HT150箱体盖孔立式镗床夹具设计【毕业论文+CAD图纸通过答辩】
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EM * * *y EM of in is a in to of in of in in a at a to in . is a It to is by as of so 1. It is to by It by As a is is in of 2, 3. is a of to be in of or in be It is in of an is a of is so in be 4 In of of is it is PH in to So by EM PH It of F n is of is in PH is of PH is a of a is an of be by of 7, 8. PH is 9. as be by of a of of by of , (1) = yh,d()()( is it is )()(1)( , (2) d is h is +=2021)2(2501750511)( (3) is a h is an of In to to is . h of It of It of h (4) PH is a is h. In it be in be of is As 1, is of *is by of 20060145017 By is . of is PH EM n PH of ts by of 10 121+ (5) fn,fs,l is 5 is of In to as is a 4 of is PH 0 0 0. B. an It is is 10 ()()1+=01, (6) is C 0is ( is is It is as of 16to 1 F 123456) ) C) P) 00 0 00 0of y, z of of PH be by of h0( as 4. of to It of in 3 3D of h 1 2 of F A. n of 5 0m/s. 5(a) it be at It is up is 5 at of is in of to up on of As 5(b), in is in is in of in as 5(c). 5(d) it be of to in in of in 6 of of in It be in is up at at B. of 7 it be in a In of of at is up to It a in a C. of of it be at in of of at of at a to as 8). is in of is 9. It be at is It is up to to 6 of 4 PH h0 hh 5 of a) t=b) t=c) t=d) t=7 of of . ) EM PH of it is in of 2) is a in to of 3) in of in 2001. 2 . “of 4715822004. 3 M. et “ 110, 5, 192001. 4 R. “in a 14, 3, 1812006. 5 W. E. “ 87, 12531995. 6 C. M. S, “ 7 f PH 8 “of 9 “to 1019989 of 10 at in it be of is of at a to is in y my I my to my my me in to me me my of 85, 879007. M. M. “of 306I, I, 6972006. 13, 3, 2662004. C. et al, 49, 7, 982007. to 10 of at a) of b) of ue 08 金属 基于 数值仿真和分析 * * * * 摘要 通过使用有限元法和 金属材料的切削过程模拟和切割机制耦合方法 中 对其结构 进行了分析。仿真结果表明，切削过程是一个塑性变形 的 过程 ，切削层材料由于刀具 的 挤压 产生 剪切滑移 ， 产生 挤压和摩擦，切割形成的 冷却 表层材料 ，是受 塑性变形力的结果，形成残余应力 ;切削力迅速增大后减小，最终变化在一定范围内，最大有效应力在一定 范围内处于 不同的稳定切削阶段的最前沿。 关键词：金属切削 ;数值模拟 ，有限元法 ; 金属切削过程是一个复杂的加工工艺。它不仅涉及到弹性，塑性和断裂力学，而且涉及到摩擦学和热力学。切割质量受许多因素影响，如工具的形状，切削参数，切削热，切削刀具磨损等 1。这是 个 非常不 理想 的定量分析和研究分析方法 的 削减机制。它浪费了 实验检错 工时，增加生产成本。作为金属切割新的研究方法，机制，计算机模拟方法 更 简便，高效。其中，有限元方法是使用最广泛的金属切削仿真方法 ，并得到了一些重大的成就 2， 3。有限元方法是一种网格方法。分离的标准和断裂准则的芯片要人为地设置在金属切 削模拟过程中，或在切削变形区的网格 中 将被扭曲。这是不完全符合实际情况的 一种方法 。无网格法的发展提供了一个问题的有效解决方案。光滑粒子流体动力学（型号为 一种成熟的无网格方法。仿真模型建立与散粒子 的产生 ，在这么大金属切削变形过程 中 可有效解决4 在连续介质的机械变形仿真 中 ，有限元法的效率比 ，但不如在仿真 过程中 涉及到大变形，不连续的媒介。因此，文件模拟金属切削 基于 行 有限元方法和 补充了单一方法的缺点。 在 仿真模型建立离散粒子。粒子的质量 在 固定的坐标系统中是固定的 。因此 的基本方程，也 是 能量守恒方程和固体材料本构方程。在 场物理描述的流动的粒子， 设定其 具有一定的速度 。每个粒子是一个流场特性的插值点。整个解决方案可以得到由这些粒子 组成 的插值函数 7， 8。 9。任何宏观变量（如密度， 气压 ，温度等）可以得到由粒子 组成 的无序的一整套插值。粒子的相互作用 用 插值函数表示。近似粒子功能 hf(x)= f(y)W(h) (1) 其中 值内核），它 的 表述如下： W(x,h)=(1 (x) (2) 其中 辅助值 是 (u)= C0)2(2211 (3) 其中 平滑长度 H 是计算效率和精度 的 具有重要影响 的 因素。为 了避免负面影响 ，由于材料压缩和膨胀，变化平滑的长度是由 W. 平滑长度 是 动态 的， 随时间和空间变化。它 随着 粒子之间的距离的 增加而 增加。 随着 粒子之间的距离 减少而减少 。它的变化范围为 h0h (4) 其中 半径为 h，在每个时间段内 ，这些粒子在该地区的。因此，必须执行搜索。 桶 搜索算法 应用 的分类方法是用于在 。如图 1所示，第一，整个区域 划分为一些次区域，然后 在 每个粒子及其邻区地区的搜查。通过使用搜索方法，计算大大减少。 图 1 桶 分类和 本区域 搜索 建模与仿真 A 合模型 在这篇文章里 ，大变形的 以及工件 小面积 变形和刀具的建模与拉格朗日网格 有关 。图 2显示了耦合 格 . 图 2 耦合 这个 颗粒示意图左边的部分是 它的 右边部分是拉格朗日网格。 失败连合接触的标准 10是 1, + 2, 1 (5) 其中 fu,fs,fu,fs,正应力 ， 剪应力， 正常的破坏应力和 失效的剪应力 ， m1,数的正应力和剪应力 。 有限元网格 为了减少计算时间，简化了仿真模型，如图 3 所示。工件是一个 6毫米（长） 4毫米（高） ） 的长方体 。有限元网格大小为 削变形区是仿照与 径）。刀具前角 0为 10 ，后角 0为 6 。 工件材料是 45 号钢 模型，适用于钢 的 物质模型 有任意的压力与 疲 劳曲线 和各向同性的 塑性 。 疲劳比率 使用考贝 释 。之间的应变率和屈服应力的关系 10是 Pe 011 （ 6） 其中 是应变率， 0是初始屈服应力和 有效的塑性应变硬化作用 。 刀具材料的硬质合金（ 它的硬度和强度远高于工件。它被认为是弹性体。表 1 列出了刀具和工件，其中一些材料特性1. 及 有效塑性应变值 1. 表一 磁特性刀具和工件 单位 ： 性率 (E) 泊松比 密度 () 应变率参数 (C) 应变率参数 (P) 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 工件 200 00 5 割工具 600 0实际上也反映了固体颗粒颗粒附近的 2如图 4所示。 虚拟 的 物理 粒子和固体颗粒的数量对称 于 固定边界 上 。因此，虚 拟 粒子可以产生约束的固体颗粒。它使固体颗粒速度保持在零值，而无法穿透边界。 固体颗粒 虚粒子 平滑的长度 初步平滑长度 图 4 仿真结果分析 A. 切屑 的形成 本文 对 切割变形和 45号钢 的 切屑 的形成过程进行了模拟。切割速度0米 /秒 ， 切削深度为 图 5（ a）可以看出 ，存在于边缘之间的工具和切削层材料接触带 有较 大的接触应力。 值高于 生产 的 45钢的强度。因此，在接触带的物质产生不可逆变形，其他区的材料仍然 处于 弹性状态。随着工具的不断移动，边 上的 工具和切削层逐渐增加接触面积。切割层材料 堆 积 在刀面上 。 材料的 内应力 逐渐增加。如图所示 5（ b），小 变形区有效应力远高于屈服强度。 (a) t= (b) t=c) t= (d) t= 5 变形过程中的切削层材料 因此，在小变形区材料是塑料的状态。 刀具 切削 材料和流动挤压后，在向上沿刀面 程 塑性状态 推 动材料。 切屑 的材料 从 表格 可以看出 ，流出的 主要变形区，如图所示 5（ c）。从图 5（ d） 可以看出，表面层的组成物质的内部结构发生变化，并存 在于表层形成的残余应力。仿真过程表明，挤压和摩擦，切割形成的冷 却 表层材料 是 塑性变形力的结果，并形成残余应力。 图 6 显示了工件 在金属切削过程 中 的最大有效 应力变化曲线 。可以看出，最大有效应力急剧增加的起步阶段。 最 高 值 在 达 后下降。在这个时候 切屑 逐渐 形 成 。最高有效应力变化，最终在 时间（ 图 6 变化曲线的最大有效应力 B. 切削力分析 从图 7可以看出，切削力急剧增加，然后下降，最终在一定范围内变化。在金属切削过程中，随着接触面积刀具和切削层材料 变化 ，切削力和在接触带的内应力增加物质逐渐增加。 时间（ 当内应力达到屈服强度 时 ， 材料 产生 剪 应力 ， 切屑 从主要变形区域流出 。它使切削力减少一点。材料屈服和 切屑 形成不断发生，因此减少在一定范围内 的 力波。 C. 分析应力和应变刀具 从动态模拟过程可以看出， 首次切削 存在着 较 大的接触应力。随着切割 进行 ，材料变形向上沿刀面和前刀面挤压动作。在刀面最大接触应力 点 向上移动了。 在 切屑 形成以后，最大有效的应力波在某一处 达 到最 大值 （如图所示 8）。因此，切削刀具 在 磨损严重 。刀面应力分布曲线如图所示 9， 可以看出， 切削刃接触点 应力 较 大。这 时达 到 最大值为 后逐渐减小 。 图 8 距离前沿 （ 图 9 布曲线 图 10 显示在刀具表面的最大有效应力应变变化曲线。没有考虑到不正常的地方跳 动 曲线，可以看出，最大有效应力大幅增加至 最终保持 在 右摆动 。最高有效应变保持在 左右摆动 。刀具的弹性变形很小 。 时间（ （ a） 最大有效应力变化曲线 时间 （ （ b）最大有效应变变化曲线 图 10 刀具表面最大有效应力和应变的变化曲线 V. 结论 1）耦合的有限元方法和 真结果表明，它是在金属切削仿真有效的过程。 2）切割过程是一个塑性变形过程 ，切削层材料 产生的 剪切滑移 是 由于刀具挤压。 3）从切割的挤压和摩擦结果 来看 ，在 冷却的条件下 ， 在材料表面层形成塑性变形，并最终形成 残余应力。 4）后形成的切屑 ，最高在一定 范围 的有效应力波的前沿。因此，切削刀具磨损严重。 自述 我最 主要 是向我的上司 王教授 致以深切的感谢 ，他不断的鼓励和 指导我 他的一贯指导和启发，本文不可能达到目前的形式。我还 衷心感谢我的朋友和我同学 抽出时间给我帮助 ， 并且帮助我在文章 出现困难的 期间 指 出我的问题 。 参考文献 1 2001. 2 . “of 4715822004. 3 M. et “ 110, 5, 192001. 4 R. “in a 14, 3, 1812006. 5 W. E. “ 87, 12531995. 6 C. M. S, “of 85, 1879007. 7 M. M. “of of PH 306I, I, 6972006. 8 “of 13, 3, 2662004. 9 C. et “to 49, 7, 982007. 10 1998 学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 体 零件名称 体体盖 共 6 页 第 1 页 32车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 30 粗铣 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 通用夹具 普通乳化液 工位 器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 粗铣上端面，留 1加工余量。 铣夹具，量具， 面 铣刀 500 1 15 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 体 零件名称 体体盖 共 6 页 第 页 32车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 40 精铣 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 通用夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 精铣下端面 铣夹具，量具， 面 铣刀 800 1 18 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 体 零件名称 体体盖 共 6 页 第 3 页 32车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 50 粗铣 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 通用夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 粗铣下端面，留 1加工余量。 铣夹具，量具， 面 铣刀 500 1 15 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 体 零件名称 体体盖 共 6 页 第 4 页 32车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 60 精铣 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 通用夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 精铣下端面 铣夹具，量具， 面 铣刀 800 1 18 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 学院 机械加工工序卡片 产品型 号 零件图号 产品名称 体 零件名称 体体盖 共 6 页 第 5 页 32车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 70 粗 镗 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 镗床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 通用夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 粗镗 200 孔 镗 夹具，量具， 镗 刀 500 1 15 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 体 零件名称 体体盖 共 6 页 第 6 页 32车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 80 精 镗 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 镗床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 通用夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 粗镗 200 孔 镗 夹具，量具， 镗 刀 800 1 18 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 机械加工工艺过程卡 产品型号 零（部）图号 共 1页 产品名称 体 体盖 零（部）名称 体体盖 第 1 页 材料牌号 坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每台件数 1 备 注 工序号 工序名称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 10 铸造 铸造毛坯 铸造 一 砂型铸造 20 热处理 退火 铸造 一 砂型铸造 30 粗铣 粗铣 上端面 ，留 1加工余量。 机加 二 铣 床 铣刀 ， 专用夹具 0 精铣 精铣下端面 机加 二 铣 床 铣刀 ， 专用夹具 0 粗铣 粗铣下端面 ，留 1加工余量。 机加 二 铣 床 铣刀 ， 专用夹具 0 精铣 精铣下端面 机加 二 铣 床 铣刀 ， 专用夹具 0 粗镗 粗镗 200 孔 机加 二 镗床 刀 ，专用夹具 0 粗镗 粗镗 200 孔 机加 二 镗床 刀 ，专用夹具 0 去毛刺 去毛刺 100 检验 检验入库 设计 （日期） 审核（日期） 标准化 （日期） 会签（日期） 标记 处 记 更改文件号 签字 日期 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 宁毕业设计 (论文 ) 体盖孔立式 镗床夹具设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 I 摘 要 体盖 零件加工工艺及夹具设计 是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的 设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 为了 防止 零件在夹紧过程中 变形，保证加工过程中定位的稳定性，则采用钩形压板为夹紧元件 对零件底座进行夹紧。为了保证 有足够的夹紧力，动力源装置采用 钩形压板 。 本夹具设计的优点有：结构简单实用、安装方便、易更换、造价低廉。 关键词： 夹具，镗孔， 钩形压板 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 录 第 1 章 绪 论 . 1 课题的研究内容和意义 . 1 内外的发展概况 . 2 课题应达到的要求 . 3 械加工工艺及夹具设计的发展 . 4 展历史 . 4 展现状 . 5 展趋势 . 6 第 2 章 零件的分析 . 10 件的形状 . 10 件的工艺分析 . 10 第 3 章 工艺规程设计 . 11 定毛坯的制造形式 . 11 位基准的选择零件表面加工方法的选择 . 11 定工艺路线 (方案分析与比较 ) . 12 择加工设备和工艺装备 . 14 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 15 定切削用量及基本工时（机动时间） . 17 第 4 章 镗孔夹具设计的要求 . 25 孔夹具方案设计 . 25 具总体设计的要求 . 26 床夹具的组成 . 27 具设计的基本要求 . 28 次夹具设计的基本过程 . 29 定夹具的结构方案，绘制结构草图 . 29 制夹具总装配图及零件图 . 30 定夹具的类型 . 31 模的主要类型 . 31 确设计任务，了解零件加工工艺过程 . 33 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 V 悉工件零件图、本工序加工要求 . 33 悉零件加工工艺过程 . 33 第 5 章 定位装置设计 . 34 件定位的基本原理 . 34 点定位原理 . 34 件定位中的约束分析 . 34 用定位元件及选用 . 35 定位元件的基本要求 . 35 用定位元件的选用 . 36 位方案的确定 . 37 第 6 章 夹紧装置设计 . 39 紧装置的组成与基本要求 . 39 紧力的确定 . 39 定夹紧力的基本原 则 . 39 削力的计算 . 40 紧力的计算 . 42 第 7 章 对刀及引导装置设计 . 46 套的类别 . 46 套的设计 . 47 第 8 章 夹具体的设计 . 47 具体设计的基本要求 . 48 具体毛坯的类型 . 48 具体的设计 . 49 模板的设计 . 51 第 9 章 经济性分析 . 53 总 结 . 56 致 谢 . 58 参 考 文 献 . 60 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 第 1 章 绪 论 课题的研究内容和意义 工装工艺及夹具毕业设计是对所学专业课知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。 机械加工工艺规程是生产准 备工作的主要依据。根据它来组织原材料和毛坯的供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。 机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定生产产品的进度计划和相应的调度计划，并能做到各工序科学地衔接，使生产均衡、顺利，实现优质、高产和低消耗。 机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。机械加工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中，以机械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。 在机械行业中，如何去保证工件的高精度、加工的成本等实质性问题，一直是从事于机械行业人员研究的问题，其中在设计夹具的时候就要考虑以上问题，高效的夹具是工件高精度的保证，如何让夹具更高效、更经济，这是行业人急需要解决的。 随着社会的发展，科技的不断提高，各种高科技技术逐渐渗透到各个行业，如何利用这些高科技为人类服务，如何充分利用这些高科技在机械行业中，这还需要机械行业人员不断的努力，开拓创新 。 随着科学技术的发展，和社会市场需要，夹具的设计在逐步的超向柔性制造系统方向发展。迄今为止 ,夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一 ,刀具本身已高度标准化 ,用户只需要按品种、规格选用采购。而模具购买后包含有 纸和论文 ,咨询 和夹具则和产品息息相关 ,产品一有变化就需重新制作 ,通常是属于专用性质的工具 ,模具已发展成为独立的行业 ;夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。 组合夹具不仅具有标准化、模块化、组合化等当代先进设计思想 ,又符合节约资源的原则 ,更适合绿色制造的环境保护原理。所以是今后夹具技术的一个重要发展方向单位 。 机床夹具通常是指装夹工件用的装置 :至于装夹各种刀具用的装置 ,则一般称为“辅助工具”。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围 ,一般可分为通用夹具 ,专用夹具和可调整式夹具等。 通过这次毕业设计，对自己所学的理论知识进行一次综合运用，也是对四年的学习深度的一个检验。在这次设计过程中，充分挖掘自己分析问题，解决问题的潜力。并希望通过毕业设计能养成一种严谨，认真的态度，为以后参加工作打下一个良好的基础。 内外的发展概况 工装的全称是工艺装备，工装是指加工机床外而需保证零件加 工质量的工艺装备，是制造过程中所用的各种工具的总称。它是各企业内除生产设备和工具外的为配合生产设备和人完成工艺制作要求的部分，大多工装都是针对各自产品特点的。机械加工过程中用来固定和定位要加工的零件或毛坯件的装置，即工装的主要作用有：固定，定位，防止变形。 夹具属于工装，工装包含夹具，属于从属关系。不仅仅是焊装用，在机加工方面也有用，许多时候，需要装配几个部件并保证其定位准确的时候就需要。设计工装夹具要紧扣产品，因为工装夹具是专门为某些产品特定的，要保证生产时无干涉现象、定位准确、操作工操作便捷等。简单的说 ，就是用于工件装夹的工具。 夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生购买后包含有 纸和论文 ,咨询 变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。 由于现代加工的高速发展，对传统的夹具提出了较高要求，如快速、高效、安全等 。要想达到这样的生产要求，就必须计算加工工序零件在加工过程中由于切削力、重力、惯性力等所产生的切削力及切削力矩，按照夹具设计中所确定的夹紧方式进行夹紧力的计算，为了减小夹具的具体尺寸，就需要增大夹具的定位区间，增大由夹紧力而产生的摩擦力矩、正压力及由此而产生的摩擦力，以达到夹具小巧而精用的目的。同时为了减少工人的劳动强度，提高工件装夹效率，还需要对夹具的夹紧机构的行程进行设计，以期以最短的夹紧行程，达到最佳的夹紧效果。 课题应 达到的要求 通过实际调研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合，对箱体 盖的基本结构及作用有个大致的了解，在此基础上，经过对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论等相关知识充分掌握后，分析箱体盖的加工工艺，确定箱体盖各加工表面的加工方法，进而形成箱体盖的机械加工工艺路线。并能根据箱体盖的加工工序要求，分析箱体盖的定位方式、金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据，结合机械机构设计的相关理论知识，完成工件的有效定位及夹紧，从而使整个箱体盖的加工工艺路线经济，工件定位方案合理，来达到产品的最优化设计。 针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、工件夹紧及 工艺参数确定及计算问题，综合所学的机械理论设计与方法、机械加工工艺文件编制及实施等方面的知识，设计出一套适合于实际的箱体盖加工工艺路线，从而实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计。 为提高 镗 床夹具在机床上安装的稳固性，减轻其断续切削可能引起的振动，夹具体不仅要有足够的刚度和强度，其高度和宽度比也应恰当，一般有 H/B1 降低夹具重心，使工件加工表面尽量靠近工作台面。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 机械加工工艺及夹具设计是全面综合运用有关专业课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具设计的一次重要实践。机床夹具是在机床上装夹工 件的一种装置，其作用是使工件相对于机床和刀具有一个正确的位置，并且在加工过程中保持这个位置不变。夹具不仅能保证工件的加工精度、提高加工效率，还能减轻工人的劳动强度、降低产品的制造成本、扩大机床的使用范围 。制造技术已经是生产、国际经济竞争、产品革新的一种重要手段，所有国家都在寻求、获得、开发和利用它。它正被看作是现代国家经济上获得成功的关键因素。 机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是一切有关工生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。生产规模的大小、工艺水平的高低以及 解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。而机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义。 械加工工艺及夹具设计的发展 展历史 从 1949 年以来，我国机械工业有了很大的发展，已经成为工业中产品门类比较齐全、具有相当规模和一定技术基础的产业部门之一，其机械加工和夹具也有很大的发展，但是与工业发达国家相比，我们这方面的购买后包含有 纸和论文 ,咨询 水平还存在着阶段性的差距，主要表现 在机械产品质量和水平不够高，加工工艺过程不合理，夹具应用也比较少，使其加工工人劳动强度大，加工出来的产品也不理想。 展现状 现在，各工业化国家都把制造技术视为当代科技发展为活跃的领域和国际间科技竞争的主战场，制定了一系列振兴计划、建立世界级制造技术中心，纷纷把先进制造技术列为国家关键技术和优先发展领域。 机械加工工艺及夹具随着制造技术的发展也突飞猛进。机械加工工艺以各个工厂的具体情况不同，其加工的规程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其随着情况的不同具有更加合理的工艺过程。也使产品的质量大大提 高。制定加工工艺虽可按情况合理制定，但也要满足其基本要求：在保证产品质量的前提下，尽可能提高劳动生产率和降低加工成本。并在充分利用本工厂现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验。还应保证操作者良好的劳动条件。但我国现阶段还是主要依赖工艺人员的经验来编制工艺，多半不规定工步和切削用量，工时定额也凭经验来确定，十分粗略，缺乏科学依据，难以进行合理的经济核算。 机床 夹 具最早出现在 18 世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 国际生产研究协会的统计表明，目 前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的 85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常购买后包含有 纸和论文 ,咨询 更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔 3 4 年就要更新 50 80左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 10 20左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（ 新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产， 以缩短生产准备周期，降低生产成本； 2）能装夹一组具有相似性特征的工件； 3）能适用于精密加工的高精度机床夹具； 4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具； 5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率； 6）提高机床夹具的标准化程度 。 展趋势 长期以来，加工工艺编制是由工艺人员凭经验进行的。如果由几位工艺员各自编制同一个零件的工艺规程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。这是因为工艺设计涉及的因素多，因果关系错综复杂。是机械加工工艺的发 展趋势，它不仅提高了工艺设计的质量，而且使工艺人员从繁琐重复的工作中摆脱出来，集中精力去考虑提高工艺水平购买后包含有 纸和论文 ,咨询 和产品质量问题。 1 夹具的发展趋势 现代机床夹具的发展趋势主要表现为标准化、高效化、精密化和柔性化等四个方面。 （ 1）标准化 机床夹具的目的就在于提高生产效率，这样也就必使其具有标准化和通用化，而机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准： 2148 91 以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准 备周期，降低生产总成本。 （ 2）高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高 5 倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为 9000r/条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹 具的装置，充分发挥了数控机床的效率。 （ 3）精密化 机床夹具的精度会直接影响到零件的加工精度，而随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为 5 m。这些精密化的夹具为以后零件加工的精度提供了保证。 （ 4）柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺 寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。 2 机械加工制造技术的发展趋势 （ 1）特种加工 它是指一些物理的、化学的加工方法，如电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、离子束加工等。特种加工方法的主要对象是难加工材料的加工，如金刚石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可达分子级加工单位或原子级加工单位 ，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特种加工与传统加工相结合的复合加工有较大的发展前途。 （ 2）快速成形 利用离散、堆积成形概念，可将一个三维实体分解为若干二维实体制造出来，再经堆积而构成三维实体。 （ 3）精密工程 它包括精密加工的超精密加工技术、微细加工和超微细加工技术、微型机械和纳米技术等方面。当前，以纳米技术为代表的超购买后包含有 纸和论文 ,咨询 精密加工技术和以微细加工为手段的微型机械技术有重要意义，它们代表了这一时期精密工程的方向。 （ 4）传统加工工艺的改造和革新 这一方面的技术潜力很大，如高速切削、超高速切 削、强力磨削、超硬材料磨具的出现都对加工理论的发展、加工质量和效率的提高有重要意义。另一方面，旧设备的改造和挖潜，如普通机床改造成数控机床等，对机械工业的发展和提高是不容忽视的。 综上，机械加工艺及夹具随着科技的发展都使计算机技术、数控技术、控制论及系统工程与制造技术的结合为制造系统，形成现代制造工程学。而物料流、能量流、信息流是组成制造系统的三个基本要素。现代加工都为集成化的系统加工，这虽减轻了工人的劳动强度，但同时对工人的知识水平要求较高。这需要我们全方位的认知现代科技知识。因此，在以后 的学习中需要我们全方位的学习其各个相关领域的知识，不能只注重一点，为将来的人才战略提出了新的要求。 10 第 2 章 零件的分析 件的形状 题目给的零件是 体盖 零件，主要作用是 起 固定 作用。 它主要用于轴 箱体 之间的连接，以 固定安装需要 。 零件 的实际形状如上图所示， 从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单 。 具体尺寸，公差如下图所示 。 件的工艺分析 由零件图可知，其材料为 有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。 11 体盖 零件主要加工表 面为： 面，表面粗糙度 m 。 2. 下端面 ，表面粗糙度.6 m 。 3. 200 孔 ，表面粗糙度.6 m 。 第 3 章 工艺规程设计 本 体盖 假设年产量为 10 万台，每台需要该零件 1 个，备品率为 111%，废品率为 每日工作班次为 2 班。 该零件材料为 虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择锻造。依据设计要求 Q=100000 件 /年， n=1 件 /台；结合生产实际，备品率 和 废品率 分别取 111%和 入公式得该工件的生产纲领 N=2+ )（ 1+ )=23134115 件 /年 定毛坯的制造形式 零件材料为 虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用 锻造 ，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达 成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用 锻造 ，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。 位基准的选择零件表面加工方法的选择 待加工的零件是盘状零件，孔是设计基准（也是装配基准和测量基准）， 12 为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循 “ 基准重合 ” 的原则。 定工艺路线 (方案分析与比较 ) 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并 尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 方案一： 10 铸造 铸造毛坯 20 热处理 退火 30 粗铣 粗铣上端面，留 1加工余量。 40 精铣 精铣下端面 50 粗铣 粗铣下端面，留 1加工余量。 60 精铣 精铣下端面 70 粗镗 粗镗 200 孔 80 粗镗 粗镗 200 孔 90 去毛刺 去毛刺 100 检验 检验入库 方案二： 13 10 铸造 铸造毛坯 20 热处理 退火 30 粗镗 粗镗 200 孔 40 粗镗 粗镗 200 孔 50 粗 铣 粗铣上端面，留 1加工余量。 60 精铣 精铣下端面 70 粗铣 粗铣下端面，留 1加工余量。 80 精铣 精铣下端面 90 去毛刺 去毛刺 100 检验 检验入库 方案分析：方案二把孔加工调整到加工面之前，这样就会导致镗孔的时候没有以面为定位基准，会导致面与孔之间没有一定的垂直关系，会导致孔的偏斜。 最终方案： 10 铸造 铸造毛坯 20 热处理 退火 30 粗铣 粗铣上端面，留 1加工余量。 40 精铣 精铣下端面 50 粗铣 粗铣下端面，留 1加工余量。 60 精铣 精铣下端面 14 70 粗镗 粗镗 200 孔 80 粗镗 粗镗 200 孔 90 去毛刺 去毛刺 100 检验 检验入库 择加工设备和工艺装备 床选用 0、 40、 50、 60 粗 铣 、 精铣 。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的 式铣 床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表 0、 80 是 镗 孔，选用 床。 择刀具 床上加工的工序 ,一般选用硬质合金 铣 刀 。加工刀具选用 刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精 加 工 和 半 精 加 工 。 为 提 高 生 产 率 及 经 济 性 , 可 选 用 可 转 位 铣 刀( 时选用高速钢 镗刀 ，参考机械加工工艺手册（主编 孟少农），第二卷表 表 得到所有参数。 择量具 15 本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 体盖 ” 零件材料为 机械加工工艺手册（以后简称工艺手册），表 种铸铁的性能比较，硬度 1432611，表 墨铸铁的物理性能，密度 =3，计算零件毛坯的重量约为 2 表 3械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量 件 重型 （零件重 2000 中型 （零件重1002000 轻型 （零件重120250 、侧面 底 面 铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机 械加工余量选择。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 定切削用量及基本工时（机动时间） 工序 30： 粗铣上端面，留 1加工余量。 机床： 铣 床 件材料 铸造 ，高速钢镶齿铣刀、 125wd 数 14z ，查表 定铣削速度 7 9 m 18 0 0 0 V 1 0 0 0 7 9 . 8n 2 0 3 . 2 r / m i n d 125 采 用 式铣床 ，查表 转速 1 6 0 / m 故实际铣削速度 1 2 5 1 6 0 6 2 . 8 / m i 0 0 1 0 0 0wc 当 1 6 0 / m 作台每分钟进给 0 . 1 2 1 4 1 6 0 2 6 8 . 8 / m i nm z wf f z n m m 由工艺手册得 60l 2 2 2 21 5 d d a 1 3 0 . 5 1251 2 5 6 0 1 3 9 ml m 2 = 1 3 m m = 2 m 9 22 6 8 . 8 t 0 . 2 6 m i n 1 5 . 8 4 l l 1t 1 5 . 8 4 0 . 1 6 2 . 5 3 11xt t 1 5 . 8 4 2 . 5 3 0 . 0 6 1 . 1 0 1 5 . 8 4 2 . 5 3 1 . 1 0 1 9 . 5 s 工序 40： 精铣上端面 精铣该平面的单边余量： Z=削深度齿进给量据参考文献 3表 73，取 0 /fa m m Z：根据参考文献 3表 81，取铣削速度 V m s 19 每齿进给量据参考文献 3表 73，取 据参考文 献 3表 81，取铣削速度 V m s 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 4 7 6 0 4 7 1 . 9 7 / m i 1 4 1 0 0 按照参考文献 3表 74，取 475 / m 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 4 7 5 2 . 4 9 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量0 . 1 8 5 4 7 5 / 6 0 7 . 1 2 /a Z n m m s 工作台每分进给量7 . 1 2 / 4 2 7 . 5 / m i m m s m m a：根据参考文献 3表 81,取 0切削工时 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 141l ， 68l 刀具切入长度 1l ： 221 0 . 5 ( ) ( 1 3 )l D D a 220 . 5 ( 1 0 0 1 0 0 6 0 ) ( 1 3 ) 1 2 刀具切出长度2l：取 2 走刀次数为 1 机动时间121 1 4 1 1 2 2 0 . 3 6 m i 7 . 5l lt f 20 机动时间 1 121 6 8 1 2 2 0 . 1 9 m i 7 . 5l lt f 所以该工序总机动时间 11 0 . 5 5 m i nj j jt t t 工序 50： 粗铣下端面，留 1加工余量。 机床： 铣 床 件材料 铸造 ，高速钢镶齿铣刀、 125wd 数 14z ，查表 定铣削速度 7 9 m 0 0 0 V 1 0 0 0 7 9 . 8n 2 0 3 . 2 r / m i n d 125 采用 式铣床 ，查表 转速 1 6 0 / m 故实际铣削速度 1 2 5 1 6 0 6 2 . 8 / m i 0 0 1 0 0 0wc 当 1 6 0 / m 作台每分钟进给 0 . 1 2 1 4 1 6 0 2 6 8 . 8 / m i nm z wf f z n m m 由 工艺手册得 60l 2 2 2 21 5 d d a 1 3 0 . 5 1251 2 5 6 0 1 3 9 ml m 2 = 1 3 m m = 2 m 1 112 9 22 6 8 . 8 t 0 . 2 6 m i n 1 5 . 8 4 l l 1t 1 5 . 8 4 0 . 1 6 2 . 5 3 11xt t 1 5 . 8 4 2 . 5 3 0 . 0 6 1 . 1 0 1 5 .
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