1、畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE PAGE 34第1章 緒論1.1課題背景隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段?！肮び破涫拢叵壤淦??！惫ぞ呤侨祟愇拿鬟M(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足

2、的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。零件的加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理

3、論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。1.2 夾具的發(fā)展史夾具在其發(fā)展的200多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機(jī)，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機(jī)床工件工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點(diǎn)是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動(dòng)化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動(dòng)化

4、和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機(jī)床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個(gè)階段，這一階段，夾具的主要特點(diǎn)是高精度，高適應(yīng)性?？梢灶A(yù)見，夾具在不一個(gè)階段的主要發(fā)展趨勢(shì)將是逐步提高智能化水平。1.3 小結(jié)一項(xiàng)優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計(jì)的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計(jì)，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%80%。生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，對(duì)夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度，絲毫也不

5、壓于對(duì)機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)過程中對(duì)夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。第2章 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)及確定生產(chǎn)類型如下圖（一）中所示的零件是空氣壓縮機(jī)箱的箱體零件，假設(shè)該產(chǎn)品的年產(chǎn)量為5000件，現(xiàn)在已知該零件為輕型機(jī)械，根據(jù)生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，可以確定其屬大批生產(chǎn)。圖一第3章 審查零件圖樣的工藝性箱體零件的圖樣視圖對(duì)應(yīng)正確，完整、尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。由于箱體屬于安裝支撐件，各處需要精密加工，故其各個(gè)面的尺寸精度和形位公差和表面的光潔度等要求很高，給加工帶來了一定的難度，

6、但是零件的結(jié)構(gòu)還是屬于比較簡(jiǎn)單的，加工也不是很復(fù)雜。第4章 選擇毛坯制作方式箱體類零件是常用支撐零件之一，他要求高的機(jī)械強(qiáng)度，耐磨性以及高精度。該零件的材料是HT200，外形輪廓的尺寸不大，形狀也不太復(fù)雜，又本零件屬于大批大量的生產(chǎn)，故考慮采用金屬模鑄造成型，精鑄毛坯。毛坯尺寸通過確定加工余量最后決定。第5章 工藝過程設(shè)計(jì) 支撐類零件的主要表面是支撐平面和孔面，其主要的技術(shù)要求如下：1、孔的技術(shù)要求 孔是零件起支撐和導(dǎo)向作用的最主要的面?？椎闹睆匠叽缇纫话銥镮T7,精密孔類取IT6；孔的形狀精度公差控制在孔徑公差以內(nèi)，一些精密套筒控制在孔徑公差的1/2或者1/3。對(duì)于長(zhǎng)的套筒，除了圓度要求以

7、外，還應(yīng)有圓柱度的要求。為了保證零件的提高耐磨性，孔的表面粗糙度Ra的值為2.5-0.16m，要求高的表面粗糙度Ra的值可達(dá)0.04m；2、支撐平面的技術(shù)要求 平面是箱體的支撐面，常常采用過盈配合或者過渡配合與箱體或者機(jī)架上的孔相連。平面精度通常取IT6-IT7形狀精度控制在外徑公差以內(nèi)，表面粗糙度的值常取5-0. 63；3、臺(tái)階孔之間的軸線的同軸度的要求 當(dāng)孔的最終加工方法是通過將套筒裝入機(jī)座后合件進(jìn)行加工的，其套筒內(nèi)外圓間的同軸度要求可以低些；若最終的加工在裝入機(jī)座前完成，則同軸度要求較高，一般為0.01-0.05m. 4、孔軸線與端面的同軸度的要求： 箱體的端面若在工作中承受軸向載荷，或

8、者雖然不承受但在裝配時(shí)，端面與孔軸線的垂直度要求較高，一般為0.01-0.05m。51 定位基準(zhǔn)的選擇本零件屬于箱體類零件，其主要加工表面為內(nèi)孔和外表面，因此孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（亦是裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)），為了避免基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選擇孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。具體而言就是選擇孔以及大的安裝平面為精基準(zhǔn)。由于本箱體中四處平面皆有連接面，所以都要加工，而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)該首先保證加工精度，因此選擇上下表面作為粗基準(zhǔn)。52 零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有外連接平面、內(nèi)孔、及連接光孔、連接用螺紋孔。參考手冊(cè)和相關(guān)資料，其加工方法選擇如下：1） 80J7孔 公差為（-0.0120.

9、018）表面光潔度為1.6需粗鏜、半精鏜和精鏜。2） 72J7孔 公差為（-0.0120.018）表面光潔度為1.6需粗鏜、半精鏜和精鏜。3） 92H7孔 公差為（00.035）表面光潔度為1.6需粗鏜、半精鏜和精鏜。4） 62J7孔 公差為（-0.0120.018）表面光潔度為1.6需粗鏜、半精鏜和精鏜。5） 72J7孔 公差為（-0.0120.018）表面光潔度為1.6需粗鏜、半精鏜和精鏜。6） 2-30H7孔 公差為（00.021）表面光潔度為1.6需粗鏜、半精鏜和精鏜。7） 2-22H7孔 公差為（00.021）表面光潔度為1.6需粗鏜、半精鏜和精鏜。8） 4-13孔 表面光潔度為12

10、.5,通孔，锪平26深4。9） 2-M16孔 通孔，保證相應(yīng)的位置度。10） C 面5-M10孔 通孔，保證相應(yīng)的位置度。11） D 面7-M10孔 紋深16，孔深22，保證相應(yīng)的位置度。12） B 面8-M10孔 紋深18，孔深24，保證相應(yīng)的位置度。13） M10孔 通孔，保證相應(yīng)的位置度。14） G1/4 G1/8孔 通孔，保證相應(yīng)的位置度。53 制定工藝路線 按照先加工基準(zhǔn)面后加工基準(zhǔn)孔的先面后孔和先粗后精的原則，該零件可按下述工藝路線進(jìn)行加工：工序 1 以粗孔70定位，和一端大平面定位，粗銑連接底面，及半精銑、精銑底面至光潔度6.3，厚度尺寸17工序 2 以粗孔70定位，和已加工連接

11、底面定位，加工上連接表面，光潔度6.3，尺寸保證高度230 工序 3 以兩加工的下連接平面定位，上連接平面夾緊，加工側(cè)面C。 工序 4 以兩加工的下連接平面定位，上連接平面夾緊，加工側(cè)面D。 工序 5 鉆孔4-13通孔，并锪平26深4 工序 6 以上表面夾緊，下表面定位 1）、鏜孔80H7公差為（-0.0120.018）表面光潔度為1.6 2）、鏜孔90H7公差為（-0.0120.018）表面光潔度為1.6 3）、鏜孔72H7公差為（-0.0120.018）表面光潔度為1.6 工序 7 以上表面夾緊，下表面及已加工的中心孔定位加工 1）、鏜孔62H7公差為（-0.0120.018）表面光潔度為

12、1.6 2）、鏜孔42公差為（-0.0120.018）表面光潔度為1.6 3）、鏜孔72H7公差為（-0.0120.018）表面光潔度為1.6 工序 8 以上表面夾緊，下表面及已加工的中心孔定位1）、加工2-30H7 表面光潔度為1.6 2）、加工2-22H7 表面光潔度為1.6工序 9 以上表面夾緊，下表面及已加工的中心孔定位1）、鉆孔5-8 表面光潔度為12.5，2-13 2）、攻絲5-M10,2-M16工序 10 以上表面夾緊，下表面及已加工的中心孔定位1）、鉆孔7-8 表面光潔度為12.5， 2）、攻絲7-M10,工序 11 下表面及已加工的中心孔定位1)、鉆孔8-8 表面光潔度為12

13、.5， 2）、攻絲8-M10,工序 12 以上表面夾緊，下表面定位。1)、鉆孔并攻絲G1/4，G1/8。工序 13 去毛刺，終檢工序 14 入庫。第6章 確定機(jī)械加工余量和毛坯尺寸6.1 確定機(jī)械加工余量 隨著冶金工業(yè)的成熟，鑄造技術(shù)和工藝也在不斷的進(jìn)步，現(xiàn)在金屬模精鑄的形狀及尺寸的精度和表面的光潔度越來越高。本零件因?yàn)槊鞯木痊F(xiàn)在已經(jīng)很高，1）、故在高度方向上，精加工的余量留0.2，半精加工的余量我們留0.5，粗加工的余量留2.7，則可計(jì)算的出下連接面的尺寸為170.20.52.7=20；2）上連接面留余量5以用來保證高度尺寸；3）、孔加工余量單邊留5，4）、寬度方向無加工面，故不再留加工

14、余量一次鑄出即可。根據(jù)以上尺寸的推算，我們即可求出零件的毛坯圖第7章 工序設(shè)計(jì)選擇加工設(shè)備和工藝裝備7.1.1選擇機(jī)床本零件的主要加工方式為鏜和銑、鉆；其中粗鏜和半精鏜中的工序和工步較多，但是比較集中，考慮成批的加工過程中不要求很高的生產(chǎn)率，故選用金剛鏜床就能滿足要求。因?yàn)楸玖慵耐庑纬叽绮淮螅纫笠喾翘馗?，選用常用的T740K金剛鏜床即可。工序中的銑平面。由于加工的零件外廓尺寸不大，但是關(guān)系到整個(gè)加工過程中的基準(zhǔn)位置的找正，這里選用X61W臥式萬能銑床。保證各面的平面度和個(gè)尺寸位置之間的精度。 工序中的鉆孔?？梢圆捎脤Ｓ玫姆侄葕A具在立式鉆床上加工?？蛇x擇Z518型立式鉆床。并且選擇機(jī)用的

15、絲錐進(jìn)行攻絲，以節(jié)約加工時(shí)間。7.1.2 選擇夾具本零件加工過程中，加工平面時(shí)使用本次設(shè)計(jì)的銑床夾具，可以準(zhǔn)確方便的進(jìn)行定位，精確的對(duì)零件進(jìn)行平面的加工。螺紋的加工可以在本次設(shè)計(jì)的鉆床夾具的使用中得到準(zhǔn)確的加工。大孔的加工使用鏜床的通用夾具，進(jìn)行定位夾緊，保證基準(zhǔn)的位置精確尺寸符合公差要求。7.1.3選擇刀具在鏜床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合金鏜刀。加工鋼質(zhì)零件采用硬質(zhì)合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15,精加工用YT30。 銑刀可選擇GB1129-85鑲齒套式面銑刀，刀盤直徑250。鉆孔可選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆，絲錐采用GB3464-83細(xì)柄機(jī)用絲錐。7.1.4選擇量具本零件屬于成批生

16、產(chǎn)。一般采用專用的量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器具的測(cè)量方法的極限誤差選擇。選擇時(shí)，采用其中的一種方法既可。 選擇各外圓面的量具 工序中半精車105h11達(dá)到圖紙要求，現(xiàn)在按計(jì)量器具的不確定度選擇該表面加工是所用量具，該尺寸公差T=0.22mm。按表查得，計(jì)量器具的不確定度允許值U1=0.016mm.查表知分度值0.02mm的游標(biāo)卡尺，其不確定度數(shù)值U=0.02mm, UU1,不能選用。必須UU1，故應(yīng)選擇分度值為0.01mm的外徑百分尺（U=0.006mm）選擇測(cè)量范圍為80-110mm，分度值為0.01mm的方可滿足要求。 按照上述的方法選擇本零件的

17、各外圓加工面的量具。選擇孔用量具 82孔經(jīng)過粗車、半精鏜、精鏜三次加工。粗車選擇50-125mm的內(nèi)徑百分尺（GB8177-87），半精鏜選擇50-125mm,測(cè)孔深度為型的一級(jí)內(nèi)經(jīng)百分表（JB1081-75）,精鏜選用三牙縮緊式圓柱賽規(guī)（GB6322-86）。選擇加工軸向尺寸所用量具 選擇如下工序尺寸公差量具610-0.2分度值為0.01mm ，測(cè)量范圍為40-80 mm的深度百分尺分度值為0.01mm ，測(cè)量范圍為0-50 mm的深度百分尺3.51143選擇加工端面槽的尺寸所用量具 選擇如下分度值為0.01mm ，測(cè)量范圍為0-500 mm的游標(biāo)卡尺72 確定工序尺寸各個(gè)工序尺寸的加工余量

18、和光潔度，如下表所示 加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面光潔度粗半精精粗半精精粗半精精下連接端面2.70.20.1-Ra25mRa12.5mRa6.3m上連接端面31.50.40.1232-0。30230.5-0。460230-0。460Ra25mRa12.5mRa6.3m左端連接面31.50.40.1333-0。20331.5-0。220331-0。460Ra12.5mRa6.3mRa3.2m右端連接面31.50.40.1328-0。20326.5-0。220326-0。460Ra12.5mRa6.3mRa3.2m底面連接孔1313Ra12.5m_80J7內(nèi)孔31.80.27679.68

19、0Ra6.3mRa3.2mRa1.6m92H7內(nèi)孔31.80.28891.690Ra6.3mRa3.2mRa1.6m加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面光潔度粗半精精粗半精精粗半精精72J7內(nèi)孔31.80.26871.672Ra6.3mRa3.2mRa1.6m62J7內(nèi)孔31.80.25861.662Ra6.3mRa3.2mRa1.6m42J7內(nèi)孔31.80.23841.642Ra6.3mRa3.2mRa1.6m72J7內(nèi)孔31.80.26871.672Ra6.3mRa3.2mRa1.6m22H7內(nèi)孔100.8.0.22021.622Ra6.3mRa3.2mRa1.6m30H7內(nèi)孔140.8

20、.0.22829.630Ra6.3mRa3.2mRa1.6m第8章 確定切削用量及基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間）切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量、切削速度三項(xiàng)。確定方法是先確定切削深度，進(jìn)給量再確定切削速度?，F(xiàn)在根據(jù)（第三版，艾興，肖詩綱編，1993年機(jī)械工業(yè)出版社出版）確定本零件的各工序的切削工時(shí)。工序1的切削用量和基本時(shí)間的確定8.1.1切削用量 本工序?yàn)榇昼M，已知材料為HT200，b為400MPa ,金屬模具精鑄成型，即機(jī)床為T740K型金剛鏜床，工件裝在三爪自定心卡盤中。確定鏜內(nèi)孔82的切削用量，所選擇的刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為鏜刀。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第一部分，由于T740K機(jī)床的中心高為2

21、00mm，故選擇刀桿尺寸BH=16mm25mm前角0=12后角0=6主偏角r=90，副偏角/r=10，刃傾角r=0， （1）、確定切削深度p由于單邊余量為0.5mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故， （2）、確定進(jìn)給量f,根據(jù)相關(guān)的資料查得：本件加工情況下f=0.6-1.2mm/r,按T740K機(jī)床的進(jìn)給量選擇f=0.65mm/r(3)、確定切削速度V 切削速度查表知：當(dāng) 硬質(zhì)合金鏜刀加工200-500MPa的鋼料時(shí)，P3mm,f0.75mm/r,切削速度V=109m/min,切削速度的修正系數(shù)為ksv=0.8, ktv=0.65, kKsv=0.81, kTv=1.15, kMv= kKv=1,故可

22、以計(jì)算得出V=52.8m/min,按T740K的機(jī)床的轉(zhuǎn)速表選擇n=460r/min,則可以計(jì)算實(shí)際的切削速度V= 116.9m/min,最后確定切削用量，p=0.5mm,f=0.65mm/r,n=460r/min切削速度V= 116.9m/min確定粗鏜72、92的切削用量 采用鏜孔的刀具加工這些表面。其切削用量等和加工內(nèi)孔82時(shí)一樣。即： p=0.5mm,f=0.65mm/r,n=460r/min切削速度V= 116.9m/min確定半精鏜孔82的切削用量所選擇的刀具是YT15硬質(zhì)合金直徑為20mm的圓形鏜刀。1）、確定切削深度mm2)、確定進(jìn)給量f查表可知，當(dāng)半精鏜鋼料，鏜刀直徑為20m

23、m，2mm，鏜刀伸出長(zhǎng)度為100mm時(shí)，f=0.15-0.3mm/r，按C620-1機(jī)床的進(jìn)給量，選擇f=0.20mm/r,3)、確定切削速度V切削速度的計(jì)算公式確定 式子中=291，m=0.2、=0.15、=0.2、T=60min, =0.90.80.65=0.468,則=78m/min,r/min按T740K機(jī)床上的轉(zhuǎn)速，選擇 基本時(shí)間的確定：確定粗鏜內(nèi)孔82的基本時(shí)間， T=18.4確定粗鏜外圓92的基本時(shí)間： T=18.4確定粗鏜72的時(shí)間： T=5.4計(jì)算樣例如上，其他工序基本工時(shí)計(jì)算見工藝卡。 第9章 工裝夾具設(shè)計(jì)9.1.夾具設(shè)計(jì)過程9.1.1 設(shè)計(jì)夾具的目的在機(jī)械制造的機(jī)械加工、

24、檢驗(yàn)、裝配、焊接和熱處理等冷、熱工藝過程中，使用著大量的夾具。所謂夾具就是一切用來固定加工對(duì)象，使之占有正確位置，接受施工或者檢測(cè)的裝置。在機(jī)械制造中采用大量的夾具，機(jī)床夾具就是夾具中的一種。它裝在機(jī)床上，使工件相對(duì)刀具與機(jī)床保持正確的相對(duì)位置，并能承受切削力的作用。機(jī)床夾具的作用主要有以下幾個(gè)方面：較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度，因?yàn)橛脢A具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)機(jī)床（刀具）的位置由夾具來保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、較穩(wěn)定地保證工件的加工精度；提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，因?yàn)椴捎脢A具后，工件不需要?jiǎng)澗€找正，裝夾也方便迅速，顯著地減少了輔助時(shí)間，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，因?yàn)槭褂?/p>

25、專用夾具可以改變機(jī)床的用途、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，例如，在在車床或搖臂轉(zhuǎn)床上安裝鏜模夾具后，就可以對(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工；改善勞動(dòng)條件、保證生產(chǎn)安全，因?yàn)槭褂脤Ｓ脵C(jī)床夾具可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，降低對(duì)工人操作技術(shù)水平的要求，保證安全。9.2 夾具的分類（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， 車床上的三爪卡盤和四爪卡盤、頂尖和雞心夾頭；銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。它們有很大的通用性，無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用于裝夾不同的工件。這類夾具一般已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。由專業(yè)工廠生產(chǎn)，作為機(jī)床附件供應(yīng)給用戶。（2）專用夾具專用夾具是指專為某一工件的

26、某道工序的加工而專門設(shè)計(jì)的夾具，具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便等優(yōu)點(diǎn)。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)和制造，適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。（3）組合夾具組合夾具是在機(jī)床夾具零部件標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，由一整套預(yù)先制造好的，具有各種不同形狀、不同規(guī)格尺寸的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件，按照組合化的原理，針對(duì)工件的加工要求組裝成各種專用夾具。夾具使用完畢后，可以拆卸，留待組裝新夾具時(shí)使用。組合夾具的應(yīng)用范圍十分廣泛。它最適合于品種多、產(chǎn)品變化快、新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)等場(chǎng)合，在批量生產(chǎn)中也可利用組合夾具代替臨時(shí)短缺的專用夾具，以滿足生產(chǎn)要求。用組合夾具元件可以組裝成各類機(jī)床夾具。數(shù)控機(jī)床和柔性制造單元的出現(xiàn)

27、，更加推動(dòng)了組合夾具技術(shù)的進(jìn)步，擴(kuò)大了組合夾具的應(yīng)用范圍。組合夾具具有以下特點(diǎn)：組合夾具元件可供多次使用，但其一旦組裝成某個(gè)夾具后，該夾具結(jié)構(gòu)仍屬專用性，只能一次使用。當(dāng)變換加工對(duì)象時(shí)，一般仍需全部拆開，重新組裝成新夾具結(jié)構(gòu)，以滿足新工件的加工要求。和專用夾具不一樣，組合夾具的最終精度，是靠各組成元件的精度，直接組合來保證的，不允許進(jìn)行任何補(bǔ)充加工，否則無法保證元件的互換性。由于組合夾具是由各標(biāo)準(zhǔn)元件組合起來的，因此剛性較差，尤其是元件連接的結(jié)合面接觸剛度，對(duì)加工精度影響較大。一般組合夾具的外形尺寸較大，不及專用夾具那樣緊湊。這種夾具不受生產(chǎn)類型的限制，可以隨時(shí)組裝，以應(yīng)生產(chǎn)之急。（4）拼裝夾

28、具 拼裝夾具是指按某一工件的某道工序的加工要求，由標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的夾具元件，直接按專用夾具的裝配方法（銷釘定位、螺栓緊固）裝配成的專用夾具。采用拼裝夾具大大縮短了專用夾具的設(shè)計(jì)與制造周期，而且當(dāng)產(chǎn)品改型時(shí)原來夾具的大部分元件仍可拆下重新使用，適用于多品種、小批量生產(chǎn)中。（5）通用可調(diào)夾具 通用可調(diào)夾具是指根據(jù)不同尺寸或種類的工件，調(diào)整或更換個(gè)別定位元件或夾緊元件而形成的專用夾具。加工對(duì)象不很確定，通用范圍較大，適用于多品種、小批量生產(chǎn)中。（6）成組夾具成組夾具是指專為加工成組工藝中某一組零件而設(shè)計(jì)的可調(diào)夾具。加工對(duì)象明確，只需調(diào)整或更換個(gè)別定位元件或夾緊元件便可使用，調(diào)整范圍只限于本零件組被的

29、工件，適用于成組加工。通用可調(diào)夾具和成組夾具都是一種比較先進(jìn)的、繼承性好的新型夾具。采用這兩種夾具可大大減少專用夾具數(shù)量，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，并可有效地促進(jìn)并實(shí)現(xiàn)機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。通用可調(diào)夾具與成組夾具的區(qū)別在于：前者的加工對(duì)象不很確定，其更換調(diào)整部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往具有較大的適應(yīng)性，通用范圍大；而成組夾具則是為成組加工工藝中一組零件而專門設(shè)計(jì)的，加工對(duì)象十分明確，可調(diào)范圍也只限于本組內(nèi)的零件，因此后者亦稱為專用可調(diào)夾具。9.3 專用夾具的組成（1）定位裝置這種裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置，即通過它使工件加工時(shí)相對(duì)于刀具

30、及切削成形運(yùn)動(dòng)處于正確的位置，如支撐釘、支撐板、V形塊、定位銷等。（2）夾緊裝置它的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時(shí)所占據(jù)的位置在加工過程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用而產(chǎn)生位移，同時(shí)防止或減小振動(dòng)。它通常是一種機(jī)構(gòu)，包括夾緊元件（如夾爪、壓板等），增力及傳動(dòng)裝置（如杠桿、螺紋傳動(dòng)副、斜楔、凸輪等）以及動(dòng)力裝置（如氣缸、油缸）等。（3）對(duì)刀引導(dǎo)裝置它的作用是確定夾具相對(duì)于刀具的位置，或引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工，如對(duì)刀塊、鉆套、鏜套等。（4）其他元件及裝置如定向件、操作件以及根據(jù)夾具特殊功用需要設(shè)置的一些裝置，如分度裝置、工件頂出裝置、上下料裝置等。（5）夾具體用于連接夾具各元件及裝置，

31、使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件，并與機(jī)床有關(guān)部位連接，以確定夾具相對(duì)于機(jī)床的位置。9.4 典型的定位元件工件以平面定位：工件以平面作為定位基面，是最常見的定位方式之一。如箱體、床身、機(jī)座、支架等類零件的加工中，較多采用了平面定位。工件以平面定位時(shí)常用的定位元件如下所述。A主要支承：它主要用來限制工件的自由度，起定位作用。1） 固定支承，有支承釘和支承板兩種形式，在使用過程中他們都是固定不動(dòng)的。當(dāng)工件以粗糙不平的粗基準(zhǔn)定位時(shí)，采用球頭支承釘。齒紋頭支承釘用在工件的側(cè)面，它能增大摩擦因數(shù)，防止工件滑動(dòng)。當(dāng)工件以加工過的平面定位時(shí)，可采用平頭支承釘或支承板。為保證各固定支承的定位表面嚴(yán)格共面，裝配后，需將

32、其工作表面一次磨平。支承釘與夾具體孔的配合采用H7/ r6或H7/n6,當(dāng)支承需要經(jīng)常更換時(shí)，應(yīng)加襯套。襯套外徑與夾具體孔的配合一般采用H7/n6或者H7/r6，襯套內(nèi)徑與支承釘?shù)呐浜线x用H7/s6。可調(diào)支承，是指支承釘?shù)母叨瓤梢哉{(diào)節(jié)。調(diào)整時(shí)要先松后調(diào)，調(diào)好后用防松螺母鎖緊?？烧{(diào)支承主要用于工件以粗基準(zhǔn)面定位、或者定位基面的形狀復(fù)雜（如成型面、臺(tái)階面等），以及各批毛坯的尺寸、形狀變化較大時(shí)的情況。可調(diào)支承在一批工件加工前調(diào)整一次。在同一批工件加工中，它的作用同固定支承相同。自位支承（浮動(dòng)支承） 在工件定位過程中，它能自動(dòng)地調(diào)整位置，其特點(diǎn)是：支承點(diǎn)的位置能隨著工件定位基面的不同而自動(dòng)調(diào)節(jié)，定位

33、基面壓下其中一點(diǎn)，其余點(diǎn)便上升，甚至各點(diǎn)都與工件接觸。接觸點(diǎn)數(shù)的增加，提高了工件的裝夾剛度和穩(wěn)定性，但其作用仍相當(dāng)于一個(gè)固定支承，只限制工件一個(gè)自由度。B 輔助支承輔助支承用來提高工件的剛度和穩(wěn)定性，不起定位作用。輔助支承的工作特點(diǎn)是：待工件定位夾緊后，再調(diào)整支承釘?shù)母叨?，使其與工件的有關(guān)表面接觸并鎖緊。每安裝一個(gè)工件就調(diào)整一次輔助支承。另外，輔助支承還可以起預(yù)定位的作用。常見的輔助支承有：螺旋式輔助支承、自位式輔助支承和推引式輔助支承。工件以圓孔定位：工件以圓孔表面作為定位基面時(shí)，常用以下定位元件：圓柱銷（定位銷）當(dāng)工件孔徑較小時(shí)（D=3-10mm），為增加定位銷剛度，避免銷子因受撞擊而折斷

34、，或熱處理時(shí)淬裂，通常把根部倒成圓角。這時(shí)夾具體上應(yīng)有沉孔，使定位銷的圓角部分沉入孔內(nèi)而不會(huì)妨礙定位。大批大量生產(chǎn)時(shí)，可以采用帶襯套的結(jié)構(gòu)形式。為了便于工件裝入，定位銷的頭部應(yīng)有15度的倒角。定位銷的工作部分直徑可按g5、g6、f6、f7制造，定位銷和夾具體的配合可用H7/r6、H7/n6，襯套與夾具體選用過渡配合H7/n6，其內(nèi)徑和定位銷為間隙配合H7/h6、H7/h5。 2） 圓柱心軸其定位部分直徑按h6、g6或f6制造，裝卸工件方便，但定心精度不高。為了減少因配合間隙而造成的工件的傾斜，工件常以孔和端面聯(lián)合定位，因而要求工件定位孔和端面有較高的垂直度，最好能在一次裝夾中加工出來。使用開口

35、墊圈可實(shí)現(xiàn)快速裝卸工件，開口墊圈的兩端面應(yīng)互相平行。當(dāng)工件內(nèi)孔和端面垂直度誤差很大時(shí)，因采用球面墊圈。3） 圓錐銷 限制了X、Y、Z三個(gè)自由度。4） 圓錐心軸（小錐度心軸）這種定位方式的定心精度較高，不用另設(shè)夾緊裝置，但工件的軸向定位誤差較大，傳遞的扭矩較小，適用于工件定位孔不低于IT7的精車和磨削加工，不能加工端面。工件以外圓柱面定位：工件以外圓柱面定位時(shí)，常用以下元件：V形塊 它有固定式和活動(dòng)式兩種。固定式V形塊在夾具體上的裝配，一般用兩個(gè)定位銷和2-4個(gè)螺釘連接，活動(dòng)式V形塊除限制工件一個(gè)移動(dòng)自由度外，還兼有夾緊作用。它定位最大的優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)中性好，它可使一批工件的定位基準(zhǔn)軸線對(duì)中在V形塊

36、兩斜面的對(duì)稱平面上，而不受定位基準(zhǔn)直徑誤差的影響。V形塊定位的另一個(gè)特點(diǎn)是無論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過加工，是完整的圓柱面還是局部圓弧面，都可采用V形塊定位。因此，V形塊是用得最多的定位元件。定位套 它用來限制沿軸向的自由度，常與端面聯(lián)合定位。用端面作為主要定位面時(shí)，應(yīng)控制套的長(zhǎng)度，以免夾緊時(shí)工件產(chǎn)生不允許的變形。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，但定心精度不高，一般適用于精基準(zhǔn)定位。半圓套 這種定位方式主要用于大型軸類零件及不便于軸向裝夾的零件。定位基面的精度不低于IT8-IT9，半圓的最小內(nèi)徑取工件定位基面的最大直徑。9.5 夾具中的夾緊機(jī)構(gòu)夾具中的夾緊裝置一般由動(dòng)力源和夾緊機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分組成。動(dòng)力源是產(chǎn)生原始

37、作用力的部分，如用人的體力對(duì)工件進(jìn)行夾緊，稱為手動(dòng)夾緊；若采用氣動(dòng)，液動(dòng)，電動(dòng)以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)等動(dòng)力裝置來代替人力進(jìn)行夾緊，則稱為機(jī)動(dòng)夾緊。夾緊機(jī)構(gòu)是接受和傳遞原始作用力，使其變?yōu)閵A緊力并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分，包括中間傳遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。中間傳遞力機(jī)構(gòu)把來自人力或者動(dòng)力裝置的力傳給夾緊元件，再由夾緊元件直接與工件受壓面接觸，最終完成夾緊任務(wù)。在夾緊的組成中可以看出，不論采用任何動(dòng)力源（手動(dòng)或者機(jī)動(dòng)），外加的原始作用力要轉(zhuǎn)化為夾緊力，都必須通過夾緊機(jī)構(gòu)。夾具中常用的夾緊機(jī)構(gòu)有斜碶夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)、鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)、定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)以及聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)等。（1）斜碶夾緊機(jī)構(gòu)：斜碶夾緊機(jī)

38、構(gòu)是夾緊機(jī)構(gòu)中最基本的形式之一，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)，定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)等均是斜碶夾緊機(jī)構(gòu)的變形，由于手動(dòng)的斜碶夾緊機(jī)構(gòu)在夾緊工件時(shí)既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，效率很低，故實(shí)際上多在機(jī)動(dòng)夾緊裝置中采用。（2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)：利用螺桿直接夾緊工件，或者與其他元件組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件，是應(yīng)用較廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)，由于螺旋夾緊機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，夾緊可靠，擴(kuò)力比較大和夾緊行程不受限制等特點(diǎn)，所以在手動(dòng)夾緊裝置中被廣泛使用，在夾具中除采用螺桿直接夾緊工件外，經(jīng)常采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)。（3）圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)：由于偏心圓的夾緊力小，自鎖性能又不是很好，故只使用于切削負(fù)荷不大而且無很大震動(dòng)的場(chǎng)合，為滿足自鎖

39、條件，其夾緊行程也相應(yīng)受到限制，用與夾緊行程較小的場(chǎng)合。（4）鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)：因鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，擴(kuò)力比較大，適用于多點(diǎn)或多件夾緊，在氣動(dòng)或者液動(dòng)夾具中廣泛應(yīng)用。（5）定心、對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)：定心，對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)是一種特殊的夾緊機(jī)構(gòu)，工件在其上同時(shí)實(shí)現(xiàn)定位和夾緊。（6）聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)：工件裝夾所使用的夾具，有的需要同時(shí)有幾個(gè)點(diǎn)對(duì)工作的工件進(jìn)行夾緊，而有的則需要同時(shí)夾緊幾個(gè)工件，為了提高效率，減少裝夾時(shí)間，可采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。 9.6 夾具的發(fā)展趨勢(shì)夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。

40、1） 高精度隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對(duì)夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)5m，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler(戴美樂)公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5m以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)5m；瑞士EROWA柔性夾具的重復(fù)定位精度高達(dá)25m。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。2） 高效為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用12秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國(guó)Jergens(杰金斯)公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性