閥蓋工藝及夾具的設計

1、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達到質量要求；夾具的設計也是不可缺少的一部分，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)中是至關重要的環(huán)節(jié)。 閥蓋零件的主要加工表面為孔和外圓表面。外圓表面加工根據(jù)精度要要求可選擇車削和磨削?？准庸し椒ǖ倪x擇比較復雜，需要考慮零件的結構特點、孔徑大小、長徑比、精度和粗糙度要求以及生產規(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行加工。本次設計的油缸，為保證孔的精度和表面質量將先后經過粗鏜、半精鏜、精鏜和滾壓等四道工序加工。 在機床上對零件進行機械加工時

2、，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，應盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產成本。但是由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時往往比較費時間，并且操作復雜，生產效率低，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     ABSTRCTIs the components craft establishment, holds the very important status in t

3、he machine-finishing, the components craft establishes reasonable, whether do this direct relation components achieve the quality requirement finally; Jig's design is also an essential part, whether does it relate raises its processing efficiency the question. Therefore this both in the machine-

4、finishing profession are the important links. Sleeve components main processing surface for hole and outer annulus surface. The outer annulus face work needs to request according to the precision to be possible to choose the turning and the grinding. The hole processing method's choice is quite

5、complex, needs to consider the components the unique feature, the aperture size, the length to diameter ratio, the precision and roughness request as well as the scale of production and so on each kind of factor. Often must use several different methods regarding the accuracy requirement high hole t

6、o carry on the processing in order. This design's cylinder, will pass through half finished boring, the finished boring, the fine articulation and the trundle successively for the guarantee hole's precision and the surface quality and so on four working procedure processings When the engine

7、bed carries on the machine-finishing to the components, is guaranteed that the work piece working accuracy, first needs to guarantee the work piece holds the correct position on the engine bed, then causes the work piece in the correct position through the clamp organization fixed motionless, this d

8、uty is completes by the engine bed jig. Regarding the single unit, the small batch production, should use the universal jig as far as possible, like this may reduce the work piece the production cost. But because the universal jig is suitable each kind of work piece the attire to clamp, therefore ti

9、me clamp often compares spends the time, and operates complex, the production efficiency is low, also guarantees the working accuracy with difficulty, for this reason must design the unit clamp.Key word: Craft, datum, cutting specifications, localization datum, position error.目   錄前言1一、零件的

10、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4(四) 確定加工余量8三、專用夾具設計16(一) 零件的加工工藝分析16(二) 定位夾緊方案的確定及論證16(三) 定位誤差分析20四、結束語22五、參考文獻23附:工序卡片及工藝工藝過程卡片第一章 前 言機械設計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能的最主要因素。由于各產業(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

11、山機械設計、農業(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.擴大機床的工藝范圍 利用機床

12、夾具，可使機床的加工范圍擴大，例如在臥式車床刀架處安裝鏜孔夾具，可對箱體孔進行鏜孔加工。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)學生較為全面的機械設計訓練。其目的在于：1.培養(yǎng)學生綜合運用機械設計基礎以及其他先修課程的理論知識和生產實際知識去分析和解決工程實際問題的能力，通過畢業(yè)設計訓練可以鞏固、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基本方法和步驟。培養(yǎng)獨立設計能力，為以后的專業(yè)課程及畢業(yè)設計打好基礎，做好準備。3.使學生具有運用標準、規(guī)范手冊、圖冊和查詢有關設計資料的能力。我國的裝備制造業(yè)盡管已有一定的基礎，規(guī)模也不小，實力較其

13、它發(fā)展中國家雄厚。但畢竟技術基礎薄弱，滯后于制造業(yè)發(fā)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，克服發(fā)展中存在的問題，把我國從一個制造業(yè)大國建設成為一個制造強國，成為世界級制造業(yè)基礎地之一。1.1產前準備1.1.1年生產綱領工件的年生產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，機床夾具的結構較復雜，制造成本較高；如工件的年生產量不大，可采用單件加工，手動夾緊的設計方案，以減小機床夾具的結構復雜程度及夾具的制作成本。如5萬件以上夾具復雜用全自動化的設備，5000件小批量生產用手動設備。1.1.

14、2生產條件直徑從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。臺式鉆床的加工范圍通常在15毫米以下。立式鉆床的最大加工范圍通常在1575毫米之間。搖臂鉆的最大加工范圍在25120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達到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，主軸轉速范圍500-2000轉每分鐘，主軸行程200mm，外形尺寸1050×687×1

15、980。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3-9孔的夾具，最終實現(xiàn)將工件定位，更加精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、表面粗糙度等總體要求，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結構的依據(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、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準、已加工表面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

16、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。工件的待加工表面是選擇機床、刀具的依據(jù)。確定夾緊機構要依據(jù)零件的外型尺寸，選擇合適的定位點，確保夾緊力安全、可靠同時夾緊機構不能與刀具的運動軌跡相沖突。第二章 夾具結構設計2.1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。工作定位方案的確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。設計夾具是原則上應選該

17、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3-9孔并以35孔內表面作為定位面，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，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（1：50001：1000）心軸，裝夾工件時，通過工件孔和心軸接觸表面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。心軸定位的特點為結構簡單、制造容易、夾緊可靠，擴力比80以大

18、，夾緊行程S不受限制，自鎖性好，夾緊動作慢、效率低。2.2夾緊機構圖2-2工件放置方式1 .夾緊力的方向的確定： 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，一般要求主夾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，有利于減小夾緊力。2 .夾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，以避免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

19、性。 4）夾緊力的反作用力不應使夾具產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則：1)夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位。2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內。3)夾緊機構必須可靠。夾緊機構各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構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)夾緊機構操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習慣。6)夾緊機構的復雜程度、自動化程度必須與生產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、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，鉆床夾具中鉆

20、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、鏜套、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

21、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中，為了減輕工人勞動強度，提高生產率，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

22、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，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

23、夾具體的總體設計圖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、表面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2.6 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結構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)最大值，各誤差方向也很可能不一致，因此，其最和誤差可按

24、概率法求和： 該項誤差大于中心距允差0.1mm的2/3，可用。結論 兩個月的畢業(yè)設計很快的結束了。在這次畢業(yè)設計中，我感覺到了自己以前學的知識只是皮毛而已，在實際運用上還有很多不足。理論和實際不能很好的運用，在設計過程中遇到了一些不懂得知識。在設計的過程中，雖然感覺到不足的地方很多，但是也學到了不少知識。在一定程度上，使我對以前學習過的東西有了加深理解和熟練操作。畢業(yè)設計是機械專業(yè)學習的一個重要的、總結性的理論和實踐相結合的教學環(huán)節(jié)，是綜合運用所學知識和技能的具體實踐過程。通過本次夾具設計，我對所學的專業(yè)知識有了更深刻的理解和認識。畢業(yè)設計內容源于生產實踐，使得畢業(yè)設計和實踐得到了充分的結合，

25、有利于培養(yǎng)解決工程實際問題的能力。以前進工廠實習或參觀的時候對夾具也有所了解，而這次畢業(yè)設計的經歷，使我對夾具有了更深刻的認識。 首先根據(jù)已知工件的需要，選擇加工機床，工件主要定位部分為直徑為35mm的中心孔和一側端面，用長銷小平面定五個自由度。雖然沒有滿足六個自由度的要求，但是不影響機床夾具的工作。因為被加工件需要鉆三個孔不限制Z向的旋轉會增進效率。最后是將定位銷和支承板固定在夾具體上，利用銷定位、定位軸、螺母和內六角螺釘進行定位、夾緊。這樣將工件穩(wěn)固的夾緊在機床上，能更方便，準確的進行鉆孔加工。通過以上這些步驟，此機床夾具可以正常工作，此項設計方案可實施。工件的定位、夾緊符合要求。這次畢業(yè)

26、設計使我對機床夾具設計有了更深刻的理解，特別使其中的技術要求，比如：夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，夾具體一般設計成平板式，保證具有足有的剛性，還有設計的裝配圖應按照1：1的比例畫出，視圖要完整清楚的表示出夾具的主要結構及夾具的工作原理，并視所有工件為透明體，用雙點劃線畫出主要部分，并畫出定位元件，夾緊機構和導向裝置的位置。 希望以后還可以有這樣的實習機會，可以學到更多時間性的知識，而且在實習過程中老師還可以教我們許多他以前的工作經驗，對我們來說受益匪淺。這兩周的畢業(yè)設計對我來說就像經歷了一次考驗，結果可能不是最好的，與其他同學相比可能有一定差距，但是相信通過這次的學習和以后的努力，一定可有有所提高！致謝兩周的畢業(yè)設計很快的結束了。在這次畢業(yè)設計中，我感覺到了自己以前學的知識只是皮毛而已，在實際運用上還有很多不足。理論和實際不能很好的運用，在設計過程中遇到了一些不懂得知識。首先要感謝學校給了我們這次寶貴的實訓機會，在此之前，我僅限于了解書本上的知識，對實踐的內容一無所知，找不到