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畢業(yè)設(shè)計(jì)（）
作 者： 學(xué) 號(hào)：
系 部：
專(zhuān) 業(yè)：
題 目：連桿零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要
本次設(shè)計(jì)詳細(xì)闡述了對(duì)連桿端面10mm槽的專(zhuān)用銑床夾具設(shè)計(jì)，采用一面兩銷(xiāo)進(jìn)行定位，通過(guò)綜合分析與設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的可行性和優(yōu)越性，通過(guò)此設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了理論知識(shí)和實(shí)踐的充分結(jié)合，在這次設(shè)計(jì)涉及了機(jī)床類(lèi)型的選擇、加工方式的選擇、刀具的選擇、定位誤差的分析與計(jì)算、夾具體設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題等等。進(jìn)一步添加計(jì)算機(jī)繪圖的經(jīng)驗(yàn)。
綜合該次設(shè)計(jì)的全過(guò)程，體會(huì)到了設(shè)計(jì)路途的迷茫和艱難，作為學(xué)完《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》之后的一項(xiàng)重要的實(shí)踐，充分考察了我們獨(dú)立設(shè)計(jì)，計(jì)算，繪圖和分析的能力，尤其提高了我們查閱各種設(shè)計(jì)手冊(cè)的和相關(guān)資料的能力，深刻體會(huì)了夾具設(shè)計(jì)的一般步驟和相關(guān)問(wèn)題的解決辦法，為將來(lái)參加工作，熟悉工藝打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：連桿，銑槽，夾具設(shè)計(jì)，工藝
目 錄
1 連桿零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程 1
1.1 連桿的工藝性分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定 1
1.1.1 連桿的技術(shù)要求 1
1.1.2 審查連桿的工藝性 1
1.1.3 確定連桿的生產(chǎn)類(lèi)型 1
1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2
1.2.1 選擇毛坯 2
1.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 2
1.2.3 繪制連桿毛坯簡(jiǎn)圖 3
1.3 擬定連桿工藝路線(xiàn) 4
1.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 4
1.3.2 表面加工方法的確定 5
1.3.3 加工階段的劃分 5
1.3.4 工序的集中與分散 5
1.3.5 工序順序的安排 5
1.3.6 確定工藝路線(xiàn) 6
1.4加工余量、工序尺寸和公差的確定（工序6） 6
1.5 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算（工序6） 7
1.5.1切削用量的計(jì)算 7
1.5.2 時(shí)間定額的計(jì)算 8
2. 相關(guān)工序夾具的設(shè)計(jì) 9
2.1機(jī)床夾具的組成 10
2.2 機(jī)床夾具的分類(lèi) 11
2.3機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 12
2.4 定位基準(zhǔn)的選擇 13
2.5工件定位的基本原理 14
2.6 常見(jiàn)定位方式及定位元件 15
2.7 定位方案及定位誤差分析 15
2.8 夾緊機(jī)構(gòu) 16
2.9 對(duì)刀及夾具的安裝方案的確定 17
2.10 夾具體 17
2.11 方案綜合評(píng)價(jià)和總結(jié) 18
3 設(shè)計(jì)體會(huì) 18
1 連桿零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程
1.1 連桿的工藝性分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定
1.1.1 連桿的技術(shù)要求
根據(jù)連桿零件圖紙將該連桿的全部技術(shù)要求列于表中。見(jiàn)表1-1。
表1-1 連桿零件技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及偏差（mm）
公差及精度等級(jí)
表面粗糙度Ra(um)
形位公差
連桿左端面
IT11
3.2
連桿右端面
IT11
3.2
孔
IT11
3.2
孔
IT10
3.2
連桿槽寬度
IT13
3.2
連桿槽深度
IT15
3.2
1.1.2 審查連桿的工藝性
分析零件圖可知，連桿的兩端面均要求切削加工，該零件除主要工作表面（連桿兩端面、的槽、孔、孔）外其余加工表面加工精度較低，通過(guò)銑削，鉆床的粗加工就可以達(dá)到， 雖然主要工作表面加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來(lái)。由此可見(jiàn)，該零件的公藝性較好。
1.1.3 確定連桿的生產(chǎn)類(lèi)型
Q=5000件/年；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式（1-1）得
N=5000件/年X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.8件/年
連桿重量為2.0kg，由查表1-3知，連桿屬于輕型零件；由表1-4知，該連桿的生產(chǎn)為大批生產(chǎn)。
1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
1.2.1 選擇毛坯
由零件要求可知，不但要有高的抗拉、壓強(qiáng)度和高的疲勞強(qiáng)度，而且要有足夠的剛性和韌性，選擇材料為45鋼。為增強(qiáng)連桿的強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛胚選用鍛件。該零件輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類(lèi)型數(shù)大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鍛件精度，采用模鍛方法制造毛胚，毛胚拔模斜度為5o。
1.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量
a) 公差等級(jí)
根據(jù)連桿的功用和要求，確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí)。
b) 鍛件重量
加工后工件重量為2.0kg,初步估計(jì)鍛件加工前毛胚重量為4kg。
c) 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)
對(duì)連桿零件圖分析，大致確定鍛件外廓包容體的長(zhǎng)度、寬度、和高度，l=45mm，b=53，h=10(詳見(jiàn)毛胚簡(jiǎn)圖1-1)；有公式（2-3）和（2-5）可計(jì)算出連桿鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)
S = mt/ mN = 4/（lbhρ）=(45mm×53mm×10mm×7.8 10-6kg/mm3)
≈6/8.01≈0.18
由于0.74介于0.16和0.32之間故形狀復(fù)雜系數(shù)屬S3級(jí)
d) 材質(zhì)系數(shù)
該材料屬45鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故鍛件材質(zhì)系屬M(fèi)1級(jí)。
e) 鍛件分模線(xiàn)形狀
根據(jù)連桿形位特點(diǎn)，選高度方向的對(duì)稱(chēng)平面為為分模面，屬平直分模線(xiàn)，如圖連桿鍛造毛胚見(jiàn)圖1-1所示。
f) 零件表面粗糙度
如零件圖所示，該連桿各加工表面的粗糙度Ra均大于1.6。根據(jù)上述綜因素，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》中表2-10~2-12確定該段間的尺寸公差和機(jī)械加工余量。所得結(jié)果列于表1-2。
確定此鑄造毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量如下表所示：
表1-2 連桿鑄造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量表
項(xiàng)目/mm
機(jī)械加工余量/mm
尺寸公差/mm
備注
孔
2.0
表2-14
2.2
表2-10
孔
2.0
表2-14
2.2
表2-10
中心距57
0.3
表2-12
厚度14.3
2.0~2.2（取2.0）
表2-13
1.8
表2-11
1.2.3 繪制連桿毛坯簡(jiǎn)圖
由表1-2所得結(jié)果，繪制毛坯簡(jiǎn)圖如下所示：
圖1-1 連桿鍛造毛坯簡(jiǎn)圖
1.3 擬定連桿工藝路線(xiàn)
1.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。
a) 精基準(zhǔn)的選擇
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，選擇零件左視圖中的左端面和孔中心線(xiàn)作為精基準(zhǔn)。
b) 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，選取零件右端面為粗基準(zhǔn)。
1.3.2 表面加工方法的確定
表3-1 連桿零件各表面加工方案
加工表面
尺寸精度等級(jí)
表面粗糙度Ra/um
加工方案
備注
左端面
IT11
3.2
粗銑-半精銑
表1-8
右端面
IT11
3.2
粗銑-半精銑
表1-8
孔
IT10
3.2
粗鏜-半精鏜
表1-7
孔
IT11
3.2
粗?jǐn)U-精擴(kuò)-鉸
表1-7
槽內(nèi)側(cè)面
IT13
3.2
粗銑-半精銑
表1-8
槽底面
IT15
3.2
粗銑-半精銑
表1-8
1.3.3 加工階段的劃分
該連桿加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工兩個(gè)階段。，
在粗加工階段。首先將精基準(zhǔn)（連桿左端面和孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑連桿右端面， 鉆孔和粗銑8個(gè)槽的內(nèi)側(cè)面和底面；在半精加工階段，完成左右端面的的精銑加工和8個(gè)槽的精銑加工。
1.3.4 工序的集中與分散
選用工序集中原則安排連桿的加工工序。該連桿的生產(chǎn)類(lèi)型為大批或者中批生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時(shí)間，而且由于一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。
1.3.5 工序順序的安排
a) 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)——連桿左右端面和孔、孔。
b) 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
c) 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。
d) 遵循“先面后孔”原則，先加工主要表面，后加工孔；先加工左右端面，然后加工兩個(gè)孔；最后加工8個(gè)槽。
1.3.6 確定工藝路線(xiàn)
在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了連桿的工藝路線(xiàn)。
表1-3 連桿工藝路線(xiàn)及設(shè)備、工裝的選用
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
機(jī)床裝備
刀具
量具
1
粗銑左端面
立式銑床X51
端銑刀
游標(biāo)卡尺
2
粗銑右端面
立式銑床X51
端銑刀
游標(biāo)卡尺
3
半精銑連桿左右端面
立式銑床X51
端銑刀
游標(biāo)卡尺
4
粗鏜-半精鏜孔
X60臥式銑床
鏜刀
卡尺、塞規(guī)
5
粗?jǐn)U-精擴(kuò)-鉸孔
四面組合機(jī)床
擴(kuò)孔鉆、鉸刀
卡尺、塞規(guī)
6
粗銑-半精銑8個(gè)槽
X60臥式銑床
三面刃銑刀
游標(biāo)卡尺
1.4加工余量、工序尺寸和公差的確定（工序6）
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，這里只作工序6加工余量和工序尺寸公差的確定。
第6道工序的加工過(guò)程：
先以l=8的三面刃銑刀銑出槽，以l=8的三面刃銑刀進(jìn)行粗銑，查表，則粗銑余量Z精銑=1.5（雙邊），再進(jìn)行精銑。查表可依次確定各工序尺寸的加工精度為，粗銑：IT12；精銑：IT11，查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表確定各工步的公差值分別為，粗銑：0.18mm；精銑：0.11；
所以，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為粗銑（8mm）；精銑（10 mm），它們之間的相互關(guān)系如圖1-2所示。
0.18
10
8
0.75
0.11
圖1-2
1.5 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算（工序6）
1.5.1切削用量的計(jì)算
a) 粗銑槽底面和兩側(cè)面
（1）切削深度的確定 取ap=3.2mm。
（2）進(jìn)給量的確定,按機(jī)床功率為5-10kW、工件—夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量fz取為0.09mm/z。
（3）銑削速度的計(jì)算 由表，按硬質(zhì)合金三面刃圓盤(pán)銑刀、d/z=200/12的條件選取，銑削速度v可取為268m/min。由公式（5-1）n=1000v/(πd)可求得該工件銑刀轉(zhuǎn)速，n=1000×268m/min/π×200mm=426.53r/min,參照表4-18所列X60臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=400r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度v=nπd/1000=400r/min×π×200mm/1000=251.33m/min。
b) 精銑槽底面和兩側(cè)面
（1）背吃刀量的確定 取ap=1.5mm。
（2）進(jìn)給量的確定 表5-19，按機(jī)床功率為5-10kW、工件—夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量取為0.08mm/z。
（3）銑削速度的計(jì)算 由表5-20，按硬質(zhì)合金三面刃圓盤(pán)銑刀、d/z=200/12的條件選取，銑削速度v可取為318m/min。有公式（5-1）n=1000v/πd可求得該工件銑刀轉(zhuǎn)速，n=1000×318m/min/π×200mm=506.11r/min,參照表4-18所列X60臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=560r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度v=nπd/1000=560r/min×π×200mm/1000=351.86m/min。
1.5.2 時(shí)間定額的計(jì)算
a) 基本時(shí)間tm的計(jì)算
（1）粗銑槽底面和兩側(cè)面
根據(jù)表5-43中三面刃銑刀銑槽的基本時(shí)間計(jì)算公式tj=(l+l1+l2)/fMz 可求出該工序的基本時(shí)間：式中l(wèi)=5mm，，l2 =2mm，查表4-19銑床工作臺(tái)的進(jìn)給量fMz =45mm/min,得tj=（5+26+2）/45=0.73min
（2）半精銑槽底面和兩側(cè)面
同理，根據(jù)表5-43中三面刃銑刀銑槽的基本時(shí)間計(jì)算公式 tj=(l+l1+l2)/fMz 可求出該工序的基本時(shí)間：式中l(wèi)=5mm，，l2 =2mm，查表4-19銑床工作臺(tái)的進(jìn)給fMz=22.4mm/min,得tj=（5+13+2）/22.4=2.45min?。
b) 輔助時(shí)間的計(jì)算
根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時(shí)間tf與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為tf=（0.15-0.2）tj，這里取tf=0.15 tj，則各工序的輔助時(shí)間分別為：
工序6粗銑的輔助時(shí)間：tf =0.15×0.73min=0.1min；
工序6精銑的輔助時(shí)間：tf =0.15×2.45min=0.3675 min；
c) 其他時(shí)間的計(jì)算
除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于本工件的生產(chǎn)類(lèi)型為大量生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作地時(shí)間tb是作業(yè)時(shí)間的2%-4%,這里取3%，則各工序的其他時(shí)間（tb+ tx）可按關(guān)系式（3%+3%）×（tb+tx）計(jì)算，它們分別為：
工序8的其他時(shí)間：
tb+tx =6%×(0.1min+0.27min)=0.022min;
工序9的其他時(shí)間：
tb+tx =6%×(2.45min+0.3675min)=0.16905min;
d) 單件時(shí)間tdj 的計(jì)算
上述兩道工序的單件時(shí)間分別為：
工序6的單件粗銑時(shí)間：
tdj=0.1min+0.27min+0.022min=0.392min；
工序9的單件半精銑時(shí)間：
tdj =2.45min+0.3675min+0.16905min=2.98655min
將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果，填入工藝文件。表5-2.1列出了連桿零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程；表5-2.2列出了連桿加工第6道工序的工序卡。
2. 相關(guān)工序夾具的設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。工序圖上標(biāo)明，該工序的定位基準(zhǔn)為已經(jīng)加工過(guò)的兩孔及工件孔端的兩個(gè)端平面，加工時(shí)選用三面刃銑刀，在臥式銑床上加工，槽寬由銑刀尺寸保證，槽深和角度位置由夾具和調(diào)整對(duì)刀來(lái)保證。制造夾具體毛坯的材料為HT200。通過(guò)鑄造得到。
2.1機(jī)床夾具的組成
1. 機(jī)床夾具的基本組成部分
（1）定位裝置
該裝置由定位元件組合而成，其作用是確定工件在夾具中的正確位置。
（2）夾具裝置
該裝置的作用是將工件壓緊夾牢，并保證工件在加工的過(guò)程中正確位置不變。
（3）夾具體
夾具體是夾具的基本骨架，通過(guò)它將夾具所有的元件構(gòu)成一個(gè)整體。
2. 機(jī)床夾具的其他特殊元件或裝置
（1）連接元件
根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn)，夾具在機(jī)床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，另一種是安裝在機(jī)床主軸上。連接元件用以確定夾具本身在機(jī)床上的位置。如機(jī)床夾具所使用的過(guò)渡盤(pán)，銑床夾具所使用的定向鍵等，都是連接元件。
（2）對(duì)刀元件
常用在普通銑床夾具中，用對(duì)刀快調(diào)整銑刀加工前的位置。對(duì)刀時(shí)，銑刀不與對(duì)刀快直接接觸，而用塞尺進(jìn)行檢查，以免碰傷銑刀的切削刃和對(duì)刀快工作表面。
（3）導(dǎo)向元件
常用在鉆床、鏜床夾具中，用鉆套和鏜套引導(dǎo)刀具加工中的正確位置。
（4）其他元件或裝置
根據(jù)加工需要，有些夾具還分別采用分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、平衡塊等。這些元件或裝置需要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)。
2.2 機(jī)床夾具的分類(lèi)
根據(jù)機(jī)床夾具的通用化程度，可將夾具氛圍以下幾種：
1. 通用夾具
可加工一定范圍內(nèi)不同工價(jià)的夾具為通用夾具，如車(chē)床上的三爪自定心卡盤(pán)、四爪單動(dòng)卡盤(pán)；銑床上的平口虎鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。它們有很大的通用性，無(wú)需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用于裝夾不同的工件。這類(lèi)夾具一般已標(biāo)準(zhǔn)化，由專(zhuān)業(yè)工廠(chǎng)生產(chǎn)，作為機(jī)床附件供應(yīng)給用戶(hù)。
由于使用通用夾具夾緊工件比較費(fèi)時(shí)，操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故通用夾具主要用于單件小批生產(chǎn)，在產(chǎn)品固定的大批量生產(chǎn)中很少使用通用夾具，而使用效率較高的專(zhuān)用夾具。
2. 專(zhuān)用夾具
專(zhuān)用夾具是針對(duì)某一種工件的某道工序?qū)ｉT(mén)設(shè)計(jì)的夾具。所以結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速方便。專(zhuān)用夾具通常由使用廠(chǎng)根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)與制造。
專(zhuān)用夾具定位精度高，一批工件加工或所得尺寸穩(wěn)定，互換性高，并且可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省工時(shí)，顯著提高效率，另外利用專(zhuān)用夾具還可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。但專(zhuān)用夾具是為滿(mǎn)足某個(gè)工件某道工序的加工需要而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，所以它的適用范圍較窄。此外、專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)。當(dāng)產(chǎn)品更換時(shí)，往往因無(wú)法再使用而報(bào)廢，因此，專(zhuān)用夾具主要適用于產(chǎn)品品種相對(duì)穩(wěn)定的大批大量生產(chǎn)。
3. 成組夾具
根據(jù)成組技術(shù)原來(lái)技術(shù)的用于成組加工的夾具。這種夾具的特點(diǎn)是，在通用的夾具體上，只需對(duì)夾具的部分元件稍加調(diào)整或更換，即可用于組內(nèi)的不同工件的加工。
4. 組合夾具
組合夾具是由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零件部件組裝成易于聯(lián)結(jié)和拆卸的夾具。它在使用上具有專(zhuān)用夾具的優(yōu)點(diǎn)，而當(dāng)產(chǎn)品更換時(shí)，不存在夾具“報(bào)廢”問(wèn)題。因?yàn)樗梢圆痖_(kāi)，其元件可清洗入庫(kù)，留待組裝新的夾具。因此，組合夾具很適合于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)使用。由于組合夾具還具有縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少專(zhuān)用夾具種類(lèi)、數(shù)量和存放面積等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于新產(chǎn)品的試制和多品種小批量生產(chǎn)。
5. 隨行夾具
隨行夾具為自動(dòng)線(xiàn)上使用的一種夾具。自動(dòng)線(xiàn)夾具基本上分為兩類(lèi)：一類(lèi)為固定式夾具，它與一般專(zhuān)用夾具相似；一類(lèi)為隨行夾具，她除了具有一般夾具所擔(dān)負(fù)的裝夾任務(wù)外，還擔(dān)負(fù)自動(dòng)線(xiàn)輸送工件的任務(wù)。所以，它是跟隨被加工工件沿著自動(dòng)線(xiàn)從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位的，故稱(chēng)為隨行夾具。
除了上述分類(lèi)外，夾具還可以按照動(dòng)力來(lái)源不同分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具及自?shī)A緊夾具等，按工種還可以分為車(chē)床夾具、銑床夾具、磨床夾具、鉆床夾具等。
2.3機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用
夾具是機(jī)械加工中的一種工藝裝備，它在生產(chǎn)中起的作用很大，所以在機(jī)械加工中的應(yīng)用十分廣泛。歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面的作用：
1. 保證工件的加工精度
由于采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，所以在機(jī)械加工中，可以保證工件各個(gè)表面的相互位置精度，使其不受或不受各種主觀因素的影響，容易獲得較高的加工精度，并使一批工件的精度穩(wěn)定。
2. 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本
采用夾具使工件裝夾方便，免去工件逐個(gè)找正對(duì)刀所花費(fèi)的時(shí)間，因此可以縮短輔助時(shí)間。另外，采用夾具裝夾或，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)操作工人的技術(shù)水平的要求可以降低，有利于提高生產(chǎn)率和降低成本。
3. 擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍和改變機(jī)床用途
使用專(zhuān)用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。這是在生產(chǎn)條件有限的也器中常用的一種技術(shù)改造措施。例如，在車(chē)床或搖臂鉆床上安裝鏜摸夾具后，就可以對(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工，一充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。
4. 改善勞動(dòng)條件和保證生產(chǎn)安全
使用專(zhuān)用機(jī)床夾具可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，保證安全生產(chǎn)。
2.4 定位基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線(xiàn)、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類(lèi)。
1. 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)
在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱(chēng)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。
2. 工藝基準(zhǔn)
零件在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)，稱(chēng)為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。
（1）裝配基準(zhǔn)
裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱(chēng)為裝配基準(zhǔn)。
（2）測(cè)量基準(zhǔn)
測(cè)量時(shí)用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn)，稱(chēng)為測(cè)量基準(zhǔn)。
（3）工序基準(zhǔn)
在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn)，稱(chēng)為工序基準(zhǔn)。
（4）定位基準(zhǔn)
工件定位時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱(chēng)為定位基準(zhǔn)。
需要說(shuō)明的是，作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線(xiàn)、面在工件上并不一定具體存在。如軸心線(xiàn)、對(duì)稱(chēng)面等，它們是由某些具體表面來(lái)體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準(zhǔn)的表面稱(chēng)為定位基準(zhǔn)。
2.5工件定位的基本原理
工件裝夾在機(jī)床上必須使工件相對(duì)于刀具和機(jī)床處于正確的加工位置，它包括工件在夾具的定位、夾具在機(jī)床上的安裝以及夾具相對(duì)于刀具和整個(gè)工藝系統(tǒng)的調(diào)整等工作過(guò)程。在使用夾具的情況下，就要使機(jī)床、刀具、夾具和工件之間保持正確的加工位置。顯然，工件的定位是其中極為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
1. 六點(diǎn)定位原則
定位，就是限制自由度。通常是用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度，用合理設(shè)置的六個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是工件定位的“六點(diǎn)定位原則” 。
2. 工件定位中可能出現(xiàn)的集中情況
（1）完全定位
六個(gè)支承點(diǎn)限制了工件的全部自由度，稱(chēng)為完全定位。
（2）不完全定位
根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱(chēng)為不完全定位。
（3）欠定位
根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒(méi)有被限制的定位，稱(chēng)為欠定位。器定位無(wú)法保證加工要求，所以是決不允許的。
（4）過(guò)定位
夾具上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位元件，重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的現(xiàn)象，稱(chēng)為過(guò)定位。過(guò)定位中常會(huì)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。
消除或減小過(guò)定位所引起的干涉，一般有兩種方法：一種是提高定位基準(zhǔn)之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。一種是改變定位元件的結(jié)構(gòu)，使定位元件在重復(fù)限制自由度的部分不起定位作用。
2.6 常見(jiàn)定位方式及定位元件
定位方式和定位元件的選擇包括選擇定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等，他們主要取決于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用等因素。
1. 工件及平面定位
（1）主要支承 主要支承用來(lái)限制工件的自由度，起定位作用
1）固定支承
2）可調(diào)支承
3）自位支承
（2）輔助支承 提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性
1）螺旋式輔助支承
2）自位式輔助支承
3）推引式輔助支承
4）液壓鎖緊的輔助支承
2. 工件以圓柱空定位
（1）圓柱銷(xiāo)
（2）圓錐銷(xiāo)
（3）圓柱心軸
3. 工件以外圓柱面定位
（1）在V形塊中定位
（2）在圓孔中定位
（3）在半圓孔和圓錐孔中定位
2.7 定位方案及定位誤差分析
前已述及，定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)盡量符合基準(zhǔn)重合原則，但對(duì)于工件槽深要求來(lái)說(shuō)，選擇與所加工槽相對(duì)的另一端面為定位基準(zhǔn)，引起基準(zhǔn)不重合誤差ΔB，ΔB的值為兩端面間的尺寸公差0.1 mm。由于所加工的槽深公差規(guī)定為0.4 mm，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可以保證槽深的要求；對(duì)于槽的角度位置45±30′的要求方面，工序要求是以大孔中心為基準(zhǔn)，并與兩孔連線(xiàn)成45±30′。現(xiàn)以?xún)煽诪槎ㄎ换鶞?zhǔn)，在大孔中采用圓柱銷(xiāo)配合定位，小孔中用菱形銷(xiāo)定位，完全符合基準(zhǔn)重合，定位精度較高。兩定位銷(xiāo)直徑及公差、兩定位銷(xiāo)之間的距離及公差：圓柱定位銷(xiāo)直徑按g6選取為；菱形銷(xiāo)定位圓柱部分按f7選取為；兩銷(xiāo)間的距離尺寸與公差按連桿相應(yīng)尺寸公差±0.06的1/3取值為±0.02，所以該尺寸標(biāo)注為57±0.02; 為保證槽的角度要求，兩菱形銷(xiāo)安裝位置的角度公差為工件相應(yīng)角度公差±30′的1/5,即±6′，所以圖上該角度標(biāo)注為45°±6′。
2.8 夾緊機(jī)構(gòu)
在機(jī)械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個(gè)工作過(guò)程。工件定位以后需要通過(guò)一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過(guò)程中，不會(huì)由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動(dòng)，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱(chēng)為夾緊裝置。
夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮動(dòng)作快速可靠，不碰刀，夾緊點(diǎn)應(yīng)盡量接近被加工部位。因此，采用兩個(gè)手動(dòng)螺旋壓板，夾緊點(diǎn)選在大孔端面，另外在壓板外側(cè)設(shè)有防轉(zhuǎn)銷(xiāo)，使用也很方便，能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。
夾緊裝置的組成及基本要求：
1. 夾緊裝置的組成
（1）力源裝置
（2）中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 作用如下：
1）改變夾緊作用力的方向
2）改變夾緊作用力的大小
3）具有一定的自鎖性能
（3）夾緊元件
2. 對(duì)夾緊裝置的基本要求
（1）夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置
（2）夾緊力的大小要適當(dāng)
（3）夾緊裝置要操作方便
（4）結(jié)構(gòu)要進(jìn)湊簡(jiǎn)單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件
2.9 對(duì)刀及夾具的安裝方案的確定
由于槽的加工要保證刀具兩個(gè)方向的位置，為了快速對(duì)刀，采用直角對(duì)刀塊。為了保證對(duì)刀塊的方向與工作臺(tái)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向一致，整個(gè)夾具在工作臺(tái)上安裝時(shí)采用的是一對(duì)定位鍵定向，在夾具體兩端的耳座中穿入T形螺栓，用螺母夾緊。定位平面N到對(duì)刀塊底面之間的尺寸關(guān)系到槽深精度，而連桿上相應(yīng)的這個(gè)尺寸是由尺寸mm和mm間接決定的，經(jīng)過(guò)尺寸鏈的換算(mm是封閉環(huán))，得到這個(gè)尺寸為mm。因?yàn)閵A具的工序尺寸是按要保證的槽深相應(yīng)尺寸的平均值標(biāo)注，將上面算得的尺寸改寫(xiě)為10.85±0.15 mm，然后再減去塞尺的厚度3 mm，得7.85 mm，此尺寸的公差取為工件上尺寸公差(±0.15)的1/2~1/5，最終取±0.03，所以最終夾具總圖上對(duì)刀塊到定位面N的距離應(yīng)標(biāo)注為7.85±0.03?？紤]到塞尺的尺寸，對(duì)刀塊水平方向的工作表面到定位圓柱銷(xiāo)中心的距離為8.05±0.02(取工件相應(yīng)尺寸公差的1/2~1/5)。
2.10 夾具體
夾具體一般是夾具上最大和最復(fù)雜的基礎(chǔ)元件，在夾具體上，要安放組成該夾具所需要的各種元件，機(jī)構(gòu)，裝置，并且還要考慮便于裝卸工件以及在機(jī)床上的固定。因此夾具體的形狀和尺寸應(yīng)滿(mǎn)足一定的要求，它主要取決與工件的外廓尺寸和各類(lèi)元件與裝置的布置情況以及加工性質(zhì)等。所以在專(zhuān)用夾具中，夾具體的形狀和尺寸很多是非標(biāo)準(zhǔn)的。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足一下基本要求：
1 有足夠的強(qiáng)度和剛度
2 減輕重量，便于操作
3 安放穩(wěn)定，可靠
4 尺寸穩(wěn)定，有一定的精度
5 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工藝性好
6 排屑方便
7 應(yīng)吊裝方便，使用安全
夾具結(jié)構(gòu)方案確定后，就可著手繪制夾具總圖，步驟如下：
(1) 用雙點(diǎn)劃線(xiàn)繪出零件在加工位置的外形輪廓。
(2) 繪制定位元件。
(3) 繪制夾緊裝置。
(4) 繪制對(duì)刀塊、夾具體。
(5) 繪制定位鍵，并繪出連接件把各元件連接在一起。最后得到的夾具總圖。
2.11 方案綜合評(píng)價(jià)和總結(jié)
該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。采用手動(dòng)夾緊裝置，夾具上裝有直角對(duì)刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對(duì)刀；同時(shí)，夾具體底面上的兩對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。
此設(shè)計(jì)達(dá)到了銑床專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)要求，能夠滿(mǎn)足加工條件的要求，達(dá)到完成加工的目的。
3 設(shè)計(jì)體會(huì)
為期三周的夾具設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過(guò)程，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助下，收獲頗多，設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。
本次設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段，第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、機(jī)床選用等方面的知識(shí)；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。
經(jīng)過(guò)這三個(gè)星期的設(shè)計(jì)，基本掌握了零件的加工過(guò)程分析及工藝文件的編制、專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟，學(xué)會(huì)了查找相關(guān)手冊(cè)、說(shuō)明書(shū)等，以及選擇使用工藝裝備等等。
總之，這次設(shè)計(jì)使我在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們獨(dú)立思考、解決問(wèn)題和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于個(gè)人能力有限，所學(xué)知識(shí)還不夠完善，設(shè)計(jì)中還存有錯(cuò)誤和不足，望老師老師提出寶貴意見(jiàn)。
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