连杆机械加工工艺及铣槽夹具设计

连杆机械加工工艺及铣槽夹具设计,连杆,机械,加工,工艺,夹具,设计 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 连杆 零件名称 连杆 共 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 1 铣 45Cr 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 45×53×10 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 X51 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 粗铣连杆左端面 铣刀，游标卡尺 2 半精铣连杆左端面 铣刀，游标卡尺 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 连杆 零件名称 连杆 共 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 2 铣 45Cr 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 45×53×10 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 X51 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 粗铣连杆右端面 铣刀，游标卡尺 2 半精铣连杆右端面 铣刀，游标卡尺 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 连杆 零件名称 连杆 共 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 3 镗 45Cr 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 45×53×10 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 镗床 T616 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 镗Φ42.6的孔 镗刀，游标卡尺 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 连杆 零件名称 连杆 共 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 4 钻 45Cr 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 45×53×10 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 Z525 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 钻扩铰Φ15.3孔 麻花钻，游标卡尺 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 连杆 零件名称 连杆 共 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 5 铣 45Cr 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 45×53×10 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 X51 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/min m/min mm/r mm 机动 辅助 1 粗铣槽底面和两侧面 铣刀，游标卡尺 2 半精铣槽底面和两侧面 铣刀，游标卡尺 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 连杆 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 45钢 毛 坯 种 类 锻件 毛坯外形尺寸 45×53×10 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 锻造 锻 时效 热 1 铣 粗铣连杆左端面 金工 立式铣床X51 专用铣夹具 2 铣 粗铣连杆右端面 金工 立式铣床X51 专用钻夹具 4 铣 半精铣连杆左端面 金工 立式铣床X51 专用铣夹具 5 铣 半精铣连杆右端面 金工 立式铣床X51 专用铣夹具 6 镗 镗Φ42.6的孔 金工 卧式铣床X60 专用铣夹具 7 铰 钻扩铰Φ15.3孔 金工 四面组合机床 专用铣夹具 8 铣 粗铣槽底面和两侧面 金工 卧式铣床X60 专用铣夹具 2.1942 min 9 铣 半精铣槽底面和两侧面 金工 卧式铣床X60 专用铣夹具 2.9866 min 10 检验 检验 11 入库 入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 设计说明书 题目：连杆零件的机械加工工艺规程及夹具设计 摘要 本次设计详细阐述了对连杆端面10mm槽的专用铣床夹具设计，采用一面两销进行定位，通过综合分析与设计，验证了该设计的可行性和优越性，通过此设计，实现了理论知识和实践的充分结合，在这次设计涉及了机床类型的选择、加工方式的选择、刀具的选择、定位误差的分析与计算、夹具体设计应注意的问题等等。进一步添加计算机绘图的经验。 综合该次设计的全过程，体会到了设计路途的迷茫和艰难，作为学完《机械制造技术基础》之后的一项重要的实践，充分考察了我们独立设计，计算，绘图和分析的能力，尤其提高了我们查阅各种设计手册的和相关资料的能力，深刻体会了夹具设计的一般步骤和相关问题的解决办法，为将来参加工作，熟悉工艺打下坚实基础。 关键词：连杆，铣槽，夹具设计，工艺 目 录 1 连杆零件的机械加工工艺规程 1 1.1 连杆的工艺性分析及生产类型的确定 1 1.1.1 连杆的技术要求 1 1.1.2 审查连杆的工艺性 1 1.1.3 确定连杆的生产类型 1 1.2 机械加工工艺规程设计 2 1.2.1 选择毛坯 2 1.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 2 1.2.3 绘制连杆毛坯简图 3 1.3 拟定连杆工艺路线 4 1.3.1 定位基准的选择 4 1.3.2 表面加工方法的确定 5 1.3.3 加工阶段的划分 5 1.3.4 工序的集中与分散 5 1.3.5 工序顺序的安排 5 1.3.6 确定工艺路线 6 1.4加工余量、工序尺寸和公差的确定（工序6） 6 1.5 切削用量、时间定额的计算（工序6） 7 1.5.1切削用量的计算 7 1.5.2 时间定额的计算 8 2. 相关工序夹具的设计 9 2.1机床夹具的组成 10 2.2 机床夹具的分类 11 2.3机床夹具在机械加工中的作用 12 2.4 定位基准的选择 13 2.5工件定位的基本原理 14 2.6 常见定位方式及定位元件 15 2.7 定位方案及定位误差分析 15 2.8 夹紧机构 16 2.9 对刀及夹具的安装方案的确定 17 2.10 夹具体 17 2.11 方案综合评价和总结 18 3 设计体会 18 1 连杆零件的机械加工工艺规程 1.1 连杆的工艺性分析及生产类型的确定 1.1.1 连杆的技术要求 根据连杆零件图纸将该连杆的全部技术要求列于表中。见表1-1。 表1-1 连杆零件技术要求表 加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及精度等级 表面粗糙度Ra(um) 形位公差 连杆左端面 IT11 3.2 连杆右端面 IT11 3.2 孔 IT11 3.2 孔 IT10 3.2 连杆槽宽度 IT13 3.2 连杆槽深度 IT15 3.2 1.1.2 审查连杆的工艺性 分析零件图可知，连杆的两端面均要求切削加工，该零件除主要工作表面（连杆两端面、的槽、孔、孔）外其余加工表面加工精度较低，通过铣削，钻床的粗加工就可以达到， 虽然主要工作表面加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件的公艺性较好。 1.1.3 确定连杆的生产类型 Q=5000件/年；结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。代入公式（1-1）得 N=5000件/年X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.8件/年 连杆重量为2.0kg，由查表1-3知，连杆属于轻型零件；由表1-4知，该连杆的生产为大批生产。 1.2 机械加工工艺规程设计 1.2.1 选择毛坯 由零件要求可知，不但要有高的抗拉、压强度和高的疲劳强度，而且要有足够的刚性和韧性，选择材料为45钢。为增强连杆的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛胚选用锻件。该零件轮廓尺寸不大，且生产类型数大批生产，为提高生产率和锻件精度，采用模锻方法制造毛胚，毛胚拔模斜度为5º。 1.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 a) 公差等级 根据连杆的功用和要求，确定该零件的公差等级为普通级。 b) 锻件重量 加工后工件重量为2.0kg,初步估计锻件加工前毛胚重量为4kg。 c) 锻件形状复杂系数 对连杆零件图分析，大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度、和高度，l=45mm，b=53，h=10(详见毛胚简图1-1)；有公式（2-3）和（2-5）可计算出连杆锻件的形状复杂系数 S = mt/ mN = 4/（lbhρ）=(45mm×53mm×10mm×7.8 10-6kg/mm3) ≈6/8.01≈0.18 由于0.74介于0.16和0.32之间故形状复杂系数属S3级 d) 材质系数 该材料属45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故锻件材质系属M1级。 e) 锻件分模线形状 根据连杆形位特点，选高度方向的对称平面为为分模面，属平直分模线，如图连杆锻造毛胚见图1-1所示。 f) 零件表面粗糙度 如零件图所示，该连杆各加工表面的粗糙度Ra均大于1.6。根据上述综因素，查《机械制造技术基础设计指导书》中表2-10~2-12确定该段间的尺寸公差和机械加工余量。所得结果列于表1-2。 确定此锻造毛坯的尺寸公差和机械加工余量如下表所示： 表1-2 连杆锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量表 项目/mm 机械加工余量/mm 尺寸公差/mm 备注 孔 2.0 表2-14 2.2 表2-10 孔 2.0 表2-14 2.2 表2-10 中心距57 0.3 表2-12 厚度14.3 2.0~2.2（取2.0） 表2-13 1.8 表2-11 1.2.3 绘制连杆毛坯简图 由表1-2所得结果，绘制毛坯简图如下所示： 图1-1 连杆锻造毛坯简图 1.3 拟定连杆工艺路线 1.3.1 定位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。 a) 精基准的选择 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择零件左视图中的左端面和孔中心线作为精基准。 b) 粗基准的选择 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，选取零件右端面为粗基准。 1.3.2 表面加工方法的确定 表3-1 连杆零件各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度Ra/um 加工方案 备注 左端面 IT11 3.2 粗铣-半精铣 表1-8 右端面 IT11 3.2 粗铣-半精铣 表1-8 孔 IT10 3.2 粗镗-半精镗 表1-7 孔 IT11 3.2 粗扩-精扩-铰 表1-7 槽内侧面 IT13 3.2 粗铣-半精铣 表1-8 槽底面 IT15 3.2 粗铣-半精铣 表1-8 1.3.3 加工阶段的划分 该连杆加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工，半精加工两个阶段。， 在粗加工阶段。首先将精基准（连杆左端面和孔）准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣连杆右端面， 钻孔和粗铣8个槽的内侧面和底面；在半精加工阶段，完成左右端面的的精铣加工和8个槽的精铣加工。 1.3.4 工序的集中与分散 选用工序集中原则安排连杆的加工工序。该连杆的生产类型为大批或者中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。 1.3.5 工序顺序的安排 a) 遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准——连杆左右端面和孔、孔。 b) 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 c) 遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面。 d) 遵循“先面后孔”原则，先加工主要表面，后加工孔；先加工左右端面，然后加工两个孔；最后加工8个槽。 1.3.6 确定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了连杆的工艺路线。 表1-3 连杆工艺路线及设备、工装的选用 工序号 工序名称 机床装备 刀具 量具 1 粗铣左端面 立式铣床X51 端铣刀 游标卡尺 2 粗铣右端面 立式铣床X51 端铣刀 游标卡尺 3 半精铣连杆左右端面 立式铣床X51 端铣刀 游标卡尺 4 粗镗-半精镗孔 X60卧式铣床 镗刀 卡尺、塞规 5 粗扩-精扩-铰孔 四面组合机床 扩孔钻、铰刀 卡尺、塞规 6 粗铣-半精铣8个槽 X60卧式铣床 三面刃铣刀 游标卡尺 1.4加工余量、工序尺寸和公差的确定（工序6） 根据设计要求，这里只作工序6加工余量和工序尺寸公差的确定。 第6道工序的加工过程： 先以l=8的三面刃铣刀铣出槽，以l=8的三面刃铣刀进行粗铣，查表，则粗铣余量Z精铣=1.5（双边），再进行精铣。查表可依次确定各工序尺寸的加工精度为，粗铣：IT12；精铣：IT11，查标准公差数值表确定各工步的公差值分别为，粗铣：0.18mm；精铣：0.11； 所以，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为粗铣（8mm）；精铣（10 mm），它们之间的相互关系如图1-2所示。 0.18 10 8 0.75 0.11 图1-2 1.5 切削用量、时间定额的计算（工序6） 工序：粗铣左右端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 2） 决定每次进给量及切削速度 根据铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝750 当＝750r/min时 按机床标准选取 3） 计算工时 切削工时：，，，则机动工时为 工序：半精铣左右端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，半精加工完成 5） 决定每次进给量及切削速度 根据铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则 按机床标准选取＝1700 当＝1700r/min时 按机床标准选取 6） 计算工时 切削工时：，，，则机动工时为 工序：钻，扩，铰Φ15.3孔 工步一钻孔至φ14 确定进给量的确定：根据参考文献Ⅳ表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工Φ11孔时属于低刚度零件，故进给量的确定应乘以系数0.75，则 根据Z525机床说明书，现取 切削速度：根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据Z525立式钻床说明书，取，因此实际切削速度计算为 切削工时计算：，，，则机动工时为 工步二：扩孔 利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 根据机床说明书，选取 则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为 切削工时：，，，则机动工时为 工步3：铰孔 根据参考文献Ⅳ表2-25，，，得 查参考文献Ⅴ表4.2-2，按机床实际进给量的确定和实际转速，取，，实际切削速度。 切削工时：，，，则机动工时为 工序：镗孔 机床：立式镗床 刀具：高速钢刀具 切削深度： 进给量：根据切削深度，再参照《机械加工工艺手册》[1]表2.4-66。 因此确定进给量 切削速度：参照《机械加工工艺手册》[1]表2.4-66，取 机床主轴转速，代入（式3.1）得： ，取 实际切削速度： 工作台每分钟进给量： 被切削层长度： 刀具切入长度，代入（式3.7）得： 刀具切出长度： 取 行程次数： 机动时间： 则：本工序用的时间： 2. 相关工序夹具的设计 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。工序图上标明，该工序的定位基准为已经加工过的两孔及工件孔端的两个端平面，加工时选用三面刃铣刀，在卧式铣床上加工，槽宽由铣刀尺寸保证，槽深和角度位置由夹具和调整对刀来保证。制造夹具体毛坯的材料为45Cr。通过锻造得到。 2.1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，铣床夹具所使用的定向键等，都是连接元件。 （2）对刀元件 常用在普通铣床夹具中，用对刀快调整铣刀加工前的位置。对刀时，铣刀不与对刀快直接接触，而用塞尺进行检查，以免碰伤铣刀的切削刃和对刀快工作表面。 （3）导向元件 常用在钻床、镗床夹具中，用钻套和镗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。 2.2 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；铣床上的平口虎钳、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、铣床夹具、磨床夹具、钻床夹具等。 2.3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： 1. 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镗摸夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工，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。 2.4 定位基准的选择 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，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。 2.5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” 。 2. 工件定位中可能出现的集中情况 （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。 2.6 常见定位方式及定位元件 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。 1. 工件及平面定位 （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 2.7 定位方案及定位误差分析 前已述及，定位基准的选择应尽量符合基准重合原则，但对于工件槽深要求来说，选择与所加工槽相对的另一端面为定位基准，引起基准不重合误差ΔB，ΔB的值为两端面间的尺寸公差0.1 mm。由于所加工的槽深公差规定为0.4 mm，根据经验，可以保证槽深的要求；对于槽的角度位置45±30′的要求方面，工序要求是以大孔中心为基准，并与两孔连线成45±30′。现以两孔为定位基准，在大孔中采用圆柱销配合定位，小孔中用菱形销定位，完全符合基准重合，定位精度较高。两定位销直径及公差、两定位销之间的距离及公差：圆柱定位销直径按g6选取为；菱形销定位圆柱部分按f7选取为；两销间的距离尺寸与公差按连杆相应尺寸公差±0.06的1/3取值为±0.02，所以该尺寸标注为57±0.02; 为保证槽的角度要求，两菱形销安装位置的角度公差为工件相应角度公差±30′的1/5,即±6′，所以图上该角度标注为45°±6′。 2.8 夹紧机构 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。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。 夹紧机构设计时应考虑动作快速可靠，不碰刀，夹紧点应尽量接近被加工部位。因此，采用两个手动螺旋压板，夹紧点选在大孔端面，另外在压板外侧设有防转销，使用也很方便，能满足生产要求。 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 2.9 对刀及夹具的安装方案的确定 由于槽的加工要保证刀具两个方向的位置，为了快速对刀，采用直角对刀块。为了保证对刀块的方向与工作台纵向进给运动方向一致，整个夹具在工作台上安装时采用的是一对定位键定向，在夹具体两端的耳座中穿入T形螺栓，用螺母夹紧。定位平面N到对刀块底面之间的尺寸关系到槽深精度，而连杆上相应的这个尺寸是由尺寸mm和mm间接决定的，经过尺寸链的换算(mm是封闭环)，得到这个尺寸为mm。因为夹具的工序尺寸是按要保证的槽深相应尺寸的平均值标注，将上面算得的尺寸改写为10.85±0.15 mm，然后再减去塞尺的厚度3 mm，得7.85 mm，此尺寸的公差取为工件上尺寸公差(±0.15)的1/2~1/5，最终取±0.03，所以最终夹具总图上对刀块到定位面N的距离应标注为7.85±0.03。考虑到塞尺的尺寸，对刀块水平方向的工作表面到定位圆柱销中心的距离为8.05±0.02(取工件相应尺寸公差的1/2~1/5)。 2.10 夹具体 夹具体一般是夹具上最大和最复杂的基础元件，在夹具体上，要安放组成该夹具所需要的各种元件，机构，装置，并且还要考虑便于装卸工件以及在机床上的固定。因此夹具体的形状和尺寸应满足一定的要求，它主要取决与工件的外廓尺寸和各类元件与装置的布置情况以及加工性质等。所以在专用夹具中，夹具体的形状和尺寸很多是非标准的。设计时应满足一下基本要求： 1 有足够的强度和刚度 2 减轻重量，便于操作 3 安放稳定，可靠 4 尺寸稳定，有一定的精度 5 结构稳定，工艺性好 6 排屑方便 7 应吊装方便，使用安全 夹具结构方案确定后，就可着手绘制夹具总图，步骤如下： (1) 用双点划线绘出零件在加工位置的外形轮廓。 (2) 绘制定位元件。 (3) 绘制夹紧装置。 (4) 绘制对刀块、夹具体。 (5) 绘制定位键，并绘出连接件把各元件连接在一起。最后得到的夹具总图。 2.11 方案综合评价和总结 该夹具结构简单，操作方便。采用手动夹紧装置，夹具上装有直角对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀；同时，夹具体底面上的两对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于铣削加工。 此设计达到了铣床专用夹具的设计要求，能够满足加工条件的要求，达到完成加工的目的。 3 设计体会 为期三周的夹具设计已经接近尾声，回顾整个过程，在老师的指导和同学们的帮助下，收获颇多，设计作为《机械制造基础》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。 本次设计主要经历了两个阶段，第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我运用了基准选择、机床选用等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。 经过这三个星期的设计，基本掌握了零件的加工过程分析及工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤，学会了查找相关手册、说明书等，以及选择使用工艺装备等等。 总之，这次设计使我在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们独立思考、解决问题和创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。 由于个人能力有限，所学知识还不够完善，设计中还存有错误和不足，望老师老师提出宝贵意见。 参考文献 [1]哈尔滨工业大学，《机床夹具设计》，上海科学技术出版社，1990。 [2]顾崇衡，《机械制造工艺学》，陕西科学出版社，1995。 [3]邹青，《机械制造技术基础设计指导教程》，机械工业出版社，200.8。 [4]崇凯，《机械制造技术基础设计指南》，化学工业出版社，2006.12。 [5]周开勤，《机械零件手册》，高等教育出版社，1994。 [6]大连组合机床研究所，《组合机床设计》，机械工业出版社，1978。 [7]李云.《机械制造及设备指导手册》.北京:机械工业出版社,1997.8 [8]孟少农.《机械加工工艺手册》.北京:机械工业出版社,1991.9 [9]李庆寿.《机床夹具设计》.北京：机械工业出版社，1984 [10]于骏一.《机械制造技术基础》.北京：机械工业出版社，2000 [11]薛源顺.《机床卡具设计》.北京：机械工业出版社，2000 [12]赵家奇.《机械制造工艺学设计指导书—2版》.北京:机械工业出版社,2000.10 [13]陶崇德.葛鸿翰.《机床夹具设计.第二版》.上海：上海科技技术出版社,1989 [14]黄健求.《机械制造技术基础》. 机械工业出版社,2005 [15] 杨叔子. 《机械加工工艺师手册》. 机械工业出版社.2000