某飛機上的助力器的外筒零件機械加工工藝的編制與工裝設計

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1、西北工業(yè)大學繼續(xù)教育學院 引言 本說明書是圍繞著畢業(yè)設計的內容所編寫的，本次畢業(yè)設計主要是安裝在某飛機上的助力器的外筒零件，對其進行零件設計分析，檢驗方法的判斷分析，機械加工工藝的編制與工裝設計。 說明書主要是對該零件的工作情況，結構原理逐一闡述，并依次對零件的工藝性，工藝規(guī)程的編制，毛坯的選擇，材料的選擇，輔助工序的安排等一系列方面的內容進行分析。 另外，該說明書還對所設計的夾具進行了分析討論和設計，詳細介紹了工件在夾具上的定位。 一．零件圖的分析 1.1零件的工作狀態(tài)及主要技術條件分析 本零件為某助力器的外筒，屬于關鍵零

2、件。它里面裝的是活塞，與活塞一起組成執(zhí)行機構。外筒的兩軸頸與飛機的方向舵操縱系統(tǒng)相連接。 1.2零件的技術條件分析 1.2.1尺寸精度： 1.2.2表面間的位置精度： 心軸的跳動量不大于0.05 外圓的橢圓度和錐度不大于0.03 端面K 對內孔A 的跳動量不大于0.01 1.2.3 表面粗糙度： 表面粗糙度要求為Ra3.2。 1.3零件其他的技術要求： (1) 熱處理：齒輪齒面噴丸處理，噴丸強度值0.2A～0.3A,覆蓋率200%。 (2) 表面熱處理：零件外表面鍍鉻7.6~15.2μm. (3) 磁粉探傷 1.4零件的材料 外筒的材料采用調質鋼3

3、0CrMnSiA，毛坯按Ⅱ類檢查，熱處理后硬度HRC36～41，熱處理采用淬火、回火。 在30CrMnSiA中，主要元素Cr作用是溶于基體中，從而大幅度的提高鋼的強度，增加鋼的淬透性。 這種鋼的切削加工性差，淬透性強。Do=80mm屬半馬氏型鋼，調質后，具有良好的機械性能， 1050Mpa 、 ，并有很高的低溫韌性。這種鋼常用來制造承受巨大沖擊及循環(huán)載荷的大截面零件，如噴氣發(fā)動機的渦輪軸、壓氣機軸、活塞式發(fā)動機的曲軸、連桿和直升飛機的旋翼軸等。 1.5零件的毛坯 1.5.1毛坯的類型 根據該零件的材料30CrMnSiA。 1.5.2毛坯的結構 根據零件結構，毛坯制造方法

4、采用模鍛。 1.5.3毛坯的設計 由于外筒是主要的受力件，要求強度高，如果采用鑄造的方法獲得毛坯，因鑄件晶粒粗大而不均勻，因澆注不均，內部組織常有缺陷，如縮孔、偏松、氣孔、夾雜等，因而不能滿足設計要求。特別是沖擊韌性比同材料鍛件的機械性能低。且鑄件工序多，難以精確控制，使得鑄件質量難以控制，不夠穩(wěn)定，勞動條件較差。若采用棒料加工，則因為去除余量太多而造成無謂的浪費。 相對而言，應采用鍛壓，因為鍛壓加工方法與其它加工方法比較，具有以下特點： （1）能改善金屬的組織，提高金屬的機械性能； （2）可節(jié)約金屬材料和切削加工工時，提高金屬材料的利用率和經濟效益； （3）具有較高的勞動生產率；

5、 從上述特點分析可知：選擇鍛壓的方法是合理的。 鍛壓加工分類，在機械制造生產工程中，常用的鍛壓加工方法分為六類，即（1）自由鍛造 （2）模型鍛造 （3）擠壓 （4）拉撥 （5）軋段 （6）板料沖壓 根據毛坯的形狀和零件的機械性能等綜合因素考慮，應選擇模型鍛造。 1.6零件的工藝分析 設計零件的機械加工工藝過程，是生產技術準備工作的一個重要組成部分。 一個零件可以采用不同的工藝過程制造出來，但是正確合理的工藝過程，應滿足下列基本要求： （1） 保證產品的質量符合設計圖和技術條件所規(guī)

6、定的要求。 （2） 保證高的勞動生產率。 （3） 保證經濟的合理性。 從零件的結構來看，該零件屬薄壁易變形客體零件，但精度要求較高，因此，在制訂工藝過程中，主要要消除加工應力對零件造成的變形影響，以保證零件的技術要求。 二. 零件的工藝規(guī)程設計 2.1基準的選擇 在設計工藝路線時，最重要的問題之一是要考慮位置精度的保證問題。 零件圖中通過設計基準，設計尺寸來表達各表面的位置要求，在加工時是通過原始基準及原始尺寸來保證這些位置要求的，而原始尺寸方向上的位置，是由定位基準來保證的。加工后工件的位置精度則是通過測量基準來進行檢驗的。 因此，基準選擇主要是研究加工過程中的表面位置精

7、度要求及其保證方法，綜上所述： （1） 最終工序的原始基準選擇的原則是： a 原始基準和設計基準重合，以避免尺寸換算和壓縮公差。 b 便于測量基準，以使測量方便和測量簡單。 （2） 中間工序的原始基準選擇的一般原則： a 當原始尺寸參與間接保證零件的設計尺寸是要有關尺寸量的環(huán)數(shù)少。 b 要使精度加工高的余量變化小。 （3） 定位基準選擇的原則是： a 定位基準應力求與原始基準重合。 b 應使定位基準穩(wěn)定可靠，并使夾具結構簡單。 （4）為保證位置精度，一般常采用以下四種方法： a 一次安裝 在一次安裝的條件下，可以保證有較高的位置精度，因為在一次安裝時所加

8、工的各表面的位置精度，主要取決于設備的精度，而與定位誤差，定位基準誤差無關。 b 互為基準 有位置精度要求的兩個表面，在加工時，用其中任何一個表面作為定位基準來加工另一個表面，用這種方法來保證位置精度，稱為互為基準。 c 同一基準 有位置精度要求的兩個表面，在加工時，都采用另一個表面作為定位基準。用這種方法保證這兩個表面間的位置精度，稱為同一基準法。 d 不同基準 有位置精度要求的兩個表面，在加工時，采用兩個不同的表面作為各自的定位基準，這種方法稱為不同基準法。 以上四種方法中，一次安裝和互為基準的方法能保證較高的位置精度，因此，定位基準的制造與轉換，一般均采用這兩種方法。

9、綜合基準選擇的分析來看，工藝基準是通過原始基準與設計基準相聯(lián)系的，在工藝基準中，定位和測量基準也是分別和原始基準聯(lián)系的。 外筒工藝設計基準.定位基準.測量基準基本重合，重要的位置精度在設計時，已經要求由夾具保證 2.2加工方法的選擇 零件的加工方法的選擇，不但要影響加工質量，而且還要影響生產率和制造成本，在選擇加工方法時，必須先考慮下列因素： （1） 工件材料的性質 （2） 工件的形狀和尺寸 （3） 生產類型及考慮生產率和經濟性問題 （4） 具體生產條件 （5） 充分考慮利用新工藝、新技術的可能性，挺高工藝水平 2.3 加工階段的劃分 工件的加工質量較高時，應劃分階段。零件

10、依次按階段加工，有利于消除或減少變形對精度的影響。 一般來說，粗加工階段是從坯料上切除較多余量，所能達到的精度和表面質量都比較低，切削余量大，切削力，切削熱度一集內應力重新分解等因素引起工件的變形就很小。零件各表面加工方法的選擇，不但要影響加工質量，而且還要影響生產率和制造成本，在選擇加工方法時，必須先了解加工方法的過程，工藝特點和應用范圍。 零件的主要表面為與其他零件相配合的表面或者直接參加機器工作過程的表面，主要表面以外的表面則是自由表面，主要表面的本身精度要求一般都比較高，而且零件的構形、

11、精度、材料的加工性等都會在主要表面的加工過程中反映出來，在選擇加工方法時，應首先確定主要表面的最后加工方法，然后再確定最后加工以前的一系列準備工序的加工方法，在選定主要表面加工方法后，再選定次要表面的加工方法。 對于外筒而言，主要表面是零件的內表面和兩軸頸，因為φ35+0.035 +0.010 內孔里面裝的是活塞，而φ37.5 +0.027 0是和外筒襯套配套，配套間隙為0.005～0.020，且還有密封槽，在熱處理前進行粗加工，熱處理后用內磨進行半精加工然后再用研磨進行精加工保證鍍前尺寸。對于兩軸頸是和主機相連接的不允許超差，由于機械加工完后要進行發(fā)藍處理，所以首先考慮如何保證主要表面

12、的精度要求，由車工、內磨和研磨保證。車工70，75工序兩端孔以及φ43.5+0.039 0膠圈槽均采用研磨過的內孔定位分粗、精車以保證零件兩端對同軸度要求。加工前找正在0.01以內?？刹捎肅A6150或SK50數(shù)控車床。工序 155 軸頸尺寸φ10-0.005 –0.015做為重要特性，與主機配合有間隙要求，影響運動，所以兩邊必須同軸，首件必須三檢。本文章針對兩端軸徑對車床夾具進行了分析設計，對加工時所采用的刀具、冷卻液、零件的定位等進行了整體的概括。 2.4 工序的集中與分散 在設計工藝路線時，當選定了各表面的加工方法和確定了階段劃分以后，就可將同一階段中的各加工表面組合成

13、若干工序，組合時可采用集中或分散的原則。 工序集中的特點：采用高效專用設備及工藝裝備，生產率高；工件裝夾次數(shù)減少，易于保證表面間位置精度，還能減少工序間運輸量，縮短生產周期；工序數(shù)目少，可減少機床數(shù)量、操作工人和生產面積，還可簡化生產計劃和組織工作； 工序分散的特點：設備及工藝裝備比較簡單，調整和維修方便，工人容易掌握，生產準備工作量少，又易于平衡工序時間，易適應產品更換；可采用最適合的切削用量，減少基本時間；設備數(shù)量多，操作工人多，占用生產面積也大。 工序集中與工序分散各有利弊，應根據生產類型、現(xiàn)有生產條件、工件結構特點和技術要求等進行綜合分析后選用。因此，對于產量較小時，為簡化計劃、

14、調度等工作，選取工序集中原則，較便于組織生產。對于產量很大時，可按分散的原則以利于組織流水生產。對于剛性差且精度要求高的精密工件，則工序應適當分散。對尺寸和重量大的工件，由于安裝和運輸困難，一般宜采用工序集中原則組織生產。 根據此殼體零件的結構和各個加工面的加工，需要不同的加工方法和不同的夾具，不能將多個加工面放在同一道工序中進行加工，所以選用工序分散的原則。 2.5 熱處理工序的位置安排 熱處理是將金屬材料在固態(tài)下加熱到預定的溫度，并在該溫度下保持一定時間，然后以一定冷卻速度冷卻下來，通過改變材料的內部組織結構，從而改變材料性能的一種熱加工工藝。 通過熱處理可顯著提高材料

15、的力學性能，充分發(fā)揮材料的潛力，延長機器的使用壽命。恰當?shù)臒崽幚砉に囘€可以消除鑄、鍛、焊等熱加工工藝造成的部分缺陷，細化晶粒，降低內應力，從而使材料的組織和性能更均勻。通過熱處理還可使工件表面具有抗磨損、耐腐蝕等特殊物理、化學性能。 因此，熱處理工序的性質，特別是熱處理工序，在工藝路線中位置的安排，對機械加工工序的內容，數(shù)目和順序有很大的影響。因此，在制定工藝路線時，需要進行仔細的分析。 常規(guī)熱處理主要是改變零件整體的組織和性能，主要包括退火、正火、淬火和回火。在鋼件熱處理時，將工件加熱，使之全部或部分奧氏體化，并通過不同的冷卻方式冷卻，從而獲得具有不同的組織和性能的材料。因此

16、在粗加工后安排去應力，為了去除由于塑性變形加工，而造成的及存在的殘余應力而進行的退火。調整材料的硬度，便于切削加工；消除內應力，防止加工中變形；細化晶粒，為最終熱處理作組織準備。 2.6 輔助工序的安排 輔助工序的種類很多，其中包括中間檢驗、洗滌、特種檢驗和表面處理等，這些工序的位置安排，需按工序的具體內容而定。 輔助工序的安排，一般包括以下幾個步驟： （1）一般檢驗 一般檢驗有最終檢驗和中間檢驗。 （2）特種檢驗 特種檢驗的種類很多，最常見的是無損探針，用于檢驗工件內部質量的探傷方法，如X射線、V射線超聲波等，一般都安排在工藝過程的開始時進行，用于檢驗工件表面缺陷的探傷方法有磁

17、力探傷、熒光探傷、涂色腐蝕等。這些方法一般都在精加工階段進行。 （3）表面處理 為了提高零件的抗腐蝕能力，增強耐磨性等，均可采用表面處理。表面處理常用的方法是使工件表面附上金屬鍍層，非金屬鍍層和產生氧化膜等，一般都安排在總檢之后。 （4）洗滌防銹 洗滌防銹工序應用的場合較廣，如拋光、磁粉探傷后，以及總檢工序前，都要將零件清洗干凈，就需要安排洗滌。 在加工過程中，采用輔助工序主要是磁粉探傷和鍍層保護，下面就將分別介紹這兩種輔助工序。 ① 磁粉探傷 磁粉探傷是一種無損探傷方法，用于檢驗零件的表面質量，常安排在零件完成機械加工后總檢驗之前，檢查加工過程中產生的表面缺陷。 磁粉探傷的原

18、理 零件磁化時，缺陷處的磁力線發(fā)生變形，如果缺陷位于零件表面或近表面，并與磁力線成一定的角度，則產生漏磁場，它吸附施加在零件上的磁場，顯示出缺陷的位置和形狀。 磁粉探傷的應用范圍 檢驗對象：原材料（棒、管等）。鍛件、精鍛件、焊接件以及機加工、熱處理的零件。 可發(fā)現(xiàn)的缺陷：發(fā)紋、裂紋、白點、非金屬夾雜物、未焊透、冷隔、分層以及折疊等。 磁粉探傷的檢驗方法 剩余磁場檢驗法和外加磁場檢驗法。 磁粉探傷檢驗結果的判斷： 發(fā)紋：沿纖維方向，一般為直線狀，長度0.6mm以上。 夾雜物：呈單個的或密集的點狀，有時也呈連續(xù)線狀。 白點：單獨或成群的分布，呈彎曲的無一定方向的短線狀，磁粉痕跡

19、清晰濃密。 裂紋：一般呈曲折線條，磁粉沉聚清晰、濃密。 折疊：沿軋制方向呈曲線狀，一般較大，磁粉痕跡濃密清晰，未焊透。 疏松：不規(guī)則的磁粉痕跡。 ②表面處理 表面處理常采用的是使零件的表面附上金屬鍍層，非金屬涂層和產生氧化膜等。 金屬鍍層如鉻、鎳、鋅、銅以及銀、金、鉑等，非金屬涂層如油漆、陶瓷等。氧化膜則有鋼的發(fā)藍、鋁合金的陽極化、鎂合金的氧化等。 零件如要求進行上述處理，則其工序一般安排在工藝規(guī)程的最后進行。如果零件的某些配合表面不要求進行表面處理時，則可用局部保護或用機械加工法進行切除。 表面處理后，零件表面的本身尺寸和位置尺寸的變化一般均不大，但對于精度要求高的表面，則應

20、考慮進行表面處理 而造成的尺寸變化。 2.7工藝路線的擬定 工藝路線要劃分階段，主要原因是零件依次按階段加工，有利于消除或減少變形對精度的影響。一般來說，粗加工切削余量大，切削力，切削熱以及內應力重新分解等因素引起工件的變形就很大。精加工余量較小，工件的變形就很小。因此，工藝路線劃分階段進行加工，可避免發(fā)生已加工表面的精度遭到破壞的現(xiàn)象。 在工藝路線劃分階段后，同時可帶來以下的好處： （1） 全部表面先進行粗加工，便于及早發(fā)現(xiàn)內部缺陷； （2） 在安裝和搬運過程中，可使已加工過的表面減少損傷的機會； （3） 可合理的選擇設備，并有利于車間設備的布置； 外筒的剛性好，精度要求高

21、，所以具體劃分“粗.精.細”的加工階段。 筒體的工藝路線如下： 05. 模鑄 10. 修銼 15. 鉆孔，修端面 20. 鏜孔 25. 車端面 30. 車外圓 35. 車外圓 40. 車軸頸 45. 銑外形 50. 去毛刺 55. 車槽 60. 車槽 65. 銑槽 70. 去毛刺 75. 熱處理 80. 車 85. 鏜孔 90. 磨內孔 95. 車端面 100. 鉆孔 105. 車槽 110. 車槽 115. 銑槽 120. 修銼 125. 搪磨 130. 研磨孔 135. 車軸頸 140. 車槽 145. 車槽 150

22、. 去毛刺 155. 車軸頸 160. 研磨 165. 磁力探傷 170. 檢驗 175. 搪磨 180. 表面處理 185. 拋光內孔 190. 檢驗 2.8 切削用量與切削液的選用 (1)切削用量的選擇 合理地選擇切削用量，對保證加工精度和表面質量，提高生產率和刀具耐用度等，都有很大影響。 選擇切削用量，要選定切削深度，進給量和切削速度在這三個因素中，對刀具耐用度影響最大的是切削速度其次是進給量，而切削深度影響最小。對表面粗糙度影響最大的是進給量，而對切削力影響最大的是切削深度。因此，需采用不同的切削用量 （2）切削液的選擇 在機械加工時，

23、潤滑冷卻液起著雙重作用，既潤滑又冷卻。 冷卻的主要目的是帶走切削熱，減少工件和切削工具的溫度，以防止熱變形和提高刀具壽命。潤滑的主要目的是減少摩擦，使工件獲得較好的表面質量。 對于本次加工中采用的主要潤滑液是油酸。 三. 設備及其工藝裝備的確定 3.1機加工所用的機床設備的選用： 機床選擇對工序的加工質量，生產率和經濟性有很大影響，為使所選擇的機床能滿足工序的要求，必須考慮下列因素： (1)機床的工作精度和工序的加工精度相適應 (2)機床工作區(qū)的尺寸應和工序的輪廓相適應 (3)機床的功率與剛度應和工序的性質相適應，另外機床的加工用量范圍應和工件要求的合理切削用量適應。 (4)

24、機床生產率應和工件的生產計劃相適應 對于本次零件加工70，75，155工序可采用CA6150或SK50數(shù)控車床。 3.2刀具的選用： 刀具的選擇主要取決于所采用的加工方法，加工表面的尺寸，工件材料，所要求的加工精度和表面粗糙度，生產率及經濟性等，一般盡可能采用標準刀具，必要時采用高生產率的復合刀具及專用刀具。155工序車采用合金刀及白鋼刀進行粗精加工。 3.3量具的選用： 量具主要根據生產類型和要求檢驗精度，在單件小批量生產中，應盡量選用通用量具；在大批量生產中，應盡量選用各種量規(guī)和高生產率的檢測儀和檢測夾具等。 以下是該零件加工過程中需用的量具： 樣板 卡板 對表環(huán) 塞規(guī)

25、 卡規(guī) 量環(huán) 內卡鉗 槽量規(guī) 位置量規(guī) R 板 3.4夾具的選用： 機床夾具的分類： （1）通用夾具 通用夾具有很大的通用性，無需調整或稍加調整就可以用于裝夾不同工件。三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗等屬于這類夾具。通用夾具一般已標準化，由專業(yè)工廠生產，作為機床附件供給用戶。這類夾具由于考慮到通用性，操作比較復雜、費時，生產效率低，適合于工件經常變換的單件小批生產。 （1） 專用夾具 專用夾具是為某一工件的某一工序專門設計的。由于不需要考慮其通用性，所以夾具可以設計的結構緊湊，操作迅速方便。專用夾具通常由使用廠根據要求自行設計與制造，其設計與制造周期較長，當產品變更時，夾具則無法使

26、用而報廢。因此專用夾具適用于產品比較固定的批量較大的生產。 （2） 成組專用夾具 在成組工藝的基礎上，將工件按形狀、尺寸和工藝共性分組，再為每組工件設計組內通用、組間專用夾具。這類夾具的特點是：在組內零件尺寸變化時，只需對夾具的元件稍加調整或更換就可以用于組內不同工件的加工。 （3） 組合夾具 組合夾具是由一套預先制好的標準元件組裝成的專用夾具。它在使用上具有專用夾具的優(yōu)點，而當產品變換時，只需將夾具拆開，元件清洗入庫，留待組裝新的夾具。因此，組合夾具很適合新產品試制和

27、單件小批生產。由于組合夾具還具有縮短生產準備周期，減少專用夾具品種、數(shù)量和存放面積等優(yōu)點，對于批量較大的生產也是適用的。 （4） 隨行夾具 隨行夾具是自動線上經常使用的夾具。它隨工件一起在自動線上運行，除擔負工件的裝夾任務外，還負責工件的運輸。 小批量生產，應盡量選用通用夾具和組合夾具，在大批量生產中，應根據工序要求設計制造專用夾具。 本零件70，75，155工序采用專用夾具。 四.夾具設計 4.1.1 機床夾具的原理： 工件通過定位原件在夾具中占有正確位置；工件和夾具通過連接原件在機床上占有正確位置；工件和夾具通過對刀、導引原件相對刀具占有正確位置，從而

28、保證工件相對于機床位置正確、工件相對于刀具位置正確，最終保證滿足零件加工要求。 4.1.2 機床夾具的作用： （1） 保證加工精度。 （2） 提高勞動生產率、降低成本。 （3） 降低工人勞動強度。 （4） 可由較低技術等級工人進行加工。 （5） 擴大機床的使用范圍。 4.1.3 設計方案 （1）車床夾具是在旋轉甚至是高速旋轉條件下進行工作的。因此，夾具軸線與機床主軸軸線是否重合，旋轉中的穩(wěn)定性，工作中的安全以及減輕機床主軸的彎曲負荷問題，在設計中必須予以充分考慮。 (2)夾具上最大最重的元件是夾具體，所以車床夾具最好作成圓盤形，以適合旋轉運動的平衡要求。 (3)由于車

29、床夾具的軸向尺寸不大，一般不必進行動平衡。通常采用配重靜平衡的方法，平衡配重可以采用： ① 塊式配重或片式配重 ② 鑄造配重 ③ 圓環(huán)配重 ④ 微調配重 (4)當定位表面不能作為找正表面時，應在夾具上專門作出供找正用的圓柱面。當夾具只用來加工端面時，不必設計正面，而用安裝塞實現(xiàn)與主軸同軸就可以了。 (5)保證工作安全，平衡是保證工作安全的措施之一。此外，還應注意：夾具的所有元件不應超出夾具體邊緣之外，遇有可能從徑向槽甩出的元件時，一定要采取安全措施，如用安全塊印墊圈等；所有壓板以及其它輔助元件的位置應盡量低矮，使刀架有足夠的活動空間而不易碰撞。 (6)盡量減輕機床主軸的負荷，因此

30、，夾具的懸伸長度應盡量縮短，在保證夾具剛度的前提下重量盡可能減輕此外還可以用鉆輕孔來減輕夾具的重量。 4.1.4 定位零件和定位方式 在本套車床夾具的設計方案中，定位元件是采用心軸、支撐板-平板作為零件下端面的主要定位基準面。通過平板上的圓柱銷和心軸上的兩個孔相配合，以實現(xiàn)定位。同時，靠螺母墊圈可以壓緊工件的作用起到Y方向的定位。 由于定位基準面平板是經過機械加工的表面，基準的平面度誤 較小，表面粗糙度也較小，因此，夾具可采用完整平面法定位。 這時，兩表面彼此能做到良好接觸，定位是穩(wěn)定可靠的。 因為零件的定位基準面積小，從經濟性和實用角度出發(fā)，則與它相接觸的定位表面面積也不是很大，

31、因為平板板是經過加工的表面，基準的平面誤差度較小，表面粗糙度也小，因此，夾具采用完整平面定位可限制，，三個方向的自由度。 在工序155的車床夾具中，兩平行基準孔處就采用二個圓柱銷實現(xiàn)定位。這里右圓柱孔是主要定位基準，此圓柱銷由于伸出長度比較短，無法限制和轉動的自由度，只能限制和兩個方向的自由度。輔助定位板在此處起到限制工件繞Z軸轉動的自由度的作用。 在工件定位后，螺母、墊圈起到輔助壓緊工件的作用。 至此，工件在空間的六個位置都被限制，也就是說，工件在車床夾具上只有一個唯一確定的位置。為了安全和減輕車床夾具的重量，用圓形護罩保護。 4.1.5 夾緊機構 工件在定位后，若要保證在加工過

32、程中既定位置不變，就要夾緊。否則，工件就會產生移動和振動，使切削無法進行。因此，工件有了正確的定位，還需要有正確的夾緊，才算完成了工件在夾具中的裝夾任務。 在車加工工序155中所設計的夾具結構，因為是在車床上進行工作，為了保證工件在高速旋轉的夾具體上不被甩出，所以夾緊裝置一定要緊固可靠。為此，單單依靠螺母墊圈壓緊工件的端面，無法保證工件的操作安全，因此，在壓板下方，要安裝上與零件的上端部分的兩個孔相接觸的兩個銷，一個是菱形銷，一個是圓柱銷。這樣設計雖然在分析上產生了過定位，但是由于定位用的兩個孔尺寸要求非常嚴格，孔與銷的間隙足以消除過定位，所以可采用這種方式防止工件甩出而起的固定工件的作用。

33、 若要夾緊工件，則擰動螺帽，在螺帽的壓擠下，螺旋壓板沿著導塊壁向工件移動，與壓板相配合的兩個銷穿過零件的兩個孔，直到壓緊工件。當要取出工件時，則向相反方向擰動螺帽，在彈簧的彈力作用下，螺旋壓板向上抬起，取下工件。導塊用螺釘固定在夾具體上，因為是車床高速旋轉，扭矩力矩相當大，為了安全起見，所有的緊固螺釘都采用六角螺釘，以提高擾矩能力。壓板與導塊采用間隙配合，這是一種夾緊機構緊湊，占空間不大的夾緊機構，壓板采用20#鋼，熱處理后HRC50-55。 這種夾緊機構的優(yōu)點是結構簡單緊湊，制造容易，壓板可以隨工件高度的變化自行調整位置，使用方便，工件的定位基準表面不會因壓夾而有所損失。 4.1.6

34、 夾具體的結構設計 由于所設計的夾具體是在車床上進行工作的，所以結構設計必須車床夾具的特點。 因為是車床夾具，所以夾具體作成圓盤形，以適應旋轉運動的平衡要求。車床夾具的軸向尺寸不大，所以不須進行動平衡，而采用塊式配重的方法解決平衡的問題。 本夾具體是夾具的基礎件。夾具上各元件，機構都安裝在它上面。夾具體還要承受夾緊力，切削力和由此產生的沖擊.振動等負荷，所以夾具體必須具有足夠的強度和剛度，還要考慮夾具的結構工藝性。 本夾具的結構選用焊接的方式，而不選用螺釘緊固的原因主要是車床主軸高速旋轉，為防止定位基準表面脫離夾具體，所以采用焊接的結構。這種結構的優(yōu)點是容易制造，生產周期短。主要缺點是

35、焊接過程中的熱變形以及殘余應力對夾具工作精度的影響。因此，焊后一定要退火處理，焊接結構最適合新品試制，對于一些機構簡單的小型夾具，采用焊接結構也十分有利。 4.1.7 機床夾具的組成： （1） 定位元件-----是與工件定位基準（面）接觸的原件，用來確定確定工件在夾具中的位置。 （2） 夾緊裝置-----用來夾緊工件，使定位好的零件和元件在加工過程中不致松動。 （3） 夾具體-----用來連接所有夾具元件。 （4） 連接元件-----連接機床與夾具的元件，用

36、來確定夾具在機床中的位置。 （5） 對刀、導引元件-----用來確定夾具與刀具相對位置的元件。 （6） 其他元件-----起輔助作用的元件。 4.2工件在夾具中的定位 定位，是指根據工序加工的要求，在加工前，工件在夾具中占據“確定”、“正確”加工位置的過程。 4.2.1工件定位的基本原理 （1） 工件在夾具中的定位可以歸結為在空間直角坐標系中，用定位元件限制工件自由度的方法。 （2） 工件定位時，應該限制的自由度數(shù)目主要由工件工序加工要求確定。 （3） 一般情況下，工件定位所需限制自由度的數(shù)目≦6個。 （4） 各定位元件限制的自由度數(shù)目原則上不允許重復或干涉。 （5）

37、 限制理論上應該限制的自由度，使一批工件定位位置一致。 由理論力學可知，任何一個物體或構件在三維空間相對于三個互相垂直的坐標軸來說，都有六種運動的可能性，即隨其上任一點可以沿著X軸、Y軸、Z軸移動，并繞著X軸、Y軸、Z軸轉動，這種移動和轉動的可能性就叫自由度。如果物體的某個自由度被限制了，就說明該物體在某個方向上的位置被確定了，如果六個自由度都被限制，說明給物體在空間只占有一個位置。 4.2.2定位元件 （1）定位平面的定位元件 夾具上，一般定位平面時定位基準是平面本身，其常用的定位元件有：標準固定支承釘，如圓頭、鋸齒頭、平頭；標準可調支承釘；標準定位支承板。 除定位支承外，還有

38、輔助支承。，輔助之承不起定位作用，在工件定好位后參與工作，不破壞工件的定位，主要起預定位作用；提高夾具工作穩(wěn)定性作用；提高工件加工穩(wěn)定性的作用。 本零件在銑削加工過程中夾具設計的就是用零件的端面定位，也使用了輔助之承，為了提高工件在加工過程中的穩(wěn)定性，減小刀具對平面的擠壓切削而產生平面度不好。 （2）定位圓孔的定位元件 一般定位圓孔的定位基準為孔的中心線。常用的定位元件有：剛性心軸，定位銷，定位銷的種類有圓柱定位銷、圓錐定位銷。 4.2.4定位誤差分析 定位誤差產生的原因 基準不重和誤差(△jb)：因工序基準與定位基準不重和，用調整法加工一批工件零件引起工序基準相對定位基準

39、在加工尺寸方向上產生的最大變化量。 基準位移誤差(△db)：因定位副不準確，用調整法加工一批工件時，引起定位基準在加工尺寸方向上相對產生的最大變化量。 定位誤差(△dw)是因工序基準與定位基準不重和和定位副不準確，而產生基準不重合誤差或基準位移誤差，用調整法加工一批工件時，引起工序基準在加工尺寸方向上相對產生的最大變化量。 即：△dw=△jb+△db 由此可見，定位誤差值是一批工件可能產生的最大定位誤差范圍，它是一個界限值，并非某個工件的定位誤差值。 工件在夾具上裝夾時，還有夾緊誤差，就是工件夾緊變形在工件上產生的誤差，當夾緊力方向、大小、作用點合理時近似為零。還會產生刀具在夾

40、具上的對刀和引導誤差；過程誤差，在加工的過程中磨損、變形、振動等因素造成工件上產生的加工誤差，屬隨機變量，無法量化。 4.2.5 對定誤差分析 對定誤差就是夾具在機床上安裝位置不準確和夾具與刀具相對位置不準確在工件上產生的加工誤差。 夾具安裝在機床工作臺面上，在夾具體的側面設置找正基準，采用百分表來找正夾具基準面，并安裝夾緊。 因此其對定誤差就是百分表的精度=0.01mm 上述的這些誤差都是工件產生加工誤差的原因。因此在確定夾具的定位方案和設計結構時，就已經估算了各項誤差，并將誤差控制在與保證加工精度相適應的范圍內。 設計小結 這次畢業(yè)設計是對在

41、學校所學知識的總結，通過畢業(yè)設計可以將所學知識串通起來，從而對我們所學專業(yè)知識鞏固。這次設計是將這兩年來所學的專業(yè)和在專科所學的知識匯聚到一塊并能總結、應用這些知識，順利地完成這次畢業(yè)設計。通這次工藝設計，讓我受益匪淺。 此畢業(yè)設計說明書專門為筒體的工藝設計而寫，重點在于該零件的工藝性分析及工裝設備的設計。按照老師的指導，先手工繪制零件圖來讀懂圖，再從專業(yè)角度對其進行分析，并且選擇確定零件毛坯類型，并查閱資料，選擇加工方法，確定加工路線，同時考慮選擇工藝裝備，經過這一系列的設計過程，讓我不僅鞏固了對以前所學的專業(yè)課程，而且培養(yǎng)了我的分析判斷能力，從刀具切削到夾具選擇設計再到工藝規(guī)程，使我的思

42、想更加活躍，也讓我真正認識到一個零件的所有設計、加工過程及其功能，而且考慮問題更加全面，更加細致。 要了解我們要設計的零件所處的工作環(huán)境，工作過程，零件的精度要求，工藝性分析，用什么樣的加工方法才能達到加工要求，在實際的工作生產中能不能實現(xiàn)，同時，到車間現(xiàn)場調研。把理論和實踐結合起來，加深了對理論知識的理解，培養(yǎng)了自己的獨立工作能力，為以后的實踐工作打下了良好的基礎。在這個基礎上還要考慮節(jié)省經濟消耗，用簡單的工藝設計加工出優(yōu)質的產品，創(chuàng)造出經濟效益。 這次設計要求是以手工繪圖，熟練了我的繪圖能力和技巧，并且還要進行答辯，因此都要做好充分的準備工作，要真正理解自己所設計的課題所包含的知識，通

43、過自己努力的設計查閱資料、請教老師、問同學終于順利完成，在此期間，同學們互幫互助，不僅學會了知識，而且增強了我的團隊精神。 經過這次畢業(yè)設計，讓我又一次將所學的專業(yè)知識加以牢固化，并且加深了我對這些知識的理解，提高了我的查閱資料的能力，為以后遇到一些問題，自己能通過多種方法解決，也做好了基礎，畢竟以后還會遇到很多的問題和困難，相信我們通過這次畢業(yè)設計，在以后的工作中會發(fā)揮的更好。所以不管從哪個方面來說，這次畢業(yè)設計讓我收獲頗多。 誠然，在本次畢業(yè)設計中出現(xiàn)錯誤在所難免，懇請各位老師給予批評和指正。 致 謝 本此課題是在我的

44、指導老師兼同事孫儷的悉心指導下完成的，在單位的這六年的時間里，孫儷師傅在學習和工作上給我提供了極大的幫助，從論文的選題到最后完成，孫儷師傅都給予了詳細的指導和幫助，傾注了大量的心血。孫儷師傅的嚴謹工作態(tài)度、淵博的理論知識、豐富的實踐經驗、對工藝設計有很高的水平、以及在工作上的一絲不拘。從她身上不僅學到寬廣的專業(yè)知識、更學到對待工作的態(tài)度及同事之間和怎本此課題是在我的指導老師兼同事孫儷的悉心指導下完成的，在單位的這六么時睦相處。在此，我要向辛勤培養(yǎng)我的指導老師孫儷表示最衷心的感謝！同時也非常感謝悉心培養(yǎng)過我的成教院的各位老師以及其他在生活和學習上給了我鼓勵和支持的所有老師。感謝公司的各位同事的關

45、心與支持，此外，還要感謝家人對我的關心和照顧。最后，謹向曾經關心、幫助、支持和鼓勵我的老師、同學、親人和朋友致以真誠的謝意和衷心的祝福! 參 考 文 獻 （1）《機械加工工藝設計資料》 主編：張征祥 （2）《機械制造工藝學》 主編：鄭修本 （3）《公差配合與技術測量》 主編：徐茂功 桂定一 （4）《機床夾具設計》 主編：張權民 （5）《金屬切屑原理與刀具》 主編：陸劍中 孫家寧 （6）《機床夾具設計手冊》 出版：上?？茖W出版社 （7）《航空工業(yè)裝備設計手冊》 出版：國防出版社 （8）《機械制圖》 出版：機械工業(yè)出版社 （9）《機械原理與設計》 出版：機械工業(yè)出版社 34