1、1由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系 153893706 PKZ160 列车轴支承座加工工艺及夹具设计摘 要：夹具在工艺设备中占有十分重要的地位，它对保证工件的加工精度、提高生产效率、降低生产成本、扩大机床使用范围等方面具有重要作用。因此，夹具设计是机械加工中一项重要的工艺装备设计工作。本次设计是根据某车辆制造企业实际的生产需要而提出，主要是设计列车轴支撑座钻侧面和镗侧面孔的夹具，采用了气动夹具结构，保证了工件的加工质量，改善劳动条件，提高生产效率，从而提高经济效益。关键词：镗床；夹具；工艺；The Desigen of Automotive for PKZ16
2、0 of The Bomsster Thechnology Fabrication and Fixture Abstract:Fixture has so many advantages in production that it takes a very important part in the manufacturing， for example, decreasing the production time, reducing the work difficult, improving product quality as the precision is assured , and
3、so on,Which have a great benefit to the production efficiency and cost down.So jig design is very important in the machining. The design in this article is 2based on actual requirements of a vehicle manufacturer. Its mainly about automotive for PKZ160 acle box processing thechnology of bore.The purp
4、ose for the design is to ensure the process quality, improve working conditions and production efficiency, and to achieve improving economic returns at last.Key words:Boring machine;Automotive;Technology;1 前言 本设计是根据某车辆制造企业实际的生产需要而提出，主要是设计列车轴支撑座侧面孔夹具，由于采用了气动夹具结构，使得产品的加工精度得到提高，保证了工件的加工质量，改善劳动条件，提高生产效率
5、和降低成本，从而提高经济效益。1.1 夹具的特点在机床上加工工件时,我们可以看到两种不同的情况:一种是用划针或指示表等量具,按工件的某一表面,或者按工件表面上所划的线进行找正,使工件在机床上处于所需要的正确位置,然后夹紧工件进行加工;另一种是把工件安装在夹具上进行加工。为了在工件的某一部位上加工出符合规定技术要求的表面,一般都按工件的结构形状,加工方法和生产批量的不同,采用各种不同的装置将工件准确,方便而可靠地安装在机床上,然后进行加工.这种用来安装的工件以确定工件与切削刀具的相对位置并将工件夹紧的装置称为“机床夹具” 。在实际的生产中,例如活塞,连杆的生产线上,几乎每道工序中都采用了夹具。十
6、分明显,如果不采用夹具,不但工件的加工精度难以保证,而且加工生产效率也会大大降低,有时甚至会造成无法加工的情况。除了机床加工时需要使用夹具外,有时在检验,装配等的工序中也要用到夹具,因之在这种场合中用到的夹具可分别称为“检验夹具”和“装配夹具” 。 机床夹具通常是指装夹工件用的装置:至于装夹各种刀具用的装置,则一般称为“辅助工具” 。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围,一般可分为通用夹具,专用夹具和可调整式夹具等。通用夹具是在普通机床上一般都附有通用夹具,如车床上的卡盘,铣床上的回转工作台,分度头,顶尖座等。它们都已标准化了,具有一定的通用性,可以用来安装一定形
7、状尺寸范围内的各种工件而不需要进行特殊的调整。但是,在实际生产中,通用夹具常常不能够满足各种零件加工的需要;或者因为效率低而必须把通用夹具进行适当的改进;或者由于工件的形状,加工的要求等的不同须专门设计制造一种专用夹具,以解决3实际生产的需要。专用夹具是为了适应某一工件的某一工序加工的要求而专门设计制造的,其功用主要有下列几个方面:1.保证工件被加工表面的位置精度,例如与其他表面间的距离精度,平行度,同轴度等。对于外行比较复杂,位置精度要求比较高的工件,使用通用夹具进行加工往往难以达到精度要求。2.缩短了工序时间,从而提高了劳动生产率。进行某一工序所需要的时间,其中主要包括加工工件所需要的机动
8、时间和装卸工件等所需要的辅助时间两部分。采用专用夹具后,安装工件和转换工位的工作都可以大为简化,不再需要画线和找正,缩短了工序的辅助时间并且节省了画线这个工序,从而提高了劳动生产率.在生产中由于采用了多工件平行加工的夹具,使同时加工的几个工件的机动时间将与加工一个工件的机动时间相同。采用回转式多工位连续加工夹具,可以在进行切削加工某个工件的同时,进行其它工件的装卸工作,从而使辅助时间与机动时间相重合。总之,随着专用夹具的采用和进一步改善,可以有效地缩短工序时间,满足生产不断发展的需要。3.采用专用夹具还能扩大机床的工艺范围。例如在普通车床上附加镗模夹具后,便可以代替镗床工作;装上专用夹具后可以
9、车削成型表面等,以充分发挥通用机床的作用。4.减轻劳动强度,保障安全生产。根据生产需要,采用一些气动,液压或其它机械化,自动化程度较高的专用夹具,对于减轻工人的劳动强度,保障生产安全和产品的稳质高产都有很大作用。加工大型工件时,例如加工车床床身上,下两面上的螺孔,需要把床身工件翻转几次进行加工,劳动强度大而且不安全。采用电动回转式钻床家具后,就能够达到提高生产效率,减轻劳动强度,保障生产安全的目的。专用夹具在生产上起着很大的作用,那么是不是在任何场合都要设计和采用呢？这个问题就是具体问题具体分析。上面说的关于专用夹具在生产中的作用,只是事物的一个方面。另一方面,由于夹具的设计,制造和所用的材料
10、等须消耗一定的费用,增加了产品的成本。因之,在什么情况下采用什么样的夹具才是经济合算的,这是一个大问题,特别对于重大的,设计制造工作量大的专用夹具需与工人师傅等三结合共同研究解决。事物总是一分为二的,专用夹具也存在缺点,即专用夹具的专用性和产品多样性的矛盾。由于专用夹具只适用于一个工件加工的某一个工序,因而随着产品品种的不断增多,夹具数量也不断上升,造成存放和管理上的困难;而当某产品不再进行生产时,原来的夹具一般都无法重新利用,造成浪费。同时,专用夹具的设计生产时间周期长,与生产的迅速发展也有矛盾。但是在当前成批生产的机械工厂中,多数还是采用通用机床加上专用夹具进行工件的机械加工。可调整夹具是
11、为了扩大夹具的使用范围,弥补专用夹具只适用与一个工件的某一4特定工序的缺点,正在逐步推广使用可调整式的夹具。可调整式夹具一般可分为标准化夹具,成组夹具和组合夹具等。1.标准化夹具:标准化夹具就是利用本厂已规格化了的部分或全部标准零件装配成的专用夹具。专用夹具中的大件,如夹具体,以及定位元件,夹紧件和机械夹紧用的气缸部件等,经过标准化,尺寸规格化后有利于工厂成批准备配件,成批加工,这样可使夹具的设计,制造工作加快,节省费用。另外,当产品更改,夹具不再使用时可以拆开,把标准零件保存起来,备以后使用。2.成组夹具:多品种,小批量生产的机械加工车间中,往往可以采用成组加工法。采用成组加工法,是把多种产
12、品的零件按加工所用的机床和刀具,夹具等工艺装备的共性分组,同一组的零件能在同一台机床上用共同的工艺装备和调整方法进行加工。例如分成轴类,套类,盘类,齿轮,杠杆,支架类等各种零件。成组夹具就是根据一组安装方法相类似的零件而设计的,只要稍作调整或更换夹具上的某些定位,夹紧件,就可以从加工某一工件转为加工另一工件。3.组合夹具:组合夹具是有一套专门设计制造,便于组装和拆卸的有各种不同的形状,不同尺寸规格并且有完全互换性和耐磨性的标准元件和合件所组成。利用这些元件和合件,根据加工工件的需要可以组装成车,磨,铣,刨,钻,镗等工序用的各种不同的机床夹具。夹具使用完毕,可以方便的拆开,洗净元件存放起来,留待
13、以后组装新夹具时再用。因之组合夹具是具有高度标准化和系列化元件的新型工艺装备。关于组合夹具的问题,其设计原理基本相同。在实际生产中应用的夹具很多,分类方法也有很多种。通常还可按使用夹具的工序不同分为车床夹具,铣床夹具等;还可以根据在机床上运动的特点归并成以下几类,(1)车床类夹具:包括车床,内外圆磨床,螺纹磨床用夹具,其特点是夹具与工件一起作旋转运动。(2)铣床类夹具:包括铣床,刨床,平面磨床等机床用夹具,其特点是夹具固定在工作台上,只作纵向或横向往复运动或回转运动。(3)钻,镗床类夹具:用于在钻床上钻,扩,铰等工序或在镗孔工序,其实就是夹具固定在机床上,刀具通过夹具上的导向装置进行送进运动。
14、上述的各种夹具都是固定在机床上的,但是在自动线加工中,有的夹具带着工件由生产线的输送装置,挨着每台机床逐步向前输送,这类夹具通常称为“随行夹具” 。自动线上的随行夹具除了完成工件的定位,支承和夹紧外,还带着工件沿自动线的加工机床进行定位(相对于每台机床的刀具位置),夹紧,待加工完了再自动送至下一台机床加工,以便通过自动线的各台机床,完成工件的全部工序加工。随行夹具主要适用于采用组合机床自动线加工,但又无良好的输送基面和定位基面的工件,以便将这种畸形工件先装夹于基面完整的随行夹具上,然后在通过自动线进行加工。对一些有色金属等软5件性材料的工件,虽然具有良好的输送基面,但为了保护工件的基面不受划伤
15、,有时也采用随行夹具。通用可调夹具,若产品中有若干零件具有相似性,有选用通用可调整夹具的可能,应进一步探索,应用下面三方面分析判断(1)工件结构要素的相似性,主要是被加工表面形式和部位的相似,工序内容和技术要求基本相似;能有相似或相同的定位基准和定位方式。(2)有可能采用功能相同的定位方式和夹紧方式(包括夹紧动力源)。(3)工件尺寸要素相似,如定位基准和外廓尺寸的近似程度,看能否使用,可调夹具结构紧凑,布局协调的夹具。综上所述,机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人
16、员在技术革新中的一项重要任务。1.2 研究夹具的目的和意义随着我国改革开放的不断深入，市场经济体系的不断完善，我国工业逐渐向成熟化发展。在整个机械工业中，设计在其中占有的地位日益显现出来。工业设计主要包括三个方面的内容。第一是产品设计,第二是与产品有关的视觉传达设计，如产品的包装、商业广告等平面设计。第三是由产品设计扩展的环境设计如产品的展示与陈列，商品橱窗设计以及室内设计等。产品设计作为工业设计的核心，它涉及的面广，从人们的衣食住行，到社会的各行各业，产品设计无时不有，无时不在。产品设计的对象既包括一般的日用生活制品，也包括工业生产的机床，加工工具；既包括家用小电器产品，也包括专业的仪器，仪
17、表；既包括小型的自行车，摩托车，也包括大型的汽车，飞机等交通工具；“从口红到宇宙飞船”都是属于产品的设计的范畴，本论文主要针对加工工具设计，在一定范围内又称“加工辅助设计” ，即机床夹具体的设计。机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。在设计过程中应深人实际，进行调查研究，吸取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案，再进行具体的设计。而深入生产实际调查研究中，应当掌握下面的一些资料：(1)工件图纸；详细阅读工件的图纸，了解工件被加工表面是技术要求，该件在机器中的位置和作用，以及装置中的特殊要求。(2)工艺文件：了解工件的工艺过程，本工序
18、的加工要求，工件被加工表面及待加工面状况，基准面选择的情况，可用机床设备的主要规格，与夹具连接部分的尺寸6及切削用量等。(3)生产纲领：夹具的结构形式应与工件的批量大小相适应，做到经济合理。(4)制造与使用夹具的情况，有无通用零部件可供选用。工厂有无压缩空气站；制造和使用夹具的工人的技术状况等。夹具的出现可靠地保证加工精度，提高整体工作效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。1.3 夹具的国内外现状和发展趋势工业设计是人类社会发展和科学技术进步的产物，从英国莫里斯的“工艺美术运动” ，到德国的包豪斯设计革命以及美国的广泛传播与推广，工业设计经过了酝酿，探索，形成，发展百余年的历史沧桑
19、。时至今日，工业设计已成为一门独立的专业学科，并且有一套完整的研究体系。1980年国际工业设计协会理事会（ICSID）给工业作了明确定义：“就批量生产的工业产品而言，凭借训练，技术知识，经验及视觉感受，而预示材料、结构、构造、形态、色彩、表面加工，装饰以新的品质和规格，叫做工业设计。根据当时的具体情况，工业设计师应在上述工业产品全部侧面或其中几个方面进行工作，而且需要工业设计师对包装、宣传、展示，市场开发等问题的解决付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时，这也属于工业设计的范畴” 。材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观
20、点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能” 。任何设计都是时代的产物，它的不同的面貌，不同的特征反映着不同历史时期的科学技术水平。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。1.4 夹具的基本结构和工作原理按在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类:(1)定位元件及定位装置；(2)夹紧元件及定位
21、装置(或者称夹紧机构)； (3)夹具体；7(4)对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等)；(5)动力装置；(6)分度,对定装置；(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等)；每个夹具不一定所有的各类元件都具备,如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之,按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。2 工艺设计2.1 确定生产类型由设计要求知生产类型为中批或大批生产。2.2 毛坯选择和毛坯图说明2.2.1 选择毛坯由设计要求知
22、毛坯材料为 QT450-10。由于毛坯形状复杂宜用铸件。比较各种铸件制造方法，可得砂型铸造适用于批量较大、大尺寸的铸件。2.2.2 毛坯尺寸和机械加工余量的确定1.选取公差等级 查表可得，铸造方法为砂型铸造、铸件材料为球墨铸铁，得公差等级 IT范围 11-14级，取为 12级。2.求铸件尺寸公差，根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级，知公差带相对于基本尺寸对称分布 1选取公差等级 查表可得，制造方法为焊接、零件材料为普通碳素结构钢，得公差等级 IT范围 11-14级，取为 12级。3.机械加工余量等级 查表知，制造方法为砂型铸造、工件材料为 QT450-10，得机械加工余量为 C-E级，取 D级
23、。4.求轮廓尺寸：长 905mm,宽 300mm，高 352mm。所以最大轮廓尺寸为 905mm。5.求 RMA（要求的机械加工余量）对所有加工表面取同一个数值，查表知，最大轮廓尺寸为 905mm，机械加工余量等级为 D级，得：RMA=5mm.6.求毛坯基本尺寸：简图如下8图 1 毛坯图Fig.1 The roughcast of workpiece内腔加工：R=F-2RMA-CT/2RMA=5mm, IT为 12级。250mm 孔和 120mm 孔均为内腔加工。对于 250mm 孔，查表得尺寸公差为 4.8mmR=250-25-4.8/2=237.6mm对于 120mm 孔，查表得尺寸公差为
24、 3.6mmR=120-25-3.6/2=108.2mm对于尺寸 300mm，查表得，尺寸公差为 5.4mmR=300+25+5.4/2=312.7mm对于尺寸 352mm，查表得，尺寸公差为 5.8mmR=352+25+5.8/2=364.9mm2.3 选择加工方法，制定工艺路线2.3.1 表面加工方法的确定表 1 表面加工方法表加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度等级 Ra/m 加工方案下端面45mm 孔13131.66.3粗铣-精铣粗镗-半精镗-精镗上端面 13 6.3 粗铣-精铣250mm 孔 13 1.6 粗镗-半精镗-精镗120mm 孔侧面13131.63.2粗镗-半精镗-精镗粗铣-
25、精铣9Table.1 Surfbce treatment chart2.3.2 加工阶段的划分此处已删除气动气缸最大输出力计算公式： F1=P/4D2 F2= P/4（D2- d2）其中：F1无活塞杆端的最大理论输出力（N）F1有活塞杆端的最大理论输出力（N） P-公称压力（Mps） D-气缸内径（mm） d-活塞杆直径（mm）按照 JB/T5923-1997标准，气动气缸的基本参数如下表所列：表 2 气动气缸基本参数表Table.2 The essential parameter of air cylinder缸筒内径（mm） 50 63 80 100 125 160 250 400理论作
26、推力 F1 785 1246 2009 3140 4906 8038 19625 50240用力 拉力 F1 704 1050 1813 2818 4404 7253 18086 47971行程范围（mm） 0 0 0 0 0 0 0 0600 600 600 600 600 600 600 600活塞杆直径 d（mm） 16 25 25 32 40 50 70 85启动压力（Mpa） 0.1 0.06 0.05续表 214mm 孔M16螺纹孔13136.312.5钻孔丝锥攻丝环槽 11 25 粗镗10系统压力（Mpa） 0.151.0介质温度（） -25+80（在不冻结条件下）根据本设计的实
27、际情况，综合考虑后，选取 QGB-250型气缸，缸筒内径为250mm，理论推力为 19625N，理论拉力为 18086N，最大行程为 280mm，活塞杆直径为70mm，启动压力为 0.5MPa,系统压力为 0.151.0MPa。5 夹具的相关分析5.1 夹具的经济效益分析机床夹具费用是工艺成本的组成部分，它直接影响工艺过程的经济性及产品成本,机床夹具的经济性用下述不等式评价:SNC式中 S-使用机床夹具后生产费用的节约,即经济效果；式中 N-用机床夹具全年加工的工件数量,即工件的年产量；式中 C-使用机床夹具全年的费用。(1)使用机床夹具的经济效果：机床夹具的使用减少了生产单件的时间，一个工件
28、的某一工序因使用机床夹具而减少的单件时间是：T=T1-T2，式中 T1和 T2分别为使用机床夹具前后工件的单件时间。若比较两种机床夹具的经济性， T1和 T2又分别代表两种夹具加工工件的单件时间,由于使用机床夹具而节约的工人工资额为：Z=Z1T1-Z2T2式中 Z1，T2 分别为使用机床夹具前后机床工人每分钟的工资额，若考虑杂费方面 H的节约，使用机床夹具的经济效果为：S=Z(1+0.01H)(2)使用机床夹具的的全年费用,一套专用夹具的费用为： CzAyTsC)1(式中 As-专用夹具的设计系数,通常为 0.5；式中 Ay -专用夹具的使用系数，一般取用专用夹具制造价格的 0.20.3；式中
29、 T-专用夹具的使用年限,简单夹具=1 年，中等复杂的夹具=23 年，复杂夹具是=45 年；Cz专用夹具的制造价格由下式计算 11Cz =+tZp(1+0.01H)；式中 -材料的平均价格 元/kg；式中 -夹具元件的重量；式中 t-夹具制造工时 h；式中 Zp-工人的平均工资 元/人；式中 H-工具车间杂费百分比；通过原理，已经可以从该方案中检索到实现设计可行性原理方案。实现某一功能可能有多个解，其优劣程序要视具体情况而论。评价项给出了评价准则和评价的特性值，反映了原理方案在技术性、经济性和社会性上的效用。以上所述原理中有关项目中所表达的评价决策的方方面面，为设计展示出统率全局的设计信息空间
30、。5.2 单工位夹具与成组夹具的分析成组技术是近年来在国内外机械制造领域内得到迅速发展的一种新的作业方式。而成组夹具则是按成组技术原理，在零件分组的基础上，针对一组 （或几组）相似零件的一道（或几道）工序而设计的夹具。它具有专用夹具的若干特点，又具有对工件特征在一定范围内变化的适应性，它能使产品多品种、中小批量生产达到大批量生产的效果，因此，成组夹具在产品不断更新换代的今天，有着不可比拟的优势。零件的分析与分组, 如某厂生产的交、直流起动机机壳，由于结构简单，采用 10号无缝钢管加工而成。本道工序为半精车内孔，其品种有 12种之多。轴向长度尺寸最大为 1820+0.023，最小为 900+0.
31、18 ,止口定位尺寸最大为 0-0.087，最小为710-0.046，轴向止口长度一律为 3 ，由于尺寸段相距较远，轴向长度考虑压板尺寸，将其分为两组。第 1组轴向长度为 90135 ，第 2组为 140182，止口定位尺寸由于需更换定位元件不再分组。把这类使用机床、夹紧方式、加工内容相同的零件挑选出来，形成所需要的成组工序。12图 10 成组工序Fig.10 The working procedure process of size marking unitizing成组夹具的结构设计：成组夹具设计与专用夹具的设计方法相似，但具有一定的针对性，它是为加工某些几何形状相似、工艺过程和定位夹紧相
32、似的零件而设计的。设计时仍然需要选择合理的定位基准、定位元件;选择合适的夹紧力、夹紧元件；设计好合理的基体件。5.2.1 夹具基体的设计夹具基体是成组夹具的基础，在设计夹具基体时，除应保证结构合理外，还应保证夹具基体有足够的刚度，而且在可能的范围内，力求能加工零件组的全部。对其基体件还应根据相似件形状、尺寸、精度、毛坯种类及其工艺方法来确定基体件形状、尺寸，以满足加工所有相似件的要求。该基体件与其它夹具元件组成的夹具结构紧凑，操作方便，更换元件容易，可以加工不同产品的相似件，详见下图，通过它组成半精车内孔成组夹具，可以完成不同产品机壳内孔的加工。图 11 夹具基体Fig.11 Matrix p
33、art of automotive5.2.2 机壳成组夹具结构13机壳成组夹具由基体件、调换件、标准件三部分组成，见下图。该夹具由基体件与机床连接，使用机床可视厂方具体情况而定。为保证工件轴线与机床轴线相重合，使用法兰盘(过渡件)与机床内锥孔配合，完成定位。与夹具定位则依靠基体件上的外止口(本例为 240 处)，准确定位后，予以轴向锁紧。夹紧采用双压板球铰压紧，由大拉杆 1带动两个小拉杆 2来完成。两小拉杆做为调换件，以适应分段两组中不同轴向长度的需要。1-大拉杆 2-小拉杆 3-基体件 4-定位盘 5-垫块 6-压板图 12 成组夹具结构Fig.12 structural represent
34、ation of unitizing automotive成组夹具的误差分析：(1)机床回转中心与夹具安装不同轴时，使夹具在机床上定位脱离理想状态，造成安装误差。解决办法:可在车床上重新车一次定位盘止口，保证定位盘中心和机床主轴中心同轴度小于 0.015。(2)工件在夹具上定位时，定位脱离理想位置，产生加工偏差，产生的原因有：定位元件制造超差；工件与定位元件间定位面间隙太大，或定位元件与机床主轴不垂直；解决办法：（a)确保元件制造精度，定位盘与基体件的配合可按公差等级 5级或 6级精度。（b)夹具基体件上与定位元件的配合需在机床上精车，以确保定位元件安装后，处于正确位置，以保证其尺寸公差和精度
35、要求。（c)定位盘内孔尺寸，取工件最大实体尺寸加(或减)制造公差的 1/51/8 即:102+0.1 1/7 =102.0143。145成组夹具的经济效益分析 （1)节约设计时间：成组夹具只需设计调换件，可单独出图或提供元件号填表选用，一般只占总夹具设计量的 515%，以本夹具为例，调换件只占设计总量的 10%。（2)节约制造工时：只需制造调换件即可，因此节约工时，缩短生产周期，减轻工具车间负荷。（3)节约原材料：一般调换件所需原材料只占夹具用料的 515%。（4)便于管理，减少库存面积。（5)为工装标准化、系列化、规格化打下基础。目前，成组夹具和组合夹具在车床、铣床、钻床、磨床上得到推广应用
36、。开展成组夹具的设计和应用，对保证产品质量，缩短生产准备周期，提高经济效益起到积极作用，对我国工业发展将起到良好的推动作用。5.3 误差分析5.3.1 定位误差分析工件的定位就是使同一工序中的所有工件逐次放置到夹具中，使之占有正确的位置的工艺过程。一批工件逐个在夹具中定位时，由于定位基准与工序基准不重合、定位副制造不准确等原因，使得各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致，势必产生定位误差，即工件在夹具中因定位不准确而产生的工件加工误差。应用夹具 CAD系统设计夹具时，在未选定夹具定位方案的具体结构之前，尚不能建立定位尺寸链。在系统确定了夹具定位结构之后，就可以根据具体结构建立定位尺寸链进行正
37、计算或反计算。a)正计算就是当已知定位结构中有关定位元件尺寸的公差时，用定位尺寸链求解封闭环公差(即定位误差)。如果所求的定位误差值在允许的公差范围之内，则表明所确定的定位元件的尺寸公差能满足精度要求。否则不能保证精度，就需调整定位结构中定位元件的尺寸公差。如果这些公差无调整的余地则需考虑重新确定定位结构。b)反计算就是已知封闭环的尺寸及公差,确定各组成环的公差,即将允许的定位误差合理地分配到各组成环中去。定位销孔 45mm 孔采用的加工方法是：粗镗半精镗精镗，查手册得，粗镗至 43mm，半精镗至 44.5mm，精镗至 45mm。粗镗可达到的经济加工精度等级为 IT12，半精镗可达到的经济加工
38、精度等级为 IT10，精镗可达到的经济加工精度等级为 IT8。由表可知加工精度等级为 IT8时，有：定位误差 JW=0.5Xmax=0.5(Dmax-dmin)JW=0.5(16.034-16.023)=0.0055mm15我们采用定位销定位，简图如下:图 13 定位销定位Fig.13 locating with conical dowel pin5.3.2 装备误差分析“机床夹具装配调整及夹具精度检验”实验，认识到夹具制造工艺特点和工件加工精度的保证方法，认识到夹具总装图公差配合与技术要求的实际意义。从而使我在进行夹具设计时明白到底应标注哪些技术要求有其意义。安装误差与定位误差：在应用夹具安
39、装工件时,往往由于下列几种因数引起工件的安装误差：1.夹具本身的误差;2.夹具在机床上的安装,调整误差;3.夹紧时,整个夹具或其它元件受力后产生弹性变形;4.工件的定位基准与定位元件接触后的变形;5.由于工件的定位基准与设计基准不重合而引起的误差;6.由于工件的定位基准面与定位元件之间的间隙(如内,外圆柱面定位时)引起的工件可能的最大的位移。小结:在实际工作中，应多读些典型机床夹具总图，多调试一些夹具，多了解一些夹具结构方案，从中多学习一些结构工艺性方面的知识，使设计能力有所提高。6 镗模的镗孔精度计算以小孔为例计算镗模板的精度，选小孔的原因是小孔离定位基准较远，当这个位置满足条件了，其它的就
40、可以不需要在计算了，只要加工和装配上不出现大问题，此套夹具就能投入生产，提高生产效率了。据圆柱与垫块的定位的条件,确定计算精度的公式。LF K(d3-d2)/216K(d-d1)/2meP(d-d1)(h+b)/L (mm)(1)LF K(d3-d2)/2 (mm)0.8(0.01) 0.5(d3-d2)/20.8(0.01) 0.5(d3-d2)/2 0.008 0.5(0.027/2)0.008 0.00675=0.01475(2) LK(d-d1)/2me (mm)0.5(d-d1 )/20.40.0060.5(d-d1)/20.40.0060.50.0205/20.00240.0051
41、250.00240.007525(3) LP(d-d1)(h+b)/L (mm)P(d-d1)(h+b)/L 0.35 (d-d1 )40/257.30.35 0.0205X0.155460.00111 e镗套的偏心量；d1刀具的最小直径（mm） ；L 工件的加工尺寸的偏差（mm）;镗模上固定称套中心位置的偏差（毫米） （普通精度的镗模取0.05mm, 高精度的镗模上取0.02 mm） ；F固定称套中心位置偏差的概率系数；m可换镗套的偏心的概率系数；K配合间隙的概率系数；P镗套偏斜的概率系数；H镗套下端面到工件上端面间的间隙（mm） ；d可换镗套孔最大直径（mm） ；d1刀具最小直径（mm）
42、；d2可换镗套最小直径（mm） ；17d3固定称套孔最大直径（mm） ；b镗孔的深度（mm） ；7 结论通过本次的毕业设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、钻夹具和镗夹具的设计与分析，对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习。参考文献 1 机械设计手册编委会编著. 机械设计手册M. 北京:机械工业出版社,20042 吴拓, 方琼珊. 机械制造工艺与机床夹具课程设计指导M. 北京:机械工业出版社,20063 徐嘉元, 曾家驹. 机械制造工艺学M. 北京:机械工业出版社,20
43、054 张进生. 机械制造工艺与夹具设计指导M. 北京:机械工业出版社,19955 徐鸿本. 机床夹具设计手册M. 辽宁科学技术出版社, 20046 林家兰. 机床夹具设计习题集G. 北京:机械工业出版社,2003.46-517 李洪智, 王利涛. 数控加工实训教程G. 北京:机械工业出版社,2006.127-1308 范真. 加工中心M. 北京:化学工业出版社,2004.16-20 9 王先逵. 计算机辅助制造M. 北京:清华大学出版社,1999.62-6310 王爱玲. 数控编程技术M. 北京:机械工业出版社,2006.121-12211 孙竹, 何善亮. 加工中心编程与操作M. 北京:清
44、华大学出版社,1999.26-2812 罗雨量. 理论力学（）. 北京:高等教育出版社,2007.7513 刘延俊. 液压与气压传动M. 北京:机械工业出版社,2010.156-16014 刘鸿文. 材料力学. 北京:高等教育出版社,2006.241-24315 刘家仁. 机械设计常用元件手册M. 北京:机械工业出版社,2008.176-18016 张淑娟，全腊珍. 画法几何与机械制图M. 北京:中国农业出版社,2008.1-1017 Faruk Cay , et.al. An IT view on perspectives of computer aided process planning
45、 researchJ. Computers in Industry. 1997,34:304-33718 D.Lutter, et.al. Computer aided process planning for sheet metal based on information managementJ. Journal of Materials Processing Technology, 2000,103:120-12719 M. K. Tiwari ,et.al. A Case-Based Computer-Aided Process-Planning System for 18Machin
46、ing Prismatic ComponentsM. International Journal Advanced Manufacturing Technology,2001,17:400411.20 X. N. Chu,et.al. A Novel Methodology for Computer-Aided Process PlanningJ. International Journal Advanced Manufacturing Technology,2000 ,16:71471921 D. Lutters ,et.al. Computer aided process planning
47、 for sheet metal based on information managementJ. Journal of Materials Processing Technology , 2000, 103:120-127致 谢 本论文是在陈力航老师的悉心指导和热情关怀下完成的。导师严谨的治学态度、渊博的知识、丰富的创造力、高瞻远瞩的学术思想，以及敏锐的洞察力，始终令学生敬佩，并将影响我的一生。值此成文之际，谨向导师表达我深深的敬意和衷心的感谢!在四年的学习和生活期间，始终得到学校各位老师的无私帮助，在此深表感谢!在课题研究过程中，得到了机房工作人员的大力支持，谢谢你们提供的诸多帮助!在课题的研究过程中，得到了本校众多同学的大力支持，作者在此表示由衷的感谢!感谢这四年中给了我珍贵友谊和帮助的师兄弟们以及生活在一起的同学们!特别要感谢的是我的父母和家人!感谢父母在我成长的道路上给予的无私的爱，他们的理解和全力支持使我的论文得以顺利完成。感谢所有关心和帮助过我的人们!最后，在本文结束之际，向所有为我的论文提出宝贵意见的评阅专家们表示衷心的感谢和崇高的敬意!谢谢!
