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1、山西机电职业技术学院1铣床传动后箱体铣削孔平面夹具及加工工艺设计毕业设计铣床传动后箱体铣削孔平面夹具及加工工艺设计毕业设计摘摘要要本设计是铣床传动后箱体零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹本设计是铣床传动后箱体零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计具设计。铣床传动后箱体零件的主要加工表面是平面及孔系铣床传动后箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗
2、加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。以保证孔系加工精度。基准的选择分为粗基准和精基准，粗基准选择首先保证工件某重要基准的选择分为粗基准和精基准，粗基准选择首先保证工件某重要表面的余量均匀，表面应平整，没有浇口或飞边等缺陷，而且只能用一表面的余量均匀，表面应平整，没有浇口或飞边等缺陷，而且只能用一次，以免产生较大的的位置误差。应选择该表面作粗基准。精基准的选次，以免产生较大的的位置误差。应选择该表面作粗基准。精基准的选择应尽可能使各个工序的定位都采用同一基准，当精加工或光整加工工择应尽可能使各个工序的定位都采用同一基准，当精加工或光整加工工序要求余量小而无效均匀时，应选择加工表面本身作为精基准。
3、序要求余量小而无效均匀时，应选择加工表面本身作为精基准。机械夹具在我国的发展前景是十分广泛，有着很大的发展空间。机机械夹具在我国的发展前景是十分广泛，有着很大的发展空间。机械夹具的要求结构简单，使用方便，制造精度高。就本次设计而言，整械夹具的要求结构简单，使用方便，制造精度高。就本次设计而言，整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用气动个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用气动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于大批夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。量、流水线上加工。能
4、够满足设计要求。山西机电职业技术学院2目录摘要1AbstractII第 1 章绪论11.1 夹具设计中的特点11.2 夹具分类11.3 机床发展趋势21.4 本章小结3第 2 章零件的设计42.1 零件的作用42.2 零件的工艺分析42.2.1 平面加工42.2.2 孔加工42.3 本章小结6第 3 章工艺规程的设计73.1 确定毛坯制造形式7山西机电职业技术学院33.1.1 零件材料的选择73.1.2 确定生产类型的依据73.2 基面的选择73.2.1 粗基准选择原则73.2.2 精基准的选择原则83.2.3 零件各加工表顺序安排83.2.4 机械加工工序安排的原则83.2.5 工艺路线的拟
5、定93.3 本章小结10第 4 章确定加工余量、工序及毛坯尺寸114.1 毛坯余量和工序余量的确定114.1.1 平面加工114.1.2 孔加工124.2 切削用量的选择144.2.1 粗加工切削用量的选择原则144.2.2 精加工时切削用量的选择原则144.2.3 工时定额的确定（单件时间定额）144.2.4 确定切削用量及基本工时154.3 本章小结16山西机电职业技术学院4第 5 章夹具设计175.1 设计方法和步骤175.2 方案设计175.3 定位机构的设计及误差分析175.3.1 确定定位元件，计算定位误差185.3.2 定位销的选择205.3.3 定位误差的分析与计算205.4
6、夹紧机构的设计及夹紧力的计算215.5 加紧元件的强度校核235.6 夹具设计技术的发展245.6.1 柔性夹具的研究和发展245.6.2 计算机辅助夹具设计(CAFD)245.6.3 自动化夹具（AFD）255.7 本章小结25结论26致谢27参考文献28附录29山西机电职业技术学院5第 1 章 绪论随着科技不断的发展，使机械工业得到了很大的提高，特别是近年来机械工业领域正向着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展。随着机械工业的发展，其他各工业部门都想着高深度迈进，机械工业的发展日趋重要。机械工业是国民经济的支柱产业，现代机械制造技术是机械工业赖以生存和发展的重要保证。机械制造工艺是制造机
7、械产品的技巧、方法和程序。机械制造中，需要的加工顺序、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具，可以提劳动效率，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，夹具是机械制造的一项重要工艺装备。夹具是一种装夹工件的工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程中的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。 在现代生产中,机床夹具是一种不可缺少的工艺装备,它直接影响着工件的加工精度劳动生产率和产品的制造成本等。山西机电职业技术学院61.1 夹具设计中的特点1 夹具的设计周期较短，一般不进行强度和刚度的计算。2 专用夹具的设计对产品零件
8、有很强的针对性。3 确保产品加工质量，提高劳动生产率是夹具设计工作的主要任务，加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夹具来保证。4 夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响。设计一个好的夹具可以减少废品率。1.2 夹具分类1 通用夹具通用夹具是指结构、尺寸已规格化,而且具有一定通用性的夹具,如三爪自动定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架和电子吸盘等。这类夹具适应性强,可用来装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。这类夹具已商品化,且成为机床附件。 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,一般适用于单件小批量生产中。2 专用夹具这类
9、夹具是专为零件的某一道工序的加工而设计和制造的。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。 专用夹具的设计周期较长、投资较大。山西机电职业技术学院73 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。它一般又可分为通用可调夹具和成组夹具两种。前者的通用范围比通用夹具更广;后者则是一种专用可调夹具,它按成组原理设计并能加工一族相似的工件,故在多品种,中、小批量生产中使用有较好的经济效果。4 组合夹具组合夹具是一种模块化的夹具。 标准的模块元件具有较高精
10、度和耐磨性,可组装成各种夹具。夹具用毕可拆卸,清洗后留待组装新夹具。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,并具有减少专用夹具数量等优点,因此组合夹具在单件、中、小批量多品种生产和数控加工中,是一种较经济的夹具。组合夹具也已经商品化。5 自动线夹具自动线夹具一般分为两种:一种为固定式夹具,它与专用夹具相似;另一种为随行夹具,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。按使用机床可将夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行以及其他机床夹具等。这是专用夹具设计所用的分类方法。设计专用夹具
11、时,机床的组别、型别和主要参数均已确定。它们的不同点是机床的切削成形运动不同,故夹具与机床的连接方式不同。它们的加工精度要求也各不相同。山西机电职业技术学院8按夹紧的动力源分类夹具按夹紧的动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具、真空夹具、离心夹具等2。1.3 机床发展趋势1 高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达 0.01mm/500mm。德国 demmeler（戴美乐）公司制造的 4m 长、2m 宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等
12、高误差为0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在 5m 以内；夹具重复安装的定位精度高达5m；瑞士EROWA 柔性夹具的重复定位精度高达 25m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。2 高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密|平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用 12 秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加
13、工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典 3R 夹具仅用 1 分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国 Jergens（杰金斯）公司的球锁装山西机电职业技术学院9夹系统，1 分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。3 模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用 CAD 技术，可建立元件库、典型夹具
14、库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。4 通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国 demmele
15、r（戴美乐）公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。1.4 本章小结山西机电职业技术学院10本章主要介绍了机械加工工艺和机床夹具在机械制造过程中所占的重要地位，夹具设计中的特点以及分类和其发展趋势。第 2 章 零件的设计2.1 零件的作用给定的题目铣床传动后箱体铣削孔平面夹具及加工工艺设计，其主要作用是在箱体的顶面铣宽 20mm 深 7mm 的凹槽，设计一专用卡具以便能够更好的使其达到加工精度，较好的在箱体中的齿轮配合变速，使汽车获得前进后退的各级速度。2.2
16、零件的工艺分析由零件图可知，此铣床传动后箱体的加工可以分为两部分：2.2.1 平面加工其中包括余箱体的顶面、底面，和顶、底面上安装操纵杆的 190、 90、 85、80 的孔的平面，以及锁定箱盖的加工表面。还有箱体的左右外侧面、上下外侧面，以及以及锁定箱盖的加工表面，总的来说，零件所需加工的平面并不多，位置精度要求不太高，用半精加工就可以实现其设计要求。2.2.2 孔加工该零件的孔加工较多， 而且要求较高， 对于大于 50 的孔只需铸出， 比如 190、90、 80 系列孔铸出后再对其进行一次半精加工就可以。对于其他小于 50 的孔其山西机电职业技术学院11中大部分是以顶、底面为基础，采用一面两孔定位方式，这些孔包括垂直于箱体表面的四个阶梯孔，以及其他定位孔，剩余的螺纹孔按同样的加工方法加工。由以上分析可知，对这两部分的加工而言，我们可以先进行平面加工，然后进行孔的加工，加工孔时使用一面两孔的定位方式，采用专用夹具，并且保证他们的尺寸精度要求。零件如图 2-1（零件主视图）图 2-2(零件俯视图)图 2-3(零件斜二侧视图)所示：图 2-1 零件主视图图 2
