畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-機(jī)械制造加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

1、沈陽(yáng)化工大學(xué)成教院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文論文題目：機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)函授站：湖南函授站年級(jí)專業(yè)：11級(jí)沈陽(yáng)機(jī)械12092班學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：論文提交日期 2021年 5 月 20 日論文辯論日期 2021年 5 月 28 日摘 要機(jī)械工業(yè)是一種根本工業(yè)形式，對(duì)于我們國(guó)家來(lái)說(shuō)，它關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的方方面面。近年來(lái)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域向著高精度、高質(zhì)量、高效率、低本錢方向開展，數(shù)字化，自動(dòng)化水平日益提高。同時(shí)由于機(jī)械工業(yè)的開展，其他各工業(yè)部門也向著高深度邁進(jìn)，機(jī)械工業(yè)的開展日趨重要。機(jī)械制造過(guò)程及檢測(cè)，檢驗(yàn)中，都要使用大量的夾具。為了到達(dá)提高勞動(dòng)效率，提高加工精度，減少?gòu)U品，擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改善操作的勞動(dòng)條

2、件，如何設(shè)計(jì)好夾具那么成了機(jī)械制造的一項(xiàng)重要任務(wù)。機(jī)床夾具是夾具中的一種，將其固定到機(jī)床上，可以使被加工件對(duì)刀具與機(jī)床保持正確的相對(duì)位置，并克服切削力的影響。使加工順利進(jìn)行。機(jī)床夾具分為通用夾具和專用夾具兩種。關(guān)鍵詞：機(jī)械工業(yè) 制造 機(jī)床夾具AbstractMachinery industry is a basic industrial form, for our nation speaking, it relates to all aspects of peoples livelihood. Mechanical industries in recent years towards high

3、 precision, high quality, high efficiency and low cost direction, digital, automation level is increasing day by day. And because the machinery industry development, other various industry departments to high depth development of forward, the mechanical industry are becoming more and more important.

4、 Mechanical manufacturing process and testing, inspection, going to have to use a lot of fixture. In order to improve work efficiency and the improvement of the machining accuracy, reduce scrap, expand the scope of machine, improve operation process, how to design good working conditions fixture has

5、 become an important mechanical manufacturing task. The machine tools fixture is a fixture on the fixed to machine tools, can make special tool and machine tool to keep the relative position of the right, and to overcome the influence of cutting force. Make processing smoothly. The machine tools fix

6、ture is divided into general fixture and special jig two kinds. 目 錄引言1零件的分析21.1、零件的作用21.2、零件的工藝分析32、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)52.1、 確定毛坯的制造形式52.2、制定工藝路線52.3、 精基準(zhǔn)的選擇52.4、 定位基準(zhǔn)的選擇53、加工余量、工序及毛坯尺寸確實(shí)定、機(jī)械加工余量、 毛坯4、確定切削用量及根本工時(shí)4.1、 加工條件.4.2、 計(jì)算切削用量5、夾具設(shè)計(jì)5.1、 問(wèn)題的提出5.2、夾具的設(shè)計(jì)結(jié)束語(yǔ)致謝參考文獻(xiàn)17引言1.夾具的設(shè)計(jì)周期較短，一般不用進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算。2.專用夾具的設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品零件有

7、很強(qiáng)的針對(duì)性。3.“確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率是夾具設(shè)計(jì)工作的主要任務(wù)，加工質(zhì)量包括被加工外表的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來(lái)保證。4.夾緊裝置的設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計(jì)一個(gè)好的夾具可以減少?gòu)U品率。因此，夾具設(shè)計(jì)要保證以下幾個(gè)條件：1.夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。2.保證工件的精度。3.保證使用方便與平安。4.正確處理作用力的平衡問(wèn)題。5.注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機(jī)床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。在機(jī)械制造中，為了適應(yīng)新產(chǎn)品的不斷開展要求。因此,夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中有朝著以下方向開展的趨勢(shì)：由于機(jī)械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此需要開展高精

8、度通用夾具。廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。2.推廣和開展組合夾具及拼拆夾具。3.加強(qiáng)專用夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)化。4.大力推廣和使用機(jī)械化及自動(dòng)化夾具。采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來(lái)設(shè)計(jì)和制造夾具。本設(shè)計(jì)屬于工藝夾具設(shè)計(jì)范圍，機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)在零件的加工制造過(guò)程中有著重要的作用。工藝性的好壞，直接影響著零件的加工質(zhì)量及生產(chǎn)本錢，在設(shè)計(jì)中為了適應(yīng)中批批量的生產(chǎn)情況，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在設(shè)計(jì)中所采用的零件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)費(fèi)用。一零件的分析 零件的作用 該題目所給的零件是與葉輪配合，實(shí)現(xiàn)葉輪旋轉(zhuǎn)的定位導(dǎo)向零件。由于其工作性質(zhì)要求零件耐磨強(qiáng)度高，故對(duì)該零件的外表精

9、度要求較高。圖1-1 零件圖 零件的工藝分析由零件樣圖得知，其材料為HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力、要求耐磨的零件。該零件上的是主要加工面為90右端面、90左端面、52外圓面、13H7孔、49孔、24孔、41H7內(nèi)圓面及內(nèi)端面。圖1-2 零件毛坯圖90右端面與A面的垂直度直接影響泵體與泵的連接精度及密封。13H7孔的尺寸精度，41H7內(nèi)圓面的尺寸精度，與A面的平行度，直接影響泵體與殼體的配合精度、運(yùn)動(dòng)精度及正確定位。因此，最好能在一次裝夾下完成對(duì)這一面兩孔的加工。由參考文獻(xiàn)1中有關(guān)面和孔的加工精度及機(jī)床能到達(dá)的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以到達(dá)的

10、，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。二工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 確定毛坯的制造形式根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，其生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)械造型。為消除剩余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。精度1113級(jí)，時(shí)效處理：150200HB，加工余量一般。 定位基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇泵體的A面和13H7孔既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它們作精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合的原那么，實(shí)現(xiàn)泵體零件“一面兩孔的典型定位方式，其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一的原那么。此外，13H7孔的精度高，定位比擬穩(wěn)定，夾緊方案比擬簡(jiǎn)單、可靠、操作方便。 粗基準(zhǔn)的選擇考慮到零件各面的平行度及垂直度要

11、求，選擇零件的最大端面，即90外圓面與右端面為粗基準(zhǔn)。 制定工藝路線工序 鑄造工序 時(shí)效工序 粗銑90右端面，精銑90右端面工序 粗車90左端面工序 粗車52外圓面，半精車52外圓面，精車52外圓面工序 鉆13孔，擴(kuò)鉆13孔，粗鉸13孔，精鉸13孔工序 鏜41內(nèi)圓面，擴(kuò)鉆41內(nèi)圓面，粗鉸41內(nèi)圓面，精鉸 41內(nèi)圓面工序 鉆9孔工序 鉆4孔工序 車41內(nèi)端面工序 粗銑圓弧斷面工序 終檢三加工余量、工序及毛坯尺寸確實(shí)定零件材料采用HT200灰口鑄鐵，硬度150200HB，重約3kg，生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，采用砂型鑄造，毛坯為實(shí)心，不鑄孔。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工外表的機(jī)械加工余量。

12、 毛坯毛坯根本尺寸及各工序加工余量參見 表3-1 表3-1 毛坯根本尺寸及余量 單位：mm根本尺寸Rma毛坯尺寸公差等級(jí)90右端面252271152外圓面523551141內(nèi)圓面4123911機(jī)械加工余量 銑90右端面外表質(zhì)量為Ra3.2，參考?工藝手冊(cè)?表8-15，確定工序尺寸及余量見表3-2。 表3-2 90右端面根本尺寸及余量 單位：mm加工余量Z工藝尺寸毛坯27粗車半精車25 車90左端面外表加工質(zhì)量Ra6.3，參考?工藝手冊(cè)?表8-13，確定工序尺寸及余量見表3-3。 表3-3 90左端面根本尺寸及余量 單位：mm加工余量Z工藝尺寸毛坯28粗車兩次16 車52h6外圓面外表加工質(zhì)量R

13、a1.6，參考?工藝手冊(cè)?表8-15，確定工序尺寸及余量見表3-4。 表3-4 52h6外圓面根本尺寸及余量 單位：mm加工余量Z工藝尺寸毛坯355精車半精車精車152h6 鉆13H7孔外表加工質(zhì)量H7，參考?工藝手冊(cè)?表8-15，確定工序尺寸及余量見表3-5。 表3-5 13H7孔根本尺寸及余量 單位：mm加工余量Z工藝尺寸毛坯2鉆12擴(kuò)孔鉆粗鉸精鉸13H7 鏜41內(nèi)圓面外表加工質(zhì)量H7，參考?工藝手冊(cè)?表8-15，確定工序尺寸及量見表3-6。 表3-6 41內(nèi)圓面根本尺寸及余量 mm加工余量Z工藝尺寸毛坯239鏜擴(kuò)孔鉆粗鉸精鉸41H7 鉆4x9孔及2x4孔外表加工質(zhì)量Ra3.2，僅需粗加工

14、，參考?工藝手冊(cè)?表8-15，確定工序尺寸及量見表3-7。 表3-7 4x9孔及2x4孔根本尺寸及余量 mm加工余量Z工藝尺寸鉆9孔09鉆4孔04 車41內(nèi)端面外表加工質(zhì)量Ra3.2，僅需粗加工，參考?工藝手冊(cè)?表8-15，確定工序尺寸及量見表3-8。 表3-8 41內(nèi)端面根本尺寸及余量 mm加工余量Z工藝尺寸毛坯210粗車半精車8 銑90圓弧斷面外表加工質(zhì)量Ra3.2，僅需粗加工，參考?工藝手冊(cè)?表8-15，確定工序尺寸及量見表3-9。 表3-9 41內(nèi)端面根本尺寸及余量 mm加工余量Z工藝尺寸毛坯2粗銑0四確定切削用量及根本工時(shí) 加工條件加工材料：HT200，HB150200，鑄造.加工要

15、求：銑90圓弧缺面，毛坯尺寸，保證尺寸. 機(jī)床：X51型 立式銑床.刀具：直柄立銑刀.在大批量生產(chǎn)條件下，可以選用高效的專用組合機(jī)床，也可以選用通用設(shè)備。根據(jù)經(jīng)濟(jì)性和零件的特點(diǎn)所選用X51立式銑床。 計(jì)算切削用量銑90圓弧缺面，其加工尺寸為76.8mm。查?機(jī)床刀具使用手冊(cè)?表613，選擇直柄立銑刀，由于do=20mm,z=5, ：銑削寬度銑削深度機(jī)床選用X51K型立式銑床。 銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命查?機(jī)床刀具使用手冊(cè)?表直柄立銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為03mm；銑刀直徑，查?機(jī)床刀具使用手冊(cè)?表。4.2.2 確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量式中： ，所以有=根據(jù)文獻(xiàn)5，X51K型

16、立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表4.2-36，選擇實(shí)際切削速度工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為根據(jù)文獻(xiàn)5，X51K型立式銑床工作臺(tái)橫向進(jìn)給量表4.2-37，選擇那么實(shí)際每齒進(jìn)給量為： 校檢機(jī)床功率根據(jù)文獻(xiàn)5表3.28的計(jì)算公式，銑削時(shí)的功率為式中：，X51K型立式銑床主動(dòng)電機(jī)的功率為5，故所選切削用量是可以采用的。所確定的切削用量為： 計(jì)算工時(shí)工步一：=75mm =13mm,取2 mm=0.5(20-)+2=根本時(shí)間：輔助時(shí)間：工作地效勞時(shí)間：五夾具設(shè)計(jì)在機(jī)械加工中，為完成需要的加工工序、裝配工序及檢驗(yàn)工序等，首先要將工件固定，使之占有確定的位置，這種裝置即為夾具。它對(duì)保證工件的加工質(zhì)量、提高加工效率、降低生產(chǎn)本錢、改

17、善勞動(dòng)條件、擴(kuò)大機(jī)床使用范圍、縮短新產(chǎn)品試制周期等方面有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益。此題目加工的零件為中批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)通用夾具即可。經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師的協(xié)商，決定設(shè)12道工序：銑90圓弧斷面。本夾具將用于 X51立式銑床，采用端面銑刀對(duì)其加工。 問(wèn)題的提出本夾具主要用來(lái)銑90圓弧斷面，精度要求不高，并與其它的加工部位之間的技術(shù)要求不是很高。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮的問(wèn)題是如何能保證加工外表的精度要求，同時(shí)還應(yīng)考慮如何可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而與其它之間的技術(shù)要求不是主要問(wèn)題。5.2夾具的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)夾具的根本要求專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，標(biāo)注合理的尺寸公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析

18、，確保夾具能滿足工件的加工要求。應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計(jì)不同復(fù)雜程度的高效夾具，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。3工藝性好專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單合理便于加工裝配檢驗(yàn)和維修。專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)，當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時(shí)，夾具應(yīng)設(shè)置調(diào)整或修配結(jié)構(gòu)，如設(shè)置適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙，采用可修磨的墊片等。專用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)單省力平安可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排泄結(jié)構(gòu)。除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。標(biāo)準(zhǔn)化程度高，本錢低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。 對(duì)夾具體的要求1. 有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性?shī)A具體上的重要外表，如安裝定位元件的外表，安裝對(duì)刀或?qū)蛟?/p>

19、件的外表以及夾具體的安裝基面等，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取槭箠A具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理2. 有足夠的強(qiáng)度和剛度加工過(guò)程中，夾具體要求承受較大的切削力和加緊力。為保證夾具體不產(chǎn)生不容許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。因此夾具體需有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體常設(shè)置加強(qiáng)筋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體3. 結(jié)構(gòu)工藝性好夾具體應(yīng)便于制造裝配和檢驗(yàn)。鑄造夾具體上安裝各種元件的外表英鑄出凸臺(tái)，以減少加工面積。夾具體毛面與工件之間應(yīng)留有足夠的間隙，一般為415。夾具體結(jié)構(gòu)型式應(yīng)便于工件的裝卸。4. 排屑方面

20、切屑多時(shí)，夾具體上應(yīng)考慮排屑結(jié)構(gòu)。由于此零件是中批量生產(chǎn)且根據(jù)要求，采用通用夾具，手動(dòng)加緊。 定位誤差的分析定位元件尺寸及公差確實(shí)定。根據(jù)定位方案，設(shè)計(jì)定位元件的結(jié)構(gòu)如附圖夾具裝配圖所示。該設(shè)計(jì)中的定位銷為主要的定位元件，其公差根據(jù)文獻(xiàn)5，所以影響位置度的定位誤差為：，即小于相位位置度公差的，所以定位方案能夠滿足加工要求。 夾緊力的計(jì)算及夾緊元件的強(qiáng)度校核夾緊裝置如夾具裝配圖，根據(jù)零件的形狀，以及夾緊機(jī)構(gòu)在夾具中安裝，可確定夾緊力的位置。切削力及夾緊力的計(jì)算刀具： 硬質(zhì)合金直齒端面銑刀， 齒數(shù)5。粗銑時(shí)B=6mm。由文獻(xiàn)5表3-24得：其中： 所以： 水平分力： 垂直分力： 在計(jì)算切削力時(shí)必須

21、把平安系數(shù)考慮在內(nèi)。平安系數(shù)其中：根本平安系數(shù)，1.5；加工性質(zhì)系數(shù)，1.1；刀具鈍化系數(shù)，1.1；斷續(xù)切削系數(shù)，1.1；F=K為克服水平切削力，實(shí)際夾緊力N應(yīng)為所以： 其中和為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，取。那么 夾具設(shè)計(jì)合格可靠。結(jié)束語(yǔ) 幾個(gè)月的機(jī)械制造加工工藝及夾具設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，通過(guò)這幾個(gè)月的設(shè)計(jì)使我們不在是只知道書本上的空理論，不在是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但穩(wěn)固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們走上社會(huì)打下了好的根底。畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只

22、學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝尹霞老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的時(shí)機(jī)，它將是我們邁出社會(huì)的關(guān)鍵一步。最后，衷心的感謝尹霞老師的悉心幫助，使我順利的完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。謝謝！參 考 文 獻(xiàn)1 孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)大學(xué)出版社.2 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)組編金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1979.3 東北重型機(jī)械學(xué)院、 洛陽(yáng)工學(xué)院第一汽車制造廠職工大.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.4 趙家齊.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.5 南京市機(jī)械

23、研究所.金屬切削機(jī)床夾具圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.6 浦林祥.金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.7 東北工學(xué)院機(jī)械教研室.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：冶金工業(yè)出版社.8 濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社.9 孫玉芹.機(jī)械精度設(shè)計(jì)根底.北京：科學(xué)出版社，2003.10 石光源.機(jī)械制圖.北京：高等教育出版社.感謝您的使用 “小萍，晚上10點(diǎn)以后你為什么老關(guān)機(jī)？陳飛很直接的發(fā)過(guò)來(lái)一條這樣的疑問(wèn)。有些按捺不住心頭的怒火得力萍想起白天母親那無(wú)休止的嘮叨，在看看陳飛所發(fā)過(guò)來(lái)的令人氣憤的短信，。平日有著高雅素養(yǎng)的她也很難一下子控制住心頭怒火中燒的情緒，“我忙忙碌碌一整天，下班以后我只想回家安安靜靜好好的睡一覺(jué)，沉沉香甜的睡夢(mèng)中，我不想被外界的因素所打攪，這就是我下班以后回家立刻關(guān)機(jī)的原因。陳飛你問(wèn)這話到底是什么意思？氣憤填膺的李萍立刻回復(fù)著陳飛?！拔抑滥惆滋鞛榱孙埖甑纳鈩诼挡豢暗?，但是白天再累晚上下班以后也不至于回家就倒頭大睡呀，你難道沒(méi)有別的娛樂(lè)愛(ài)好嗎？陳飛這個(gè)令李萍還在躊躇考驗(yàn)的男人竟然還在不知深