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1、题目：C616-1普通车床方刀架的结构及工艺设计班 级：姓 名：专 业：指导教师：答辩日期：摘 要车床是指以工件旋转为主运动，车刀移动为进给运动加工回转表面的机床。它可用于加工各种回转成型面，普通车床是车床中应用最广泛的一种，约占车床类总数的65%，而车床上的车刀架是必不可少的一部分，它的位置及精度直接影响着加工工件是否能满足工作要求。 一个优质的车床，可以提高制造业的综合效益和竞争力。而一个好的刀架不但能够更精确的保证零件的要求，还能够省时省力，节省工时，所以研究和建立刀架对机械制造行业来说很有必要，为生产企业提供好的服务，对于改进我国机械行业的加工技术也具有非常重要的意义。目前，国内的部分
2、加工已经开始向数控方面靠近，但是数控机床同样需要刀架来装夹工件，也就是说，虽然技术得到了很大的提高但是他的本质要求并没有多大的变化，从反面来讲，由于他的技求精度要求很高，所以一个优质的刀架对数控机床来说是绝对必要的。众所周知，由于我国的技术在不断的发展，加工技术对刀架的要求也越来越高，以前一个普通车床刀架只是装夹四把车刀，而现在有很大一批都将不能满足工作要求，因而，一部分能够同时装夹多把车刀的刀架也有待我们工作人员去研制，开发，这不担可以防止一部分不必要资源的浪费，也可是明显的减少换刀次数，多面性的提高工作效益。C616型普通车床是一种加工效率高，操作性能好，并且社会拥有量较大的普通型车床。本
3、文的主要目标就是构建一个C616-1的普通车床的方刀架，将刀架的结构与车床的结构有机的结合起来，能够更加确切的了解刀架在车床中的作用以及它的加工方法。关键词：车床 刀架 数控加工 目 录摘 要I1 绪 论1.1 本课题的来源、目的及意义(1)1.2 课题背景(2)2 零件的工艺性分析2.1 生产纲领、生产类型的确定(4)2.2毛坯的选择(5)2.3单个表面及加工方法、步骤的确定(5)2.4加工顺序的确定(5)2.5定位基准的选择(6)2.6工艺路线的选择(7)2.7工序尺寸及加工余量的确定(8)2.8切削参数的确定(8)2.9机床及工艺装备选择(11)3 夹具的设计3.1方案的分析(12)3.
4、2确定夹具结构，设计定位装置(13)3.3 夹紧装置的设计(15)3.4对刀装置的设计(15)3.5夹具体的设计(15)3.6非标准件的设计(17)3.7夹具件的精度校核(19)3.8加工程序4 结论与展望4.1 本文总结(20)4.2 将来展望(21)致 谢(23)参考文献(24)毕业设计任务书(25)1 绪 论1.1 本课题的来源、目的及意义在当前制造环境中，过高的加工精度要求已成为困扰零件加工的一个大问题。为此人们也做了大量的工作，由于种种原因至今效果并不明显。随着市场经济逐步建立，我国加入WTO和市场竞争的日益加剧，社会的发展必须注入新的科技含量，产品结构必须要向精优方向发展，在我国的
5、加工工业行业当中，特别是在数控高速发展的今天，车床刀架的设计以及工艺参数的选择对零件的加工精度有着十分重要的意义，因此研制一个结构优质的刀架及工艺参数对工业的发展有着重要的作用。就目前我国的加工行业的现状而言，刀架方面存在一些不足可大体分为以下几种情况：1）刀架加工精度不能满足工作要求。2）在数控发展如日中天的时代，刀架的样式及功能和工艺参数过于老化，不能适应发展的需要。3）刀架作为车床的主要部分，其旋转及加工不方便，耗时费力，给零件的加工还来许多不便。基于上述等等原因，我对车床刀架的结构以及部分工艺参数做了一些优化和整理。我将针对C616-1普通车床的刀架以及加工过程和刀具、零件及其相配套的
6、工艺参数等数据进行科学整理、归纳和完善。本课题的主要研究目的，一方面是通过对普通车床的研究对刀架及工艺参数采取一个优化策略，研制一个好的刀架一个好的车床和刀架不但能够缩短生产周期，降低制造成本，提高加工精度，延长刀具寿命，而且依据优化了的工艺及刀具参数，可以建立或完善高速切削工艺数据库，将切削工艺实践中积累的合理选择切削参数与刀具的经验和数据收集起来，为现场加工提供准确及优化的高速切削数据，从而更大程度上提高切削加工水平，获取更大的经济利益；另一方面是有了优质的切削工艺可以使我国的工业在原有的基础上有进一步的提高为我国工业的发展做出一定的贡献，使我国的工业水平，也就是在切削加工方面能够向前进步
7、，也使我国的工业水平能够在世界水平范围内更上一个台阶。1.2 课题背景发展优为重要，在保证加工质量的基础上，提高生产率、提高自动化是当今世我国是一个农业大国，但是工业的飞速发展给我国带来的进步却功不可没，要想一个国家真正的强大起来，必须要有发达的工业基础，在加工行业这个大领域当中，车床加工优为普遍，而一个优质的加工机床以及好的工艺参数对我国工业的界制造业发展的总目标。作为机床行业的主要用户群制造业的经营者为了更大的盈利目标，对机床行业不断地提出加工质量稳定、提高生产效率、降低生产成本的要求。作为机床行业首先考虑到的是对现有机床的机种提高速度，减少加工时间，减少辅助时间，以提高生产率，因此机床行
8、业已在高速化上不断提高。而做为车床上的主要辅助元件刀架，也必须要有相当完善的结构和性能。就目前的现状而言，我国与国外的工业悬殊在机床设备方面也占一大部分，我国的技术水平与国外相差并不很大，但是加工的产品却没有国外设备所生产的优质，这在设备的加工上存在着过多的误差，正因为如此，国内现在许多厂家都采用国外进口设备，只有这样才能满足加工需求，所以能够研制一个优质的车床及加工工艺参数是我国工业发展的当务之急，而车床刀架方面虽然目前已经相继出现了许多改进和发展，但是还有一部分未能得到满足，例如现在的自动刀架以及同时装夹多把刀具的刀架等等，但是这些都只是暂时性的，也就是说，国外的技术也在不断的向前提升，我
9、国只有付出更多的努力才能与国外相持恒，所以，我们一方面也要在技术方面向前探索，一方面我们也应花费相当的精力去投身于设备当中，只有这两项成果同时相前发展，我国的工业水平才能不断的相前，不致落后。2 零件的工艺性2.1零件的工艺性分析本次课程设计所给定的是C6161（320X750）普通车床的方刀架，该刀架与车床拖板面结合，并可以转动，以便加工零件时可以换刀，当顺时针方向转动时，方刀架可以沿螺孔自动锁紧，当逆时针方向转动时，方刀架底部可以支撑起刀架上身与拖板面保持距离，从而进行旋转换刀，待确定刀号后，又会重新落下，并且顺时针方向锁定。1）该零件为车床用方刀架，中间周圈槽用于装夹车刀，其C面直接与车
10、刀接触，所以要求具有一定的硬度，所以该表面庆进行淬火处理4050HRC。2）该零件左端面与车床拖板面结合，并可以单方向转动，mm孔用于方刀架定位时使用，以保证刀架与主轴的位置，其精度直接影响机床的精度。3）该零件在加工中多次装夹，均以孔及右端面定位，保证了加工基准的统一，从而保证了工件的加工精度，可采用铣床加工，其精度可以得到更好的保证。4）工序中安排了四个侧面和左右端面均进行磨削，其目的是保证定位时的精度要求。2.1.1加工平面及其组合孔的加工方案平面加工：上下两平面车床加工 其余四侧面-铣 内孔-车 下座定位孔-钻，扩，铰夹紧车刀用的螺纹孔-钻、扩、铰 根据实际情况以及加工方便，工件加工时
11、采用先车内孔，后铣平面，最后攻螺纹孔，加工小孔时用钻，加工大孔时用车。2.1.2零件的图样分析 图： 零件模型图1）孔对基准B的位置度公差为0.05。2）图中左端面（方刀架底面）平面度公差为0.008。3）图中左端面对基准B的垂直度公差为0.05。4）C表面热处理40-50HRC。5）材料为45号钢。2.1.3零件的尺寸分析1）零件的基本尺寸为一个四方体：。2）内孔直径分别为、。在加工、时优先选用车床加工，而在加工、时刚选用钻。3）螺纹孔均为M12-6H。2.1.4零件的技术要求分析1) 平面尺寸粗糙度要求为1.6，装夹槽粗糙度要求为3.2，内孔粗糙度要求为3.2，定位销粗糙度要求为3.2，其
12、余未注明平面以孔径粗糙度要求均按1.6计算。2) 位置精度要求：方刀架底面对内孔的垂直度要求为0.05，方刀架底面的平面度要求为0.008，底面定位孔对内孔的同轴度误差为0.05。2.2生产纲领、生产类型的确定提高毛坯的质量，可以减少机械加工余量、降低机械加工成本，但往往会增加毛坯的制造成本。毛坯的选择一般主要考虑以下因素：材料的工艺性能；毛坯的尺寸、形状和精度要求；零件的生产纲领以及现有生产条件。所谓生产纲领即某件商品（包括备品和废品在内）的年产量称为该零件的生产纲领，它的计算公式由机械制造工艺设备与夹具可知：NQn（1+a%+b%）=1000X1(1+2%+5%)=1070件机械制造业的生
13、产可分为三种类型：单件生产，中批生产，及大量生产，由机械制造工艺设备与夹具可知该类型属于中批生产。2.3毛坯的选择1）在制定工艺规程时，正确的选择毛坯有着重大的技术经济意义。毛坯的种类选择不仅影响毛坯制造的工艺设备及制造费用，而且对零件的机械加工工艺、设备和工具的消耗以及工时定额等都有很大的影响，毛坯的选择对机械加工有重要影响。零件的材料在产品设计时已经确定，在制定零件的机械加工工艺规程时，毛坯的选择主要是选择毛坯的制造方法。2）在制定工艺规程时，正确的选择毛坯具有重大的技术经济意义，在机械加工时常用的生产类型有（毛坯类型）：a 铸件 b 锻件 c 型材 d 焊接件生产类型属中批生产，为提高生
14、产率和锻件精度，故采用自由锻方法制造毛坯。自由锻件对材料纤维组织分布比较有利，机械强度高，生产率高，其形状可复杂一些，机械加工余量小。由于车床上方刀架是加工零件时所放置刀具部分，因此在制造生产时，应考虑其受力情况，方刀架应具有一定的硬度，因此应选择锻件最合适。3）毛坯的余量及技术要求的确定：在编制工艺的过程当中，由于锻件加工时加工尺寸不好控制，所以留有较大的加工余量毛坯尺寸为135mmX135mmX82mm,单边分别留有5mm余量，在第一到工序粗车中一刀走完，为精加工留下1mm余量，考虑到其受精度的影响，因此安排有磨削余量，因此余量设置为、等，毛坯不允许有裂痕，加工表面不允许有气孔，疏松，不允
15、许有杂质和其它方面的缺陷。2.4单个表面及加工方法的确定加工方法的选择一般应根据每个表面的精度要求，先选择能够保证该要求的最终加工方法，然后再选择前面工序的加工方法。加工方法选择时主要考虑以下因素：所选的加工方法能达到加工表面的技术要求；零件材料的性质和热处理要求；零件的生产类型以及本厂的现有设备情况和技术条件。根据前面列举的技术要求，粗糙度及各种加工方法所能达到的精度要求，并参考有关资料，确定加工方案如下：表一加工表面加工方案上、下端面粗车半精车其余四侧面粗铣精铣磨削装夹槽粗铣热处理磨削内孔粗车精车底面定位孔粗车精车钻上表面螺纹孔钻扩铰2.5加工顺序的确定零件的加工质量要求较高或结构较为复杂
16、时，一般工艺路线较长、工序较多，通常在安排工艺路线时将其划分为几个阶段，一般可分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段以及精整和光整加工阶段。划分加工阶段具有如下几方面的意义：有利于保证加工质量；便于合理使用设备；便于安排热处理工序；便于及时发现毛坯缺陷；避免损伤已加工表面。 在确定加工顺序的时候，参考教材机械制造工艺与夹具的原则知：1）为保证精度应遵循先面后孔的加工顺序。2）粗精加工分开完成，先粗后精的加工顺序。3）合理安排热处理时间。具体安排如下：1）首先在车床上粗车左端面见平，然后钻22通孔，扩孔33深35，精车33孔至mm深mm，切槽最后倒角。2）倒头，粗车另一端面，保证厚度73，留下
17、1做加工余量。3）以中心孔定位，铣刀架的基本结构四个侧面，留下加工余量。4）粗铣四个侧面槽，留下距离左端面和右端面的加工余量0。5。5）精铣C面（如图所示）保证距离左端面加工尺寸。6）为保证C面硬度，对工件C面进行淬火处理。7）以右端面定位，精车中心孔以入4X15所在的环形槽，并在端面为磨削留下加工余量。8）分别磨削左端面和右端面以及四个侧面，保证尺寸如图所示。9）以中心孔定位，钻八个螺纹孔，扩孔至图样要求，铰孔保证图样粗糙度，最后攻螺纹。10）加工定位孔及侧面孔时，加工顺序如（9）所示，都要先粗加工基本尺寸，然后扩，铰保证图样尺寸，最后攻螺纹。2.6定位基准的选择拟定工艺路线的第一步是选择定
18、位基准。为了使所选的定位基准能保证整个机械加工工艺过程顺利进行，通常先考率如何选择精基准加工各个表面精基准选择时，重点考虑如何减少工件的定位误差，并使夹具结构简单、工件装夹方便。精基准选择时主要遵循以下原则基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则、自为基准原则以及便于装夹原则。粗基准主要是选择第一道机械加工工序或的定位基准，选择时主要遵循以下原则保证相互位置要求、保证加工表面加工余量合理分配、便于工件装夹并且粗基准在同一方向上只允许使用一次。1）粗基准的选择：在加工棒料的端面时，首先以棒料另一端面定位，在加工内中心孔时，以先前加工过的两端面做为粗基准，加工侧面以及装夹槽和定位孔时，均以加工过的
19、中心孔及左、右端面定位。2）精基准的选择：端面磨削后和中心孔为以后加工时的精基准：表二加工表面定位基准可限制的自由度（个）上端面加工中心孔6下端面加工已加工端面6中心孔加工中心孔及左端面6装夹槽加工中心孔及左端面6固定销加工上端面及侧面6定位孔加工上端面及中心孔6限位孔加工上端面及中心孔62.7工艺路线的拟定制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状尺寸精度及位置精度，合理安排机械加工得到高质量的保证，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用专用的机床夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除此之外，还应考虑提高经济效益和降低生产成本的要求。详见工艺卡片和工序卡片。2.8工序尺寸及加工余量的确定工
20、件的加工工艺路线确定后，在进一步安排各工序的具体内容时，就要对每道工序进行详细设计，其中包括正确的确定每道工序应保证的工序尺寸。而工序尺寸与加工余量有着密切的关系。合理确定加工余量，对确保加工质量、提高生产效率和降低生产成本都有重要的意义。余量确定的过小，不能完全切除上工序留在加工表面的缺陷层和各种误差，也不能补偿本工序加工时工件的装夹误差。余量过大，不仅增加了机械加工量，降低了生产效率而且浪费原材料和能源，增加刀具等工具的消耗，使加工成本升高。所谓工序尺寸即工序应保证的加工尺寸，加工余量是指加工过程中从加工表面切去的金属层厚度，加工余量采用查表方法确定。确定加工余量的方法有计算法、查表法、经
21、验法。计算法考虑问题全面，但由于计算时需要查阅大量的参考资料和齐全可靠的数据，因条件有限故不予采用，经验法虽然简单，但由于经验有限，也不适合于大批生产故也不采用。因此本论文所选用的零件采用查表法确定加工余量、工序尺寸和公差，根据机械制造工艺与机床夹具课程设计指导（吴拓，方琼珊编，机械工业出版社，2006年1月第一版第一次印刷）模锻件单面加工余量得：最大边长120180mm.单面加工余量为2mm.平面加工余量：精加工后磨削L小于300，余量a=0.3粗车及半精车外圆的加工余量： 零件局部放大图图1L基本尺寸120180.L小于等于200时，未经热处理时加工余量为1.8经过热处理后加工余量为2.0
22、.在加工过程中，有部分尺不能直接测量，而要通过与相关的尺计算方可得到，较常用的是用尺寸链的方向求得，如图所示，图上只给出了A0和A2的尺寸，而没有给出A1的尺寸，所以要通过间接或得。首先A1，A2，A3构成了一个封闭的尺寸链，其中A0为封闭链，A1为增环，A2为减环，列出尺寸关系便是：A1=A2-A0=39mm-3mm=36mmA0max=A1max-A2maxA0min=A1min-A2min带入相应尺寸得：A1max=A0max+A2max=0A1min=A0min+A2min=-0.3mm，所以A1的尺寸应该为36mm，上偏差为0。下偏差为-0.03mm2.8.1切削参数的确定毛坯的材料
23、为45钢，硬度为200，背吃刀量为Ap/mm=4加工时选用硬质合金刀具Yc/(m/min)=100 f(mm/r)=0.50粗铣每齿的进给量fz的推荐值可参考如下：工件材料为45钢，铣削速度可选用20-35(m/min).在进行钻削时高速钢钻头钻孔时的进给量可控制在3mm1）粗车上平面：为了确保机床功率足够，要考虑毛坯最大时的余量，即为：Zb=135mm-125mm=4mm所以采用一次走刀切削深度ap=4mm根据切削用量手册表4取进给量f=1.12mm/rX0.85=0.952mm/r再根据表27并考虑到机床功率足够，所以取f=0.86mm/r.由切削用量手册表11知切削速度v=2.05m/s
24、X0.81X0.65X0.80X0.96=0.829m/sN=1000v/3.14D=1000X0.829/3.14X195r/s=81r/min2)精车33孔到36 Zb=(36.03mm-33mm)/2=1.52mm根据切削用量手册表4和机械制造工艺设计手册表22取进给量取f=0.15mm/r。根据机械制造工艺设计手册表19取v=2.5X0.8m/s=120m/min.N=1000X0.15/3.14X36r/s=1.4r/s=84r/min3)粗铣125X125mm到126X126mm切削用量Zb=(135-126)mm/2=4.5mm,取ap=4.5mm, 根据机械制造工艺设计手册取v
25、=335X1.18X0.8X0.65X0.8X0.98m/min=2.68m/sn=1000X2.68/3.14X125r/s=6.83r/s=410r/min4)铣周边槽42mm,车刀定位面距左端面距离为18mm，底平面之间距离为75X75mm,根据机械制造工艺设计手册查得Zb=(125-75)mm/2=25mm,取ap=5mm。根据机械设计手册得af=0.10mm/z,查表30得v=0.5m/s.n=(1000X0.5)/(3.14X160)r/s=0.99r/s=59.4r/min5)磨右端面，根据机械加工工艺人员手册可取切削用量Zb=0.48mm，径向进给量fr=0.03mm/单行程，
26、轴向进给fa=20mm/单行程，工作台运动速度为v=5m/min.2.9机床及工艺装备选择一、机床与工艺装备是零件加工的物质基础，是加工质量和生产效率的重要保障。机床与工艺装备的选择是制定工艺规程的一个重要环节，对零件加工的经济性也有重要影响。为了合理的选择机床与工艺装备，必须对各种机床的规格、性能和工艺装备的种类、规格等进行详细的了解在工件的加工方法确定以后，加工工件所需的机床类型就已基本确定，由于同一类型的机床有多种规格和型号，其性能也并不完全相同，所以加工范围和质量也不相同，只有合理地选择机床才能高效率的加工出合格的产品在大批生产的条件下，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用机
27、床设备，所选用的通用设备应提出机床型号，所选用的组合机床应提出机床特征。在加工过程中所选用的机床种类有以下几种：表三选用设备规格夹具量具立式钻床Z5125A最大钻孔直径25mm组合夹具游标卡尺0.02mm立式升降台铣床X52K工作面宽度320X1250组合夹具游标卡尺0.02mmCA6140车床四爪单动卡盘组合夹具游标卡尺0.02mm外圆磨床M1432A最大孔径320mm深度1000mm组合夹具游标卡尺0.02mm二、 刀具的选择 一般优先采用标准刀具。若采用机械集中，则可采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。其次在选用刀具时还应注意以下几点：
28、1）在机床上铣削平面时，应采用镶装可转位硬质合金刀片的铣刀。一般采用两次走刀，一次粗铣，一次精铣。当连续切削时，粗铣刀直径要小一些，精铣刀直径要大一些，最好能包容待加工面的整个宽度。加工余量大，且加工面又不均匀时，刀具直径要选得小些，否则当粗加工时会因接刀刀痕过深而影响加工质量。2）高速钢立铣刀多用于加工凸台和凹槽，最好不要用于加工毛坯面，因为毛坯面有硬化层和夹砂现象，刀具会很快被磨损。3）加工余量较小，并且要求表面粗糙度值较低时，应采用镶立方氮化硼刀片的端铣刀或镶陶瓷刀片的端铣刀。 4）镶硬质合金的立铣刀可用于加工凹槽、窗口面、凸台面和毛坯表面。 5）镶硬质合金的玉米铣刀可以进行强力切削，铣
29、削毛坯表面和用于孔的粗加工。 6）精度要求较高的凹槽加工时，可以采用直径比槽宽小一些的立铣刀，先铣槽的中间部分，然后利用刀具半径补偿功能铣削槽的两边，直到达到精度要求为止。 7）在数控铣床上钻孔，一般不采用钻模，钻孔深度为直径的5倍左右的深孔加工容易折断钻头，应注意冷却和排屑。钻孔前最好先用中心钻钻一个中心孔或用一个刚性好的短钻头锪窝引正。锪窝除了可以解决毛坯表面钻孔引正问题外，还可以代替孔口倒角。3夹具的设计3.1方案的分析3.1.1设计任务 机械制造工艺与夹具是写作该论文的主要理论基础， 要求掌握机械制造工艺的基本理论知识和夹具设计的方法及典型结构，学会对较复杂零件进行工艺分析和专用夹具设
30、计的方法；能够制定中等复杂程度的机械加工工艺规程、分析工艺装备、设计专用夹具、指定一般产品的装配工艺。机械制造工艺与夹具涉及到各门专业知识及专业基础知识。论文写作需要用到机械工程材料、计算机应用技术、电工电子学、检测技术、公差配合、金属切削原理、机加设备、液压与气动等本次设计是为加工方刀架的第16道工序即在ZA5025上钻4X四个孔而专门设计的的专用夹具，设计要求定出夹具的结构，形状并绘制夹具总装图和一些非标准零件图。3.1.2零件要求在车床上以孔及左端面定位，一侧面定向钻4X孔， 孔与孔的同轴度误差应保证在以内，两孔中心线距离应保证。3.1.3生产纲领的要求从设计任务书中得知，零件属于中批生
31、产，所学用的设备为通用设备，故在保证加工质量和生产率的前提下，所采用设备为通用设备做到夹具结构恰当，工艺可行，经济合理，安全适用。3.1.4加工方案的选择由于孔在ZA5025钻床上加工而成，需要有专用的钻模来加工完成，一次加工一个孔，分4次完成，零件采用中心孔与底面和削边销，定位夹紧采用手动夹紧。3.2确定夹具结构，设计定位装置方刀架的底部孔主要用于定位刀架，所以需要保证一定量的精度要求，在设计夹具时，通常要考虑以下几方面的因素：1）夹具应满足零件加工工序的精度要求，特别是对于精加工工序，应适当提高夹具的精度，以保证工件的尺寸公差和位置公差。2）夹具应达到加工生产率的要求，特别对于大批量生产中
32、使用的夹具，应设法缩短加工的基本时间和辅助时间。3）夹具的操作要方便，安全，按不同的加工方法，可设置必要的防护装置，挡屑板以及各种安全器具。4）能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本，夹具元件的材料选择将直接影响夹具的使用寿命，因此，定位元件以及主要元件宜采用力学性能较好的材料，夹具的复杂程度应与工件的生产批量相适应，在大批量生产中，宜采用如气动，液压等高效夹具机构。5）要适当提高夹具元件的通用化和标准化程度，选用标准化元件，特别应选用商品化的标准元件，以缩短夹具的制造周期，降低夹具的成本。6）具有良好的结构工艺性，以便于夹具的制造和维修。在机械加工中夹具的设计占有举足轻重的地位，夹具的
33、好坏直接关系到加工零件的精度效率工人的劳动强度等。夹具属于单件小批量生产的零件，在选用夹具元件时应尽可能的选用标准件以降低生产成本。在设计夹具前要尽可能多的了解各种机床不同类型的典型夹具的结构，以节省时间和计算，尤其是定位方案及夹紧机构的选择。从以上几个方面考虑，应在全面考虑的基础上，处理好主要的冲突，使之达到最好的效果。方刀架在加工的过程中，由于它要直接影响到工件的加工精度，所以在夹具心轴的加工要求上，要严格控制好其精度，保证其同轴度误差，这样才能满足生产要求，由于加工的过程中，我们还要考虑其生产率的要求，所以夹具的结构应尽量的简单。 图2方刀架的简单的装夹装置结构图2是方刀架的简单的装夹装
34、置结构，它主要靠中心轴以及下端面及削边销定位，限制了工件的六个自由度。在该装置中，有一部分为了保证零件的加工精度，采用较高的精度要求，为了节省时间，其中一部分便采用了标准件。3.3夹紧装置的设计方刀架的生产类型为中批生产，因此生产效率较大批量生产相比，在保证生产质量的前提下，要求并不是很高，另外还应考虑夹紧力的要求，1 、夹紧力方向应尽可能的实现三力同向，以得于减小夹紧力。2，夹紧力作用点应在工作刚度相对较好的部位。3，夹紧力作用点应尽量靠近加工的部位。此外，为了节省资源我们采用手动夹紧装置。利用螺母和双头螺栓对工作进行夹紧。3.4对刀装置的设计在方刀架上存在四个定位孔，也就是说在加工的过程中
35、为了保证其精度，减小对刀的误差和重复夹紧所引起的误差，我们采用一次装夹四次加工，在工件上部加入一个钻模板，不但能够做到准确定位，还可以做到四个孔的加工在一道工序内完成，提高工件的精度。3.5夹具体的设计夹具体上的各种装置和元件通过夹具体连接成一个整体，因此夹具的形状及尺寸取决于夹具上各种装置的布局及与机床的连接，所以我们对夹具体也要有一定的要求：1）有适当的精度和尺寸稳定性，夹具上的重要表面，如装夹定位元件的表面，装夹刀具或导向元件的表面以及夹具体的安装基面（与机床连接的表面）等，应有适当的尺寸和形状及位置精度。为了使夹具体尺寸稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。2
36、）有足够的强度和刚度，加工过程中，夹具体要承受较大的切削力和夹紧力。为保证夹具体不产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的强度和刚度，因此夹具体需要有一定的厚度，铸造和焊接夹具体常设置加强肋，或在不影响工作装卸的情况下采用框架式夹具体。3）结构工艺性要好，夹具体应便于制造，装配和检验，铸造夹具体上安装各种元件的表面应铸出台面，以减少加工面积。4）排屑方便，切屑多时，夹具体上应考虑排屑结构，如在夹具体上开排屑槽，也可以在夹具体下部设置排屑斜面。5）在机床上安装稳定可靠，夹具在机床上的安装都是通过夹具上的安装基面与机床上相应表面的接触或配合实现的，当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量的低，
37、重心越高则支承面越大，夹具底面四边应有凸台，使其接触性能良好，或底部设置四个支脚（见机床夹具设计手册），当夹具在机床主轴上安装时，夹具安装基面与方轴相应表面庆有较高的配合精度，并保证安装稳定可靠。根据以上各个方面的原因，在设计夹具体时应做到面面俱到，这样不但能够保证良好的加工精度，而且也不容易出现错误，节省工时，提高了生产的效率，详细的夹具体结构如下图所示：表四序号名称数量规格1底座1HT2002螺母M25145钢3削边销1124钻套1T85平头螺钉145钢6螺母M12145钢7开口垫圈145钢8钻模板145钢9中心轴145钢图33.6非标准件的设计在确定非标准件的尺寸时，为了保证其具有一定的
38、强度和硬度，我们都采用45钢作为其加工材料，其基本尺寸如下图所示：图43.7夹具件的精度校核在加工过程中，由误差不等式可以看出，为满足加工精度的要求，夹具本身应有较高的精度，由于目前分析计算方法不太完善，因此，对于夹具公差仍然是要据实践经验来确定，如生产规模较大时，要求夹具有一定使用寿命时，夹具有关公差可取得小些，对加工精度较低的夹具，则取较大的公差，在方刀架的加工过程中，有部分尺寸如四个孔的同轴度要求就可视为精度较高，因此要采用较高的公差，而对四个侧面的加工，只需要保证一定的强度和硬度，可以采用较大的公差。一般可按以下几种方法选取合适的公差：1）夹具体上的尺寸和角度公差取（1/2-1/5）2
39、）夹具体上的位置公差取（1/2-1/3）3）当加工的尺寸未注公差时，取4）未注形位公差的加工面，按GB184-1997中13级的规定选取。夹具有关公差都应在工件公差带的中间位置，即不管工件公差对称与否，都要将其化成对称公差，然后取其1/2-1/5以确定夹具的有关基本尺寸和公差。在中心轴与中心孔的配合精度的选取中，由于其精度要求较高，又是采用加紧螺钉使构件固定，所以可以选用H7/k6，H7/m6等配合。由于刀架定位孔需要保证与中心孔具有一定的同轴度，（中心孔与双头螺栓的配合，心轴与刀架中心孔的配合）因此精度要求较高，为了满足零件的加工要求，应采用导柱铰刀加工，以减小导向误差，如图所示，加工mm孔
40、的位置精度要求为：孔对孔的同轴度误差为.3.8零件加工程序N100 G0 G17 G40 G49 G80 G90N102 G91G28 Z0.N104 S0 M5N106 G0 G90 G54 X0. Y0.N108 Z80.N110 G99 G81 Z34. R80. F0.N112 G80N114 G91 G28 Z0.N116 G0 G90 G54 X0. Y0.N118 S0 M5N120 Z80.N122 G99 G81 Z0. R80. F0.N124 G80N126 G91 G28 Z0.N128 G0 G90 G54 X50. Y50.N130 S0 M5N132 Z80.N1
41、34 G99 G81 Z47. R80. F0.N136 X0.N138 X-50.N140 Y0.N142 Y-50.N144 X0.N146 X50.N148 Y-10.N150 G80N152 G91 G28 Z0.N154 G0 G90 G55 X-60. Y4.N156 S0 M5N158 Z70.N160 G99 G81 Z44.5 A90. R70. F0.N162 G80N164 G91 G28 Z0.N166 G0 G90 G55 X-60. Y4.N168 S0 M5N170 Z70.N172 G99 G81 Z16. R70. F0.N174 G80N176 G91 G2
42、8 Z0.N178 G0 G90 G56 X-.096 Y-46.5N180 S0 M5N182 Z50.N184 Z0.N186 G1 Z-1. F4.5N188 X.096N190 G3 X23.951 Y-39.857 R46.5N192 G1 X-23.951N194 X-19.47 Y-33.214N196 X-32.543N198 G2 X-38.16 Y-26.571 R46.5N200 G1 X-27.861N202 G2 X-32.941 Y-19.929 R38.5N204 G1 X-42.013N206 G2 X-44.562 Y-13.286 R46.5N208 G1
43、X-36.135N210 G2 X-37.923 Y-6.643 R38.5N212 G1 X-46.023N214 G2 X-46.5 Y0. R46.5N216 G1 X-38.5N218 G2 X-37.923 Y6.643 R38.5N220 G1 X-46.023N222 G2 X-44.562 Y13.286 R46.5N224 G1 X-36.135N226 G2 X-32.941 Y19.929 R38.5N228 G1 X-42.013N230 G2 X-38.16 Y26.571 R46.5N232 G1 X-27.861N234 G2 X-19.47 Y33.214 R3
44、8.5N236 G1 X-32.543N238 X-26.944 Y27.5N240 G3 X26.944 Y-27.5 R38.5N242 G1 X32.543 Y-33.214N244 X19.47N246 G3 X27.861 Y-26.571 R38.5N248 G1 X38.16N250 G3 X42.013 Y-19.929 R46.5N252 G1 X32.941N254 G3 X36.135 Y-13.286 R38.5N256 G1 X44.562N258 G3 X46.023 Y-6.643 R46.5N260 G1 X37.923N262 G3 X38.5 Y0. R38
45、.5N264 G1 X46.5N266 G3 X46.023 Y6.643 R46.5N268 G1 X37.923N270 G3 X36.135 Y13.286 R38.5N272 G1 X44.562N274 G3 X42.013 Y19.929 R46.5N276 G1 X32.941N278 G3 X27.861 Y26.571 R38.5N280 G1 X38.16N282 G3 X32.543 Y33.214 R46.5N284 G1 X19.47N286 X23.951 Y39.857N288 X-23.951N290 G2 X-.096 Y46.5 R46.5N292 G1 X.096N294 Z0.N296 G0 Z20.N298 X-.096 Y-46.5N300 Z0.N302 G1 Z-1.5N304 X.096N306 G3 X23.951 Y-39.857 R46.5N308 G1 X-23.951N310 X-19.47 Y-33.214N312 X-32.543N314 G2 X-38.16 Y-26.571 R46.5N316 G1 X-27.861N318 G2 X-32.941 Y-19.929 R38.5N320 G1 X-42.013N322 G2 X-44.562 Y-13.286 R46
