角形轴承箱加工工艺规程及夹具设计毕业论文1 选题背景1.1 课题来源生产实际。

1.2 课题目的及意义随着市场竞争的日趋激烈，数控机床夹具如何快速适应产品变化并充分发挥数控加工设备的加工效能，成为企业关注的重要问题。

众所周知，工装夹具是工艺装备的重要组成部分，是工艺过程中最活跃的因素之一，并直接影响产品的质量、生产效率及加工成本［1］。

随着科学技术的不断步，数控加工设备已经飞速发展起来，与之相适应的数控机床夹具也在不断发展变化。

国数控加工设备已具有相当规模，数控加工在生产中已占有较大的比重并将继续扩大，而与之对应的数控机床夹具却并未受到足够的重视。

国企业对传统工装夹具历来比较重视，但对数控机床夹具的应用却缺乏足够的认识和规划。

由于缺乏选用数控机床夹具系统的考虑，因而出现了在先进的加工设备上采用相对落后的通用夹具或专用夹具的情况，以至于不能充分发挥此类设备的效能。

如何提高夹具的快速反应能力，以充分发挥数控机床和加工中心的加工效能，是目前夹具设计所面临的课题[2]。

1.3 国外夹具研究现状和发展趋势迄今为止，夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具(刀具、夹具、量具、模具)之一。

夹具在国外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。

1.3.1 国夹具发展史我国国的夹具始于20世纪60年代，当时建立了面向机械行业的天津组合夹具厂，和面向航空工业的向阳机械厂，以后又建立了数个生产组合夹具元件的工厂。

在当时曾达到全国年产组合夹具元件800万件的水平。

20世纪80年代以后，两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统，不仅满足了我国国的需求，还出口到美国等国家。

当前我国每年尚需进口不少NC机床、加工中心，而由国外配套孔系夹具，价格非常昂贵，现大都由国配套，节约了大量外汇。

1.3.2 国外夹具发展史从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。

当前国际上的夹具企业均为中小企业，专用夹具、可调整夹具主要接受本地区和国订货，而通用性强的组合夹具已逐步成熟为国际贸易中的一个品种。

有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料，但欧美市场上一套用于加工中心的央具，而组合夹具的大型基础件尤其昂贵。

由于我国在组合夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势，随着我国加入WTO和制造业全球一体化的趋势，特别是电子商务的日益发展，其中蕴藏着很大的商机，具有进一步扩大出口良好前景。

1.3.3 国外机床夹具发展现状研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。

现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。

然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂，里约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20％左右[3]。

特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统、（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2）能装夹一组具有相似性特征的工件；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度。

1.3.4 发展趋势近些年来，随着数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统等现代或加工设备的广泛应用，使传统的机械加工的指导方法发生了重大变革，夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具，转变为装夹、定位。

而数字化的设备加工功能的广大化。

给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。

夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。

高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。

高精度夹具的定位孔距精度高达±5μm，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。

德国demmeler(戴美乐)公司制造的4m 长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为±0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5μm以；夹具重复安装的定位精度高达±5μm；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达2~5μm[4]。

机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。

诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。

高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。

为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推出新。

新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用1~2秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。

为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。

采用美国Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统，1分钟就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。

模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。

利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。

省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。

模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。

模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。

组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。

通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。

采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。

德国demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。

元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。

专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。

主动与国外夹具厂商联系，争取合资与合作，引进技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。

1.4 本课题应解决的主要问题①确定毛坯尺寸；②绘制毛坯-零件综合图；③定位基准的选择；④制定工艺路线；⑤选择加工设备及工艺装备；⑥加工工艺设计、工序尺寸计算；⑦加工孔6-φ134.0所需夹具的设计。

1.5 本课题研究的指导思想与技术路线根据老师给定的原始数据和任务书，制定课题的解决思路：1、.计算生产纲领，确定生产类型；2、分析零件确定，根据机械制造工艺设计简明手册确定毛坯以及其加工余量和尺寸公差；3、根据粗基准和精基准的选择原则确定定位基准；4、根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定个表面的加工方法，依次来拟定加工工艺路线；5、考虑生产类型、工件表面加工要求以及夹具的设计等问题来选用合适的机床；6、确定生产6-φ13时工件的定位及定位元件，选择工件的夹紧装置、具体，最后得到所需的夹具。

7、上机运用相关绘图软件（AUTOCAD）绘制夹具重要零件图及总装图。

8、制定典型的工艺过程卡片。

9、打印相关文献，整理并装订。

2 计算生产纲领，确定零件的生产类型如附图所示为角形轴承箱，假设该产品产量为Q=5000台/年，n=2件/台，结合生产实际，设其备品率为16%，机械加工废品率为2%，现制定该零件的机械加工工艺规程。

技术要求如下：1 铸件应消除应力；2 未注明铸造圆角为R2 ~ R3；3 铸件表面不得有粘砂、多肉、裂纹等缺陷；4 允许有非聚集的孔眼存在，其直径不大于5mm，深度不大于3mm，相距不小于30mm，整个铸件上孔眼数不多于10个；5 去毛刺，锐边倒钝；6 材料 HT200，N=Qn（1+a%+b%）=5000⨯2⨯（1+16%+2%）=11800。

角形轴承箱年产量为11800件/年，零件重2.98ｋｇ。

根据教材表1-5，生产纲领与生产类型的关系，角形轴承座是轻型机械中的零件，属轻型零件；则生产类型为大批生产。

3 零件的分析3.1 零件的结构分析角形轴承箱是机用床的一个重要零件。

它位于车床机构中，主要用来支撑、固定在轴承的箱体，通过固定轴承来实现轴承的正常运转。

槽50h11与端面100h11为配合表面有较高的精度和表面粗糙度。

140h11为圆较高的定位基准，φ180H7孔为轴承配合有较高的精度。

3.2 零件的技术要求分析通过对该零件的重新绘制知，原样图的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。

根据零件的尺寸图，可以初步拟定零件的加工表面，其间有一定位置度要求。

该零件上的主要加工面为两个端面、两个侧面和φ180H7孔。

为此以下是底板座架需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求，分述如下：在尺寸图中，左视图上标注的零件的两侧面（100h11）垂直于基准C（φ180H7孔的轴线）其垂直度公差为0.1mm。

在左视图上标注的宽度为50h11的（两槽）槽的两侧面平行于基准B（左视图中零件的左侧面），其平行度公差为0.12mm。

左视图上标注的φ180H7的孔有圆度要求，其圆度公差为0.008mm。

在尺寸图中，树视图上标注的宽度为50h11的两槽的槽面有垂直度要求，其垂直度公差为0.12mm。

主视图上标注为的孔，有位置度的要求，其位置度公差为0.6mm在尺寸图中，俯视图上标注的宽度为50h11槽，有位置度要求，其公差值为0.4mm。

由零件图可知，零件的不加工表面粗糙度值为6.3um。

零件的材料为HT200。

铸件要求不能有吵眼、疏松、气孔等铸造缺陷，以保证零件强度、硬度及刚度，在外力作用下，不致于发生意外事故。

根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面尺寸，上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们的位置精度要求。