卡盘中。刀具：YT15硬制合金可转位车刀，由于C620-1车床的中心高200mm，故选刀杆尺寸BH=1625=200，刀片厚度为4.5mm，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱形前刀面。前角=12，后角=6，主偏角=90度，负偏角=10，刃倾角 = 0度，刀尖圆弧半径 = 0.8mm。（1）确定粗车外圆确定被吃刀量 粗车双边余量为8.6mm，显然为单面余量，=4.3mm。确定进给量 根据手册查的，在粗车钢材、刀杆尺寸为16mm25mm、3mm、工件直径为100400mm时，=0.61.2mm/r，按C620-1车床的进给量，选择=0.6mm/r。确定的

30、进给量尚需要满足机床进给机构强度的要求，故需进行校核。进行校核：根据机械设计 纪明刚编写，表10-1 查的：45钢调制后，C620-1车床进给机构允许的进给力。查8、工艺手册表8.4.10得：修正系数：， 总修正系数： （3-1）进给力： （3-2） （3-3）选择车刀磨钝标准，后刀面最大磨损量为1mm，耐用度T=1h。计算切削速度：按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为 （3-4）式中， （3-5）机床主轴转速：根据C620-1选择主轴转速n=120r/min则实际切削速度为： （3-6）校验车床功率： （3-7） 修正系数 （3-8）机床主轴允许功率为,因此可以在次车床上进行加工。最后

31、决定切削用量。（2）确定粗车外圆及齿轮的两端面的切削用量，采用车外圆的刀具加工这些表面，车外圆的背吃刀量=1.5mm，外圆的背吃刀量=2mm，齿轮两端面的背吃刀量=1.3mm。的进给量,齿轮两端面的进给量.主轴的转速与车外圆的转速相同。各工序的加工时间 确定粗车外圆的基本加工时间。车外圆基本时间为 （3-9） 式中，, ,=90， 外圆的加工条件和外圆的相同，则：外圆的加工时间：=48 s（l=54mm） 外圆的加工时间：= 20 s（l=22mm） 外圆的加工时间：=18 s（l=20mm） 确定粗车端面的加工时间 （3-10）式中， A端面 , , , , ， ，,，则：B端面，d=138

32、.4mm,d1=110mm, , =90，=2mm， =4mm ， =0，=0.52mm/r,=2.0r/s,=1，则：=33 s（3）确定粗镗孔的切削用量所选用刀具为YT15硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。确定背吃刀量 双边余量为4mm，则=2mm确定进给量 根据表5-115，当粗镗钢料、镗刀直径为20mm、2mm、镗刀伸出长度为100mm时，=0.150.30mm/r，现取=0.2 mm/r。选择车刀磨钝标准及耐用度车刀后面最大磨损量为1，耐用度为T=60min。确定切削速度v，按计算公式确定 （3-11）式中，则 按C620-1车床的转速，选择n=305r/min。确定粗镗孔的切削用

33、量，它们跟粗镗孔的加工条件相同，的转速,选择车床的转速为230 r/min，的转速=241r/min,选择车床的转速为230 r/min。确定粗镗的基本时间。选择镗刀的主偏角 （3-12）式中， =58s孔的加工条件跟孔82mm的加工条件相同，则：孔， =21s孔， =19s孔， =14s确定工序的基本时间：此处省略NNNNNNNN字需要完整版请联系QQ九九八七二一八四。第3章 机床夹具设计3.1 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

34、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。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。夹具的现状几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13

35、00015000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，现代生产对夹具提出了如下新的要求：（1）能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期（2）能装夹一组相似性特征的工件（3）适用于精密加工的高精度的机床（4）适用于各种现代化制造技术的新型技术（5）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 3.2现代夹具的发展发向现代夹具的发展方向

36、表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面：（1）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。（2）高效化高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

37、常夹紧工件，使切削速度大幅度提高。（3）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要方向。（4）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、毛呸和材料的通用化夹具的标

38、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

39、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。3.3机床夹具的定位及夹紧概述在机械制造中，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，一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（1）机床夹具的基本组成部分定位装置该装置由定位元件组

40、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

41、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、预出器个平衡快等。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

42、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

43、便，免去工件逐个找正对刀所花费的时间，因此可以缩短辅助时间。另外，采用夹具装夹或，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，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，一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。3.4工件的装夹方式工件在机床上的装方式有以下三种方法：直接找正法在机床上根据工件上有关基准直接找正工件

44、，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。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。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

45、元件相接触而实现的。（2）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。（3）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。3.5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。不明确基准就不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。设计基准在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。工艺基准零件在工

46、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。3.6工件的定位工件定位的基本原理工件装夹在机床上必须使工件

47、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。六点定位原则定位，就是限制自由度。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。

48、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。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。3.7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 主要支承

49、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3.8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

50、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

51、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

52、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3.9设计宗旨设计必须保证零

53、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。3.10 夹具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3.11 工件定位误差的分析计算 3.11.1 产生定位误差的原因：（1）定位基准和工序基准不重合。（2）定位基准位移。3.11

54、.2 定位误差的计算铣两槽夹具的定位误差的计算：孔82H7，定位套81.8f6孔，定位套定位误差：0.035mm+0.058mm=0.093mm结论：可以满足零件加工要求。4.11.3 刀具的选择D=250mm，Z=22mm，d=50mm，L=25mm。有公式得： （4-1）得F=898N当用两把铣刀铣削时，.水平分力：垂直分力：实际切削力：夹紧力：采用螺旋夹紧机构3.12 夹具简介3.12.1 五槽铣夹具本夹具是铣五爪槽的专用夹具，可安装一个工件。本夹具由三部分组成：夹具上部用于加工离合齿轮的五个结合槽，夹具上部用于加工与该零件结合的另一齿轮的五个结合槽，两者公用的分度工作台部分。两个夹具上

55、部均利用工作台顶面及套定位。采用联动压板压紧。为便于夹具上部的装拆，压板的销轴可以抽出，便于压板的后撤，分度工作台底座利用定位键在铣床工作台上定位，并用螺栓压紧。用手柄带动定位销依次插入夹具上部的五个套的18H7孔，便可实现分度。离合齿轮五槽铣夹具的装配图：图4-1离合齿轮五槽铣夹具的装配图3.12.2两槽铣夹具 本夹具用于铣削宽38mm的两槽，工件以其花键孔内径及其端面为基准。由于被加工的槽与齿轮有相对位置要求，而齿轮的位置与花键槽无关，因此其转动自由度要由齿轮而不是由花键槽限制。工件装在定位套上之后，由定位齿插入工件齿轮的齿槽内实现周向定位，然后用两个联动压板同时将两个工件压紧。安装工件时

56、，松开螺母，将压板后撤，将两个工件装在定位套上，转动手柄，使定位齿插入工件齿槽中，将两压板的压紧面推至工件上方，拧紧螺母9，便可同时将两个工件夹紧。 夹具以夹具体的底面及定位键在铣床工作台上定位，采用螺栓压紧。铣刀的位置根据对刀块用5mm塞尺找正。本夹具采用联动压板，可使四个压紧点同时均匀受力而且操作方便。本夹具原来是为外径定心的齿轮设计的。为了保证工件以花键外径定位，又不受花键侧面的限制，定位套做成花键轴套的形状，利用花键外径为定位面，但可在轴8上自由转动。由于现行国家标准规定花键采用内径定心。为了利用原有夹具，只需更换定位套，改为圆柱套筒即可。离合齿轮两槽铣夹具的装配图：图4-2 离合齿轮

57、两槽铣夹具的装配图结 论通过本次设计让我们对中国的机械制造业有了进一步的了解，我们可以看到制造业在国民经济中的重要地位，它常常可以用来作为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。与世界发达工业国家相比较，我们的机械工业还相对落后，标准化有待于继续做好，优质化的工作还未形成声势，智能化的工作才刚刚起步，为此我们必须急起直追，才能赶上发达国家。本次设计的主要内容有零件的分析，加工工艺规程的设计，专用夹具的设计计算，以及其定位基准的选择确定、定位误差的分析，夹具的操作方法等。本次设计工作量大师、专业范围广、要求较高，是对我们大学四年专业知识的总结，对即将毕业踏入工作岗位的我们来说，是一次对我们专业的考验。通过不断的查阅资料，同学之间的讨论，对机械零件的制造过程有了更进一步的了解，既提高了我们的专业要求，又培