阀盖工艺及夹具设计.docx

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阀盖工艺及夹具设计

摘要

零件的加工工艺编制，在机械加工中占有非常重要的地位，零件工艺编制得合不合理，这直接关系到零件最终能否达到质量要求；夹具的设计也是不可缺少的一部分，它关系到能否提高其加工效率的问题。

因此这两者在机械加工行业中是至关重要的环节。

阀盖零件的主要加工表面为孔和外圆表面。

外圆表面加工根据精度要要求可选择车削和磨削。

孔加工方法的选择比较复杂，需要考虑零件的结构特点、孔径大小、长径比、精度和粗糙度要求以与生产规模等各种因素。

对于精度要求较高的孔往往还要采用几种不同的方法顺次进行加工。

本次设计的油缸，为保证孔的精度和表面质量将先后经过粗镗、半精镗、精镗和滚压等四道工序加工。

在机床上对零件进行机械加工时，为保证工件加工精度，首先要保证工件在机床上占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件在正确位置上固定不动，这一任务就是由机床夹具完成。

对于单件、小批量生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件的生产成本。

但是由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时往往比较费时间，并且操作复杂，生产效率低，也难以保证加工精度，为此需设计专用夹具。

关键词：

工艺设计、基准选择、切削用量、定位误差

ABSTRCT

Isthecomponentscraftestablishment,holdstheveryimportantstatusinthemachine-finishing,thecomponentscraftestablishesreasonable,whetherdothisdirectrelationcomponentsachievethequalityrequirementfinally;Jig'sdesignisalsoanessentialpart,whetherdoesitrelateraisesitsprocessingefficiencythequestion.Thereforethisbothinthemachine-finishingprofessionaretheimportantlinks.

Sleevecomponentsmainprocessingsurfaceforholeandouterannulussurface.Theouterannulusfaceworkneedstorequestaccordingtotheprecisiontobepossibletochoosetheturningandthegrinding.Theholeprocessingmethod'schoiceisquitecomplex,needstoconsiderthecomponentstheuniquefeature,theaperturesize,thelengthtodiameterratio,theprecisionandroughnessrequestaswellasthescaleofproductionandsooneachkindoffactor.Oftenmustuseseveraldifferentmethodsregardingtheaccuracyrequirementhighholetocarryontheprocessinginorder.Thisdesign'scylinder,willpassthroughhalffinishedboring,thefinishedboring,thefinearticulationandthetrundlesuccessivelyfortheguaranteehole'sprecisionandthesurfacequalityandsoonfourworkingprocedureprocessings

Whentheenginebedcarriesonthemachine-finishingtothecomponents,isguaranteedthattheworkpieceworkingaccuracy,firstneedstoguaranteetheworkpieceholdsthecorrectpositionontheenginebed,thencausestheworkpieceinthecorrectpositionthroughtheclamporganizationfixedmotionless,thisdutyiscompletesbytheenginebedjig.Regardingthesingleunit,thesmallbatchproduction,shouldusetheuniversaljigasfaraspossible,likethismayreducetheworkpiecetheproductioncost.Butbecausetheuniversaljigissuitableeachkindofworkpiecetheattiretoclamp,thereforetimeclampoftencomparesspendsthetime,andoperatescomplex,theproductionefficiencyislow,alsoguaranteestheworkingaccuracywithdifficulty,forthisreasonmustdesigntheunitclamp.

Keyword:

Craft,datum,cuttingspecifications,localizationdatum,positionerror.

目  录

前言……………………………………………………………………1

一、零件的分析………………………………………………………2

（一） 零件的功用…………………………………………………2

（二） 零件的工艺分析……………………………………………2

二、零件的工艺规程设计……………………………………………3

（一） 确定零件的生产类型………………………………………3

（二） 确定零件毛坯制造形式……………………………………3

（三） 拟定零件的机械加工工艺路线……………………………4

（四） 确定加工余量………………………………………………8

三、专用夹具设计……………………………………………………16

（一） 零件的加工工艺分析………………………………………16

（二） 定位夹紧方案的确定与论证………………………………16

（三） 定位误差分析………………………………………………20

四、结束语…………………………………………………………22

五、参考文献………………………………………………………23

附:

工序卡片与工艺工艺过程卡片

第一章前言

机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素。

由于各产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计，如纺织机械设计、矿山机械设计、农业机械设计、船舶设计、汽车设计、机床设计、压缩机设计、内燃机设计、汽轮机设计、泵设计等专业性的机械设计分支学科。

在机械制造厂的生产过程中,用来安装工件使之固定在正确位置上,完成其切削加工、检验、装配、焊接等工作,所使用的工艺装备统称为夹具。

如机床夹具、检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。

机床夹具的作用可归纳为以下四个方面：

1.保证加工精度机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度。

2.提高生产效率机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。

3.减少劳动强度采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度。

4.扩大机床的工艺范围利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。

机械制造装备设计毕业设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。

其目的在于：

1.培养学生综合运用机械设计基础以与其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过毕业设计训练可以巩固、加深有关机械毕业设计方面的理论知识。

2.学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。

培养独立设计能力，为以后的专业课程与毕业设计打好基础，做好准备。

3.使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。

我国的装备制造业尽管已有一定的基础，规模也不小，实力较其它发展中国家雄厚。

但毕竟技术基础薄弱，滞后于制造业发展的需要。

我们要以高度的使命感和责任感，采取更加有效的措施，克服发展中存在的问题，把我国从一个制造业大国建设成为一个制造强国，成为世界级制造业基础地之一。

1.1产前准备

1.1.1年生产纲领

工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。

如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度与夹具的制作成本。

如5万件以上夹具复杂用全自动化的设备，5000件小批量生产用手动设备。

1.1.2生产条件

直径从1毫米以下至120毫米的所有规格钻头都可以使用钻床加工。

台式钻床的加工范围通常在15毫米以下。

立式钻床的最大加工范围通常在15~75毫米之间。

摇臂钻的最大加工范围在25~120毫米之间。

各种钻床主轴的锥孔型号和功率不同。

最小的高速台钻的功率只有200W，最大的摇臂钻的功率可以达到25KW。

台钳常用在立式钻床和台式钻床上，只能夹持小型零件，大中型零件通常在摇臂钻上加工，直接夹紧在工作台上。

Z5025型号立式钻床，最大钻孔直径25mm，主轴端至底面距离1000mm，主轴级数9级，主轴转速范围500-2000转每分钟，主轴行程200mm，外形尺寸1050×687×1980。

1.1.3零件工艺分析

本次毕业设计是要为此图1-1-3中的端盖设计一个钻3-φ9孔的夹具，最终实现将工件定位，更加精确和方便的完成钻孔工作，并保证能夹紧工件，夹紧力要适中，不要使工件变形，又能保证工件所要求的加工精度。

图1-3-1

零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，它决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据,本工件放置方法应如图1-3-1所示。

工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面，以与本工序的定位、夹紧原理方案。

工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案，如选用平面定位、孔定位以与外圆面定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要定六个自由度，但要完全定位。

工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。

确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。

第二章夹具结构设计

2.1定位机构

图2-1定位心轴

在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。

工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。

根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。

在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。

设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。

无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。

由于该零件的加工是钻3-φ9孔并以φ35孔内表面作为定位面，属孔定位类型，因此本次设计采用的定位机构为心轴定位。

心轴定位的形式很多，有过盈配合心轴，限制工件四个自由度；间隙配合心轴，限制工件五个自由度；小锥度（1：

5000～1：

1000）心轴，装夹工件时，通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件，使用小锥度心轴定位可获得较高的定位精度，同样可以限制五个自由度。

本次设计的心轴定位选用的是间隙配合心轴定位，分别限制工件的X、Y、Z方向的移动自由度以与X、Y方向的旋转自由度。

心轴定位的特点为结构简单、制造容易、夹紧可靠，扩力比80以大，夹紧行程S不受限制，自锁性好，夹紧动作慢、效率低。

2.2夹紧机构

图2-2工件放置方式

1.夹紧力的方向的确定：

1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。

2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。

3）夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。

2.夹紧力的作用点的选择：

1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。

2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。

3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。

4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。

3.选择夹紧机构：

设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则：

1）夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。

2）工件和夹具的变形必须在允许的范围内。

3）夹紧机构必须可靠。

夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构

4）必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。

5）夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。

6）夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。

图2-3夹紧机构

2.2.3导向装置的选择

导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，钻床夹具中钻头的导向采用钻套，钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套四种。

如图2-2-3所示。

这些装置均已标准化，可按标准选择。

综上分析，本次设计采用固定导向套加工工件，来提高其工作的连续性和其工作效率。

选择导向装置：

导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择。

图2-5钻模板

用于钻床零件加工的可换钻套装置。

换钻套时，只需将钻套逆时针转动，当缺口转到螺钉位置时即可取出，换套方便迅速。

钻夹具中的钻套,除要求它引导钻头，钻出正确的孔外，还要求它能在装卸时快而准确。

一般在工厂中使用较多的是快换钻套，虽然这种钻套具有快换的优点，但在制造上较复杂；由于采用螺钉来压紧,所以占面大，而又增加制造步骤。

钻模板与支柱之间用开口销连接。

2.2.4机床夹具的总体形式

机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容与选用机床等因素来确定。

夹具的组成归纳为：

1）定位元件与定位装置用于确定工件正确位置的元件或装置。

2）加紧元件与夹紧装置用于固定元件已获得的正确位置的元件或装置。

3）导向与对刀元件用于确定工件与刀具相互位置的元件。

4）动力装置在成批生产中，为了减轻工人劳动强度，提高生产率，常采用气动、液动等动力装置。

5）夹具体用于将各种元件装置连接在一体，并通过它将整个夹具安装在机床上。

6）其他元件与装置根据加工需要来设置的元件或装置。

2.4.1确定夹具体

夹具体上一般不设定位和定向装置，特别是台钻、立钻和摇臂钻上使用时，但夹具体底板上一般都设有翻边或留一些平台面，以便夹具在机床工作台上固定。

夹具体一般是设计成平板式（有些夹具体铸造成特殊形状），保证具有足够的刚性。

它用来固定定位元件、加紧机构和联接体，并于机床可靠联接。

2.4.2确定联接体

联接体是将导向装置与夹具体联接的工件，设计时主要考虑联接体的刚性，合理布置联接体的位置，给定位元件、夹紧机构留出空间。

此夹具体的联接装置通过内六角螺栓和圆柱销来定位，考虑到刚性问题，在相对应的位置上在用一个联接体支承钻套板，同样用内六角螺栓定位。

2.4.3夹具体的总体设计图

图2-6夹具体的总体设计图

2.5绘制夹具零件图

对装配图中需加工的零件图均应绘制零件图，零件图应按制图标准绘制。

视图尽可能与装配图上的位置一致。

1.零件图尽可能按1:

1绘制。

2.零件图上的尺寸公差、形位公差、技术要求应根据装配图上的配合种类、位置精度、技术要求而定。

3.零件的其他尺寸，如尺寸、形状、位置、表面粗糙度等应标注完整。

4.零件图名称：

零件图1钻模板

零件图2定位轴

零件图3支柱

零件图4夹具体

2.6绘制夹具装配图

1.装配图按1:

1的比例绘制，用局部剖视图完整清楚地表示出夹具的主要结构与

由于上述各项都是按最大误差计算，实际上各项也不可能同时出现最大值，各误差方向也很可能不一致，因此，其最和误差可按概率法求和：

该项误差大于中心距允差0.1mm的2/3，可用。

结论

两个月的毕业设计很快的结束了。

在这次毕业设计中，我感觉到了自己以前学的知识只是皮毛而已，在实际运用上还有很多不足。

理论和实际不能很好的运用，在设计过程中遇到了一些不懂得知识。

在设计的过程中，虽然感觉到不足的地方很多，但是也学到了不少知识。

在一定程度上，使我对以前学习过的东西有了加深理解和熟练操作。

毕业设计是机械专业学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。

通过本次夹具设计，我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。

毕业设计内容源于生产实践，使得毕业设计和实践得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力。

以前进工厂实习或参观的时候对夹具也有所了解，而这次毕业设计的经历，使我对夹具有了更深刻的认识。

首先根据已知工件的需要，选择加工机床，工件主要定位部分为直径为φ35mm的中心孔和一侧端面，用长销小平面定五个自由度。

虽然没有满足六个自由度的要求，但是不影响机床夹具的工作。

因为被加工件需要钻三个孔不限制Z向的旋转会增进效率。

最后是将定位销和支承板固定在夹具体上，利用销定位、定位轴、螺母和内六角螺钉进行定位、夹紧。

这样将工件稳固的夹紧在机床上，能更方便，准确的进行钻孔加工。

通过以上这些步骤，此机床夹具可以正常工作，此项设计方案可实施。

工件的定位、夹紧符合要求。

这次毕业设计使我对机床夹具设计有了更深刻的理解，特别使其中的技术要求，比如：

夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，夹具体一般设计成平板式，保证具有足有的刚性，还有设计的装配图应按照1：

1的比例画出，视图要完整清楚的表示出夹具的主要结构与夹具的工作原理，并视所有工件为透明体，用双点划线画出主要部分，并画出定位元件，夹紧机构和导向装置的位置。

希望以后还可以有这样的实习机会，可以学到更多时间性的知识，而且在实习过程中老师还可以教我们许多他以前的工作经验，对我们来说受益匪浅。

这两周的毕业设计对我来说就像经历了一次考验，结果可能不是最好的，与其他同学相比可能有一定差距，但是相信通过这次的学习和以后的努力，一定可有有所提高！

致谢

两周的毕业设计很快的结束了。

在这次毕业设计中，我感觉到了自己以前学的知识只是皮毛而已，在实际运用上还有很多不足。

理论和实际不能很好的运用，在设计过程中遇到了一些不懂得知识。

首先要感谢学校给了我们这次宝贵的实训机会，在此之前，我仅限于了解书本上的知识，对实践的内容一无所知，找不到理论与实践的结合点，通过两周的摸索和老师的指导，慢慢有了进步，掌握了很多以前不知道的知识。

还要感谢老师的细心教导，开始时对题目无从下手，请教老师后通过老师不厌其烦的讲解，终于确定了大概的设计框架，之后经过了老师多次的纠正和修改终于完成了这次的毕业设计

这次毕业设计虽然我完成的图不一定很好，但是通过老师的帮助和自己的努力完成毕业设计还是让我有一种自豪感，毕竟是我自己真的去思考所得来的成果。

在这次毕业设计结束的时候，我感到有一种轻松感，不是因为毕业设计不用再做了，而是因为我从这次毕业设计中获得了知识，有所学、有所用。

我对这次毕业设计有着不同的感想，开始我还抱着一种消极的态度，但是随着对夹具设计的慢慢深入，使我一下来了积极性，最后自己不断的摸索，学习，完成了本次毕业设计。

最后再次感谢学校让我们得到这次实训机会，这回事我们以后工作中的宝贵财富，为以后打下了基础。

虽然结果不是最好的，但是过程是最重要的，在这个过程中我努力了，成长了，这就是最好的！

参考文献

[1]作者：

吴宗泽，罗圣国，书名《机械设计毕业设计手册》，出版者：

高等教育出版社，出版年：

1999，引用部分起止页：

37～46。

[2]冯辛安，书名《机械制造装备设计》，出版者：

机械工业出版社，出版年：

2007年，版次：

2版

[3]作者：

张海华，书名《机械制造装备设计指导书》，出版者：

机械工程系，引用部分起止页：

44～46页。

[4]孙丽媛．机械制造工艺与专用夹具设计指导[M]．第２次．冶金工业出版社．2002

[5]Elwakil,S.D.,ProcessesandDesignforManufacturing加工工序设计.Prentice-Hill.1998

[6]李益民．机械制造工艺设计简明手册[S]．第１版．机械工业出版社．1994

[7]朱焕池．机械制造工艺学[M]．第１次．机械工业出版社．2006

[8]王光斗．机床夹具设计手册[S]．第３版．上海科技出版社．

[10]甘永立．几何量公差与检测[M]．第8版．出版单位．2008

[11]张世昌．机械制造基础[M]．第１版．高等教育出版社．2006

[12]王启平．机床夹具设计[S]．第２版．哈尔滨工业大学．2006

[13]杨黎明．机械零件设计手册[S]．第１版．国防工业出版社．2003