　　　This graduation design is to set of spare parts of the process planning and processes the special fixture design. This part is the executing agency for the help of the major components. It is one of the end of the hydraulic help with the component connection, the middle of a vast and round and up to the end of the supporting role.

　　　This passage include of four chapters, the first chapter carried out a detailed process analysis; second chapter introduces the components of the preparation process planning, including process routes and process design; third chapter on some special fixture design process methods and steps described in detail; the fourth chapter of the graduate design summed up the overall design process.　　

KEY WORD: Outer tube bushing, Process planning , Process analysis, The special fixture，Sum

前言- 1 -

第1章零件的分析- 2 -

1.1零件的作用- 2 -

1.2零件的工艺分析- 3 -

1.2.1结构工艺分析- 3 -

1.2.2材料加工性- 4 -

第2章工艺规程设计- 5 -

2.1工艺路线设计- 5 -

2.1.1确定毛坯的尺寸- 5 -

2.1.2主要表面的加工方法- 5 -

2.1.3加工阶段划分- 5 -

2.1.4基准选择- 5 -

2.1.5工序集中与分散- 7 -

2.1.6制订工艺路线- 8 -

2.2工序设计- 9 -

2.2.1工序尺寸、机械加工余量的确定- 9 -

2.2.2机床及工艺装备的选择- 11 -

第3章夹具设计- 14 -

3.1钻模铣床夹具设计- 14 -

3.1.1拟定夹具方案- 14 -

3.1.2自由度分析- 14 -

3.1.3绘制夹具总图- 18 -

3.1.4绘制夹具零件图- 18 -

3.1.5 夹具精度分析- 19 -

致谢- 22 -

参考文献- 23 -

毕业设计小结- 24 -

前言

　　　这次毕业设计是我们专业在学完了大学的全部基础课、技术基础课以及相关的专业课之后进行的。外筒衬套零件的工艺及夹具设计是属于工艺类的毕业设计，它是我们在大学期间的最后一门课，也是我们步入社会参加工作或者继续学习深造的重要过渡环节。通过这次毕业设计，我们将理论与实践相结合，训练了我们分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作、深造学习奠定了一定的专业技术基础。因此，它在我们四年的大学生活中占有非常重要的地位。

　　　对我来说，我希望能通过这次毕业设计对自己进行一次检测，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，并对零件的加工工艺及夹具设计有了比较深入的了解，在以后的学习中能够理论结合实践，解决实际问题。

　　　由于能力所限，这次毕业设计难免有不足之处，恳请各位老师给予指教。

　　　　　　题目所给定的零件是飞机液压助力器执行机构中的主要部件之一。它在产品中一端与液压助力器外筒组件连接，中间孔与活塞外圆配合，起到一端的支撑作用。从整体上来看，飞机液压助力器是安装在飞机副翼操纵机构中或方向舵操纵系统中，用于不可逆的液压助力器操纵。当飞机液压系统损坏或压力下降时，液压助力器外筒左右两腔沟通，即助力器当一拉杆使用，以实现人力应急操纵。每架飞机上装有两台液压助力器。分别操纵左右副翼或方向舵。　　　外筒衬套构形并不复杂，但从整体构形看刚性差、壁薄，最小壁厚只有1.975mm.其主要表面有：内孔Φ26，两槽Φ32.55和Φ32.35，外圆

柱面Φ37.5及其端面T，Φ47.5外圆端面K.非主要表面为：2个Φ8的螺纹孔。且该零件尺寸精度与位置精度高，因此，在设计工艺过程时，首先要解决变形对精度的影响问题。这里特别强调要注意温度产生变形和内应力产生变形对精度的影响问题。如上图1-1

　　　零件轴向主要设计基准为Φ37.5外圆端面T且外圆柱面Φ37.5和Φ47.5外圆端面K它们要在最后工序进行磨削。因此，涉及到多尺寸保证问题。在确定工序的尺寸，公差时要经过尺寸链计算，基准选择和工序安排也要考虑这一问题。

　　　Φ37.5外圆表面A对Φ26内孔表面B的跳动量0.01，Φ47.5外圆端面K对Φ37.5外圆表面A的跳动量0.01，Φ37.5外圆端面T对Φ37.5外圆表面A的跳动量0.03，Φ32.55两槽表面C、D对Φ26内孔表面B的跳动量0.05。采用互为基准给予保证。

　　　零件主要表面的加工精度为IT6-IT10，表面粗糙度Ra=1.6,Ra=0.8,Ra=0.4，Ra=0.2；非主要表面粗糙度为Ra=6.3,Ra=3.2。零件主要表面要求较低的粗糙度是为提高工件抗疲劳强度。位置关系精度要求较高，相互之间的跳动量允差为0.01～0.05。

1.2.2材料加工性

　　　QAl9-4材料是一种含铁的铝青铜，有较高的强度和减摩性，良好的耐腐性，且热态下压力加工性良好，因此切削加工无特别困难。

　　　2.1工艺路线设计

2.1.1确定毛坯的尺寸

　　　零件材料为QAl9-4。从零件图纸知此零件的最大尺寸: Φ47.5×28。当零件外径为Φ47～Φ48，长度≦200mm时，查实用机械加工工艺手册（第2版）表6-5知：外径（材料）为50mm,单端面加工余量1.5。所以毛坯长度尺寸为28+2×1.5。

即毛坯尺寸：Φ50×31

2.1.2主要表面的加工方法

　　　37.5外圆表面A加工精度为IT6级，表面粗糙度为0.4，最终加工方法为磨削。Φ26内孔表面B及Φ32.55两槽表面C和Φ32.35D的加工精度分别为：IT7、IT10、IT10,粗糙度分别为：Ra=0.2、 Ra =0.8、Ra=1.6,最终加工方法应选用研磨，而准备工序应为粗镗，半精镗。Φ47.5外圆端面K精度要求较低，但表面粗糙度Ra为0.8，因此也选用磨削。

　　　非主要表面2×Φ8，应选用铣削。2×M4-2应选用攻螺纹。

2.1.3加工阶段划分

　　　由于该加工精度高，因此，必须划分加工阶段。该零件某些表面精度达IT6,粗糙度Ra=0.4,所以整个工艺路线划分为四各阶段，即粗加工、半精加工、精加工、光整加工阶段。

2.1.4基准选择

　　（1）粗基准选择应当满足以下要求：

　　　⑴．粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择

其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。

　　　⑵．选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。

　　　⑶．应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。

　　　⑷．应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。

　　　⑸．粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。

　　　粗基准选择毛坯外圆表面，目的是便于定位稳定，加紧可靠，并能传递较大力矩。粗基准为第一次加工所选的定位面

　　（2）精基准选择

　　　⑴．基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可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。

　　　⑵．基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。

　　　⑶．互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨

齿面，这样能保证齿面余量均匀。

　　　自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。、

本次设计中，基准选择如下：

粗基准的选择：主要考虑加工效率和保证各主要加工表面有足够、均匀的加工余量。一般情况下，出于对加工误差的考虑，粗基准只可选择一次。本外筒衬套毛坯选择棒料，故粗基准采用50（毛坯外圆）进行加工。

精基准的选择：主要考虑的重点是如何减少误差，提高定位精度。外筒衬套以外圆作为精基准使用专用夹具装夹，以内孔作为精基准用心轴装夹。除此之外，还应当考虑基准重合的问题。当设计基准与定位基准不重合时，应该进行尺寸的换算，这在后面专用夹具设计时详细介绍，此处不再说明。3.1.3绘制夹具总图

　　　当夹具的结构方案确定后，就可以正式绘制夹具总图。绘图比例按1：1（直观性好）。主要视图必须按照加工时的工位状态表示，而主视图，尽可能选取与操作者正对着的位置。被加工的工件要用双点化线绘出。

3.1.4绘制夹具零件图

　　　夹具总图设计完成后，还要绘制夹具中非标准件的零件图，并对其提出相应

的技术要求。所设计的零件图要求结构工艺性良好，以便于制造、检验和装配。

3.1.5 夹具精度分析

　　　在夹具结构方案确定及总图设计完成之后，还应该对夹具精度进行分析和计算，以确保设计的夹具能满足工件的加工要求。

1.影响精度的因素（造成误差的原因）

在加工工序所规定的精度要求中，与夹具密切相关的是被加工表面的位置精度——位置尺寸和相互位置关系的要求。影响该位置精度的因素可分为δ定基δ安装，δ加工三部分，夹具设计者应充分考虑估算各部分的误差，使其综合影响不致超过工序所允许的限度。

δ定基是指由于定位基准与原始基准（亦称工序基准）不重合而引起的原始尺寸（工序尺寸）的误差，它的大小已由工艺规程所确定，夹具设计者对它无法直接控制，如果要减少或消除δ定基，则可建议修改工艺规程，另选定基准，最好采用基准重合的原则。在25工序里基准重合，所以定基误差为零

δ安装是指与工件在夹具上以及夹具在机床上安装的有关误差，它包括以下因素：

　　　（1）工件在夹具上定位所产生的定位误差δ定位，夹具设计者可以通过合理选择定位方法和定位件，将其限制在规定的范围内。

　　　（2）工件因夹紧而产生的误差，是指在夹紧力作用下，因夹具和工件的变形而引起的原始基准或加工表面在原始尺寸方向上的位移。在成批生产中，如果这一变形量比较稳定，则可通过调整刀具与工件之间的位置等措施，将它基本消除。

　　　（3）夹具在机床上的安装误差δ夹安，是指由于夹具在机床上的位置不正确而引起的原始基准的原始尺寸方向上的最大位移。造成δ夹安的主要因素有二：其一是夹具安装面与定位件之间的位置误差，这可在夹具总图上作出规定；其二是夹具安装面与机床配合间隙所引起的误差或安装找正时的误差。δ夹安的数值一般都很小。在安装夹具中可以采用仔细校正或精修定位面等办法来减小δ夹安。

δ加工是指在加工中由于工艺系统变形、磨损以及调整不准确等而造成的原始尺寸的误差，它包括下列因素：

（1）与机床有关的误差δ机床。如车床主轴的跳动、主轴轴线对溜板导轨的平行度或垂直度误差等。

（2）与刀具有关的误差δ刀具。如刀具的形状误差、刀柄与切削部分的不同轴线以及刀具的磨损等。

　　　（3）与调整有关的误差δ调整。如定距装刀的误差、钻套轴线对定位件的位置误差等（这项可在夹具总图中予以限定）。

　　　（4）与变形有关的误差δ变形。这取决于工件、刀具和机床受力变形和热变形。

　　　以上诸因素都是造成被加工表面位置误差的原因，它们在原始尺寸方向上的总和应小于该尺寸的公差δ，即应满足不等式

　　　δ≥δ定基+δ定位+δ夹安+δ加工+δ夹紧

此式称为计算不等式，各符号分别代表各误差在原始尺寸方向上的最大值。当原始尺寸不只一个时，应分别计算。当然，这些误差也不会都按最大值出现，在校核计算中，应该按上述因素分析后，对总误差的合成宜按概率法计算，使其小于工件的允差δ。

精度分析

由于工序基准与设计基准重合、定位基准不重合误差=0

夹具安装误差：由于跟机床间为平面定位，取=0

加工过程中工艺系统变形、磨损以及调整不准确等造成的原始尺寸的误差

此处很小所以δ加工＝0.015

(4)由于定位件与安装面的平行度误差为0.02，所以=0.02 故而满足

(5)因为加紧力所引起的变形方向对该原始尺寸无影响，则夹紧所致的误差

　　　δ夹紧为零

δ≥δ定基+δ定位+δ夹安+δ加工+δ夹紧，即0.05≥0+0.02+0+0+0.015

所以夹具精度合适。此夹具可以保证工件加工的相关精度要求、

参考文献

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底板.gif

工艺卡片.gif

外筒衬套零件图.gif

铣床夹具装配图.gif

心轴.gif

钻模装配图.gif

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