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夾具定位規(guī)劃中完整性評估和修訂
CAM實(shí)驗(yàn)室，機(jī)械工程學(xué)系，伍斯特理工學(xué)院研究院，100路，伍斯特，碩士01609，美國
2004年9月14日收稿;2004年11月9日修訂;2004年11月10日發(fā)表
摘 要
幾何約束是夾具設(shè)計(jì)中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達(dá)。然而，如何分析和修改在實(shí)際夾具設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中的一個(gè)非確定性的定位計(jì)劃尚未深入研究。在本文中，提出了一種方法來描述在限制約束下的重點(diǎn)夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下狀態(tài)，如果它存在，可以識別給定定位計(jì)劃?？梢宰詣幼R別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計(jì)劃，并為修訂提供指引，以最終實(shí)現(xiàn)確定性的定位。
關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計(jì);幾何約束;確定性定位;限制約束;過約束
1.介紹
夾具是用于制造工業(yè)進(jìn)行工件牢固定位的一種機(jī)制。在零件加工過程中規(guī)劃一個(gè)關(guān)鍵的第一步，夾具設(shè)計(jì)需要，以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則，在一般情況下，是最廣泛使用的指導(dǎo)原則發(fā)展的位置計(jì)劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。
一個(gè)加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是，必須提供工件確定的位置。這種觀點(diǎn)指出，定位計(jì)劃生產(chǎn)的確定位置，工件不能移動，而至少有一個(gè)定位不會失去聯(lián)系。這一直是夾具設(shè)計(jì)的最根本的準(zhǔn)則之一，許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明，工件在任何定位計(jì)劃分為以下三個(gè)類別：
1、良好的約束（確定性）：工件在一個(gè)獨(dú)特的位置進(jìn)行配合，工件表面與6個(gè)定位器取得聯(lián)系。
2、限制約束：不完全約束工件的自由度。
3、過約束：工件自由度超過6定位的制約。
在1985年,淺田[1]提出了滿秩為準(zhǔn)則雅可比矩陣的約束方程,基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等[2]在1989年制定了在確定性定位問題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達(dá)到確定的位置。該方法的確定通過無數(shù)的研究。王等[3]考慮定位工件的接觸的影響，而采用點(diǎn)接觸面積。他們介紹了接觸矩陣，并指出，兩個(gè)接觸的機(jī)構(gòu)不應(yīng)該有平等的，但在接觸點(diǎn)曲率相反?？柹璠4]認(rèn)為，可能沒有足夠的應(yīng)用，如一些不是非棱柱的表面或相對誤差近似的非小線性。他提出一個(gè)二階泰勒展開，其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費(fèi)雷拉[5]應(yīng)用周對3-2-1的位置擬訂，制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。
在淺田的擬定方案中,他們假設(shè)工件夾具元件和點(diǎn)之間的聯(lián)絡(luò)無阻力。理想的位置q*,而應(yīng)放置工件表面和分片，可微函數(shù)是gi(見圖1)。
表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應(yīng)該有一個(gè)獨(dú)一無二的解決方案為下列所有定位方程組。
gi(q)=0,i=1,2,...,n (1)
其中n是定位器的位置與方向,代表了工件的定位和方向。
只有考慮到目標(biāo)位置q*附近在處:
淺田表明
(2)
hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣，矩陣式所示（3）。確定定位
如果雅可比矩陣滿秩，可滿足要求。 (2)只有q=q*一個(gè)解決辦法
(3)
在1個(gè)3-2-1定位計(jì)劃中，一個(gè)約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6，工件是限制約束的，即存在至少有一個(gè)工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩，但定位大于6定位，工件是過約束，這表明存在至少一個(gè)定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個(gè)模型除了3-2-1,可以建立基準(zhǔn)框架提取等效的定位點(diǎn)。胡等[6]已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對這個(gè)用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。
圖1 .夾具系統(tǒng)模型。
表1
等級 數(shù)量的定位 地位
<6 - Under-constrained
=6 =6 Well-constrained
=6 >6 Over-constrained
康等[7]遵循這些方法和他們實(shí)施制定的幾何約束分析模塊其自動化的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的核查制度。他們的CAFDV系統(tǒng)可以計(jì)算出雅可比矩陣和它的排名來確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯(cuò)誤。熊等人[8]提出的等級檢查方法的定位矩陣WL(見附件)。他們還介紹了左/右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差ΔX和位置誤差Δr的工件定位相關(guān)如下:
Under-constrained:ΔX=WLΔr, (4)
Well-constrained :ΔX=(WTLWL)-1WLTΔr, (5)
Over-constrained:ΔX=WLT(WTLWL)-1Δr+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL)λ, (6)
λ是任意一個(gè)向量。
他們還介紹了從這些矩陣的幾個(gè)指標(biāo)，評價(jià)定位配置，其次是通過約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而，他們的研究分析，不涉及非確定性定位的修訂。目前，還沒有就如何處理與提供確定的位置的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究。
2.定位完整性評價(jià)
如果不確定性的位置達(dá)到夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)師知道約束狀態(tài)是什么，以如何改善設(shè)計(jì)是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過度約束，是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時(shí)，所有有關(guān)知識約束工件的議案，可以引導(dǎo)設(shè)計(jì)師選擇額外的定位或使得修改定位計(jì)劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計(jì)劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。
在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評價(jià)狀態(tài)(見附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個(gè)定位器定位提供矩陣的滿秩定位WL:
如圖3所示,在給定的定位器數(shù)量n,定位法向量[ai,bi,ci]和定位的位置[xi,yi,zi]
每一個(gè)定位器,i=1,2,.....,n,n*6定位矩陣可以確定如下:
（7）
當(dāng)?shù)燃墸╓L）=6，n=6時(shí)，是工件良好約束。
當(dāng)?shù)燃墸╓L）=6，n>6時(shí);是工件過約束。
這意味著（n-6）有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制（n-6）定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學(xué)表示方法,那就是（n-6）在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。
圖2 幾何約束狀態(tài)描述
圖3一個(gè)簡化的定位方案。
定位方案，提供了確定性的位置。發(fā)達(dá)國家的算法使用下列方法確定不必要的定位：
1、找到所有的（n-6）組合定位的。
2、為每個(gè)組合,從（n-6）定位器確定定位方案。
3、重新計(jì)算矩陣秩的定位為左六個(gè)定位器。
4、如果等級不變,被刪除的(n-6)定位器是負(fù)責(zé)過約束狀態(tài)。
這種方法可能會產(chǎn)生多種解決方案，并要求設(shè)計(jì)師來決定哪一套不必要的定位應(yīng)該被刪除以最佳定位性能。
當(dāng)?shù)燃墸╓L）<6,工件的限制約束。
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畢業(yè)論文
車床溜板箱機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
專 業(yè)
班 級
學(xué) 號___ __________
姓 名___ _ ________
指導(dǎo)教師
起止日期
摘 要
本課題主要是在車床溜板箱零件加工過程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的專用夾具設(shè)計(jì)。主要加工部位是平面和孔。在一般情況下，確保比保證精密加工孔很容易。因此，設(shè)計(jì)遵循的原則是先加工面后加工孔?？准庸て矫娣置黠@的階段性保證粗加工和加工精度加工孔。通過底面作一個(gè)良好的基礎(chǔ)過程的基礎(chǔ)。主要的流程安排是支持在定位孔過程第一個(gè)，然后進(jìn)行平面和孔定位技術(shù)支持上加工孔。在隨后的步驟中，除了被定位在平面和孔的加工工藝及其他孔過程。整個(gè)過程是一個(gè)組合的選擇工具。專用夾具夾具的選擇，有自鎖機(jī)構(gòu)，因此，對于大批量，設(shè)計(jì)夾具會產(chǎn)生更高的生產(chǎn)力，提高生產(chǎn)效率，滿足設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：車床溜板箱類零件；工藝；夾具；
II
ABSTRACT
Foundation design of body parts processing process the design of special fixture. The main processing parts processing plane and holes. In general, ensure easy to guarantee precision machining holes than. Therefore, the design principle is first machined surface after machining hole surface. Periodic hole machining plane is obvious that rough machining and machining precision machining hole. A good foundation on the bottom surface of the process. The main process is supported in the positioning hole process first, and then the processing hole plane and the hole positioning technology support. In a subsequent step, in addition to processing technology are positioned in the plane and the other hole hole and separate process. The whole process is a combination of the selection tool. Special fixture fixture selection, a self-locking mechanism, therefore, for large quantities, higher productivity, meet the design requirements.
Keywords: box type parts; technology; fixture;
V
目 錄
摘 要 II
ABSTRACT III
第1章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1
1.1 零件的分析 1
1.1.1 零件的作用 1
1.1.2 零件的工藝分析 2
1.2 車床溜板箱加工措施 2
1.2.1 孔和平面的加工順序 2
1.2.2 孔系加工方案選擇 3
1.3 車床溜板箱加工定位基準(zhǔn)的選擇 3
1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 3
1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 4
1.4 車床溜板箱加工主要工序安排 4
1.5 機(jī)械加工余量、工序及毛坯的確定 7
1.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動時(shí)間） 8
1.7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 19
第2章 鏜孔夾具設(shè)計(jì) 24
2.1 研究原始質(zhì)料 24
2.2 設(shè)計(jì)要求 24
2.3 夾具的組成 25
2.4 夾具的分類和作用 25
2.5 定位、夾緊方案的選擇 27
2.6 切削力及夾緊力的計(jì)算 27
2.7 誤差分析與計(jì)算 31
2.8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 32
第3章 銑面夾具設(shè)計(jì) 33
3.1 機(jī)床夾具概述 33
3.2研究原始質(zhì)料 34
3.3定位基準(zhǔn)的選擇 34
3.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 35
3.4 誤差分析與計(jì)算 37
3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 38
3.6 夾具操作步驟分析和可靠性預(yù)測 38
總 結(jié) 39
參 考 文 獻(xiàn) 40
致謝 41
41
第1章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
1.1 零件的分析
1.1.1 零件的作用
題目給出的零件是車床溜板箱,車床溜板箱零件的加工質(zhì)量，車床溜板箱零件的加工質(zhì)量，并確保組件正確安裝。溜板箱是將絲和光杠傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榱锇逑涞闹本€運(yùn)動并帶動刀架進(jìn)給，控制刀架運(yùn)動的接通、斷開和換向。當(dāng)機(jī)床過載時(shí)，能使刀架自動停止；還可以手動操縱刀架移動或?qū)崿F(xiàn)快速運(yùn)動等。因此，溜板箱通常設(shè)有以下幾種機(jī)構(gòu)：接通絲杠傳動的開合螺母機(jī)構(gòu)。將光杠的運(yùn)動傳至縱向齒輪齒條和橫向進(jìn)給絲杠的傳動機(jī)構(gòu)，接通、斷開和轉(zhuǎn)換縱橫進(jìn)給的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，保證機(jī)床工作安全的過載保險(xiǎn)裝置，絲杠、光杠互鎖機(jī)以及控制刀架縱、橫向機(jī)動進(jìn)給的操縱機(jī)構(gòu)。此外，有些機(jī)床的溜板箱中還具有改變縱、橫機(jī)動進(jìn)給運(yùn)動方向的換向機(jī)構(gòu)，以及快速空行程傳動機(jī)構(gòu)等。固定在鞍座上，并懸掛在床身的前面。它包括齒輪、離合器及手動和自動進(jìn)給床鞍用的手柄。溜扳箱上有一個(gè)小齒輪。而小齒輪又與床身前下面的齒條相嚙合，可用手轉(zhuǎn)動溜扳箱手輪，可使床鞍縱向移動。溜板箱包括自動進(jìn)給用的摩擦離合器和開合螺母,開合螺母停靠在絲杠螺紋的上方，僅在車螺紋時(shí)使用。
圖1 車床溜板箱工件圖
1.1.2 零件的工藝分析
由零件圖可知，其材料為HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性及減震性，適用于承受較大應(yīng)力、要求耐磨的零件。
車床溜板箱類零件圖。車床溜板箱是一個(gè)殼體零件，別安裝在五個(gè)平面的外表面加工的需要。支持前和后孔。此外，表面還需加工一系列孔?？煞秩M加工表面。分析如下：
（1）以底平面加工面。這一組加工表面包括：底面銑削加工；5-M16底孔Φ14，先不攻絲（選擇其中2個(gè)Φ14作為加工工藝孔），鉆2-Φ10錐銷孔，鉆12-Φ6
（2）以Φ35孔、Φ32孔Φ52孔、Φ47孔的支承孔為加工面。這一組包括：Φ35孔、Φ32孔、Φ52孔、Φ47孔等孔系。
（3）以燕尾槽為加工面
主要加工表面有以下5個(gè)主要加工表面;
1.端面 通過粗銑精銑達(dá)到3.2精度要求
2.孔類 粗鏜、半粗鏜、精鏜達(dá)到1.6的精度要求
3.內(nèi)表面 先粗銑后精銑的3.2的精度要求
4.底面 通過粗銑直接使底面精度達(dá)到12.5
1.2 車床溜板箱加工措施
由以上分析可知。車床溜板箱零件加工表面是平面和孔系。平面加工要比保證孔精度比較容易一些。因此，在這個(gè)過程中的主要問題是確保和孔的位置精度，應(yīng)對孔與平面間的關(guān)系。由于是大生產(chǎn)量生產(chǎn)。要考慮因素如何滿足提高加工過程中的效率問題。
1.2.1 孔和平面的加工順序
車床溜板箱類加工按照先面后孔，按照粗、精加工互相原則。處理應(yīng)遵循先加工面后來加工孔，第一個(gè)基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)的表面處理。然后，整個(gè)系統(tǒng)的過程。地基處理的管道應(yīng)遵循這一原則。平平面定位可保證定位牢固可靠，保證各個(gè)孔的加工粗糙度和精度。其次，首先先加工面可以去除鑄件不均勻表面，進(jìn)而孔加工提供前提，也有利于保護(hù)刀具。
1.2.2 孔系加工方案選擇
通過車床溜板箱的加工方案，應(yīng)選擇符合加工方法，加工精度和加工設(shè)備。主要考慮加工精度和效率，此外還有考慮經(jīng)濟(jì)因素。了滿足精度和生產(chǎn)率的要求，應(yīng)選擇在的最終價(jià)格。
根據(jù)基車床溜板箱部要求顯示和生產(chǎn)力的要求，目前應(yīng)用在鏜床夾具鏜床組合適于。
（1） 鏜套加工
（2） 在大批量生產(chǎn)中，加工底座通孔通常是在組合鏜床的鏜模。加工孔鏜夾具在設(shè)計(jì)和制造要求。當(dāng)鏜桿的鏜套引導(dǎo)鏜，鏜模的精度直接保證孔的精度。
鏜模提高系統(tǒng)抗振動、剛度。同時(shí)加工幾個(gè)工件的過程。生產(chǎn)效率很高。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高制造困難，鏜模制造和裝配在夾具誤差鏜桿鏜襯套磨損等原因。加工精度可通過鉆孔獲得也受到一定的限制。
（2）用坐標(biāo)鏜方法
在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且可以實(shí)現(xiàn)大的品種和數(shù)量，和產(chǎn)品的升級換代，所需時(shí)間短。普通的鏜模加工，生產(chǎn)成本高，周期長，難滿足要求，和坐標(biāo)鏜可以滿足這一要求。鏜加工模板還需要利用坐標(biāo)鏜床。
隨著坐標(biāo)鏜削的方法，需要車床溜板箱孔的和在直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成的和公差的公差，然后用在笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)的運(yùn)動精度鏜。
1.3 車床溜板箱加工定位基準(zhǔn)的選擇
1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足下列要求：
（1）保證每個(gè)重要支持均勻的加工余量；
（2）保證零件和管壁有一定的差距。
了滿足要求，主要支持應(yīng)作主要參考孔。作粗基準(zhǔn)輸入軸和輸出軸。因此，主軸承孔的精定位，孔的加工余量必須統(tǒng)一。因與孔的位置，墻是相同的核心的位置。
1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇
從孔與孔的位置，孔與平面，平面與平面的位置。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能確保在整個(gè)過程的統(tǒng)一的管道基本上可以使用參考位置。從管底座零件圖的分析，支撐孔平行并覆蓋大面積的平面與主軸，適合用作精基準(zhǔn)。但與平面定位只能三自由度的限制，如果使用一二孔定位方法對典型的全過程，基本能夠滿足定位要求的參考。最后，雖然是裝配基準(zhǔn)，但因它是對垂直主軸承孔的基礎(chǔ)。
1.4 車床溜板箱加工主要工序安排
用于零件的批量生產(chǎn)，總是首先產(chǎn)生均勻的基準(zhǔn)?；艿奶幚淼牡谝徊绞翘幚硪粋€(gè)統(tǒng)一的基礎(chǔ)。具體安排第一孔定位粗后，加工頂平面。第二步是定位兩個(gè)工藝孔。由于頂面處理后到管道基礎(chǔ)處理已經(jīng)完成，除了個(gè)人的過程，作定位基準(zhǔn)。因此，孔底面也應(yīng)在兩個(gè)工藝孔加工工藝處理。
工序安排應(yīng)該是盡可能地先加工表面然后再加工孔。首先粗加工面，然后粗加工孔。螺紋孔銑床的鉆頭，切削力大，也應(yīng)在粗加工階段完成。對于工件，需要精加工是支持前孔與平面結(jié)束后。根據(jù)以上原則應(yīng)該先完成加工平面加工孔，但在本裝置實(shí)際生產(chǎn)不易保證孔和端面互相垂直的。因此，工藝方案實(shí)際上是用于精加工軸承孔，從而支持?jǐn)U孔芯棒定位端處理，所以容易保證的端部的圖紙上的全跳動公差。螺紋孔攻絲時(shí)，切削力小，可以分散在后期階段。
加工完成后，還要檢驗(yàn)入庫等操作，衛(wèi)生打掃干凈。
工藝路線一：
10 鑄造 鑄造，清理
20 劃線 對零件的軸線及基準(zhǔn)參考線劃線，了解各道工序加工要求及加工余量
30 粗銑 粗銑箱體底平面
40 粗、精銑 銑削箱體上平面，保證尺寸及粗糙度要求
50 精銑 精銑底平面，保證尺寸及粗糙度要求
60 鉆孔 鉆5-M16底孔Φ14，先不攻絲（選擇其中2個(gè)Φ14作為加工工藝孔），鉆2-Φ10錐銷孔，鉆12-Φ6
70 粗、精銑 以底平面和2-Φ14孔為定位基準(zhǔn)，粗銑左側(cè)面
80 粗、精銑 以底平面和2-Φ14孔為定位基準(zhǔn)，粗銑右側(cè)面
90 粗、精鏜 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，粗、精鏜VII軸線方向Φ47孔、Φ32孔、
粗、精鏜III軸線方向Φ47孔、Φ32孔
100 粗、精鏜 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，粗、精鏜X軸線方向Φ30孔、Φ28孔、
粗、精鏜IV軸線方向Φ35孔、Φ32孔，粗、精鏜V軸線方向Φ52孔、Φ47孔
110 粗、精鏜 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，粗、精鏜IX軸線方向Φ30孔、Φ32孔
120 粗、精銑 粗、精銑燕尾槽平面
130 粗、精銑 粗、精銑燕尾槽
140 鉆Φ12孔 鉆Φ12孔，保證尺寸公差要求
150 鉆、攻M8 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，鉆、攻3-M8孔，保證尺寸公差要求
160 鉆、攻M8 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，鉆、攻端面4-M8孔，保證尺寸公差要求
170 鉆、攻M10 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，鉆、攻上平面3-M10孔，保證尺寸公差要求
180 锪Φ26孔 锪3-Φ26孔
190 鉆、攻M8 鉆、攻4-M8孔，保證尺寸公差要求
200 去毛刺 去毛刺
210 清洗 清洗
220 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)
工藝路線二：
10 鑄造 鑄造，清理
20 劃線 對零件的軸線及基準(zhǔn)參考線劃線，了解各道工序加工要求及加工余量
30 粗銑 粗銑箱體底平面
40 粗、精銑 銑削箱體上平面，保證尺寸及粗糙度要求
50 精銑 精銑底平面，保證尺寸及粗糙度要求
60 鉆孔 鉆5-M16底孔Φ14，先不攻絲（選擇其中2個(gè)Φ14作為加工工藝孔），鉆2-Φ10錐銷孔，鉆12-Φ6
70 粗、精銑 以底平面和2-Φ14孔為定位基準(zhǔn)，粗銑左側(cè)面
80 粗、精銑 以底平面和2-Φ14孔為定位基準(zhǔn)，粗銑右側(cè)面
90 粗、精鏜 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，粗、精鏜VII軸線方向Φ47孔、Φ32孔、
粗、精鏜III軸線方向Φ47孔、Φ32孔
100 粗、精鏜 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，粗、精鏜X軸線方向Φ30孔、Φ28孔、
粗、精鏜IV軸線方向Φ35孔、Φ32孔，粗、精鏜V軸線方向Φ52孔、Φ47孔
110 粗、精鏜 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，粗、精鏜IX軸線方向Φ30孔、Φ32孔
120 粗、精銑 粗、精銑燕尾槽平面
130 粗、精銑 粗、精銑燕尾槽
140 鉆Φ12孔 鉆Φ12孔，保證尺寸公差要求
150 鉆、攻M8 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，鉆、攻3-M8孔，保證尺寸公差要求
160 鉆、攻M8 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，鉆、攻端面4-M8孔，保證尺寸公差要求
170 鉆、攻M10 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，鉆、攻上平面3-M10孔，保證尺寸公差要求
180 锪Φ26孔 锪3-Φ26孔
190 鉆、攻M8 鉆、攻4-M8孔，保證尺寸公差要求
200 去毛刺 去毛刺
210 清洗 清洗
220 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)
方案分析與比較：
方案一先加工面后進(jìn)行鉆孔，其中底面孔是先鉆，是為了后續(xù)工序作為定位使用，
方案二各小孔先鉆，后加工面，工序比較分散，效率低，而且孔與面的垂直度無法保證，違背了“先面后孔”的原則
根據(jù)加工要求和提高效率時(shí)間等因素綜合選擇方案一：
10 鑄造 鑄造，清理
20 劃線 對零件的軸線及基準(zhǔn)參考線劃線，了解各道工序加工要求及加工余量
30 粗銑 粗銑箱體底平面
40 粗、精銑 銑削箱體上平面，保證尺寸及粗糙度要求
50 精銑 精銑底平面，保證尺寸及粗糙度要求
60 鉆孔 鉆5-M16底孔Φ14，先不攻絲（選擇其中2個(gè)Φ14作為加工工藝孔），鉆2-Φ10錐銷孔，鉆12-Φ6
70 粗、精銑 以底平面和2-Φ14孔為定位基準(zhǔn)，粗銑左側(cè)面
80 粗、精銑 以底平面和2-Φ14孔為定位基準(zhǔn)，粗銑右側(cè)面
90 粗、精鏜 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，粗、精鏜VII軸線方向Φ47孔、Φ32孔、
粗、精鏜III軸線方向Φ47孔、Φ32孔
100 粗、精鏜 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，粗、精鏜X軸線方向Φ30孔、Φ28孔、
粗、精鏜IV軸線方向Φ35孔、Φ32孔，粗、精鏜V軸線方向Φ52孔、Φ47孔
110 粗、精鏜 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，粗、精鏜IX軸線方向Φ30孔、Φ32孔
120 粗、精銑 粗、精銑燕尾槽平面
130 粗、精銑 粗、精銑燕尾槽
140 鉆Φ12孔 鉆Φ12孔，保證尺寸公差要求
150 鉆、攻M8 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，鉆、攻3-M8孔，保證尺寸公差要求
160 鉆、攻M8 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，鉆、攻端面4-M8孔，保證尺寸公差要求
170 鉆、攻M10 以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，鉆、攻上平面3-M10孔，保證尺寸公差要求
180 锪Φ26孔 锪3-Φ26孔
190 鉆、攻M8 鉆、攻4-M8孔，保證尺寸公差要求
200 去毛刺 去毛刺
210 清洗 清洗
220 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)
1.5 機(jī)械加工余量、工序及毛坯的確定
“車床溜板箱”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT200材料采用HT200制造。材料是HT200，硬度HB170到240，大批量生產(chǎn)，鑄造毛坯。
（1）底面的加工余量。
根據(jù)要求，面加工分粗、精銑加工余量如下：
粗銑：參照《工藝手冊第1卷》。其余量值規(guī)定，現(xiàn)取。
精銑：參照《手冊》，余量值。
（2）螺孔毛坯實(shí)心，不沖孔
（3）端面加工余量。
端面分粗銑、精銑加工。各余量如下：
粗銑：參照《工藝手冊》，其余量規(guī)定，取。
（4）螺孔加工余量
毛坯實(shí)心，不沖孔。
1.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動時(shí)間）
工序30：粗銑箱體底平面
機(jī)床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。
單邊余量：Z=2.2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：?。喝°娤魉俣?
每齒進(jìn)給量：取取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照文獻(xiàn)，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：,取
切削工時(shí)
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
機(jī)動時(shí)間：
所以該工序總機(jī)動時(shí)間
工序40：銑削箱體上平面，保證尺寸及粗糙度要求
機(jī)床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：取：取銑削速度
每齒進(jìn)給量：取，取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照文獻(xiàn)，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：取
切削工時(shí)
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
機(jī)動時(shí)間：
所以該工序總機(jī)動時(shí)間
工序50：精銑底平面，保證尺寸及粗糙度要求
機(jī)床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。
單邊余量：Z=2.2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：?。喝°娤魉俣?
每齒進(jìn)給量：取取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照文獻(xiàn)，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：,取
切削工時(shí)
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
機(jī)動時(shí)間：
所以該工序總機(jī)動時(shí)間
工序60：鉆5-M16底孔Φ14，先不攻絲
（選擇其中2個(gè)Φ14作為加工工藝孔），鉆2-Φ10錐銷孔，鉆12-Φ6
機(jī)床：銑床X52K
刀具：根據(jù)參照文獻(xiàn)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
切削深度：
進(jìn)給量：取。
切削速度：取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照文獻(xiàn)[3]表3.1～31，取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
工序70：以底平面和2-Φ14孔為定位基準(zhǔn)，粗銑左側(cè)面
機(jī)床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
單邊余量：Z=2.2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：?。喝°娤魉俣?
每齒進(jìn)給量：取取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：取
切削工時(shí)
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
機(jī)動時(shí)間：
所以該工序總機(jī)動時(shí)間
工序80：以底平面和2-Φ14孔為定位基準(zhǔn)，粗銑右側(cè)面
機(jī)床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
每齒進(jìn)給量：?。喝°娤魉俣?
每齒進(jìn)給量：取取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：取
切削工時(shí)
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
機(jī)動時(shí)間：
所以該工序總機(jī)動時(shí)間
工序90、100、110以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，粗、精鏜VII軸線方向Φ47孔、Φ32孔、
粗、精鏜III軸線方向Φ47孔、Φ32孔粗、精鏜X軸線方向Φ30孔、Φ28孔、
粗、精鏜IV軸線方向Φ35孔、Φ32孔，粗、精鏜V軸線方向Φ52孔、Φ47孔，粗、精鏜IX軸線方向Φ30孔、Φ32孔
機(jī)床：鏜床T68
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
⑴ 粗鏜進(jìn)給量：刀桿伸出取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量。
切削速度：取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照文獻(xiàn)[3]表3.1～41，取
實(shí)際切削速度：
工作臺每分鐘進(jìn)給量：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動時(shí)間：
精鏜孔
進(jìn)給量：確定進(jìn)給量
切削速度：取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照文獻(xiàn)[3]表3.14—41，取
實(shí)際切削速度：
工作臺每分鐘進(jìn)給量：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動時(shí)間：
所以該工序總機(jī)動工時(shí)
工序120：粗、精銑燕尾槽平面
機(jī)床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
單邊余量：Z=2.2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：?。喝°娤魉俣?
每齒進(jìn)給量：取取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：取
切削工時(shí)
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
機(jī)動時(shí)間：
所以該工序總機(jī)動時(shí)間
工序130：粗、精銑燕尾槽
機(jī)床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
每齒進(jìn)給量：?。喝°娤魉俣?
每齒進(jìn)給量：取取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺每分進(jìn)給量：
：取
切削工時(shí)
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
機(jī)動時(shí)間：
所以該工序總機(jī)動時(shí)間
工序14：鉆Φ12孔，保證尺寸公差要求
機(jī)床：銑床X52K
刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
切削深度：
進(jìn)給量：取。
切削速度取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照文獻(xiàn)，取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
工序170、以底平面和2-Φ14孔為基準(zhǔn)，鉆、攻上平面3-M10孔，保證尺寸公差要求
機(jī)床：Z525
刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊》取
切削速度：參照《工藝手冊》取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照《工藝手冊》取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： （盲孔）
機(jī)動時(shí)間：
工序190、鉆、攻4-M8孔，保證尺寸公差要求
機(jī)床：Z525
刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《工藝手冊》取
切削速度：參照《工藝手冊》取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動時(shí)間：
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照《工藝手冊》取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出： （盲孔）
機(jī)動時(shí)間：
1.7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排
設(shè)年產(chǎn)量是10萬件。一年有250個(gè)工作日。一個(gè)日產(chǎn)量420。一天工作時(shí)間的計(jì)算8個(gè)小時(shí)，每部分的生產(chǎn)時(shí)間不應(yīng)超過1.14min。機(jī)械加工單（在上述生產(chǎn)類型）時(shí)間定額：大規(guī)模生產(chǎn)）
大規(guī)模生產(chǎn)：
參照《工藝手冊》（生產(chǎn)類型：中批以上）時(shí)間計(jì)算公式：
（大量生產(chǎn)時(shí)）
因此大批量單件時(shí)間計(jì)算：
其中： —單件時(shí)間定額 —基本時(shí)間（機(jī)動時(shí)間）
—輔助時(shí)間。
—布置場所地、休息時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值
工序：粗、精銑底面
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時(shí)間。在加工過程中裝卸短暫，所以取裝時(shí)間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時(shí)間定額：
工序：鉆底面孔
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時(shí)間。裝卸短暫所以取裝時(shí)間。則
：根據(jù)《工藝手冊》單間時(shí)間定額：
因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序：粗銑凸臺
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時(shí)間。加工過程中裝卸短暫，所以取裝時(shí)間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時(shí)間定額：
因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序：鉆側(cè)面孔
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時(shí)間。由于生產(chǎn)線上裝時(shí)間很短，所以取裝時(shí)間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時(shí)間定額：
因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序：粗銑端面
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時(shí)間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時(shí)間定額：
一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序：銑端面
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時(shí)間。所以取裝時(shí)間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時(shí)間定額：
因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序：粗鏜孔
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《工藝手冊》取工步輔助時(shí)間。所以取裝時(shí)間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時(shí)間定額：
即能滿足生產(chǎn)要求
工序：精鏜孔
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《工藝手冊》取工步輔助時(shí)間。裝卸短所以取裝時(shí)間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時(shí)間定額：
即能滿足生產(chǎn)要求
工序：端面螺紋孔攻絲
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照鉆孔時(shí)間，取裝卸時(shí)間，工步時(shí)間。則
：參照鉆孔值，取
單間時(shí)間定額：
因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序：精銑端面
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時(shí)間。
取裝卸時(shí)間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時(shí)間定額：
即能滿足生產(chǎn)要求
工序：精銑側(cè)面
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時(shí)間。所以取裝時(shí)間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時(shí)間定額：
即能滿足生產(chǎn)要求
工序：頂面螺紋孔攻絲
機(jī)動時(shí)間：
輔助時(shí)間：取裝卸輔助時(shí)間，工步輔助時(shí)間。則
：參照鉆孔值，取
單間時(shí)間定額：
因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
第2章 鏜孔夾具設(shè)計(jì)
2.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來加工鏜孔粗、精鏜VII軸線方向Φ47孔、Φ32孔、粗、精鏜III軸線方向Φ47孔、Φ32孔，粗、精鏜X軸線方向Φ30孔、Φ28孔、粗、精鏜IV軸線方向Φ35孔、Φ32孔，粗、精鏜V軸線方向Φ52孔、Φ47孔粗、精鏜IX軸線方向Φ30孔、Φ32孔內(nèi)孔夾具設(shè)計(jì)，加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。
2.2 設(shè)計(jì)要求
在對工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工的要求，首先要使工件相對道具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過程中不因外力的影響而變動。因此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝夾好。
機(jī)床夾具的組成
1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。
2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作用時(shí)不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。
3、對刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。
4、連接原件 其作用是確定夾具在機(jī)床上的正確位置。
5、夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。
6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準(zhǔn)確定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。
以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)組成部分。
機(jī)床的分類
機(jī)床夾具種類繁多，可以從不同的角度對機(jī)床夾具進(jìn)行分類。
按夾具的使用特點(diǎn)可分為：通用夾具，專用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具，
拼裝夾具。
按使用機(jī)床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機(jī)床夾具，數(shù)控機(jī)床夾具，自動機(jī)床夾具，自動線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具。
2.3 夾具的組成
(1) 定位元件
夾具上的圓柱銷5、菱形銷9和支承板4都是定位元件，通過它們使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。
(2) 夾緊裝置
夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力(切削力等)作用時(shí)不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。圖3-3中的螺桿8(與圓柱銷合成一個(gè)零件)、螺母7和開口墊圈6就起到了上述作用。
(3) 對刀或?qū)蜓b置
對刀或?qū)蜓b置用于確定刀具相對于定位元件的正確位置。如圖3-3中鉆套l和鉆模板2組成導(dǎo)向裝置，確定了鉆頭軸線相對定位元件的正確位置。銑床夾具上的對刀塊和塞
尺為對刀裝置。
(4) 連接元件
連接元件是確定夾具在機(jī)床上正確位置的元件。如圖3-3中夾具體3的底面為安裝基面，保證了鉆套1的軸線垂直于鉆床工作臺以及圓柱銷5的軸線平行于鉆床工作臺。因此，夾具體可兼作連接元件。車床夾具上的過渡盤、銑床夾具上的定位鍵都是連接元件。
(5) 夾具體
夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，如圖3-3中的件3，通過它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。
(6) 其它裝置或元件
它們是指夾具中因特殊需要而設(shè)置的裝置或元件。
2.4 夾具的分類和作用
（1）按專業(yè)程度劃分
1）通用夾具
通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床附件提供給用戶。其特點(diǎn)是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。
2）專用夾具
專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計(jì)制造周期較長、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，夾具將由于無法再使用而報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。
3）通用可調(diào)夾具和成組夾具
其特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。
4）組合夾具
組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點(diǎn)是靈活多變，萬能性強(qiáng)，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。
5）隨行夾具
隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位，進(jìn)行不同工序的加工。
（2）按使用的機(jī)床分類
由于各類機(jī)床自身工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求。按所使用的機(jī)床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等。
（3）按夾緊動力源分類
根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。
夾具的作用：1．縮短輔助時(shí)間，提高勞動生產(chǎn)率
夾具的使用一般包括兩個(gè)過程：其一是夾具本身在機(jī)床上的安裝和調(diào)整，這個(gè)過程主要是依靠夾具自身的定向鍵、對刀塊來快速實(shí)現(xiàn)，或者通過找正、試切等方法來實(shí)現(xiàn)，但速度稍慢；其二是被加工工件在夾具中的安裝，這個(gè)過程由于采用了專用的定位裝置(如V形塊等)，因此能迅速實(shí)現(xiàn)。
2．確保并穩(wěn)定加I精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量
加工過程中，工件與刀具的相對位置容易得到保證，并且不受各種主觀因素的影響，因而工件的加工精度穩(wěn)定可靠。
3．降低對操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動強(qiáng)
由于多數(shù)專用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實(shí)現(xiàn)對工件的夾緊，這在很大程度上減少了工人找正和調(diào)整工件的時(shí)間與難度，或者根本不需要找正和調(diào)整，所以，這些專用夾具的使用降低了對工人的技術(shù)要求并減輕了工人的勞動強(qiáng)度。
按夾緊的動力源可分為：手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。
工件的裝夾方法
工件裝夾的方法有兩種：
將工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺或花盤上
將工件裝夾在家具上
采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時(shí)，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時(shí)，都采用夾具裝夾工件。
采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點(diǎn)：
a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量
b、縮短輔助時(shí)間，提高勞動生產(chǎn)率
c、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”
d、改善工人的勞動條件，降低生產(chǎn)成本
本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。
2.5 定位、夾緊方案的選擇
由零件圖可知：在對加工軸承孔夾具設(shè)計(jì)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，底面孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)加工。因此，定位、夾緊方案有：
選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強(qiáng)的移動壓板來夾緊。
為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即底平面。
2.6 切削力及夾緊力的計(jì)算
鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀）
刀具的幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[5]查表可得：
圓周切削分力公式：
式中
查[5]表得： 查[5]表 取
由表可得參數(shù)：
即：
同理：徑向切削分力公式 ：
式中參數(shù)：
即：
軸向切削分力公式 ：
式中參數(shù)：
即：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得：
所以有：
該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表 可得：
所以
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
夾緊力的確定
夾緊力方向的確定
夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。
夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。
(1) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇
a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。
c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。
(3)夾緊力大小的估算
理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計(jì)算出。但實(shí)際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問題，只能進(jìn)行粗略的估算。
估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。
估算的步驟：
a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。
b.實(shí)際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。
c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。
夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2]
夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。
僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。
夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。
一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。
考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動夾緊。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時(shí)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。
典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：
（1）結(jié)構(gòu)簡單；
（2）擴(kuò)力比大；
（3）自瑣性能好；
（4）行程不受限制；
（5）夾緊動作慢。
夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。
工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實(shí)現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對稱中心在規(guī)定位置上。
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計(jì)算易得：
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
2.7 誤差分析與計(jì)算
該夾具以一面兩銷定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴ 兩定位銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
2.8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
第3章 銑面夾具設(shè)計(jì)
3.1 機(jī)床夾具概述
在對工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工的要求，首先要使工件相對道具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過程中不因外力的影響而變動。因此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝夾好。
機(jī)床夾具的組成
1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。
2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作用時(shí)不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。
3、對刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。
X、連接原件 其作用是確定夾具在機(jī)床上的正確位置。
5、夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。
6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準(zhǔn)確定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。
以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)組成部分。
機(jī)床的分類
機(jī)床夾具種類繁多，可以從不同的角度對機(jī)床夾具進(jìn)行分類。
按夾具的使用特點(diǎn)可分為：通用夾具，專用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具，
拼裝夾具。
按使用機(jī)床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機(jī)床夾具，數(shù)控機(jī)床夾具，自動機(jī)床夾具，自動線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具。
按夾緊的動力源可分為：手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。
工件的裝夾方法
工件裝夾的方法有兩種：
將工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺或花盤上
將工件裝夾在家具上
采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時(shí)，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時(shí)，都采用夾具裝夾工件。
采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點(diǎn)：
a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量
b、縮短輔助時(shí)間，提高勞動生產(chǎn)率
c、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”
d、改善工人的勞動條件，降低生產(chǎn)成本
工件在夾具中的定位
（1）工件的定位的基本原理
1. 六點(diǎn)定則
用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，稱為“六點(diǎn)定位原則”，簡稱“六點(diǎn)定則”。
六點(diǎn)定則是工件定位的基本法則，用于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，起支承點(diǎn)作用的是一定形狀的幾何體，這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。
2. 限制工件自由度與加工要求的關(guān)系
工件定位時(shí)，影響加工要求的自由度必須限制；不影響加工要求的自由度，有時(shí)要限制，有時(shí)可不限制，視具體情況而定。習(xí)慣上，工件的六個(gè)自由度都限制了的定位稱為完全定位，工件限制的自由度少于六個(gè)，但能保證加工要求的定位稱為不完全定位。
在工件定位時(shí)，以下情況允許不完全定位：
a． 加工通孔或通槽時(shí)，沿貫通軸的位置自由度可不限制。
b． 毛坯（本工序加工前）是軸對稱時(shí)，繞對稱軸的角度自由度可不限制。
c． 加工貫通的平面時(shí)，除可不限制沿兩個(gè)貫通軸的位置自由度外，還可不限制繞垂直加工面的軸的角度自由度。
3.2研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來粗、精銑底面，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。
3.3定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知：在對進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，進(jìn)行了粗、精加工。因此，為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。
3.3 切削力及夾緊分析計(jì)算
刀具：面銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：
有：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
夾緊力的確定
夾緊力方向的確定
夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。
夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。
(2) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇
a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。
c. 夾