尾接桿零件的工藝規(guī)程和斜孔鉆模夾具設(shè)計【說明書+CAD】

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Content can be divided into the machining process planning design and the machine tools fixture design two parts. First, with mechanical manufacturing technology and related course knowledge and solve workpiece position in the process, which belong to the process route arrangement and the related aspects related technology problem, determine the size and choose appropriate machine and tools. Secondly, through the analysis the tail rod, understand the tail rod. Then, on the basis and milling fixture blank piece and production program requirements, formulate feasible milling machining procedure line, fixture to determine processing plan. Finally, according to the requirements of the processing of processed spares, reference the machine tools fixture design manual and related books, design the efficient, economy, reasonable and can ensure the process quality fixture. Along with the progress of the society and the development of science and technology, the machine tools fixture commonality also directly affects its economy. The machine tools fixture with high precision, high efficiency, gm, economic and other properties of the good development will be in the modernization of our country in the process of the development of industrial construction and plays a vital role. KEY WORDS: fixture design, Mechanical processing, Craft,Fixtures 本科畢業(yè)設(shè)計論文 3 目 錄 第一章 緒論 .7 1.1 課題背景及發(fā)展趨勢 .7 1.2 夾具的基本結(jié)構(gòu)及夾具設(shè)計的內(nèi)容 .8 第二章 尾接桿工藝規(guī)程編制 .9 2. 1 零件的分析 .9 2.1.1 零件的作用 .9 2.1.2 零件的工藝分析 .9 2.2 確定毛坯 .11 2.2.1 選擇毛坯 .11 2.2.2 設(shè)計尾接桿毛坯圖 .12 2.3 工藝規(guī)程設(shè)計 .14 2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .14 2.3.2 工藝路線的制定 .15 第三章 夾具設(shè)計的基本知識 .18 3.1 機床夾具的概述 .18 3.1.1 機床夾具的定義 .18 3.1.2 機床夾具的功用 .18 3.1.3 機床夾具的組成 .18 3.1.4 機床夾具的分類 .19 3.2 機床夾具的設(shè)計特點和要求 .20 3.2.1 機床夾具的設(shè)計特點 .20 3.2.2 機床夾具的設(shè)計要求 .20 3.3 機床夾具總圖設(shè)計 .20 3.3.1 總圖設(shè)計的步驟 .20 3.3.2 總體設(shè)計的幾點要求 .21 第四章 尾接桿斜孔鉆模設(shè)計 .22 4.1 夾具設(shè)計方法及步驟 .22 4.2 擬訂定位方法與對定位元件 .23 4.2.1 定位方案分析 .23 4.4 鉆床夾具的設(shè)計 .24 4.5 繪制尾接桿夾具裝配圖 .25 本科畢業(yè)設(shè)計論文 4 前 言 設(shè)計是有關(guān)尾接桿零件的加工工藝步驟的說明和斜孔鉆模設(shè)計的具體闡述。 工藝設(shè)計是在學(xué)習(xí)機械制造技術(shù)及機床夾具設(shè)計后，在生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上，綜 合運用所學(xué)相關(guān)知識對零件進行加工工藝規(guī)程的設(shè)計和機床夾具的設(shè)計，根據(jù) 零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案，以確保零件的加工質(zhì) 量。 制造工藝是指加工制造產(chǎn)品或零件所使用的路線、設(shè)備及加工方法的總稱。 工藝可以是多樣化的，它對成本和效率都會產(chǎn)生影響。應(yīng)用機床夾具，有利于 保證工件的加工精度、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；有利于提高勞動生產(chǎn)率和降低成本；有 利于改善工人勞動條件，保證安全生產(chǎn)；有利于擴大機床工藝范圍，實現(xiàn)“一 機多用” 。 為了提高機床在生產(chǎn)過程的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品 越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿 夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。隨 著社會的進步和科技的發(fā)展，機床夾具的通用性也直接影響其經(jīng)濟性。所以只 有改進研發(fā)更高效率的夾具，以適應(yīng)現(xiàn)代化工廠機床生產(chǎn)要求。 就我個人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計，了解并認(rèn)識一般機器零件的 生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的知識，理論聯(lián)系實際，對自己未來將從事 的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今 后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于個人能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。 本科畢業(yè)設(shè)計論文 5 第一章 緒論 加工工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計是對所學(xué)專業(yè)知識的一次鞏固，是在進行社會實 踐之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。 機床夾具已成為機械加工中的重要裝備，同時是機械加工不可缺少的部件，在 機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技 術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。機床夾具的設(shè)計和 使用是促進生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國機械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展, 機床夾具的改進和創(chuàng)造已成為廣大機械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項重 要任務(wù)。 1.1 課題背景及發(fā)展趨勢 材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計； 另一方面，技術(shù)也推動著設(shè)計。技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝 的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料，加工工 藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機地聯(lián)系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整個機 體的變化。隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對夾 具的制造精度要求更高精度夾具的定位孔距精度也隨著提高，機床夾具的精度 已提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然，為 了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標(biāo) 準(zhǔn)供選擇。 工業(yè)的模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計的 系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點。 省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計 為夾具的計算機輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用 CAD 技術(shù)，可建立元件庫、典 型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設(shè)計，為用戶三維實體組裝 夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配 套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統(tǒng)。組 合夾具分會與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行 業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設(shè)計與服務(wù) 本科畢業(yè)設(shè)計論文 6 的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。迅速發(fā)展對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提 出了愈來愈高的要求，使多品種，對中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流，為了適 應(yīng)機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高的要求。 1.2 夾具的基本結(jié)構(gòu)及夾具設(shè)計的內(nèi)容 與此同時夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)， 一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴展性功能強， 應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。 因此，我認(rèn)為加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè) 技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。 主動與國外夾具廠商聯(lián)系，爭取合資與合作，引進技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國 組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。 按在夾具中的作用,地位結(jié)構(gòu)特點,組成夾具的元件可以劃分為以下幾類: (1)定位元件及定位裝臵； (2)夾緊元件及定位裝臵(或者稱夾緊機構(gòu))； (3)夾具體； (4)對刀,引導(dǎo)元件及裝臵(包括刀具導(dǎo)向元件,對刀裝臵及靠模裝臵等)； (5)動力裝臵； (6)分度,對定裝臵； (7)其它的元件及裝臵(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機床相連接用 的緊固螺釘,銷釘,鍵和各種手柄等)； 每個夾具不一定所有的各類元件都具備,如手動夾具就沒有動力裝臵,一般 的車床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝臵。反之,按照加工等方面的要求, 有些夾具上還需要設(shè)有其它裝臵及機構(gòu),例如在有的自動化夾具中必須有上下料 裝臵。 本科畢業(yè)設(shè)計論文 7 第二章 尾接桿工藝規(guī)程編制 2. 1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 零件是飛機液壓助力器執(zhí)行機構(gòu)中的主要部件之一。從整體上來看，飛機 液壓助力器是安裝在飛機副翼操縱機構(gòu)中或方向舵操縱系統(tǒng)中，用于不可逆的 液壓助力器操縱。當(dāng)飛機液壓系統(tǒng)損壞或壓力下降時，液壓助力器外筒左右兩 腔溝通，即助力器當(dāng)一拉桿使用，以實現(xiàn)人力應(yīng)急操縱。每架飛機上裝有兩臺 液壓助力器。分別操縱左右副翼或方向舵。 尾接桿零件在產(chǎn)品中一端與液壓助力器外筒組件連接，另一端通過關(guān)節(jié)軸 承與飛機的副翼連接，其作用是帶動飛機操縱系統(tǒng)的搖臂和拉桿，而使飛機的 副翼偏轉(zhuǎn)，在工作時能夠傳遞 3800 公斤以上的力，是一個能承受復(fù)雜力的受力 件。 2.1.2 零件的工藝分析 零件的材質(zhì)為 30CrMnSiA，屬中碳調(diào)質(zhì)鋼，強度高，焊接性能較差。 30CrMnSiA 調(diào)質(zhì)后有很高的強度和足夠的韌性，淬透性也好。調(diào)質(zhì)后該材料做 砂輪軸，齒輪，鏈輪都可以。30CrMnSiA 具有良好的加工性，加工變形微小， 抗疲勞性能相當(dāng)好。用于軸類、活塞類零配件等。用于汽車、飛機各種特殊耐 磨零配件等。 本科畢業(yè)設(shè)計論文 8 圖 1 尾接桿零件圖 （1）零件的機構(gòu)分析 零件的主要加工表面：61.5 的兩端面，50 軸面，孔 42，孔 28.5， 1 孔 32 及其兩端面，球面 SR30。 零件表面的形位公差： 50 左端面和 61.5 的兩端面相對 D 面有圓跳動 2 本科畢業(yè)設(shè)計論文 9 要求，左端面孔內(nèi)的槽相對 D 面有平行度誤差，32 中心線相對 D 面有垂直度 和位置度誤差，32 有圓柱度形狀公差限制。 零件表面粗糙度分析：50 軸面及其左端面、61.5 的兩端面、32 的孔 3 面粗糙度公差為 1.6。 設(shè)計基準(zhǔn)：零件右端外圓 35 的中心線、零件左端外圓 50 的端面。 4 （3）分析零件的材料和零件圖上的技術(shù)要求 零件圖上的技術(shù)要求： a，螺紋倒角 120 度至絲底； b，磁力探傷； c，毛坯鍛制，供應(yīng)為無發(fā)紋鋼，鍛件按 HB5024-77/ 類； d，外表面鍍鉻 58 微米，除表面 B 外，螺紋 M6-6H 和其 余內(nèi)表面法蘭 。 2.2 確定毛坯 2.2.1 選擇毛坯 毛坯的選擇是制定工藝規(guī)程中一項重要的內(nèi)容，選擇不同的毛坯就會有不 同的加工工藝，采用不同的設(shè)備和工裝，從而影響零件加工的生產(chǎn)率和成本。 毛坯選擇包括選擇毛坯類型和毛坯制造方法兩方面，應(yīng)全面考慮機械加工成本 和毛坯制造成本，以降低零件制造總成本。 毛坯的種類很多，同一種毛坯又有多種制造方法。機械制造中常用的毛坯有以 下幾種。 形狀復(fù)雜的毛坯，宜用鑄造方法制造。對尺寸精度要求較高的小型鑄件， 可采用特種鑄造。 鍛件 機械強度要求高的鋼制作，一般要用鍛件毛坯。鍛件有自由鍛造 鍛件和模鍛件兩種。 自由鍛造鍛件是在鍛錘或壓力機上，通過專用鍛模而鍛制 作成形的鍛件。它的精度和表面質(zhì)量均比自由鍛造好，可以使毛坯更接近工件 接近工作形狀，加工余量很小。同時由于模鍛件的材料纖維組織分布好，鍛制 件的機械強度高。模鍛的生產(chǎn)效率高，但需要專用的模具，且鍛錘的噸位也要 比自由鍛造大。主要適用于批量較大的中小型零件。 型材 型材按截面形狀可分為：圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、槽鋼及其 他特殊截面的型材。型材有冷拉和熱軋的兩種。熱軋的精度低，價格較冷拉的 便宜，用于一般零件的毛坯。冷拉的尺寸較小，精度高，易于實現(xiàn)自動送料， 本科畢業(yè)設(shè)計論文 10 但價格貴，多用于批量較大在自動機床上進行加工的情況。 焊接件 將型鋼或鋼板，焊接成所需的結(jié)構(gòu)，適于單件小批生產(chǎn)中制造大 型毛坯，其優(yōu)點是制造簡便，周期短，毛坯重量輕；缺點是焊接件抗振性差， 由于內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形大，因此在進行機械加工前需經(jīng)時效處理。 沖壓件 在沖床上用沖模將板料沖制而成。沖壓件的尺寸精度高，可以不 再進行加工或只進行精加工，生產(chǎn)效率高。適于批量較大而厚度較小的中小型 零件。 冷擠壓件 在壓力機上通過擠壓模擠壓面成。生產(chǎn)效率高。冷擠壓毛坯精度 高，表面粗糙度值小，可以不再進行機械加工，但要求材料塑性好，主要為有 色金屬和塑性好的鋼材。適用于大批量生產(chǎn)中制造形狀簡單的小型零件。如儀 表上和航空發(fā)動機中的小型零件。 粉末冶金 以金屬粉末為原料，在壓力機上通過模具壓制成型后經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而 成。生產(chǎn)效率高，零件的精度高，表面粗糙度值小，一般可不再時行精加工， 但金屬粉末成本較高，適于大批大量生產(chǎn)中壓制形狀較簡單的小型零件。 毛坯選擇的依據(jù) 毛坯的選擇既影響到毛坯制造工藝又影響到機械加工工藝，要根據(jù)零件生產(chǎn) 綱領(lǐng)、材料的工藝特性及零件對材料性能的要求和零件的結(jié)構(gòu)等因素而定。 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小 當(dāng)零件生產(chǎn)綱領(lǐng)較大時，應(yīng)采用精度與生產(chǎn)率都比較 高的毛坯制造方法，以便減少材料消耗和機械加工費用。當(dāng)零件生產(chǎn)量較小時， 應(yīng)采用精度與生產(chǎn)率都比較低的毛坯制造方法，如自由鍛件和手工造型鑄件等。 零件材料及對材料組織和性能的要求 例如，材料為鑄件和青銅的零件，一般 應(yīng)選用鑄件毛坯，重要的鋼制零件，為保證良好的力學(xué)性能，不論結(jié)構(gòu)復(fù)雜或 簡單，均不宜直接選取軋制型材 ，而應(yīng)選用鍛件毛坯。 零件的結(jié)構(gòu)形狀及外形尺寸 臺階直徑不大的階梯軸，可直接選取圓棒料（力 學(xué)性能無特殊要求） ，直徑相差較大時，為減少材料消耗和機械加工勞動量，則 宜選用鍛件毛坯。一些非旋轉(zhuǎn)體的板條形鋼質(zhì)零件，多為鍛件。尺寸大的零件， 目前只能選取毛坯精度和生產(chǎn)率都比較低的自由鍛造和砂型鑄造，而中小型零 件，則可選用鍛模、精鍛熔模鑄造及壓力鑄造等先進的毛坯制造方法。 現(xiàn)有生產(chǎn)條件 選擇毛坯時，要考慮毛坯制造的實際水平、生產(chǎn)能力、設(shè)備情 況及外協(xié)的可能性和經(jīng)濟性。 由于零件要求強度高，調(diào)質(zhì)后有很高的強度、剛性和足夠的韌性，淬透性 也好。所以可以選擇鍛件作為毛坯。 本科畢業(yè)設(shè)計論文 11 2.2.2 設(shè)計尾接桿毛坯圖 零件的材料為 30CrMnSiA。由于年產(chǎn)量為 4000 件，達到大批生產(chǎn)的水平， 而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的， 適 合 大 批生產(chǎn)的金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生 產(chǎn)率。 （1）毛坯圖的表示 毛坯總余量確定后，便可繪制毛坯圖。其方法如下： 實線表示毛坯表面輪廓，以雙點劃線表示經(jīng)切削加工后的表面，在毛坯圖上可 用交叉線表示加工余量。 毛坯圖上的尺寸值包括加工余量在內(nèi)?？稍诿鲌D上注明成品尺寸（基本尺寸） 但必須加括號，如下圖 1-2 所示的（42） 。 在毛坯圖上可用符號表示出機械加工工序的基準(zhǔn)。 在毛坯圖上注有零件檢驗的主要尺寸及其公差，次要尺寸可不標(biāo)注公差。 在毛坯圖上注有材料規(guī)格及必要的技術(shù)要求。如材料及規(guī)格、毛坯精度、熱處 理及硬度、圓角半徑、起模斜度、內(nèi)部質(zhì)量要求等。 （2）繪制尾接桿零件的毛坯圖如下： 本科畢業(yè)設(shè)計論文 12 圖 2 尾接桿毛坯 2.3 工藝規(guī)程設(shè)計 2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要設(shè)計之一，基面的選擇正確與合理，可 以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出， 更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。 1 基準(zhǔn)的概念 基準(zhǔn)：零件上用以確定其它點、線、面位置所依據(jù)的那些點、線、面。 設(shè)計基準(zhǔn)：零件圖上用以確定其它點、線、面位置的基準(zhǔn)。在尾接桿零件 工藝設(shè)計中的設(shè)計基準(zhǔn) 50 的中心線和左端面。 定位基準(zhǔn)：在加工時，用以確定工件在機床上或夾具中正確位置所采用的 基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。當(dāng)某工序的定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不相符時，需要對它的 工序尺寸進行換算。定位基準(zhǔn)選擇對保證加工精度、確定加工順序及工序數(shù)量 多少、夾具的結(jié)構(gòu)都有重要的影響。零件上的定位基準(zhǔn)、夾緊部位和加工面三 者要互相協(xié)調(diào)、全面考慮。 2 精基準(zhǔn)的選擇原則 本科畢業(yè)設(shè)計論文 13 應(yīng)保證加工精度和工件安裝方便可靠。 基準(zhǔn)重合原則：選用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面。 自為基準(zhǔn)原則：選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。 互為基準(zhǔn)原則：工件上兩個相互位置要求很高的表面加工時，互相作為基 準(zhǔn)。 3 粗基準(zhǔn)的選擇原則 應(yīng)保證各加工面有足夠的余量，并盡快獲得精基面。若要求保證某重要表面加 工余量均勻，選該表面為粗基準(zhǔn)。若要求保證加工面與不加工面間的位置，選 不加工表面為粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次。粗基準(zhǔn)表面， 應(yīng)平整光潔。 4 輔助基準(zhǔn)的選擇原則 為裝夾方便或?qū)崿F(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一，人為制造的一種定位基準(zhǔn)。例如尾接桿零件設(shè)計 中的球面端的方塊就是此零件的輔助基準(zhǔn)。 5 尾接桿的設(shè)計基準(zhǔn) 1）粗基準(zhǔn)的選擇：以尾接桿右端外圓 35 中心線為粗基準(zhǔn)。 2）精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重 合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以外圓 50 和另一端的頂尖孔作為精基準(zhǔn)。 2.3.2 工藝路線的制定 根據(jù)對零件所進行的工藝分析，不同表面采用的加工路線以及其所能達到 的精度要求，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，結(jié)合對其加工階段的劃分，可以考 慮采用普通機床配以通用、專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。其工 序順序安排方案如下： 工序 05 鍛造毛坯； 工序 10 去分模毛邊，在鉗工臺去外圓 H 段分模毛邊； 工序 15 劃線，鉗工臺； 工序 20 車 64 和 52.5 的外圓，并且車 52.5 的右端面 A，按劃線加工 端面 A，然后以 A 為基準(zhǔn)加工 64 的右端面，尖邊倒圓 R0.10.5，采用普通車 床 C620 和三爪卡盤； 工序 25 打頂尖孔 6，以 R34 外圓為基準(zhǔn)，尖邊倒圓 R0.10.5，在普通 車床 C620 上采用中心鉆 A3 和三爪卡盤； 工序 30 車 64，35.7 和 25 的外圓，以 52.5 左端面及 52.5 外圓為 定位基準(zhǔn)，尖邊倒圓 R0.10.5，采用普通車床 C620 和軟三爪； 本科畢業(yè)設(shè)計論文 14 工序 35 鉆孔 26，以 52.5 右端面為基準(zhǔn)，在大六角車床 1K36 上采用鉆 頭 26 和三爪卡盤； 工序 40 鏜孔 42，以 52.5 右端面為基準(zhǔn)，加工前找正外圓 A 的跳動不 大于 0.1，尖邊倒圓 R0.10.5，采用普通車床 C620 和軟三爪； 工序 45 銑平面，以 52.5 的中心線為基準(zhǔn)，采用立式銑床 6H12 和專用 夾具； 工序 50 車球體，以外圓 35.7 和 52。5 左端面為定位基準(zhǔn)，采用普通 車床 C620 和專用夾具； 工序 55 去除毛刺，在鉗工臺去 A、B 表面毛刺； 工序 60 鉆、鉸孔 30.7，以右端面為基準(zhǔn)，采用萬能立式鉆床 Z5125A 和 專用夾具； 工序 65 銑斜面，以孔 26 的中心線為基準(zhǔn)，與 R10 和 25 外圓相接，采 用立式銑床 6H13 和專用夾具； 工序 70 去除毛刺，鉗工臺去毛刺，尖邊倒圓 R0.10.5，修銼 R10 和 25 外圓兩斜面圓滑相接； 工序 75 銑凸 R，以 30.7 的中心線為基準(zhǔn)，在萬能銑床 6H82 采用專用刀 具和專用夾具； 工序 80 銑平面，以 52.5 的中心線為基準(zhǔn)銑平面，保證銑后和表面 A 平 齊，在立式銑床 6H13 上采用專用刀具和專用夾具； 工序 85 去除毛刺，鉗工臺去表面 A 的毛刺，并修銼表面 A 兩次加工的接 痕，尖邊倒圓 R0.10.5，打零件編號； 工序 90 鏜孔 28.5，以 52.5 的中心線為基準(zhǔn)加工 28.5，加工前找正 外圓 A 的跳動不大于 0.1，采用普通車床 C620 和專用夾具； 工序 95 熱處理，熱處理 HRC：3641，35.7 外圓對中心的跳動不大于 0.1，打磨量不大于 0.1，零件吹砂； 工序 100 打氧化皮，孔 28.5 進行打氧化皮處理，處理后清理內(nèi)孔和倒 角的臟污及氧化皮，修正倒角 60，使用普通車床 C620 和專用夾具； 工序 105 研磨倒角，研磨頂尖孔倒角 60，在普通機床 C620 上采用專用 刀具和專用夾具； 工序 110 磨外圓，端面 B 磨不大于 0.1，端面 B、K、E 對頂尖的跳動不大 于 0.01，采用 3151 普通機床和專用夾具； 工序 115 去除毛刺； 工序 120 鉆孔 2，以孔 30.7 的中心線為基準(zhǔn)，在臺式鉆床 CH12A 上采 用鉆頭 2 和專用夾具，去鉆孔毛刺； 工序 125 銑槽，在立式銑床 6H11 上采用專用刀具和專用夾具； 工序 130 去頂尖孔，不許夾傷外圓，采用 C620 普通機床和軟爪卡盤； 本科畢業(yè)設(shè)計論文 15 工序 135 車球體，加工前找正外圓 A 的跳動不大于 0.1，采用車床 C620 和專用夾具； 工序 140 去毛刺，去銑槽和車球體后的毛刺，鉗工臺尖邊倒圓 R0.10.5； 工序 145 鏜孔 31.66，以零件左端面為基準(zhǔn)鏜孔，允許和工序 150 合并 加工，采用臥式鏜床 2A716 和專用夾具； 工序 150 精鏜孔 31.93，以端面為基準(zhǔn)，在臥式鏜床 2A716 上采用專用 刀具加專用夾具； 工序 155 去除毛刺，鉗工臺上去零件外形全部毛刺，并打磨外表面，尖 邊倒圓 R0.10.5； 工序 160 攻螺紋，螺紋中心線與凸 R 中心面呈 45 度角，螺紋倒角 120 度 至絲底，去鉆孔毛刺，采用臺式鉆床 CH12A 和專用夾具； 工序 165 磁力探傷，保證零件材料不能有裂紋； 工序 170 檢驗； 工序 175 研磨孔 32，按并節(jié)軸承 UC17KU 外環(huán)的實際尺寸研磨孔，保證 過盈 0.010.024； 工序 180 表面處理，外表面鍍鎘鍍層厚 58m，除 A 表面外螺紋 M6-6H 和其余 內(nèi)表面發(fā)蘭； 本科畢業(yè)設(shè)計論文 16 第 3 章 夾具設(shè)計的基本知識 3.1 機床夾具的概述 3.1.1 機床夾具的定義 機床夾具是機械加工中，在機床上用以確定工件位置并將其夾緊的工藝裝 備。在機械加工工藝系統(tǒng)中，機床夾具是一個重要的組成部分。為保證工件某 工序的加工要求，必須使工件在機床上相對刀具的切削或成形運動處于準(zhǔn)確的 相對位置。機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受 施工或檢測的裝置。又稱卡具。從廣義上說，在工藝過程中的任何工序，用來 迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。例如焊接夾具、檢驗夾 具、裝配夾具、機床夾具等。其中機床夾具最為常見，常簡稱為夾具 。在機床 上加工工件時，為使工件的表面能達到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及與其他 表面的相互位置精度等技術(shù)要求 ，加工前必須將工件裝好（定位） 、夾牢（夾 緊） 。夾具通常由定位元件（確定工件在夾具中的正確位置） 、夾緊裝置 、對刀 引導(dǎo)元件(確定刀具與工件的相對位置或?qū)б毒叻较?、分度裝置（使工件在 一次安裝中能完成數(shù)個工位的加工，有回轉(zhuǎn)分度裝置和直線移動分度裝置兩類） 、 連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。 3.1.2 機床夾具的功用 一般情況下機床夾具的功用可以有以下幾點: （1）保證被加工表面的位置精度。采用夾具裝夾工件,可以準(zhǔn)確的確定工件 本科畢業(yè)設(shè)計論文 17 與刀具、機床之間的相對位置。 （2）提高勞動生產(chǎn)率?？梢允∪ぜ闹饌€找正與對刀,使用輔助的時間 顯著減少,可以實現(xiàn)多件多工位加工。 （3）擴大機床的使用范圍。 （4）降低對人工的技術(shù)要求和減輕工人的勞動強度。 3.1.3 機床夾具的組成 (1)定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。 (2)夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力 （切削力等）作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。 (3)對刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。 (4)連接原件 其作用是確定夾具在機床上的正確位置。 (5)夾具體 夾具體是機床夾具的基礎(chǔ)件，通過它將夾具的所有元件連接成一 個整體。 (6)其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加 工需要，有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準(zhǔn)確定位，常設(shè)置 預(yù)定位裝置；對于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。 以上各組成部分中，定位元件、夾緊裝置和夾具體是機床夾具的基礎(chǔ)組成部分。 3.1.4 機床夾具的分類 （1）按專門化程度分類 通用夾具 1 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。 例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作 臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機床附件提供給用戶。其特點是 適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。 專用夾具 2 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu) 緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計 制造周期較長、制造費用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報 廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 通用可調(diào)夾具和成組夾具 3 其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件 的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具 與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。 組合夾具 4 本科畢業(yè)設(shè)計論文 18 組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組 裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、 元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。 隨行夾具 5 隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用， 又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的 加工。 （2）按使用的機床分類 由于各類機床自身工作特點和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地 提出了不同的要求。按所使用的機床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾 具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。 （3）按夾緊動力源分類 根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、 氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。 3.2 機床夾具的設(shè)計特點和要求 3.2.1 機床夾具的設(shè)計特點 機床夾具設(shè)計與其他裝配設(shè)計比較，有較大的差別。主要表現(xiàn)在下列 5 個 方面： (1) 要有較短的設(shè)計和制造周期。一般沒有條件對夾具進行原理性試驗和復(fù)雜 的計算工作。 (2) 夾具的精度一般比工件的精度高 23 等級。 (3) 夾具和操作工人的關(guān)系特別密切，要求夾具與生產(chǎn)條件和操作習(xí)慣密切結(jié) 合。 (4) 夾具在一般情況下是單件制造的，沒有重復(fù)制造的機會。通常要求夾具在 投產(chǎn)時一次成功。 (5) 夾具的社會協(xié)作制造條件較差，部分零件是非標(biāo)準(zhǔn)件，需要自己設(shè)計制作。 3.2.2 機床夾具的設(shè)計要求 設(shè)計夾具時，應(yīng)滿足下列幾項基本要求： （1）應(yīng)有足夠的強度和剛度，以防受力變形 （2）安裝需穩(wěn)定，重心應(yīng)盡量低，高寬比應(yīng)小于 1.25 （3）結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊，形狀應(yīng)簡單，裝卸應(yīng)方便 本科畢業(yè)設(shè)計論文 19 （4）應(yīng)便于排屑 （5）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性 （6）選擇制造方法應(yīng)能保證精度，考慮成本 3.3 機床夾具總圖設(shè)計 3.3.1 總圖設(shè)計的步驟 （1）先用雙點劃線將工件按加工狀態(tài)繪好 （2）依次繪制定位件、夾緊裝置和夾緊元件、對刀裝置或?qū)б?、夾具本體及 各個連接件等 （3）標(biāo)注必要的尺寸、配合和技術(shù)要求 3.3.2 總體設(shè)計的幾點要求 （1）定位件、夾緊件、導(dǎo)引件等元件設(shè)計時應(yīng)盡可能標(biāo)準(zhǔn)化、通用化 （2）為操作方便和防止裝反，應(yīng)設(shè)置止動銷、障礙銷、防誤裝標(biāo)志等 （3）運動部件必須運動靈活、可靠 （4）零部件結(jié)構(gòu)工藝性要好，應(yīng)易于制造、檢測、裝配和調(diào)整 （5）夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)便于維修和更換零部件 （6）適當(dāng)考慮提高夾具的通用性 本科畢業(yè)設(shè)計論文 20 第四章 尾接桿斜孔鉆模設(shè)計 在機械加工中，必須使工件、夾具、刀具和機床之間保持正確的相互位置， 才能加工出合格的零件。即工件在夾具中定位正確和夾緊可靠、夾具在機床上 安裝正確、刀具相對于工件的位置正確。所以在設(shè)計一個夾具的時，主要包括 定位元件的選擇、定位誤差的分析與計算、夾緊力的確定及典型夾緊裝置等等。 以此來設(shè)計這卻無誤的所需夾具 4.1 夾具設(shè)計方法及步驟 1.研究原始資料，明確設(shè)計任務(wù) . 夾具設(shè)計的第一步是在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的 前提下，研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設(shè)計任務(wù)書，對工件 進行工藝分析。其內(nèi)容主要是了解工件的結(jié)構(gòu)特點、材料；確定本工序的加工 表面、加工要求、加工余量、定位基準(zhǔn)和夾緊表面及所用的機床、刀具、量具 等。 其次是根據(jù)設(shè)計任務(wù)收集有關(guān)資料，如機床的技術(shù)參數(shù)，夾具零部件的國家標(biāo) 準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)和廠訂標(biāo)準(zhǔn)，各類夾具圖冊、夾具設(shè)計手冊等，還可收集一些同 類夾具的設(shè)計圖樣。 2.考慮和確定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖 ; 夾具草圖畫出后，應(yīng)征求 有關(guān)人員的意見，并送有關(guān)部門審查，然后根據(jù)他們的意見對夾具方案作進一 本科畢業(yè)設(shè)計論文 21 步修改。 3.繪制夾具總圖。 4.確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸和夾具技術(shù)要求 。 5.繪制夾具零件圖。 4.2 擬訂定位方法與對定位元件 圖 3 160 工序工序圖 加工所需設(shè)計的夾具為加工 160 工序中的孔，如圖 3，工序要求選擇六個 自由度，定位基準(zhǔn)為尾接桿右端內(nèi)空 32。 由工序圖可知，該孔位于尾接桿右端圓孔豎直中心線偏左 45處，為使定 位誤差為 0，所以定位時選擇 32 孔軸面和尾接桿軸向中心線為定位基準(zhǔn)。 4.2.1 定位方案分析 1.確定需要限制的自由度以及選擇定位基面和定位元件 從加工要求考慮，在工件上鉆孔，沿孔中心線的定位自由度可以不限制，由此 可提出以下兩種設(shè)計方案（X 軸平行紙面水平方向，Y 軸垂直紙面，Z 軸平行 紙面豎直方向） ）： 方案一： 對 50 端面用圓柱銷可限制 y 軸的移動的自由度，對 32 軸面用一圓 柱銷限制四個自由度（x 和 z 軸的轉(zhuǎn)動及其移動） ，對所加工面的反面采取 可調(diào)支撐可限制 y 軸的轉(zhuǎn)動自由度。 本科畢業(yè)設(shè)計論文 22 方案二： 對 32 軸面用一圓柱銷限制四個自由度（x 和 z 軸的轉(zhuǎn)動及其移動） ， 對零件兩個端面用兩個圓銷定位，限制 y 軸的移動的自由度。 綜上分析兩種方案：在方案一中由于只固定零件左右兩端，固工件剛性較 差，可能在加工時引起工件變形，所以綜合考慮選擇方案二。 4.4 鉆床夾具的設(shè)計 鉆床類夾具是用于鉆床上用于加工孔的夾具，簡稱鉆模。它主要作用是控 制刀具的位置和引導(dǎo)其送進方向，以保證工件被加工孔的位置精度要求。 1、鉆模板的選擇。 鉆模板分類：（1）固定模板式鉆模。 （2）覆蓋式鉆模。適合大型工件。(3) 翻轉(zhuǎn)式鉆模，加工不同方向上的孔。 （4）回轉(zhuǎn)式鉆模，加工沿圓周分布的許多 孔。 尾接桿鉆孔是單方向的單孔，結(jié)構(gòu)比較簡單，無須更換鉆套和改變工位， 可以采用固定模板式鉆模，裝有鉆套的鉆模板用兩個銷釘和四個螺釘固定在夾 具體上。 2、鉆套的選擇 鉆套是鉆模上特有的一種元件，鉆套的作用是確定刀具的位置和在加工中 引導(dǎo)刀具。分為：（1）固定鉆套，適合小批量生產(chǎn)。 （2）可換鉆套，適合大量 單工序加工。 （3）快換鉆套，適合連續(xù)加工。 （4）特種加工。 此次尾接桿的工藝路線是先鉆孔再擴孔在鉆螺紋，是在同一機床上完成連 續(xù)不同工序，所以適宜選用快換鉆套。鉆套內(nèi)徑與刀具間應(yīng)保證一定配合間隙， 鉆、擴時選 F8。 鉆套的內(nèi)徑和高度計算： 鉆套1的內(nèi)徑：本次加工工序為鉆孔，孔直徑為2mm，鉆套內(nèi)經(jīng)按F8配合， 固鉆套內(nèi)徑為2F8+0.020/+0.005 鉆套 2 的內(nèi)徑 :本次加工工序為擴孔，孔直徑為 5mm，鉆套內(nèi)經(jīng)按 F8 配合， 固鉆套內(nèi)徑為 5F8+0.025/0.010 鉆套高度:高度 H 較大時刀具與鉆套之間可能產(chǎn)生的偏移量很小，但會加快 刀具與鉆套之間的磨損。H 過小時，導(dǎo)向性不好，刀具易傾斜。一般情況 H 按 （13）d（d 為鉆套內(nèi)徑） 。所以鉆套 1 高度選為 26mm 左右,鉆套 2 高度選 515 為宜。 3.計算定位誤差 誤差 定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不一致所引起的原始尺寸的誤差，稱為定基誤差， 即工序基準(zhǔn)相對定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量，以 定基表示。 工件定位基準(zhǔn)對其規(guī)定位置的最大可能的位移量稱為定位誤差，以 定 位表示。 本科畢業(yè)設(shè)計論文 23 故有零件在夾具上的定位誤差為： 誤差= 定基+ 定位 上訴方案中由于定位基準(zhǔn)和原始基準(zhǔn)重合，固 誤差=0。又由于 定位=0，所以 誤差= 定基+ 定位=0。 4.5 繪制尾接桿夾具裝配圖 圖 4 夾具裝配圖正視圖 本科畢業(yè)設(shè)計論文 24 圖 5 側(cè)視圖 圖 6 俯視圖 本科畢業(yè)設(shè)計論文 25 參考文獻 1孫桓，陳作模，葛文杰. 機械原理第七版. 北京：高等教育出版社 2濮良貴，紀(jì)名剛.機械設(shè)計第八版.北京：高等教育出版社 3吳宗澤，羅圣果. 械設(shè)計課程設(shè)計手冊 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 4馬蘭， 機械制圖.北京：機械工業(yè)出版社 5劉守勇等.械制造工藝與機床夾具. 機械工業(yè)出版社 6白成軒.機床夾具設(shè)計新原理.機械工業(yè)出版社 7融亦鳴 計算機輔助夾具設(shè)計.機械出版社 8肖繼德、陳寧平.機床夾具設(shè)計第 2 版.機械工業(yè)出版社 本科畢業(yè)設(shè)計論文 26 致謝 首先感謝母校，是她給我一個難得的學(xué)習(xí)機會，讓我在即將畢業(yè)之際學(xué)到 了很多知識，經(jīng)過這幾個月的緊張的畢業(yè)設(shè)計，使我在理論和動手能力上都有 了進一步的提高。 我的畢業(yè)設(shè)計主要在鄧修瑾老師指導(dǎo)下,讓我對所學(xué)的知識進行系統(tǒng)性的復(fù) 習(xí),并根據(jù)寫作要求查閱有關(guān)資料。在設(shè)計過程中受到鄧修瑾老師無微不至的關(guān) 心與耐心指導(dǎo)，使我的畢業(yè)設(shè)計得以順利的進展。在鄧修瑾導(dǎo)師幫助下我解決 了很多以前解決不了的問題,在此我向您表示衷心的感謝！經(jīng)過這次設(shè)計，提高 了我很多能力，比如動手能力、查閱資料的能力、分析問題的能力、合作精神、 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等。在這期間凝結(jié)了很多人的心血，在此表示衷心的感謝。沒 有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計。 在設(shè)計期間鄧修瑾老師幫助我收集文獻資料，理清設(shè)計思路，指導(dǎo)設(shè)計方 法，提出有效的改進方案。導(dǎo)師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕田L(fēng)、誨人不倦的態(tài)度和 學(xué)術(shù)上精益求精的精神使我受益終生！ 最后，由衷地感謝各位老師在百忙中對本設(shè)計論文進行審閱，提出寶貴意 見，這些意見和建議都將給設(shè)計極大的幫助，并利于以后的工作和學(xué)習(xí)。同時， 也感謝我們的這組的成員在這次設(shè)計中給予我的幫助！謝謝！同時在寫論文的 過程中參考了大量的參考文獻，再次向作者表示感謝！