【正文】 品更新?lián)Q代的周期越來越短，多品種、小批量生產的比例在提高。這樣，傳統(tǒng)的生產技術準備工作，很不適應新的生產特點。為了適應機械工業(yè)又好又快發(fā)展的需要，機床夾具的設計與制造技術 也必須 與時俱進，要求企業(yè)的高級技能人才能不斷設計出 構思合理、結構準確、工藝精良的夾具。 所以，在大學畢業(yè)之前，選擇簡單的夾具設計，希望 通過此次設計，在過程中希望得到以下訓練： （ 1）運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個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，保證零件的加工質量。 （ 2）提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。 （ 3）學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練 的運用。 （ 4）熟悉零件的工藝制定，和有關計算 。 畢業(yè)設計是在學完 大學的全部課 程之后進行 的， 畢業(yè)設計對 所學各課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此 ，畢業(yè)設計是大學至關重要的一環(huán) 。 本設計 就 CA10B 解放牌汽車的 前調整臂的外殼的工藝規(guī)程及其加工過程中的專用夾具進行設計， 由于 作者的 能力有限，設計 難免存在 不足 和錯誤 ，懇請各位老師給予指教 ，在此致謝 ！ 2 第二章 概述 在機床制造企業(yè)生產中，機械加工、檢驗、焊接、熱處理和裝配等冷熱加工工藝，都使用著大量的 夾具，用以安裝對象，使之占有正 確的加工位置。夾具在保證加工質量，改善勞動條件，提高勞動生產率和降低成本等方面有著極其明顯的經濟效益。因此，夾具是企業(yè)生產中的一種重要的工藝裝備。 夾具夾緊裝置及夾具體的基本要求 為了確保工件的加工質量和提高生產率，對夾緊裝置提出“正、牢、簡、快”的基本要求，如下 1）“正 ”就是在夾緊過程中應保持工件原有的正確定位。 2）“牢”就是夾緊力要可靠、適當，既要把工件壓緊夾牢，保證工件不位移、不抖動；又不因為夾緊力過大而使工件表面損傷或變形。 3）“簡”就是結構簡單、工藝性能好、容易制造。只有在生產批量較大 的時候，才考慮相應增加夾具夾緊機構的復雜程度和自動化程度。 4）“快”就是夾緊機構的操作應安全、迅速、方便、省力。 設計夾緊裝置時，首先要合理選擇夾緊力的方向，再確定其著力點和大小，并確定夾緊力的傳遞方式和相應的機構，最后選用或設計夾緊裝置的具體結構，來保證實現(xiàn)上述基本要求。 對于夾具體的基本要求，如下： 1）應有足夠的強度和剛度 2）力求結構簡單，裝卸工件方便 3）要有良好的結構工藝性和實用性 4）結構尺寸大小適當且穩(wěn)定 5）排除切削問題要解決 6）夾具在機床上安裝要穩(wěn)定、安全 機床夾具功用 機床夾具的主要功能如下： 3 1）保證加工質量 使用機床夾具的首要任務是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工面與定位面之間以及被加工表面相互之間的位置精度。 2）提高生產率，降低生產成本 使用夾具后可減少劃線、找正等輔助時間，且容易實現(xiàn)多件、多工位加工。 3）擴大機床工藝范圍 在機床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴大機床的工藝范圍。 4）減輕工人的勞動強度，保證生產安全 采用專用夾具裝卸工件顯然比不用夾具方便、省力、安全、迅速。 機床夾具在機械加工中的作用 在機床上應 用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 機床夾具的主要功能是裝夾工件，使工件裝夾中的定位和夾緊。 1）、定位 確定工件在夾具中占有正確的位置的過程，定位是通過工件定位基準而與夾具定位元件的定位面接觸成配合實現(xiàn)的 ， 正定位可以保證加工面的尺寸和位置的精度要求。 2） .夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變 的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用若不將其固定，則工件會松動、脫離，因此夾緊為工件提高了安全和可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床 夾具的特殊功能主要是對刀與導向。 1） .對刀 調整刀具切削相對工件或夾具的正確位置如銑床夾具中的 對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 2） .導向 如銑床夾具中的鉆模板與鉆套，能迅速的確 定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削， 4 導向元件制成模板形成故鉆床夾具常 稱為鉆模、鏜床夾具（鏜模）也是具有導向的功能的。 機床夾具組成 一、 機床夾具的基本組成部分 雖然各類機床夾具的結構有所不同但按主要功能加以分析。機床夾具的基本組成部分是定位元件，夾緊裝置和夾具體三個部分，這也好似夾具體的主要內容。 定位元件是夾具的主要功能元件之一 ，通常當工件定位基準面的形狀確定后，定位元件的結構也就確定了。 ，一般鉸鏈壓板、螺釘、夾緊裝置等。 通常夾具作為鑄件的結構、鍛件結構、焊接結構，形狀有回轉體形和底座等多種定位元件，夾緊裝置等分布在夾具體不同的位置上。 二、夾具的其他組成部分 為滿足夾具的其他功能要求，各種夾具好要設計其他的元件的 裝置。 根據機床的工作特點，夾具在機床上的安裝。 連接常有的兩種方式：一種是安裝在機床工作臺上，另一種是安裝在機床主軸上， 連接元件用于確定夾具本身在機床上的位置。 對刀裝置常見在銑床夾具中，用以對刀塊 調銑刀對刀前的位置，對刀時，銑刀不能與對刀塊直接相連，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀塊工作表面。 導向裝置鉆模板、鉆套、鏜模的鏜模支架。鏜套，它們能確定刀具的位置，并引導刀具進行切削。 根據加工的需要，有些夾具分別采用分度裝夾，例如靠模裝置上下料加工工藝機器人等。 5 機床夾具的分類 這是一種基本的分類方法，主要反應夾具在不同生產類型中的通用特性 ，故也是選擇夾具主要依據。目前，我國常用的夾具有通用夾具、專用夾具和自動化生產夾具等五大類。 1） .通用夾具 通用夾具是指結構、尺寸已規(guī)格化，具有一定通用性的夾具、如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。其特點是使用性強，不需調整或稍加調整就可以裝夾一定形狀和尺寸范圍內的各種工件，這類夾具以商品化，且成為機床附件，采用這種夾具可減少生產周期，減少夾具品種從而降低生產成本，其缺點是夾具的精度不高，生產效率也較低，且較難裝夾形狀復雜的工件，故使用與單件小批量生產中。 2） .專用夾具 專用夾具是針對一個工序的要求而專門設計和制造夾具，其特點是針對性極強，沒有通用性，在產品相對穩(wěn)定批量較大的生產中，常用各種專用夾具，可獲得較長，隨著現(xiàn)代多品種中小批量的發(fā)展專用夾具在專用性和經濟性等方面已多生許多問題。 3） .可調夾具 可調夾具是針對通用夾具專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的異類新型夾具對不同類型和尺寸的工件，只需調整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又稱為通用可調夾具和成組夾具兩種，前者的通用范圍比通用夾具更大，后者則是一種可調夾具，它按成組原理設計 并能加工一組相似零件，故在多品種中，中小批生產中上午有較好的經濟效應。 4） .組合夾具 組合夾具是一種模塊化的夾具，標準的模塊元件有較高的精度和耐磨性，可組裝成各種夾具 ，夾具用完后元件 既可拆除， 又可 留用組裝新的夾具，由于使用組合夾具可縮短生產準備周期，元件能重復多次使用，并且有可減少專用 夾具 數量的優(yōu)點，因此、組合夾具在單件中小批多品種生產和數控加工中，是一種較經濟的夾具，組合夾具也已商品化。 5） .自動化生產專用夾具 6 自動化生產專用夾具主要分為線夾具和數控機床專用夾具兩大類，自動線夾具有兩種：一種是固定完成 夾具，一種是隨行夾具，數控機床夾具還包括加工中心夾具和柔性制造系統(tǒng)專用夾具，隨著制造的現(xiàn)代化，在企業(yè)中數控機床的夾具比例正在增加，得以滿足數控機床的加工要求，數控幾傳呼的典型結構是平裝夾具，它是利用標準的模塊組裝的夾具。 這是專用夾具設計使用的分類方法，如車床、銑床、刨床、鉆床、數控車床等夾具。設計專用夾具時機床的類別、組別、型別主要參數均以確定。它們不同點是機床切削成型運動不同、故夾具與機床的連接方式不同它們的加工精度要求也各不相同。 機床夾具的設計要求 設計夾具時必須使工 件的加工質量、生產效率、勞動條件和經濟效益等四方面達到辯證的統(tǒng)一。其中能穩(wěn)定地保證加工質量是最基本的要求。為了提高生產率，夾具采用先進的結構和機械傳動裝置以及 快速高效的夾緊裝置，以縮短輔助時間，這往往會增加夾具的制造成本，但當工件的批量增加到一定規(guī)模時，因為單件的工時下降所獲得的經濟效益將得到補償，從而降低工件的制造成本。因此所設計的夾具其復雜程度和工作效率必須與生產規(guī)模相適應，才能獲得良好的經濟效果。 但是，任何技術措施都會遇到某些特殊情況，故對以上四方面有時候也很側重。例如對于位置精度要求很高的工件加工 ，往往著眼于滿足加工精度要求；對于精度要求不高的而生產批量較大的工件，則需要著重考慮提高夾具的工效。 總之，設計夾具時應該滿足以下幾個基本要求： 1） .保證工件的加工精度 即在機械加工工藝系統(tǒng)中，夾具在滿足以下三個 要 求： 工件在夾具中的定位，夾具在機床上的位置，刀具的正確位置。 2） .保證工人的造作安全； 3） .達到加工的造作生產率要求 4） .滿足夾具一定的使用壽命和經濟效應 現(xiàn)代 機床 夾具的發(fā)展發(fā)向 由于市場需求的變化多端以及機電產品的競爭日益激烈，產品更新?lián)Q代的周期 7 短，多品種、中小批量生產的比例 在提高。為了適應現(xiàn)代化機械工業(yè)向高、精、尖方向發(fā)展的需要，現(xiàn)代機床夾具也必須與時俱進，傳統(tǒng)的生產技術準備工作和傳統(tǒng)的夾具結構已經不適應新的生產特點，其發(fā)展方向主要表現(xiàn)為“四化”。 （ 1）標準化 夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成 ：舍棄一些功能低劣的結構，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛坯 和材料的通用化夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我 國已有夾具零件、部件的國家標準以及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎，作為發(fā)展趨勢，有利于夾具的專業(yè)化生產和有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。 （ 2）可調化、組合化 夾具的可調化、組合化即夾具的柔性化，它與機床的柔性化相似，它是通過調 組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊夾具、數控夾具等，在較長時間內，夾具的柔性化趨向將是夾具發(fā)展 的主要方向。 （ 3）精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必也相應提高對其精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達正負 ，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為 5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度可達 。 （ 4）高效自動化 高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時的和輔助時的，以提高勞動生產率，減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了 5倍左右； 而高速卡盤則可保證卡爪在轉速 9000r/min 的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。 8 第三章 零件的分析 零件的 作用 CA10B 解放牌汽車前剎車調整臂外殼，主要是對前剎車調整臂進行支撐 保護。 零件的工藝分析 零件 加工過程中，要保證側孔φ ，φ 13，φ 16 在同一個中心線上，中心軸線距定位基準φ 60 孔為 177。 的位置精度要求；另外，上端 R11 孔對右側凸臺端面有 70177。 的位置精度要求；零件大端兩側端面相對中心 線有 的尺寸要求 等 。主要 工序 加工 面如下 示例： 9 第四章 工藝規(guī)程設計 確定毛坯的制造形式 零件的材料為 KT350,零件承受的沖擊載荷不是很大，且零件的輪廓尺寸較大，結構較為復雜，又為大批量生產，而且表面粗糙度質量要求也不是很高，故可采用鑄件，以提高生產效率和效益。 基準 的選擇 基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，對零件的生產是非常重要。 1） 粗基準的選擇 按照粗基準的選擇原則，應選取盡量不加工的表面為粗基準，故選用 R41 外圓面及大端端面為粗基準。以 V 型塊定位并進行壓緊。 2） 精基準的選擇 粗加工進行后，以一 端端面為精基準，加工另一側端面。仍然以外圓用 V 型塊定位，加工一側端面和內孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的技術要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定為大批量生產的條件下，可以考慮采用萬能機床以及專用夾具