半轴机械加工工艺及工装设计
专业名称：机械设计制造及其自动化
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摘要：半轴是汽车的轴类中承受扭矩最大的零件，它是差速器和驱动轮之间传递扭矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接，该零件在机械设备中具有传动性，在进行半轴的工艺和工装设计时，首先对半轴的工艺性进行了详细的分析，设计出了加工的工艺过程，根据加工要求设计专用夹具设计，一付是用来车削半轴的外圆，一付是用来钻削半轴圆盘上均匀分布的小孔，在设计中注意的夹具的经济性和使用性，尽量降低加工时的成本，减少工人的劳动强度，除此还进行了组合量具的设计，用来检查6个均匀分布的小孔的位置度公差。
关键词：工艺工装设计夹具设计组合量具设计
Abstract：The half stalk is in automotive stalk the acceptance twist the biggest spare parts of sqire , it is bad soon machine and drive the round of delivers to twist the of solid stalk, it inside carry generally pass to spend the key and half stalk wheel gears to connect, carry outside with a conjunction, that spare parts is in the machine equipments have to spread to move sex, at carry on the half stalk of craft and work equip to account, the half axial craft carried on the detailed analysis first, designing processed craft process, according to process to request to design the appropriation tongs design, a pay is to use to come to car to pare the outside circle of the half stalk, on pay is use to drill to pare a dish of the half stalk up even distribute of eyelet, in the design the economy of the advertent tongs and usage, as far as possible lower to process of cost, reduce the worker of labor strength, in addition to this still carried on the design that the combination quantity have, use to check 6 even distribute of a business trip of position of the eyelet.
Key Words：The craft work packs the design The tongs design Combine the quantity has the design
文献综述
夹具设计综述
一前言
在机械制造中，为完成需要的加工工序、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具。利用夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品；可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。按夹具的应用范围分类有：通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具；按夹具上的动力源分类有：手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具、切削力及离心力夹具]1[。
（一）夹具设计的基础理论
[一个好的机床夹具，首先要保证能加工出合格的产品。为此，所设计的]
18
夹具首先应满足以下两项要求：
(1)在未受外力作用时，加工件对刀具和机床应保持正确的位置，即加工件应有正确的定位。(2)在加工过程中，作用于加工件上的各种外力，不应当破坏加工件原有的正确定位即对加工件应有正确的夹紧。
（二）定位原理
在机械加工中，我们要求加工出来的表面．对加工件的其它表面保持规定的位置尺寸。因为加工表面是由切削刀具和机床的综合运动所造成，所以在加工时，必须使加工件上的规定表面(线、点)对刀具和机床保持正确的位置才能加工出合格的产品。
⑴定位原理
把加工件上的规定表面(线、点)与夹具上的规定表面(线、点)相互靠住的这一措施，叫做夹工件在夹具中的定位。该加工件上的这种规定表面(线、点)称为定位基准。
⑵定位基本原理在夹具设计中的应用
自由物体定位的基本原理：自由的物体，它对三个互相垂直的坐标面来说，有六种活动的可能性，其中三种是移动，三种是转动，习惯上，我们把这种活动
的可能性称为自由度。当物体的六个自由度被完全限制后，该物体在空间的位置也就完全确定了，所以定位就是限制自由度；在夹具中限制加工件的自由度在夹具中，使加工件的规定表面与定位元件接触，就能限制自由度。定位元件所能限制的自由度数与定位元件的形式、数量及布置情况有关；夹具中的超定位如果两种定位元件均能限制加工件的同一个自由度时，就发生了超定位，超定位能产生一些不良后果。如使定位不稳定，降低了定位精度；因加工件定位基准间的误差，使加工件装不进夹具等。在设计中应尽量避免超定位。
（三）夹紧原理
[在生产实践中，尽管定位方式是合理的，但由于夹紧状态不良(即夹紧力18
]
的大小、方向、作用点和支承的位置选择不当)可能出现如下问题：①加工件飞出夹具，打坏刀具，造成安全事故；②加工出来的位置尺寸不准确；③加工表面产生形位公差(如不平度、不垂直度)；①加工表面粗糙度高等。因此，当加工件正确定位后．还需要获得良好的夹紧状态。使加工件获得良好的夹紧状态的措施，叫做正确的夹紧。
⑴加工件的正确夹紧原则
1.在夹紧过程中，如何克服重力的影响，把加工件压回正确位置，是正确夹紧原则之一。所以在考虑定位方案及设置定位支承时，应尽可能使支承反力与重力不构成力偶，使加工件重心位于支承范围内。
2.在夹紧过程中，如何使已获得正确定位的加工件不脱离正确位置，是正确夹紧原则之二。所以，在制定夹紧方案时，应尽可能避免夹紧力与支承反力构成力偶。
3.在夹紧过程中，如何使加工件不产生超出允许范围的变形，是正确夹紧原则之三。所以在制定夹
紧方案时，对于刚性较差的加工件，应尽可能避免产生或应尽可能减小由夹紧力产生的弯曲力矩。
4.在切削过程中，如何避免加工件发生不能允许的振动，是正确夹紧原则之四。所以，在制定夹紧方案时，对于刚性较差的加工件，应尽可能避免产生或应尽可能减小由切削力产生并作用于加工件上的弯曲力矩。
5.如何使平衡切削力所需要的夹紧力最小，是正确夹紧原则之五。所以，在
制定夹紧方案时，切削力最好由支承反力平衡，而尽可能避免用夹紧力及由夹紧力产生的摩擦力平衡。
（四）简述计算机设计专用夹具
专用夹具是为完成某一工件的某一工序而专门设计的工艺设备。与组合夹具相比，专用夹具具有以下特殊的优点：(1)能确保工件的加工精度；(2)总体方案与生产纲领相适应；(3)操作方便，能减轻工人的劳动强度；(4)便于排屑，有良好的结构工艺性。传统的专用夹具设计需要耗费大量的时间进行设计计算，需要经验丰富的夹具设计人员来完成，劳动量大，效率低。20世纪80年代以来，将计算机技术应用到夹具设计中一直是机械领域研究的课题之一。传统夹具设计理论与先进的计算机技术相结合而开发出的各种CAFD系统成为专用夹具新的设计方法。
[最初的交互式设计系统是由设计人员简单应用CAD软件的图形功能，建立]
17
一个标准夹具元件数据库，设计者根据经验选择元件，并装配成夹具。随后开发的CAFD系统建立了定位方法选择、工件信息检索等模块，大大提高了CAFD系统的实用性。这些都是基于二维平台开发的。随着计算机技术的发展，三维绘图成了计算机辅助设计的有力工具。多数三维绘图软件都建立了标准件库，同时允许用户建立自己的元件库。这为交互式夹具设计提供了更好的平台交互式夹具设计步骤以传统夹具设计步骤为基础。首先根据工件特征、工序信息及夹具信息，调用有关的程序和数据协助技术人员来完成夹具的定位方案、导向方案、夹紧方案的设计，并通过人机交互的方式完成各功能元件和部件的选择和设计。然后进入三维绘图环境，采用人工交互的方式进行参数化驱动，以获得尺寸满足要求的零件和部件，装配后绘出装配图和零件图。交互式夹具设计系统适合于开发新产品和需要加工新工件、没有已有夹具信息可以利用的情况。对于大多数制造业企业来说，待加工的工件相似性高，因此要设计的夹具只需要在尺寸或结构上进行部分修改，这就使夹具设计中重复性工作多，需要繁琐的人工绘图工作。如何充分利用已有夹具信息成为CAFD系统的关键环节。因此基于实例推理的夹具设计理论得到了发展和实际应用。
CAPP在世界范围内掀起的热潮，又由于工艺和夹具的密切联系而后者又有其独立性，推动了计算机辅助夹具设计系统的研究和开发。FMS和CIMS的兴
起和开发，迫切需要柔性夹具实现快速生产准备。同时，以计算机辅助夹具设计系统为基础的夹具信息系统是CIMS中信息集成的一个重要环节。根据国内外现已开发的夹具设计软件系统，计算机辅助夹具设计是目前比较成熟的夹具设计系统。计算机辅助夹具设计可归纳为四种方法：部分自动化的夹具设计、夹具自动设计(AFD)法、参数夹具设计、据已有夹具方案进行夹具设计。
（五）夹具设计技术的发展趋势
由于CAD/CAM系统的迅速发展以及越来越广泛使用的多轴CNC机床，使得对形状复杂工件的设计和加工过程控制的自动化程度要求越来越高。因此对夹具设计方法提出了更高的要求，它不仅能将CAD/CAM系统有效地联接起来，同时应能适用于各种形状的工件。以组合夹具元件为基础的夹具自动设计(AFD)将是夹具设计的一个主要发展趋向。组合夹具自动设计系统可分为两种类型，一种是在CAD基础上的扩展系统；另一种是经验法则的专家系统。这两种系统目前都还不完善，为了将这些设计系统应用于生产实践，必须建立更大数量的“规则”以扩展专家系统；在理论上通过分析研究工件和夹具间关系的基本规律，建立起一些新的理论基础；另外，在开发、研究AFD软件系统的同时，夹具硬件设计的研究也必须同时进行，以增强整个夹具设计的自动化程度。
另一方面，计算机技术的发展为夹具设计提供了有利的工具。CAFD系统已经从对二维绘图软件的二次开发发展到实现与三维绘图软件的集成设计，使夹具的结构表达更清晰。三维绘图软件成为CAFD 的有利工具。随着CIMS、并行工程和敏捷制造技术的发展，企业对CAFD的需求也越来越迫切。归纳目前CAFD系统的研究方向主要包括以下几个方面：
(1)集成化。CAFD是生产准备的重要部分。确定该工序所使用的夹具，给出夹具的装配图和零件图是连接CAD 与CAM 的桥梁。集成化的CAFD应首先实现与CAPP的集成。集成化是CAFD系统发展的必然方向，是企业信息集成的必然要求。
(2)标准化。标准化是提高CAFD 系统适应性和促进集成的基础。功能模块标准化将有利于实现CAFD系统与CAPP的集成。
(3)并行化。以往的CAFD总是在CAPP制定完所有工序之后才开始进行，并行化则强调CAFD 与CAPP并行实现。CAFD并行化的发展将更加提高夹具设计效率，缩短生产准备周期。
1 引言
通过对设计零件的分析可知，对该零件进行工艺工装设计，由于半轴加工比较的特殊，我们为了满足加工要求和经济性及减少工人的劳动强度，我们初步决定设计两套夹具和一套组合量具。
2 零件的分析
2.1零件的生产纲领及生产类型
生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量，在设计题目中半轴的生产纲领为较小。生产类型为大批量生产，所以在制度工艺路线的时候应充分考虑其生产特点，制度合理的工业路线，选择合理的机床，刀具，量具，检具，以提高生产率，降低成本。
2.2零件的作用
设计题目给定的零件，将其划定为轴类零件。它是汽车的轴类中承受扭矩最大的零件，半轴是差速器和驱动轮之间传递扭矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接，该零件在机械设备中具有传动性，故应具有足够的强度和刚度。
2.3零件的工艺分析
半轴共有2个加工表面，他们之间有的有一定的位置关系。现在分述如下：
1. 以mm
Φ轴线为中心的加工表面
38
这一组加工表面包括：半轴的左端面和半轴左端的花键加工，以及
Φ和mm
112
5.
96
Φ的外圆表面和mm
Φ的两个台阶5.
mm
52
Φ、mm
39
45
Φ和mm
面。
2. 以半轴右边圆盘上mm
Φ的台阶面为中心的加工表面
5.
96
这一组加工表面包括：6个均匀分布的mm
Φ的孔，和一个M6的螺孔以及
14
一个mm
Φ的孔。
10
这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要有：
⑴ 6个mm 14Φ孔与表面F 和G 的位置度公差为mm 2.0Φ； ⑵ mm 38Φ的外圆表面的跳动公差相对基准A 为1.0mm ； ⑶ 半轴圆盘的跳动公差相对基准A 为0.8mm 。
由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一个表面，然后借助于专用夹具加工另一表面，并且保证它们之间的位置精度要求。
3 工艺规程制造的形式
3.1确定毛坯制造的形式
毛坯材料为40Cr 。考虑零件在工作过程中经常受扭交变载荷及冲击性载荷，因此应选用锻件，以使金属钎维尽量不切削，保证零件工作可靠。可以采用模锻成形，可以提高生产率，保证加工精度。
3.2基准的选择
⑴ 粗基准的选择
本零件是轴类零件，以外圆作为粗基准是完全合理的。但是对本零件来说，如果以mm 38Φ外圆表面作基准。由于此表面的粗糙度比较大，所以会让加工出来的零件表面尺寸严重不满足要求，由于本零件非常的特殊，我们车削外圆表面的时候可以选择半轴两端的顶尖作为粗基准，钻孔的时候以圆盘的台阶面为基准。
⑵ 精基准的选择
在这主要考虑基准重合问题，也要考虑经济性等。
3.3零件表面加工方法的选择
零件的主要加工表面为外圆表面和孔。考虑到各个表面的技术要求，各种加工方法的经济加工精度范围，各加工表面的形状和尺寸大小，锻件材料的性质及可加工性和生产纲领与生产类型，选择各加工表面的加工方法如下
⑴,5.39Φ52,45ΦΦ的外圆表面,该外圆表面的粗糙度为a R 6.3,采用粗车
磨削半精车→→进行加工。
⑵ 花键加工：花键的最大的直径为38.100，采用铣花键加工。
⑶ 圆盘5.96Φ的台阶面因为它的粗糙度为a R 3.2，所以选择粗车→半精车，
112Φ的台阶面由于粗糙度要求不是很高，所以就只进行粗车。
⑷ 孔6-14Φ，表面粗糙度为a R 3.2，故采用钻→铰孔加工。 ⑸ M 6×1.0-6H ，先进行钻孔，然后绞孔，即可以满足要求。 ⑹ 键槽加工，由于表面粗糙度为a R 12.5，所以采用铣键槽。
3.4制订工艺路线
制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精确及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。 工序00 粗铣左端面并打中心孔；
工序10 以半轴两边的顶尖定位：粗车Φ54mm 、Φ52mm 、Φ45mm 以及Φ
39.5mm 的外圆面，在粗车Φ96.5mm 和Φ112mm 的台阶面
工序20 调直处理；
工序30 以半轴两边的顶尖定位：半精车Φ52mm 、Φ45mm 以及Φ39.5mm 的
外圆表面，及Φ96.5mm 台阶面；
工序40 铣花键加工；
工序50 以盘的顶部的台阶定位，钻绞6个14Φmm 的孔；
工序60 以半轴圆盘的台阶面定位，加工与垂直轴线 30的mm 10Φ的孔； 工序70 攻螺纹M6 ；
工序80 车削Φ39.5mm 的左端斜度为 8的圆柱表面；车削Φ45这段距左边
位置的沟槽，和Φ45mm 最右边的沟槽加工，Φ50mm 宽为3的沟槽加工，并对Φ112进行倒角；
工序90 感应淬火和低温回火； 工序100 磨削半轴的左端面；
工序110 以半轴两边的顶尖定位，磨削Φ39.5mm 、Φ45mm 和Φ52mm 外圆面； 工序120 钳工去毛刺；
工序130 终检。
3.5机械加工余量及毛坯尺寸的确定
机械加工余量确定由很多的因素决定的，在此主要考虑的是经济精度及各
个工序的加工方法。
⑴ 左端面的机械加工
表3-1 工序尺寸表
⑵mm 54Φ的机械加工
表3-2 工序尺寸表
⑶ 05
.005.0_52+Φmm 的机械加工
粗车：03.04.53-Φmm 2Z=1.6mm 半精车：004.04.52-Φ mm 2Z=1.0mm 磨削：05.052±Φmm 2Z=0.4mm 具体工序尺寸见表3-3。
⑷ 018.0002.045++Φmm 的机械加工
粗车：55Φmm 2Z=8.6mm 半精车：0039.04.45-Φmm 2Z=1.0mm 磨削：0025.045-Φmm 2Z=0.4mm
表3-3 工序尺寸表
表3-4 工序尺寸表
⑸ 05.05.39±Φmm 的机械加工
粗车：025.05.46-Φmm 2Z=8.6mm 半精车：0039.04.45-Φmm 2Z=1.0mm 磨削： 0025.045-Φmm 2Z=0.4mm 具体工序尺寸见表3-5。
⑹ 钻削 六个Φ1405
.00+mm 孔
毛坯为实心，而孔的精度要求界于IT8~IT9之间（参照《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-9及表2.3-12），确定工序尺寸及余量为： 钻孔Φ13.8mm
铰孔：Φ14033
.00+mm 2Z=0.15mm
表3-5 工序尺寸表
表3-6 工序尺寸表
⑺ 车削112Φmm 台阶 具体工序尺寸见表3-7。
表3-7 工序尺寸表
⑻ 车削96.5015
.0044.0--Φmm 台阶面
具体工序尺寸见表3-8。
⑼ 钻削 Φ10mm 孔
毛坯为实心，而孔的精度要求界于IT2~IT3之间（参照《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-9及表2.3-12），确定工序尺寸及余量为： 钻孔Φ10mm 。
表3-8 工序尺寸表
4 选择加工设备
4.1选择机床
⑴工序00是铣削左端面由于花键的直径和长度都不是很大，所以选择
XA6132型花键铣床加工。
⑵工序10、工序30 是粗车和半精车外圆，在这几个个工序中，各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选择卧式车床就可以满足要求，本零件外廓尺寸不是很大，精度要求不是很高，选用最常用的C620-1型卧式车床即可。
⑶工序40 铣花键加工，在本工序中，由于花键的直径和长度都不是很大，所以选择XA6132型花键铣床加工。
⑷工序50 以盘的顶部的台阶定位，钻绞6个14
Φmm的孔，由于半轴的长度较长，所以采用多轴立式钻床。
⑸工序100、工序110 磨削Φ39.5mm、Φ45mm和Φ52mm外圆表面，由于磨削的都是外圆表面，粗糙度为
R0.8，所以选用M1331外圆磨床。
a
4.2选择夹具
本零件由粗车、半精车、精车、钻孔和磨削等工序组成，由于零件的长度较长，所以在钻孔这个工序需要专用夹具，所以我们在设计过程中设计两套专用夹具，以满足加工过程中加工的要求，其他工序使用通用夹具。
4.3选择刀具
⑴在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀，选用YT类硬质合金，
粗加工选用YT5,半精加工选用YT15，精加工用YT30，为提高生产效率及经济性，可以选用可转位车刀（GB5313.1-85，GB5343.2-85）。
⑵ 钻14Φ的6个小孔，可以选择麻花钻加工。
4.4选用量具
本零件属于成批生产，一般采用通用量具。选择量具的方法有两种：第一，按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法极限误差选择。选择是按一种方法即可。
4.4.1选择各外圆加工面的量具
工序Ⅺ磨削Φ39.5mm 、Φ45mm 和Φ52mm 外圆表面时，现在按计量器具的不确定度选择该表面加工时所用量具：该尺寸公 差为T=0.039，按表5.1-1，计量器具不确定度允许值我们确定U=0.009mm 。根据表5.1-2，分度值 0.02 的游标卡尺，其不确定数值允许值不能选用。必须选择，故应选择分度值0.01 的外径百分尺（U=0.006）。从表5.2-9中选择测量范围为100~125 ，分度值为0.01 的外径百分尺。
4.4.2 选择加工孔用量具
孔加工量具我们将采用组合量具，在后面设计中具体介绍。
5 确定切削用量和基本时间
切削用量一般包括切削深度，进给量及切削速度三项，确定方法是先确定切削深度、进给量在确定切削速度。
5.1工序00铣削用量及基本时间的确定
5.1.1 选择刀具
根据表3.1，铣削深度p a ≤4mm ，端面刀直径为80mm ，mm a e 60=。但已知铣刀铣削深度为=p a 38mm ，故应根据铣削深度mm a p 40≤，mm d 800=。由于采用标准的镶齿圆柱铣刀，故齿数为6（表3.9）
5.1.2 选择切削用量
⑴ 选择每齿的进给量z f 根据XA6132型铣床说明书，其功率为7.5kW ，
中等刚度。
根据表3.3，选择 z
mm f z 20.0=
⑵ 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据表3.7， 铣刀刀齿后刀面最大的磨损量为0.6mm ，刀具寿命min 180=T 。
⑶ 选择实际切削速度
根据XA6132型铣床说明书选择min 5.37r n c =，min
60mm v fc =。 因此实际的切削速度和每转进给量为 1000
5
.378014.31000
0??=
=
c
c n
d v π=9.42min m
6
5.3760
?=
=
z
n v f c fc nc =0.27z m m
⑷由于铣削量比较小，功率满足要求 ，所以不进行验算。最后选择
min 5.37r
n c =，min 60mm v fc =。=c v 9.42min m ，r
mm f z 27.0=。
5.1.3 计算基本的工时 f
m v L
t =
式中，L=?++y l ，l=38,根据表3.25，入切量及超切量mm y 20=?+，则 L=38+20=58mm ，故 60
58
=
m t =0.97min 5.2工序10切削用量及基本时间的确定
5.2.1 切削用量
本工序为粗车。已知加工材料为40Cr ，b σ=700MPa ，锻件，机床为C620-1型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。
5.2.1.1 确定粗车025.054-Φ的切削用量 所选用的刀具是硬质合金可转位车刀，根据《切削用量简明手册》第一部分表*1.1，由于C620-1机床的中心高度是200mm （表*3.1），故选用刀杆尺寸B ×H=16mm ×25mm ，刀片厚度为4.5mm 。根
据表*3.1，选择车刀的几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角 γ= 12，后角
α= 6，主偏角ακ= 90，副偏角αk = 10，刃倾角s λ= 0，刀尖圆角半径
εγ=0.8mm 。
⑴ 确定切削深度p a 由于单边余量为0.5，可在一次走刀完成 p a =
2
54
55-=0.5mm ⑵ 确定进给量f 根据表*4.1，在粗车时，刀杆尺寸为16mm ×25mm ，p a ≦3mm 、工件直径为40～60时，
f =0.4～0.7r
m m
确定的进给量要满足机床进给机构的强度的要求，故需要进行校核： 根据表*30.1，C620-1机床机构的允许的进给力max F =3530。
根据表*21.1，当40Cr 的b σ=680～810Map ，p a ≦2mm ，f ≦0.53r m m ，切削速
度v =65min
m
（假设），进给力f F =905N 。
由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选择的
f =0.4r
m m ，可用。 ⑶ 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表*9.1，车刀后刀面的最大的磨损量取1mm ，可转位车刀耐用度T=30min 。
⑷ 确定切削速度v 切削速度v 可根据公式计算，也可以查表。现在用查表的方法确定切削速度。
根据表*10.1，当用YT15硬质合金车刀加工b σ=600～700MPa ，的钢材，
54.0,3≤≤f a m m p ，切削速度min 123m m v =。
切削速度的修正系数为0.1,81.0,15.1,65.0,8.0======kv Mv k Tv tv sv k k k k k k rv 故：
m i n 5.5915.181.065.08.0138m v =????= m i n 6.34455
14.35
.5910001000r D v n =??=Γ=
按1620-C
机床切削速度（表4.2-8），选择 m i n
380r n =
则实际的切削速度min
8.66m
v =。
⑸检验机床功率 由表
1.24*，当mm a HBS MPa p b 6.0,277~166,970~580≤==σ，
KW p mm m
v c
c 0.2,70== 故实际的切削的功率为：
)(23.110
68.661104106)(110489.094.08.664.05.027954
415.075.0KW v F P N F c C C C =??=?==?????=-
由《切削手册》表1.30中机床说明书可知，C620-1主电动机功率为7.8KW ，机床功率足够，可以正常加工。
5.1.1.2 确定粗车05.052±Φ的刀具加工外圆表面和025.054-Φ一样，加工皆可一次走刀完成，=f 0.4r
m m ，=p a 1mm
5.1.1.3 确定粗车025.046-Φ的切削用量
确定粗车025.046-Φ的刀具加工外圆表面和025.054-Φ一样
⑴ 确定切削深度p a 由于单边余量为0.5，可在一次走刀完成 p a =
2
4
.464.53-=3.5mm 分2次走刀，每次走刀为1.75mm 。
⑵ 确定进给量f 根据表*4.1，在粗车时，刀杆尺寸为16mm ×25mm ，p
a ≦3mm 、工件直径为40～60时，
f =0.4～0.7r
m m
由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选择的
f =0.4r
m m ，可用。
⑶ 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表*9.1，车刀后刀面的最大的磨损量取1mm ，可转位车刀耐用度T=30min 。
⑷ 确定切削速度v 切削速度v 可根据公式计算，也可以查表。现在用查表的方法确定切削速度。
根据表*10.1，当用YT15硬质合金车刀加工b σ=600～700MPa ，的钢材，
54.0,3≤≤f a m m p ，切削速度min 123m m v =。
切削速度的修正系数为0.1,81.0,15.1,65.0,8.0======kv Mv k Tv tv sv k k k k k k rv 故：
m i n
5.5915.181.065.08.0138m v =????=
m i n 35154
14.35.5910001000r D v n =??=Γ=
按1620-C 机床切削速度（表4.2-8），选择 m i n
380r n =
则实际的切削速度min
8.66m
v =。
⑸ 检验机床功率 当
mm
a HBS MPa p
b 6.0,277~166,970~580≤==σ，
KW p mm m
v c
c 0.2,70== 故实际的切削的功率为：
)
(23.11068.661104106)(110489.094.08.664.05.027954
415.075.0KW v F P N F c C C C =??=?==?????=-
由《切削手册》表1.30中机床说明书可知，C620-1主电动机功率为7.8KW ，机床功率足够，可以正常加工。
确定粗车外圆5.39Φ、5.96Φ和112Φ台阶面的切削用量 才用车外圆54Φ的刀具加工这些外圆表面和台阶面，车5.39Φ的2
4
.404.46-=
p a =3mm 。分2次走刀，每次走刀为1.5mm ，车5.96Φ台阶面采用横向进给，5.3=p a mm ，采用2次走刀，每次走刀为1.75mm ，车112Φ台阶面采用横向进给，,2mm a p = 采
用2次走到，每次走刀为1mm 。车外圆5.39Φmm 的r mm f 4.0=，车mm
5.96Φ台阶面r mm f 52.0=，车外圆mm 112Φ台阶面r
mm f 52.0=。
5.2.2 基本时间
5.2.2.1 确定54Φmm 的基本时间，根据表6-2.1，车外圆的基本时间： fn
l l l l i fn L
T J 3211+++=
=
式中 )3~2(,991+=
=γ
tgk a l mm l p
0,0,2,90321====l l mm l k γ 4.0=f s
r n 4.6= 1=i
则 s s T J 4.394
.64.02
991=?+=
5.2.2.2 确定4.53Φmm 的基本时间，根据表6-2.1，车外圆的基本时间： fn
l l l l i fn L
T J 3211+++=
=
式中 )3~2(,5.971+=
=γ
tgk a l mm l p
0,0,2,90321====l l mm l k γ 4.0=f s
r n 4.6= 1=i
则 s s T J 9.384
.64.02
4.971=?+=
5.2.2.3 确定5.46Φmm 的基本时间，根据表6-2.1，车外圆的基本时间： fn
l l l l i fn L
T J 3211+++=
=
式中 )3~2(,811+=
=γ
tgk a l mm l p
0,0,2,90321====l l mm l k γ 4.0=f s r n 4.6= 1=i
则 s s T J 4.324
.64.02
811=?+=
5.2.2.4 确定4.40Φmm 的基本时间，根据表6-2.1，车外圆的基本时间： fn
l l l l i fn L
T J 3211+++=
=
式中 )3~2(,351+=
=γ
tgk a l mm l p
0,0,2,90321====l l mm l k γ 4.0=f s
r n 4.6= 1=i
则 s s T J 4.144
.64.02
321=?+=
5.2.2.5 确定5.98Φmm 的台阶面基本时间，根据表6-2.1，车外圆的基本时间： i fn
L
T J =
1 32121
2l l l d d L +++-= 式中 mm d 166= mm d 5.981= 0,4,0321===l mm l l r mm f 52.0= s r n 4.6= 1=i 则 s s T J 7.224
.652.04
5.715=?+=
5.2.2.6 确定112Φmm 的台阶面基本时间，根据表6-2.1，车外圆的基本时间： i fn
L
T J =
1 32121
2l l l d d L +++-= 式中 mm d 166= mm d 1121= 0,4,0321===l mm l l r mm f 52.0= s r n 4.6= 1=i 则 s s T J 5.104
.652.04
315=?+=
5.3工序30切削用量及基本时间的确定
5.3.1 切削用量
本工序为半精加工（车轴的外表面）。已知条件与粗加工工序一样。 5.3.1.1 确定半精车004.052-Φmm 的切削用量
⑴ 确定切削深度p a 由于单边余量为0.5，可在一次走刀完成 p a =
2
4
.5253-=0.3mm ⑵ 确定进给量f 根据表*4.1，在粗车时，刀杆尺寸为16mm ×25mm ，p a ≦3mm 、工件直径为40～60时，
f =0.4～0.7r
m m
选择进给量为r
mm f 3.0=
由于半精加工切削力教小，故不需要校核机床进给强度
⑶ 选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表*9.1，车刀后刀面的最大的磨损量取0.4mm ，可转位车刀耐用度T=30min 。
⑷ 确定切削速度v 切削速度v 可根据公式计算，也可以查表。现在用查表的方法确定切削速度。
根据表*10.1，当用YT15硬质合金车刀加工b σ=630～700MPa ，的钢材，
38.0,4.1≤≤f a m m p ，切削速度min 156m m v =。
切削速度的修正系数为0.1,81.0,15.1,65.0,8.0======kv Mv k Tv tv sv k k k k k k rv 故：
m i n
3.14515.181.0156m v =??=
m i n 87253
14.33.14510001000r D v n =??=Γ=
按1620-C 机床切削速度（表4.2-8），选择 m i n 955r n = 则实际的切削速度min 42.2m v =。
半精加工，机械功率可以不进行校核。
天津大学1999硕士入学机械制造工艺学及夹具设计试题 科目代码：410 科目名称：机械制造工艺学及夹具设计 一、填空题(每空1分，共16分) 1、零件的加工精度包括______精度、__________精度和相互位置精度三方面内容。 2、机械加工表面质量将影响零件的耐磨性、耐蚀性、________强度和 ______质量。 3、安排在切削加工之前的______、______、调质等热处理工序，是为了改善工件的切削性能。 4、加工过程由，表面层若以冷塑性变形为主，则表面层产生______ 残余应力；若以热塑性变形为主，则表面层产生______残余应力。 5、机床床身上的平面，根据其精度和表面粗糙度要求的不同，可分别采用 ________加工、铣削加工和______加工方法。 6、建立装配尺寸链的关键是根据封闭坏查找有关的组成环，应根据尺寸链 ______原则，即一个零件以______个尺寸加入尺寸链。 7、保证装配精度的方法有______、________、互换装配法、选择装配法。 8、生产批量较大时，为了便于更换磨损的钻套，应使用______钻套。当对同孔需进行多工步加工时(如钻孔、铰孔)，应使用__________钻套。 二．判断题(正确的在括号内划“√”，错误在括号内划“×”，每小题1分，共10分) 1、误差复映是出于工艺系统受力变形所引起的。 ( ) 2、自激振动的“振型藕合”学说认为：切削过程中的颤振是两自出度的振动。 ( ) 3、单件小批生产中多采用工序分散原则。 ( ) 4、磨削加工中，由于金相组织相变而产生磨削烧伤。 ( ) 5、冷却液对磨削加工表面粗糙度值影响不大。 ( ) 6、准备时间和终结时间与产品的每批生产量关系不大. ( )
— 题目：轴承座加工工艺及夹具设计 — 班级：工程机械1102班 学号： 学生姓名： 完成日期： 、 目录 序言 (5) 一、零件加工工艺设计 (6)
1、零件的工艺性审查 (6) 2、基准选择原则 (7) 3、定位基准选择 (7) 4、< 5、拟定机械加工工艺路线 (8) 6、确定机械加工余量，工序尺寸以及公差 (8) 7、选择机床设备及工艺设备 (9) 8、确定切削用量 (9) 二、夹具设计 (12) 1、问题提出 (12) 2、家具设计 (13) 三、小节 (15) > 四、参考文献 (17) ^
一、零件加工工艺设计 （1）零件的工艺性审查： 1）{ 2）零件的结构特点 轴承座如附图1所示。该零件是起支撑轴的作用。零件的主要工作表面为Φ40的孔内表面。主要配合面是Φ22的轴孔。零件的形状比较简单，属于较简单的零件，结构简单。 3）主要技术要求： 零件图上主要技术要求：调质至HB230-250,锐边倒角，未注倒角°，表面作防锈处理。 4）加工表面及其要求： a)总宽：为18±。 b)轴孔：Φ22的孔径：Φ22+ 0mm，表面粗糙度， c)} d)Φ34的外圆：直径为Φ，表面粗糙度为，外圆与内孔的同轴度不超过.， 轴肩距为12mm。 e)左端面：外圆直径为Φ52，上下边面距离38mm。 f)螺纹孔：大径为4mm，轴心距离左轴肩3mm。 g)通孔：左端面均布Φ通孔，左右中心距36mm，上下中心距27mm。 h)退刀槽：距离右端面12mm，尺寸为Φ 5）零件的材料： 零件在整个机器当中起的作用一般，不是很重要。选用45#。 毛坯选择： * 1）确定毛坯的类型及制造方法 零件为批量生产，零件的轮廓尺寸不大，为粗加工后的产品。
摘要 零件的加工工艺编制，在机械加工中占有非常重要的地位，零件工艺编制得合不合理，这直接关系到零件最终能否达到质量要求；夹具的设计也是不可缺少的一部分，它关系到能否提高其加工效率的问题。因此这两者在机械加工行业中是至关重要的环节。 套筒零件的主要加工表面为孔和外圆表面。外圆表面加工根据精度要要求可选择车削和磨削。孔加工方法的选择比较复杂，需要考虑零件的结构特点、孔径大小、长径比、精度和粗糙度要求以及生产规模等各种因素。对于精度要求较高的孔往往还要采用几种不同的方法顺次进行加工。本次设计的油缸，为保证孔的精度和表面质量将先后经过粗镗、半精镗、精镗和滚压等四道工序加工。 在机床上对零件进行机械加工时，为保证工件加工精度，首先要保证工件在机床上占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件在正确位置上固定不动，这一任务就是由机床夹具完成。对于单件、小批量生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件的生产成本。但是由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时往往比较费时间，并且操作复杂，生产效率低，也难以保证加工精度，为此需设计专用夹具。 关键词：工艺设计、基准选择、切削用量、定位误差
A BSTRCT Is the components craft establishment, holds the very important status in the machine-finishing, the components craft establishes reasonable, whether do this direct relation components achieve the quality requirement finally; Jig's design is also an essential part, whether does it relate raises its processing efficiency the question. Therefore this both in the machine-finishing profession are the important links. Sleeve components main processing surface for hole and outer annulus surface. The outer annulus face work needs to request according to the precision to be possible to choose the turning and the grinding. The hole processing method's choice is quite complex, needs to consider the components the unique feature, the aperture size, the length to diameter ratio, the precision and roughness request as well as the scale of production and so on each kind of factor. Often must use several different methods regarding the accuracy requirement high hole to carry on the processing in order. This design's cylinder, will pass through half finished boring, the finished boring, the fine articulation and the trundle successively for the guarantee hole's precision and the surface quality and so on four working procedure processings When the engine bed carries on the machine-finishing to the components, is guaranteed that the work piece working accuracy, first needs to guarantee the work piece holds the correct position on the engine bed, then causes the work piece in the correct position through the clamp organization fixed motionless, this duty is completes by the engine bed jig. Regarding the single unit, the small batch production, should use the universal jig as far as possible, like this may reduce the work piece the production cost. But because the universal jig is suitable each kind of work piece the attire to clamp, therefore time clamp often compares spends the time, and operates complex, the production efficiency is low, also guarantees the working accuracy with difficulty, for this reason must design the unit clamp. Key word: Craft, datum, cutting specifications, localization datum, position error.
目录 一、生产纲领 (3) 二、确定毛坯 (3) （一）、毛坯种类和材料尺寸 (3) （二）、技术要求 (3) （三）、绘制毛坯简图 (3) 三、制定机械加工工艺路线 (4) （一）、选择定位基准 (4) （二）、选择各表面加工方法，确定加工路线 (5) 四、选择刀具 (7) 五、选择机床 (8) 六、确定各加工工序的加工余量，计算工序尺寸和公差 (8) 七、确定切削用量和基本时间 (14) (一)、工序05一端外圆的切削用量的确定 (14) （二）、工序10切削用量及基本时间的确定 (15) （三）、工序15切削用量及基本时间的确定 (17) （四）、工序25切削用量及基本时间的确定 (19) （五）、工序40切削用量及基本时间的确定 (21) （六）、工序45切削用量及基本时间的确定 (24) 八、夹具的设计 (26) （一）、问题的提出 (27) （二）、夹具设计 (27)
1、定位基准选择及定位方案 (27) 2、切削力、夹紧力综合平衡计算 (27) 结论 (29) 参考文献 (30) 致谢 (31)
WDS-100试验机夹具体工艺规程 一、生产纲领为大批量生产，年产30000件 二、确定毛坯 （一）、毛坯种类和材料尺寸： WDS-100试验机夹具体零件的材料为42CrMo是一种性能良好的钢材，其钢坯为锻坯（模锻）。毛坯尺寸为Φ162×78㎜，每块可生产一件产品。 （二）、技术要求： 1、调质处理270~290HB。 2、M39×3-7H螺纹与件2008旋合。 3、化学镀 4、未注倒角C0.5 ①第一条技术要求是希望用合金调质钢42CrMo制成的零件有较高的强度和良好的塑性及韧性。通常的处理方法为淬火和高温回火，可较好的满足性能要求。 ②第二条技术要求主要是保证零件的传动灵活而无轴向窜动。 ③第三条技术要求化学镀主要是为了提高零件表面的硬度，改善其表面耐磨性、耐腐蚀、抗高温氧化的力学性能和化学性能。 ④第四条技术要求是为了改善零件应力的集中分布和强度性能，同时美化外观，也起到劳动保护的作用。 （三）、绘制毛坯简图
附件3 新乡职业技术学院 毕业设计(论文)开题报告书 题目名称：连杆的机械加工工艺及夹具设计 学生姓名： 学号：1002010125 系部：机械制造系 专业年级： 2010级机械设计与制造1班 指导教师： 填写时间：2013年11月28日
新乡职业技术学院毕业设计（论文）开题报告 一、选题的根据：1）本选题的理论、实际意义 2）综述国内有关本选题的研究动态和自己的见解 （一）、毕业设计是一个总结性的教学环节，是全面系统地融会所学理论知识和专业见解，培养综合分析和处理问题的能力以及设计创新精神。本课题结合自身将来所要 设计、毛坯的选择、零件各表面加工方法及加工路线、零件加工路线的选择、设备、 设计要求在指导老师的指导下，独立系统的完成一项机械设计，解决与之有关的所 综合性强的显著特点。因此毕业设计对于培养我初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。 （二）、随着科学技术的发展，人类文明已经达到了空前的发展，机械化取代手工生产已经成为全球公认的趋势，社会的各行各业都离不开各种各样的机械设备，而所有的这些设备都是由机械制造工业提供的，在机械制造学科领域的知识体系中，以目前形势，是要从零部件的自主知识产权逐步向整体设计自主知识产权过渡。这应该是较齐全、具有较大规模的制造体系。基础工业部门80%以上的生产能力是由国内设备提供的；农业装备几乎全部由国内提供；部分重要产品的产量已跃居世界前列。但外国发达国家比较先进。投资大、自主知识产权的比重小、无核心技术是急需改变的局面。因此，提高连杆锻造成型精度及强度，节约设备投入，提高材料利用率，提高生产效率、增大自主创新是主要的发展方向。
课程设计与综合训练 说明书 杠杆（CA1340自动车床） 加工工艺及夹具设计 学院名称： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级：08机制2Z 姓 名：朱健 学 号：08321220 指导教师姓名： 范真 指导教师职称： 教授 2011年 12 月 JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
机械制造技术基础课程设计任务书 题目：杠杆（CA1340自动车床）加工工艺规程及夹具设计 内容：1.零件图 1张 2.毛坯图 1张 3.机械加工工艺过程卡片 1份 4.机械加工工序卡片 1套 5.夹具装配图 1张 6.夹具零件图 1张 7.课程设计说明书 1份
录目 第1章课程设计 (1) 1.1零件分析 (1) 1.1.1、零件的作用 (1) 1.1.2．零件的工艺分析 (2) 1.1.3、尺寸和粗糙度的要求 (2) 1.2毛坯的设计 (2) 1.2.1选择毛坯 (2) 1.2.2确定毛坯尺寸 (3) 1.3选择加工方法，拟定工艺路线……………………………… 31.3.1基面的选择 (3) 1.3.2、粗基准的选择 (3) 1.3.3、精基准的选择 (3) 1.3.4、零件表面加工方法的选择 (3) 1.3.5、制定机械加工工艺路线 (4) 1.4加工设备及刀具、夹具、量具的选择 (6) 1.4.1、根据不同的工序选择不同的机床 (6) 1.4.2、刀具选择 (7) 1.4.3、选择量具 (7) 1.5确定切削用量及基本时间…………………………………… 81.5.1、切削用量确定 (8) 1.5.2、基本时间的确定 (9) 1.6夹具设计 (18) 1.6.1、提出问题 (18)
期末考试试卷1 一、填空（每空1分共30分） 1.装配工艺过程由 _、 ______ 、____ 和____ 组成。 2.划分工序的主要依据是______ 是否改变和加工是否______ 。 3.在表面质量中，零件表面的几何特征由_____ 和_______ 组成。 4.对刀装置由_____ 和__ 组成，用来确定和目对位置。 5.零件在_、_______ 、_____ 等工艺过程中使用的基准统称工艺基准。 6.工时定额由___ 时间、_____ 时间、______ 时间、____ 和 ____ 时间，以及时间组成 7.零件磨损一般分为磨损、磨损、—损三个阶段。 8.铣刀旋转方向与工件进给方向相同，称_______________ 方式。 9.主要支承用来限制工件的______ 。辅助支承用来提高工件的______ 和______ ， 不起______ 作用。 10.车加工细长轴时，常用 _____ 和_______ 来增强刚性，提高加工精度。 二、解释下列术语（每题3分共15分） 1.加工精度: 2.机械加工工艺系统3过定位4加工硬化:5.定位基准： 三、问答题（每题7分共42分） 1.简述编制工艺规程的原则是什么？ 2.指出下图所示零件若要满足图示加工要求，工件需限制那几个自由度？ 3.写出小批生产如图所示螺栓零件的机械加工工艺过程（包括工序、安装、工步）工件的毛坯为圆棒料。 4.设计基准与工艺基准的区别是什么？ 5.简述零件结构的工艺性应包括哪些内容？ 6.不完全定位和欠定位的区别是什么？它们在加工是是否都允许？ 四、计算题（13分） 下图（a）为轴套零件图，图（b）为两种定位方案的工序简图。钻孔时为保证尺寸10-0.1，试
毕业设计论文 论文题目：潍坊LW-7连杆零件加工工艺规程及专用夹具设计 系部 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师 20**年5月08日
毕业设计选题、审题表 系选 题 教 师姓名 专业专业技术 职务 高级中级 申报课题名称潍坊LW-7连杆零件加工工艺规程及专用夹具设计 课题类别设计论文其它 课题来源 生产实践科研实验室建设自拟√√ 课题简介 通过本毕业设计使学生熟悉连杆零件的机械加工工艺及夹具的设计，重点是工序的划分和定位基准的选择以及夹具的夹紧力计算和误差分析。培养学生查阅科技方面资料、使用各种标准手册以及自学和独立工作的能力，掌握制定机械加工工艺规程以及在实际设计中使用的手册、图册等工具书的方法，提高综合应用所学的专业理论知识分析和解决实际工艺问题的能力，并锻炼学生理论联系实际，综合运用知识的能力。 设计要求（包括应具备的条件） 说明书内容包括：零件工艺分析以及确定各表面加工方案；确定定位基准以及拟订工艺路线；计算切削用量、加工余量以及工时定额；专用夹具设计中定位基准选择、切削力及夹紧力的计算以及误差分析。 技术要求：连杆毛坯制造方法为铸造生产，加工工序严格按照工艺规程进行加工，满足各加工表面的精度要求，并满足其使用要求。 课题预计工作量大小大适中小课题预计 难易程度 难一般易是否是新 拟课题 是否√√√ 所在专业审定意见： 负责人（签名）：年月日
毕业设计（论文）任务书 1．本毕业设计（论文）课题来源及应达到的目的： 在这次设计中主要设计了连杆的工艺规程、每道工序的工装选择、粗铣连杆两端面和钻扩铰小头孔夹具,通过设计既让我们复习了所学知识，又让我们对工艺规程有了更深入的了解，更重要的事培养了我们查阅资料、综合分析、比较优化、逻辑思维团结协作等能力。 2．本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 一、原始数据： 1.该零件图样一张； 2.生产纲领为10000件/年； 二、设计任务： 1.零件工艺分析以及确定各表面加工方案； 2.确定定位基准以及拟订工艺路线； 3.计算切削用量、加工余量以及工时定额； 4.专用夹具设计中定位基准选择、切削力及夹紧力的计算以及误差分析 三．工作要求： 1.毕业设计说明书一份（不少于25页） 2.零件——毛坯合图 3.夹具装配图 4.夹具体零件图 所在专业审查意见： 负责人： 年月日系部意见： 系领导： 年月日
目录 第一章概述 1.1工艺和夹具设计的特点及意义 1.2国内外研究现状与发展方向 1.3课题研究 第二章汽车连杆加工工艺 2.1任务分析 2.2连杆的结构特点 2.3连杆的主要技术要求 2.4连杆的材料和毛坯 2.5连杆的机械加工工艺过程 2.6连杆的机械加工工艺过程分析 2.7连杆加工工艺设计应考虑的问题 2.8切削用量的选择原则 2.9确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差2.10连杆的检验 第三章夹具设计 3.1铣剖分面夹具设计 3.2扩大头孔夹具 第四章汽车连杆工装夹具总体设计 4.1 连杆专用夹具设计的思路 4.2 夹具的设计 第五章总结 第六章参考文献
第一章概述 1.1工艺和夹具设计的特点及意义 1.2国内外研究现状与发展方向 1.3课题研究 1.1机床专用夹具的分类与组成 1.1.1机床夹具的分类 机床夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和夹紧的装置，它的种类繁多，为了设计、制造和管理的方便，可以从不同的角度对机床的夹具进行分类。 按夹具的使用特点分类，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和随行夹具等五大类： （1）通用夹具 通用夹具是指结构、尺寸已规格化，且具有一定通用性的夹具，如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、中心架、电磁吸盘等。其特点是适用性强、不需调整或稍加调整即可装夹一定形状范围内的各种工件。这类夹具已商品化，且成为机床附件。采用这类夹具可缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而降低生产成本。其缺点是夹具的加工精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故适用于单件小批量生产中。 （2）专用夹具 专用夹具是针对某一工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。其特点是针对性极强，没有通用性。在产品相对稳定、批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具的设计制造周期较长，随着现代多品种及中、小批生产的发展，专用夹具在适应性和经济性等方面已产生许多问题。 （3）可调夹具 可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。它一般又分为通用可调夹具和成组夹具两种。通用可调夹具的通用范围大，适用性广，加工对象不太固定。成组夹具是专门为成组工艺中某组零件设计的，调整范围仅限于本组内的工件。可调夹具在多品种、小批量生产中得到广泛应用。 （4）组合夹具
机械制造工艺与夹具设计总复习题答案（204道） 一、填空题（根据所学知识在题干后的空格中填上适当的内容，不填、错填均无分。每空1分，共20分） 1、机床夹具的基本组成是_定位元件_、_夹紧装置和_基础件。 2、夹紧机构的组成_力源_、__中间传力_ 、_夹紧元件__。 3、常用基本夹紧机构_斜楔、_螺旋_、_偏心、铰链_四类。 4、回转分度装置由固定、转动、分度对、抬起、润滑五部分组成。 5、机床夹具的主要功能是定位、和__夹紧。 6、钻套的类型有固定、可换、快换、特殊四类。 7．切削加工中工件上的三个变化的表面分别是已加工表面、待加工表面和过渡表面。 8．目前金属切削加工中，最常用的两种刀具材料是：高速钢和硬质合金。9．从机械加工工艺规程的工序卡上可以反映出工件的定位、夹紧及加工表面。10．基准一般分为设计基准和工艺基准两大类 11．对于所有表面都需要加工的工件，应选择加工余量最小的表面作为粗基准。12．工件装夹的三种主要方法是直接找正装夹、划线找正装夹和夹具装夹。13．工件以五个点定位时，不管怎样布局，都不会形成完全定位。 14．切削层三参数指的是切削厚度、切削宽度和切削面积。 15．高速钢按用途可以分为通用型高速钢和高性能型高速钢两种。。 16．粗加工一般选用以冷却性为主的切削液，精加工一般选用以润滑性为主的切削液。17．外圆表面加工中应用最为广泛的一条加工路线: 粗车—半精车—精车 , 孔的加工中应用最为广泛的一条加工路线: 钻—扩—铰—手铰。 18．机械加工工艺过程由若干个工序组成，机械加工中的每一个工序又可依次细分为安装、工位、工步、走刀。 19.机械加工时，工件、机床、夹具、刀具构成了一个完整的系统，称之为工艺系统。 20．为了改善切削性能而进行的热处理，应安排在切削加工之前，为了消除内应力而进行的热处理最好安排在粗加工之后。 21．零件的加工质量包括机械加工精度和加工表面质量，而零件的机械加工精度又包含3方面的内容:尺寸精度、形状精度和位置精度。
《机械制造工艺与夹具》复习思考题 一、填空题 1．加工余量确定方法有_____________、___________和分析计算法。 2．滚刀相当于一个齿数很_______________螺旋角很____________的螺旋齿轮。 3．插齿时，为了逐步切出全齿深，插齿刀应有_____________进给运动。 4．内应力的特点是它绐终年于相互_____________的状态。 5．夹具的动力夹紧装置是由____________、中间递力机构和____________所组成。 6．丝杠刚性很差，车削加工时常要采用_____________作辅助支承，防止工件因切削力引起弯曲变形。 7．几个定位元件重复限制同一个自由度的定位，是______________。 8．多点联动夹紧是一种____________夹紧，在夹紧机构中必须有____________元件。 9．刀具磨损过程可分为____________磨损、____________磨损和迅速磨损三个阶段。 10.车削加工时，切削热大部分传到_____________中，小部分传到工件及_________中。 11．齿形加工按其加工原理可分为成形法和________________。 12．定位误差由两部分组成，即基准位移误差和_______________误差。 13．工步是指使用同一把刀具对_________________表面所_______________完成的那部分工序内容。 14．试切法多用于单件小批生产，而调整法多用于_____________和_____________生产。 15．磨削加工时工件表层裂纹是由于有_____________作用的结果。 16．从生产规模来考虑，机械加工自动线主要用于__________________生产。 17．V形块定位元件适用于工件以____________________面定位。 18．磨削时__________________是造成烧伤、裂纹的根源。 19．螺纹时，车床传动链误差将影响加工螺纹的________________误差。 20．顺序加工一批工件时，其大小和方向均保持不变的误差称为_______________系统误差。 21．生产规模来考虑，机械加工自动线主要用于__________________生产。 22．V形块定位元件适用于工件以____________________面定位。 23．磨削时__________________是造成烧伤、裂纹的根源。 24．车螺纹时，车床传动链误差将影响加工螺纹的________________误差。 25．顺序加工一批工件时，其大小和方向均保持不变的误差称为_______________系统误差，其大小和方向按一定规律变化的误差称为__________________系统误差。 26．成形法铣齿轮形所需基本运动是：主运动、进给运动和____________________。 27．确定零件某一表面加工余量时，毛坯的_________________余量是_______________ 余量之和。 28．机械加工工艺过程是指以机械加工的方法按一定的顺序逐步改变毛坯____________、 _________________和表面质量，直至成为合格零件的那部分生产过程。 29．表面质量对零件_______________、耐疲劳性、配合性质、耐腐蚀性的影响很大。 30．套类零件采用心轴定位时，长心轴限制了________________个自由度；短心轴限制了________________个自由度。 31．钻套按基结构型式可分为_______________钻套、_______________钻套、快换钻套和非标准钻套四种。 32．内应力的特点是它始终处于相互________________的状态。 二、判断题 1．在一道工序中只能有一次安装。（） 2．加工高精度表面时所用的定位基准称为精基准。（）
扁叉制造工艺与夹具设 计 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
xxxxxx 大学 毕业论文（设计） 论文题目扁叉制造工艺与夹具设计 姓名 ___xxxxx ______ 学号 ___xxxxxx __ 院系 __xxxxxxx______ 专业 xxxxxx 指导教师 xxxx 职称 xxxxx 中国·合肥 二零一五年五月 毕业论文成绩评定表 1．评语：毕业论文（设计）答辩委员会于年月日审查了该生毕业论文（设计），并参考指导教师和评阅人的意见，认为： 2．成绩为： 3．其他建议： 毕业论文（设计）答辩领导小组组长（签字） 年月日 目录 1引言 (4) 课程意义 (4) 主要工作 (4) 2零件分析 (6) 零件的作用 (6) 零件的结构要求 (6) 零件的工艺分析 (6) 3确定毛坯的尺寸公差及加工余量 (7)
确定毛培 (7) 确定毛坯件的尺寸公差、机械加工余量 (9) 绘制扁叉毛坯简图 (11) 4工艺规程设计 (11) 定位基准的选择 (11) 拟订工艺路线 (12) 5切削用量的计算和基本时间的确定 (13) 工序1切削用量和工时的确定 (13) 工序2切削用量和工时的确定 (14) 工序3切削用量和工时的确定 (16) 工序4切削用量和工时的确定 (17) 6专用夹具设计 (18) 铣凸台铣床夹具 (18) 铣圆柱四侧面夹具 (21) 钻φ10孔夹具 (25) 结论 (27) 致谢 (27) 参考文献 (28) 附件
扁叉制造工艺与夹具设计 作者：xxxx 指导老师：xxxx （xxxx大学工学院 11级机械设计制造及其自动化合肥230036） 下载须知： 摘要：在这样一个快速发展的社会中，人们对生产加工的效率问题愈加重视，对零部件的加工精度，要求也愈来愈高，但保持加工效率高的同时，也需要保证加工的精度，因而在加工过程之中，对相关夹具的要求也愈来愈高。在生产的过程里，夹具体有这些作用：保证稳定可靠的完成各项加工精度要求；缩短加工所需的工时，提高劳动的生产效率；降低所需要的生产成本；减轻操作所需的劳动强度；可尽量以较低的技术等级进行加工；扩大机床的工艺范围等。所以在设计夹具过程中，我们应该尽可能的优化夹具体结构，并且对于夹具的定位和夹紧要进行严格的要求，不能出现过定位和欠定位等情况，夹紧时加紧力的大小也应该进行严格要求。因此根据这些要求，来设计调速杠杆的夹具时要定位合理，加紧力合理且结构尽可能优化。 关键词：定位夹紧时间结构 1 引言 课题意义 机械制造业就是制造有一定形状位置和尺寸的零件产品。机械制造业所生产的产品不仅可以供人们使用，而且可以为其他产业提供所需的零件装备。制造业的发展同时也是国民经济发展水平的一个体现，是一个国家或地区的重要经济支柱。而在制造业中所必须的工具就是弓箭的夹具，夹具是现代工件加工过程中必不可少的一部分，随着制造业的发展夹具的作用也越来越重要，应用也越来越广泛。也正应为夹具的重要性，使得生产上对零件夹具的定位、夹紧及整体结构越来越重视。 主要工作 本篇论文的主要工作涉及到结构设计的问题，其主要是根据零件图对扁叉的加工工艺过程进行严格规划，制定工艺过程卡和相应的工序卡片。然后根据零件的形状和大小，对其进行分析选择合理的定位方案，不能存在欠定位和过定位定位方案确定以后选择合理的夹紧方案，然后再根据设计方案画出夹具体进行三维建模。 图1扁叉零件图 图2零件的三维构造草图
机械制造工艺与夹具 一、填空 1．工件为满足使用要求就必须具有一定的精度。各种零件精度分为___________、______________和______________三类。 2．在加工工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。工艺基准又可进一步分为：________________、_______________、测量基准和装配基准。 3．尺寸链就是在零件加工或机器装配过程中，由互相联系且按一定顺序排列的一个封闭尺寸组。机械加工工艺过程中形成的尺寸链叫__________________；机械装配工艺过程中形成的尺寸链叫___________________。 4．定位误差产生的原因是____________________________________不重合，工件制造误差和____________________________________等。 5．铣床夹具除了具有定位元件、夹紧机构和夹具体外，和其他机床夹具不同的是还具有______________和______________。 6．连杆加工工艺过程大部分工序都采用统一的定位基准：_________________、__________________及_____________________。 7．成形磨削是目前模具制造中采用的最普遍的一种磨削成形零件加工方法。主要有________________磨削法和______________磨削法。 8．装配精度是指产品装配后实际达到的精度。主要内容包括零部件之间的________________________、_______________、________________________和_____________________________等。 9．加工后零件的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度叫________________。满足零件使用性能，在零件图样标注的尺寸、形状和相互位置允许误差范围称为_____________。 10．采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差被称为____ 二、解释下列术语 1．表面质量
本设计所需图纸请联系QQ380752645 加Q时请说明是一柱香推荐 机械制造技术基础课程设计说明书 设计者：06405100319 指导教师：机设064 2009年12月10日
. 目录 机械制造工艺及夹具课程设计任务书 (3) 序言 (4) 零件的分析 (4) 零件的作用 (5) 零件的工艺分析 (5) 工艺规程设计 (6) 确定毛坯的制造形式 (6) 基准面的选择 (6) 制定工艺路线 (6) 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (7) 确定切削用量及基本工时 (8) 夹具设计 (9) 问题提出 (9) 夹具设计 (9) 参考文献 (11)
课程设计任务书 2009—2010学年第一学期 机械工程学院（系、部）机械设计制造及自动化专业机设063 班级 课程名称：《机械制造装备设计》 设计题目：金属切削机床夹具设计 起止日期：自2010 年 1 月 3 日至2010 年 1 月9 日共 1 周 内容及任务一、设计任务: 底板座架零件,如图所示,进行夹具设计,生产批量为中等批量生产。 二、要求： 1、加工图中标注为“III”的部位，应保证相关的技术和精度要求； 2、加工机床根据需要自己选择 3、如图形不够清晰，请查阅《机械制造装备设计课程设计》（陈立德编，高等教育出版社， ISBN978-7-04-022625-6） 三、设计工作量
1、设计计算说明书一份, 非标准零件图1-2张，专用夹具装配总图1张，夹具爆炸图1张 （3D图）；图纸工作量应大于一张A0图； 2、设计说明书及图纸必须为计算机输出稿； 3、上交作业应包括电子稿以及打印稿，设计说明书文件格式为word2003版本，平面图纸 文件格式为autocad2007或以下版本文件格式，3D图为step文件格式（图纸要求包括原始零件模型数据）。 *3D图可根据学生个体情况选择。 进度安排（仅供参考）起止日期工作内容 2010.1.3 1、设计准备工作：熟悉设计任务书，明确设计的内容 与要求；2、熟悉设计指导书、有关资料、图纸等 3、结构方案分析； 2010.1.4 机构（夹具）草图设计； 2010.1.5 机构（夹具）分析计算； 2010.1.6 装配图绘制； 2010.1.7 夹具零件图绘制； 2010.1.8 编写设计计算说明书； 2010.1.9-16 答辩 主要参考资料1.《机械制造装备设计》冯辛安等著机械工业出版社 2.《机械制造装备设计课程设计》陈立德编高等教育出版社 3.《机械制造装备设计》陈立德编高等教育出版社 4.《金属切削机床夹具设计手册》浦林详等编机械工业出版社 5.《金属切削机床设计》戴曙著机械工业出版社 指导教师（签字）：2009 年12月02日 系（教研室）主任（签字）：年月日
摘要 论述了航空发动机上活门壳体的机械加工工艺规程的制定过程，及一套夹具的设计过程。本文参考了大量的与机床夹具相关的文献，并分析了国内外机床夹具的发展研究现状。论文对零件进行了工艺性分析，确定了毛坯的制造形势及技术要求，为工艺路线的编制奠定了基础，最终确定了零件加工的工艺路线方案。通过六点定位原理设计了一套铣床夹具。以SolidWorks软件为三维可视化设计平台，完成了对零件可视化设计的三维实体建模。 关键词：壳体；工艺规程；夹具；三维设计
Abstract Discusses on the aircraft engine the valve casing machining process planning formulation process, and a fixture of the design process.In this paper, a lot of reference and machine tool fixture in relevant literature, and has analyzed the domestic and foreign research status the development of machine tool fixture.Study on the parts of the process analysis, to determine the blank of manufacturing situation and technical requirements, process route for the preparation of laid the foundation, and ultimately determine the machining process route plan.By six point locating principle to design a set of milling fixture.Taking SolidWorks software for 3D visual design platform, completed the parts design visualization of 3D entity modeling. Key words: shell; procedure; fixture; three dimensional design
连杆加工工艺及夹具设计
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摘要 连杆是柴油机的主要传动件之一，本文主要论述了连杆的加工工艺及其夹具设计。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，容易产生变形,因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。 关键词:连杆变形加工工艺夹具设计
第一章概述 1.1工艺和夹具设计的特点及意义 1.2国内外研究现状与发展方向 1.3课题研究 1.1机床专用夹具的分类与组成 1.１.1机床夹具的分类 机床夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和夹紧的装置,它的种类繁多,为了设计、制造和管理的方便,可以从不同的角度对机床的夹具进行分类。 按夹具的使用特点分类,机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和随行夹具等五大类:
（1)通用夹具 通用夹具是指结构、尺寸已规格化,且具有一定通用性的夹具,如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、中心架、电磁吸盘等。其特点是适用性强、不需调整或稍加调整即可装夹一定形状范围内的各种工件。这类夹具已商品化，且成为机床附件。采用这类夹具可缩短生产准备周期，减少夹具品种,从而降低生产成本。其缺点是夹具的加工精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故适用于单件小批量生产中。 (2）专用夹具 专用夹具是针对某一工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。其特点是针对性极强,没有通用性。在产品相对稳定、批量较大的生产中,常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具的设计制造周期较长，随着现代多品种及中、小批生产的发展，专用夹具在适应性和经济性等方面已产生许多问题。 (３)可调夹具 可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。它一般又分为通用可调夹具和成组夹具两种。通用可调夹具的通用范围大,适用性广，加工对象不太固定。成组夹具是专门为成组工艺中某组零件设计的,调整范围仅限于本组内的工件。可调夹具在多品种、小批量生产中得到广泛应用。 （4)组合夹具 组合夹具是一种模块化的夹具，并已商品化。标准的模块元件具有较高精度和耐磨性,可组装成各种夹具，夹具用毕即可拆卸,留待组装新的夹具。由于使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件能重复多次使用，并具有可减少专用夹具数量等优点；因此组合夹具在单件、中小批多品种生产和数控加工中，是一种较经济的夹具。 (5）随行夹具 随行夹具在使用中夹具随着工件一起运动，并将工件沿着自动线从一个工位移至下一个工位进行加工。 机床夹具亦可按使用机床分类、或按夹紧动力源分类等。 1.１.2机床夹具的组成 机床夹具虽然种类繁多,形状千差万别,其作用主要是保证加工精度，提高生产率,扩大机床工艺范围,减轻工人劳动强度。但它们的工作原理基本相同。如果将各种夹具中作用相同的元件或机构加以概括，夹具一般是由以下几部分组成, 如图1.２所示:
一·零件的工艺分析及生产类型的确定 (一)零件的作用三维网技术论坛& P( U２］９ C' f＄ t' J0 w5 k' \?题目所给定的零件为CＡ6１4０车床输出轴,其主要作用，一是传递转矩，使车床主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷;三是支撑传动零部件。https://www.doczj.com/doc/3e1162003.html,) Ｋ１ c! V２ H７s. {% k, Ｅ?（二)零件的材料及其力学性能三维网技术论坛% ｐ／ F s, Ｄ: `０ｎ$ K4 ｙ?零件的材料为４5钢,是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。其价格较便宜，经过调质或正火后可得到较好的切削性能,而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，局部淬火后再回火，表面硬度可达5２HRC-45HRC.? 1零件的工艺分析 结构比较简单，其主要加工的面有φ55、φ６0、φ6５、φ75、φ176的外圆柱面,φ５0、φ8０、φ1０4的内圆柱表面，1０个φ2０的通孔,图中所给的尺寸精度高，大部分是IＴ6级; 粗糙度方面表现在键槽两侧面、φ80内圆柱表面为Ra3.2um,大端端面为Ra ３.2um,其余为Ra１2.5uｍ，要求不高； 位置要求较严格表现在φ55的左端面、φ80内孔圆柱面对φ７5、φ６0外圆轴线的跳动量为０.０4ｍｍ, φ20孔的轴线对φ80内孔轴线的位置度为φ０.05mｍ,键槽对φ55外圆轴线的对称度为．０.08mm;
热处理方面需要调质处理,到20０HBS，保持均匀。通过分析该零件,其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰,尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。 2轴类零件的装夹 轴类零件的加工通常采用三爪卡盘,三爪卡盘能自动定心，装卸工件快。但是由于夹具的制造和装夹误差,其定心精度约为０.05—０.10ｍｍ左右。由于零件较长,常采用一夹一顶的装夹法，即工件定的一端用车床主轴上的卡盘夹紧，另一端用尾座顶尖支撑,这样就克服了刚性差不能承受重切削的缺点，为进一步提高加工精度，可采用中心架作中间辅助支撑,适用于半精加工和精加工。 ?二、夹具设计 2.3 钻底孔夹具设计 ２.3．1 研究原始质料 加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔的位置公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 二、工装夹具设计方案的确定 1、基准面的选择（夹具体方式的确定) 夹具体是夹具的基本件，它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体，而且还要考虑工件装卸的方便。因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。在设计夹具体时应满足以下基本要求。?①、具有足够的强度和刚度。②、结构简单、轻便，在保证强度和刚度前提下结构尽可能简单紧凑,体积小、质量轻和便于工件装卸。③、安装稳定牢靠。④、结构的工艺性好,便于制造、装配和检验⑤、尺寸要稳定且具有一定精度。⑥、清理方便。夹具体毛坯制造方法的选择综合考虑结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等,选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体；夹具体的外形尺寸在绘制夹具总图时,根据工件、定位元件、夹紧装置及其辅助机构在总体上的配置,夹具体的外形尺寸便已大体确定。然后进行造型设计,再根据强度和刚度要求选择断面的结构形状和壁厚尺寸。夹具体的壁厚３０mm,长度16１mｍ，宽度320ｍm;根据设计要求,夹具体上设计有螺孔、销孔,并且要求定位定位器和夹紧器的销孔在装配时配作。 ２、定位方式及元器件选择?定位器的作用是要使工件在夹具中具有准确和确定不便的位置，在保证加工要求的情况下，限制足够的自由度。工件的定位原理: 自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿OX,OY，OZ三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置,则必须限制六个自由度。工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但仍然能保证加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生产中，为了调整和控制不可避免产生的焊接应力和变形,有些自由度是不必要限制的,故可采用不完全定位的方法。在焊接夹具设计中，按加工要求应限制的自由度而没有被限制的欠定位是不允许的；而选用两个或更多的支撑点限制一个自由度的方法称为过定位,过定位容易位置变动,夹紧时造成工件或定位元件的变形,影响工件的定位精度,过定位也属于不合理设计?①、以工件的平面为基准进行定位时，常采用挡铁、支撑钉进行定位。以工件的已加工的面为定位基准,限定了绕X、Y轴的转动两个自由度。?②工件以圆柱外表面为基准进行定位时常采用V形铁定位器。以两端的小圆柱外表面,