工件的工艺规程设计(一道工序)夹具设计

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本科生毕业论文（设计）
题目：工件的工艺规程设计（一道工序）夹具设计学习中心：
年
学
学
完成日期：年月日
本论文完成了对的设计。

在设计的
第二阶段，进行夹具设计。

纵观整条工艺路线，结合难易程度和夹具本身的特色，选定工序进行夹具的总体装配和夹具体的设计。

首先，（
）；然后，（
）；最后（）。

I
1.1 （）工件功用 (2)
1.2 工件的结构特点及技术要求 (2)
1.3 设计的任务 (3)
2 工艺路线的拟定 (4)
2.1 年产量和批量的确定 (4)
2.2 毛坯的选择 (5)
2.3 定位基准的分析 (6)
2.4 工艺路线的拟定 (6)
2.5 工艺卡的填写 (8)
3 夹具设计 (13)
3.1 夹具的整体设计 (13)
3.1.1夹具设计分析 (13)
3.1.2 定位夹紧方案的确定 (13)
3.1.3 夹具的具体设计 (13)
3.2 夹具的装配 (15)
3.3 夹具的经济性分析 (15)
4 零件的检验 (16)
5 结论 (17)
参考文献 (18)
II
注意引言内容不要与摘要内容雷同。

引言，或称前言，主要阐述立题的背景与问题的提出。

诸如本课题所及的国内外现状、理论依据、研究的意义，并点出自己要研究的主题和本论文要解决的问题等。

1
工件的工艺规程及（一道工序）夹具设计
2
1 设计任务说明
1.1 （）工件功用
（ ）是用于（ ）的零件，（ ）。

1.2 工件的结构特点及技术要求
一、工件的结构特点 （ ）
二 、工件的技术要求
技术要求（
）（详见零件图）。

零件图如下：
工件零件图
工件的工艺规程及（一道工序）夹具设计
1.3 设计的任务
该工件加工至成品，需完成从毛坯选择开始，编排工艺，工装夹具设计以及对该产品的说明书如下：
1．毛坯—零件综合图1张
2．工艺过程卡片1套
3．夹具装配图1张
4．夹具体零件图1张
5．说明书1份
3
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4
2 工艺路线的拟定
年产量和批量的确定
生产纲领3000台/每年
Q ＝生产纲领*每台件数*（1+备品率）*（1+废品率）
Q ＝3000*1*（1+2％）*（1+2
月产量＝Q/12=
Days=（365-52-14）/12= 天
日产量（一天3班）＝月产量2 生产量类型的确定：
查工艺人员手册，轻型（100中批500～5000 大批5000～50000 支架的生产性质：
3 年时基数，三班制为：第一班2392小时，第二班2392小时，第三班1794小时。

在女同志占25%以下：第一班 1914小时， 第二班1914小时，第三班1435小时。

总共小时数为5086小时。

4 平均流水线节拍＝流水线实际平时基数*60*（1-η）/零件年产量
其中，η－损失系数： A. 工作时间内设备修理方面损失η1
B. 工人缺勤和自然需要方面损失η
2
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5
C. 清理设备时的损失η
3
D. 工人休息方面的损失η
4
η＝η1＋η2＋η3＋η4＝15％
平均流水线节拍=5086*60*（1-15%）
与单件核算时间比较）台机床加工。

三、批量的确定及生产间隔期：
在一个零件的总加工时间，及最长工序时间确定的情况下，批量和生产间隔期越长，生产率高，但是资金周转慢，批量越大，生产间隔期短，资金周转快，但是生产率低，所以要同时兼顾两者。

生产周期＝每天有效工作时间
最长工序时间
）（批量－一个零件总的加工时间*1
批量的确定：除了考虑生产间隔期外，还要考虑车间毛坯仓库面积的限制，考虑毛坯贮存期，最小批量大于半个班，选批量为174件，已知一个零件总的加工时间为177分（各道工序定额时间之和），最长工序时间为18.3分钟，所以：生产周期=2.53天。

2.2 毛坯的选择
选择毛坯的种类和制造方法时应全面考虑机械加工成本和毛坯制造成本，以达到降低零件生产总成本的目的，影响毛坯选择的因素是：生产规模的大小，工件结构形状和尺寸；零件机械性能要求；单位现有设备和技术水平。

（ ）毛坯的材料选为低强度的灰口铸铁，它的综合力学性能低，抗压强度大，为本身抗拉强度的3-4倍，消震能力比钢大10倍，弹性模量较低。

结构特点：
1、可获得比铸钢更薄而复杂的铸件，铸件中残余内应力变形较铸钢小。

2、对冷却速度敏感性大，因此薄截面容易形成白口和裂纹，而厚截面又容易形成疏松，故灰铸铁件当壁厚超过其临界值时，随着壁厚的增加其力学性能反而显著降低。

3、表面光洁，因而加工余量比铸钢小，加工表面质量不高对疲劳极限不利影响小。

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4、消震性高，常用来做承受震动的机座。

5、不允许用于长时间在250℃温度下工作的零件。

6、不同截面上性能较均匀，适宜做要求高，而截面不一样的较厚铸件。

2.3 定位基准的分析
定位基准在最初的工序中是铸造等得到的表面，这种未经加工的基准称为粗基准。

用粗基准定位加工出光洁的表面以后，就应该用加工过的表面做以后工序的定位表面。

加工过的基准称为精基准。

为了便于装夹和易于获得所需的加工精度，在工件上特意作出的定位表面称为辅助基准。

（一） 基准选择原则 1、粗基准原则
A 、尽可能用精度要求高的主要表面作粗基准；
B 、用不加工面作粗基准，且该面与要加工面有一定的位置精度要求；
C 、余量均匀原则；
D 、作粗基准的表面要尽量光整、光洁、有一定的面积——便于装夹；
E 、不能重复使用原则。

2、精基准选择原则
A 、基准重合原则——尽可能使设计基准和原始基准重合；
B 、互为基准原则——两个位置精度要求较高的表面互为基准；
C 、基准不变原则——统一基准。

D 、自为基准原则——位置精度应由先行工序保证。

2.4 工艺路线的拟定
一、工艺路线的分析 (一)、机加工工序的安排原则 1、先基准后其它 2、先粗后精 3、先面后孔 4、先主后次
（二）
(
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)
（三）该设计拟定的最终工艺路线
（
）
（四）表面处理工序的安排
（
）
（五）其它工序的安排
1、为了保证零件制造质量，防止产生废品，需要在以下场合安排检验：
A、粗加工全部结束后
B、工时较长和较重要工序后
C、最终加工之后
2、零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工后，安排去毛刺。

3、零件在进入装配前，安排清洗。

（六）重点工序加工方法说明
(
)
2.5 工艺卡的填写
在拟定工艺路线时，必须同时确定各工序所采用的机床，刀具，辅助设备及工艺装备，切削用量的选择和生产节拍的符合设计。

机床和工装的选择应尽量做到合理，经济，使之与被加工零件的生产类型，加工精度和零件的形状尺寸相适应。

一、机床的选择（见《金属机械加工工艺人员手册》P522）
1、机床的加工规格范围应与零件的外部形状，尺寸相适应。

2、机床的精度应与工序要求的加工精度相适应
3、机床的生产率应与被加工零件的生产类型相适应。

大批量生产尽量选用生产率高的专用机床，组合机床或自动机床。

4、机床的选择应与现有条件相适应。

做到尽量发挥现有设备的作用，并尽量做到设备负荷平衡。

二、刀具的选择（《金属机械加工工艺人员手册》P802）
刀具的选择也包括刀具的类型，构造和材料的选择，主要应根据加工方法、工序应达到的加工精度、粗糙度、工件的材料形状、生产率和经济性等因素加以考虑，原则上尽量采用标准刀具，必要时采用各种高生产率的专用刀具。

本工艺中车、铣工序都采用YT类硬质合金刀具。

硬质合金石制造高速切削刀具的主要材料，其硬度高、耐磨性和耐热性好，具有一定的使用强度。

缺点是韧性差，性脆，但是这些缺点，可以通过刃磨合理的几何参数来弥补。

所以，目前硬质合金是一种应用广泛的刀具材料。

主要有YT5、YT15、YT30，以及YG等，TiC的含量增大，TiC越多，韧性越差，但耐热性与耐磨性提高。

考虑到经济性，所以在加工的时候选用YG8。

所以由粗加工、半精加工、精加工的工艺安排顺序考虑，我们选用YG8的刀
具。

他们的耐磨性增加、切速增加、进给量降低。

三、夹具的选择（《金属机械加工工艺人员手册》P630）
正确设计和使用夹具，对保证加工质量和提高生产效率、扩大机床使用范围既减轻劳动强度都有重要意义。

同时，使用夹具还有助于工人掌握复杂或精密零件的加工质量及解决较为复杂的工艺问题等。

具体情况见后面的夹具设计部分。

四、量具的选择
1、量具的选择应做到量具的精度应与零件的加工精度相适应。

2、量具的量程应与被测零件的尺寸大小相适应。

3、量具的类型应与被测表面的性质（孔或外圆尺寸还是形状位置值）、生产类型、生产方式相适应。

4、按量具的极限尺寸选择量仪时应保证：T*K δ≥ T —被测尺寸的公差值（mm ） K —测量精度系数
δ—测量工具和测量方法的极限误差
测量精度系数表2-5-1
五、加工面尺寸的确定
加工面的尺寸作为确定刀具的形状大小，和计算机动时间的前提十分重要。

加工面的长度和切入超出用来计算机动时间，加工面的直径和宽度，用来选择刀具。

这里，我们把沿刀具进给的方向规定为长度，而把垂直于刀具进给的方向规定为宽度。

对于加工件为圆面时，宽度和长度相等。

刀具
图2-5-1
例如：如图2-5-1可知：由宽度决定刀具的直径大于工件的直径，便于刀具一次行程完成全部铣削。

由长度和加工时的切入超出长度相加求和得到的计算长度来计算机动时间。

对于其它工序如车、磨工件外圆表面时，直径为被加工面加工前的尺寸，长度为沿工件进给方向的尺寸。

切入超出的具体情况的规定在后面的“机动时间的计算”中再详细进行讨论。

六、毛坯余量及加工余量的确定（《金属加工工艺人员手册》1010页）
1、毛坯余量的确定
机械加工中毛坯尺寸与其零件尺寸之差称为毛坯余量，加工余量的大小取决于各加工过程中各个工序应切除的金属层的总和，以及毛坯尺寸与规定的公称尺寸间的偏差值。

总余量取决于完成各个工步的条件，如安装零件的精确度和工具的特性等。

但是，其中的值，即第一个粗切削工步的加工余量还取决于毛坯需要加工处的表面层状况，因为表面层平面度差别较大，有时甚至会有相当大的表面凹陷。

此外，表面的金属层往往不同与表皮内部的金属，在铸件表面层有氧化层和脱碳层，由此可知，表面层是有缺陷的，它的特点是，有较高的硬度。

如果刀具的刀刃切在表面层，将使刀具加速磨损。

工件采取铸造成型，生产批量性质属于中等批量生产，故为了提高毛坯质量及生产效率，我们采用（）的方法。

2、加工余量的确定
完成某一道工序所需切除的材料层的厚度称为工序余量。

从毛坯到成品的整个工艺过程中所切除的材料层厚度称为总余量，加工余量的确定通常有三种方法：I.经验估计法：这是工艺人员根据经验进行估算。

所有加工余量一般偏大。

II.查表修正法：以生产实践和实验研究的资料制成的表格为依据，应用时再结合加工实际情况进行修正。

III.分析计算法：根据一定的试验资料和计算公式进行计算，这样确定的余量比较经济合理，因受切削条件的改变和实验数据不全所限，应用较少。

七、切削用量的确定
正确的选用切削用量对保证产品质量、提高切削效率和经济效益具有重要作用，切削用量的选择主要依据工件材料、加工精度和表面粗糙度的要求，还应考虑刀具合理的耐用度、工艺系统刚度及机床功率等条件，其基本原则是：首先选
择一个尽可能大的切深p a ,其次选择一个较大的进给量f ，最后，在刀具耐用度和机床功率允许条件下选择一个合理的切削速度v 。

1、切深p a 的选择。

应根据工件的加工余量和工艺系统刚度来确定。

粗加工时，除留下半精加工、精加工的余量之后的余量来确定p a 的量，往往采用逐渐减小p a 的方法逐步提高加工精度和表层质量。

对于加工外圆，p a 是指半径余量。

2、进给量f 的确定。

在粗加工时，f 的选择主要考虑工艺系统刚度和强度。

工艺系统刚度和强度好时，f 可大一些：反之，f 就要小一点。

3、切速v 的选择。

V 主要根据工件材料和刀具性质来确定。

在p a 和f 都确定的情况下，所选切速应有合理的刀具耐用度。

尤其车端面时，切速是一个变值，其最大值应比车外圆时适当提高。

综上所述，本工艺路线符合加工零件的各项技术要求。

在机械加工工艺的设计过程中，为从经济角度出发，在满足生产纲领和零件各项技术要求的前提下，为了提高生产效率、降低生产成本，还应从以下几方面考虑： （
）
3 夹具设计
3.1 夹具的整体设计
3.1.1夹具设计分析
艺装备。

（
）
本文选择其中的工序的夹具进行设计。

因为。

本工序是加工，加工完成应达到图纸的技术要求。

3.1.2 定位夹紧方案的确定
确定夹具的结构方案，主要考虑以下几个问题：（
）
这样确定的方案，符合定位夹紧的选择原则，能够实现对的加工。

3.1.3 夹具的具体设计
1、工件的预定位
在工件正式定位以前，先要将工件安置于工作台上，以便进行定位进而进行加工，这就需要对工件进行预定位。

本道工序工件的预定位是来实现的，（）。

2、的限制及夹紧
（1）定位Array（
）
（2）夹紧
A、对夹紧装备的基本要求
I.在夹紧过程中，工件应能保持在既定位置，即在夹紧力作用下，工件不应离开定位支撑。

II.夹紧力的大小要适当、可靠。

既要使工件在加工过程中不产生移动和振动，又不破坏工件的定位或使工件产生过大的变形。

III.要有足够的夹紧行程。

IV.手动夹紧机构应该有可靠的自锁性。

V.结构简单紧凑、制造、维修方便、操作安全。

VI.夹紧装置的自动化程度和复杂程度应与工件的产量和批量相适应。

B、夹紧力方向的确定
I.使定位基准与定位元件接触良好，保证定位可靠。

II.与工件刚度最大的方向一致，以减少工件变形。

III.与工件受到的切削力、重力方向一致。

C、夹紧点的确定
I.应正对支撑元件或位于支撑元件所在平面。

II.作用点位于工件刚性最好的部位。

III.尽量靠近加工表面。

夹紧装置的具体结构见图3-2：
图3.2 夹具体夹紧机构
D、夹紧行程和夹紧力
由于该夹紧机构是手动夹紧，没有动力，夹紧力很小。

3.2 夹具的装配
（Array
）
3.3 夹具的经济性分析
为了提高整个工艺加工的生产效率，在保证定位夹紧要求和零件的各项技术要求的前提下，对于夹具的选择也要满足一定的经济性。

（
）
4 零件的检验
量具精度根据工件加工精度选取，手工量取，量取数值时要使测量面与被测表面可靠接触，以保证读数准确。

对加工中的检验用；对加工的检验用。

（Array
）
5 结论（
）
[2] 孟少农，机械加工工艺手册，机械工业出版社，1991.
[3] 浦林祥，金属切削机床夹具设计手册，机械工业出版社，1984.
[4] 赵如福，金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981.
18。