液压系统中截止阀的钻孔夹具设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 题目： 液压系统中截止阀的钻孔夹具设计 专用夹具设计 ： 本论文主要所要钻的孔为截止阀的俯视图中的 7 个直径为 7毫米的孔，而本论文的所要达到的目的就是设计一个专用夹具，保证在加工该截止阀的 7个孔 是能够达到以下目的： 1、稳定保证工件的加工精度。 用夹具装加工件是，工件对于刀具及机床的位置精度要由夹具保证好，受工人技术水平和加工操作的影响小，是一批工件的加工精度趋于一致。 2、减少辅助工时，提高劳动生产率 3、扩大机床的使用范围，实现一机多能 可以从以下几个方面考虑入手： 加工 7个孔，这里采用工件移动而刀具不动的 方式。 (1)定位基准的选择 (2)定位方案和定位元件设计 考虑该零件表面结构的不规则性但有较高精度的孔需要加工，定位基准选择 “ 一面双孔 ”是最佳的方法。 (3)定位误差分析 及其相应计算 (4)切削力及夹紧力的计算 根据 机械加工工艺手册可查铣削力计算公式 (5)夹紧方案和夹紧元件设计 (6)夹具设计及操作的简要说明 作图 零件图、夹具图（包括一个加工底面 5个孔的夹具图和另一个 2个孔的夹具图）、 夹具总装配图 以及相关的图。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 绪论 题分析及其对策 代制造业的发展状况 金属切 削加工是指利用刀具切除被加工零件多余材料的方法，是机械制造行业中最基本的加工方法，金属切削加工过程是由金属切削机床来实现的。金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器。 在现代机械制造行业中，随着加工零件方式多样化及工艺合理化的发展的要求，加工零件的方法也呈现出多样化，如：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压和辊轧等，在这其中机床切削加工的工作量约占总制造工作量的40% 60%(其中钻床占 ,所以在目前的机械制造行业中金属切削机床是主要的加工设备。而机床的技术性能又直接影响 机械制造行业的产品质量和劳动生产率，所以为了提高国家的工业生产能力和科学技术水平，必须对机床的发展作出新的要求。 随着机械工业的扩大和科学技术的进步，尤其是计算机的出现和数控技术的发展，我国的机械制造行业正朝着自动化、精密化、高效率和多样化的方向发展。 我国机床工业自 1949年建立以来，虽然在短短的时间内取得了很大的成就，但与世界先进水平相比还有较大的差矩。就现状看，主要表现在：我国机床工业起步晚、技术不成熟；大部分高精度和超精度机床的性能还不能满足要求，精度保持度也差，特别是高效自动化和数控机床的产量、技 术水平和质量等方面都明显落后。据有关部门统计我国数控机床的产量仅是全部机床产量的 产值数控化仅为 至 1990 年底）；我国数控机床基本上是中等规格的车床、铣床和加工中心等，而精密、大型、重型或小型数控机床还远远不能满足要求；另外我国机床在技术水平和性能方面的差矩也很明显，机床理论和应用技术的研究也明显落后。所以我们要不断学习和引进国外先进科学技术，大力发展研究，推动我国机床工业的发展。 题的提出 由以上现状分析我们可以看出，在机床加工中钻床的加工工作量在总制造工作量中占有很大的比 重。钻床为孔加工机床，按其结构形式不同可以分为摇臂钻床、立式钻床、卧式钻床、深孔钻床、多轴钻床等。主要用来进行钻孔、扩孔、绞孔、攻丝等。长期以来我国的机械机械制造工业中孔类加工多数由传统钻床来完成，但是传统的钻床在大批量生产时存在许多的不足之处： （ 1）自动化程度不高 .，难以进行大批量的生产； （ 2）工作效率低，且工人的工作环境恶劣； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 （ 3）占用人力较多，操作固定不变易出错； （ 4）精度不高，工件装夹费时； （ 5）加工产品质量不高； 针对以上传统钻床的不足之处及生产中存在的问题，我们有必要对传统钻床进行结构 改进。通过对传统钻床手动的进给系统、夹紧系统及人工送料系统的改进和设计 ，从而提高产品质量和生产效率，实现自动化，降低劳动强度及工作量。 题的分析以及解决方案 当前传统钻床问题的存在主要在于自动化程度、生产效率、工作环境及产品质量。在生产过程中，手动的操作、繁锁的装夹、大量生产力的投入和单一的生产流程导致了钻床加工的自动化程度低、生产效率低、工作环境恶劣和产品质量不高，因此，我们要解决的问题在于如何实现钻床加工的自动化、减少生产力的投入生产和与其它工艺流程相结合，同时也要考虑经济问题。 经过分析 ，我们可以从机构设计和控制系统两方面去考虑。通过对钻床机构的改造来实现自动化控制的要求，提高产品的加工精度及质量；通过导入先进的控制系统来进行自动操控，从而实现自动化，便于导入到其它生产流程中去。为了解决问题和便于设计改造，我们将钻床分为传动系统、进给系统、夹紧系统、送料系统和控制系统五个部分，下面分别对各部分的问题提出解决方案： （ 1）传动系统 为满足改进后的加工及工作要求，在作出相应的计算后对传动系统进行改进和调整。 （ 2）进给系统 传统的钻床主轴进给系统主要由主轴、主轴套筒、主轴套筒镶套、齿轮齿条和轴 承等组成。主轴在加工时即要作旋转运动，也要作轴向的进给运动。机床主轴被装置在主轴套筒内，套筒放置在主轴箱体孔的镶套内，主轴上侧由花键连接。机床加工时，旋转运动由花键传入，而进给运动则由齿轮通过齿条带动套筒在镶套内运动。为了实现自动化控制的要求，主轴进给机构改进主要有：主轴旋转运动依然由电动机传入，而进给则由液压传动替代手动的齿条传动，通过液压控制系统来实现进给动作。 （ 3）夹紧系统 传统钻床的夹紧主要是手工操作，由夹具夹紧工件。为了便于实现自动化控制，工件夹紧由夹具完成，动力源由夹紧液压缸导入，通过液压控制 系统来实现夹紧动作的自动化。 （ 4）送料系统 在生产过程中，钻床的送料主要由人工输入，这使得投入了大量的生产力，消耗了大量的工时，使的生产率不高，为此我们通过导入自动送买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 料系统来减少生产力的投入和工时的消耗。自动送料系统机构传动要根据生产的需求作出相应的设计需求，动力源可由电机或液压系统传入，二者均可实现自动化控制。 （ 5）控制系统 当前机床控制系统主要由计算机数控、继电器电气控制和于继电器电气控制系统，其联动关系复杂，维修困难，故障率高，经常影响正常生产，计算机数控造价高、系统复杂，而 价低、抗干扰能力强、柔性好、编程简单、使用方便、扩充灵活、功能完善，所以我们利用 紧系统和送料系统的液压控制系统的控制。 文研究的内容及目标 本文主要是通过应用机床设计的一般方法对传统钻床的机构和控制系统进行设计及改进。研究的主要内容是普通台式钻床传动系统的改进、进给系统的设计、进给系统液压缸的设计和 中重点在于进给系统、进给系统液压缸和 给系统设计主要是解决主轴高速旋转与轴向进给两个自由度 的实现；进给系统液压缸设计包括液压缸的设计、液压缸与主轴的配合和液压缸油路控制； 制系统的设计主要是通过应用 我们通过对传统台式钻床的改进及设计，要达到的目标在于通过改进钻床能够实现工作自动化，最终能满足以下要求： （ 1）能实现自动化连续生产，改善产品加工质量，提高生产效率； （ 2）降低工作人员劳动强度和工作量； （ 3）钻床系统工作平稳，满足工作要求； （ 4）经济因素合理； 章小结 本章节主要对现代机械制造业作了简单的总概括 ，并对机床切削加工作出分析。提出当前金属切削加工中存在的一些问题，以及针对钻床加工现存的缺点作出剖析，提出对传统钻床改造的必要性和可行性，并对改造的任务和目标作出简述。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 具的设计 在本次夹具设计中，指导老师指定设计钻 孔的夹具，利用本夹具主要用来钻圆周面上孔，加工时要满足粗糙度要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 2 2 定位基准的选择 由零件图可知：定位、夹紧方案有： 方案：选底平面、 60 9H 外圆和侧面定位，即两面、与一个外圆定位，夹紧方式选用螺母在心轴上夹紧。该心轴需要在上面钻孔，以便刀具能加工工件上的小孔。 方案：选一面两销定位方式， 60 9H 工艺孔用短圆柱销， 28 用棱形销定位，夹紧方式用操作简单，通用性较强的上下移动螺旋夹柱来夹紧。 分析比较上面二种方案：方案中的心轴夹紧、定位是不正确的， 60 9H 外圆端是不加工的，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破 坏定位。心轴上的开孔也不利于排销。 通过比较分析只有方案满足要求， 孔 28 其加工与孔 60 9H 的轴线间有尺寸公差，选择小头孔和大头孔来定位，从而保证其尺寸公差要求。 图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择底平面和两孔为定位基准来设计钻模，从而满足孔的加工要求。工件定位用底面和两孔定位限制 6个自由度。 根据零件的形状，我们可以选择以平面定位或以工件中心圆孔定位。在夹具设计过程中尽量以设计基准为定位基准，以便减小加工误差。所以在这 道设计中采用以 60 9H 的内表面以及 28 的端面为定位基准。 位原理 在机械加工过程中，为了保证工件某道工序的加工要求，必须使工件在机床上相对于刀具处于正确的相对位置。当采用机床夹具安装一批工件时，是通过夹具来实现这些要求的。要实现工件在机床上相对于刀具占有一个正确的加工位置，必须做到以下三点： . 使一批工件在夹具中都占有一致的正确的加工位置； . 使夹具在机床上占有正确的位置； . 使刀具相对于夹具占有正确的位置。 工件在夹具中定位， 就是要使工件在夹具中占据正确的加工位置，这就可以通过设置定位支承点，限制工件的相对运动来实现。工件在没有采取定位措施之买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 前，可视为一个处于空间自由状态的刚体，根据运动原理学可知，任一刚体在空间直角坐标系中都有六个自由度，即沿三个坐标轴轴向移动的自由度，分别用X 、 Y 、 Z 来表示；绕三个坐标轴的转动的自由度，分别用 X 、 Y 、 Z 来表示。由此看来，未限制六个自由度的工件的位置是不确定的，当然也是无法加工的。因此要使工件在夹具中处于正确的位置，必须对影响工件加工面位置精度的相应自由度进行限制。 工件的六个自由度都是客观存在的，是工件在夹具中所占空间位置确定的最高程度。也就是说。工件最多只有六个自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夹具中该方向的位置就确定下来。工件在夹具中定位，意味着通过定位元件限制工件相应的自由度。 位元件的分析 在连接座的加工过程中，因为该零件 较为复杂，加上零件的特殊性，因此在设计过程中设计定位板一块来限制零件的自由度，定位板限制了零件的 X 、 计一拉杆限制了零件绕 Z 轴旋转的方面，一共限制了零件的五个自由度，达到不完全定位状态。 不完全定位可分为下列两种情况： . 由于工件的加工前的结构特点，无法也没有必要限制某些方面的自由度； . 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位时允许某些方面的自由度不被限制。 紧元件的选择 工件在夹紧过程中应避免夹紧元件跟工件进行点接触。因为在点接触的过程中，即使有很小的夹紧力也可以产生很大的应 力，由于定加工过程产生的误差在夹紧上经常会出现点接触的情况。但是后面还要考虑液压缸的活塞杆与工作台的相对位置安装误差，必须进行自位平衡，则钻模板和夹具体之间采用铰链连接，使钻模板形成自位平衡。本次设计中钻模板材料为 45钢，其外还有自制导轨。 钻套装在衬套中，而衬套则是压配在夹具体上或钻模板中。钻套有固定钻套，固定钻套直接压入钻模板采用 67 67 合，磨损后不容易更换，适用于中、小批量生产或用来加工孔距较小以及孔距精 度较高的孔。 可换钻套：可换钻套装在衬套中，而衬套则是压配在夹具体或钻模板中。钻套由螺钉固定，以防止转动。钻套与衬套间采用 67 67 合，钻套磨损后，可以迅速更换。适于大批量生产。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 快换钻套：当要取出钻套时，只要将钻套朝逆时方向转动使螺钉头部刚好对准钻套上的削边上面，即可取出钻套。 在这次设计中我选择可换钻套，因为是大批量生产。但是本道工序里要用自制钻套和衬套，必须把钻套和衬套加长来保证精度和它的高度。快换钻套如图所示： 图 4换钻套 削力及夹紧力的计算 钻该孔时选用：台式钻床 具用高速钢刀具。 由参考文献 5查表 721 可得： 切削力公式： 1 f K式中 6D 0 /f m m r 查表 821 得： 0 ()736其中： 即： 9 5 5 ( )际所需夹紧力： 由 参考文献 5表 1 2 12 得： 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 有：120 . 7 , 0 . 1 6安全系数 ： 6543210 式中：60 全系数， 见 参考文献 5表 121 可得： 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 5 6K 所以 9 5 5 . 0 8 1 . 5 6 1 4 8 9 . 9 2 ( ) F N 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 取 ，1 ，2 查参考文献 51 2 26 可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算： )( 210 考文献 5可查得： 901 0592 2 29 其中： 33( )L )(80 螺旋夹紧力：0 4 7 4 8 )上述计算易得： 0 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。 差分析与计算 该夹具以底面、两孔为定位基准，要求保证被加工和孔粗糙度为 孔次性加工即可满足要求。 由 参考文献 5可得： 两定位销 的定位误差 ：11 1 m i D d 1 1 2 21 m i n 2 m i n. 2D d D a r c t g L 其中： 1 0 2D ，2 0D 1 0 1d ，2 0 3d 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 1，2 m i n 0 4 且： L=135得 0 3DW . 0 3 2JW 夹紧误差 ： co s)(m a x 其中接触变形位移值： 1( ) ( )1 9 . 6 2 a Z a Z l 查 5表 1 2 15有10 . 0 0 4 , 0 . 0 0 1 6 , 0 . 4 1 2 , 0 . 7R a z H C n 。 c o s 0 . 0 0 2 8j j y 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差： 取 误差总和： 0 . 0 8 5jw 6 6 夹具设计及操作的简要说明 本夹具用于在钻床上加工 7孔。工件以底平面、两孔为定位基准，在定位上实现完全定位。采用手动螺旋压柱机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 设计总结 此次毕业设计是我们对本专业知识的一个综合运用练习，也是我们在学本专业最后的专业课机械制造技术基础和机械装备后的一次检验。这也是我们在校期间的最后一次设计，这不仅反应得出我们在学习上的知识度，也为我们在毕业前 的做的最后一次练习，更为我们以后在社会实践积累到一定的宝贵经验。 本次毕业设计拥有三个月的时间来完成，在这三个月里，从一张仅有的零件图到我们写完整个设计报告书和画出所有必须的设计图，每一个环节都是一个从无到有的