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1、南昌航空大學科技學院學士學位論文1. 緒 論機械制造工業(yè)是國家建設和社會發(fā)展的支柱之一。機械制造可分為熱加工和冷加工兩部分，熱加工指鑄造、塑性加工、焊接、表面處理等；冷加工一般是指零件的機械加工工藝過程和裝配工藝過程，當前還包括特種加工技術等。一般機械制造多指機械制造的冷加工部分。全套圖紙，加153893706機床尾座體作為各種機床不可缺少的一部分有著它的特別作用。零件是機床尾座體，尾座安裝在機床的右端導軌上，尾座上的套筒可以安裝頂尖，以支承較長的工件的右端（即頂持工件的中心孔）、安裝鉆頭、絞刀，進行孔加工，也可以安裝絲錐攻螺紋工具、圓析牙套螺紋工具加工內、外螺紋。尾座體可以沿尾座導軌作縱向調
2、整移動，然后壓下尾座緊固手輪將尾座夾緊在所需位置，搖動尾座手輪可以實現對工件的頂緊、松開或對工件進行切削的縱向進給。在生產過程中，毛坯的制造、零件的機械加工與熱處理、產品的裝配等工作將直接改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品，這一過程稱為工藝過程。工藝過程是生產過程的主要部分。其中，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量使其成為零件的過程，稱為機械加工工藝過程。機械加工工業(yè)規(guī)程是指導生產的重要的技術性文件，它直接關系到產品的質量、生產率及其加工產品的經濟效益，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產該產品的質量的重要保證的重要依據。在編制工藝時須保證其合理性、
3、科學性、完善性。在機械制造中，工藝是使各種原材料、半成品成為產品的方法和過程。它是生產中最活躍的因素，它既是構思和想法，又是實在的方法和手段，并落實在由工件、刀具、機床、夾具所構成的工藝系統(tǒng)中。它對提高勞動生產率、保證產品質量降低產品成本和提高企業(yè)經濟效益有十分重要的作用。在機械加工過程中，為了保證加工精度，固定工件，使之占有確定位置以接受加工或檢測的工藝裝備統(tǒng)稱為機床夾具。夾具設計是為了保證產品的質量的同時提高生產的效率、改善工人的勞動強度、降低生產成本，因此在大批量生產中，常采用專用夾具。機械產品是由若干個零件和部件組成的。所謂裝配就是按規(guī)定的技術要求和精度，將構成機器的零件結合成組件、部
4、件和產品的工藝過程。把零件裝配成組件，或零件和組件裝配成部件，以及把零件、組件和部件裝配成最終產品的過程分別稱為組裝、部裝和總裝。裝配的準備工作包括零部件清洗、尺寸和重量分選、平衡等。零件的裝入、聯(lián)結、部裝總裝以及裝配過程中的檢驗、調整、試驗和裝配后的試運轉、油漆和包裝等都是裝配工作的主要內容。裝配不但是決定產品質量的重要環(huán)節(jié)，而且通過裝配還可以發(fā)現產品設計、零件加工以及裝配過程中存在的問題，為改進和提高產品質量提供依據。裝配工作量在機器制造過程中占有很大的比重。目前，在多數工廠中，裝配工作大部分靠手工勞動完成。所以裝配工藝工作更顯重要。選擇合適的裝配方法、制定合理的裝配工藝規(guī)程，不僅是保證產
5、品質量的重要手段，也是提高勞動生產率、降低制造成本的有力措施。2.尾座體的工藝設計2.1 機械加工工藝規(guī)程概述 用表格的形式將機械加工工藝過程的內容書寫出來，成為指導性技術文件，就是機械加工工藝規(guī)程。它是在具體的生產條件下，以比較合理的工藝過程和操作方法，并按規(guī)定的形式書寫成的工藝文件，經審批后用來指導生產地。其主要內容包括：零件加工工序內容、切削用量、工時定額以及工序所采用的設備和工藝裝備等。2.1.1 工藝規(guī)程的作用（1） 它是指導生產的主要技術文件工藝規(guī)程是最合理的工藝過程的表格化，是在工藝理論和時間經驗的基礎上制定的。工人只有按照工藝規(guī)程進行生產，才能保證產品質量和較高的生產率及較好的
6、經濟效果。（2） 它是組織和管理生產的基本依據在產品投產前要根據工藝規(guī)程進行有關的技術準備和生產準備工作，如安排原材料的供應、通用工裝設備的準備、專用工裝設備的設計與制造、生產計劃的編排、經濟核算等工作。生產中對工人業(yè)務的考核也是以工藝規(guī)程為主要依據。（3） 它是新建和擴建工廠的基本資料 新建和擴建工廠或車間時，要根據工藝規(guī)程來確定所需要的機床設備的品種和數量、機床的布置、占地面積、輔助部門的安排等。2.1.2 制定工藝規(guī)程的原則 工藝規(guī)程的制定原則:所制定的工藝規(guī)程，能在一定的生產條件下，以最快的速度、最少的勞動量和最低的費用，可靠地加工出符合要求的零件。同時，還應在充分利用本企業(yè)現有生產條
7、件的基礎上，盡可能采用國內外先進工藝技術和經驗，并保證有良好的勞動條件。工藝規(guī)程是直接指導生產和操作的重要文件，在編制時還應做到正確、完整、統(tǒng)一、和清晰，所用術語、符號、計量單位和編號都要符合相應標準。2.1.3 制訂工藝規(guī)程的步驟（1）分析零件圖和產品裝配圖；（2）選擇毛坯；（3）選擇定位基準；（4）擬定工藝路線；（5）確定加工余量和工序尺寸；（6）確定切削用量和工時定額；（7）確定各工序的設備、刀夾量具和輔助工具；（8）確定各工序的技術要求和檢驗方法；（9）填寫工藝文件；2.2 工藝分析2.2.1 零件的技術條件車床尾座體的零件圖如下。該零件是車床上的一部分。尾座體的底面一方面與車床的導軌
8、相結合，在車床上滑動；另一方面尾座體通過頂針支持軸類零件的車削加工，對尾座體而言，則要求有一定的支持剛性，故尾座體構成不規(guī)則的結構。為了提高尾座體的強度和剛度，尾座體采用機械性能強的珠光體灰口鐵（牌號HT200）鑄造而成。零件的主要工作表面為底面，零件的主要配合面為60H6,35H8的孔。主要技術要求為：1、鑄件不得有砂眼、氣孔、縮松、裂紋等缺陷，2、零件加工表面上，不應有劃痕、擦傷等損傷零件表面的缺陷。3、未注倒角R2.534、生產綱領：年產約500件；2.2.2 加工表面及其要求 60H6的孔：孔徑60+0.019 0，右端倒角為145，表面粗糙度Ra0.8,對于D面的平行度為0.1，對于
9、A面的垂直度為0.03，圓柱度為0.01 底面： 表面粗糙度Ra0.8 左端面：表面粗糙度Ra3.2 右端面：表面粗糙度Ra3.2 底部右端面：表面粗糙度Ra3.2 35H8的孔：孔徑35+0.039 0，表面粗糙度Ra3.2 18H8的孔：孔徑18+0.027 0，表面粗糙度Ra3.2 5的孔：孔徑5，表面粗糙度Ra3.2 32H7的孔：孔徑32+0.025 0，表面粗糙度Ra3.2 10H9的孔：孔徑10+0.036 0，表面粗糙度Ra12.5 10H7的孔：孔徑10+0.039 0，表面粗糙度Ra1.6 16H7的孔：孔徑16+0.018 0，表面粗糙度Ra3.2 32H8的孔：孔徑32
10、+0.039 0，表面粗糙度Ra3.2 底面槽：4910，45的斜面，表面粗糙度Ra3.22.2.3零件的材料零件的材料為HT200，是珠光體灰口鐵。其特性是該材料能承受較大的應力(抗拉強度達200MN/；抗彎強度達400 MN/)。其金相組織結構為鐵素體和滲碳體組成的機械混合物，由于它是硬的滲碳體和軟的鐵素體相間組成的混合物，所以其機械性能介于鐵素體和滲碳體之間，故強度較高，硬度適中，有一定的塑性，從金相組織顯微來看，鑄鐵中化合碳正好等于0.77%，珠光體中的鐵素體與滲碳體一層層交替間隔，呈片狀排列，而其余的碳是以片狀石墨存在，使切削過程中切屑不能連續(xù)成形。 2.3毛坯的選擇選擇毛坯的基本任
11、務是選定毛坯的制造方法及其制造精度。毛坯的選擇不僅影響毛坯的制造工藝和費用，而其影響到零件機械加工工藝及其生產率與經濟性。如選擇高精度的毛坯，可以減少機械加工勞動量和材料消耗，提高機械加工生產率，降低加工成本。但是，卻提高了毛坯的費用。因此毛坯要從機械加工和毛坯制造兩方面綜合考慮，以求得到最佳效果。正確選擇毛坯是工藝技術人員應高度重視的問題，零件加工過程中工序的內容或工序數目、材料消耗、熱處理方法、零件制造費等都與毛坯的材料、制造方法、毛坯的誤差與余量有關。2.3.1毛坯的種類1、鑄件 鑄件適用于形狀較復雜的零件毛坯。其鑄造方法有砂型鑄造、精密鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造等。較常用的是型砂鑄造。
12、當毛坯精度要求低、生產批量較小時，采用木模手工造型法；當毛坯精度要求高、生產批量很大時，采用金屬型機器造型法。鑄件材料有鑄鐵、鑄鋼及銅、鋁有色金屬。2、鍛件 鍛件適用于強度要求高、形狀比較簡單的零件毛坯。其鍛造方法有自由鍛和模鍛兩種。自由鍛毛坯精度低、加工余量大、生產率低，適用于單件小批量生產以及大型零件毛坯。模鍛毛坯精度高、加工余量小、生產率高，但成本也高，適用于中小型零件毛坯的大批大量生產。3、型材 型材有熱軋和冷拉，熱軋適用于尺寸較大、精度較低的毛坯；冷拉適用于尺寸較小、精度較高的毛坯。4、焊接件 焊接件是根據需要將型材或鋼板焊接而成的毛坯件，它簡單方便，生產周期短。但需經過時效處理后才
13、能進行機械加工。5、冷沖壓件 冷沖壓件毛坯可以非常接近成品要求，在小型機械、儀表、輕工電子產品方面應用廣泛。但因沖壓模具昂貴而僅用于大批大量生產。 2.3.2毛坯選擇時應考慮的因素1. 零件的材料及機械性能要求 由于材料的工藝特性，決定了其毛坯的制造方法，當零件的材料選定后，毛坯的類型就大致確定了。例如材料為灰口鑄鐵的零件比用鑄造毛坯；對于重要的鋼質零件，為獲得良好的力學性能，應選用鍛件，在形狀較簡單及機械性能要求不高時可用型材毛坯，有色金屬零件常用型材或鑄造毛坯。2. 零件結構形狀與大小 大型且結構簡單的零件毛坯多用型砂鑄造或自由鍛；結構復雜的毛坯多用鑄造；小型零件可用模鍛件或壓力鑄造毛坯；
14、板狀鋼質零件多用鍛件毛坯；軸類零件的毛坯，如直徑和臺階相差不大可用棒料；如各臺階尺寸相差較大，則宜選用鍛件。3.生產綱領的大小 當零件的生產批量較大時，應選用精度和生產率均較高的毛坯制造方法，如模鍛、金屬型鑄造和精密鑄造等。當單件小批生產時，則應選用木模手工造型鑄造或自由鍛造。4. 現有生產條件 確定毛坯時，必須結合具體的生產條件，如現場毛坯制造水平和能力、外協(xié)的可能性。5. 充分利用新工藝、新材料 為節(jié)約材料和能源，提高機械加工生產率，應充分考慮精煉、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料等在機械中的應用，這樣，可大大減少機械加工量，甚至不需進行加工，大大提高經濟效益。2.3.2確定毛坯的類
15、型及制造方法由于零件材料為HT200，零件的形狀不規(guī)則，由零件的生產綱領為成批生產和零件圖技術要求可知，選擇的零件應為鑄件，采用砂型鑄造方法。確定毛坯的形狀、尺寸及公差毛坯的形狀如圖2.1-1 圖1 毛坯圖 尺寸公差為：GB/T1804m機械加工余量等級為： AM-H確定毛坯的技術要求：鑄件無明顯的鑄造缺陷未注圓角R2.532.4 基準的選擇基準是用來確定工件上幾何要素之間的幾何關系所依據的那些點、線、面。基準可分為：設計基準、工藝基準、定位基準、工序基準、測量基準和裝配基準。由于零件在加工過程中，定位基準選擇不僅對保證加工精度和確定加工順序有很大影響，而且對工裝的設計、制造成本也有很大的影響
16、。因此，定位基準的選擇實際上是定位基面的選擇。根據作為定位基準的工件表面狀態(tài)不同，定位基準有粗基準和精基準兩種。粗基準的選擇原則為保證不加工表面與加工表面之間的位置要求，應選不加工表面為粗基準。粗基準的選擇，應合理分配各加工表面的加工余量。作為粗基準的表面應平整光潔，沒有澆口、冒口或飛邊等其它表面缺陷，以便使工件定位可靠，夾緊方便。粗基準應避免重復使用，在同一尺寸方向上，通常只允許使用一次。精基準的選擇原則基準重合原則 應盡可能選擇被加工表面的設計基準為精基準。統(tǒng)一基準原則 當工件以某一組精基準可以比較方便地加工其它各表面時，應盡可能在多數工序采用此同一組精基準定位?；榛鶞试瓌t 為了使加工面
17、間有較高的位置精度，又為了使其加工余量小而均勻可采取反復加工、互為基準的原則。自為基準原則 某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，可選擇加工表面本身作為定位基準。便于裝夾原則由附圖B.1（零件圖）所示的尾座體上的多數尺寸及公差以底面為設計基準，因此，必須先加工底面，為后續(xù)的工序準備基準。根據粗、精基準的選擇原則，確定各加工表面的基準如下：60H6的孔： 底面左端面： 右端面右端面： 左端面底部右端面： 左端面35H8的孔： 底面18H8的孔： 底面5的孔： 35H8的孔32H7的孔： 底部右端面10H9的孔： 32H7的孔10H7的孔： 左端面16H7的孔： 60H6的孔32H8的孔： 60H
18、6的孔槽： 底面及右端面2.5 機械加工工藝路線的擬訂2.5.1.表面的加工方法的選擇確定各表面的加工方法：表面加工的選擇，就是為零件上每一個有質量要求的表面，選擇一套合理的加工方法。在選擇加工方法時，首先要滿足加工質量，同時也要兼顧生產率和經濟性。確定加工方法時必須根據被加工表面的精度和粗糙度要求，選定最終加工方法，然后再選定精加工前的一系列準備工序的加工方法，由粗到精逐漸達到要求。選擇加工方法時還應考慮到工件材料的性質，工件的結構和尺寸，生產類型，具體生產條件和其它特殊要求。加工60H6的孔，加工精度IT6，查簡明機械加工工藝手冊P10表19，加工方法有細鉸、細鏜、研磨。而孔的表面粗糙度為
19、0.8，對于D面的平行度為0.1，對于A面的垂直度為0.03，圓柱度為0.01，查簡明機械加工工藝手冊P11表111，查得其加工路線為粗鏜半精鏜精鏜細鏜。對于孔進行研磨不方便，因此，不采用。細鉸不能保證其形位公差，所以也不采用。加工16H7的孔，加工精度IT7，查簡明機械加工工藝手冊P10表19，加工方法有細鉸，粗拉或鉆孔后精拉，細鏜，精磨，擠擴孔。而孔的表面粗糙度為3.2，考慮到加工的經濟和方便，查簡明機械加工工藝手冊P11表111，查得其加工路線為鉆擴粗鉸精鉸細鉸。由于孔在零件的位置和形狀，采用粗拉或鉆孔后精拉，不能對孔進行加工。而細鏜又會在加工中增加設備和工序，不夠經濟。精磨孔不方便；擠
20、擴孔，不能保證孔的位置和精度要求，所以這些加工方法不選擇。加工底面，查簡明機械加工工藝手冊P9表18，加工方法有刨削及銑削，拉削，磨削，研磨，滾壓，刮研，由于其表面粗糙度為0.8，查簡明機械加工工藝手冊P12表112，其加工方法應為粗銑精銑刮研。刨削及銑削不能保證其表面粗糙度，拉削加工不方便，磨削、研磨滾壓等均不能對工件方便的加工。 平面的加工加工要求加工方案說明IT7IT8表面粗糙度Ra(2.51.6) m粗刨半精刨 精刨1. 因刨削生產率較低故常只用于單件和中小批生產2. 加工一般精度的未淬硬表面3. 因調整方便故適應性較大，可在工件的一次裝夾中完成若干平面、斜面、倒角、槽等加工IT7表面
21、粗糙度Ra(2.51.6) m粗銑半精銑精銑1. 大批大量生產中一般平面加工的典型方案2. 若采用高速密齒精銑，質量和生產率更有所提高IT5IT6表面粗糙度Ra(0.80.1m)粗刨(銑)半精刨(銑)精刨(銑)刮研1. 刮研可達很高的精度(平面度、表面接觸斑點數、配合精度)2. 但勞動量大，效率低、故只適用于單件、小批生產IT5表面粗糙度Ra(0.80.2m)粗刨(銑)半精刨(銑)精刨(銑)寬刀低速精刨1. 寬刀低速精刨可大致取代刮研2. 適用于加工批量較大，要求較高的不淬硬平面IT5IT6表面粗糙度Ra(0.80.2m)粗銑半精銑粗磨精磨1. 適用于加工精度要求較高的淬硬和不淬硬平面2. 對
22、要求更高的平面可后續(xù)滾壓或研磨工序IT8表面粗糙度Ra(0.80.2m)粗銑拉削1. 適用于加工中、小平面2. 生產率很高，用于大量生產3. 刀具價格昂貴IT7IT8表面粗糙度Ra(2.51.6m)對大型圓盤、圓環(huán)等回轉零件的端平面，一般常在車床（立式車床）上與外圓（或孔）一同加工（粗車半精車精車），這還可保證它們之間的相互位置精度其余的加工表面的加工方法及加工路線的選擇方法按上面的方法進行查表選擇。2.5.2加工工藝路線的擬訂工藝方案一： 00 領取毛坯鑄件05 人工時效10 粗銑底面15 粗鏜孔60H6處20 銑左右端面25 銑底部右端面30 鉆M20-7H，32H7，M8-7H等處的孔3
23、5 鉆10H9處的孔40鉆35H8，5，18H8，M6-7H等處的孔45 鉆孔16H7，32H8處孔50 鉆孔10H7處55 檢驗60 去應力處理65 精銑底面70 粗、精銑槽4910處75 半精鏜孔60H6處80 精銑左右端面85 精銑底部右端面90 擴粗鉸精鉸 M20-7H，32H7 ，M8-7H等處的孔95 擴粗鉸精鉸 10H9處的孔100 擴粗鉸精鉸 35H8，5，18H8，M6-7H等處的孔105 擴粗鉸精鉸 16H7，32H8處孔110 擴粗鉸精鉸 10H7處的孔115 精鏜60H6處的孔120 細鉸32H7的孔125 細鉸16H7的孔130 細鉸10H7的孔135 細鏜60H6的
24、孔140 攻螺紋M6-7H145 攻螺紋M20-7H，M8-7H150 刮研底面155 終檢工藝方案二： 00 領取毛坯鑄件05 人工時效10 銑底面15 銑左右端面20 銑底部右端面25 精銑底面30 精銑左右端面35 精銑底部右端面40鉆擴粗鉸精鉸細鉸M20-7H，32H7，M8-7H等處的孔45 鉆擴粗鉸精鉸10H9處的孔50 鉆擴粗鉸精鉸35H8，5，18H8，M6-7H等處的孔55 鉆擴粗鉸精鉸細鉸16H7，32H8處孔60 鉆擴粗鉸精鉸細鉸10H7處65 檢驗70 去應力處理75 粗、精銑槽4910處80粗鏜半精鏜精鏜孔細鏜60H6處85 攻螺紋M6-7H90 攻螺紋M20-7H，
25、M8-7H100 刮研底面105 終檢選擇工藝路線方案一，是按工序分散原則組織工序，設備及工藝裝備結構簡單，調整和維修方便，工人容易掌握操作技術，生產準備簡單，易于平衡工序時間，易適應產品變換，可采用最合理的切削用量，既可縮減機動時間，又可更好的保證各個加工表面的加工質量。而方案二采用結構復雜的專用設備，使投資大，調整和維修復雜，生產準備工作量大，不利于轉產。根據零件的形狀和生產批量為成批，選擇工藝方案一。2.6 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定加工余量是指在加工過程中，所切去的金屬層厚度。余量有工序余量和加工總余量（毛坯余量）之分。工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差；加工總余量是毛坯尺寸與
26、零件設計尺寸之差。為了便于加工，工序尺寸都按“入體原則”標注極限偏差。影響加工余量的因素有1.) 上工序的各種表面缺陷和誤差因素表面粗糙度Ra和缺陷層Da上工序的尺寸公差Ta上工序的形位誤差a2.) 本工序加工時的裝夾誤差。確定加工余量的方法有經驗估算法、查表法和分析計算法。根據上述原始資料及加工工藝，查簡明機械加工工藝手冊，分別確定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下：60H6的孔工序號工序內容加工余量工序公差工序尺寸表面粗糙度m135細鏜0.1IT6601.6 115精鏜1.3IT859.91.6 75半精鏜4IT1158.63.2 15粗鏜13.5IT1254.66.316H7的孔工
27、序號工序內容加工余量工序公差工序尺寸表面粗糙度m 125細鉸0.01IT7163.2 105擴鉸孔2IT8163.2 45鉆孔2.01IT11146.3底面工序號工序內容加工余量工序尺寸表面粗糙度m150刮研0.51300.865精銑0.5130.53.210粗銑11316.32.7 選擇機床設備及工藝裝備工序集中或工序分散的原則確定之后，設備的類型就基本確定了。在選擇設備時，還應考慮機床的主要規(guī)格尺寸與工件的外形尺寸相適應，機床的精度與工序要求的加工精度相適應，與現有的加工條件相適應。工藝裝備的選擇主要指夾具、刀具等的選擇，它們對工序的加工精度、生產率和經濟性有直接的影響。根據所選的生產現場
28、為實習工廠的實際條件，為了滿足生產需要，現選用各工序所用的設備為：10 X5012銑床，銑刀，專用夾具， 15 T68鏜床，鏜刀，專用夾具，20 X5012銑床，銑刀，專用夾具， 25 X5012銑床，銑刀，專用夾具， 30 Z5135鉆床，鉆頭6，18，30，專用夾具 35 Z5135鉆床，鉆頭8，專用夾具 40 Z5135鉆床，鉆頭4，5，15，32，專用夾具 45 Z5135鉆床，鉆頭30，14，專用夾具45 Z5135鉆床，鉆頭8，專用夾具65 X5012銑床，銑刀，專用夾具，70 X5012銑床，銑刀，角度銑刀，專用夾具，75 T68鏜床，鏜刀，專用夾具80 X5012銑床，銑刀，專
29、用夾具85 X5012銑床，銑刀，專用夾具90 Z5135鉆床，鉆頭、絞刀，8，20，32，專用夾具95 Z5135鉆床，鉆頭、絞刀，10，專用夾具100 Z5135鉆床，鉆頭、絞刀，5，35，18，6，專用夾具105 Z5135鉆床，鉆頭、絞刀，32，16，專用夾具110 Z5135鉆床，鉆頭、絞刀，8，專用夾具115 T68鏜床，鏜刀，專用夾具120 Z5135鉆床，絞刀32，專用夾具125 Z5135鉆床，絞刀16，專用夾具130 Z5135鉆床，絞刀10，專用夾具135 T68鏜床，鏜刀，專用夾具140 絲攻，專用夾具145 絲攻，專用夾具150 刮刀，專用夾具3 尾座體的工裝設計3.
30、1 夾具概述 3.1.1 概述夾具指的是在機械加工過程中，為保證加工精度而采用的保證工件相對于機床和刀具正確相對位置，并保證加工過程中不因受外力的作用而改變已有正確位置的工藝裝備的總稱。由上述可知，夾具的作用之一是保證工件在工藝系統(tǒng)中相對于機床和刀具具有正確的位置，這一過程稱為“定位”。正確地定位是工件表面成形的前提。在加工過程中，工件要受到切削力、慣性力、重力等的作用，因此夾具的另一作用就是要保證 工件在外力的作用下仍能保持其正確位置。這兩方面的作用稱為“安裝”。通過正確地安裝，可以保證加工精度、穩(wěn)定加工質量、提高勞動生產率、降低加工成本、擴大機床工藝范圍、實現一機多能、減輕勞動強度、保證安
31、全生產、平衡工序時間。在工藝系統(tǒng)中，夾具不僅影響系統(tǒng)剛性，更影響加工精度。在某些情況下，夾具是實現特殊零件加工廠的必要裝備。隨著機械制造技術的發(fā)展，新型夾具不斷涌現，機床夾具的類型也愈來愈多。在生產應用中，按專門化程度分如下幾類：(1) 通用夾具 通用夾具指已標準化、具有較大適用范圍的夾具。如三爪自定心卡盤、 四爪單動卡盤、萬能分度頭、回轉工作臺等。這類夾具通用性強，一般用于單件小批生產。(2) 專用夾具 專用夾具是指根據零件加工過程中某一工序的加工要求而設計的。其結構緊湊、操作方便，可有效的保證加工精度、提高工作效率。(3) 可調整夾具 可調整夾具包括通用可調夾具和專用可調夾具。其共同特征是
32、：在完成一種工件的加工后，經過調整或更換個別元件，即可加工形狀相似、尺寸相近或工藝相似的多種工件。(4) 專門化拼裝夾具 這類夾具是針對特定工序要求，由通用性較強的標準元件和部件拼裝而成。它具有通用夾具和專用夾具的特點。(5) 自動線夾具 這類夾具包括自動線用夾具和數控機床夾具。按機床的類型分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床.夾具等。按動力源的不同可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電磁夾具。雖然夾具的結構多種多樣，但根據元件或機構的作用，其組成包括下列幾部分。(1) 定位裝置 其作用是確定工件在夾具體中的位置，即通過它使工件加工時相對于刀具及切削成形運動處于正確
33、的位置，如支承釘、支承板、V形塊、定位銷等。(2) 夾緊裝置 它將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時所占據的位置在加工過程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用而產生位移，同時防止或減小振動。(3) 對刀、引導元件 這類元件的共同作用是保證工件與刀具之間的正確加工位置，如鉆套、對刀塊等。(4) 聯(lián)接元件 其作用是保證機床與夾具之間的正確相對位置，如定向鍵、心軸錐柄等。(5) 夾具體 一般是指夾具體上最大、最復雜的基礎元件，是夾具的基座或支架。其作用是把夾具各組成部分連接為一個整體。(6) 其它元件或裝置 除上述的各部分以外的元件或裝置，其作用是完成夾具工作時一些必要的動作。如某些夾具上的分度裝置
34、，上下料裝置、工件抬起裝置等。3.1.2 定位方案及定位元件 為使一批工件中的每一個工件放在夾具中都能獲得一致的位置，必須通過工件上的定位基準與夾具中的定位元件相接觸或相配合。由于工件的形狀多種多樣，故定位基準各不相同，所以要合理的選擇、設計、安置定位元件，以達到定位的目的。選擇合理的定位基準的原則：1) 定位基準必須與工藝基準重合，并盡量與設計基準重合，以減少定位誤差。當定位基準與工藝基準或設計基準不重合時，需要進行必要的加工尺寸及其公差的換算。2) 應選擇工件上最大的平面，最長的圓柱面或圓柱軸線為定位基準，以提高定位精度，并使定位穩(wěn)定可靠。3) 在選擇定位元件時，應以六點定位原理來分析，要
35、盡量避免過定位現象。4) 在工件各加工工序中，力求采用統(tǒng)一基準，以避免因基準更換而降低工件各表面的相互位置精度。定位元件的設計定位元件要求1) 足夠的精度 由于工件的定位是通過定位副的配合（或接觸）實現的。定位元件上限位基面的精度直接影響工件的定位精度。因此，限位基面應有足夠的精度，以適應工件的加工要求。2) 足夠的強度和剛度定位元件不僅限制工件的自由度，還支承工件，承受夾緊力和切削力的作用。因此，應有足夠的強度和剛度，以免使用中變形和損壞。3) 耐磨性好工件的裝卸會磨損定位元件的限位基面，導致定位精度下降。定位精度下降到一定程度，定位元件必須更換，否則夾具不能繼續(xù)使用。為了延長定位元件的更換
36、周期，提高夾具的使用壽命，定位元件應有較好的耐磨性。4) 工藝性好定位元件的結構應力求簡單、合理，便于加工、裝配和更換。工件以圓孔定位時的定位元件 工件以圓孔內表面作為定位基面時，常用以下定位元件。1）圓柱銷2）圓柱心軸 3）圓錐心軸 工件在錐度心軸上定位時，并靠工件定位圓孔與心軸限位圓柱面的彈性變形夾緊工件。3.1.3 夾緊裝置3.1.3.1夾緊裝置的組成夾緊裝置的種類很多，但其結構均有兩部分組成。1. 產生力的部分動力裝置夾緊力的來源，一是人力；二是某種裝置所產生的力。能產生力的裝置稱為夾具的動力裝置。常見的動力裝置有：液壓裝置、氣壓裝置、電磁裝置、電動裝置、氣液聯(lián)動裝置和真空裝置等。2.
37、 傳遞力的部分夾緊機構 夾緊機構在傳遞力的過程中，能根據需要改變力的大小、方向和作用點。手動夾緊的夾緊機構還應具有良好的自鎖性，以保證人力的作用停止后，還能可靠的夾緊工件。3.1.3.2對夾緊機構的基本要求1) 夾緊過程中，不改變工件定位后占據的正確位置。2) 夾緊力的大小適當。既要保證工件在整個加工過程中其位置穩(wěn)定不變，振動小，又要使工件不產生過大的夾緊變形。3) 工藝性好。夾緊裝置的復雜程度應與生產綱領相適應在保證生產效率的前提下，其機構力求簡單，便于制造和維修。4) 使用性好。夾緊裝置的操作應當方便、安全、省力。夾緊機構的種類雖然很多，但其結構大都以斜楔夾緊機構，螺旋夾緊機構、偏心夾緊機
38、構、聯(lián)動夾緊機構和鉸鏈夾緊機構。3.1.3.2夾緊力方向與作用點選擇確定夾緊力就是確定夾緊力的方向、作用點和大小三要素。夾緊力的方向和作用點的確定1) 夾緊力應朝向主要限位面2) 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內3) 夾緊力的作用點應靠近工件的加工表面3.1.3.4夾緊力大小的確定 夾緊力的大小與工件所受的切削力、重力、慣性力和摩擦力的大小有關，根據靜力平衡條件計算出理論夾緊力W，乘以安全系數K得實際夾緊力WS，即 WS=WK 式中 WS實際夾緊力 W計算出理論夾緊力 K安全系數3.1.4 定向鍵、對刀塊3.1.4.1定向鍵為保證加工面的形狀，加工時必須保證心軸的軸心與走刀方向平行，因
39、此在夾具底面銑出一條與心軸軸心平行的鍵槽，在槽的兩端嵌入兩個定向鍵，并用沉頭螺釘與夾具體底部聯(lián)結。3.1.4.2對刀塊對刀裝置包括對刀塊和塞尺。它可以迅速而正確地確定夾具與刀具間的相對位置。設計、選用對刀裝置時，應根據加工表面的形狀，確定對刀塊的結構和所用塞尺的形式。使用時，將塞尺放在刀具和對刀塊之間，憑抽動的松緊感覺來判斷，以適度為宜。對刀塊有圓形對刀塊、方形對刀塊、直角對刀塊和側裝對刀塊。對刀用的塞尺分為對刀平塞尺和對刀圓柱塞尺。3.1.5夾具體夾具的有關元件、機構和裝置都安裝在夾具體上，并通過夾具體安裝在機床上。夾具體的結構形式和尺寸大小，主要取決于工件的結構特點、尺寸大??；夾具上所選用
40、的元件及其布局；夾具與機床的連接方式等。夾具體毛坯的選擇，需要考慮結構合理性、工藝性、經濟性標準化的可能以及工廠的具體條件。制造夾具體的四種基本方法是鑄造、鍛造、焊接和組合式。在設計夾具時（1） 應有足夠的剛度和強度。加工工件時，為了防止在切削力、夾緊力等外力的作用下，夾具產生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。（2） 力求結構簡單、重量輕。夾具的外形一般尺寸較大，結構較為復雜，而且各表面的相互位置精度要求高，應特別注意其結構工藝性。同時在滿足剛度及強度的前提下，盡可能減輕重量、縮小體積。（3） 應便于排除切屑。加工過程中為了防止切屑聚集，影響工件的正確定位和
41、夾具的正常操作，因此在設計夾具體時應盡量考慮切屑的排除問題。若加工中生產的切屑不多，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離，以增加容屑空間；加工中生產切屑較大時，一般應在夾具體上設置排屑溝。（4） 在機床上安裝應穩(wěn)定可靠。對于固定在機床上的夾具應使其重心盡量低；對于不固定在機床上的夾具，則其重心和切削力作用點，應落在夾具體的支承范圍以內，重心越高夾具支承面積越大。為了使夾具安裝穩(wěn)定可靠，夾具體底面中部通常挖空。對于翻轉式或移動式夾具體，應在夾具體上設置手柄或手扶部位以便于操作。對于大型夾具，在夾具體上吊環(huán)螺栓和起重孔，以方便調運。（5） 應有良好的結構工藝性和經濟性。夾具體有三個重要的表
42、面，直接影響到夾具的裝配精度，即夾具底面、安裝定位元件和引導裝置的表面以及夾具安裝時的校正基面。在加工這些表面時，通常是以夾具體底面作為定位基準，因此在考慮夾具體結構時，應便于達到這些表面的加工要求。在夾具體上供安裝各種元件的表面，一般應鑄出35mm的凸臺，以便于減少加工面積。3.1.6標注尺寸和公差配合夾具裝配圖應標注下列內容：夾具外形輪廓尺寸，結構中主要活動件的裝配尺寸和外形尺寸，還應包括可動部分處于極限位置的移動范圍尺寸；工件定位基準與定位元件間的聯(lián)系尺寸和配合尺寸；夾具與刀具的聯(lián)系尺寸或與導向元件的配合尺寸；夾具與機床安裝連接部分的尺寸和配合尺寸；與測量有關的測量基面的位置尺寸和公差；
43、夾具內部其他配合尺寸；有關夾具制造、裝配、使用、調整、維修和定期檢驗等的特殊技術要求和說明；夾具保證工件加工精度和影響安裝使用的主要尺寸以及某些表面形位公差的技術工件；定位元件和導向元件以及對刀元件的復驗尺寸和磨損極限尺寸。3.2鏜模夾具設計3.2.1 加工要求 通孔60H6，在加工過程中是一個非常重要的加工基準。該孔的加工過程為粗鏜半精鏜精鏜細鏜?，F只設計粗鏜的夾具設計,毛胚的孔徑為41.1，加工余量為13.5，加工后的孔徑為54.6，表面粗糙度為6.3，公差等級為IT12.本工序的加工條件為：T68鏜床，底面已經粗銑過了。3.2.2 鏜孔工具設計3.2.2.1 鏜桿設計鏜桿引導部分的結構見
44、下圖。圖a為開油槽圓柱鏜桿，與鏜套接觸面積大，潤滑不好，磨損大，加工時切屑容易進入鏜套出現“卡死”現象。但結構簡單，剛性好。圖b、c為有較深的直槽和螺旋槽鏜桿，它與鏜套接觸面積小，容屑空間較大，但剛度較低。圖d是鑲滑塊的導引結構，它與導套的摩擦面積小，容屑量大，不易“卡死”?；瑝K宜采用摩擦系數小和耐磨的材料，如銅或鋼。滑塊磨損后，可在滑塊底部加墊片，重新修磨外圓。 a圖b圖 c圖 d圖3.2.2.2 浮動接頭雙支承鏜模的鏜桿均采用浮動接頭與機床主軸連接。鏜桿1上撥動銷3插入接頭體2的槽中，鏜桿與接頭體之間留有浮動間隙，能補償鏜桿軸線與機床主軸軸線間的角度和平移偏差。 浮動接頭 1鏜桿 ；2-接
45、頭體 ；3-撥動銷3.2.3定位方案及定位元件的設計3.2.3.1 定位方案的選擇方案一：工件在夾具中的定位以底面為重要定位基準，限制3個自由度，底部右端面限制2個自由度，側面限制1個自由度。方案二：工件在夾具中的定位以端面為重要定位基準，限制3個自由度，底面限制2個自由度，側面限制1個自由度方案一，作為重要基準的底面已是經過粗加工的，可以作為基準，來保證孔的加工質量。而方案二，作為重要基準的端面是未經過任何加工的，不可將其作為基準，來加工孔，否則將無法保證孔的加工質量。且方案一方便夾具的設計制造所以選擇方案一來作為定位方案。3.2.3.2定位元件的設計鏜套的種類有固定式鏜套和回轉式鏜套。如下
46、圖所示：該固定式鏜套，外形尺寸小，結構簡單，同軸度好，適用于低速擴孔、鏜孔。B型還能自動潤滑，可減小鏜套和鏜桿間的摩擦。該回轉式鏜套，徑向尺寸小，有較好的抗震性，適用于孔徑較小，轉速不高的半精加工。3.2.4夾緊裝置的確定為考慮夾緊動作的迅速，以及結構簡單，操作方便，所以采用螺旋夾緊裝置。其動力部分由人力提供。3.2.5底座和支架設計鏜模支架用于安裝鏜套和承受切削力；鏜模底座要承受工件和鏜模上所有裝置的重量和切削力、加緊力。因此支架和底座的剛性要好，變形小。鏜模支架上不能安裝加緊機構，以免夾緊反力使支架變形而影響鏜孔精度；應采用圖3-5-3（b）所示結構，夾緊反力由鏜摸底座來承受。底座上還應設
47、置供起吊用的吊環(huán)或起重螺栓。 （a） （b） 不允許鏜模支架承受夾緊反力 1-夾緊螺釘； 2-鏜模支架 3-工件； 4-鏜模底座3.2.5.1支架的確定該支架用鑄造方法來制作毛坯。毛坯的材料為HT200. 技術要求： 1、夾具體鑄成后應清理鑄件，并進行時效處理 2、鑄件不得有砂眼、氣孔、縮松、裂紋等缺陷 3、零件加工表面上，不應有劃痕、擦傷等損傷所設計的支架示意圖如下：3.2.5.2底座的確定該底座用鑄造方法來制作毛坯。毛坯的材料為HT200.技術要求： 1、夾具體鑄成后應清理鑄件，并進行時效處理 2、鑄件不得有砂眼、氣孔、縮松、裂紋等缺陷3、零件加工表面上，不應有劃痕、擦傷等損傷所設計的支架
48、示意圖如下： 3.2.6鏜孔夾具的確定夾具的使用說明：鏜桿、支架采用單面雙導向的布置形式：機床主軸和鏜桿之間浮動接頭連接，鏜桿與接頭體之間留有浮動間隙，能補償鏜桿軸線與機床主軸軸線間的角度和平移偏差。 工件通過夾具上的螺旋夾緊裝置牢牢的固定在底座上。底座上有起重螺釘可以方便的將夾具放置到工作臺上。 其示意圖如下：4全文總結4.1本文的主要工作本設計分為二個部分：工藝規(guī)程設計、夾具設計。工藝規(guī)程設計部分，主要是對尾座體零件分析后，確定毛坯的形式，選擇定位夾緊方式，擬訂出恰當的加工路線，確定機械加工余量、工序尺寸及公差，選擇機床設備及工藝裝備。夾具設計部分，主要是銑槽和鏜孔的夾具設計，包括定位方案
49、及定位元件的設計，夾緊裝置的設計，對刀裝置的設計，夾具體的設計。4.2畢業(yè)設計心得通過這次畢業(yè)設計，使我對產品設計過程有了進一步的認識，對結構設計有了更進一步的了解，也加深了對大學四年中所學的基礎知識的學習和理解。畢業(yè)設計是理論聯(lián)系實際的最有效方法。在具體設計過程中，必須考慮到方方面面的問題，在理論上正確無誤的設計，在實際中往往存在各種問題。這樣，在設計時就必須考慮，所設計的機構是否合理在實際運用中能否正常工作。畢業(yè)設計使我學會了從實際出發(fā)設計產品，而不僅僅考慮理論上的可行性。 在本次課程設計的制作過程中，我深深的體會到一個看似簡單的機構其實并不像我們想象中的那么簡單，它所要考慮的東西還很多。
50、要完善一個產品首先應該對其功能作用有充分的了解，然后對實現這些功能的結構進行分析，考慮哪種結構能夠實現這種功能，哪種結構更加合理、有效、簡便。根據了解的類似結構進行仔細分析，再進行適當的改進、創(chuàng)新，爭取用最低的成本實現最先進的功能。最后再根據結構設計出各個零件，應當考慮到零件的加工、材料、成本等問題。 在設計過程中，賀老師給予了我悉心指導，提出好的建議，使我獲益良多。同學之間互相研討，共同解決問題，互相幫助，互相學習，使我體會到了團隊的可貴，懂得了團隊精神的重要性。 畢業(yè)設計是我在學校的最后一次答卷，我也把它看成是我邁向社會的第一步。通過本次設計，雖然收獲很大，也有一些不足之處，在設計工藝的過
51、程中，一些方案的選擇還不十分正確，在確定毛坯的加工余量有一些問題；在夾具設計部分，夾具的一些工藝性不夠完善，一些尺寸標注不夠完全。參 考 文 獻1 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學。機床夾具設計手冊.上海科學技術出版社，1984。2 李洪。機械加工工藝手冊。北京出版社，1996。3 李慶壽。機床夾具設計。機械工業(yè)出版社，1991。4 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導。機械工業(yè)出版社，1995。5 上海市金屬切削技術協(xié)會。金屬切削手冊。上?？茖W技術出版社，2004。6 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊?；瘜W工業(yè)出版社，2004。7 王光斗，王春福。機床夾具設計手
52、冊。上?？茖W技術出版社，2002。8 周永強，高等學校畢業(yè)設計指導M，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002。9劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊M，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987。10 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計M，重慶：重慶大學出版社，1995。11 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊M，上海：上海科學技術出版社，1980。12 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊M，銀州：寧夏人民出版社，1991。13 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量M，中國計量出版社，2000：9-19。14 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊M，上?？茖W技術
53、出版社，2000。15 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2005：4-17。16 Machine Tools N.chernor 1984.17 Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973.致 謝在論文完成之際，我要特別感謝我的指導老師賀紅林老師的熱情關懷和悉心指導。許 老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，程序調試等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是賀老師仍然細心地糾正程序中的錯誤。除了敬佩賀老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。同時也要感謝和我一組的同學們，在論文的寫作過程中，正是有了他們的幫助和指導，才使得我的畢業(yè)論文能夠快速順利的完成。然后還要感謝所有關心、支持、幫助過我的良師益友。 最后，向在百忙中抽出時間對本文進行評審并提出寶貴意見的各位老師表示衷心地感謝！31
機械制造技術課程設計車床尾座體機械加工工藝及鏜Φ60H6孔夾具設計【全套圖紙】
