夹具毕业设计论文设计.docx
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夹具毕业设计论文设计
摘要
设计是以实践为主，理论与实践想结合的，通过对零件的分析与加工工艺的设计，提高我们队零件图的分析能力和设计能力。
达到一个毕业生应有的能力，使我们在学校所学的各项知识得以巩固，以更好的面对今后的各种挑战。
此次设计的主要是围绕分油活门的加工工艺以及对钻Φ17的孔设计夹具来展开的。
在加工过程中，我们在现有的条件下保证质量，加工精度来完成，对我们来说具有一定的挑战性。
其主要容有：
分析零件图，确定生产类型和毛坯，确定加工设备和工艺设备，确定加工方案及装夹方案，刀具的选择，切削用量的选择与计算，数据处理，对刀点和换刀点的确定，加工的实际操作，加工后的检验工作。
在机械设计制造各行业的工艺过程中广泛应用着各种不同的，用以固定加工对象，使之占有正确位置，以便接受施工的一种工艺装备，通称为夹具。
本次设计主要是对钻Φ17的孔进行夹具设计，首先通过学习让哦我们对夹具设计有了初步的了解，然后再老师的指导下，对夹具设计方案分析和选择
。
选定方案后，通过查阅相关夹具设计书籍和相关图例在钻孔夹具设计中，最终完成钻孔的夹具设计。
最后撰写参考文献，组织附录等等。
关键词:
加工工艺，工序，工步，切削用量，切削速度（mm/min），切削深度（mm）,进给量（mm/n,mm/r）,夹具.
ABSTRACT
Thedesignisgivenprioritytowithpractice,theoryandpracticetocombine,basedontheanalysisofthecomponentsanddesignprocess,improveourteampartsoftheabilitytoanalyzeanddesign.Achieveagraduatestudentshouldhavetheability,sothatwelearninschooltoconsolidatetheknowledge,inordertobetterfacethefuturechallenges.
Thisdesignismainlyaroundtheoilvalveandprocessingtechnologyondrillinga17holejigdesigntostart.Intheprocess,weintheexistingconditionstoguaranteethequality,precisionmachiningtocomplete,forusisachallenge.Itsmaincontentsare:
analysisofpartsdiagram,determinethetypeofproductionandblank,determinetheprocessingequipmentandtechnologyequipment,determinetheprocessingschemeandclampingscheme,thechoiceofcuttingtool,cuttingparametersselectionandcalculation,dataprocessing,toolsettingandtoolchangepointdetermination,andprocessingofactualoperation,afterprocessingtheinspectionwork.Inthedesignandmanufactureof
machineryindustryintheprocessiswidelyusedinvarious,usedforfixingtheprocessingobject,tooccupythecorrectposition,toaccepttheconstructionofaprocessequipment,knownasthefixture.Thisdesignismainlyfordrillinga17holejigdesign,firstlearntousforfixturedesignhaveapreliminaryunderstanding,thenundertheguidanceoftheteacher,thefixturedesignanalysisandselection.Theselectedscheme,throughaccesstorelevantfixturedesignbooksandillustrationsinthedesignofdrillingjig,eventuallycompletedthedesignofdrillingjig.Thelastwrittenreferencesisorganizationetc.
KEYWORDS：
Processingtechnology,Process,Step,cuttingparameters,cuttingspeed（mm/min）,thedepthofcut（mm）,feedrate（mm/N,mm/R）,fixture.
第一章绪论
第二章工艺方案分析…………………………………………………………
2.1零件图
2.2零件图分析
2.3确定加工方法
第三章工件的装夹
3.1定位基准的选择
3.2确定零件的定位基准
3.3车床常用装夹方式
3.4铣槽常用的装夹方式
3.5确定合理的装夹方式
3.6夹具精度校核
第四章刀具及切削用量
4.1刀具的选择原则
4.1.1刀具选择应该注意的主要问题
4.1.2刀具的选择
4.1.3刀具材料
4.2切削用量和切削余量的计算
参考文献………………………………………………………………………
致…………………………………………………………………………
毕业设计小结…………………………………………………………………
第一章绪论
随着经济的发展和科学技术的进步，制造技术在现代工业中地位越来越重要。
机械制造工艺是机械制造技术的重要容和核心技术，精密加工、自动加工、高速加工等先进制造技术就是以制造工艺的容为基础的。
机械制造的过程是将原材料经过工艺系统中的各种加工方法变成机械产品的过程。
机械制造工艺就是以制造过程为主线，介绍零件制造的方法和技术，是包括零件机械加工与装配以及机床夹具设计为基本容的一门应用技术综合课程。
在机械加工工艺教学中，机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习车床铣床操作技术。
让学生了解相关工种，同时培养工作岗位的前瞻性；在了解知识的同时，必须要求学生掌握基本的机械加工工艺，增强系统意识，理解手动操作的自主能力，真正把学生培养成为适应各种工作环境和岗位的多面手。
车工基础工艺理论及技能有机融合，包括夹具的使用、量具的识读和使用、基准定位等，分类叙述了车床操作、数控车床自动编程仿真操作、数控车床编程与操作的初、中级容。
以机械加工中车工工艺学与数控车床技能训练密切结合为主线，常用量具识读及工件测量、刀具及安装、工件定位与安装、金属切削过程及精加工，较清晰地展示了数控车工必须掌握的知识和技能的训练途径。
对涉及与数控专业相关的基础知识、专业计算，都进行了有针对性的论述，目的在于塑造理论充实、技能扎实的专业技能型人才。
本文以与切削用量的选择，工件的定位装夹，钻孔夹具设计，加工顺序和典型零件为例，结合车床铣床加工的特点，分别进行工艺方案分析，机床的选择，刀具加工路线的确定，最终形成可以指导生产的工艺文件。
在整个工艺过程的设计过程中，要通过分析，确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最低，合理的选用定位夹紧方式，使得零件加工方便、定位精准、刚性好，合理选用刀具和切削参数，使得零件的加工在保证零件精度的情况下，加工效率最高、刀具消耗最低。
最终形成的工艺文件要完整，并能指导实际生产。
第二章工艺方案分析
2．1零件图
图1-1
2.2零件图分析
该零件是一个分油活门装置。
主要由圆柱面、槽、螺纹、和键槽等组成，尺寸标注完整，选用毛坯为优质碳素结构钢45钢。
该零件的毛坯为模锻件。
此外为提高本零件的综合质量，安排了发蓝，在60度左右进行冰水处理，以及磁力探伤。
该零件右边为一类似轴类零件钻了一个孔和前端有个螺纹孔。
左端为一个圆球被铣了两个平行平面，在平面然后钻了一个φ14的孔。
在B-B分别打4个通孔，作为分油作用。
2.3确定加工方法
加工方法的选择原则是保证加工表面的精度和表面粗糙度的要求，由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差等要求全面考虑。
从图样上分析，该零件的部分表面应以先车削后磨削。
表面A,R,B和φ14孔的尺寸精度要求很高，表面粗糙度值Ra小，所以车削后，还需要进行粗磨，精磨。
考虑加工的效率和加工的经济性车床选用CK6140，磨床选用M1432A，铣床选用XK6132。
序号
加工方法
经济精
（公差等级）
经济粗糙度值（微米）
适用围
1
粗车
IT11~13
12.5~50
适用于淬火钢以外的各种金属
2
粗车-半精车
IT8~10
3.2~6.3
3
粗车-半精车-精车
IT7~8
0.8~1.6
4
粗车-半精车-精车-滚压（或抛光）
IT7~8
0.025~0.2
5
粗车-半精车-磨削
IT7~8
0.4~0.8
主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属
6
粗车-半精车-粗磨-精磨
IT6~7
0.1~0.4
7
粗车-半精车-粗磨-精磨–超精加工（或轮式超精磨）
IT5
0.012~0.1
（或RZ0.1）
8
粗车-半精车-精车-精细车（金刚车）
IT6~7
0.025~0.4
主要用于要求较高的有色金属加工
9
粗车-半精车-粗磨-精磨-超精磨（或镜面磨）
IT5以上
0.006~0.025
（或RZ0.05）
极高精度的外圆加工
10
粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨
IT5以上
0.006~0.1
从零件图样可以看出，该零件精度要求比较高，为使其尺寸达到要求，参照上表信息，该零件外圆可以通过粗车、粗磨、精磨、研磨加工方式对零件进行加工。
拟定工艺路线时，在考虑主要表面加工的同时，还要考虑次要表面的加工和热处理，参照附录表可知，这些表面的加工顺序为：
粗车端面—铣平面—车外圆—粗磨—精磨—研磨。
要求不高的外圆表面、次要表面如退刀槽、倒角、螺纹，应在车外圆时加工。
。
渗碳安排在中间检验后以便提高表面层的耐磨性,同时保持心部有高的耐冲击能力,即强韧性。
磁力探伤安排在零件外圆精磨之后检验外圆表面是否有缺陷。
发蓝安排在研磨外圆之后，使零件表面形成形成一层氧化膜，以防止零件表面被腐蚀。
该分油活门加工顺序为:
车端面、打中心孔、拔外圆—铣平面、铣圆弧—车外圆—钻孔、镗孔—钻、扩、铰φ14—铣槽—镗孔、镗螺纹底孔—车螺纹—钻孔8*φ3—去毛刺—中间检验—渗碳—粗磨外圆—精磨外圆—磁力探伤—研磨外圆—发蓝—终检。
1.工序0-模锻毛坯
材料选取12CrNi3AYB674-73模锻如附件工艺1的零件
尺寸球体半斤为9.6±0.3mm长轴的长为95±0.3mm长轴直径Φ为12±0.3mm
2.工序5-车端面，打中心孔，拔外圆
选用C620车床，选用YT14车刀，粗车端面3mm，保证长轴长92±0.6mm.打中心孔，拔外圆，用车刀车外圆，进给量为0.4mm/r，背吃刀量为0.5mm，长轴直径为Φ11.5±0.3mm
3.工序10-车外圆
同样选用C620车床，YT14车刀，以右端面为基准，背吃刀量为1.5mm然后分别在再距右端15mm，29mm,54.5mm，77mm，87mm处开始车，进给量分别为0.4mm/r
4.工序15-铣平面，铣圆弧
选用铣床X6132,铣球面。
把零件球面向上，中间用一个V型块和一个压板夹紧固定然后铣平面和圆弧。
保证两平面平行平行度为0.1.且两平面的距离为4.2±0.1.铣刀两面各铣5.3mm。
铣后的平面粗糙度为Ra=3.2。
5.工序20-钻孔镗孔
选用钻床钻孔和镗孔，选用Φ5.5的钻头，保证钻孔深度为75±1.5mm的孔。
镗孔用镗刀镗Φ6.5mm的孔，保证孔深为13±0.2mm。
进给量为0.36mm/r。
6．工序25-铣槽
用立式铣刀在孔径铣长宽深都为1mm的槽。
7.工序30-钻，扩，铰
用Φ14mm的钻头在铣出来的平面钻孔，孔的面要和铣出的两个平面垂直，垂直度对20:
1，然后对其进行扩孔，铰孔。
孔的表面粗糙度为Ra=0.8
8.工序35-镗孔，镗螺纹底孔
用Φ6.5mm的镗刀镗孔，孔深为13±0.2mm。
9.工序40-车螺纹
用螺纹车刀车M8的螺纹，深为4.5mm螺纹退刀槽为0.8mm。
10.工序45-钻孔8*Φ3
用两个V型块两端各固定一个，用两个多位夹紧压板压住。
然后钻4个通孔，用Φ3
的钻头钻孔。
孔的圆心到右端的距离分别为17±0.2mm，58mm。
11.工序50-去毛刺
钳工去毛刺。
12.工序55-中间检验
检验各加工表面的尺寸精度和位置精度。
以及粗糙度要求。
13.工序60-渗碳
表面A,R,B渗碳，机械加工后渗碳层为0.4-0.7，Φ10上允许有渗碳层，其深为为0.1-0.2。
14.工序65-粗磨外圆
粗磨外圆公差等级为IT7粗糙度Ra=0.8工序余量0.02mm
15.工序70-精磨外圆
精磨外圆工序余量0.02公差等级IT=6粗糙度为Ra=0.3
16.工序75-磁力探伤
对零件进行磁力探伤，检验部是否有裂纹。
17.工序80-研磨外圆
研磨外圆要求达到尺寸∅11h6公差等级IT6表面粗糙度为Ra=0.1工序余量0.02mm
18.工序85-发蓝
除表面A,R,B发蓝，保护零件表面。
19.工序90-终检
检验尺寸要求和表面粗糙度，以及位置精度，以确定零件是否合格。
第三章工件的装夹
3.1定位基准的选择
在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。
定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。
合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。
（一）粗基准的选择
粗基准的选择，主要影响不加工表面与加工表面的相互位置精度以及影响加工表面的余量分配。
因此，选择粗基准要遵循一些基本原则：
（1）合理分配加工余量原则
1若工件必须首先保证某重要表面的加工余量，则应选择该表面作为粗基准。
2在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件上每个表面都要加工，则应该以加工余量最小的表面作为粗基准。
（2）保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则。
在与
（1）相同的前提条件下，若零件上有的表面不需要加工，则应该以不加工的表面中雨技工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准以达到厚壁均匀外形对称等要求。
（3）便于装夹原则。
选用粗基准的表面应尽量平整光滑，不应该有飞边、浇口、冒口及其他缺陷，这样可减少定位误差，并能保证零件夹紧可靠。
（4）粗基准一般不得重复使用原则
当毛坯是精密铸件时，毛坯的质量很高，如果工件的加工精度要求不高，这时可以重复使用某一粗基准。
（二）精基准的选择
精基准的选择应从保证零件的加工精度、特别是加工表面的相互位止精度来考虑，同时也要照顾到装夹方便，夹具结构简单。
选择精基准一般应该遵循以下原则：
（1）基准重合原则
选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。
（2）基准同一原则
应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。
这样做可以简化工艺规程的制订工作，减少夹具设计、制造工作量和成本，缩短生产准备周期；由于减少了基准转换，便于保证各加工表面的相互位置精度
（3）自为基准原则
某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。
（4）互为基准原则
当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。
（5）便于装夹原则
所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。
根据以上原则，粗基准：
以外圆柱面为粗基准；
精基准：
以被铣的球心和右边端面圆心为精基准。
3.2确定零件的定位基准
轴类零件的定位基准，最常用的是两中心孔。
而我们的零件却不能用这个方法定位的，我们这个分油活门零件应该用三爪卡盘夹紧固定住零件球面那一端，加工右边轴长零件，以右边端面为基准。
3.3车床常用的装夹方式
1）在三爪自定心卡盘上装夹。
三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。
该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。
2）在两顶尖之间装夹。
对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。
该装夹方式适用于多序加工或精加工。
3）用卡盘和顶尖装夹。
当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住，另一段用后顶尖支撑。
这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确，应用较广泛。
4）用心轴装夹。
当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装夹。
这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确。
3.4铣槽常用的装夹方法
1）用机用虎钳安装。
用机用虎钳安装适用于在中小短轴上铣键槽当工件直径有变化时，工件中心在钳口也随之变动，影响键槽的对称度和深度尺寸。
但装夹简便、稳固，适用于单件生产。
若轴的外圆已精加工过，也可用此装夹方法进行批量生产。
2）用V形铁装夹。
V形铁装夹适用于长粗轴上的键槽铣削，采用V形铁定位支撑的优点为夹持刚度好，操作方便，铣刀容易对中。
其特点是工件中心只在V形铁的角平分线上，随直径的变化而上下变动。
因此，当铣刀的中心对准V形铁的角平分线时，能保证键槽的对称度。
在铣削一批直径有偏差的工件时，虽对铣削深度有影响，但变化量一般不会超过槽深的尺寸公差。
在卧式铣床上用键槽铣刀加工，当工件的直径变化时，键槽的对称度会受影响。
3）工作台上T形槽装夹。
将轴件直接安装在铣床工作台T形槽上并使用压板将轴件夹紧的情况，T形槽槽口处的倒角相当于V形铁上的V形槽，能起到定位作用。
当加工直径在20—60mm围的长轴时，可直接装夹在工作台的T形槽口上，而阶梯轴件和大直径轴件不适合采用这种方法。
4）用分度头装夹。
如果是对称键与多槽工件的安装，为了使轴上的键槽位置分布准确，大都采用分度头或者是带有分度装置的夹具装夹。
利用分度头的三爪自动定心卡盘和后顶尖装夹工件时，工件轴线必定在三爪自定心卡盘和顶尖的轴心线上，工件轴线位置不会因直径变化而变化，因此，轴上键槽的对称性不会受工件直径变化的影响。
5）轴专用虎钳装夹。
使用轴专用虎钳装夹轴类零件时，具有用机用虎钳装夹和V形铁装夹的优点，装夹简便又迅速。
3.5确定合理的装夹方式
粗车时用三爪卡盘夹紧，半精车、车螺纹和磨削外圆时用双顶尖装夹，钻φ14的孔的时候，用左端用一个圆柱销顶住，在零件中间用一个V型块，和一个平面压板压住，最右边用个辅助支撑托起要钻的那个孔。
3.6夹具精度的校核
工件上被加工孔Φ14M7的位置尺寸如图，分别为9.5
mm,105
mm。
对所设计的钻孔夹具是否确保工件的精度要求，下面进行有关误差的分析和校核：
（1）影响105
mm的误差分析。
1）由于基准重合，所以定基误差
2）由于这里是平面定位，定位误差
很小，可以忽略不计。
3）因为夹紧力所引起的变形对该原始尺寸没有影响，则夹紧所致的误差
为零
4）钻磨在钻床上安装的不准确并不影响孔的位置尺寸，所以不考虑
5）调整误差
可分为两项，一项是钻套座孔轴线对定位端面的距离尺寸的平均尺寸，此处是105
mm，其值可取工件相应尺寸公差的1/3-1/5，如今按1/4取值为
0.1mm；另一项是钻套外圆的同轴度允差，一般取0.01-0.005mm，今取0.01mm，这两项之和为0.21mm。
6）钻头在加工中的偏斜。
因垂直于工件轴线的孔很浅，应按偏移考虑，其最大偏移量为钻头和钻套孔之见的最大间隙。
该工序使用的钻头直径为Φ14
mm，钻套径按F8选取为Φ14
mm，假定允许钻头的磨损量为0.02mm，则在钻头磨损后的最大偏移量为0.008+0.028+0.02=0.056mm。
以上各项误差的极限值相加为：
0.21+0.056=0.266
0.8mm
说明诸项误差之和小于原始尺寸的允差值0.8mm，所以该夹具能够保证工件的精度要求。
（2）影响尺寸9.5
mm的误差分析。
1）1）由于定位基准和原始基准重合，故
2）定位误差
，即基准孔
3）因为夹紧力所引起的变形对该原始尺寸没有影响，则夹紧所致的误差
为零
4）钻磨在钻床上安装的不准确并不影响孔的位置尺寸，所以不考虑
5）调整误差
可分为两项，其一是定位轴到钻套座孔轴线的距离公差，其值扔为按工件相应尺寸的其值可取工件相应尺寸公差的1/3-1/5，如今按1/4取值为
0.1mm；另一项是钻套外圆的同轴度允差，一般取0.01-0.005mm，今取0.01mm，这两项之和为0.21mm。
6）钻头的引偏量，被加工的孔很浅，应按偏移考虑，其最大偏移量为钻头和钻套孔之见的最大间隙。
该工序使用的钻头直径为Φ14
mm，钻套径按F8选取为Φ14
mm，假定允许钻头的磨损量为0.02mm，则在钻头磨损后的最大偏移量为0.008+0.028+0.02=0.056mm。
以上各项误差的极限值相加为：
0.21+0.056=0.266
0.3mm
说明诸项误差之和小于原始尺寸的允差值0.3mm，所以该夹具能够保证工件的精度要求。
综上所述该家具满足零件的精度。
第四章刀具与切削用量
4.1刀具的选择原则
4.1.1刀具选择应考虑的主要因素
刀具分两大系统：
车削系统和铣镗削系统。
机床必须有与其相适应的切削刀具配合，才能充分发挥作用。
刀具要求精度高、刚性好、装夹调整方便，切削性能强、耐用度高。
合理选用既能提高加工效率又能提高产品质量。
刀具的选择是根据零件材料种类、硬度，以及加工表面粗糙度要求和加工余量等已知条件来决定刀片的几何结构（如刀尖圆角）、进给量、切削速度和刀片牌号等。
刀具选择应考虑的主要因素如下。
1）被加工工件的材料和性能。
如金属、非金属，其硬度、刚度、塑性、韧性及耐磨性等。
2）加工工艺类别。
如车削、钻削、铣削、镗削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。
3）加工工件信息。
如工件几何形状、加工余量、零件的技术指标。
4）
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