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1、XXXXXXXXX学院毕业生毕业设计论文题目：谐波减速器零件机械加工工艺规程及夹具设计院(系)别 机械工程系 专 业机械设计制造与自动化 届 别 学 号 0 姓 名 XXXX 指导教师 XXXX XXXXX学院教务处 二七年六月XXXX学院毕业论文原 创 声 明本人郑重声明：所呈交的论文“谐波减速器壳体机加工工艺规程设计”，是本人在导师指导下开展研究工作所取得的成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，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，尊重知识产权，并愿为此承担一切法律责任。 论
2、文作者(签字)： 日期： 2007 年 06 月 日摘 要当今发展国民经济的一个重要保障就是机械制造工业的飞速发展。随着时间的发展，机械设计水平的高低已成为衡量一个国家科学技术、经济水平以及国防力量的重要标志之一。所以进行零件机械加工工艺规程及夹具的设计有着重要的意义。本次设计的任务是制定年产量为50500件的壳体零件的成组机械加工工艺规程并设计其中某一重要工序的夹具。此壳体用于安装谐波减速器各个零件，使其获得正确的装配关系。零件材料为铸造铝合金，故毛坯成形采用铸造的方法。通过对零件技术要求和零件特点的分析，对不同型号的谐波减速器采用成组加工工艺和成组夹具。确定各种回转表面及端面采用车削加工，
3、其中对于重要的回转表面及端面采用粗车半精车精车加工方法，次要回转表面及端面采用粗车半精车加工方法；螺孔采用钻孔-攻丝加工方法。对10工序的夹具进行了设计，为保证螺孔的位置精度，选用钻夹具。关键词：谐波减速器壳体，机械加工工艺规程，夹具，车削AbstractNow the rapid development of machining manufacture is an important safeguard of the national economy industry. With the time passing by, the machining design level has beco
4、me a vital symbol which stands for the level of science and technology, economy, as well as the national defense capability. Therefore the components machine-finishing technological process and the jig design will play a great role.The mission of this project is to establish the machining process re
5、gulations of a set of shells with a 50500 yearly output. The clamp of a certain procedure is also designed. The shells are mainly used to install components of the harmonic speed changer so that the right assembly connection can be gained.The material of the shells are cast aluminium alloy, so we us
6、e founding as the way to get roughcast. Through the analysis of technical request and characteristics of the shells, group machining method and modular jig are used to produce the shells of harmonic speed changers. All the rotative surfaces and end surfaces are produced by turning processing. Among
7、those the most important surfaces are processed by rough turning-semifinishing-finish turning and other surfaces by rough turning-semifinishing. For screws, we use the process of drilling- threading.The clamp of procedure 10 is designed during which the drilling jigs are used to assure the positiona
8、l accuracy of the screws. Key words：Harmonic speed changer, Technologic regulations of machining process，Jig, Turning目 录前言11零件图分析31.1 零件的功用31.2 零件工艺分析32确定毛坯42.1确定毛坯制造方法2.2确定总余量2.3绘制毛坯图3制定零件工艺规程3.1选择表面加工方法3.2 选择定位基准. 3.2.1 精基准的选择. 3.2.2 粗基准的选择. 3.3拟定零件加工工艺路线3.4选择各工序所用机床、夹具、刀具、量具和辅具3.5填写工艺过程卡片3.6机械加工工
9、序设计16 3.6.14 成组夹具设计174.1功能分析与夹具总体结构设计174.2夹具设计计算174.3夹具制造与操作说明5 结论致谢20参考文献21附录IIIXXXX学院毕业论文前言机械制造工业是国民经济的装备部，在国民经济中具有十分重要的的地位。机械制造工业提供的装备水平对国民经济各部门的技术进步有很大的影响。而机械制造技术基础设计是综合运用“机械制造技术基础”及有关课程内容，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节。现代机械制造技术的特点可用先进性、实用性和前沿性来概括。(1)先进性现代机械制造技术的先进性主要表现在优质、高效、低耗、洁净、灵活（柔性）五个方面。 优质：利用现代制造技术
10、，使加工制造出的零部件或整机质量高，性能好；零部件尺寸精确，表面光洁，内部组织致密，无缺陷及杂质，使用性能好；整机的结构合理、色彩美观宜人，可靠性高。 高效：使用现代制造技术，不仅表现在生产过程中，生产效率得到了很大的提高，大大降低了操作者的劳动强度。而且还表现在产品的开发过程中，提高了产品的开发效率和质量，缩短了生产准备时间。 低耗：采用现代制造技术，可以降低整个生产过程中的原材料及能源消耗。 洁净：生产过程不污染环境，使有害废弃物零排放或少排放。 灵活：能快速对市场变化及产品设计的更改作出反应，适应多品种柔性生产。 (2)实用性现代制造技术是面向工业生产的实用技术，它具有量大面广和讲究实效
11、的特点。因为现代制造技术内涵极其丰富，同时又是动态发展的，它具有多种不同的模式和层次，可以应用于各种类型的机械工厂。(3)前沿性先进制造技术的前沿性主要表现在：先进制造技术是信息技术和其它高新技术与传统制造技术相结合的产物，是制造技术研究最为活跃的前沿领域。某些先进制造工艺和装备可能目前应用还不广泛，但是它们代表着一定的发展方向，可望得到越来越广泛的应用。通过毕业设计培养了我制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。通过本次设计，我可以对所学专业课程进行一次系统的回顾，熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库，也是对所学内容的一次综合检验，对我即将走向工作岗
12、位之前的系统培训和作为未来从事机械制造技术工作的一次基本训练。本次设计的任务是制定年产量为500件的谐波减速器壳体的机械加工工艺规程，编制机械加工工艺卡片，选择所用机床、夹具、刀具等；对所制定的工艺进行必要的分析论证和计算；确定毛坯制造方法及主要表面的总余量；确定主要工序的工序尺寸、公差和技术要求；对主要工序进行工序设计，编制机械加工工序卡片，画出工序简图；设计某一工序的夹具，绘制夹具装配图；编写设计说明书。本次设计的零件它是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动，其承载能力高，传动比大，体积小中重量轻，传动效率高寿命长，传动平稳。在设计毛坯成形时应特别注意这些方面，同时在进行工艺设计时本
13、人对零件的设计要求和技术条件进行了深刻的研究分析。严格按照设计人员的意图进行工艺编程，发现问题时及时和设计人员进行沟通以达到最佳的设计状态。在对夹具进行设计时，查阅了大量车床夹具手册。本次设计采用了车间工艺技术员必不可少的理论和技术，使其更具体、更贴近生产实际，论文具有一定的应用价值。在设计过程中查阅了大量资料和文献，涉及到加工、装配、绘图、极限与配合、工程材料等多个方面。在设计过程中，本人立足于理论联系实际，研究了谐波减速器壳体零件的机械加工工艺过程与原理，以及各工艺环节之间相互联系，并通过大量齐全的数据、准确的图表、框图等，对加工工艺进行系统性、原理性地纵向和横向综合分析比较。通过本次设计
14、可以达到以下目的： （1） 使设计者具有编制中等复杂程度零件的常规工艺规程的初步能力；（2） 具有对已编好的机械加工工艺规程在生产现场进行实施和服务的初步能力；（3） 具有对新工艺、新技术了解和推广应用的能力。所设计的工艺重点突出，某些不重要的环节进行了省略，有不明之处，请参阅相关书籍和资料。 1零件图分析图1.1 谐波减速器壳体图1.1为谐波减速器壳体零件图，各种壳体年产50500件不等，按订单生产，属小批量生产。1.1 零件的功用本零件为谐波减速器壳体，用于安装谐波减速器各零件，使其获得正确的装配关系。其中内孔D1用于安装刚轮，内孔D6用于安装支承低速轴（输出轴）的轴承。同时壳体外圆表面D
15、7也是谐波减速器的安装基准面。1.2 零件工艺分析本零件主体形状为回转体零件，其最主要加工面是内孔D1、D6，外圆D7，以及与内孔D1、D6垂直度要求较高的几个端面，如何保证这些表面本身的加工精度和相互位置精度是加工工艺需要重点考虑的问题。本零件的另一特点是螺孔较多，其中螺孔S1位置度要求较高，螺孔S3、S4、和S5也有一定的位置度要求，在工艺上应给予保证。本零件结构对于4种不同型号的谐波减速器完全一样，仅尺寸有所区别，但也在一定的尺寸范围内。故可以采用成组工艺和成组夹具。2确定毛坯制造方法 本零件的材料是简单硅铝明ZALSi12(ZL102)，此铝硅系列铸造铝合金的铸造性和力学性能配合最佳。
16、有相当好的抗蚀性和耐热性，该合金适用于制作形状复杂但强度要求不是很高的铸造零件或者薄壁零件，例如仪表，水泵的壳体以及一些承受低载荷的零件。而且本设计中谐波减速器壳体年产量为50500件，属于小批量生产，考虑到经济因素，毛坯采用砂型铸造的成形方法。2.1 选定铸件分型面铸型分型面指铸型组元间的结合面。铸件的分型面确定之后，铸件在砂箱中的位置被确定，分型面的位置是否合理，关系到模样的结构，型芯的数量，制造工艺等。因而，选择合理的分型面对铸件的质量和生产成本有重要的影响。分型面的选择要遵循以下原则：（1） 尽量减少分型面（2） 尽量减少型芯（3） 分型面尽量为平面（4） 分型面尽量位于下型 本铸件的
17、分型面位置见毛坯图。2.2 确定机械加工余量和最小铸孔机械加工余量是指在切削加工时需要从铸件上切削掉的材料的厚度。造型时必须考虑铸件所需要的机械加工面的加工余量。加工余量的大小与铸件的批量、合金的种类、铸件的尺寸和浇注位置有关。大批量生产时采用机器造型的方法，铸件的精度高，加工余量可以小一些。单件或者小批量时一般是手工造型，铸件的精度低，应该选择比较大的加工余量。铸件越大，铸造的误差越大加工余量应该越大。浇注时位于铸件顶面部位的质量较差，加工余量比较大。由表2.1确定外圆、内孔直径上总余量为5mm，端面总余量为2.5mm。铸件的孔、槽是否铸出，不仅取决于工艺上的可能性，还必须考虑其必要性。一般
18、来说，较大的孔、槽应当铸出，以减少切削加工工时、节省金属材料，同时也可减小铸件上的热节。但较小的孔、槽则不必铸出，留待加工反而更经济。本设计中，壳体零件图中D4、D5、D13孔径都较小，因此不予铸出。表2.1 铸件的机械加工余量（mm）2.3 选定起模斜度 为了便于造型时的起模，将模样垂直于分型面的表面设计成一定斜度的表面，该斜度称为起模斜度。起模斜度的大小与模样的种类，垂直壁的高度，造型的材料的特点和造型的方法有关。起模斜度一般是0.53。立壁越高，斜度越小，内壁的斜度应该大于外壁的斜度。金属模样与型砂的摩擦力比较小，起模斜度小于木模样。2.4 铸造收缩率由于合金的线收缩，铸件冷却的尺寸将比
19、型腔尺寸略为缩小，为保证铸件应有的尺寸，模样尺寸必须比铸件放大一个该合金的收缩量。在铸件冷却过程中其线收缩率不仅受到铸型和型芯的机械阻碍，同时还受到铸件各部分的相互制约。因此，铸件的实际线收缩率除随合金的种类而异外，还与铸件的形状、尺寸有关。通常，铝硅合金的收缩率为0.8%1.2%。在毛坯制造时应考虑到这一点。2.5 型芯头与型芯座在铸型中，型芯头对型芯起着定位和排气作用。型芯头的形状尺寸将影响型芯的安装稳定性。按照固定的方法不同，型芯头可以分为垂直型芯头和水平型芯头两种，垂直型芯头一般设有上，下型芯头。为了便于型芯防止和固定，下型芯头高读比上型芯头大，斜度要小于上型芯头，型芯头和型芯座之间要
20、留有空隙，以便于铸型的装配。对于段而且粗的垂直，也可以不设计上型芯头。水平型芯的两端一般都有型芯头。通过件图结构，由于零件是带有空腔的，所以选择空腔部分设计使用型芯。2.6 绘制毛坯图绘制的毛坯图见图2.1。图2.1 谐波减速器壳体铸造毛坯图3. 制定零件工艺规程3.1 选择表面加工方法1）由于工件材料为ZL102铸铝合金，故各回转表面及端面均采用车削方法加工：对于重要回转表面及端面，为保证其尺寸精度和位置精度，采用粗车半精车精车加工方法，对于次要回转表面及端面则采用粗车或粗车半精车的加工方法。2）螺孔采用钻孔攻丝加工方法。为保证螺孔的位置精度，均使用钻夹具进行加工。3.2 选择定位基准定位基
21、准有粗基准和精基准之分。工件加工的第一道工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。在以后的工序中则使用经过加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为精基准。合理选择定位基准，对保证加工精度、安排加工顺序和提高加工生产率有着重要的影响。从定位的作用来看，它主要是为了保证加工表面的位置精度。因此定位基准的总原则，应该是从优位置精度要求的表面中进行选择。3.2.1精基准的选择精基准又称光基准，其选择原则如下： （1）“基准重合”原则 就是尽量选用设计基准和工序基准作为定位基准， 以避免定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差。 （2）“基准统一”原则 位置精度要求较高的某
22、些表面加工时，尽可能选择同一定位基准，这样有利于保证各加工表面的位置精度。 （3）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度以及他们自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可以采取互为经基准得原则，反复多次进行精加工。 （4）“自为基准”原则 有些精加工或光整加工工序余量小而均匀，在加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准，即遵循自为基准的原则。本零件的设计基准是D6孔和大端面C，根据基准重合原则，并同时考虑统一精基准原则，选D6孔和大端面C作为主要定位精基准。在钻螺纹底孔的工序中，考虑工件定位和装夹的方便，选大端面C和D1孔作为定位精基准。为保证D7外圆和D6孔的同轴度，加工D6孔时采用D7外圆表面
23、作为定位基准；而在精加工D7外圆表面时，采用D6孔作为定位基准。这体现了互为基准的原则。3.2.2 粗基准的选择主要不影响不加工表面和加工表面间的相互位置精度，以及影响加工表面的余量分配。因此，选择粗基准的基本原则是： （1）若工件必须保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。（2）在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件的每个表面都要加工，则应该以加工余量最小的表面作为粗基准。 （3）在与上项相同的前提条件下，若零件上有的表面不需加工，则应以不加工表面和加工表面终于加工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准，以达到壁厚均匀，外形对称等要求。 （4）选用粗基准的表面应尽量
24、平整光洁，保证零件夹紧可靠。 （5）粗基准一般只使用一次，因此，一般只在第一道工序中使用，以后不应重复使用。为保证加工面与不加工面的位置关系，选不加工的四方面作为定位粗基准。3.3 时效处理铸造和机械加工都会留下残余内应力，故应采用时效处理予以消除。对于铸件，特别是形状复杂的大型铸件，应在粗加工前后各安排一次时效处理。对于精度要求高的工件，一般在粗加工和半径加工后各安排一次时效处理。3.4 拟定零件加工工艺路线生产车间有普通车床和数控车床可供选择。考虑到该零件孔的加工难度较大，为了稳定地保证加工精度，也为了提高加工效率，精加工采用数控车床。主要加工工序确定如下：1）半精车小端面、D7外圆、台阶
25、面及D4孔（普通车床，四爪卡盘）；2）半精车内空刀槽D3（L2L3）（普通车床，三爪卡盘）；3）时效处理；4）精车大端面，精车D1孔，半精车D2孔，精车D6孔，倒角0.545（数控车床，三爪卡盘）；5）精车D7外圆，精车台阶面，倒角145，精车D4孔，精车L9槽（直径D5）（数控车床，可胀心轴）；6）中间检验：精车各部尺寸；7）钻4S3螺纹底孔（台式钻床，钻夹具）；8）钻6S4螺纹底孔（台式钻床，钻夹具）；9）钻4S5螺纹底孔（台式钻床，钻夹具）； 10）钻S1和S2螺纹底孔，锪沉头孔（台式钻床，钻夹具）；11）中间检验：螺纹底孔尺寸及位置；12）攻丝：4S3（台式钻床，钻夹具）；13）攻丝：
26、6S4（台式钻床，钻夹具）；14）攻丝：4S5（台式钻床，钻夹具）；15）攻丝：S1和S2（台式钻床，钻夹具）；16）最终检验。3.4 选择各工序所用机床、夹具、刀具、量具和辅具3.4.1机床机床是机械制造业的基本加工装备，它的品种、性能、质量和技术水平直接影响着其他机电产品的性能、质量、生产技术和企业的经济效益。机床可分为传统机床和数控机床两大类，按机床的加工方式、加工对象或主要用途，我国将机床分成为12大类，它们是：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床和其它机床。每一类机床，又可按其结构、性能和工艺特点的不同细分为若干组，如车床类就有：
27、普通车床、立式车床、六角车床、多刀半自动车床、单轴自动车床和多轴自动车床等等。机床的主要组成部分有主传动部件、进给传动部件、工件安装装置、刀具安装装置、支承件和动力源。3.4.2夹具夹具是加工工件时，为完成某道工序，用来正确迅速安装工件的装置。它对保证加工精度、提高生产效率和减轻工人劳动量有很大作用。机床夹具一般按用途分类，通常分为两大类：通用夹具和专用夹具。通用夹具指加工两种或两种以上工件的同一夹具，一般已经标准化，不需特殊调整就可以用于加工不同的工件。他们的适应性较强，对于充分发挥机床的技术性能、扩大机床的使用范围起着重要作用。专用夹具是指为某一零件的加工而专门设计和制造的夹具，没有通用性
28、。利用专用夹具加工工件，即可保证加工精度，又可提高生产效率。此外，还可按夹紧力源不同，将夹具分为手动夹具、气动夹具、电动夹具和液压夹具等。单件小批生产中重要使用手动夹具。夹具主要由定位元件、夹紧机构、导向元件、夹具体及其他部分组成。工件的加工精度在很大程度上决定于夹具的精度和结构，因此整个夹具及其零件都要具有足够的精度和刚度，并且结构要紧凑、形状要简单，装卸工件和清除切屑要方便等。3.4.3 刀具和量具切削过程中刀具用来直接完成切削工作。无论哪种刀具，一般都有切削部分和夹持部分组成。夹持部分用来将刀具夹持在机床上的部分，要求它能保证刀具正确的工作位置，传递所需要的运动和动力，并且夹固可靠，装卸
29、方便。切削部分是刀具上直接参与切削工作的部分，刀具切削性能的优劣，取决于切削部分得材料、角度和结构。量具的选择取决于生产类型和加工精度。单件小批生产尽量采用通用量具，大量生产且精度要求较高时，应采用各种量规和高效检验设备。表3.1 常用加工设备技术参数机 床最大加工直径加工长度主轴转速（转/分）加工质量主电机功率KW不圆柱度锥度不平度粗糙度普通车床C61323208004012000.010.010.015/1804CA61404006501018000.010.01/1000.015/2007.5CM61404009001014000.0050.01/1500.01/2007.5机 床最大钻
30、孔直径主轴行程主轴转速级数主轴转速（转/分）主轴功率立式钻床Z51818150631029751Z52525175997136028摇臂钻床Z3550350183417005.5Z37754502211.214007.5机 床最大刨削长度工作台工作面积每分钟滑枕往复次数每往复工作台进给量主电机功率牛头刨B650500顶面：450*405侧面435*3558级111206级0.352.134B665650侧面：650*4506级12.572.710级0.333.333机 床最大镗孔直径主轴转速（转/分）加工质量不圆柱度端面不平度粗糙度卧式T6172401311600.020.02T6824020
31、10000.02/3000.02/300精密窝镗铣T646240810360.010.01立式金刚镗T716165196000.010.01外圆磨床M2120磨削直径8315磨削长度10000.0030.006内圆磨床M2120磨孔直径500200磨孔深度1201600.0060.005/200平面磨床M1040磨削面积长*宽1000*300不平度0.015/1000无心磨床M1040磨削直径240磨削宽度140椭圆度0.002不圆柱度0.004机 床工作台工作面积长*宽工作台最大行程主轴转速（转/分）主电机功率KW卧式铣床X60800*200500*160*3005022403卧式铣床X62
32、1250*320700*255*3603015007.5立式铣床X52K1250*320700*255*3703015007.5万能铣床X62W1250*320700*255*3703015007.5机 床额定拉力（吨）最大行程滑枕行程速度工作 返回主电机功率（KW）立式内拉床L51202012501.51372014卧式内拉床L6110101250211142517卧式内拉床L61201016001.51172022表3.2 常用量具及规格3.5 填写工艺过程卡片根据表3.1及表3.2选择合适的工艺设备，并结合所确定的加工工艺路线，填写机械加工工艺过程卡片如表3.3所示。表3.3 谐波减速器
33、壳体机械加工工艺过程卡片XXXX学院机械设计制造与自动化机械加工工艺过程卡片零件名称零件图号谐波减速器壳体工序号工序名称及内容机床夹具刀具量具辅具名称型号名称规格名称规格1半精车:夹四方,靠大端面车小端面,车外圆D7,直径留L6+2.5mm;车D4孔,直径留1mm余量普通车床C6132四爪卡盘左偏刀弯头刀9045游标卡尺0.05/2002半精车:夹D7外圆,靠台阶端面车内空刀槽D3(L2-L3),成普通车床C6132三爪卡盘内孔车刀游标卡尺0.05/203时效4精车: 夹D7外圆,靠台阶端面半精车大端面,留余量0.5mm;半精车D1孔,成:半精车D6孔直径留1mm:精车大端面,成,保证尺寸L1
34、和L6+0.5mm;倒角0.545:精车D1孔,成,保证尺寸L4数控车床CK6132三爪卡盘弯头刀内孔车刀45游标卡尺深度尺塞规0.05/2000.05/2005精车:以大端面及D6孔定位倒角145;车D7外圆,成,车台阶面,保证尺寸L6:车D4孔,成.车L9槽,直径D,保证L10数控车床CK6132可胀心轴弯头刀右偏刀9045游标卡尺千分尺百分表检验心轴0.05/20025-50(50-75)0-5.顶尖座6中间检验:精车各部尺寸游标卡尺百分表塞规千分尺0.05/2000- 5(50-75)顶尖座7钻孔:以大端面及D1孔定位钻4_S3螺纹孔,分布圆直径D9,位置度0.15mm台式钻床钻夹具钻
35、头2.43.24.1游标卡尺0.05/1258钻孔:以大端面及D1孔定位钻6-S4螺纹孔,分布圆直径D8,位置度0.15mm台式钻床钻夹具2.43.24.1游标卡尺0.05/1259钻孔: 以大端面及D6孔定钻4-S5螺纹底孔,分布圆直径D11,位置度0.15mm台式钻床钻夹具钻头游标卡尺0.05/12510钻孔: 以大端面及D1孔定位钻S1螺纹底孔,保证尺寸L5:钻S2螺纹底孔,保证尺寸L7:锪孔D13,深1台式钻床钻夹具钻头锪钻2.43.25.07.510.512游标卡尺0.05/12511中间检验 检查各孔尺寸位置12攻丝:4-S3台式钻床钻夹具丝锥M3M4M5M6螺纹塞规M3M4M5M
36、613攻丝:4-S4台式钻床钻夹具丝锥M3M4M5M6螺纹塞规M3M4M5M614攻丝:4-S5台式钻床钻夹具丝锥M5M6螺纹塞规M5M615攻丝S1.S2台式钻床钻夹具丝锥M3M4M5M6螺纹塞规M3M4M5M616最终检验设计者指导教师共3页 4.成组夹具的设计（10工序夹具）组合夹具 它是由一套预先制造好的标准元件组合而成，这些元件具有各种不同形状、尺寸和规格，并具有良好的互换性、耐磨性和较高的精度。根据工件的工艺要求，可将不同的组合夹具元件像搭积木一样，组装成各种专用夹具。使用完毕后，元件可方便地拆开，洗净后存放起来，待需要时重新组装成新的夹具。组合夹具由于它的灵活和通用，使生产准备周
37、期大大缩短，同时能节约大量设计、制造夹具的工时和材料，特别适用于新产品试制、单件小批生产和临时性生产任务。组合夹具组成如图4.1所示。 通用可调夹具 这类夹具的特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。针对成组加工中某一工序而设计制造的可调整夹具，称为成组夹具。通用可调整夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。4.1经济性分析迄今为止，夹具经济性的分析研究还不够完善，设计者常常需要根据自己的经验来进行决策。本文采用以下方法进行夹具经济性的分析。使用夹具加工时，工序成本可按式（4.1）计算： （4.1）式中 -使用夹具加工时的工序成本（元）； -使用夹
38、具加工时的每小时劳动力费用（元/小时）； -包括管理费用在内的机床机时费用（元/小时）； -使用夹具加工时的单加工时（小时）； n-夹具使用年限（年）； i-投资利息或润利率数值（1/年）； -使用夹具加工的零件总数； -夹具成本，包括夹具设计费用、材料费用、加工费用、调整与装配费用、维护与保管费用等（元）。不使用夹具加工时，工序成本可按式（4.2）计算： （4.2）式中-不使用夹具加工时的工序成本（元）； -不使用夹具加工时的每小时劳动力费用（元/小时）； -不使用夹具加工时的单位工时（小时）。若，则应使用夹具。4.2夹具总体方案分析本工序要求以壳体大端面（3点）和D1孔（2点）定位，钻S1
39、、S2螺纹底孔，锪D13孔，要求保证位置尺寸L5和L7，其中位置尺寸L5要求较严格，是夹具设计需要着重考虑的问题。夹具方案设计工件分别以大端面、短圆柱孔和四方面为第一、第二和第三定位基准，可采用大端面短圆柱面的定位方式，以满足3点定位和2点定位的要求，1点定位则可采用可调支承来实现。4.3 夹具总体结构设计 4.3.1夹具的设计方法机床夹具设计是工艺装备设计的重要组成部分。设计的夹具应具备以下条件：保证零件的加工质量；生产效率高；结构工艺性好，便于制造和维护；成本低；操作方便、安全、省力和排屑方便等。夹具具体设计过程如下：（1）研究原始资料，明确设计任务，确定定位方案。工件定位的实质，就是要使
40、工件在夹具中占有某一确定的位置。任何一个刚体（工件）在空间直角坐标系内都有六个自由度，即沿三个坐标轴的转动、和绕此三个坐标轴的转移、。工件在空间的六个自由度，可用合理布置得六个支撑点来限制，使工件得到确定的位置，此既工件的定点定位原理。本工序的设计任务是：对钻S1、S2螺纹底孔和锪D13孔这一工序的装夹进行设计。分析零件图可知前几道工序中零件已加工的表面有大、小端面，4S3、6S4、4S5螺纹底孔。这一工序要加工S1、S2螺纹底孔和D13孔，那么定位基准宜选壳体大端面（3点）和D1孔（2点）进行定位。分别以大端面、短圆柱孔和四方面为第一、第二和第三定位基准，采用大端面短圆柱面的定位方式，以满足
41、3点定位和2点定位的要求，1点定位则采用可调支承来实现。本工序要用的刀具、量具、加工余量、切削用量及有关技术参数列入该工序卡片，见表4.1：表4.1 10工序成组加工工序卡片（2）夹具体设计 夹具体是整个夹具的基体和骨架。在夹具上要安装组成该夹具所需的各种元件、机构、装置等；还要考虑便于装卸工件以及在机床固定。因此，夹具体的形状和尺寸，主要取决于夹具上各组成件的分布情况；工件的形状、尺寸以及加工性质。夹具体设计的基本要求：应有足够的强度和刚度；用以保证加工过程中在加紧力、切削力等外力的作用下，不致产生不允许的变形和振动。力求结构简单，装卸工件方便，更要防止无法制造和难以装卸的现象发生；在保证强
42、度和刚度的前提下，应尽量使体积减小，重量减轻。要有良好的结构工艺性和使用性，以便于制造、装配和使用；夹具有三部分表面是影响夹具装配后精度的关键，即夹具体的安装基面、安装定位元件的表面、安装对刀或导向装置的表面。尺寸要稳定；即夹具体制造加工后，应防止日久变形。我们选择的是铸造夹具体，所以在铸件成形后，要进行时效处理，避免产生较大的内应力。排除切屑要方便；在此套夹具中，都是外部切削，排屑的问题就不再多考虑。在机床上安装要稳定、可靠、安全。4.3.2 夹具总体结构设计根据分析，确定的夹具总体结构设计方案为：1） 考虑生产批量不大，故采用手动夹紧。2） S1螺纹底孔有3个，且圆周上均匀分布，故宜做成回
43、转式钻模，采用分度盘和插销进行分度。3） 为适应不同尺寸零件加工需要定位元件应做成可换方式。4） 为减小由于钻削轴向力引起工件变形和位移，应在钻头对应位置上加辅助支承。5） 为便于安装工件，钻模板采用铰链式结构。6） 尺寸L5要求较严格，故钻S1螺纹底孔的钻模板位置固定，调整钻S2螺纹底孔的钻模板位置，以适应不同孔距要求。4.4 夹具制造与操作说明 本夹具分度与定位装置是夹具设计制造的关键。定位装置既要满足不同型号壳体零件的定位尺寸要求，又要保证定位端面至S1螺纹底孔钻套的距离，为此必须严格按夹具零件图纸要求进行加工。同时夹具在转换加工零件时，必须进行仔细的调整和检测。装夹工件时，用力要适当，以免产生夹紧变形。锪D13