左支座的工艺及组合夹具设计
随着世界工业的飞速发展，各企业对于生产效率的要求也大大提高。一个工件的加工，离不开各种夹具的支持，想要提升效率，我们必定要在夹具的设计上做文章。之前市场上多为专用夹具，一套只能支持一种工件，这种夹具既浪费时间，又浪费成本，所以人们想出了组合夹具。利用各种已有的夹具零件，装配出我们所需要的夹具，这种组合夹具具有多品种、小规模、组装速度快的特点，深受各厂家的喜爱。本课题以车床左支座为例，解析它的加工工序，并为每道工序设计相应的组合夹具。关键词 左支座，组合夹具，工序
目 录
1. 引言 1
1.1. 本课题的研究内容及意义 1
1.2. 国内外的发展情况 2
1.2.1. 国内研究情况 2
1.2.2. 国外研究情况 2
1.3. 本课题要研究的问题和拟采用的手段 3
1.3.1. 本课题要研究的问题 3
1.3.2. 本课题拟采用的手段 3
2. 零件的三维造型 3
3. 左支座的零件分析及毛坯确定 7
3.1. 左支座的工艺分析和作用 7
3.1.1. 零件的用途 7
3.1.2. 零件的工艺分析 7
3.2. 零件毛坯的确定 9
3.2.1. 毛坯的制造新式 9
3.2.2. 毛坯材料的热处理 10
4. 左支座的加工工艺及工序设计 10
4.1. 定位基准的选择 10
4.1.1. 粗基准的选择原则 10
4.1.2. 精基准的选择原则 11
4.1.3. 本课题零件基准的选择 11
4.2. 零件表面加工方法的选择 12
4.2.1. 加工方法的选择原则 12
4.2.2. 各种表面加工方法及适用范围 12
4.3. 加工顺序的安排 15
4.3.1. 加工阶段的划分 15
4.3.2. 加工顺序的安排原则 15
4.3.3. 工序的合理组合 16
4.4. 通用机床和通用工艺装备的选择 17
4.4.1. 机床的选择 17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
4.4.2. 工艺装备的选择 17
4.5. 工艺路线的制定 17
4.6. 加工余量与毛坯尺寸的确定 18
4.6.1. 确定加工余量 18
4.6.2. 确定毛坯尺寸 19
4.6.3. 确定毛坯尺寸公差 19
4.7. 切削用量和基本时间的计算与确定 20
4.7.1. 工序01：粗铣顶面 20
4.7.2. 工序02：粗镗Φ80H9mm螺纹内孔及倒角C2 21
5. 组合夹具的设计 24
5.1. Φ80H9mm孔及底座孔组合夹具设计 24
5.1.1. 确定定位方案、选择定位元件 24
5.1.2. 确定夹紧方案、设计夹紧机构 25
5.2. Φ21mm孔、Φ25H7mm孔及两端沉头螺栓孔组合夹具设计 26
5.2.1. 确定定位方案、选择定位元件 26
5.2.2. 确定夹紧方案、设计夹紧机构 27
5.3. 纵槽及横槽组合夹具设计 27
5.3.1. 确定定位方案、选择定位元件 27
5.3.2. 确定夹紧方案、设计夹紧机构 28
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
引言
众所周知，夹具在机械制造业中应用广泛，特别是机床夹具更是必不可少的机械制造工艺装备。使用机床夹具，能够适应工艺标准迅速完成工件的夹紧和定位，提高加工精度和生产效率。20世纪初，伴随着生产业的迅速发展出现了专业夹具，大批大量生产的时候，利用设计专用夹具来提高劳动生产率所获利润巨大，但是另一方面，一旦改变工件的尺寸和结构参数，相关的专用夹具就无法使用，专用夹具的经济性一直是其设计和发展的一个关键要点。也正是为了解决这一问题，我们此次课题着手研究能够反复多次使用的组合夹具。
本课题的研究内容及意义
数控机床是机械制造业的一次重大进展，当代社会加工中心和数控机床广泛应用，对夹具的结构和使用性能都提出了新的要求，要求一种灵活敏捷和组装时间少的夹具系统。如今迅猛发展的技术和经济推动了机械工业的变化，产品越来越多样化，新产品开发快，其品种、系列、规格愈来愈多，产品换代的周期变短，生产类型中中小批量生产的比例增多，同时大批量生产的比重减少，市场竞争愈发激烈，既要产品质量好又要产品成本低。这一系列的变化都对设计工艺装备给出了更进一步的要求。
组合夹具，就是根据组合化的原理，用一整套提前制造好的完全标准化的元件和合件，根据不同的零件快速拼成各种专用夹具，用完之后再拆卸成单独的的元件和合件，因此可不断反复使用，提高了夹具设计的质量和效率，同时解决了中小企业因技术力量较薄弱，工艺装备的设计生产能力不足的问题。由于这一系列特征，组合夹具的设计可以满足生产各种不同的工艺要求，适用于单间小批生产和成批生产，是现代夹具发展的一个重要方向。
国内外的发展情况
国内研究情况
80年代末，我国开始研究开发组合夹具元件的设计与管理，根据夹具的发展形势以及现代机械生产特点[1]，汲取总结了我国槽系夹具的应用发展经验，研发出了新一代孔系组合夹具系统。该系统可以迅速组装满足任意直线尺寸和角度要求，既有孔系旋转可调性的特点又包括了槽系平移可调性的优点。孔系系统不仅能组装单个大工件夹具,而且还能组装多个中小零件夹具，将大中小三个系列的元件有机地融为一体，装夹具基础板可以长期固定而不需要在机床工作台上移动，除此之外，它还添加了槽系和孔系过渡元件[1]，有利于两种原件混合使用。?
北京工商大学麻建东和刘璇合作开发出了一个组合夹具元件库，该元件库允许操作者对7类组合夹具元件的三维图形进行查看，提供了交互设计功能，可在CAD中修改所生成的三维组合夹具构形图。山东工业大学的徐志刚在“广义映射原理”的指导下,开发了支持“topdown”风范的夹具设计软件自动化系统[1]。吴玉光博士提出并分析了孔系基础板组合夹具设计的系统方案，零件由圆弧和直线组成定位边界，利用连杆机构原理可自动确定零件的全部候选定位，进一步还提出定位销转动支点概念和定位销可见锥的概念[1]，以及瞬心三角形和同向边的概念,分析了工件的可夹紧性，确定了工件边界的可夹紧范围[1]，该方案推动国内外相关领域取得了新的发展[1]。
目 录
1. 引言 1
1.1. 本课题的研究内容及意义 1
1.2. 国内外的发展情况 2
1.2.1. 国内研究情况 2
1.2.2. 国外研究情况 2
1.3. 本课题要研究的问题和拟采用的手段 3
1.3.1. 本课题要研究的问题 3
1.3.2. 本课题拟采用的手段 3
2. 零件的三维造型 3
3. 左支座的零件分析及毛坯确定 7
3.1. 左支座的工艺分析和作用 7
3.1.1. 零件的用途 7
3.1.2. 零件的工艺分析 7
3.2. 零件毛坯的确定 9
3.2.1. 毛坯的制造新式 9
3.2.2. 毛坯材料的热处理 10
4. 左支座的加工工艺及工序设计 10
4.1. 定位基准的选择 10
4.1.1. 粗基准的选择原则 10
4.1.2. 精基准的选择原则 11
4.1.3. 本课题零件基准的选择 11
4.2. 零件表面加工方法的选择 12
4.2.1. 加工方法的选择原则 12
4.2.2. 各种表面加工方法及适用范围 12
4.3. 加工顺序的安排 15
4.3.1. 加工阶段的划分 15
4.3.2. 加工顺序的安排原则 15
4.3.3. 工序的合理组合 16
4.4. 通用机床和通用工艺装备的选择 17
4.4.1. 机床的选择 17
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4.4.2. 工艺装备的选择 17
4.5. 工艺路线的制定 17
4.6. 加工余量与毛坯尺寸的确定 18
4.6.1. 确定加工余量 18
4.6.2. 确定毛坯尺寸 19
4.6.3. 确定毛坯尺寸公差 19
4.7. 切削用量和基本时间的计算与确定 20
4.7.1. 工序01：粗铣顶面 20
4.7.2. 工序02：粗镗Φ80H9mm螺纹内孔及倒角C2 21
5. 组合夹具的设计 24
5.1. Φ80H9mm孔及底座孔组合夹具设计 24
5.1.1. 确定定位方案、选择定位元件 24
5.1.2. 确定夹紧方案、设计夹紧机构 25
5.2. Φ21mm孔、Φ25H7mm孔及两端沉头螺栓孔组合夹具设计 26
5.2.1. 确定定位方案、选择定位元件 26
5.2.2. 确定夹紧方案、设计夹紧机构 27
5.3. 纵槽及横槽组合夹具设计 27
5.3.1. 确定定位方案、选择定位元件 27
5.3.2. 确定夹紧方案、设计夹紧机构 28
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
引言
众所周知，夹具在机械制造业中应用广泛，特别是机床夹具更是必不可少的机械制造工艺装备。使用机床夹具，能够适应工艺标准迅速完成工件的夹紧和定位，提高加工精度和生产效率。20世纪初，伴随着生产业的迅速发展出现了专业夹具，大批大量生产的时候，利用设计专用夹具来提高劳动生产率所获利润巨大，但是另一方面，一旦改变工件的尺寸和结构参数，相关的专用夹具就无法使用，专用夹具的经济性一直是其设计和发展的一个关键要点。也正是为了解决这一问题，我们此次课题着手研究能够反复多次使用的组合夹具。
本课题的研究内容及意义
数控机床是机械制造业的一次重大进展，当代社会加工中心和数控机床广泛应用，对夹具的结构和使用性能都提出了新的要求，要求一种灵活敏捷和组装时间少的夹具系统。如今迅猛发展的技术和经济推动了机械工业的变化，产品越来越多样化，新产品开发快，其品种、系列、规格愈来愈多，产品换代的周期变短，生产类型中中小批量生产的比例增多，同时大批量生产的比重减少，市场竞争愈发激烈，既要产品质量好又要产品成本低。这一系列的变化都对设计工艺装备给出了更进一步的要求。
组合夹具，就是根据组合化的原理，用一整套提前制造好的完全标准化的元件和合件，根据不同的零件快速拼成各种专用夹具，用完之后再拆卸成单独的的元件和合件，因此可不断反复使用，提高了夹具设计的质量和效率，同时解决了中小企业因技术力量较薄弱，工艺装备的设计生产能力不足的问题。由于这一系列特征，组合夹具的设计可以满足生产各种不同的工艺要求，适用于单间小批生产和成批生产，是现代夹具发展的一个重要方向。
国内外的发展情况
国内研究情况
80年代末，我国开始研究开发组合夹具元件的设计与管理，根据夹具的发展形势以及现代机械生产特点[1]，汲取总结了我国槽系夹具的应用发展经验，研发出了新一代孔系组合夹具系统。该系统可以迅速组装满足任意直线尺寸和角度要求，既有孔系旋转可调性的特点又包括了槽系平移可调性的优点。孔系系统不仅能组装单个大工件夹具,而且还能组装多个中小零件夹具，将大中小三个系列的元件有机地融为一体，装夹具基础板可以长期固定而不需要在机床工作台上移动，除此之外，它还添加了槽系和孔系过渡元件[1]，有利于两种原件混合使用。?
北京工商大学麻建东和刘璇合作开发出了一个组合夹具元件库，该元件库允许操作者对7类组合夹具元件的三维图形进行查看，提供了交互设计功能，可在CAD中修改所生成的三维组合夹具构形图。山东工业大学的徐志刚在“广义映射原理”的指导下,开发了支持“topdown”风范的夹具设计软件自动化系统[1]。吴玉光博士提出并分析了孔系基础板组合夹具设计的系统方案，零件由圆弧和直线组成定位边界，利用连杆机构原理可自动确定零件的全部候选定位，进一步还提出定位销转动支点概念和定位销可见锥的概念[1]，以及瞬心三角形和同向边的概念,分析了工件的可夹紧性，确定了工件边界的可夹紧范围[1]，该方案推动国内外相关领域取得了新的发展[1]。
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