电刀脚控插头加工工艺与夹具设计毕业论文.doc

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1、 嘉嘉 兴兴 南南 洋洋 职职 业业 技技 术术 学学 院院 毕毕 业业 论论 文（设文（设 计）计） 论文题目 电刀脚控插头加工工艺与夹具设计电刀脚控插头加工工艺与夹具设计 系 部 机电工程系 学生姓名_ _ 专业名称 机械制造与自动化 班级/学号 指导教师 20152015 年年 4 4 月月 1010 日日 嘉兴南洋职业技术学院教务处印制嘉兴南洋职业技术学院教务处印制 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文） ，是我个人在指导教 师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别

2、 加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过 的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位 或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人 或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论 文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和 电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并 提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其 它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论 文的部

3、分或全部内容。 作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行 研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本

4、学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 注 意 事 项 1.设计（论文）的内容包括： 1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作） 2）原创性声明 3）中文摘要（300 字左右） 、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入） 6）论文主体部分：引言（或绪论） 、正文、结论 7）参考文献 8）致谢 9）附录（对论文支持必要时） 2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于 1 万字（不包括图 纸、程序清单等） ，文科类论

5、文正文字数不少于 1.2 万字。 3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件） 。 4.文字、图表要求： 1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错 别字，不准请他人代写 2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所 有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工 程字书写，不准用徒手画 3）毕业论文须用 A4 单面打印，论文 50 页以上的双面打印 4）图表应绘制于无格子的页面上 5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 5.装订顺序 1）设计（论文） 2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文

6、（复印件）次序装 订 指导教师评阅书指导教师评阅书 指导教师评价：指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）

7、任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格 建议成绩：建议成绩： 优优 良良 中中 及格及格 不不 及格及格 （在所选等级前的内画“”） 指导教师：指导教师： （签名） 单位：单位： （盖 章） 年年 月月 日日 评阅教师评阅书评阅教师评阅书 评阅教师评价：评阅教师评价： 一、论文（设计）质量一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写

8、规范？ 优 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格 二、论文（设计）水平二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格 建议成绩：建议成绩： 优优 良良 中中 及格及格 不不 及格及格 （在所选等级前的内画“”） 评阅教师：评阅教师： （签名） 单位：单位： （盖章） 年年 月月 日日 6 教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）及

9、教学系意见 教研室（或答辩小组）评价：教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格 二、论文（设计）质量二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格 三、论文（设计）水平三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及

10、格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格 评定成绩：评定成绩： 优优 良良 中中 及格及格 不不 及格及格 教研室主任（或答辩小组组长）：教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年年 月月 日日 教学系意见：教学系意见： 系主任：系主任： （签名） 年年 月月 日日 7 前 言.5 第一章 零件分析与加工准备.6 1.1 分析零件图，对零件进行工艺分析.6 1.2 毛坯制造形式.7 1.2.1 满足材料的工艺性能要求 .7 1.2.2 满足零件的使用要求 7 1.2.3 满足降低生产成本的要求

11、.8 1.2.4 符合生产条件 9 1.2.5 确定毛坯制造形式.9 第二章 机械加工工艺规程设计.10 2.1 零件的分析.10 2.2 确定毛坯.10 2.3 制定工艺规程.11 第三章 加工工序设计.12 附机械加工工艺卡片、机械加工工序卡.12 第四章 夹具概述.16 4.1 夹具的背景及发展趋势.16 4.2 夹具的作用与意义.18 4.2.1 保证加工精度，降低人工等级18 4.2.2 提高劳动生产率和降低加工成本18 4.2.3 扩大机床工艺范围19 4.2.4 改变原机床的用途，扩大机床适用范围19 4.2.5 减轻操作的劳动强度，做到安全生产19 第五章 专用夹具设计.20

12、5.1 车床夹具类型.20 5.2 专业夹具.21 5.2.1 定位基准的选择21 5.2.2 切削力及夹紧力计算21 5.2.3 定位误差分析22 5.2.4 夹具设计及操作的简要说明22 5.2.5 绘制夹具的总装配图、标注尺寸23 小 结.24 8 致 谢.25 参考文献.26 9 摘摘 要要 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改 变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺流程。比 如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼 统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸

13、、相对位置和性质 等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的， 粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个 步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将 有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都 可能不太一样，因为实际情况都不一样。 本文分析了医疗器械电刀的脚控插头零件的加工、装配。首先对零件图、零件工 作环境及零件在机器中的的作用进行了综合分析，经过详细的分析后确定零件加工工 艺过程： 1. 分析零件需求确

14、定生产形式 2.对零件进行工艺分析 3.确定毛坯制造形式。 4.拟定机械加工工艺路线。 5.确定加工余量，工序尺寸及公差的确定。 6.确定机械加工需要选用的设备。 7.编制工艺过程表。 8.夹具的介绍。 9. 确定车床夹具的类型并制造加工此零件所需的夹具。 【关键词】脚控插头，加工工艺，装配，夹具脚控插头，加工工艺，装配，夹具 10 前前 言言 机械加工工艺是指制造机械产品的技巧、方法和程序。在机械制造过程中，凡是 直接改变生产对象的形状、尺寸、表面质量、物理机械性质，以及决定零件相互位置 关系等，使其成为成品或半成品的过程称为机械制造工艺过程。机械产品的工艺过程 有可分为铸造、锻造、冲压、焊

15、接、铆接、机械加工、热处理、电镀、涂镀、装配等； 根据作业不同可分为机械加工工艺过程与机械装配工艺过程。 机械加工工艺过程是通过采取合理有序的各种加工方法，逐步地改变毛坯的形状、 尺寸、相对位置和性能使其成为合格零件的过程。零件机械加工工艺过程直接决定零 件和产品的质量，对产品的成本和生产周期都有很大影响，是机械产品整个工艺过程 的主要组成部分。 夹具设计的基本要求有保证工件的加工精度，提高生产率，工艺性好，使用性好， 经济性好。三抓卡盘是利用均布在卡盘体上的三个活动卡爪的径向移动，把工件夹紧 和定位的机床附件。三爪卡盘的自行对中精确度为 0.05-0.15mm。用三爪卡盘加工工件 的精度受到

16、卡盘制造精度和使用后磨损情况的影响。 11 12 第一章第一章 零件分析与加工准备零件分析与加工准备 13 1.1 分析零件图，对零件进行工艺分析 图 1-1 插头柄 1构成零件轮廓的几何条件 （1）零件图上尺寸完整，几何条件充分； （2）零件图上的图线位置清楚、尺寸清晰； （3）零件图上给定的几何条件合理； 2尺寸精度要求 分析零件图样尺寸精度能达到图纸要求，使用夹具控制尺寸精度。 3形状和位置精度的要求 零件图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要依据。经分析此图纸上对形 状和位置精度要求不高； 4表面粗糙度要求 该零件表面粗糙度为 3.2； 5材料与热处理要求 零件图样上给定插头柄

17、的材料是 45 号钢 14 1.2 毛坯制造形式 机械零件常用的毛坯类型有铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件、 粉末冶金件和注射成型件等，每种类型的毛坯都可以有多种成形方法，在选择时我们 遵循的原则是：在保证毛坯质量的前提下，力求选用高效、低成本、制造周期短的毛 坯生产方法。一般毛坯选择步骤是：首先由设计人员提出毛坯材料和加工后要达到的 质量要求，然后再由工艺人员根据零件图、生产批量，并综合考虑交货期限及现有可 利用的设备、人员和技术水平等选定合适的毛坯生产方法。具体要考虑的因素有以下 几方面： 15 1.2.1 满足材料的工艺性能要求 工艺性能包括五大方面： 铸造性能：浇注时，液体

18、能充满铸型并得到优质铸件的能力。 锻造性能：材料进行压力加工的性能。 焊接性能：材料进行焊接及保证焊缝质量的能力。 切削性能：进行机械加工的能力。 成型性能：拉、压、拔、冲等 另包括：可锻性，冲切性，顶锻性，冷弯性，热处理工艺性。 16 1.2.2 满足零件的使用要求 零件的使用要求主要包括零件的结构形状和尺寸要求、零件的工作条件（通常指 零件的受力情况、工作环境和接触介质等）以及对零件性能的要求等。 1. 结构形状和尺寸的要求 机械零件由于使用功能不同，其结构形状和尺寸往往 差异较大，各种毛坯生产方法对零件结构形状和尺寸的适应能力也不相同，所以选择 毛坯时，应认真分析零件的结构形状和尺寸特点

19、，选择与之相适应的毛坯制造方法。 对于结构形状复杂的中小型零件，为了使毛坯形状与零件较为接近，应先确定以铸件 作为毛坯，然后再根据使用性能要求等选择砂型铸造、金属型铸造或熔模铸造。对于 结构形状很复杂且轮廓尺寸不大的零件，宜选择熔模铸造；对于结构形状较为复杂， 且抗冲击能力、抗疲劳强度要求较高的中小型零件，宜选择模锻件毛坯；对于那些结 构形状相当复杂且轮廓尺寸又较大的零件，宜选择组合毛坯。 2. 力学性能的要求 对于力学性能要求较高，特别是工作时要承受冲击和交变载 荷的零件，为了提高抗冲击和抗疲劳破坏的能力，一般应选择锻件，如机床、汽车的 传动轴和齿轮等；对于由于其它方面原因需采用铸件的，但又

20、要求零件的金相组织致 密、承载能力较强的零件，应选择相应的能满足要求的铸造方法，如压力铸造、金属 型铸造和离心铸造等。 3. 表面质量的要求 为降低生产成本，现代机械产品上的某些非配合表面有尽量 不加工的趋势，即实现少、无切屑加工。为保证这类表面的外观质量，对于尺寸较小 的有色金属件，宜选择金属型铸造、压力铸造或精密模锻；对于尺寸较小的钢铁件， 则宜选择熔模铸造（铸钢件）或精密模锻（结构钢件） 。 4. 其它方面的要求 对于具有某些特殊要求的零件，必须结合毛坯材料和生产方 法来满足这些要求。例如，某些有耐压要求的套筒零件，要求零件金相组织致密，不 能有气孔、砂眼等缺陷，则宜选择型材；如果零件选

21、材为铸铁，则宜选择离心铸造， 17 对于在自动机床上进行加工的中小型零件，由于要求毛坯精度较高，故宜采用冷拉型 材，如微型轴承的内、外圈是在自动车床上加工的，其毛坯采用冷拉圆钢。 18 1.2.3 满足降低生产成本的要求 要降低毛坯的生产成本，必须认真分析零件的使用要求及所用材料的价格、结构 工艺性、生产批量等各方面情况。首先，应根据零件的选材和使用要求确定毛坯的类 型，再根据零件的结构形状、尺寸大小和毛坯的结构工艺性及生产批量大小确定具体 的生产方法，必要时还可按有关程序对原设计提出修改意见，以利于降低毛坯生产成 本。 1. 生产批量较小时的毛坯选择 生产批量较小，毛坯生产的生产率不是主要问

22、题， 材料利用率的矛盾也不太突出，这时应主要考虑的是减少设备、模具等方面的投资， 即使用价格比校便宜的设备和模具，以降低生产成本。如使用型材、砂型铸造件、自 由锻件、胎模锻件、焊接结构件等作为毛坯。 2. 生产批量较大时的毛坯选择 生产批量较大，提高生产率和材料的利用率，降 低废品率，对降低毛坯的单件生产成本将具有明显的经济意义。因此，应采用比较先 进的毛坯制造方法来生产毛坯。尽管此时的设备造价昂贵、投资费用高，但分摊到单 个毛坯上的成本是较低的，并由于工时消耗、材料消耗及后续加工费用的减少和毛坯 废品率的降低，从而有效地降低毛坯生产成本。 19 1.2.4 符合生产条件 为了兼顾零件的使用要

23、求和生产成本两个方面，在选择毛坯时还必须与本企业的 具体生产条件相结合。当对外订货的价格低于本企业生产成本，且又能满足交货期要 求时，应当向外订货，以降低成本。还要认真分析以下三方面的情况： 1 当代毛坯生产的先进技术与发展趋势，在不脱离我国国情及本厂实际的前提 下，尽量采用比较先进的毛坯生产技术； 2 产品的使用性能和成本方面对毛坯生产的要求； 3 本厂现有毛坯生产能力状况，包括生产设备、技术力量、厂房等方面的情况。 总之，毛坯选择应在保证产品质量的前提下，获得最好的经济效益。 20 1.2.5 确定毛坯制造形式 经分析图 1-1，铸造毛坯成本最低，机械加工简便。铸造适应性广、成本低。铸造

24、的毛坯形状接近于零件，可减少切削加工量，从而降低成本。该零件制造采用砂型铸 造能减少机加工工作量，提高生产效率。 21 第二章第二章 机械加工工艺机械加工工艺规程设计规程设计 22 2.1 零件的分析 （一）零件的作用 该零件为阶梯轴，其功用是用于支承传动零件（齿轮，传递转矩、承 受载荷，以及保证装在轴上的零件（或刀具）具有一定回转精度。 （二）零件的工艺分析 阶梯轴为回转体零件，为实现轴的准确传递动力和轴和轴之间的精密 配合，要求很高等级精度和表面粗糙度。其最主要加工面是 60 轴面。 23 2.2 确定毛坯 （一）确定毛坯的制造形式 为了在传力过程中承受交变扭转负荷和冲击，传动轴需材料可为

25、 45 号钢。采用直径为 40 ，长度为 52mm 的毛坯。 图 2-1 （二）基准的选择 1、粗基准的选择。 选用外圆表面作为粗基准，先加工出一个端面和端面中心孔，然后再 以加工出的端面定位加工另一个端面和中心孔，可以保证两端面的中心线 同轴度 2、精基准的选择。 根据基准的选择原则，根据基准重合原则，统一基准原则，选用阶梯 轴的两端面的中心孔作为定位基准 24 2.3 制定工艺规程 （一）工艺路线方案 工序 1 下料，保证 52mm 工序 2 装夹一端，车端面 工序 3 粗车阶梯轴外圆 工序 4 热处理 工序 5 掉头装夹，车外圆 工序 6 车阶梯轴，套丝，打孔 工序 7 掉头装夹，精车外

26、圆，车凹槽 工序 8 车总长，镗孔 工序 9 车锥度 工序 10 检验 （二）确定最终方案 1、机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定。 每一道工序的每个尺寸逐个确定。填入工序卡。 2、确定切削用量及其基本工时,填入工序。 25 第三章第三章 加工工序设计加工工序设计 附机械加工工艺卡片、机械加工工序卡 产品型号零(部)件图 号 共 1 页 嘉兴南洋职业技术学院机械加工工艺过程卡 片 产品名称电刀脚控插 头 零(部)件名 称 插头柄第 1 页 材料牌号 QT450 10 毛坯种类棒料毛坯外形尺寸每毛坯 件数 每台件 数 1 备注 工 时工序号工序 名称 工序内容设备工 艺 装 备 准终单件 0

27、1 下料 40x52 锯床台虎钳 02 车端面车端面卧式车床三爪自定心卡盘 03 粗车阶梯 轴外圆 粗车一端台阶 38卧式车床三爪自定心卡盘 04 热处理调质处理 28-32HRC 05 粗车外圆车外圆 36卧式车床三爪自定心卡盘 26 06 车阶梯轴， 套丝，打 孔 车外圆 16x9，套丝 M16X1，打 孔 8 立式铣床三爪自定心卡盘 07 精车外圆， 车凹槽 车外圆 32x8，车凹槽 R5外圆磨床三爪自定心卡盘 08 车总长， 镗孔 车总长 48，镗孔 15.6x6三爪自定心卡盘 09 车锥度车锥度 6.5三爪自定心卡盘 10 检验检验 编制（日期） 审核（日期）会签（日期） 标记处记更

28、改文件号签字日期 27 嘉兴南洋职业技术学院机械加工工序卡零件号 零件名称：阶梯轴 共 4 页第 1 页 工序号06 工序名称车削 冷却液乳液 材料45 号钢 设备型号CA6140 28 工步 号 工 步 内 容夹 具刀 具量 具 ap (mm ) f (mm/min) n (转/分) v (m/min) T机 (min) T单 (min) 01车端面平三角卡盘 45弯刀游标卡尺 0.8800 02车外圆 16x9，倒角三角卡盘 45弯刀游标卡尺 800 03套丝 M16X1三角卡盘板牙游标卡尺0.8100 04打孔 8三角卡盘游标卡尺800 05去毛刺 06 班 级制 定审 核指 导日 期

29、29 第四章第四章 夹具概述夹具概述 30 31 4.1 夹具的背景及发展趋势 夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的 结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第 二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定 位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切 的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床 的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备 在机械制造业中，为了适应新品种不断发展的要求，夹具设计有朝着下列方向发 展的趋势： 1. 发展通用夹

30、具新品种 通用夹具是使用最广泛的一种夹具，发展通用夹具以代替某些专用夹具。内容包 括以下： 1） 发展高精度通用夹具 2） 广泛采用高效率通用夹具 3） 发展适用于各种类型零件工艺特征的专用夹具 2. 发展调整式夹具 调整式夹具经过部分零件的更换和重新调整组合，即可适应不同工件的加工。适 用程度介于通用和专用之间。主要有两种类型： 1） 通用可调式夹具 2） 调整式夹具 3. 推广和发展组合夹具及拼拆夹具 1） 组合夹具 组合夹具式有一套预先制好的各种不同形状、不同规格尺寸、具有互换性和耐磨 性的标准元件与合件所组成。 32 2） 拼拆夹具 与组合夹具有相同之处，有一系列可多次利用的标准零件与

31、基础零件，但又采用 了部分具有一定专用性的部件，其夹紧部件多采用液压传动装置。 4. 加强专用夹具的标准化和规格化 加强夹具元件的标准化和规格化，不但能加速生产准备周期，而且也可使夹具的 生产由单件转为成批，降低夹具制造成本。因此，可节省劳动力，缩短生产准备周期。 5. 专用夹具中采用高精度、高效率的夹具 主要满足高生产率的加工要求，使之有可能采用平行或平行先后的加工方法，采 用多件的加工方法，以及尽可能缩短或重合辅助时间的方法来压缩单件工时，提高生 产率。 6. 大力推广和使用机械化及自动化夹具 生产机械化及自动化是技术革命的中心内容，大力推广和使用机械化及自动化夹 具以减少和消除繁重的体力

32、劳动是机械制造中的重要问题。 7. 推广和发展扩大机床性能的夹具 具体的有仿形装置、机床改装用的各类夹具 8. 采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具 实践证明，采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具，能满足机械加工中 的定位要求，并简化制造工艺，缩短了生产周期，并能保证零件的加工精度。 33 4.2 夹具的作用与意义 由于专用夹具可以按照工件加工的具体要求进行设计，故可事先采取措施来保证 操作的安全。 对工件进行机械加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对刀具（或机床） 有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动，为此，进行机械 加工之前，先将工件装夹好。 工件的装

33、夹方法有两种：一种使工件直接装夹在机床的工作台或花盘上；另一种 使工件装夹在夹具上。 采用第一种方法装夹工件时，一般要先按图样要求在工件表面划线，划出加工表 面的尺寸和位置，装夹时用划针或百分表找正后再夹紧。这种方法不需专门装备，但 效率低，一般用于单件或者小批生产。批量较大时，大都采用夹具装夹工件。 用夹具装夹工件有以下优点： 34 4.2.1 保证加工精度，降低人工等级 零件的加工精度，包括尺寸精度，几何形状精度和表面相互位置精度三种。实用 夹具的最大功用，是保证零件上加工表面的位置精度。例如，在摇臂钻床上使用钻夹 具加工孔系时，可保证达到 0.100.20mm 的中心距精度，而按划线找正

34、加工时，仅能 保证 0.41.0mm，而且受到操作技术的影响，同批零件的质量也不稳定。 当工件的形状复杂及精度要求高时，往往不易或不能依靠通用机床及其附件来达 到加工要求，因此需要采用专用夹具 35 4.2.2 提高劳动生产率和降低加工成本 使用夹具后，免除了每件都要找正、对刀等时间，加速工件的装卸，从而大大减 少了有关工件安装的辅助时间。特别对那些机动时间较短而辅助时间长的中小件加工 意义更大。此外，用夹具安装还容易实现多件加工、多工位加工、可进一步缩短辅助 时间，提高劳动生产率。 36 4.2.3 扩大机床工艺范围 工件的结构形状时各式各样的，现在对精度和生产率的要求也越来越高，在某些 情

35、况下，原有机床难以适应。为解决这一困难，往往采用专用夹具以扩大机床的适用 范围，实现“一机多用” 。例如在机床上使用镗夹具，就可以代替镗床来做镗孔工作， 解决缺乏设备的困难 37 4.2.4 改变原机床的用途，扩大机床适用范围 在产品更换时，工厂现有的机床设备，有时往往不能适应新产品的要求。为此， 可以采用夹具来改变机床的用途 38 4.2.5 减轻操作的劳动强度，做到安全生产 由于夹具中可以采用扩力机构来减小操作的原始力，而且有时还可以采用各种机 动夹紧装置，故可使操作省力，减轻劳动强度。由于专用夹具可以按照工件加工的具 体要求进行设计，故可事先采取措施来保证操作的安全。 39 第五章第五章

36、 专用夹具设计专用夹具设计 40 5.1 车床夹具类型 (1)通用夹具 通用夹具是指结构、尺寸已规格化，且具有一定通用性的夹具，如 三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、中心架、电磁吸盘等。其特 点是适用性强、不需调整或稍加调整即可装夹一定外形范围内的各种工件。这类夹具 已商品化，且成为机床附件。采用这类夹具可缩短生产预备周期，减少夹具品种，从 而降低生产本钱。其缺点是夹具的加工精度不高，生产率也较低，且较难装夹外形复 杂的工件，故适用于单件小批量生产中。 (2)专用夹具 专用夹具是针对某一工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造 的夹具。其特点是针对性极强，没有通用性。在产品相对

37、稳定、批量较大的生产中， 常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具的设计制造周期较长， 随着现代多品种及中、小批生产的发展，专用夹具在适应性和经济性等方面已产生很 多问题。 (3)可调夹具 可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型 夹具。对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧 元件便可使用。它一般又分为通用可调夹具和成组夹具两种。通用可调夹具的通用范 围大，适用性广，加工对象不太固定。成组夹具是专门为成组工艺中某组零件设计的， 调整范围仅限于本组内的工件。可调夹具在多品种、小批量生产中得到广泛应用。 (4)成组夹具 这是在成组加工

38、技术基础上发展起来的一类夹具。它是根据成组加 工工艺的原则，针对一组外形相近的零件专门设计的，也是具有通用基础件和可更换 调整元件组成的夹具。这类夹具从外形上看，它和可调夹具不易区别。但它与可调夹 具相比，具有使用对象明确、设计科学公道、结构紧凑、调整方便等优点。 (5)组合夹具 组合夹具是一种模块化的夹具，并已商品化。标准的模块元件具有 较高精度和耐磨性，可组装成各种夹具，夹具用毕即可拆卸，留待组装新的夹具。由 41 于使用组合夹具可缩短生产预备周期，元件能重复多次使用，并具有可减少专用夹具 数目等优点；因此组合夹具在单件、中小批多品种生产和数控加工中，是一种较经济 的夹具。 (6)自动线夹

39、具 自动线夹具一般分为两种：一种为固定式夹具，它与专用夹具相 似；另一种为随行夹具，使用中夹具随着工件一起运动，并将工件沿着自动线从一个 工位移至下一个工位进行加工。 42 5.2 专业夹具 43 5.2.1 定位基准的选择 工件以轴为主要定位基准，多采用心轴。而要实现 3 点定位和端面 1 点定位，应 采用径向夹紧。采用弹簧套可胀式心轴。 44 5.2.2 切削力及夹紧力计算 主切削力： 进给抗力（轴向切削力）： 最大扭矩： 夹紧力计算（参考夹具设计手册） 式中1 - 弹簧套与夹具体锥面间的摩擦角，取：tan10.15； 2 - 弹簧套与工件间的摩擦角，取：tan20.2； - 弹簧套半锥角

40、，6； D - 工件孔径； Fd - 弹性变形力，按下式计算： 选择气缸形式，确定气缸规格（参考夹具设计手册） 选择单活塞回转式气缸，缸径 100mm 即可。 45 5.2.3 定位误差分析 1)夹具在机床上装夹或者拆卸时会产生装夹误差。 2)机床和夹具的制造误差和磨损误差。 46 5.2.4 夹具设计及操作的简要说明 夹具设计的关键是夹具体与弹簧套。夹具体要求与弹簧套配合的锥面与安装面有 严格的位置关系，弹簧套则要求与夹具体配合的锥面与其外圆表面严格同轴。此外， 弹簧套锥面与夹具体锥面应配做，保证接触面大而均匀。 夹具使用时必须先安装工件，再进行夹紧，严格禁止在不安装工件的情况下操作气 缸，

41、以防止弹簧套的损坏。 47 5.2.5 绘制夹具的总装配图、标注尺寸 图 5-1 5 机床相连 4 螺钉 6GB70-84 3 工件 1 45 号刚 2 活动卡盘 3 1 夹具体 1HT200 序号名称件数材料备注 三角卡盘比例 1:1 表 5-1 48 小小 结结 随着毕业日子的到来，毕业论文工作也接近了尾声。通过半年的实习，我受益非 浅。我深深地体会到严谨、认真、仔细、有耐心是一个机械工程设计人员必须具备的 素质，发现毕业论文不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种 提高。 本论文通过对 PCI 菱形锁头机械加工工艺的编制，更深刻地了解了机械工艺方面 的知识。而所研究的 P

42、CI 菱形锁头，在够满足精度要求下，由于选择铸造毛坯，大大 提高了机械加工效率，降低成本。不过感觉还有不尽理想的地方，毛坯铸造在机械切 削时切削量还较大而且中间需要换机床影响精度，这个过程相对效率不高。 车床夹具的设计不仅提高劳动生产率，而且提高了被加工孔的定位基准和各孔之 间的尺寸精度和位置精度。这次夹具设计仅仅为了提高工作效率，所以对于精度要求 不高，此夹具难于适应高精度孔加工。 在这次的论文编写中，我学到了不少东西，收获巨大，使我更加深了对机械零件 图纸和加工工艺的了解，尽管对专业知识的掌握还不够透彻，但仍然希望通过自己的 努力完成设计并希望有所突破，这为我们将来的发展提供了更多的机会，

43、并使我以后 走向工作岗位奠定了基础。 49 50 致致 谢谢 毕业论文是我学习大学的全部基础课、专业技术基础课以及大部分专业课之后进 行的，也是我在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习。在这 次毕业设计中，我的实践能力得到了很好的锻炼，强化了创新意识，培养了我严肃认 真的科学态度，优良的思维品质和严谨求实的工作作风，树立了正确的设计思想并掌 握基本的设计方法，这对我以后无论是走上工作岗位还是继续深造学习都将起着不可 忽视的作用。因此，它在我的大学生活中和走向工作岗位中占有重要的地位。 这次毕业论文重点是对 PCI 菱形锁头的工艺过程进行阐述，虽然论文有很多理论 知识、实践经验

44、和相关技术标准可以借鉴和参考，但 PCI 菱形锁头的加工工艺编制和 夹具设计是一次完整的加工过程规范，同时考虑工艺性和经济性，综合的分析问题， 进行反复的探讨，直至符合要求。就我个人而言，我希望能通过这次毕业论文对自己 未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力， 为今后参加工作打下一个良好的基础。 由于我个人能力有限，缺乏丰富的实践，考虑问题不够全面，因此论文中还有很 多不足之处，恳请老师给予指导。 本毕业设计是在我的指导老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。在整个设计中， 学校和厂里的老师们给予我全过程的指导，非常感谢所有的老师们给予我的帮助。 51 参考文献参考文献 1 郭彩芬 机械制造技术基础课程设计指导书 机械工业出版社，2010. 2 姜晶 机械制造技术 人民邮电出版社，2010. 3 赵家齐 机械制造工艺学课程设计指导书机械 工业出版社，2002. 4 肖继德 机床夹具设计 重庆大学出版社，2000. 5 张皓阳 公差配合与技术测量 人民邮电出版社，2012. 6 李云 机械制造及设备指导手册 北京机械工业出版社，1997 7 罗迎社 工程力学 北京大学出版社， 2006. 8 黄健求 机械制造技术基础 机械工业出版社，2005. 9 杨叔子 机械加工工艺手册 机械工业出版社，2000.