閥蓋工藝及夾具設(shè)計(jì)

1摘要零件的加工工藝編制，在機(jī)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(guān)系到零件最終能否達(dá)到質(zhì)量要求；夾具的設(shè)計(jì)也是不可缺少的一部分，它關(guān)系到能否提高其加工效率的問(wèn)題。因此這兩者在機(jī)械加工行業(yè)中是至關(guān)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(fù)雜，需要考慮零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、孔徑大小、長(zhǎng)徑比、精度和粗糙度要求以及生產(chǎn)規(guī)模等各種因素。對(duì)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(jìn)行加工。本次設(shè)計(jì)的油缸，為保證孔的精度和表面質(zhì)量將先后經(jīng)過(guò)粗鏜、半精鏜、精鏜和滾壓等四道工序加工。在機(jī)床上對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為保證工件加工精度，首先要保證工件在機(jī)床上占有正確的位置，然后通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)使工件在正確位置上固定不動(dòng)，這一任務(wù)就是由機(jī)床夾具完成。對(duì)于單件、小批量生產(chǎn)，應(yīng)盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產(chǎn)成本。但是由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以?shī)A緊時(shí)往往比較費(fèi)時(shí)間，并且操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，也難以保證加工精度，為此需設(shè)計(jì)專用夾具。關(guān)鍵詞：工藝設(shè)計(jì)、基準(zhǔn)選擇、切削用量、定位誤差2ABSTRCTIs the components craft establishment, holds the very important status in the machine-finishing, the components craft establishes reasonable, whether do this direct relation components achieve the quality requirement finally; Jigs design is also an essential part, whether does it relate raises its processing efficiency the question. Therefore this both in the machine-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 methods choice is quite 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 to carry on the processing in order. This designs cylinder, will pass through half finished boring, the finished boring, the fine articulation and the trundle successively for the guarantee holes precision and the surface quality and so on four working procedure processingsWhen the engine 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 duty is completes by the engine bed jig. Regarding the single unit, the small 3batch 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 time 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.4目 錄前言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(shè)計(jì)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(jī)械加工工藝路線4(四) 確定加工余量8三、專用夾具設(shè)計(jì)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(jié)束語(yǔ)22五、參考文獻(xiàn)23附:工序卡片及工藝工藝過(guò)程卡片5第一章 前 言機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，是決定機(jī)械性能的最主要因素。由于各產(chǎn)業(yè)對(duì)機(jī)械的性能要求不同而有許多專業(yè)性的機(jī)械設(shè)計(jì)，如紡織機(jī)械設(shè)計(jì)、礦山機(jī)械設(shè)計(jì)、農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)、船舶設(shè)計(jì)、汽車設(shè)計(jì)、機(jī)床設(shè)計(jì)、壓縮機(jī)設(shè)計(jì)、內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)、汽輪機(jī)設(shè)計(jì)、泵設(shè)計(jì)等專業(yè)性的機(jī)械設(shè)計(jì)分支學(xué)科。在機(jī)械制造廠的生產(chǎn)過(guò)程中,用來(lái)安裝工件使之固定在正確位置上,完成其切削加工 、檢驗(yàn)、裝配、焊接等工作,所使用的工藝裝備統(tǒng)稱為夾具。如機(jī)床夾具、檢驗(yàn)夾具、焊接夾具、裝配夾具等。機(jī)床夾具的作用可歸納為以下四個(gè)方面：1.保證加工精度 機(jī)床夾具可準(zhǔn)確確定工件、刀具和機(jī)床之間的相對(duì)位置，可以保證加工精度。2.提高生產(chǎn)效率 機(jī)床夾具可快速地將工件定位和夾緊，減少輔助時(shí)間。3.減少勞動(dòng)強(qiáng)度 采用機(jī)械、氣動(dòng)、液動(dòng)等夾緊機(jī)構(gòu)，可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。4.擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 利用機(jī)床夾具，可使機(jī)床的加工范圍擴(kuò)大，例如在臥式車床刀架處安裝鏜孔夾具，可對(duì)箱體孔進(jìn)行鏜孔加工。機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生較為全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。其目的在于：1.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以及其他先修課程的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)去分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練可以鞏固、加深有關(guān)機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)方面的理論知識(shí)。2.學(xué)習(xí)和掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，為以后的專業(yè)課程及畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)，做好準(zhǔn)備。3.使學(xué)生具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范手冊(cè)、圖冊(cè)和查詢有關(guān)設(shè)計(jì)資料的能力。我國(guó)的裝備制造業(yè)盡管已有一定的基礎(chǔ)，規(guī)模也不小，實(shí)力較其它發(fā)展中國(guó)家雄厚。但畢竟技術(shù)基礎(chǔ)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(zé)任感，采取更加有效的措施，克服發(fā)展中存在的問(wèn)題，把我國(guó)從一6個(gè)制造業(yè)大國(guó)建設(shè)成為一個(gè)制造強(qiáng)國(guó)，成為世界級(jí)制造業(yè)基礎(chǔ)地之一。1.1 產(chǎn)前準(zhǔn)備1.1.1 年生產(chǎn)綱領(lǐng)工件的年生產(chǎn)量是確定機(jī)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(jī)動(dòng)夾緊或自動(dòng)化程度較高的設(shè)計(jì)方案，采用此方案時(shí)，機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較高；如工件的年生產(chǎn)量不大，可采用單件加工，手動(dòng)夾緊的設(shè)計(jì)方案，以減小機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及夾具的制作成本。如 5 萬(wàn)件以上夾具復(fù)雜用全自動(dòng)化的設(shè)備，5000 件小批量生產(chǎn)用手動(dòng)設(shè)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(tái)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(hào)和功率不同。最小的高速臺(tái)鉆的功率只有 200W，最大的搖臂鉆的功率可以達(dá)到 25KW。臺(tái)鉗常用在立式鉆床和臺(tái)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(tái)上。 Z5025 型號(hào)立式鉆床，最大鉆孔直徑25mm，主軸端至底面距離 1000mm，主軸級(jí)數(shù) 9 級(jí)，主軸轉(zhuǎn)速范圍 500-2000 轉(zhuǎn)每分鐘，主軸行程 200mm，外形尺寸 10506871980。1.1.3 零件工藝分析本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是要為此圖 1-1-3 中的端蓋設(shè)計(jì)一個(gè)鉆 3-9 孔的夾具，最終實(shí)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。7圖 1-3-1零件圖標(biāo)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(jī)床夾具中的放置方法，是設(shè)計(jì)機(jī)床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù),本工件放置方法應(yīng)如圖 1-3-1 所示。工序圖給出了零件本工序的工序基準(zhǔn)、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(zhǔn)、已加工表面決定了機(jī)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(diǎn)定位原理和采用的機(jī)床加工方法，定位方案不一定要定六個(gè)自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是選擇機(jī)床、刀具的依據(jù)。確定夾緊機(jī)構(gòu)要依據(jù)零件的外型尺寸，選擇合適的定位點(diǎn)，確保夾緊力安全、可靠同時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)不能與刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡相沖突。8第二章 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 定位機(jī)構(gòu)圖 2-1 定位心軸在夾具設(shè)計(jì)中，定位方案不合理，工件的加工精度就無(wú)法保證。工作定位方案的確定是夾具設(shè)計(jì)中首先要解決的問(wèn)題。根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確選擇定位元件或定位的組合。在機(jī)床夾具的使用過(guò)程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標(biāo)準(zhǔn)定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機(jī)床夾具的維修和維護(hù)。設(shè)計(jì)夾具是原則上應(yīng)選該工藝基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。無(wú)論是工藝基準(zhǔn)還是定為基準(zhǔn)，均應(yīng)符合六點(diǎn)定位原理。9由于該零件的加工是鉆3-9孔并以35孔內(nèi)表面作為定位面，屬孔定位類型，因此本次設(shè)計(jì)采用的定位機(jī)構(gòu)為心軸定位。心軸定位的形式很多，有過(guò)盈配合心軸，限制工件四個(gè)自由度；間隙配合心軸，限制工件五個(gè)自由度；小錐度（1：50001：1000）心軸，裝夾工件時(shí)，通過(guò)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(gè)自由度。本次設(shè)計(jì)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(dòng)自由度以及X、Y方向的旋轉(zhuǎn)自由度。心軸定位的特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、夾緊可靠，擴(kuò)力比80以大，夾緊行程S不受限制，自鎖性好，夾緊動(dòng)作慢、效率低。2.2夾緊機(jī)構(gòu)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(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位，一般要求主夾緊力應(yīng)垂直于第一定位基準(zhǔn)面。2）夾緊力的方向應(yīng)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(diǎn)的選擇：1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)與支承點(diǎn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”對(duì)應(yīng)，或在支承點(diǎn)確定的區(qū)域內(nèi)，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(diǎn)應(yīng)選擇在工件剛度高的部位。3）夾緊力的作用點(diǎn)和支承點(diǎn)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。104）夾緊力的反作用力不應(yīng)使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形。3. 選擇夾緊機(jī)構(gòu)：設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)一般應(yīng)遵循以下主要原則：1)夾緊必須保證定位準(zhǔn)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(nèi)。3)夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)4)必須保證自鎖，機(jī)動(dòng)夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置，夾緊行程必須足夠。5)夾緊機(jī)構(gòu)操作必須