導向塊機械加工工藝及夾具設計【車中心孔】【銑底面】,車中心孔,銑底面,導向,機械,加工,工藝,夾具,設計,中心,底面 常州機電職業(yè)技術學院 機械加工工序卡 產品型號及規(guī)格 圖 號 名 稱 工藝文件編號 1/8 導塊 材料牌號及名稱 毛坯外型尺寸 45 導塊 零件毛重 零件凈重 硬 度 設 備 型 號 設 備 名 稱 X52K 銑床 專 用 工 藝 裝 備 名 稱 代 號 專用夾具 機動時間 單件工時定額 每合件數(shù) 5min 1 技 術 等 級 冷 卻 液 中 工序號 工步號 工 序 及 工 步 內 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號 名 稱 代 號 名稱 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進給量（毫米/轉） 轉速（轉/分） 20 1 粗銑側邊面1 面銑刀 游標卡尺 95.456 1.7 0.8 380 編 制 校 對 會 簽 復 制 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 常州機電職業(yè)技術學院 機械加工工序卡 產品型號及規(guī)格 圖 號 名 稱 工藝文件編號 2/8 導塊 材料牌號及名稱 毛坯外型尺寸 45 導塊 零件毛重 零件凈重 硬 度 設 備 型 號 設 備 名 稱 X52K 銑床 專 用 工 藝 裝 備 名 稱 代 號 專用夾具 機動時間 單件工時定額 每合件數(shù) 5min 1 技 術 等 級 冷 卻 液 中 工序號 工步號 工 序 及 工 步 內 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號 名 稱 代 號 名稱 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進給量（毫米/轉） 轉速（轉/分） 30 1 粗銑側邊面1 面銑刀 游標卡尺 95.456 1.7 0.8 380 編 制 校 對 會 簽 復 制 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 常州機電職業(yè)技術學院 機械加工工序卡 產品型號及規(guī)格 圖 號 名 稱 工藝文件編號 3/8 導塊 材料牌號及名稱 毛坯外型尺寸 45 導塊 零件毛重 零件凈重 硬 度 設 備 型 號 設 備 名 稱 X52K 銑床 專 用 工 藝 裝 備 名 稱 代 號 專用夾具 機動時間 單件工時定額 每合件數(shù) 5min 1 技 術 等 級 冷 卻 液 中 工序號 工步號 工 序 及 工 步 內 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號 名 稱 代 號 名稱 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進給量（毫米/轉） 轉速（轉/分） 40 1 粗銑側邊面2 面銑刀 游標卡尺 95.456 1.7 0.8 380 編 制 校 對 會 簽 復 制 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 常州機電職業(yè)技術學院 機械加工工序卡 產品型號及規(guī)格 圖 號 名 稱 工藝文件編號 4/8 導塊 材料牌號及名稱 毛坯外型尺寸 45 導塊 零件毛重 零件凈重 硬 度 設 備 型 號 設 備 名 稱 X52K 銑床 專 用 工 藝 裝 備 名 稱 代 號 專用夾具 機動時間 單件工時定額 每合件數(shù) 5min 1 技 術 等 級 冷 卻 液 中 工序號 工步號 工 序 及 工 步 內 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號 名 稱 代 號 名稱 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進給量（毫米/轉） 轉速（轉/分） 50 1 粗銑側邊面2 面銑刀 游標卡尺 95.456 1.7 0.8 380 編 制 校 對 會 簽 復 制 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 常州機電職業(yè)技術學院 機械加工工序卡 產品型號及規(guī)格 圖 號 名 稱 工藝文件編號 5/8 導塊 材料牌號及名稱 毛坯外型尺寸 45 導塊 零件毛重 零件凈重 硬 度 設 備 型 號 設 備 名 稱 X52K 銑床 專 用 工 藝 裝 備 名 稱 代 號 專用夾具 機動時間 單件工時定額 每合件數(shù) 5min 1 技 術 等 級 冷 卻 液 中 工序號 工步號 工 序 及 工 步 內 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號 名 稱 代 號 名稱 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進給量（毫米/轉） 轉速（轉/分） 60 1 粗銑底面 銑刀 游標卡尺 95.456 1.7 0.8 380 編 制 校 對 會 簽 復 制 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 常州機電職業(yè)技術學院 機械加工工序卡 產品型號及規(guī)格 圖 號 名 稱 工藝文件編號 6/8 導塊 材料牌號及名稱 毛坯外型尺寸 45 導塊 零件毛重 零件凈重 硬 度 設 備 型 號 設 備 名 稱 X52K 銑床 專 用 工 藝 裝 備 名 稱 代 號 專用夾具 機動時間 單件工時定額 每合件數(shù) 5min 1 技 術 等 級 冷 卻 液 中 工序號 工步號 工 序 及 工 步 內 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號 名 稱 代 號 名稱 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進給量（毫米/轉） 轉速（轉/分） 70 1 粗銑底面 銑刀 游標卡尺 95.456 1.7 0.8 380 編 制 校 對 會 簽 復 制 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 常州機電職業(yè)技術學院 機械加工工序卡 產品型號及規(guī)格 圖 號 名 稱 工藝文件編號 7/8 導塊 材料牌號及名稱 毛坯外型尺寸 45 導塊 零件毛重 零件凈重 硬 度 設 備 型 號 設 備 名 稱 M7130 磨床 專 用 工 藝 裝 備 名 稱 代 號 專用夾具 機動時間 單件工時定額 每合件數(shù) 5min 1 技 術 等 級 冷 卻 液 中 工序號 工步號 工 序 及 工 步 內 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號 名 稱 代 號 名稱 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進給量（毫米/轉） 轉速（轉/分） 80 1 磨削底面 砂輪 游標卡尺 95.456 1.7 0.8 380 編 制 校 對 會 簽 復 制 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 常州機電職業(yè)技術學院 機械加工工序卡 產品型號及規(guī)格 圖 號 名 稱 工藝文件編號 8/8 導塊 材料牌號及名稱 毛坯外型尺寸 45 導塊 零件毛重 零件凈重 硬 度 設 備 型 號 設 備 名 稱 CA6140 車床 專 用 工 藝 裝 備 名 稱 代 號 專用夾具 機動時間 單件工時定額 每合件數(shù) 5min 1 技 術 等 級 冷 卻 液 中 工序號 工步號 工 序 及 工 步 內 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號 名 稱 代 號 名稱 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進給量（毫米/轉） 轉速（轉/分） 90 1 車?20孔 車刀 游標卡尺 95.456 1.7 0.8 380 編 制 校 對 會 簽 復 制 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 修改標記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 文件編號 機械加工工藝過程卡 產品型號 零（部）圖號 共 1 頁 產品名稱 導塊 零（部）名稱 導塊 第 1 頁 材料牌號 45 毛坯種類 型材 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序 名稱 工 序 內 容 車 間 設 備 工 藝 裝 備 工 時 刀具 檢具 準終 單件 10 開料 型材開料 鋸刀 鋸刀 20 粗銑 粗銑側邊面1 機加工 銑床X52K 銑刀 游標卡尺 5min 6min 30 精銑 精銑側邊面1 機加工 銑床X52K 銑刀 游標卡尺 5min 6min 40 粗銑 粗銑側邊面2 機加工 銑床X52K 銑刀 游標卡尺 6min 7min 50 精銑 精銑側邊面2 機加工 銑床X52K 銑刀 游標卡尺 6min 7min 60 粗銑 粗銑底面 機加工 銑床X52K 銑刀 游標卡尺 5min 6min 描圖 70 精銑 精銑底面 機加工 銑床X52K 銑刀 游標卡尺 5min 6min 描校 80 磨削 磨削底面 機加工 磨床M7130 砂輪 游標卡尺 5min 6min 90 車?20孔 車?20孔 機加工 車床CA6140 車刀 游標卡尺 5min 6min 底圖號 100 檢驗 檢驗入庫 裝訂號 編制（日期） 校對（日期） 標準化（日期） 審核（日期） 會簽（日期） 標記 處號 更改文件 簽字 日期` 標記 處號 更改文件 簽字日期 1 常州機電職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）說明書 系 部： 機 械 工 程 系 專 業(yè)： 姓 名： 學 號： 題 目： 導向塊零件的加工工藝及夾具設計 起 訖 日 期： 設計（論文）地點： 校 外 指 導 教 師： 專 業(yè) 負 責 人： 2 摘 要 本文是對導塊零件加工應用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛 坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝 文件的填寫。選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程。此外還對零件的兩道 工序的加工設計了專用夾具. 機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化， 并且有專業(yè)的工廠進行生產。而廣泛用于批量生產，專為某工件加工工序服務的專用 夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設計制造。本論文夾具設計的主要內容 是設計鉆中心孔夾具。 關鍵詞：導塊，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 3 Abstract This paper is on the bracket parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture. Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design of fixture for grinding center. Key words: scaffold, processing technology, processing method, process documentation, fixture 4 目 錄 摘 要 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 ABSTRACT ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 前 言 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 1 序言 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 1.1 機械加工工藝概述 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 1.2 機械加工工藝流程 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 1.3 夾具概述 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 1.4 機床夾具的功能 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 1.5 機床夾具的發(fā)展趨勢 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 1.5.1 機床夾具的現(xiàn)狀 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 1.5.2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 2 零件的分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 2.1 零件的工藝分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 2.2 零件的工藝要求 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 3 工藝規(guī)程設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 3.1 加工工藝過程 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 3.2 確定各表面加工方案 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 3.2.1 影響加工方法的因素 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 3.3.2 加工方案的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 3.3 確定定位基準 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 3.3.1 粗基準的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 3.3.2 精基準選擇的原則 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 3.4 工藝路線的擬訂 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 3.4.1 工序的合理組合 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 3.4.2 工序的集中與分散 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15 3.4.3 加工階段的劃分 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16 3.5 零件的偏差，加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17 3.5.1 毛坯的結構工藝要求 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17 5 3.5.2 零件的偏差計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 4 車中心孔夾具設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 4.1 車床夾具設計要求說明 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 4.2 車床夾具的設計要點 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 4.3 定位機構 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 4.4 夾緊機構 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29 4.5 零件的車床夾具的加工誤差分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29 4.6 確定夾具體結構尺寸和總體結構 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 4.6 零件的車床專用夾具簡單使用說明 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 5 銑面夾具設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 5.1 設計要求 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 5.2 夾具設計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 5.2.1 定位基準的選擇 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 5.2.2 切削力及夾緊力的計算 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 5.3 定位誤差的分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32 5.4 夾具設計及操作的簡要說明 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32 結 論 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????33 參考文獻 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35 致謝 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????36 6 前 言 機械設計制造及其夾具設計是我們融會貫通大學所學的知識，將理論與實踐 相結合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好 的基礎。 機械加工工藝是規(guī)定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法，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，生產規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要 通過機械加工工藝來體現(xiàn)，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(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。 而機床夾具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、降低生產成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對 于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究 對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產中，常采用專用夾具。 而本次對于零件加工工藝及夾具設計的主要任務是： ⑴ 完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定； ⑵ 完成專用夾具的設計。 通過對零件零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要 加工面和加工粗、精基準，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設計， 首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生產 情況來選取夾緊方式，從而設計專用夾具。 1 序言 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性 質使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法， 直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工 藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝， 就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置 7 和性質等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如， 上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑 床，等等，每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達 到多少。 技術人員根據(jù)產品數(shù)量、設備條件和工人素質等情況，確定采用的工藝過程， 并將有關內容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。 每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是 某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。 1.2 機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之 一，它是在具體的生產條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的 形式書寫 成工藝文件，經審批后用來指導生產。機械加工工藝規(guī)程一般包括以 下內容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內容及所用的設備和工藝裝備、工 件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產綱領，確定生產類型。 2) 分析零件圖及產品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內容進行調整，以提 高經濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產條件 的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工 藝規(guī)程進行修訂和完善。 8 1.3 夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、 熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產中，機床夾具是 一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產率和產品的制造 成本等，幫機床夾具設計在企業(yè)的產品設計和制造以及生產技術準備中占有極其 重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作。 隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，機械制造工 藝正向著高質量、高生產率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng) 的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的 型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零 件和形狀復雜的零件加工的生產率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的 迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個 新的階段。 “工欲善其事，必先利其器。 ” 工具是人類文明進步的標志。自 20 世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制 造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不 斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質量、生產率和產品 成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是 重要的工藝裝備。 1.4 機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位 基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺 寸和位置精度要求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的 操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、 9 脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。 （1）對刀 調整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的 對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并 引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具 （鏜模）也具有導向功能。 1.5 機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學技術的巨大進步及社會生產力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具 發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 1.5.1 機床夾具的現(xiàn)狀 國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工作品種已占工 件種類總數(shù)的 85%左右?，F(xiàn)代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以 適應市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一 方面，在多品種生產的企業(yè)中，約 4 年就要更新 80%左右的專用夾具，而夾具的 實際磨損量僅為 15%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（NC） 、加工中心（MC） 、成 組技術（GT） 、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的應用，對機床夾具提出了如下新 的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）適用于精密加工的高精度機床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產率。 6）提高機床夾具的標準化程度。 1.5.2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化四個 方面。 10 精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化 夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用 于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為 5μm；精密心軸的同軸度公差可控 制在 1μm 內；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達 0.2～0.5μm。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產 率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具 有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高 5 倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉速為 2620r/min 的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、拼裝、 組合等方式，以適應可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣鳌⑸a批量、 工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用 可調夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內，夾具的柔性 化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結構的 基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少 功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結構。通用化方法 包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深 入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條 件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259—91 以及各類通 用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利 于縮短生產準備周期，降低生產總成本。 11 2 零件的分析 2.1 零件的工藝分析 導塊是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀較復雜，但其 加工孔和底面的精度要求較高，此外還有導塊小端面端要求加工，對精度要求也 很高。幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件 的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關鍵和重要的。 2.2 零件的工藝要求 一個好的結構不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也 就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質量，同時使加工的勞動 量最小。而設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝 問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設計的要求。 圖 2.1 零件零件圖 該加工有七個加工表面：平面加工包括零件底面、底部平面；孔系加工包括 小孔。 ⑴ 以平面為主有：① 零件底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 ；2.3?Ra ② 導塊端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。. 單邊余量一般在 ，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產的面積1~3m 較小。 上面主要是對零件零件的結構、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇 12 了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產方式，從而為工藝規(guī)程設計提供 了必要的準備。 3 工藝規(guī)程設計 3.1 加工工藝過程 由以上分析可知，該零件零件的主要加工表面是平面、孔系。一般來說，保 證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于零件來說，加工過 程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關 系以各尺寸精度。 由上面的一些技術條件分析得知：零件的尺寸精度，形狀精度以及位置關系 精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。 3.2 確定各表面加工方案 一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就 是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時使加工的勞動量 最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于我們設計零件的加工工 藝來說，應選擇能夠滿足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及設備。除了從 加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求 及生產率的條件下，應選擇價格較底的機床。 3.2.1 影響加工方法的因素 ⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質量要求，根據(jù)各加工表面的技術要求， 選擇加工方法及分幾次加工。 ⑵ 根據(jù)生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小 批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工， 在小批量生產時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產時采用拉削加工。 ⑶ 要考慮被加工材料的性質，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有 色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。 ⑷ 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和 設備，推廣新技術，提高工藝水平。 ⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求， 工件形狀和重量等。 3.3.2 加工方案的選擇 1 由參考文獻[3]表 2.1～12 可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑 （ ） ，粗糙度為 6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較79IT:aR 13 小。 2 小孔鉆孔加工方法： 因為孔的表面粗糙度的要求 ，所以我們采用鉆——鉸的加工方法。6.1?Ra 3.3 確定定位基準 3.3.1 粗基準的選擇 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工 表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準選擇應當滿足以下要求： ⑴ 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工 面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇 其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外 形對稱、少裝夾等。 ⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面 是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身 的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量， 使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 ⑶ 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加 工余量。 ⑷ 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位 準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經 初加工。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加 工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，主要是選擇加 工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準。 3.3.2 精基準選擇的原則 ⑴ 基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定 位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 ⑵ 基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準。基準的統(tǒng)一有利于保證 各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比 較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位 基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面， 而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 ⑶ 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反 復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨 14 齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加 工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外， 像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。 此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固 可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加 工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，它的底平面， 適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，如果使用 典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準 定位的要求。至于兩側面，因為是非加工表面，所以也可以用 的孔為加工基4? 準。 選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。 3.4 工藝路線的擬訂 對于中批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。零件的加工的第 一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底 面底部平面。 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備 等具體生產條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： ⑴ 工序分散原則 工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機 床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。 但需要設備和工人數(shù)量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 ⑵ 工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù) 和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些 表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提 高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生 產準備工作量大。 一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由 于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織 15 流水線生產。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%～1.1%809c?: 蘇打及 0.25%～0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零 件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg2 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不 同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 ⑴ 工序集中的特點 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和 生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表 面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高 生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產 準備工作量大。 ⑵ 工序分散的特點 工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備，簡單的機 床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術水平要求不高。 但需要設備和工人數(shù)量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產類型。加工要求和工廠的具體 情況進行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由 于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織 流水線生產。 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出， 即使在單件小批生產中仍可將工序集中而不致花費過多的生產準備工作量，從而 可取的良好的經濟效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： ⑴ 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件， 并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報 廢或修補，以免浪費工時。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高 生產率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生的內 16 應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11～IT12。粗糙度為 Ra80～100μm。 ⑵ 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保 證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9～IT10。表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 ⑶ 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精 度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在 最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精 度．精加工的加工精度一般為 IT6～IT7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質的 不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度 要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段， 在滿足加工質量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精 加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工 或某一工序的性質區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很 準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術條件下，成批量生產可 以考慮采用專用機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產成本， 擬訂三個加工工藝路線方案。 方案一： 10 開料 型材開料 20 粗銑 粗銑側邊面 1 30 精銑 精銑側邊面 1 40 粗銑 粗銑側邊面 2 50 精銑 精銑側邊面 2 60 粗銑 粗銑底面 70 精銑 精銑底面 80 磨削 磨削底面 90 車 ?20 孔 車 ?20 孔 17 100 檢驗 檢驗入庫 方案二： 10 開料 型材開料 20 粗銑 粗銑側邊面 1 30 精銑 精銑側邊面 1 40 粗銑 粗銑側邊面 2 50 精銑 精銑側邊面 2 60 粗銑 粗銑底面 70 精銑 精銑底面 80 磨削 磨削底面 90 車 ?20 孔 車 ?20 孔 100 檢驗 加工工藝路線方案的論證： ⑴ 從前兩步工序可以看出：方案把粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、 安裝工件。而且方案一有磨削加工，而方案二則無，那根據(jù)圖紙有 0.8 的粗糙度 要求，應該有磨削的工藝要求。 方案 2 中其工序較為集中，如粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、 安裝工件。 由以上分析：方案 1 為合理、經濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如 下表： 10 開料 型材開料 20 粗銑 粗銑側邊面 1 30 精銑 精銑側邊面 1 40 粗銑 粗銑側邊面 2 50 精銑 精銑側邊面 2 60 粗銑 粗銑底面 70 精銑 精銑底面 80 磨削 磨削底面 90 車 ?20 孔 車 ?20 孔 100 檢驗 18 3.5 零件的偏差，加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件的采用的是型材，其材料是 45 3.5.1 毛坯的結構工藝要求 零件為鍛造件，對毛坯的結構工藝性有一定要求： ⑴ 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機 件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應設計為非加工表面。 ⑵ 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應力求簡單、平直的 對稱，盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結構。 ⑶ 鑄造件的結構中應避免深孔或多孔結構。 ⑷ 鑄造件的整體結構應力求簡單。 ⑸ 工藝基準以設計基準相一致。 ⑹ 便于裝夾、加工和檢查。 ⑺ 結構要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。 在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少 加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難， 需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及 尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。 3.5.2 零件的偏差計算 ⑴ 零件底平面和底部平面的偏差及加工余量計算 底平面加工余量的計算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余 19 量如下： 粗銑：由參考文獻[4]表 11～19。其余量值規(guī)定為 2-3mm，現(xiàn)取 3mm。查[3] 可知其粗銑時精度等級為 IT12，粗銑平面時厚度偏差取 0.21m? 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序 10：型材開料 工序:20：粗精銑側邊面 1。 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù)15YT0Dm? ，此為粗齒銑刀。5Z? 因其單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度 ： =3mmpa2.m? 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參fa 0.15/famZ? 考文獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 2.8/Vms? 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考f f/8. 文獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 .47/ 機床主軸轉速 ：n102.601.9/in31Vrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1～74，取 475m? 實際銑削速度 ：v .402.9/106ns??? 進給量 ： fV.1857/0.1/ffaZ 工作臺每分進給量 ： m.2475minfVs?? ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～81,取?aa6? 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 14l'8l 刀具切入長度 ：1 20.5()(~3lDa????2.061)2m? 20 刀具切出長度 ：取2lm? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： jt12420.36min7.5jmlf??? 機動時間 ：'1jt'1268.19i.jlf? 所以該工序總機動時間 '105injjtt?? 工序 30：粗精銑側邊面 2 機床：立式銑床 X52K 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) [10]mdw4014?Z （1）粗銑 銑削深度 ：pam3? 每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.73，取f Zmaf/25.0? 銑削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.81，取V sV/4 機床主軸轉速 ： ，取n in/1940.3610rdV???? in/r 實際銑削速度 ：? smn/.6210 進給量 ：fVZaff /7.10/425.??? 工作臺每分進給量 ：m in2.sVf ? ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.81,?a ma4? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll31 刀具切入長度 ：1D2)~((5.02????? 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：1jt min5.02.743121????mjfl （2）精銑 銑削深度 ：pa5.? 21 每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.73，取fa Zmaf/15.0? 銑削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.81，取V sV/6 機床主軸轉速 ： ，取n in/28401.360rdV???? in/3r 實際銑削速度 ：? smn/.60 進給量 ：fVZaff /5.10/3145.??? 工作臺每分進給量 ： m in.sVf 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml 刀具切入長度 ：精銑時1Dl401? 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：2jt min18.63024121????mjfl 本工序機動時間?in7.8.5021?jjjtt 工序 40：粗精銑底面 機床：銑床 X52K 刀具：硬質合金端銑刀 YG8，硬