閥蓋藝設計及夾具的設計

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1、前言1 一、零件的分析2 （一）零件的功用2 （二）零件的工藝分析2 二、零件的工藝規(guī)程設計3 （一）確定零件的生產(chǎn)類型3 （二）確定零件毛坯制造形式3 （三）擬定零件的機械加工工藝路線6 （四）確定加工余量8 三、專用夾具設計8 （一）零件的加工工藝分析8 （二）定位夾緊方案確實定及論證9 （三）定位誤差分析11 附:工序卡片及工藝工藝過程卡片 摘要 零件的加工工藝編制，在機械加工中占有非常重要的地位，零件工藝編制得 合不合理，這直接關系到零件最終能否到達質量要求；夾具的設計也是不可缺少 的一局部，它關系到能否提高其加工效率的問題。因此這兩者在機械加工行業(yè)中

2、 是至關重要的環(huán)節(jié)。閥蓋零件的主要加工外表為孔和外圓外表。外圓外表加工根 據(jù)精度要要求可選擇車削和磨削?？准庸し椒ǖ倪x擇比擬復雜，需要考慮零件的 構造特點、孔徑大小、長徑比、精度和粗糙度要求以及生產(chǎn)規(guī)模等各種因素。對 于精度要求較高的孔往往還要采用幾種不同的方法順次進展加工。本次設計的油 缸，為保證孔的精度和外表質量將先后經(jīng)過粗鏜、半精鏜、精鏜和滾壓等四道工 序加工。在機床上對零件進展機械加工時，為保證工件加工精度，首先要保證工 件在機床上占有正確的位置，然后通過夾緊機構使工件在正確位置上固定不動， 這一任務就是由機床夾具完成。對于單件、小批量生產(chǎn)，應盡量使用通用夾具， 這樣

3、可以降低工件的生產(chǎn)本錢。但是由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾 緊時往往比擬費時間，并且操作復雜，生產(chǎn)效率低，也難以保證加工精度，為此 需設計專用夾具。 關鍵詞：工藝設計、基準選擇、切削用量、定位誤差 機械設計是機械工程的重要組成局部，是決定機械性能的最主要因素。由于 各產(chǎn)業(yè)對機械的性能要求不同而有許多專業(yè)性的機械設計，如紡織機械設計、礦 山機械設計、農(nóng)業(yè)機械設計、船舶設計、汽車設計、機床設計、壓縮機設計、內 燃機設計、汽輪機設計、泵設計等專業(yè)性的機械設計分支學科。 在機械制造廠的生產(chǎn)過程中,用來安裝工件使之固定在正確位置上,完成其切 削加工、檢驗、裝配、焊接

4、等工作,所使用的工藝裝備統(tǒng)稱為夾具。如機床夾具、 檢驗夾具、焊接夾具、裝配夾具等。 機床夾具的作用可歸納為以下四個方面： 1 .保證加工精度機床夾具可準確確定工件、刀具和機床之間的相對位置，可 以保證加工精度。 2 .提高生產(chǎn)效率機床夾具可快速地將工件定位和夾緊，減少輔助時間。 3 .減少勞動強度采用機械、氣動、液動等夾緊機構，可以減輕工人的勞動 強度。 4 .擴大機床的工藝X圍利用機床夾具，可使機床的加工X圍擴大，例如在臥 式車床刀架處安裝鏜孔夾具，可對箱體孔進展鏜孔加工。 機械制造裝備設計畢業(yè)設計是機械設計中的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，也 是機械類專業(yè)學生較為全面的機

5、械設計訓練。其目的在于： 1 .培養(yǎng)學生綜合運用機械設計根底以及其他先修課程的理論知識和生產(chǎn)實際 知識去分析和解決工程實際問題的能力，通過畢業(yè)設計訓練可以穩(wěn)固、加深有關 機械畢業(yè)設計方面的理論知識。 2 .學習和掌握一般機械設計的根本方法和步驟。培養(yǎng)獨立設計能力，為以后的 專業(yè)課程及畢業(yè)設計打好根底，做好準備。 3 .使學生具有運用標準、規(guī)X手冊、圖冊和查詢有關設計資料的能力。 我國的裝備制造業(yè)盡管已有一定的根底，規(guī)模也不小，實力較其它開展中國 家雄厚。但畢竟技術根底薄弱，滯后于制造業(yè)開展的需要。我們要以高度的使命感和責任感，采取更加有效的措施，克制開展中存在的問題，把我國從一

6、個制造業(yè)大國建立成為一個制造強國，成為世界級制造業(yè)根底地之一。 1.1 產(chǎn)前準備 1.1.1 年生產(chǎn)綱領 工件的年生產(chǎn)量是確定機床夾具總體方案的重要依據(jù)之一。如工件的年生產(chǎn) 量很大，可采用多工件加工、機動夾緊或自動化程度較高的設計方案，采用此方案時，機床夾具的構造較復雜，制造本錢較高；如工件的年生產(chǎn)量不大，可采用單件加工，手動夾緊的設計方案，以減小機床夾具的構造復雜程度及夾具的制作本錢。如5萬件以上夾具復雜用全自動化的設備，5000件小批量生產(chǎn)用手動設備。 1.1.2 生產(chǎn)條件 直徑從1毫米以下至120毫米的所有規(guī)格鉆頭都可以使用鉆床加工。 臺式鉆床的加工X圍通常在15毫米以下。

7、立式鉆床的最大加工X圍通常在15~75毫米之間。搖臂鉆的最大加工X圍在25~120毫米之間。各種鉆床主軸的錐孔型號和功率不同。最小的高速臺鉆的功率只有200W,最大的搖臂鉆的功率 可以到達25KW。 臺鉗常用在立式鉆床和臺式鉆床上，只能夾持小型零件，大中型零件通常在搖臂鉆上加工，直接夾緊在工作臺上。Z5025型號立式鉆床，最大鉆孔直徑 25mm,主軸端至底面距離1000mm,主軸級數(shù)9級，主軸轉速X圍500-2000W每分鐘，主軸行程200mm,外形尺寸1050乂687X1980。 1.1.3 零件工藝分析 本次畢業(yè)設計是要為此圖1-1-3中的端蓋設計一個鉆4-9孔的夾具，最終實現(xiàn)將

8、工件定位，更加準確和方便的完成鉆孔工作，并保證能夾緊工件，夾緊力要適中，不要使工件變形，又能保證工件所要求的加工精度。 圖1-3-1 零件圖標出了工件的尺寸、形狀和位置、外表粗糙度等總體要求，它決定了工件在機床夾具中的放置方法，是設計機床夾具總體構造的依據(jù)，本工件放置方 法應如圖1-3-1所示。工序圖給出了零件本工序的工序基準、已加工外表、待加工外表，以及本工序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準、已加工外表決定了機床夾具的方位方案，如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位等；定位方案的選擇依據(jù)六點定位原理和采用的機床加工方法，定位方案不一定要定六個自由度，但要完全定位。工件的待加工

9、外表是選擇機床、刀具的依據(jù)。確定夾緊機構要依據(jù)零件的外型尺寸，選擇適宜的定位點，確保夾緊力平安、可靠同時夾緊機構不能與刀具的運動軌跡相沖突。 生產(chǎn)工藝過程 制定工藝路線： 工序1:粗車外圓小100,保證尺寸10,粗車外圓（|）48,預留尺寸1-1.25工序2:粗車右端，粗車左端，保證尺寸16,預留尺寸1-1.25 工序3:半精車，精車外圓小100,帆8 工序4：半精車，精車各端面保證尺寸10，16 工序5:定位左端面，轉中心孔616保證尺寸40轉孔4-(9 工序6：精車各孔 工序7：精車右端中心孔小48H3孔 工序8：倒角 工序：去毛刺 工序：檢驗 夾具構造設計 3.

10、1定位機構 圖2-1定位心軸 在夾具設計中，定位方案不合理，工件的加工精度就無法保證。工作定位方案確實定是夾具設計中首先要解決的問題。 根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關標準正確選擇定位元件或定位的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標準定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。 設計夾具是原那么上應選該工藝基準為定位基準。無論是工藝基準還是定為基準，均應符合六點定位原理。 由于該零件的加工是鉆3-舊孔并以小35JL內外表作為定位面，屬孔定位類型，因此本次設計采用的定位機構為心軸定位。心軸定位的形式很多，有過盈配合心 軸

11、，限制工件四個自由度；間隙配合心軸，限制工件五個自由度；小錐度〔1: 5000?1:1000〕心軸，裝夾工件時，通過工件孔和心軸接觸外表的彈性變形夾 緊工件，使用小錐度心軸定位可獲得較高的定位精度，同樣可以限制五個自由度。 本次設計的心軸定位選用的是間隙配合心軸定位，分別限制工件的X、Y、Z方向的移動自由度以及X、Y方向的旋轉自由度。心軸定位的特點為構造簡單、制造容易、夾緊可靠，擴力比80以大，夾緊行程2受限制，自鎖性好，夾緊動作慢、效率低。 2.2火緊機構 圖2-2工件放置方式 1支緊力的方向確實定： 1〕夾緊力的方向應有利于工件的準確定位，而不能破壞定位，一般要求主火

12、 緊力應垂直于第一定位基準面。 2〕夾緊力的方向應與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。 3〕夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小火緊力。 2支緊力的作用點的選擇： 1〕夾緊力的作用點應與支承點“點對點〃對應，或在支承點確定的區(qū)域內，以防止破壞定位或造成較大的夾緊變形。 2〕夾緊力的作用點應選擇在工件剛度高的部位。 3〕夾緊力的作用點和支承點盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗振性。 4〕夾緊力的反作用力不應使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形 3.選擇夾緊機構： 設計夾緊機構一般應遵循以下主要原那么： 1次緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定

13、位。 2）工件和夾具的變形必須在允許的X圍內。 3次緊機構必須可靠。夾緊機構各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機 4）必須保證自鎖，機動夾緊應有聯(lián)鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。 5次緊機構操作必須平安、省力、方便、迅速、符合工人操作習慣。 6次緊機構的復雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領和工廠的條件相適應。 圖2-3夾緊機構 2.2.3 導向裝置的選擇 導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏈套、對刀裝置、對定裝置等，鉆床夾具中鉆頭的導向采用鉆套，鉆套有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套四種。如圖2-2-3所示。這些裝置均已標準化，可按標準選擇。綜上分

14、析，本次設計采用固定導向套加工工件，來提高其工作的連續(xù)性和其工作效率。選擇導向裝置： 導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏈套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇。 圖2-5鉆模板 用于鉆床零件加工的可換鉆套裝置。換鉆套時，只需將鉆套逆時針轉動，當缺口轉到螺釘位置時即可取出，換套方便迅速。 鉆夾具中的鉆套，除要求它引導鉆頭，鉆出正確的孔外，還要求它能在裝卸時快而準確。一般在工廠中使用較多的是快換鉆套，雖然這種鉆套具有快換的優(yōu)點，但在制造上較復雜；由于采用螺釘來壓緊，所以占面大，而又增加制造步驟。 鉆模板與支柱之間用開口銷連接。 2.2.4

15、 機床夾具的總體形式 機床夾具的總體形式一般應根據(jù)工件的形狀、大小、加工內容及選用機床等 因素來確定。 夾具的組成歸納為： 1〕定位元件及定位裝置用于確定工件正確位置的元件或裝置。 2〕加緊元件及夾緊裝置用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。 3〕導向及對刀元件用于確定工件與刀具相互位置的元件。 4〕動力裝置在成批生產(chǎn)中，為了減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)率，常采用氣動、 液動等動力裝置。 5〕夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過它將整個夾具安裝在機床上。 6〕其他元件及裝置根據(jù)加工需要來設置的元件或裝置。 2.4.1 確定夾具體 夾具體上一般不設定位和定向裝置，

16、特別是臺鉆、立鉆和搖臂鉆上使用時， 但夾具體底板上一般都設有翻邊或留一些平臺面，以便夾具在機床工作臺上固 定。夾具體一般是設計成平板式〔有些夾具體鑄造成特殊形狀〕，保證具有足夠 的剛性。它用來固定定位元件、加緊機構和聯(lián)接體，并于機床可靠聯(lián)接。 2.4.2 確定聯(lián)接體 聯(lián)接體是將導向裝置與夾具體聯(lián)接的工件，設計時主要考慮聯(lián)接體的剛性， 合理布置聯(lián)接體的位置，給定位元件、夾緊機構留出空間。此夾具體的聯(lián)接裝置 通過內六角螺栓和圓柱銷來定位，考慮到剛性問題，在相對應的位置上在用一個 聯(lián)接體支承鉆套板，同樣用內六角螺栓定位。 2.4.3 夾具體的總體設計圖 圖2-6夾具體的總體設

17、計圖 2.5繪制夾具零件圖 對裝配圖中需加工的零件圖均應繪制零件圖，零件圖應按制圖標準繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。 1 .零件圖盡可能按1:1繪制。 2 .零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術要求應根據(jù)裝配圖上的配合種類、位置精度、技術要求而定。 3 .零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、外表粗糙度等應標注完整。 4 .零件圖名稱： 零件圖1鉆模板 零件圖2定位軸 零件圖3支柱 零件圖4夾具體 5 .6繪制夾具裝配圖 1. 裝配圖按1:1的比例繪制，用局部剖視圖完整清楚地表示出夾具的 主要構造及 由于上述各項都是按最大誤差計算，實際上各項也不可能同時出現(xiàn)

18、最大值,各誤差方向也很可能不一致，因此，其最和誤差可按概率法求和： 、0.02820.0320.02420.0520.024mm 該項誤差大于中心距允差0.1mm的2/3,可用。 [1]吳宗澤，羅圣國，書名刑械設計畢業(yè)設計手冊？，出版者：高等教育，出版年：1999,引用局部起止頁：37?46。 [2]馮辛安，書名刑械制造裝備設計？，出版者：機械工業(yè)，出版年：2007年,版次：2版 [3]x海華，書名？a械制造裝備設計指導書？，出版者：機械工程系，引用局部起止頁：44?46頁o [4]孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設計指導[M].第2次.冶金工業(yè).2002 [5]Elwak

19、il,S.D.,ProcessesandDesignforManufacturing工工序設 計.Prentice-Hill.1998 [6]李益民.機械制造工藝設計簡明手冊[S].第1版.機械工業(yè).1994 [7]朱煥池.機械制造工藝學[M].第1次.機械工業(yè).2006 [8]王光斗.機床夾具設計手冊[S].第3版.XX科技. [10]甘永立.幾何量公差與檢測[M].第8版.出版單位.2008 [11]X世昌.機械制造根底[M].第1版.高等教育.2006 [12]王啟平.機床夾具設計[S].第2版.XX工業(yè)大學.2006 [13]楊黎明.機械零件設計手冊[S].第1版.國防工業(yè).2003 機械制造技術課程設計 學院：機電學院 班級：B1001 學號：0612080102 :X宇