SPE175左箱体缸头结合面圆盘铣夹具设计毕业论文.doc

本科毕业设计说明书（论文）第1页共29页1引言1.1课题的来源及研究意义四年的大学生活接近尾声时，我们进行了为期近四个月的毕业设计。毕业设计是对大学四年来我们所学到的基础知识和专业知识的一次系统性的总结与综合运用，同时也是培养我们分析问题和解决问题能力的良好的机会，而且毕业设计也是大学教学的最后一个重要环节。因此，认真踏实地做好这次毕业设计不仅意味着我们能否顺利毕业，而且对今后我们走上工作岗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意义。另外，毕业设计还可以培养我们独立思考，开发思维和协调工作的能力，这对今后踏入社会以后能否尽快地适应社会也有很大的帮助。机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。这是因为工业、农业、国防和科学技术的现代化程度，都会通过机械工业的发展程度反映出来。人们之所以要广泛使用机器，是由于机器既能承担人力所不能或不便进行的工作，又能较人工生产改进产品的质量，特别是能够大大提高劳动生产率和改善劳动条件。机械工业肩负着为国民经济各个部门提供技术装备和促进技术改造的重要任务，在现代化建设的进程中起着主导和决定性的作用。所以通过大量设计制造和广泛使用各种各样先进的机器，就能大大加强和促进国民经济发展的力度，加速我国的社会主义现代化建设。由机械制造工艺系统的组成机床、工件、刀具和夹具可看出夹具在机械加工中占有很重要的地位。尤其在成批生产时更是大量的采用机床夹具。它们是机床和工件之间的联结装置，使工件相对于机床或刀具获得正确位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一。本研究课题是以江苏林海动力机械集团的SPE175发动机左箱体缸头结合面转盘铣夹具为设计对象，目的是对箱体上表面进行铣削加工。江苏林海动力机械集团是集科工贸及金融与大专院校于一体的由60多个成员单位组成的跨行业、跨地区的大型企业集团，林海集团是江苏林海动力机械集团公司的简称。企业始建于1956年，具有五十年研制和生产小型动力及配套机械的历史，有专业生产线和柔性生产线组成的国内一流的生产制造系统，有达到国家一级计量水平的计量检测系统，有动力试验中心和CAD开发中心组成的研究开发系统等，具备了强大的产品开发能力。企业主要生产摩托车、摩托车发动机、特种车辆、小型汽油机、小型汽油发电机组、林业机械、本科毕业设计说明书（论文）第2页共29页消防机械等七大类100多种规格的产品。本次设计将根据企业的自身要求，以现有的加工设备为基础，为SPE175发动机左箱体缸头结合面的铣削加工设计专用的夹具，在满足生产要求的基础上提高生产率，并尽量节约成本。同时通过本次设计，培养学生综合运用所学基础理论、专业知识和各项技能，着重培养设计、计算、分析问题和解决问题的能力，进而总结、归纳和获得合理结论，进行较为系统的工程训练，初步锻炼科研能力，提高论文撰写和技术表达能力，为实际工作奠定基础。1.2机床夹具概述1.2.1夹具的概念在金属切削机床上加工工件时，为了保证加工表面的尺寸、几何形状和相互位置精度，应使工件相对刀具和机床切削成形运动有正确的位置，然后将工件夹紧固定以完成安装过程。在机床上用于安装工件的工艺装备称为机床夹具。夹具在工艺装备中占有十分重要的地位，它对保证工件的加工精度、提高生产效率、降低生产成本、扩大机床使用范围等方面具有重要的作用，尤其在成批生产时更是大量的采用机床夹具。机床夹具的好坏将直接影响工件加工的质量，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一。1.2.2机床夹具在机械加工中的作用（1）可靠和稳定地保证工件的加工精度（2）提高劳动生产率和降低加工成本（3）减轻劳动强度（4）扩大机床的工艺范围1.2.3机床夹具的基本组成就夹具组成元件的功能来看可以分为：（1）定位元件及定位装置（2）夹紧元件及夹紧装置（3）导向元件（4）对刀元件及定向元件（5）夹具体（6）其他元件及装置本科毕业设计说明书（论文）第3页共29页1.2.4机床夹具的类型机床夹具的种类很多，形状千差万别。为了设计和制造上的方便，往往按某一属性进行分类。常见的分类有以下两种：（1）按夹具的通用特性划分如通用夹具、专用夹具、可调夹具、成组夹具、组合夹具、随行夹具。（2）按所使用的机床划分如车床夹具、铣床夹具、镗床夹具、磨床夹具和钻床夹具等等。1.2.5夹具发展变革机械制造业经过了漫长的发展历程，从远古简单的石器打磨，到现代工业的数控加工，已经摆脱了手工作坊的作业方式，进入集团化生产、专业化协作的生产阶段。而夹具随着机械制造模式的改变也经历了变革。在科技高速发展的今天，为了使企业整体的数字化和现代化加工技术能够得到更快的发展，就要使夹具设计和数字化、现代化加工技术相结合，解决好夹具设计制造过程中的一系列问题，企业在产品制造过程中的许多疑难问题就会迎刃而解。1.3机床夹具在国内外的发展趋势夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。1.3.1高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达±5m，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler（戴美乐）公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为±0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内；夹具重复安装的定位精度高达±5m；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。当然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择1。1.3.2高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和本科毕业设计说明书（论文）第4页共29页液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用12秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens（杰金斯）公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用1。1.3.3模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统1。1.3.4通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国demmeler（戴美乐）公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值1。1.4本设计主要研究内容本设计研究内容主要包括以下几个方面：(1)方案制定与选择(2)夹具部件结构设计(3)气动控制单元设计(4)典型零部件的强度校核(5)切削用量的选择及刀具的选择