某飞机上的助力器的外筒零件机械加工工艺的编制与工装设计.doc

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1、引言 本说明书是围绕着毕业设计的内容所编写的，本次毕业设计主要是安装在某飞机上的助力器的外筒零件，对其进行零件设计分析，检验方法的判断分析，机械加工工艺的编制与工装设计。 说明书主要是对该零件的工作情况，结构原理逐一阐述，并依次对零件的工艺性，工艺规程的编制，毛坯的选择，材料的选择，辅助工序的安排等一系列方面的内容进行分析。另外，该说明书还对所设计的夹具进行了分析讨论和设计，详细介绍了工件在夹具上的定位。一零件图的分析1.1零件的工作状态及主要技术条件分析本零件为某助力器的外筒，属于关键零件。它里面装的是活塞，与活塞一起组成执行机构。外筒的两轴颈与飞机的方向舵操纵系统相连接。1.2零件的技术条

2、件分析1.2.1尺寸精度：1.2.2表面间的位置精度： 心轴的跳动量不大于0.05 外圆的椭圆度和锥度不大于0.03 端面K 对内孔A 的跳动量不大于0.011.2.3 表面粗糙度：表面粗糙度要求为Ra3.2。1.3零件其他的技术要求：(1) 热处理：齿轮齿面喷丸处理，喷丸强度值0.2A0.3A,覆盖率200%。(2) 表面热处理：零件外表面镀铬7.615.2m.(3) 磁粉探伤1.4零件的材料外筒的材料采用调质钢30CrMnSiA，毛坯按类检查，热处理后硬度HRC3641，热处理采用淬火、回火。在30CrMnSiA中，主要元素Cr作用是溶于基体中，从而大幅度的提高钢的强度，增加钢的淬透性。这

3、种钢的切削加工性差，淬透性强。Do=80mm属半马氏型钢，调质后，具有良好的机械性能， 1050Mpa 、 ，并有很高的低温韧性。这种钢常用来制造承受巨大冲击及循环载荷的大截面零件，如喷气发动机的涡轮轴、压气机轴、活塞式发动机的曲轴、连杆和直升飞机的旋翼轴等。1.5零件的毛坯1.5.1毛坯的类型根据该零件的材料30CrMnSiA。1.5.2毛坯的结构 根据零件结构，毛坯制造方法采用模锻。1.5.3毛坯的设计由于外筒是主要的受力件，要求强度高，如果采用铸造的方法获得毛坯，因铸件晶粒粗大而不均匀，因浇注不均，内部组织常有缺陷，如缩孔、偏松、气孔、夹杂等，因而不能满足设计要求。特别是冲击韧性比同材料

4、锻件的机械性能低。且铸件工序多，难以精确控制，使得铸件质量难以控制，不够稳定，劳动条件较差。若采用棒料加工，则因为去除余量太多而造成无谓的浪费。相对而言，应采用锻压，因为锻压加工方法与其它加工方法比较，具有以下特点：（1）能改善金属的组织，提高金属的机械性能；（2）可节约金属材料和切削加工工时，提高金属材料的利用率和经济效益；（3）具有较高的劳动生产率；从上述特点分析可知：选择锻压的方法是合理的。锻压加工分类，在机械制造生产工程中，常用的锻压加工方法分为六类，即（1）自由锻造 （2）模型锻造 （3）挤压 （4）拉拨 （5）轧段 （6）板料冲压根据毛坯的形状和零件的机械性能等综合因素考虑，应选择

5、模型锻造。 1.6零件的工艺分析设计零件的机械加工工艺过程，是生产技术准备工作的一个重要组成部分。一个零件可以采用不同的工艺过程制造出来，但是正确合理的工艺过程，应满足下列基本要求：（1） 保证产品的质量符合设计图和技术条件所规定的要求。（2） 保证高的劳动生产率。（3） 保证经济的合理性。 从零件的结构来看，该零件属薄壁易变形客体零件，但精度要求较高，因此，在制订工艺过程中，主要要消除加工应力对零件造成的变形影响，以保证零件的技术要求。二. 零件的工艺规程设计2.1基准的选择在设计工艺路线时，最重要的问题之一是要考虑位置精度的保证问题。零件图中通过设计基准，设计尺寸来表达各表面的位置要求，在

6、加工时是通过原始基准及原始尺寸来保证这些位置要求的，而原始尺寸方向上的位置，是由定位基准来保证的。加工后工件的位置精度则是通过测量基准来进行检验的。因此，基准选择主要是研究加工过程中的表面位置精度要求及其保证方法，综上所述：（1） 最终工序的原始基准选择的原则是：a 原始基准和设计基准重合，以避免尺寸换算和压缩公差。b 便于测量基准，以使测量方便和测量简单。（2） 中间工序的原始基准选择的一般原则：a 当原始尺寸参与间接保证零件的设计尺寸是要有关尺寸量的环数少。b 要使精度加工高的余量变化小。（3） 定位基准选择的原则是：a 定位基准应力求与原始基准重合。b 应使定位基准稳定可靠，并使夹具结构

7、简单。（4）为保证位置精度，一般常采用以下四种方法：a 一次安装在一次安装的条件下，可以保证有较高的位置精度，因为在一次安装时所加工的各表面的位置精度，主要取决于设备的精度，而与定位误差，定位基准误差无关。b 互为基准有位置精度要求的两个表面，在加工时，用其中任何一个表面作为定位基准来加工另一个表面，用这种方法来保证位置精度，称为互为基准。c 同一基准有位置精度要求的两个表面，在加工时，都采用另一个表面作为定位基准。用这种方法保证这两个表面间的位置精度，称为同一基准法。d 不同基准有位置精度要求的两个表面，在加工时，采用两个不同的表面作为各自的定位基准，这种方法称为不同基准法。以上四种方法中，

8、一次安装和互为基准的方法能保证较高的位置精度，因此，定位基准的制造与转换，一般均采用这两种方法。综合基准选择的分析来看，工艺基准是通过原始基准与设计基准相联系的，在工艺基准中，定位和测量基准也是分别和原始基准联系的。外筒工艺设计基准.定位基准.测量基准基本重合，重要的位置精度在设计时，已经要求由夹具保证2.2加工方法的选择零件的加工方法的选择，不但要影响加工质量，而且还要影响生产率和制造成本，在选择加工方法时，必须先考虑下列因素：（1） 工件材料的性质（2） 工件的形状和尺寸（3） 生产类型及考虑生产率和经济性问题（4） 具体生产条件（5） 充分考虑利用新工艺、新技术的可能性，挺高工艺水平2.

9、3 加工阶段的划分工件的加工质量较高时，应划分阶段。零件依次按阶段加工，有利于消除或减少变形对精度的影响。一般来说，粗加工阶段是从坯料上切除较多余量，所能达到的精度和表面质量都比较低，切削余量大，切削力，切削热度一集内应力重新分解等因素引起工件的变形就很小。零件各表面加工方法的选择，不但要影响加工质量，而且还要影响生产率和制造成本，在选择加工方法时，必须先了解加工方法的过程，工艺特点和应用范围。 零件的主要表面为与其他零件相配合的表面或者直接参加机器工作过程的表面，主要表面以外的表面则是自由表面，主要表面的本身精度要求一般都比较高，而且零件的构形、精度、材料的加工性等都会在主要表面的加工过程中

10、反映出来，在选择加工方法时，应首先确定主要表面的最后加工方法，然后再确定最后加工以前的一系列准备工序的加工方法，在选定主要表面加工方法后，再选定次要表面的加工方法。对于外筒而言，主要表面是零件的内表面和两轴颈，因为35+0.035 +0.010内孔里面装的是活塞，而37.5 +0.027 0是和外筒衬套配套，配套间隙为0.0050.020，且还有密封槽，在热处理前进行粗加工，热处理后用内磨进行半精加工然后再用研磨进行精加工保证镀前尺寸。对于两轴颈是和主机相连接的不允许超差，由于机械加工完后要进行发蓝处理，所以首先考虑如何保证主要表面的精度要求，由车工、内磨和研磨保证。车工70，75工序两端孔以

11、及43.5+0.039 0胶圈槽均采用研磨过的内孔定位分粗、精车以保证零件两端对同轴度要求。加工前找正在0.01以内。可采用CA6150或SK50数控车床。工序 155 轴颈尺寸10-0.005 0.015做为重要特性，与主机配合有间隙要求，影响运动，所以两边必须同轴，首件必须三检。本文章针对两端轴径对车床夹具进行了分析设计，对加工时所采用的刀具、冷却液、零件的定位等进行了整体的概括。2.4 工序的集中与分散 在设计工艺路线时，当选定了各表面的加工方法和确定了阶段划分以后，就可将同一阶段中的各加工表面组合成若干工序，组合时可采用集中或分散的原则。工序集中的特点：采用高效专用设备及工艺装备，生产

12、率高；工件装夹次数减少，易于保证表面间位置精度，还能减少工序间运输量，缩短生产周期；工序数目少，可减少机床数量、操作工人和生产面积，还可简化生产计划和组织工作；工序分散的特点：设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，工人容易掌握，生产准备工作量少，又易于平衡工序时间，易适应产品更换；可采用最适合的切削用量，减少基本时间；设备数量多，操作工人多，占用生产面积也大。工序集中与工序分散各有利弊，应根据生产类型、现有生产条件、工件结构特点和技术要求等进行综合分析后选用。因此，对于产量较小时，为简化计划、调度等工作，选取工序集中原则，较便于组织生产。对于产量很大时，可按分散的原则以利于组织流水生产。对于

13、刚性差且精度要求高的精密工件，则工序应适当分散。对尺寸和重量大的工件，由于安装和运输困难，一般宜采用工序集中原则组织生产。根据此壳体零件的结构和各个加工面的加工，需要不同的加工方法和不同的夹具，不能将多个加工面放在同一道工序中进行加工，所以选用工序分散的原则。2.5 热处理工序的位置安排 热处理是将金属材料在固态下加热到预定的温度，并在该温度下保持一定时间，然后以一定冷却速度冷却下来，通过改变材料的内部组织结构，从而改变材料性能的一种热加工工艺。 通过热处理可显著提高材料的力学性能，充分发挥材料的潜力，延长机器的使用寿命。恰当的热处理工艺还可以消除铸、锻、焊等热加工工艺造成的部分缺陷，细化晶粒

14、，降低内应力，从而使材料的组织和性能更均匀。通过热处理还可使工件表面具有抗磨损、耐腐蚀等特殊物理、化学性能。 因此，热处理工序的性质，特别是热处理工序，在工艺路线中位置的安排，对机械加工工序的内容，数目和顺序有很大的影响。因此，在制定工艺路线时，需要进行仔细的分析。 常规热处理主要是改变零件整体的组织和性能，主要包括退火、正火、淬火和回火。在钢件热处理时，将工件加热，使之全部或部分奥氏体化，并通过不同的冷却方式冷却，从而获得具有不同的组织和性能的材料。因此在粗加工后安排去应力，为了去除由于塑性变形加工，而造成的及存在的残余应力而进行的退火。调整材料的硬度，便于切削加工；消除内应力，防止加工中变

15、形；细化晶粒，为最终热处理作组织准备。2.6 辅助工序的安排辅助工序的种类很多，其中包括中间检验、洗涤、特种检验和表面处理等，这些工序的位置安排，需按工序的具体内容而定。辅助工序的安排，一般包括以下几个步骤：（1）一般检验一般检验有最终检验和中间检验。（2）特种检验特种检验的种类很多，最常见的是无损探针，用于检验工件内部质量的探伤方法，如X射线、V射线超声波等，一般都安排在工艺过程的开始时进行，用于检验工件表面缺陷的探伤方法有磁力探伤、荧光探伤、涂色腐蚀等。这些方法一般都在精加工阶段进行。（3）表面处理为了提高零件的抗腐蚀能力，增强耐磨性等，均可采用表面处理。表面处理常用的方法是使工件表面附上

16、金属镀层，非金属镀层和产生氧化膜等，一般都安排在总检之后。（4）洗涤防锈洗涤防锈工序应用的场合较广，如抛光、磁粉探伤后，以及总检工序前，都要将零件清洗干净，就需要安排洗涤。在加工过程中，采用辅助工序主要是磁粉探伤和镀层保护，下面就将分别介绍这两种辅助工序。 磁粉探伤磁粉探伤是一种无损探伤方法，用于检验零件的表面质量，常安排在零件完成机械加工后总检验之前，检查加工过程中产生的表面缺陷。磁粉探伤的原理零件磁化时，缺陷处的磁力线发生变形，如果缺陷位于零件表面或近表面，并与磁力线成一定的角度，则产生漏磁场，它吸附施加在零件上的磁场，显示出缺陷的位置和形状。磁粉探伤的应用范围检验对象：原材料（棒、管等）

17、。锻件、精锻件、焊接件以及机加工、热处理的零件。可发现的缺陷：发纹、裂纹、白点、非金属夹杂物、未焊透、冷隔、分层以及折叠等。磁粉探伤的检验方法剩余磁场检验法和外加磁场检验法。磁粉探伤检验结果的判断：发纹：沿纤维方向，一般为直线状，长度0.6mm以上。夹杂物：呈单个的或密集的点状，有时也呈连续线状。白点：单独或成群的分布，呈弯曲的无一定方向的短线状，磁粉痕迹清晰浓密。裂纹：一般呈曲折线条，磁粉沉聚清晰、浓密。折叠：沿轧制方向呈曲线状，一般较大，磁粉痕迹浓密清晰，未焊透。疏松：不规则的磁粉痕迹。表面处理表面处理常采用的是使零件的表面附上金属镀层，非金属涂层和产生氧化膜等。金属镀层如铬、镍、锌、铜以

18、及银、金、铂等，非金属涂层如油漆、陶瓷等。氧化膜则有钢的发蓝、铝合金的阳极化、镁合金的氧化等。零件如要求进行上述处理，则其工序一般安排在工艺规程的最后进行。如果零件的某些配合表面不要求进行表面处理时，则可用局部保护或用机械加工法进行切除。表面处理后，零件表面的本身尺寸和位置尺寸的变化一般均不大，但对于精度要求高的表面，则应考虑进行表面处理 而造成的尺寸变化。2.7工艺路线的拟定工艺路线要划分阶段，主要原因是零件依次按阶段加工，有利于消除或减少变形对精度的影响。一般来说，粗加工切削余量大，切削力，切削热以及内应力重新分解等因素引起工件的变形就很大。精加工余量较小，工件的变形就很小。因此，工艺路线

19、划分阶段进行加工，可避免发生已加工表面的精度遭到破坏的现象。在工艺路线划分阶段后，同时可带来以下的好处：（1） 全部表面先进行粗加工，便于及早发现内部缺陷；（2） 在安装和搬运过程中，可使已加工过的表面减少损伤的机会；（3） 可合理的选择设备，并有利于车间设备的布置；外筒的刚性好，精度要求高，所以具体划分“粗.精.细”的加工阶段。 筒体的工艺路线如下：05. 模铸10. 修锉15. 钻孔，修端面20. 镗孔25. 车端面30. 车外圆35. 车外圆40. 车轴颈45. 铣外形50. 去毛刺55. 车槽60. 车槽65. 铣槽70. 去毛刺75. 热处理80. 车85. 镗孔90. 磨内孔95.

20、 车端面100. 钻孔105. 车槽110. 车槽115. 铣槽120. 修锉125. 搪磨130. 研磨孔135. 车轴颈140. 车槽145. 车槽150. 去毛刺155. 车轴颈 160. 研磨165. 磁力探伤170. 检验175. 搪磨180. 表面处理185. 抛光内孔190. 检验 2.8 切削用量与切削液的选用(1)切削用量的选择合理地选择切削用量，对保证加工精度和表面质量，提高生产率和刀具耐用度等，都有很大影响。选择切削用量，要选定切削深度，进给量和切削速度在这三个因素中，对刀具耐用度影响最大的是切削速度其次是进给量，而切削深度影响最小。对表面粗糙度影响最大的是进给量，而对切

21、削力影响最大的是切削深度。因此，需采用不同的切削用量（2）切削液的选择在机械加工时，润滑冷却液起着双重作用，既润滑又冷却。冷却的主要目的是带走切削热，减少工件和切削工具的温度，以防止热变形和提高刀具寿命。润滑的主要目的是减少摩擦，使工件获得较好的表面质量。对于本次加工中采用的主要润滑液是油酸。三. 设备及其工艺装备的确定3.1机加工所用的机床设备的选用：机床选择对工序的加工质量，生产率和经济性有很大影响，为使所选择的机床能满足工序的要求，必须考虑下列因素：(1)机床的工作精度和工序的加工精度相适应(2)机床工作区的尺寸应和工序的轮廓相适应(3)机床的功率与刚度应和工序的性质相适应，另外机床的加

22、工用量范围应和工件要求的合理切削用量适应。(4)机床生产率应和工件的生产计划相适应 对于本次零件加工70，75，155工序可采用CA6150或SK50数控车床。3.2刀具的选用：刀具的选择主要取决于所采用的加工方法，加工表面的尺寸，工件材料，所要求的加工精度和表面粗糙度，生产率及经济性等，一般尽可能采用标准刀具，必要时采用高生产率的复合刀具及专用刀具。155工序车采用合金刀及白钢刀进行粗精加工。3.3量具的选用：量具主要根据生产类型和要求检验精度，在单件小批量生产中，应尽量选用通用量具；在大批量生产中，应尽量选用各种量规和高生产率的检测仪和检测夹具等。以下是该零件加工过程中需用的量具：样板 卡

23、板 对表环 塞规 卡规 量环 内卡钳 槽量规 位置量规R 板3.4夹具的选用：机床夹具的分类：（1）通用夹具通用夹具有很大的通用性，无需调整或稍加调整就可以用于装夹不同工件。三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳等属于这类夹具。通用夹具一般已标准化，由专业工厂生产，作为机床附件供给用户。这类夹具由于考虑到通用性，操作比较复杂、费时，生产效率低，适合于工件经常变换的单件小批生产。（1） 专用夹具专用夹具是为某一工件的某一工序专门设计的。由于不需要考虑其通用性，所以夹具可以设计的结构紧凑，操作迅速方便。专用夹具通常由使用厂根据要求自行设计与制造，其设计与制造周期较长，当产品变更时，夹具则无法使用而报废。因此

24、专用夹具适用于产品比较固定的批量较大的生产。 （2） 成组专用夹具在成组工艺的基础上，将工件按形状、尺寸和工艺共性分组，再为每组工件设计组内通用、组间专用夹具。这类夹具的特点是：在组内零件尺寸变化时，只需对夹具的元件稍加调整或更换就可以用于组内不同工件的加工。（3） 组合夹具组合夹具是由一套预先制好的标准元件组装成的专用夹具。它在使用上具有专用夹具的优点，而当产品变换时，只需将夹具拆开，元件清洗入库，留待组装新的夹具。因此，组合夹具很适合新产品试制和单件小批生产。由于组合夹具还具有缩短生产准备周期，减少专用夹具品种、数量和存放面积等优点，对于批量较大的生产也是适用的。 （4） 随行夹具随行夹具

25、是自动线上经常使用的夹具。它随工件一起在自动线上运行，除担负工件的装夹任务外，还负责工件的运输。小批量生产，应尽量选用通用夹具和组合夹具，在大批量生产中，应根据工序要求设计制造专用夹具。本零件70，75，155工序采用专用夹具。四.夹具设计4.1.1 机床夹具的原理：工件通过定位原件在夹具中占有正确位置；工件和夹具通过连接原件在机床上占有正确位置；工件和夹具通过对刀、导引原件相对刀具占有正确位置，从而保证工件相对于机床位置正确、工件相对于刀具位置正确，最终保证满足零件加工要求。4.1.2 机床夹具的作用：（1） 保证加工精度。（2） 提高劳动生产率、降低成本。（3） 降低工人劳动强度。（4）

26、可由较低技术等级工人进行加工。（5） 扩大机床的使用范围。4.1.3 设计方案（1）车床夹具是在旋转甚至是高速旋转条件下进行工作的。因此，夹具轴线与机床主轴轴线是否重合，旋转中的稳定性，工作中的安全以及减轻机床主轴的弯曲负荷问题，在设计中必须予以充分考虑。(2)夹具上最大最重的元件是夹具体，所以车床夹具最好作成圆盘形，以适合旋转运动的平衡要求。(3)由于车床夹具的轴向尺寸不大，一般不必进行动平衡。通常采用配重静平衡的方法，平衡配重可以采用： 块式配重或片式配重 铸造配重 圆环配重 微调配重(4)当定位表面不能作为找正表面时，应在夹具上专门作出供找正用的圆柱面。当夹具只用来加工端面时，不必设计正

27、面，而用安装塞实现与主轴同轴就可以了。(5)保证工作安全，平衡是保证工作安全的措施之一。此外，还应注意：夹具的所有元件不应超出夹具体边缘之外，遇有可能从径向槽甩出的元件时，一定要采取安全措施，如用安全块印垫圈等；所有压板以及其它辅助元件的位置应尽量低矮，使刀架有足够的活动空间而不易碰撞。(6)尽量减轻机床主轴的负荷，因此，夹具的悬伸长度应尽量缩短，在保证夹具刚度的前提下重量尽可能减轻此外还可以用钻轻孔来减轻夹具的重量。4.1.4 定位零件和定位方式在本套车床夹具的设计方案中，定位元件是采用心轴、支撑板-平板作为零件下端面的主要定位基准面。通过平板上的圆柱销和心轴上的两个孔相配合，以实现定位。同

28、时，靠螺母垫圈可以压紧工件的作用起到Y方向的定位。由于定位基准面平板是经过机械加工的表面，基准的平面度误较小，表面粗糙度也较小，因此，夹具可采用完整平面法定位。这时，两表面彼此能做到良好接触，定位是稳定可靠的。因为零件的定位基准面积小，从经济性和实用角度出发，则与它相接触的定位表面面积也不是很大，因为平板板是经过加工的表面，基准的平面误差度较小，表面粗糙度也小，因此，夹具采用完整平面定位可限制，三个方向的自由度。在工序155的车床夹具中，两平行基准孔处就采用二个圆柱销实现定位。这里右圆柱孔是主要定位基准，此圆柱销由于伸出长度比较短，无法限制和转动的自由度，只能限制和两个方向的自由度。辅助定位板

29、在此处起到限制工件绕Z轴转动的自由度的作用。在工件定位后，螺母、垫圈起到辅助压紧工件的作用。至此，工件在空间的六个位置都被限制，也就是说，工件在车床夹具上只有一个唯一确定的位置。为了安全和减轻车床夹具的重量，用圆形护罩保护。4.1.5 夹紧机构工件在定位后，若要保证在加工过程中既定位置不变，就要夹紧。否则，工件就会产生移动和振动，使切削无法进行。因此，工件有了正确的定位，还需要有正确的夹紧，才算完成了工件在夹具中的装夹任务。在车加工工序155中所设计的夹具结构，因为是在车床上进行工作，为了保证工件在高速旋转的夹具体上不被甩出，所以夹紧装置一定要紧固可靠。为此，单单依靠螺母垫圈压紧工件的端面，无

30、法保证工件的操作安全，因此，在压板下方，要安装上与零件的上端部分的两个孔相接触的两个销，一个是菱形销，一个是圆柱销。这样设计虽然在分析上产生了过定位，但是由于定位用的两个孔尺寸要求非常严格，孔与销的间隙足以消除过定位，所以可采用这种方式防止工件甩出而起的固定工件的作用。若要夹紧工件，则拧动螺帽，在螺帽的压挤下，螺旋压板沿着导块壁向工件移动，与压板相配合的两个销穿过零件的两个孔，直到压紧工件。当要取出工件时，则向相反方向拧动螺帽，在弹簧的弹力作用下，螺旋压板向上抬起，取下工件。导块用螺钉固定在夹具体上，因为是车床高速旋转，扭矩力矩相当大，为了安全起见，所有的紧固螺钉都采用六角螺钉，以提高扰矩能力

31、。压板与导块采用间隙配合，这是一种夹紧机构紧凑，占空间不大的夹紧机构，压板采用20#钢，热处理后HRC50-55。这种夹紧机构的优点是结构简单紧凑，制造容易，压板可以随工件高度的变化自行调整位置，使用方便，工件的定位基准表面不会因压夹而有所损失。4.1.6 夹具体的结构设计由于所设计的夹具体是在车床上进行工作的，所以结构设计必须车床夹具的特点。因为是车床夹具，所以夹具体作成圆盘形，以适应旋转运动的平衡要求。车床夹具的轴向尺寸不大，所以不须进行动平衡，而采用块式配重的方法解决平衡的问题。本夹具体是夹具的基础件。夹具上各元件，机构都安装在它上面。夹具体还要承受夹紧力，切削力和由此产生的冲击.振动等

32、负荷，所以夹具体必须具有足够的强度和刚度，还要考虑夹具的结构工艺性。本夹具的结构选用焊接的方式，而不选用螺钉紧固的原因主要是车床主轴高速旋转，为防止定位基准表面脱离夹具体，所以采用焊接的结构。这种结构的优点是容易制造，生产周期短。主要缺点是焊接过程中的热变形以及残余应力对夹具工作精度的影响。因此，焊后一定要退火处理，焊接结构最适合新品试制，对于一些机构简单的小型夹具，采用焊接结构也十分有利。 4.1.7 机床夹具的组成：（1） 定位元件-是与工件定位基准（面）接触的原件，用来确定确定工件在夹具中的位置。（2） 夹紧装置-用来夹紧工件，使定位好的零件和元件在加工过程中不致松动。（3） 夹具体-用

33、来连接所有夹具元件。（4） 连接元件-连接机床与夹具的元件，用来确定夹具在机床中的位置。（5） 对刀、导引元件-用来确定夹具与刀具相对位置的元件。（6） 其他元件-起辅助作用的元件。4.2工件在夹具中的定位 定位，是指根据工序加工的要求，在加工前，工件在夹具中占据“确定”、“正确”加工位置的过程。4.2.1工件定位的基本原理（1） 工件在夹具中的定位可以归结为在空间直角坐标系中，用定位元件限制工件自由度的方法。（2） 工件定位时，应该限制的自由度数目主要由工件工序加工要求确定。（3） 一般情况下，工件定位所需限制自由度的数目6个。（4） 各定位元件限制的自由度数目原则上不允许重复或干涉。（5）

34、 限制理论上应该限制的自由度，使一批工件定位位置一致。 由理论力学可知，任何一个物体或构件在三维空间相对于三个互相垂直的坐标轴来说，都有六种运动的可能性，即随其上任一点可以沿着X轴、Y轴、Z轴移动，并绕着X轴、Y轴、Z轴转动，这种移动和转动的可能性就叫自由度。如果物体的某个自由度被限制了，就说明该物体在某个方向上的位置被确定了，如果六个自由度都被限制，说明给物体在空间只占有一个位置。4.2.2定位元件（1）定位平面的定位元件夹具上，一般定位平面时定位基准是平面本身，其常用的定位元件有：标准固定支承钉，如圆头、锯齿头、平头；标准可调支承钉；标准定位支承板。除定位支承外，还有辅助支承。，辅助之承不

35、起定位作用，在工件定好位后参与工作，不破坏工件的定位，主要起预定位作用；提高夹具工作稳定性作用；提高工件加工稳定性的作用。本零件在铣削加工过程中夹具设计的就是用零件的端面定位，也使用了辅助之承，为了提高工件在加工过程中的稳定性，减小刀具对平面的挤压切削而产生平面度不好。（2）定位圆孔的定位元件 一般定位圆孔的定位基准为孔的中心线。常用的定位元件有：刚性心轴，定位销，定位销的种类有圆柱定位销、圆锥定位销。4.2.4定位误差分析定位误差产生的原因基准不重和误差(jb)：因工序基准与定位基准不重和，用调整法加工一批工件零件引起工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上产生的最大变化量。基准位移误差(db)

36、：因定位副不准确，用调整法加工一批工件时，引起定位基准在加工尺寸方向上相对产生的最大变化量。定位误差(dw)是因工序基准与定位基准不重和和定位副不准确，而产生基准不重合误差或基准位移误差，用调整法加工一批工件时，引起工序基准在加工尺寸方向上相对产生的最大变化量。即：dw=jb+db 由此可见，定位误差值是一批工件可能产生的最大定位误差范围，它是一个界限值，并非某个工件的定位误差值。工件在夹具上装夹时，还有夹紧误差，就是工件夹紧变形在工件上产生的误差，当夹紧力方向、大小、作用点合理时近似为零。还会产生刀具在夹具上的对刀和引导误差；过程误差，在加工的过程中磨损、变形、振动等因素造成工件上产生的加工

37、误差，属随机变量，无法量化。4.2.5 对定误差分析对定误差就是夹具在机床上安装位置不准确和夹具与刀具相对位置不准确在工件上产生的加工误差。夹具安装在机床工作台面上，在夹具体的侧面设置找正基准，采用百分表来找正夹具基准面，并安装夹紧。 因此其对定误差就是百分表的精度=0.01mm 上述的这些误差都是工件产生加工误差的原因。因此在确定夹具的定位方案和设计结构时，就已经估算了各项误差，并将误差控制在与保证加工精度相适应的范围内。设计小结这次毕业设计是对在学校所学知识的总结，通过毕业设计可以将所学知识串通起来，从而对我们所学专业知识巩固。这次设计是将这两年来所学的专业和在专科所学的知识汇聚到一块并能

38、总结、应用这些知识，顺利地完成这次毕业设计。通这次工艺设计，让我受益匪浅。此毕业设计说明书专门为筒体的工艺设计而写，重点在于该零件的工艺性分析及工装设备的设计。按照老师的指导，先手工绘制零件图来读懂图，再从专业角度对其进行分析，并且选择确定零件毛坯类型，并查阅资料，选择加工方法，确定加工路线，同时考虑选择工艺装备，经过这一系列的设计过程，让我不仅巩固了对以前所学的专业课程，而且培养了我的分析判断能力，从刀具切削到夹具选择设计再到工艺规程，使我的思想更加活跃，也让我真正认识到一个零件的所有设计、加工过程及其功能，而且考虑问题更加全面，更加细致。要了解我们要设计的零件所处的工作环境，工作过程，零件

39、的精度要求，工艺性分析，用什么样的加工方法才能达到加工要求，在实际的工作生产中能不能实现，同时，到车间现场调研。把理论和实践结合起来，加深了对理论知识的理解，培养了自己的独立工作能力，为以后的实践工作打下了良好的基础。在这个基础上还要考虑节省经济消耗，用简单的工艺设计加工出优质的产品，创造出经济效益。这次设计要求是以手工绘图，熟练了我的绘图能力和技巧，并且还要进行答辩，因此都要做好充分的准备工作，要真正理解自己所设计的课题所包含的知识，通过自己努力的设计查阅资料、请教老师、问同学终于顺利完成，在此期间，同学们互帮互助，不仅学会了知识，而且增强了我的团队精神。经过这次毕业设计，让我又一次将所学的

40、专业知识加以牢固化，并且加深了我对这些知识的理解，提高了我的查阅资料的能力，为以后遇到一些问题，自己能通过多种方法解决，也做好了基础，毕竟以后还会遇到很多的问题和困难，相信我们通过这次毕业设计，在以后的工作中会发挥的更好。所以不管从哪个方面来说，这次毕业设计让我收获颇多。 诚然，在本次毕业设计中出现错误在所难免，恳请各位老师给予批评和指正。 致 谢本此课题是在我的指导老师兼同事孙俪的悉心指导下完成的，在单位的这六年的时间里，孙俪师傅在学习和工作上给我提供了极大的帮助，从论文的选题到最后完成，孙俪师傅都给予了详细的指导和帮助，倾注了大量的心血。孙俪师傅的严谨工作态度、渊博的理论知识、丰富的实践经

41、验、对工艺设计有很高的水平、以及在工作上的一丝不拘。从她身上不仅学到宽广的专业知识、更学到对待工作的态度及同事之间和怎本此课题是在我的指导老师兼同事孙俪的悉心指导下完成的，在单位的这六么时睦相处。在此，我要向辛勤培养我的指导老师孙俪表示最衷心的感谢！同时也非常感谢悉心培养过我的成教院的各位老师以及其他在生活和学习上给了我鼓励和支持的所有老师。感谢公司的各位同事的关心与支持，此外，还要感谢家人对我的关心和照顾。最后，谨向曾经关心、帮助、支持和鼓励我的老师、同学、亲人和朋友致以真诚的谢意和衷心的祝福!参 考 文 献（1）机械加工工艺设计资料 主编：张征祥（2）机械制造工艺学 主编：郑修本（3）公差配合与技术测量 主编：徐茂功 桂定一（4）机床夹具设计 主编：张权民（5）金属切屑原理与刀具 主编：陆剑中 孙家宁（6）机床夹具设计手册 出版：上海科学出版社（7）航空工业装备设计手册 出版：国防出版社（8）机械制图 出版：机械工业出版社（9）机械原理与设计 出版：机械工业出版社