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1、设计说明书题目：轴承座零件的工艺规程及钻孔夹具设计学生:学号:专业:班级:指导老师:目录摘要1ABSTRCT2序言3一机床夹具介绍41.1夹具的现状及生产对其提出新的要求41.2现代夹具的发展方向5二零件的分析72.1 零件的作用72.2 零件的工艺分析7三.工艺规程设计83.1 确定毛坯的制造形式83.2 基面的选择83.3 制定工艺路线93.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定113.5 确立切削用量及基本工时12四机床夹具的定位及夹紧164.1 概述164.1.1 机床夹具的概念164.1.2 机床夹具的组成164.1.3 机床夹具的分类174.1.4 机床夹具在机械加工中的作用1
2、94.2 工件的装夹方式204.3 基准及其分类214.4 工件的定位234.4.1 工件定位的基本原理234.4.2 常见定位方式及定位元件244.5 工件的夹紧254.5.1 夹紧装置的组成及基本要求254.5.2 夹紧力的确定264.5.3 典型夹紧结构27454定心夹紧机构274.6 专用夹具设计284.6.1 对机床专用夹具的基木要求284.6.2 专用夹具设计方法和步骤284.6.3 夹具总图技术要求的制订29五夹具设计315.1 问题的提出315.2 定位基准的选择315.3 切削力和夹紧力的计算325.4 定位误差分析335.5 夹具设计及操作的简要说明335.6 结345.7
3、 355.8 献36本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。轴承座加工工艺规程及其夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改
4、进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThisdesigncontenthasinvolvedthemachinemanufacturecraftandtheenginebedjigdesign,themetal-cuttingmachinetool,thecommondifferencecoordinationandthesurveyandsoonthevariousknowledge.Thereductiongearboxbodycomponentstechnologicalprocessanditsthejigdesignisincludesthecompon
5、entsprocessingthetechnologicaldesign,theworkingproceduredesignaswellastheunitclampdesignthreeparts.Mustfirstcarryontheanalysisinthetechnologicaldesigntothecomponents,understoodthecomponentsthecraftredesignsthesemifinishedmaterialsthestructure,andchoosesthegoodcomponentstheprocessingdatum,designsthec
6、omponentsthecraftroute;Afterthatiscarryingonthesizecomputationtoacomponentseachlaborstepofworkingprocedure,thekeyisdecideseachworkingprocedurethecraftequipmentandthecuttingspecifications;Thencarriesontheunitclampthedesign,thechoicedesignsthejigeachcompositionpart,likelocatesthepart,clampsthepart,gui
7、desthepart,toclampconcreteandtheenginebedconnectionpartaswellasotherparts;Positionerrorwhichcalculatesthejiglocateswhenproduces,analyzesthejigstructuretherationalityandthedeficiency,andwilldesigninlaterpaysattentiontotheimprovement.Keywords:Thecraft,theworkingprocedure,thecuttingspecifications,clamp
8、,thelocalization,theerror序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。轴承座的加工工艺规程及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位
9、，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。-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
10、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。1.1 夹具的现状及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，企业中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，在一个具有大批量生产的能力工厂中约拥有1300015000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
11、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1.2 现代夹具的发展方向现代夹具的发展方向表现为精密化、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，
12、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0.20.5umo2 .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9000rmin的条件下能正常夹紧工件，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
13、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
14、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。-零件的分析2.1 零件的作用轴承座的作用，装轴承，保证轴承的旋转精度。2.2 零件的工艺分析轴承座有2组加工面他们没有有位置度要求。这2组加工面的分别为1,以下端面为基准的加工面，这组加工面包括钻2-14孔。2：以2-14孔和底面为基准的加工面，这组加工面主要是加工其他的孔和面。.工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为ZL201,根据生产纲领以及零件在工
15、作过程中所受的载荷情况，选用砂型机铸造。3.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。(1)粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。(2)选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就
16、能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。(3)应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。(4)应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。粗基准的选择：轴承座这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要。我们选择不加工的底面为粗基准。精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）
17、“基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差,简化夹具设计与制造。（3） “自为基准”原则某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以2-68孔（一面2销）为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行
18、专门的计算，在此不再重复。3.3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：方案一10铸铸造20执时效处理30铳以中24台阶面为基准，粗精铳下端面，保证尺寸1240铳以下底面为基准，粗精铳2个24台阶面，保证尺寸1450铳铳22圆柱端面，保证尺寸6560估钻2个14的通孔70钻钻攻孔M14xl.5-6H螺纹底孔80车车尺寸45两端面见平，保证尺寸4590镇镇直径32(+0.039,0)的孔至要求以及孔口倒角145o保证孔中心度32100钳去除毛刺110检按图样要求检验120入库入库
19、方案二10铸铸造20执/、时效处理30钻钻2个14的通孔40铳以下底面为基准，粗精铳2个24台阶面，保证尺寸1450铳铳22圆柱端面，保证尺寸6560铳以中24台阶面为基准，粗精铳下端面，保证尺寸1270钻钻攻孔M14xl.5-6H螺纹底孔80车车尺寸45两端面见平，保证尺寸4590镜镇直径32(+0.039,0)的孔至要求以及孔口倒角1x45。保证孔中心度32100钳去除毛刺110检按图样要求检验120入库入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一先加工底面，然后以加工好的底面定位，加工2-14的孔，这样后续的工序，我们可以用已经加工好的其中的2-14的孔作为定位基准加工后面的工序，这样能很好的
20、保证加工质量，提高加工效率，综合考虑我们选择方案一具体的工艺路线如下10铸铸造20热时效处理30铳以24台阶面为基准，粗精铳下端面，保证尺寸1240铳以下底面为基准，粗精铳2个中24台阶面，保证尺寸1450铳铳22圆柱端面，保证尺寸6560钻钻2个14的通孔70钻钻攻孔M14xl.5-6H螺纹底孔80车车尺寸45两端面见平，保证尺寸4590链镂直径32(+0.039,0)的孔至要求以及孔口倒角145o保证孔中心度32100钳去除毛刺110检按图样要求检验120入库入库3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定轴承座零件材料为ZL201生产类型为批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、轴承座的上端
21、面因为轴承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2.5mmo2、轴承座的孔毛坯为空心，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2.53.5 确立切削用量及基本工时工序一：铳下端面1 .选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铳刀，刀片采用YG8,ap=.5nm,J0=AOrwn,v=125wmin,z=42 .决定铳削用量1）决定铳削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铳完，则ap=1.5nn2）决定每次进给量及切削速度根据X51型铳床说明书，其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出fz=0.2mm/齿，则IOOOvd
22、IoOoXl2540=1137.39r/ min按机床标准选取wh,=1450r/min1000乃 X 40X14501000159.35m / min当w=1450rmin时fm=fnw-0.241450=1160run!r按机床标准选取fn,=1160nn/r3）计算工时切削工时：l=75mm,1=5twn1I2=3nn,则机动工时为工序二：钻4-14孔钻14mm孔机床：Z525立式钻床刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻14D进给量取f=0.13mmr2）切削速度V=2434mmin.取V=30mmin3）确定机床主轴转速与1194rInin相近的机床转速为1450rm
23、in。现选取w,=1450rmino4士血,1181450CLC所以实际切削速度二-=25.3/27/minC100010005）切削工时，按工艺手册表621。i;其中l=13mm;I.=4mm;/,=3mm;n,l,f1450x0.13工序：钻MM的孔钻M14的孔机床：Z525立式钻床刀具：根据机械加工工艺手册表10-61选取高速钢麻花钻141）进给量取f=0.13mmr2）切削速度V=2434mmin.取V=30mmin3）确定机床主轴转速些二g2388rmin与2388rInin相近的机床转速为2012rmin。现选取Mut=2012rmin所以实际切削速度y四二兀xl4x2012=25
24、.3mmin5）切削工时，按工艺手册表6.2-1。!-i；其中l-5m;1=4mm;nvvf1+I工序：镶中32H7孔1 .加工条件加工要求：镇孔中32mm机床：卧式铳镇床T616刀具：高速钢刀头2 .计算切削用量查简明手册表4.2-19和4.2-20,4.2-21得=25mmmin,m=0.07unz1000rn =3. 141000 253. 14 X 18=442r / min根据T616镇床说明书,取W=500 r/min切削工时：L= 16mmL16500 0. 07=0. 457 min四机床夹具的定位及夹紧4.1 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
25、用来固定加工对象，使之占有正确位置，接受施工或检测的装置。4.1.1 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。4.1.2 机床夹具的组成1 .机床夹具的基本组成部分（1）定位装置该装置由定位元件组合而成，其作用是确定工件在夹具中的正确位置。（2）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。（3）夹具
26、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（1）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，铳床夹具所使用的定向键等，都是连接元件。（2）对刀元件常用在普通铳床夹具中，用对刀快调整铳刀加工前的位置。对刀时，铳刀不与对刀快直接接触，而用塞尺进行检查，以免碰伤铳刀的切削刃和对刀快工作表面。（3）导向元件常用在钻床、镶床夹具中，用钻套和键套引导刀具加工中的正确位置。（4）其他元件或装置根据加工需要，有些夹具还分别采
27、用分度装置、靠模装置、上下料装置、平衡块等。这些元件或装置需要专门设计。4.1.3 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：1 .通用夹具可加工一定范围内不同工价的夹具为通用夹具，如车床上的三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘；铳床上的平口虎钳、分度头和回转工作台等。它们有很大的通用性，无需调整或稍加调整就可以用于装夹不同的工件。这类夹具一般已标准化，由专业工厂生产，作为机床附件供应给用户。由于使用通用夹具夹紧工件比较费时，操作复杂，生产效率低，且较难装夹形状复杂的工件，故通用夹具主要用于单件小批生产，在产品固定的大批量生产中很少使用通用夹具，而使用效率较高的专用夹具。2 .专用
28、夹具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。3 .成组夹具根据成组技术原来技术的用于成组加工的夹具。这种夹具的特点是，在通用的夹具体上，只需对夹具的部分元件稍加调整
29、或更换，即可用于组内的不同工件的加工。4 .组合夹具组合夹具是由可循环使用的标准夹具零件部件组装成易于联结和拆卸的夹具。它在使用上具有专用夹具的优点，而当产品更换时，不存在夹具“报废”问题。因为它可以拆开，其元件可清洗入库，留待组装新的夹具。因此，组合夹具很适合于新产品试制和单件小批生产使用。由于组合夹具还具有缩短生产准备周期,减少专用夹具种类、数量和存放面积等优点，特别适用于新产品的试制和多品种小批量生产。5 .随行夹具随行夹具为自动线上使用的一种夹具。自动线夹具基本上分为两类：一类为固定式夹具，它与一般专用夹具相似；一类为随行夹具，她除了具有一般夹具所担负的装夹任务外，还担负自动线输送工件
30、的任务。所以，它是跟随被加工工件沿着自动线从一个工位移到下一个工位的，故称为随行夹具。除了上述分类外，夹具还可以按照动力来源不同分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具及自夹紧夹具等，按工种还可以分为车床夹具、铳床夹具、磨床夹具、钻床夹具等。4.1.4 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：L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
31、较高的加工精度，并使一批工件的精度稳定。2 .提高劳动生产率和降低加工成本采用夹具使工件装夹方便，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。3 .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链摸夹具后，就可以对箱体孔系进行链削加工，一充分发挥通用机床的作用。4 .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
32、。4.2 工件的装夹方式工件在机床上的装夹方式有以下三种方法：1 .直接找正法在机床上根据工件上有关基准直接找正工件，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。2 .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。3 .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
33、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：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元件相接触而实现的。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。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。4.3 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
34、准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基准两大类。1 .设计基准在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。2 .工艺基准零件在工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，
35、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。4.4 工件的定位4.4.1 工件定位的基本原理工件装夹在机床上必须使工件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。1 .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”O2 .工件定位中可能出现的集中情
36、况（1）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。（2）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。（3）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。（4）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。4.4.2 常见定位方
37、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。4.5 件及平面定位（1）主要支承主要支承用来限制工件的自由度，起定位作用1）固定支承2）可调支承3）自位支承（2）辅助支承提高工件的安装刚性和稳定性1）螺旋式辅助支承2）自位式辅助支承3）推引式辅助支承4）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4.5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
38、。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，即称为夹紧装置。4.5.1 夹紧装置的组成及基本要求1 .夹紧装置的组成（1）力源装置（2）中间传动机构作用如下：1）改变夹紧作用力的方向2）改变夹紧作用力的大小3）具有一定的自锁性能（3）夹紧元件2 .对夹紧装置的基本要求（1）夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置（2）夹紧力的大小要适当（3）夹紧装置要操作方便（4）结构要进凑简单，有良好的结构工艺性，尽量使用标准件4.5.2 夹紧力的
39、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，方向正确才能获得良好的效益。1 .夹紧力方向的确定（I）夹紧力方向应垂直于主要定位基准面（2）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（1）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。（2）应尽量避免或减少工件的夹紧变形（3）夹紧力作用点应尽量靠近加工部位3 .夹紧力大小的估算（1）
40、首先假设系统为刚性系统，切削过程处于稳定状态。（2）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。（3）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。（4）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（5）将计算夹紧力再乘以K,即得实际夹紧力。K为总安全系数，K=KoKiK2K3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=2.5304.5.3 典型夹紧结构1 .斜楔夹紧结构2 .螺旋夹紧结构（1）单个螺旋夹紧结构（2）螺旋压板夹紧结构（3）偏心夹紧机构4.5.4 定
41、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。定心夹紧机构可分为以下几种：（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4-6专用夹具设计4.6.1 对机床专用夹具的基本要求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，
42、以缩短夹具制造周期，降低夹具成本。462专用夹具设计方法和步骤1 .明确设计任务，收集设计资料2 .拟订夹具结构方案，绘制夹具草图（1）确定工件的定位方案，设计定位装置，并对夹紧力进行估算，以确保夹紧可靠（2）确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置（3）确定刀具的引导方式，选择或设计引导元件或对刀元件（4）确定其他元件或装置的结构形式，如定位键、分度装置（5）确定夹具的总体结构及夹具在机床上的安装方式。对夹具的总体结构最好能拟订出几个不同的方案，画出草图，经过分析比较，选择最佳方案3 .绘制夹具总图（1）选择操作者工作时正对的位置为主视图（2）用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面以及加工表
43、面画在各视图相应的位置上，待加工面上的加工余量可用网纹线表示。在夹具总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面的线条（3）依次画出定位、夹紧、导向元件或装置的具体结构，再画出夹具体，将各元件或装置连成一个整体（4）在总图上标注尺寸（包括轮廓尺寸、联系尺寸、重要的配合尺寸等）、公差和技术要求（5）绘制夹具零件图。在夹具中的非标准零件都要绘制零件图，并按总图要求确定零件的尺寸、公差及技术条件4.6.3夹具总图技术要求的制订1 .夹具总图上应标注的尺寸和公差（1）夹具外形的最大轮廓尺寸（2）影响定位精度的尺寸（3）影响对刀精度的尺寸和公差（4）影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差（5）影响夹具精度的尺寸和
44、公差（6）其他装配尺寸及公差2 .夹具总图上公差值的确定（1）与加工尺寸有直接对应关系的夹具公差6j（2）其他装配尺寸的配合性质及公差等级3 .夹具总图上应标注的技术要求五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。由指导老师的分配的任务我们设计钻2-14孔的钻床夹具。5.1 问题的提出在机械制造中，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，接受施工或检测的装置。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
45、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。本夹具主要用于钻2-614的孔，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。5.2 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。本道工序加工钻2-14的孔，精度不高，因此我们采用已加工好的轴承座定位，采用支撑板，定位挡销，支撑钉定位，下端面限制3个自由度，支撑钉限制2个自由度，定位挡销限制1个自由度，这样空间的六个自由度就限制完全了，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，丝杆的压紧力即可以满足要求。5.3 切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力F=26Qf8HB06式(5-2)钻削力矩T=IOD1V08Hfi06式(5-3)式中：D=4/71/71=max-l(Bmax-Hn
