殼體機械加工工藝及其夾具設(shè)計

1、攀枝花學(xué)院Panzhihua University本科畢業(yè)設(shè)計（論文）文獻綜述院 （系）： 機械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 2009級機制4班 學(xué)生姓名： 周 勇 均 學(xué) 號: 2012 年 3 月 4 日本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）文獻綜述評價表畢業(yè)設(shè)計（論文）題目殼體機械加工工藝及其夾具設(shè)計綜述名稱殼體機械加工工藝及其夾具設(shè)計綜述評閱教師姓名職稱評 價 項 目優(yōu)良合格不合格綜述結(jié)構(gòu)01文獻綜述結(jié)構(gòu)完整、符合格式規(guī)范綜述內(nèi)容02能準確如實地闡述參考文獻作者的論點和實驗結(jié)果03文字通順、精練、可讀性和實用性強04反映題目所在知識領(lǐng)域內(nèi)的新動態(tài)、新趨勢、新水平、新原理、新技術(shù)

2、等參考文獻05中、英文參考文獻的類型和數(shù)量符合規(guī)定要求，格式符合規(guī)范06圍繞所選畢業(yè)設(shè)計（論文）題目搜集文獻成績綜合評語： 評閱教師（簽字）： 年 月 日一、前言 制造工藝是制造技術(shù)的靈魂、核心和關(guān)鍵，是生產(chǎn)中最活躍的因素。其過程是采用金屬切削刀具或磨具及其他加工方法來加工工件，使工件達到所要求的形狀、尺寸、表面粗糙度和力學(xué)物理性能，從而生產(chǎn)成為合格零件。而機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關(guān)生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴格執(zhí)行、認真貫徹的紀律性文件。機床夾具是機床上裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床和刀具有一個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變

3、。使用夾具可以有效的保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，擴大機床的工藝范圍，減輕工人勞動強度，保證安全生產(chǎn)等，因此，夾具在機械制造中占有重要的地位?？紤]到機械加工工藝安排及夾具的使用在殼體的生產(chǎn)中直接影響到其加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率等，所以對殼體的機械加工工藝及夾具設(shè)計的課題有著十分重要的意義。 課題的主要研究內(nèi)容是減速器殼體的加工工藝和夾具的設(shè)計。其中需要解決的主要問題是處理好生產(chǎn)中工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性之間的關(guān)系。為了更好地完成課題，拓展關(guān)于設(shè)計的有關(guān)知識面，我通過圖書館書籍的借閱以及網(wǎng)上的相關(guān)資料的搜索等方式進行設(shè)計資料的收集。主要查閱的資料和書籍有：機械加工工藝師手冊金屬切削

4、原理與刀具機械制造工藝學(xué)金屬切削機床夾具設(shè)計手冊 床夾具圖冊機械零件設(shè)計手冊公差與配合機械設(shè)計基礎(chǔ)機械制圖（應(yīng)用本科）金屬工藝學(xué)等。二、文獻資料綜述一（加工工藝部分）工藝路線是制造單位按照規(guī)定的作業(yè)流程完成生產(chǎn)任務(wù)的途徑，主要用來進行工序排產(chǎn)和車間成本統(tǒng)計。其包含了定位基準的選擇，主要表面的加工，加工階段的劃分與工序的合理組合等內(nèi)容。通過查閱了楊淑子主編機械加工工藝師手冊，現(xiàn)就文中有關(guān)內(nèi)容論述如下：1、 定位基準的選擇 在制定工藝過程時，選擇定位基準的主要目的是為了保證加工表面的位置精度，因此選擇定位基準的總原則應(yīng)該是從有較高位置精度要求的表面中進行選擇。定位基準的選擇包括粗基準和精基準的選擇

5、。在制訂零件機械加工工藝路線時，總是首先考慮選擇怎樣的精基準把各個主要表面加工出來，然后再考慮選擇怎么的粗基準把作為精基準的表面先加工出來。機械加工工藝路線的制定中粗基準和精基準的選擇很關(guān)鍵，選擇是否合理直接關(guān)系到加工工藝路線制訂的全局。（1）粗基準的選擇 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。粗基準的選擇原則是：1）選擇應(yīng)加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。2

6、）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。3）應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。4）應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。5）粗基準應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的，多次使用難以保證表面間的位置精度。 箱體粗基準選擇要求：在保證各加工表面均有

7、加工余量的前提下，使主要孔加工余量均勻；裝入箱體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件應(yīng)與箱體內(nèi)壁有足夠間隙；此外還應(yīng)保證定位、夾緊可靠。為了滿足上述要求，一般選箱體的主要孔的毛坯孔作為粗基準。減速箱體加工的第一個面是蓋或底座的結(jié)合面，由于分離式箱體軸承孔的毛坯孔分布在蓋和底座兩個不同的部分上很不規(guī)則，因而在加工蓋和底座的結(jié)合面時無法用主要孔的毛坯作粗基準。而是用頂面與底面作為粗基準。這樣可以保證結(jié)合面加工后凸緣的厚度叫均勻。 （2）精基準的選擇 選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準確、牢固、方便。精基準選擇原則是： 基準重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設(shè)

8、計基準不重合而引起的基準不重合誤差?；鶞式y(tǒng)一原則。應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證個表面間的位置精度，避免基準轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都是頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多數(shù)表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內(nèi)孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本

9、身為基準。例如：磨削機床導(dǎo)軌面時，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。 箱體上孔與孔、孔與平面、平面與平面之間都有較高的位置精度要求，這些要求的保證與精基準的選擇有很大的關(guān)系。為此，通常優(yōu)先考慮“基準統(tǒng)一”原則。使具有相互位置精度要求的大部分工序，盡可能用同一組基準定位。以避免因基準轉(zhuǎn)換過多而帶來的積累誤差，并且由于采用同一基準，使所用夾具具有相似的結(jié)構(gòu)形式，可減少夾具設(shè)計與制造工作量、降低成本。2、主要表面的加工 孔系加工 殼體的孔系，是

10、有位置精度要求的各軸承孔的總和，其中有平行孔系和同軸孔系兩類。 平行孔系主要技術(shù)要求是各平行孔中心線之間以及中心線與基準面之間的尺寸精度和平行精度根據(jù)生產(chǎn)類型的不同，可以在普通鏜床上或?qū)Ｓ苗M床上加工。 單件小批生產(chǎn)箱體時，為保證孔距精度主要采用劃線法。為了提高劃線找正的精度，可采用試切法，雖然精度有所提高，但由于劃線、試切、測量都要消耗較多的時間，所以生產(chǎn)率仍很低。 坐標法加工孔系，許多工廠在單件小批量生產(chǎn)中也廣泛采用，特別是在普通鏜床上加裝較精密的測量裝置（如數(shù)顯等）后，可以較大地提高其坐標位移精度。 必須指出，采用坐標發(fā)加工孔系時，原始孔和加工順序的選定是很重要的。因為，各排孔的孔距是靠坐

11、標尺寸保證的。坐標尺寸的積累誤差會影響孔距精度。如果原始孔和孔的假定順序選擇的合理，就可以減少積累誤差。 成批或大量生產(chǎn)箱體時，加工孔系都采用鏜模。孔距精度 主要取決與鏜模的精度和安裝質(zhì)量。雖然鏜模制造比較復(fù)雜，造價較高，但可利用精度不高的機床加工出精度較高的工件。因此，在某些情況下，小批生產(chǎn)也可考慮使用鏜模加工平行孔系。同軸孔系的主要技術(shù)要求是各孔的同軸度精度。3、加工階段的劃分與工序的合理組合 零件上的全部加工表面應(yīng)安排在一個合理的加工順序中加工，這對保證零件質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低加工成本都至關(guān)重要。參考文獻1中的第1篇械加工工藝基礎(chǔ) 第4章 機械加工工藝規(guī)程制訂有：（1）加工階段的劃分

12、按加工性質(zhì)和目的的不同，工藝過程一般可劃分成粗加工、半精加工、精加工和光整加工幾個階段。劃分加工階段的作用是：能減少或消除內(nèi)應(yīng)力、切削力和切削熱對精加工的影響；及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷；便于安排熱處理、可合理使用機床；避免或減少損傷已精加工過的表面。（2）工序的組合 組合工序有兩種不同的原則，即工序集中原則和工序分散原則。 工序集中的特點：零件各個表面的加工集中在少數(shù)幾個工序中完成，每個工序所安排的加工內(nèi)容多；有利于保證各加工面間的相互位置精度要求；有利于采用高效機床和工藝裝備；生產(chǎn)面積和操作工人數(shù)量減少；生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織得到簡化；工件裝夾次數(shù)減少。 工序分散的特點；工序多，工藝過程長，每個工序所包

13、含的加工內(nèi)容少；所使用的工藝設(shè)備和裝備比較簡單、易于調(diào)整和掌握；生產(chǎn)技術(shù)準備工作較容易，易于變換產(chǎn)品。三、文獻資料綜述二（夾具設(shè)計部分） 夾具的設(shè)計要考慮的有定位元件的選擇，夾緊裝置與夾緊力的確定以及典型夾具的設(shè)計原則等因素，我主要查閱了金屬切削機床夾具設(shè)計手冊機床夾具圖冊機床夾具設(shè)計與制造機械零件設(shè)計手冊公差與配合機械制造工藝學(xué)等資料和書籍。一、在零件加工時，要考慮的重要問題之一就是如何將工件正確地裝夾在機床上或夾具中。所謂裝夾有兩個含義，即定位和夾緊，有些書中將裝夾稱之為安裝。李昌年主編機床夾具設(shè)計與制造有以下論述：1、定位元件的確定定位是指確定工件在機床（工作臺）上或夾具中占有正確位置的

14、過程，通?？梢岳斫鉃楣ぜ鄬τ谇邢鞯毒呋蚰ゾ叩囊欢ㄎ恢?，以保證加工尺寸和形位精度的要求。所以參考文獻4 第二章中介紹常用定位方法有：（1）工件以平面定位（2）工件以圓柱孔定位（3）工件以外圓表面定位（4）工件以其他表面定位（5）定位表面的組合（6）一面兩孔定位2、夾緊裝置和夾緊力的確定夾緊是指工件在定位后將其固定，使其在加工過程中能承受重力、切削力等而保持定位位置不變的操作。由參考文獻4第三章有：（1）夾緊裝置的確定 夾緊裝置時夾具的重要組成部分。在設(shè)計夾緊裝置時，應(yīng)注意滿足以下要求：1）在加緊過程中應(yīng)能保持工件定位時所獲得的正確位置。2）夾緊力大小適當。夾緊機構(gòu)應(yīng)能保證在加工過程中工件不產(chǎn)生

15、松動或振動，同時又要避免工件產(chǎn)生不適當?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷。 而且夾緊機構(gòu)一般應(yīng)有自鎖作用。3）夾緊裝置應(yīng)操作方便、省力、安全。4）夾緊裝置的復(fù)雜程度和自動化程度應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng)。結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)力求簡單、緊湊、并盡量采用標準化元件。 （2）夾緊力的確定夾緊力包括大小、方向和作用點三要素。夾緊力方向的選擇一般應(yīng)遵循以下原則：1）夾緊力的作用方向應(yīng)有利于工件的準確定位，而不能破壞定位。 2）夾緊力作用方向盡量與工件剛度大的方向相一致，以減小工件夾緊變形。3）夾緊力作用方向應(yīng)盡量與切削力、工件重力方向一致，以減小所需夾緊力。夾緊力作用點的選擇：1）夾緊力作用點應(yīng)正對支承元件或位于支承元件所形成的

16、支承面內(nèi)，以保證工件已獲得的定位不變。2）夾緊力作用點應(yīng)處于工件剛性較好的部位，以減少工件夾緊變形。3）夾緊力作用點應(yīng)盡量靠近加工表面，以減小切削力對工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩。夾緊力大小的估算：估算夾緊力的一般方法是將工件視為分離體，并分析作用在工件上各種力，再根據(jù)力系平衡條件，確定保持工件平衡所需最小夾緊力，最后將最小夾緊力乘以一適當?shù)陌踩禂?shù)，即得到所需的夾緊力。二、夾具的結(jié)構(gòu)類型鏜床夾具按其結(jié)構(gòu)特點，使用機床和鏜套位置的不同，有以下分類方法。 1按使用機床類別分，可分為萬能鏜床夾具，多軸組合機床鏜床夾具、精密鏜床夾具，以及一般通用機床鏜床夾具。 2按夾具的結(jié)構(gòu)特點分，可分為臥式鏜床夾具和立式鏜

17、床夾具等。 3按鏜套的位置分布，可分為單支承前引導(dǎo)的鏜床夾具，即鏜套為于被加工孔的前方；單支承后引導(dǎo)的鏜床夾具。三、夾具設(shè)計基本要求1夾具應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求，特別是對于精加工工序，應(yīng)適當提高夾具的精度，以保證工件的尺寸公差和位置公差等。2夾具應(yīng)達到加工生產(chǎn)率的要求。3夾具的操作要方便、安全。4能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。5要適當提高夾具元件的通用化和標準化程度。6要具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便于夾具的制造和維修 注：鏜夾具精加工用的夾具側(cè)重于加工精度的要求等四、夾具設(shè)計的步驟 1設(shè)計的準備：夾具設(shè)計前，設(shè)計人員應(yīng)明確設(shè)計任務(wù)和要求，根據(jù)任務(wù)認真調(diào)查研究，要收集所需資料

18、，并對其進行分析： （1）收集產(chǎn)品零件圖、裝配圖、毛坯圖、工序圖和工藝規(guī)程等技術(shù)文件，分析零件的作用、形狀、結(jié)構(gòu)特點、材料和技術(shù)要求。 （2）分析零件的加工工藝規(guī)程，特別是本工序半成品的形狀、尺寸、加工余量、切削余量和所使用的工藝基準。 （3）分析工藝裝配設(shè)計任務(wù)書（4）了解所使用的機床規(guī)格、性能、精度以及夾具連接部分結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸。（5）了解所使用的刀具、量具的規(guī)格2夾具設(shè)計的方案設(shè)計：（1）確定夾具的類型。（2）根據(jù)六點定位規(guī)則確定工件的定位方式，選擇合適的定位元件。（3）確定工件的夾緊方式，選擇合適的夾緊裝置。（4）確定刀具的調(diào)整方案，選擇合適的對刀元件或?qū)蛟?。?）確定夾具與機床的連接方式。（6）確定其他元件和裝置的結(jié)構(gòu)形式，如分度裝置、靠模裝置等。（7）確定夾具總體布局和具體的結(jié)構(gòu)形式。（8）繪制總體草圖。（9）進行工序精度分析。（10）對動力夾緊力驗算。參考文獻1機械加工工藝師手冊，楊叔子主編.北京：機械工業(yè)出版社，2008.12機械制造工藝學(xué)，王先逵主編.北京：機械工業(yè)出版社，2006.13金屬切削原理