车床夹具设计

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1、江西航空职业技术学院 毕业设计说明书（论文） 课题名称：基于UG的左曲柄车床夹具设计（含工艺） 专 业 机械制造与自动化 班 级 101171 学生姓名 XXXXX 扌旨导教师 史新逸 指导教师技术职称 高级工程师 2013年3月2日 江西航空职业技术学院 毕业设计（论文）任务书 学生姓名：XXX班级：101171 毕业设计（论文）题目：基于 UG的左曲柄车床夹具设计（含工艺） 毕业设计（论文）使用的原始资料（数据）与技术要求： 1、 左曲柄的零件图 2、 设计左曲柄零件的加工工（产品的年产量 10000台） 3、 设计精车工序的车床夹具，保证孔尺寸 2

2、2常和其位置尺寸25 0.1 4、 保证夹具各零件的制造精度和夹具的装配精度 毕业设计（论文）工作内容与完成时间： 1、 零件图的绘制、工艺规程设计： 〜 2、 车床夹具的总体设计、专用零件设计： 〜 3、 毕业设计（论文）的编写： 〜 毕业设计起至时间： 自 2012年12月3日至2013年5月30日 指导教师评阅成绩： 指导教师（签名）：日期： 毕业设计答辩成绩： 答辩小组组长（签名）：日期： 目录 前言 4- 论文正文 第~一章、零件分析 5' 第二章、零件工艺规程的设计 7 第三章 、夹具的设计 '''''''''''''1'6 致谢 '''''''

3、''''''''''''''''''' 参考资料 '''''''''''''''''''''''' 基于UG的左曲柄车床夹具设计（含工艺） 江西航空职业技术学院机械制造专业 101171 班 学 生 :XXX 指导教师：史新逸 摘要：左曲柄零件是某型摩托车发动机中的受力传动结构件，它必须具备足 够的强度、刚度、冲击韧性以与表面耐磨性。本设计对左曲柄零件进行机械加工 工艺设计，并在其基础上，运用 UG 工具进行一精加工工序的车床夹具设计。 关键词：受力传动件加工工艺基于 UG 的车床夹具设计零件建模与夹具装配 、八 、、 前言 我希望通过这次设计能巩固、扩大和强化自己所学到的

4、理论知识与技能，提 高自己设计计算、制图、编写技术文件的能力，学会正确使用技术资料、标准手 册等工具书， 并设计中培养理论联系实际、 严肃认真的工作作风和独立工作能力、 毕业后从事技术工作打下一个良好的基础。 车床夹具：在车床上用来加工工件内、 外回转面与端面的夹具。本次设计的夹具重要针对左曲柄的夹具设计。而且，从 加工时工件上所受的切削力来考虑，夹紧点靠近加工面，夹紧力方向与切削力方 向相反，可以抵消部分切削力有利于提高加紧刚性。 论文正文 第1章零件分析 1.1零件在装配中的位置: 1. 左曲柄是HD125型摩托车发动机中曲轴组件的零件。曲轴主要是由左、 右

5、曲柄、连杆销压成一体的组合件，或称为曲轴连杆机构；曲轴连杆机构的作用 是将发动机活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动，进而输出转动动力，驱动 车轮旋转。曲轴连杆机构的装配图如图 1 — 1。 范&亠 ■6  Lil 2! 图1—1曲轴连杆机构的装配 2 .零件的功用与工作条件 在曲轴连杆机构中，左曲柄的功用是被组合成曲轴，将动力由此轴输入传动 系统中，以驱动后轮旋转。起动装置的一部份装在此半轴上，依靠此半轴可以驱 动整个曲轴旋转，使传动工作得以完成。由此可见，该零件在工作中承受高负载 荷，它必须具备足够的强度、刚度、冲击韧性以与表面耐磨性。 1.2零件的材料 曲轴材料

6、必须满足以下要求: （1 ）、具有较高的疲劳强度 （2）、必要的轴径表面硬度以与较好的循环韧性 （欠摩擦所消耗的功）和淬透 力。 （3 ）、考虑工艺性，资源和经济性 根据左曲柄的功用与工作条件， 采用中碳合金钢制造，故选取用40Cr材料 40Cr的化学成份 牌号 化学成份（％） 标准号 C Mn Si Cr ni 其他 合金 儿糸 S< P< 40Cr 0.37- 0.50- 0.17- 0.8- 0.03 0.03 GB307 0.44 0.80 0.37 1.10 5 5 7-82 40Cr的

7、机械性能 牌号 品种 b(MP a) s(MP a) (%) (%) E(Ks/ m2) 技术条 件 GB3077 -82 40Cr 棒 980 784 9 45 588 b ．零件的工艺特点与技术关键： 左曲柄外径①20g5表面由于要与轴承、齿轮相配合，且承受较大的往复载 荷，需要对该表面进行高频淬火，提高该表面的耐磨性与刚度。 所以①20的精度 为5级，粗糙度为Ra0.4 ;对于①2 2的孔，它用于压装曲柄销，与右曲柄的① 2 2的孔同样也被同一曲柄销压配的，有较高的形状和位置公差要求。所以①2 2的孔的精度等级为6级，表面粗糙度Ra0

8、.4 o曲轴要求用强度，冲击忍性和耐磨 性好的材料制造 ,一般都采用碳钢或中碳钢合金钢模锻为了提高其耐磨性 ,其主轴 颈和曲柄销表面均需淬火，或氮化处理，再经过精磨以达到较高的光结度和精度。 由于外圆①8 7无配合关系，精度等级为12级，表面粗糙度为 Ra3.2 ;由 于N面与另一端面有配合关系，所以精度等级为 8级。表面粗糙度为Ra1.6 o C.形状、位置精变分析(图1-4 ) ①20g5是重要尺寸，相对于基准A-B轴线的跳动量为0.005，相对于基准F 的平行度为 0.03 o ①22孔与曲柄销配合，要求其圆柱度为0.002 ;并且其圆柱表面与外径①20g5 的表面平行 所以

9、①22孔的轴线相对①20g5的轴线的平行度误差在100mm长度 上不超过①0.03 o 由于18.8的加工面也是设计基准.所以尺寸18.8的N1面相对于①22孔的轴 线应控制垂直度要求，而其 M端面相对于①20的外径中心轴线也应控制垂直度 误差。 第2章 零件工艺规程的设计 2.1 零件生产类型的确定 零件的生产纲领为： N Q n(1 %)(1 %) 式中:N:零件的生产纲领 a:零件的备品率一般情况下为 Q:产品的生产纲 领 ：零件的平均废品率 n:每一产品中包含该零件的数量 题目已经给出“设计左曲轴零件加工工艺与工装夹具， 生产纲领1万件/年”， 属于大批量生产 冋类

10、零件的年产量/件 生产类型 重型（零件重大 于 2000kg） 中型（零件重 100-2000kg ） 轻型（零件重小于 1000kg） 单件生产 <5 <20 <100 小批生产 5-100 20-200 100-500 中批生产 100-300 200-500 500-5000 大批生产 300-1000 500-5000 5000-50000 大量生产 >1000 >5000 >50000 生产类 型和生 产纲领 的关系: 定零件毛坯的制造形式 1. 零件材料的工艺性与对材料组织的要求。 2. 零件的结构形状和外行尺寸。

11、 3. 零件对毛坯精度，表面粗糙度和表面层性能与要求 4. 零件生产纲领的大小。 5. 现有生产能力和发展前途。 2.3毛坯的种类 由于该零件的轮毂尺寸不大，生产类型为大批量生产，又考虑零件的加工条件 较高，为了保证加工质量，提高生产率，降低成本，减少工人的劳动度，确定采用锻造。 2.4 零件的热处理 曲轴的材料为 45 钢,调质处理 ,调质即淬火后的高温回火 ,调质处理后材料内 部应力集中 ,组织均匀 , 零件具有较高的强度和良好的塑性与韧性 ,即具有良好的 饱和机械性能。 2.5 工艺参数的确定 取毛坯的尺寸与加工尺寸的加工余量为 3mm 。 2.6 工艺路线制定

12、生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的准备、运输和 保存生产的准备毛坯的制造毛坯经过加工、热处理而成为零件零件、部件经装配 成为产品机械的质量检查与其运行试验、调试机械的油漆与包装等。 工艺过程是指在生产过程中通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等使 其成为成品或半成品的过程。机械产品的工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、 焊接、机械加工、热处理、装配、涂装等工艺过程。其中与原材料变为成品直接 有关的过程称为直接生产过程是生产过程的主要部分。而与原材料变为产品间接 有关的过程如生产准备、运输、保管、机床与工艺装备的维修等称为辅助生。 由于零件加工表面的多样性、生产设备和加工

13、手段的加工范围的局限性、零 件精度要求与产量的不同，通常零件的加工过程是由若干个顺次排列的工序组成 的。工序是加工过程的基本组成单元。每一个工序又可分为一个或若干个安装、 工位、工步或走刀。毛坯依次通过这些工序而变成零件。 工序是一个或一组工人，在相同的工作地对同一个或同时对几个工作连续完 成的那一部分工艺过程。工序的组成工艺过程的基本单元，也是生产计划、成本 核算的基本单元。一个零件的加工过程需要包括哪些工序，由被加工零件的复杂 程度、加工精度要求与其产量等因素决定。 1、在曲轴加工中，影响加工精度的主要因素有 （1）曲轴本身的刚度比较低， 在外力 （切削力 ,夹紧力 ）的作用下， 容

14、易变形 （2）因曲轴是锻造件，加工时，将产生的残余内应力，导致应力重新分布。 因此，在安排工艺过程中，就需要把各主要表面进行粗精加工工序分开，即 把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面，这是由于粗加工 工序的切削余量大，因此切削力大，夹紧力必然大，加工后容易变形，粗精加工 分开后，粗加工产生的变形，可以在半精加工修正，半精加工产生的变形可以在 精加工中修正，这样逐步减少加工余量，切削力与内应力作用，逐步修正加工后 的变形就能最后达到零件的技术要求。 2、加工方案的选择 在现实生产当中，曲轴的加工也是粗精加工分开进行的，但有一点不同，就 是在现实生产当中，并没有专门

15、的半精加工工序，它是将半精加工和精加工并在 一起的，统称为精加工。所以我的工艺路线为：铣端面、车各级外圆、铣键槽、 粗磨、粗镗、精磨、精镗。 3、工艺基准的选择 粗基准：首道工序是车曲轴两端面钻中心孔，以两端面曲柄外圆作粗基准。 精基准：加工曲柄销孔以轴颈和曲柄外圆作为精基准。 4、方案设计 工序内容 设备 1. 铣端面扩中心孔 铣端面扩中心孔机 2. 车削曲柄外圆 液压仿型车床 3. 车削轴颈外圆 多刀半自动车床 4. 粗磨轴颈外圆 专用斜置外圆磨床 5. 镗曲柄销孔 卧式镗床 6. 钻孔攻丝 钻床 7. 铣半圆键 卧式铣床 8. 高频淬火 高频淬火

16、机 9. 精磨轴颈外圆 专用斜置外圆磨床 10. 精加工曲柄销孔 精镗机床 11. 磁力探伤 12. 退磁处理 13. 清洗 14. 打印 15. 终检 1. 铣端面扩中心孔 2. 车各级外圆 3. 钻曲柄销孔 4. 钻孔攻丝 5. 铣键槽 6. 高频淬火 7. 多级成型磨床 8. 铣销孔端面 9. 精镗曲柄销

17、孔 10. 刻标记 11. 清洗 KCW 左半轴 12. 终检 5、方案细划 清洗装置 销孔间距测定机 铣端面扩中心孔专机 数控车床 R13 钻曲柄销孔专机 卧式铣床 高频淬火机 磨多级外圆 立铣床 F13 精镗曲柄销孔专机 刻标记专机 清洗机 取毛坯的尺寸与加工的尺寸的加工余量为 3mm. 一、方案一的细划 工序一 铣端面 采用铣端面扩中心孔专机，圆柱形铣刀。首先铣端面将轴颈曾竖直向下放入 专用夹具的轴颈孔中。夹具上还有一个销子，曲柄销孔要对准销子放置，然后进 行铣削，由于是大批量生产进给量切削速度机床主轴转速都采用查表来取值。在 机械切削手册中进给量和

18、切削速度都在机械切削手册中查的每齿进给量 0.2mm/r 切削速度 255m/min ，机床主轴转速为 113r/min 。 工序二 车削曲柄外圆 采用液压仿型车床，硬质合金车刀。将轴颈放在专用夹具的定位孔中，销孔 用定位销卡住 ,夹具倾斜度为 45 度，然后进行车削。同上，采用查表法取值得进 给量 0.15mm/r 切削速度 0.87m/s ，机床主轴转速为 142r/min 。 工序三 车削各级外圆 采用多刀半自动车床，将曲柄外圆放在用夹具的 v 形槽内，曲柄销孔用销子 住，使轴颈成水平位置， 然后进行车削。 同上，采用查表法取值得进给量 0.15mm/r 切削速度 0.91m/s

19、, 机床主轴转速为 720r/min. 工序四 粗磨各级外圆 采用专用斜置外圆磨床，夹紧原理与工序二的夹紧原理几乎相同，只需将工 序二的夹具逆时针旋转 45 度，即可进行磨削。查表得进给量 0.007mm/r 切削 速度 22m/min, 机床主轴转速为 275r/min 。 工序五 铣半圆键 采用卧式铣床进行加工，夹具原理同工序三相同，查表的进给量 0.12mm/r 切削速度 190m/min ，机床主轴转速为 1000r/min 。 工序六 镗曲柄销孔 采用卧式镗床，镗刀 YT15 。将曲柄的轴颈外圆水平插入专用夹具主体的定 位孔中，使曲轴外圆在 V 形块上，夹具上还有一孔对应曲

20、柄销孔，另外夹具还附 有两销子在夹具的另一部分上，用来顶住曲柄的端面，在加工时先将曲柄在专用 夹具的主体上，放好后，另一部分采用气动装置推动它将曲柄的外圆顶住。即可 进行 加 工。查表 的 进给 量 0.5mm/r 切削 速 度 1.2m/s ，机 床主 轴 转速 为 800r/min 。 工序七 各外圆倒角 采用 c6140 车床将曲柄外圆放在专用夹具上并用一销子卡住销孔即可进行 加工，查表得进给量 0.15mm/r 切削速度 0.87m/s, 机床主轴转速为 720r/min 。 工序八 钻孔攻丝 将曲柄的外圆放在专用夹具的 V 形块上， 同时保证销孔被一定位销卡住， 即 可进行加工

21、。查表得进给量 0.5mm/r 切削速度 31mm/s, 机床主轴转速为 700r/min 工序九 高频淬火 采用淬火机，由于曲柄外圆不需要进行淬火处理，在高频淬火机上配有专用 夹具，即将几个工件的曲柄外圆同时放在 V 形块上，放好后，夹具采用气动，将 工件推入淬火机内进行高频淬火。 工序十 精磨各级外圆 采用专用斜置外圆磨床，夹紧原理与工序四相同，查表得进给量 0.0034mm/r 切削速度 40m/min, 机床主轴转速为 450r/min. 工序十一 精加工曲柄孔 采用精镗机床，夹紧原理与工序五相同，查表得进给量 0.2mm/r 切削速度 4m/s, 机床主轴转速为 20

22、00r/min. 工序十二 磁力探伤 工序十三 退磁处理 工序十四 清洗 采用专用的清洗装置 工序十五 打印 采用销孔间距测定机 工序十六 终检 二、方案二的细划 工序一 铣端面 采用铣端面扩中心孔专机进行加工，夹具的原理与方案一的工序一的原理相 同，查表得进给量 0.2mm/r 切削速度 255m/min, 机床主轴转速为 2720r/min 。 工序二 车各级外圆 采用数控车床进行加工，夹具的原理与方案一的工序二的夹具原理相同，查 表得进给量 0.15mm/r 切削速度 0.87m/s, 机床主轴转速为 113r/min 。 工序三 : 钻曲柄销孔

23、采用 R13 钻曲柄销孔专机进行加工 ,夹具原理同方案一的工序五的夹紧原理 相同 ,同上采用查表法取值 ,在表 7-54 中查得进给量，切削速度 ,机床主轴转速为。 工序四 : 铣半圆键 采用卧式铣床进行加工 ,夹具原理同工序三相同 ,同上采用查表法取值 , 在表 7-40 中查得进给量，切削速度 ,机床主轴转速为。 工序五：钻孔攻丝 将曲柄的外圆放在专用夹具的 V 形块上， 同时保证销孔被一定位销卡住， 即 可进行加工。同上 ,采用查表法取值 ,在表 7-31 中查得进给量，切削速度 ,机床主 轴转速为。 工序六 : 高频淬火 采用淬火机进行加工 ,淬火原理与夹紧原理同上。 工

24、序七 : 磨多级外圆 采用多级成型磨床 ,夹具的原理与工序二的原理相同 ,同上采用查表法取值 ,在 表 7-45 中查得进给量，切削速度 ,机床主轴转速为。 工序八 : 铣销孔端面 采用立铣床进行加工 ,夹紧原理与镗曲柄销孔的夹紧原理相同 ,同上采用查表 法取值 ,在表 7-40 中查得进给量，切削速度 ,机床主轴转速为 . 工序九 : 精镗曲柄销孔 采用 F13 精镗曲柄销孔专机进行加工 ,夹紧原理同上 ,同上采用查表法取值 ,查 得进给量，切削速度 ,机床主轴转速为。 工序十 : 刻标记 采用刻标记专机进行加工 . 工序十一 : 清洗 KCW 左半轴 采用专用清洗装置 .

25、工序十二 :终检 . 三 两工序的比较与确定 两工序相比较 ,工序一的工序比工序二的工序要分散一些。 但工序二的工序粗 精加工无法分辨 ,也就是说粗精加工是一道工序加工完成的 ,而现实生产当中 ,粗精 加工工序是分开的。这是由于粗加工工序的切削余量大，粗加工产生的变形可以 在半精加工或精加工中得到修正， 这样逐步减少加工余量， 切削力与内应力作用， 逐步修正加工后的变形就能最后达到零件的技术要求。 - 曲轴的加工表现得更明 显 .它是采用锻造件 ,毛坯在锻造车厂就进行了曲轴所有工序的粗加工 ,买方只需进 行精加工。 足以证明曲轴要采用粗精加工分开进行加工。 所以以上两工序 ,我采用 工序

26、一进行加工 .所以正确的加工方案路线为 : 工序内容 设备 1.铣端面扩中心孔 铣端面扩中心孔机 2.车削曲柄外圆 液压仿型车床 3.车削轴颈外圆 多刀半自动车床 4.粗磨轴颈外圆 专用斜置外圆磨床 5.铣半圆键 卧式铣床 6.镗曲柄销孔 卧式镗床 7.钻孔攻丝 卧式钻床 8.车削各外圆倒角 C6140 9.高频淬火 高频淬火机 10.精磨轴颈外圆 专用斜置外圆磨床 11.精加工曲柄销孔 精镗机床 12.磁力探伤 13.退磁处理 14.清洗 清洗装置 15. 打印 销孔间距测定机 16. 终检 此种方案的特点在于 :

27、连杆是锻造键 , 孔的加工余量大 ,切削时将产生较大的 内应力 ,并引起内应力重新分布。 (1) 加工阶段划分得较合理 因此 ,在安排工艺过程时 ,就需要把各表面的粗 ,精加工的工序分开 ,即把粗加 工安排在前 ,半精加工安排在中间 ,精加工安排在后面 .这样避免了由于粗加工工序 切削余量大 ,切削力 ,夹紧力必然大 ,加工后易产生变形 ;如 :内应力产生的变形 ;夹紧 力较大引起的变形 ;切削温度过高引起的变形 ;工艺系统的热变形等的影响 .粗 ,精 加工分开后 ,粗加工产生的变形可以在半精加工与精加工中得到修正 ,就能最后达 到零件的技术要求。同时 ,还能合理地使用设备 ,保证加工质

28、量。在粗加工各表面 后可与早地发现毛坯缺陷 ,避免损失更多的工时和费用 2) 定位基准的选择 曲柄加工作为精基准的表面是轴颈与曲柄外圆 ,而作为精基准的表面应提前 加工完 .在选择粗基准时考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量 ,使不加 工表面的尺寸 ,位置符合图纸要求。因此按照粗基准选择原则 ,减少了因基准不重 合而产生的定位误差 ,提高了定位精度。定位基准 的选择还满足基准统一的原 则 ,简化了工艺过程的制定 ,使夹具的设计 ,制造简单 ,降低成本 . (3) 按照工序分散的原则来拟定工艺路线 : 曲柄的加工过程中 ,各加工工序的组合基本上是按照工序分散的原则进行的 由于曲

29、柄的形状复杂 ,要加工表面不便于集中加工 ,为了适应大批量生产的快节奏 必须在各工序采用高效率的专用机床和夹具 ,以提高生产率 ,保证加工质量 ,使各工 序的时间相对平衡 ,按一定的节拍组织流水生产。 虽然现代的发展偏向于工序集中 但工序分散在大批量生产中仍应用很广泛。 2.7 、确定机械加工余量工序尺寸与毛坯尺寸 曲柄材料为 40Cr, 调质处理。 机械加工余量对工艺过程有一定的影响 ,余量不够 ,不能保证零件的加工质量 余量过大 ,不但增加机械加工的劳动量 ,而且增加了材料 ,刀具 ,能源的消耗 ,从而增 加了成本 .所以必须合理地安排加工余量。 本设计采用查表法确定各表面的加工余量

30、 ,工序尺寸与毛坯尺寸。 (1) 曲柄销孔加工余量的确定 在简明手册表 2.3-12 中查得粗镗余量 0.2mm, 精镗余量 0.1mm 。 (2) 各级外圆加工余量的确定 在简明手册表 2.3-2 中查得粗车余量 0.9mm, 在表 2.3-3 中查得精车余量为 0.3mm ，在表中查得磨削余量 0.3mm 。在表 2.3-21 中查得铣削余量 0.15mm. 第三章夹具的设计 一 、概述： 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的正确位置固定不动，这一任 务就是由夹具完成。 对于单件，小批量生产，应尽量

31、使用通用夹具，这样可以降低工件的生产成 本。但由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时往往较费时间，并且操作 复杂，生产效率低。 本零件属于大批量生产，零件外形也不适用于使用通用夹具，为了保证工件 加工精度，提高生产效率，设计专用夹具就显得非常必要。 二、夹具设计的基本要求 方案设计是夹具设计的第一步，也是夹具设计关键的一步，方案设计的好与 坏将直接影响工件的加工精度，加工效率，稍不注意就会造成不能满足工件加工 要求，或加工精度不能达到设计要求，因此必须慎重考虑。设计方案的拟订必须 遵循下列原则： 夹具应满足零件加工工序的精度要求： 特别对于精加工工序， 应适当提高 夹具的精度，以保证

32、工件的尺寸公差和位置公差等。 夹具应达到加工生产率的要求： 特别对于大批量生产中使用的夹具， 应设 法缩短加工的基时间和辅助。 夹具的操作要方便、安全：按不同的加工方法，可设置必要的防护装置、 挡屑板以与各种安全器具。 能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本： 夹具元件的材料选择 将直接影响夹具的使用寿命。因此，定位元件以与主要元件宜采用力学性能较好 的材料。夹具的复杂程度应与工件的生产批量相适应。在批量生产中，宜采用如 气动、液压等高效夹紧机构。 要适当提高夹具元件的通用化和标注化程度： 选用标准化元件， 特别应选 用商品化的标准元件，以缩短夹具制造周期，降低夹具成本。 具有

33、良好的结构工艺性，以便于夹具的制造和维修。 以上要求有时是相互矛盾的，故应在全面考虑的基础上，处理好主要矛盾，使之 达到较好的效果。例如钻模设计中，通常侧重于生产率的要求；镗模等精加工用 的夹具则侧重于加工精度的要求等。 三、夹具设计的步骤和方法 方法： 夹具设计主要是绘制所需的样图，同时制定有关的技术要求。夹具设 计是一种相互关联的工作，它涉与到很广的知识面。通常，设计者在参阅有关典 型夹具图样的基础上，按加工要求构思出设计方案，再经修改，最后确定夹具的 结构。 夹具设计的步骤可以划分为五哥阶段： 夹具设计前，设计人员应当明确设计任务和要求，根据任务认真调查研究， 要收缩所需资料，并

34、对其进行分析。 方案设计：这是夹具设计的重要阶段。在分析各种原始资料的基础上，应完 成下列设计工作： 1) 确定夹具的类型。 2) 根据六点定位规则确定工作的定位方式，选择合适的定位元件。 3) 确定工件的夹紧方式，选择合适的夹紧装置。 4) 确定刀具的调整方案，选择合适的对刀元件或导向元件。 5) 确定夹具与机床的连接方式。 6) 确定其他元件和装置的结构形式，如分度装置、靠模装置。 7) 确定夹具总体布局和夹具体的结构形式。 8) 绘制总体草图。 9) 进行工序精度分析。 10) 对动力夹紧装置进行夹紧力验算。 绘制夹具总图：夹具总装配图应按国家标准绘制。 夹具零件

35、设计：对于夹具中得非标准零件，要分别绘制零件图，其中对于需 要在装配时加工的部位i，应特别予以注明以免出错。图样审核与一般设计相同 常用夹具元件的材料与热处理可查阅《机床夹具设计手册》 。 夹具的装配、调试和验证：完成设计图样后，设计工作尚未全部完成。只有 待完成装配、调试和验证并使用夹具加工出合格的工件为止，才算完成夹具设计 的全过程。其中特别是夹具的装配，在使用中发现问题应与时加以解决。夹具的 调试和验证可以在工具车间完成，也可直接由加工车间完成。 四、车床夾具设计特点 在车床上用來夾持工件內、外回转面与端面的夾具稱為车床夾具。车床夾具 多数安裝在主轴上；少数安裝在床鞍或床身上。後一

36、類屬械床改裝范畴，应用较 少，不做介紹。车床夾具按工件定位方式不同分為： 定心式、角度式和花盘式等。 本夹具为车床专用夹具，用于零件的精车工序。 五、 车床夹具的总体设计 22 0.06 这次毕业设计的夹具是精车工序的车床夹具，要求保证孔尺寸 22 °.°8和其 位置尺寸25 °.1。在车床夹具的总体设计中，考虑到车削时，该孔的轴线必须与 车床回转轴线重合，故采用自为基准原则，即用 22的底孔21.8为定位基准； mjFr f 加工中先用定位销插入该孔实现定位，夹紧后再拔出定位销，进行车削精加工。 ~ —- —.I - =— -.— — — - - —— —.— —4- — —

37、 — —.- — - - —— —.— - —- —.— — —.- — — -,--—4—- - —— —.— ■ T —.-— - —— —.— — »5-^———^.―1— —.- — - —— —.— - —- -.— — — - r— — —-- -.— — —»— - —=- =-.— -- —- -»—— —<* ——.— — —»—_- — — —.— ™ - -.— — -.- —- -.—»— — —4-.—— —.— - =-.— ——.- -— — —■ -.— — —.— —— = r ——— 六、 车床夹具在机床主轴上的安装方式 本毕业设计的车床夹具是通过过渡盘

38、（的止口孔）在车床主轴上安装的。过 渡盘的使用，使夹具省去了与不同型号车床的联接部分，从而增加了通用性，即 通过同规格的过渡盘可用于别的型号的车床。采用过渡盘，还便于应用百分表在 夹具体校正环或定位面上通过找正的方法来减少定位误差。 七、 车床夹具的平衡 加工时，因工件随夹具一起转动，其重心如不在回转中心上将产生离心力， 且离心力随转速的增高而急剧增大。使加工过程产生振动，对零件的加工精度、 表面质量以与车床主轴轴承都会有较大的影响。所以，车床夹具要注意各装置之 间的布局，必要时设计配重块加以平衡。 本毕业设计的车床夹具考虑了平衡配重块，以减小或消除车削旋转时的离心 力。平衡配重块的大小

39、形状在车床夹具结构设计中解决，平衡配重块的重量通过 动平衡法采用实验设备得到。 本毕业设计的车床夹具：工件以外圆柱面和圆孔定位，夹具中相应采用的定 位元件是V形块和圆柱销。 夹紧方案：采用螺旋夹紧机构，通过压板压紧零件 本毕业设计中定位限制的自由度分析 V形块限制了 4个自由度（X轴的移动和转动、Y轴的移动和转动），圆柱销 限制了一个自由度（绕 Z轴转动）。本设计加工中只需要限制 5个自由度，Z轴 的移动自由度无需限制，但考虑到夹紧， Z轴的移动自由度还是限制了。 八、夹具专用件的三维设计 1、配重的选择 材料：Q235 热处理：零件进行发蓝处理 配重的结构如下：

40、\ ■ ■—■ JiL 7—妙 tj 昌 1 1 1 十 广- 1 rl 1 r ■ 配重的设计 2、定位块的选择 材料：45钢 热处理：表面进行发蓝处理 定位块的结构如下 定位块的设计 3、压板的选择 材料：20钢 热处理：表面进行发

41、蓝处理 压板的结构如下 装 压板的设计 4、压板的选择 材料：45钢 热处理：表面进行发蓝处理 压板的结构如下 CL 压板的设计 5、底座的选择 材料：焊接件 热处理：发蓝处理 底座的结构如下 底座的设计 九、车床夹具的三维装配 1、先将夹具的底座加载到文件中 2、然后将配

42、重装配上 3、依次将其他零件装配上如下图 致谢 在未来的日子里， 我会更加努力的学习和工作， 不辜负父母对我的殷殷期望！ 我一定会好好孝敬和报答他们！ 在此谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意！ 参考资料 [1] 《机械制造工艺与夹具》 ，兰建设主编，机械工业出版社， 2007 年 6月 [2] 《数控加工工艺》 ，谭永刚主编，国防工业出版社， 2009 年 1

43、月 [3] 《 UGNX6.0 应用与实例教程》 ，黎震等编著，北京理工大学出版社， 2012 年 8月 [4] 《机床夹具设计手册》 ，东北重型机械学院，上海科学技术出版社， 1988 年 [5] 《互换性与测量技术》 ，黄云清主编，北京理工大学出版社， 2001 年 3 月 [6] 《金属工艺学（含材料部分） 》，丁德全编，机械工业出版社， 2004 年1 月 [7] 《航空材料学》 ，张耀良主编，哈尔滨工程大学出版社， 2010 年1 月 [8] 《 AutoCAD2008 项目式实训教程》 ，邓小红等编，天津大学出版社， 2009 年 [9] 《世纪星铣削数控装置操作与编程说明书》 ，华中数控股份有限公司， 2006 年