【正文】 ，中心架左托外圓，找正外圓，粗磨莫氏 4 號(hào)錐孔，留磨余量 M2110A、中心架 19 粗磨 采 用 兩 頂 尖 定 位 裝 夾 工 件 ， 粗 磨Ф 0 ? mm 外圓，留磨余量 M1432A 20 精磨 夾右端外圓 ，中心架托左端外圓，找正外圓，精磨莫氏 4 號(hào)錐孔圖樣尺寸，大端為Ф 177。，涂色檢查，接觸面積應(yīng)大于75%。修研 60176。錐面 M2110A、莫氏 4 號(hào)錐度塞 21 精車(chē) 夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓，精 車(chē) 內(nèi) 孔 Ф ? mm 至 圖 樣 尺 寸 ， 深45177。，修研 60176。錐面 CA61中心架 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 22 精磨 采用兩頂尖 和心軸 C 定位 精磨外圓至尺寸Ф 0 ? mm M143心軸（ c） 23 按照?qǐng)D樣檢查各部分尺寸精度 24 涂油入庫(kù) 1工件； 2鋼球； 3傾斜槽； 4頂尖； 5心軸； 6軸套； 7彈性支撐； 8墊圈； 9螺栓 圖 （ a） 1工件； 2定位套； 4心軸； 6墊圈； 7彈性支撐 （ b） 1擰緊螺母； 230176。錐塊； 3， 6平鍵； 4， 8有縫夾筒； 5工件； 7彈簧； 9心軸 （ c） 圖 心軸 工藝分析 1）在安排加工工序時(shí)，應(yīng)將粗，精加工分開(kāi)，以減少切削應(yīng)力對(duì)加工精度的影響。并在調(diào)質(zhì)處理前進(jìn)行粗加工，調(diào)質(zhì)處理后進(jìn)行半精加工和精加 工。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 2）車(chē)床尾座套筒 左端莫氏 4 號(hào)錐孔與右端 Ф28mm、 Ф30mm 孔，應(yīng)在進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理前鉆通，這樣有利于加熱和內(nèi)部組織的轉(zhuǎn)變，使工件內(nèi)孔得到較號(hào)的處理。 3）工序 8 粗車(chē)外圓時(shí)，可以采用專(zhuān)用心軸 (a)或者 (b)。如圖 (a) ， (b)。 4）精磨 Ф 0 ? mm 外圓時(shí)， 采用專(zhuān)用心軸 (c)定位裝夾工件。如圖 (c)。 5）工序 18 以后 ，再采用中心架托夾工件外圓時(shí)，由于鍵槽 ?? mm 的影響，這時(shí)應(yīng)配做一套筒配合中心架的裝夾 ，以保證工件旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，不發(fā)生震動(dòng)。 6） Ф 0 ? mm 外圓軸心線(xiàn)是工件的測(cè)量基準(zhǔn)，所以磨削莫氏 4 號(hào)錐孔時(shí)，定位基準(zhǔn)必須采用 Ф 0 ? mm 外圓。加工時(shí)還應(yīng)找正其上母線(xiàn)與側(cè)母線(xiàn)之后進(jìn)行。 7）加工 ?? mm 鍵槽時(shí)，應(yīng)在夾具上設(shè)置對(duì)稱(chēng)度測(cè)量基準(zhǔn)，在加工對(duì)刀時(shí)，可邊對(duì)刀邊測(cè)量，以保證鍵槽 ?? mm 對(duì) Ф 0 ? mm 外圓軸心線(xiàn)的 對(duì)稱(chēng)度。 8）為了保證 R2 半圓槽和 ?? mm 鍵槽的對(duì)稱(chēng)度。如圖 ，在夾具定位塊 4上開(kāi)一個(gè) Ф8 的孔，將工件 1 夾在 V 形塊 2 內(nèi)，在 Ф8 的孔中插入滑配銷(xiāo)子 5，將工件銑好的鍵槽 ?? mm 卡在銷(xiāo)子 5 上在夾緊，再銑 R2 半圓槽。 圖 銑鍵槽夾具 9） Ф 0 ? mm 外圓的圓柱度檢驗(yàn)，可將工件外圓放置在標(biāo)準(zhǔn) V 形塊上（ V 形塊放在標(biāo)準(zhǔn)平板上），用百分表測(cè)量出外圓點(diǎn)的圓柱度值，然后再算出圓柱度值（圖）。也可以采用偏擺儀方法，先測(cè)出工件的圓柱度值，然后計(jì)算出圓柱度值。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 在 V形塊上檢測(cè)工件的圓度值 10） ?? mm 鍵槽對(duì)稱(chēng)度的檢驗(yàn)，采用鍵槽對(duì)稱(chēng)度量規(guī)進(jìn)行檢查（圖 ） 。 a) b) 圖 鍵槽對(duì)稱(chēng)度量規(guī) a)內(nèi)孔鍵槽量規(guī) b)外圓鍵槽量規(guī) 11）用標(biāo)準(zhǔn)莫氏 4 號(hào)錐塞規(guī)涂色檢查工件的錐孔，其接觸面積應(yīng)大于 75%。 第 3 章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 機(jī)械制造業(yè)中 廣泛采用能迅速把工件固定在準(zhǔn)確位置或同時(shí)能確定加工工具位置的一種輔助裝置，這種裝置統(tǒng)稱(chēng)為夾具 [14]。在金屬切削機(jī)床上采用的夾具稱(chēng)為機(jī)床夾具。夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，它直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、工人勞動(dòng)強(qiáng)度、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本。因此夾具設(shè)計(jì)是機(jī)械加工工藝準(zhǔn)備和施工中的一項(xiàng)重要工作。 夾具的主要工作原理 (1)使工件在夾具中占有準(zhǔn)確的 加工位置。這是通過(guò)工件各定位面與夾具的相應(yīng)定位元件的定位工作面 接觸、配合或?qū)?zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 (2)夾具對(duì)于機(jī)床應(yīng)先保證有準(zhǔn)確的相對(duì)位置，而夾具結(jié)構(gòu)有保證定位元件的定位 工作面對(duì)夾具與機(jī)床相連接的表面之間的相對(duì)準(zhǔn)確位置，這就保證了夾具定位工作面相對(duì)機(jī)床切削運(yùn)動(dòng)形成表面的準(zhǔn)確幾何位置，也就達(dá)到了工件加工面對(duì)定位基準(zhǔn)的相互位置精度要求。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 (3)使刀具相對(duì)有關(guān)的定位元件的定位工作面調(diào)整到準(zhǔn)確位置，這就保證了刀具在工件上加工出的表面對(duì)工件定位基準(zhǔn)的位置尺寸。 夾具的作用 夾具是機(jī)械加工中不可缺少的一種工藝裝備，它能起到下列作用： (1)保證穩(wěn)定可靠地達(dá)到各項(xiàng)加工精度要求； (2)縮短加工工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； (3)降低生產(chǎn)成本； (4)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度； (5)可由較低 技術(shù)等級(jí)的工人進(jìn)行加工； (6)能擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍。 機(jī)床夾具的分類(lèi) 根據(jù)機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍和特點(diǎn)，分為通用夾具、專(zhuān)用夾具、組合夾具、通用可調(diào)夾具和成組夾具等類(lèi)型。 (1)通用夾具 該類(lèi)夾具使用時(shí)無(wú)需調(diào)整或稍加調(diào)整，就可適應(yīng)多種工件的裝夾，因而被廣泛用于單件小批生產(chǎn)之中。 (2)專(zhuān)用夾具 它是指專(zhuān)門(mén)為某一工件的某道工序而設(shè)計(jì)的，一般不能用于其他零件或同一零件的其他工序。專(zhuān)用夾具適用于定型產(chǎn)品的成批大量生產(chǎn)。 (3)通用可調(diào)夾具和成組夾具 它們的共同點(diǎn)是，在加工完一種工件后，只須對(duì)夾具進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整或 更換個(gè)別元件，即可用于加工形狀、尺寸相近或加工工藝相似的多種工件。 (4)組合夾具 是指按某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先準(zhǔn)備好的通用的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組合而成的夾具。它具有組裝迅速、周期短、能反復(fù)使用的特點(diǎn)，所以在多品種、小批量生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制中尤為適用。 專(zhuān)用機(jī)床夾具的組成 機(jī)床夾具一般由以下幾個(gè)部分組成： (1)定位元件 用于確定工件在夾具中的位置。 (2)夾緊裝置 用于工件定位后的夾緊。 (3)對(duì)刀、導(dǎo)引元件或裝置 用于確定刀具相對(duì)于夾具定位元件的位置。 (4)連接元件 用于確定夾具 本身在工作臺(tái)或機(jī)床主軸上的位置。 (5)夾具體 用于將夾具上的各種元件和裝置連接成一個(gè)有機(jī)的整體。 (6)其他裝置或元件 如用于分度的分度元件 ， 用于上下料的上下料裝置等。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 夾具設(shè)計(jì) 問(wèn)題的提出 本次設(shè)計(jì)中 ，工序 8 中， 采用 兩頂尖 裝夾工件， 上卡箍， 車(chē)外圓至 55? 177。倒頭 ，車(chē)另外一端外圓，光滑接刀 。右端倒角 245176。，左端 R3 圓角，保持總長(zhǎng) 276mm。在半精車(chē) 55? 177。 外圓表面的時(shí)候，需要裝 夾兩次，然后光滑接刀。這樣不僅浪費(fèi)時(shí)間，兩次裝夾過(guò)程中還會(huì)存在位置誤差，嚴(yán)重降低了成產(chǎn)效率，因此這樣的加工方式在大量生產(chǎn)過(guò)程中不可用。 設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)出保證該工序加工要求，滿(mǎn)足加工精度的機(jī)床夾具，提高生產(chǎn)率和降低成本。該夾具應(yīng)操作方便，工作安全可靠，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。 定位方案及定位元件選擇和設(shè)計(jì) 加工該定位面時(shí)需要限制其上的自由度。 在兩端孔上采用內(nèi) 圓表面定位方案，同時(shí)考慮到內(nèi)圓表面未經(jīng)過(guò)精加工，表面粗糙度達(dá)不到線(xiàn)面接觸的定位要求，為了提高定位精度，可 以采用 點(diǎn)接觸 卡緊管件粗糙內(nèi)壁的方法定位 。夾具 可以限制該 套筒上的 五 個(gè)自由度（ 2 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)和三 個(gè)軸向移動(dòng)運(yùn)動(dòng)副）；并在靠近 左端面 處采用軸向支撐 ， 主要有緩沖和軸向夾緊作用 ，最后 再 采用活動(dòng)頂尖頂緊套筒右端 。因此以該 套筒內(nèi)壁 作為定位基面，以 套筒 軸心 線(xiàn)作為定位基準(zhǔn)。 綜上，總共限制了六個(gè)自由度，滿(mǎn)足了機(jī)械加工定位夾緊的要求，同時(shí)沒(méi)有過(guò)定位和欠定位現(xiàn)象出現(xiàn)，屬于合理的定位方案 ，該 方案可行。 為了 點(diǎn)接觸卡緊管件粗糙內(nèi)壁 ，可以用 三個(gè)鋼球接觸實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)自動(dòng)定心夾緊 ， 如圖 是 用鋼珠卡緊管件粗糙 內(nèi)壁的方法，可以用其 對(duì)內(nèi)壁高低不平達(dá) 的 工件 車(chē)外圓。心軸 5 的外套 6 內(nèi)有三個(gè)位于傾斜槽 3 內(nèi)的鋼珠 2， 操作時(shí)， 用手反轉(zhuǎn)套筒卡緊后，用尾座頂尖頂緊，既可以進(jìn)行外圓車(chē)削，卡緊力隨著車(chē)削力的增加而增加，故不會(huì)松動(dòng)。 當(dāng)管料 1 有尾座頂尖 4 頂在支撐 7 上后， 由于支撐 7 有彈性， 工件 在車(chē)削中發(fā)熱不影響車(chē)削過(guò)程。 圖 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 圖 心軸水平放置，如圖 ， ， 工件以 Ф28mm 圓孔在水平放置的心軸上定位，現(xiàn)要車(chē)削 Ф58mm 的外圓，要求保證外圓尺寸為 177。 。由于尺寸 177。 的工序基 準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)都是定位孔的軸線(xiàn)，基準(zhǔn)式重合的， 則基準(zhǔn)不重合誤差 0??BP 。對(duì)于基準(zhǔn)位移誤差， 由于工件定位孔和心軸式點(diǎn)接觸不存在間隙，所以基準(zhǔn)位移誤差只 受 心軸制造誤差的影響， 使心軸的中心線(xiàn)與孔的中心線(xiàn)不重合，引起定位基準(zhǔn)發(fā)生了偏移， 取 心軸 和鋼球定位的同軸度誤差為 ，則心軸的軸心線(xiàn) 和 孔的軸心偏移最大 值 為 h=。 即工序尺寸 177。 的定位誤差為 mmhhhd 39。)( ???? 在上面的式子中， mmhd )( ?? ， 則 177。 尺寸的定位誤差為，所以 mmhhhd 39。)( ???? mmdT )( ?? 。 因此，定位方案合理。 7 6 5 1 8 9 4 1 2 3 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 確定夾緊方式、設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) 如圖 用鋼珠卡緊管件粗糙內(nèi)壁的方法，可以用其對(duì)內(nèi)壁高低不平達(dá) 的管料車(chē)外圓。心軸 5 的外套 6 內(nèi)有三個(gè)位于傾斜槽 3 內(nèi)的鋼珠 2，當(dāng)管料 1 有尾座頂尖 4 頂在支撐 7 上后 ，用手反轉(zhuǎn)管料卡緊后，既可以進(jìn)行外圓車(chē)削，卡緊 力 隨著車(chē)削力的增加而增加，故不會(huì)松動(dòng)。由于支撐 7 有彈性，管料在車(chē)削中發(fā)熱不影響車(chē)削過(guò)程。 如圖 為加工時(shí)候車(chē)刀位置示意圖。 設(shè)計(jì)對(duì)刀元件、連接元件及夾具體 車(chē)床 在車(chē)削外圓過(guò)程中對(duì)刀比較簡(jiǎn)單，因此不需要設(shè)計(jì)對(duì)刀元件。 如圖 ，夾具體通過(guò)莫氏 6 號(hào)錐面和 CA6140 主軸孔相連接實(shí)現(xiàn)定位，通過(guò)錐體斷面的螺紋孔固定夾緊在車(chē)床主軸上；心軸 5 和支撐 7 通過(guò)螺紋連接 ；心軸 5和鋼球通過(guò)傾斜槽連接和外套 6 防止鋼球掉出，外套 6 通過(guò)螺栓固定。 圖 圖 7 6 5 1 8 9 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 繪制夾具總圖及零件圖 夾具總圖繪制步驟如下： (1)根據(jù)工件在幾個(gè)視圖上的投影關(guān)系，分別畫(huà)出其輪廓線(xiàn)； (2)安排定位元件； (3)布置夾緊裝置； (4)布置對(duì)刀元件、連接元件、設(shè)計(jì)夾具體并完成夾具總圖。 在完成夾具總圖的同時(shí)，對(duì)重要零部件繪制其圖紙，以上圖紙均應(yīng)標(biāo)注必要的尺寸、公差與配合，并注寫(xiě)技術(shù)條件等。 具圖樣見(jiàn)附帶的圖紙。 夾具的使用說(shuō)明及注意點(diǎn) 此次設(shè)計(jì)的夾具具有 自動(dòng)定心和夾緊功能 ，這就意味著它還適用于其他規(guī)格的套筒車(chē)外圓表面 的加工，當(dāng)然本次設(shè)計(jì)的側(cè) 重點(diǎn)不在這方面。有興趣的人員可以進(jìn)行這個(gè)方向的探索。該 內(nèi)壁定位車(chē)削外圓夾具在車(chē)削力的作用下實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)定心 ，自動(dòng)定心夾緊 機(jī)構(gòu)共 3 部分組成，他們各自都用 莫氏錐孔 與機(jī)床 連接， 各部件間用螺紋連接，三個(gè)鋼球 可以在 斜 槽內(nèi)移動(dòng)，以適應(yīng)加工不同規(guī)格 套筒外圓表面 的需要。如圖 本次設(shè)計(jì)加工 外圓 面時(shí) 是通過(guò) 夾緊粗糙 內(nèi)壁 的 夾緊機(jī)構(gòu)， 因此 定心機(jī)構(gòu) 選擇鋼球的點(diǎn)接觸比較號(hào)，這樣可以減小內(nèi)壁粗糙度對(duì)定位精度的影響 。操作時(shí)， 用手反轉(zhuǎn)套筒卡緊后，用尾座頂尖頂緊，既可以進(jìn)行外圓車(chē)削，卡緊力隨著車(chē)削力的增加而增加，故不會(huì)松動(dòng)。 夾具設(shè)計(jì)的注意點(diǎn)： 傾斜槽、心軸、鋼球 及螺桿等部分組成。 鋼球 起到既定位有夾緊的雙重作用，其 直徑 方向的尺寸，應(yīng)根據(jù) 套筒內(nèi)孔的直徑 的最大值與最小值來(lái)確定，以保證適應(yīng)加工多種規(guī)格的 套筒外圓表面 。 莫氏六號(hào)錐面 ， 它直接與主軸莫氏六號(hào)錐孔配合，尾部用一帶螺紋的拉桿通過(guò)螺紋孔拉緊固定， 以保證 夾具在工作 時(shí)， 不會(huì)松動(dòng)。莫氏六號(hào)錐面能夠 達(dá)到自動(dòng)定心的要求。 夾緊機(jī)構(gòu)，選擇 尾座頂尖錐度 時(shí)， 要根據(jù)套筒與頂尖的配合面的錐度來(lái)選擇， 套筒另外一斷面用彈性支撐 7 來(lái)定位和卡緊，選擇彈性支撐有緩沖切削力和保護(hù) 工件的作用 。 夾具的 其他設(shè)計(jì)方案 以上夾具使用方便，能夠大大提高零件的生產(chǎn)效率，但心軸和傾斜槽形狀太復(fù)雜，制造太困難，而且?jiàn)A具生產(chǎn)成本太高。基于以上原因，為了減少夾具的制造成本，又設(shè)計(jì)了另外一套方案。如圖 也 是用鋼珠卡緊管件粗糙內(nèi)壁的方法，可以用其對(duì)內(nèi)壁高低不平達(dá) 的管料車(chē)外圓。心軸 4 的外套 2 內(nèi)有三個(gè)位于圓柱孔內(nèi)的鋼珠 3， 操作時(shí)， 用轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)錐塊 5 卡緊工件后，用尾座頂尖頂緊心軸右端，河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 既可以進(jìn)行外圓車(chē)削。當(dāng)工件 1 有活動(dòng)錐塊頂在支撐 7 上后，由