【GY197】磨床尾座体加工工艺及夹具设计【机械工艺夹具类毕业设计论文】【优秀】【通过答辩】
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2001) 18:784789 2001 an in of on a be in a to to AD is an is an of to of In a in of of 1 on of of as in 2,3. a to a to is to . 8003, et 5,6) et 2to to 2,711. 1,3,9,1223. An of be 21,24, in of to a , of or on a of on a is to to of in be to of in a is of of to be to is to is to to a be in in a By 85or is so be of a of is on of in is on of on as as of of of in to in of 1. An of . Ui in 20841 . of .,of 0, 0, 1), of is to of is to 0, 0, 1. If is no at to a a is sv tv be of by a as a be to of of in be to sv be a of to sv . i = 1,.,n). E be . of E, of to be to 1. be a as a . on a be as . of on is in an as U(i + 1) to of to of to as A is on as of 2). In of a is is to of in to be d. of be in of of on a of if is be . 2. or To TS be by a ). 1 of a be S. A be as 65%)(of 5% of of d be by A ). be , of to d (B, H, be of d): 4/3 of to AD of on a CF as 3. be is on as is in is a 2D of 6). 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Y. . “fixtureassem外文翻译 译文题目 一种自动化夹具设计方法 原稿题目 A 稿出处 2001)18:784 789 一种自动化夹具设计方法 塞西尔 美国，拉斯克鲁塞斯，新墨西哥州立大学，工业工程系，虚拟企业工程实验室（ 在这片论文里， 描述了一种新的计算机辅助夹具设计方法。对 于一个给定的工件，这种夹具设计方法包含了识别加紧表面和夹紧位置点。通过使用一种定位设计方法去夹紧和支撑工件，并且当机器正在运行的时候，可以根据刀具来正确定位工件。 该论文还给出了自动化夹具设计的详细步骤。 几何推理技术被用来确定可行的夹紧面和位置。要识别所完成工件和定位点就 还 需要一些输入量包括型的技术要求、特征。 关键词：夹紧；夹具设计 1. 动机和目标 夹具设计是连接设计与制造间的一项重要任务。自动化夹具设计和计算机辅助夹具设计开发（夹具 下一代制造系统成功实现目标的关键。在这片论文里， 讨论了一种夹 具设计的方法，这种方法有利于在目前环境下夹具设计的自动化。 夹具设计方法的研究已成为国内多家科研工作的重点。 作者：周在 1中对工件的稳定和总需求约束了双重标准，突出重点的工作。在夹具设计中广泛的运用了人工智能（ 及专家系统。部分 型几何信息也被用于夹具设计。4描述了一个基于规则的专家系统，以确定回转体零件的定位和夹紧。夹紧机制同时用于执行定位和夹紧功能。 其他研究者（如 ， 5,6）分析了切削力钻井机械和建筑模型及其他金属切削加工。 康有为等在 2中定义了装配约束 建模的模块化与夹具元件之间的空间关系。一些研究人员采用模块化夹具设计原则，用以生成 2,7 另一些夹具设计工作者已经报告了 1,3,9,12可以在 21,24中找到夹具设计相关的大量的审查工作。 在第二节中，对夹具设计任务中各种步骤进行了概述。在 第 3 节和第四节中描述了工件的加工过程，要夹紧工件表面，否则将面临工件的全面自动测定。 第5 节讨论了对工件的夹紧点的测定。 2. 夹具设计的整体方法 在本节中，描述了整体夹紧的设计方法。 通常对较理想的位置的那一部分进行夹紧，并减低切削力的影响。 夹紧的位置和 夹具设计中定位的位置是高度相关的。 通常，夹紧和定位可以通过同样的方法来完成。 但是，不明白这两个是夹具设计中不同的方面，可能导致夹具设计的失败。多数人的在规划过程中首先解决定位问题， 这样可以使开发的定位与设计的定位相契合。 不过，整体定位及设计方法不在本文讨论范文内。 除了零件的设计（ 为此夹具设计有待开发 ），公差规格，过程序列，定位点和设计等因素外，还应投入 型到夹具设计方法中。这样的夹具可以夹紧并支撑定位器。指导使用的主要内容应尽量不抵制切割或加工过程和中所涉及的操作。相反，应定位夹具，使切削力在正确的 方向，这将有助于保持在一个特定的部分加工操作安全。通过引导对定位器的切割力量，部分（或工件）被固定，固定定位点，因此不能移动的定位器。 在这里讨论的夹具的设计方法必须在整体夹具设计方法的范围内。在此之前进行定位器 /支撑和夹具设计的初步阶段，涉及到的分析和识别的功能、相关的公差和其他规范是必要的。 根据初步的评估和测定，定位 /支撑设计与夹具设计结果的在此基础上可以同时进行。 本文对所描述夹具设计的方法讨论基于定位器/支撑设计与先前已经确定的假设（包括适当的定位和支持测定一个工件的定位，以及识别和夹具，如 V 元素的支 持面块，基础板，定位销等）。 （ 1） 夹具设计的输入 输入包括对特定产品的设计翼边模型，公差信息，提取的特征，过程顺序和部分在给定的每一个设计的相关特性的加工方向，面向的位置和定位装置，以及加工过程中的各种工序，须出示每个相应的功能。 （ 2）夹具设计的方法 图一是自动化夹具设计主要步骤总结图。 对这些步骤概述如下： 第 1 步：设置配置清单以及相关的 进程 _功能 条目。 第 2 步： 确定方向和夹紧力。 输入必要的加工方向向量 面对 支持力，并确定法向量。 如果加工方向向下（对应的方向向量 0， 0， ，和面的支持向量平行于加工方向，那么， 夹紧力方向平行向下加工方向 0， 0， 如果必需要侧面夹紧并没有可夹紧的地方，那么在其中放置一个夹具夹紧下调，然后边钳方向计算如下。让 助常规的向量代替次要的和三级定位孔。然后，使用夹紧机构夹紧一个方向，例如， 平行于这两个法向量，即，正常向量应分别与每块表面的 量平行。侧面夹紧面应该是一对分别平行于面 平面孔。 第三步：从列表中选出最大有效加工力 。这样能够有效的平衡各加工力。 第四步：利用计算出的最高有效加工力，才能确定用来支撑工件加工的面积的夹具尺寸（例如，一个带夹子可以作为一个夹紧机构使用）。 第五步：确定给定工件的夹紧面。这一步在第 4 步中所述过。 第六步： 该夹具的夹紧面的实际位置自动在第 5 节中确定。考虑接下来的步骤并返回第一步。 3. 判断夹具尺寸 在这项工作中所用到的夹具都来自一个系列。夹具的原理与图二相同。在这一节里，描述了一个自动化夹具。 锁模力所需的有关螺杆的螺纹装置大小或保存到位钳。 夹紧力平衡加工工件使工件保持恰当的位置。 让锁模力为 W 和 螺杆直径为 D。 各种螺丝夹紧力大小，可以按以下方式确定：最初，极限拉伸强度（抗拉强度）和该夹具的材料（供应情况而定）可以从数据检索库检索。各种材料有不同的拉伸强度。该夹具材料的选择，也可直接采用启发式规则进行。例如，如果部分材料是低碳钢，那么钳材料可低碳钢或机器钢。为了确定设计应力，抗拉强度值应除以安全系数（如 4 或 5）。 根区的螺丝格 一个螺丝钳）可以被确定： 锁模力 /设计应力 。随后，螺栓截面全面积可以计算为等于 格 （ 65）， （因为螺丝的地方可能会发生根切面积约为 65螺栓的总面积） 。螺钉 的直径 D 可以被确定等同于（ 4）。另一项涉及可用于方程有关的宽度 B，高度 H 和跨度的钳 L 的螺丝直径为 D（ B， H 和 L 可以为不同的值计算 D）： 4/3 . 4. 判断夹紧表面 确定夹具经常出现的相关参数包括了产品的 型，提取的特征信息，特征尺寸，定位面和定位器的选择。考虑所有潜在的加紧面，如图 3。 最关键的是夹紧表面不应重叠或与该面相交，如图 4 所示。夹紧面积是与工件表面（或触的是一个二维轮廓线段组成的（见图 6）。 利用线段相交测试，可以测定在给定的光子晶体光纤的任何范围内是否可能有接触面夹紧面重叠。 夹紧面的确定可以如下所示： 第 1 步：鉴别平行于二级和三级定位面（ 分别到 远的距离的面。如下所示：（一）鉴别面 面 行 行（二）在 列出面对 面。 （三）通过检查所有 面对 面，确定的面对 面是到 别最远的面，并舍弃所有其他 第 2 步： 鉴别平行面的位置， 除了不相邻的附加面。 最好是选择一个不与其他定位面垂直相邻的面。这一步如下所示： (a) 考虑 表中的 ，获得与每个 垂直或相邻的面然后，在表中插入每个 。 (b) 检查每个 ，并执行以下测试：如果 相邻、垂直于 后从列表中舍弃它并插入 表中。 第 3 步 :确定加紧面都在有效的加紧面上，如下所述夹紧面： 例 1:如果没有条目在列表 ，就使用 的面并继续执行步骤 4。如果任何面发现，垂直于第二，第三位置的面孔 将要面临的是 下次选择可行的夹具。在这种情况下，唯一剩下的选择是重新审视在列表 面。 例 2：如果列表中 目数为 1 时，可行夹紧面为 法向量垂直相邻的相应轴是夹紧轴。 例 3： 如果在列表 数大于 1，确定最大的 紧面再进行步骤 4。 例 4： :夹紧力的方向可以是 1， 0， 0或 0， 1， 0，可以夹紧 的中心位置。 在其他几何位置可确定使用零件几何形状和拓扑信息，这在下一节中描述。 5. 判断夹紧表面上的夹紧点 确定夹紧面后，必须确定实际夹紧位置。输入夹具侧面积，沿着 x， Y， Z和 潜在的夹紧面 向。 容下使用 何获得夹具侧面积： 第一步是确定一个箱体的大小，这是用来测试它是否包含在它里面的任何部分。 相交测试也可以在前面介绍的方法使用。 如果相交测试返回一个负的结果，那么有部分箱体与夹具相交，如图 4 所示。 如果相交测试返回一个正的结果，可以执行下列步骤： 1 划分成更小的矩形大小条（ 1 W）夹框轮廓 (图 5 和图 6)。 2 执行指定与功能配置文件出现在 的零件设计的相交测试。 3 没有功能相交的条形区域，都是可行夹紧区域。如果有一个以上的长方形候选 面， 矩形配置文件，向中沿轴夹紧 点的是夹紧配置文件（夹点）。 如果没有发现配置文件，夹具宽度可减少一半，夹具数可以增加两个。使用这些修改过的夹具尺寸，执行前面描述的特征相交测试。如果此测试也失败了，那么可以用相邻的面作为夹紧面用于执行端夹紧。这面可以重复进行 功能相交测试。 : 输入需要的二维轮廓 用下列方法可以自动确定该配置文件的交集。每一个输入的资料组成一个封闭环。此配置文件测试的步骤如下： (考虑 段中的 L（ i， 1）和 段中的 L（ 2， j）。 (采用 L（ i， 1）线段和 L（ 2， j）线段的相交段。如果边缘相交测试返回一个正值，那么特征面和潜在面相交。如果它返回一个负值，继续执行步骤 3。 （ 复与步骤（ 同的部分或者缓慢走过其余 的 ()段直到的 (j 1) j n1段。 (其余部分边和 的 重复（ （ 骤。 如果特征面与夹紧面重复，线相交测试将决定该事件。相交的边可以进行自动检测两个面是否相互交叉。输入所需的边 接 (和 (和接 (和 (。 方程的可表示为： F(x,y) =0 (1) H(x,y) =0 (2) . 第一步：使用等式（ 1）计算 (用 取代 3;计算(用 取代 4。 第二步：如果 4都与 0不相等，但 4结果相同（ 2在相同的一边），则边 34不相交。如果这样不满足条件，那么进行第三步。 第三步：使用等式（ 2）计算 (接着，计算 (进行第四步。 第四步：如果 2都不等于 0，且 2的结果相同，那么把 2放在相同的一边并输入不相交。如果，这个也不满足条件，那么进行第五步。 第五步：给定相交线段。 这样就完成了测试。考虑如图 7 所示的 一部分样品。将要生产一个盲孔。起初，完成定位设计。 定位器的（或主要定位器）是一个基盘（放在 ）和二级和三级定位器面临 应到定位面 第 4 节中讨论）。 一个辅助定位器也被使用，这是一个 V 型块（对 辅助定位），如图 8 所示。 在前面讨论的夹具设计方法中所述的步骤的基础上，候选面孔（这是平行的，并在从 遥远的距离）是面对 。 没有面孔，这是平行到定位面，但他们不相邻。在这种情况下使用的优先权规则（如步骤 3 第 4 步讨论），剩余的候选面面对的是 。夹具方向向下的 V 型块径向定位器和其他与对工件夹紧底面提供所需位置。 根据第五步选择夹具的位置。如果没有功能发生在面 ，那么也没有必要进行相交测试确定夹具优美加紧。 夹具位置应远离 V 型定位器（这是辅助定位位置）的夹紧面毗邻辅助定位面（这确保了更好的快速夹紧）。最终位置和夹具的设计如图 8 所示。 本文讨论的方法，毫不逊色于其他夹具设计文献中讨论的方法。本文所讨论的方法的独特性是零件的夹紧面的几何形状，拓扑和功能发生了被加工为基础的系统鉴定。 其他方法都没有利用了定位器的位置，该方法使用定位器在对持有一级，二级和三级定位器加 工的工件。这种方法的另一个好处是在可行的候选面上确定在面上用夹具面交点测试（如前所述），并迅速和有效地确定潜在的下游过程中可能出现问题，夹紧和加工的功能检测。 6. 总结 在这篇论文中，对在一个夹具设计方法的总体框架内进行了夹具设计方面的讨论。 设计定位器，规范零件设计，和其他相关被用来确定夹紧面和夹紧方向。并讨论了各种自动化步骤。 机本 0702 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 姓名： 曾巍 产品名称 零件名称 尾座体 共 1 页 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 内 容 设 备 工 艺 装 备 工 时 划线，在毛坏上标出 617H 孔， 14 孔的中心位置，端面 A， B 的位置 。 卡尺 。 粗铣 617H 孔两端面 式铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具 。 钻 孔 式钻床 麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具。 粗 刨 基准面 A 头刨床 专用刨夹具、游标卡尺 。 粗刨基准面 B。 头刨床 专用刨夹具、游标卡尺。 粗铣右端面 ,粗铣凸台面 式铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具。 钻 14，锪 261 的沉头孔 。 式钻床 钻头、铰刀、专用夹具 。 钻孔，扩孔和攻 螺纹 。 式钻床 钻头、铰刀、专用夹具 。 扩、铰 17 。 式钻床 麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具 。 半精铣 617H 两 端面 。 式铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具。 半精铣右端面 。 式铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具。 磨削 基准面 A 导轨磨床 具 、游标卡尺、专用夹具。 磨削 基准面 B 导轨磨床 具 、游标卡尺、专用夹具。 617H 孔 145 倒角，去毛刺 。 式钻床 麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具 。 配 617H 孔 。 虎钳 刮 A、 B 面 。 虎钳 检查 。 塞规、百分表、卡尺等 。 2011 届毕业设计 材 料 系 、 部： 机械工程系 学生姓名： 曾巍 指导教师： 刘安民 职 称： 教授 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机本 0702 学 号： 214070208 2011 年 6 月 湖南工学院 2011 届毕业设计（论文）课题任务书 系： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师 刘安民 学生姓名 曾巍 课题名称 磨床尾座体加工工艺及夹具设计 内容及任务 （ 1）熟悉机床 专用 夹具的设计要求； （ 2）完成组件的设计总图； （ 3）设计分析计算工作； （ 4）主要零件的零件图绘制； （ 5）各组件各部分的综合 分析。 拟达到的要求或技术指标 1、设计说明书 1 份，达 字以上，且要符合规范要求； 2、设计图样全部用 制，总的绘图量达 上； 其中：装配图 1 张，部装 1 张，其余为零件图等 3、全部有电子文档，及一张装配草图 4、编写毕业说明书一套（全部用计算机打出）。 进度安排 起止日期 工作内容 备注 1 周 2 周 6 周 6 周 布置任务，方案设计 设计计算 结构设计和绘图 编写毕业设计说明书 主要参考资料 1、薛源顺 主 编，机床夹具设计机械工业出版社 2000 年。 2、宋 殷 主 编，机床夹具设计华中理工大学出版社 1990 年。 3、沈乐年、范珍良等编，机械设计基础，清华大学出版社， 1989 年 9 月。 4、胡永生编，机械制造工艺学，机械工业出版社。 5、机床设计手册编写组主编，机床设计手册，机械工业出版社， 1986 年 12 月。 6、龚定安等主编，机床夹具设计原理，陕西科学技术出版社， 1981 年 8 月。 7、东北重型机械学院、洛阳农业机械学院、长春汽车厂工人大 学 编机床夹具设计手则，上海科学技术出版社， 1979 年 7 月 教研室 意见 年 月 日 系主管领导意见 年 月 日 湖南工学院毕业设计 (论文 )开题报告 题 目 磨床尾座体加工工艺及夹具设计 学生姓名 曾巍 班级学号 机本 0702 214070208 专业 机械设计制造及其自动化 究意义和目的 专用夹具就是指生产制作某产品或其中某一零件而设计的的夹具，用来保证产品尺寸精度 。 在机械加工过程中，夹具占有非常重要的地位，它可靠地保证了 工件的加工精度，提高了加工效率，减轻了劳动的强度，夹具的设计过程中，应深入生产实际，（对工件的图纸，工艺文件，生产纲领等分析），精心调查研究，吸取国内外的先进技术，制订出合理的设计方 法。 专用夹具是保证机械产品质量高、数量多、成本的一种极重要的工艺装备。其主要作用是：可靠地保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能 。 专用 夹具设计是工艺装备设计的重要组成部分。一个好的设计，应能稳定地保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力，制造、维护容易等其衡量指标 。 该课题研究现状 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 34 年就要更新 5080左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为1020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。 通过对专用 夹具设计的课题研究，深入了解专用夹具设计对现代机械加工所带来的作用。了解专用夹具设计的局限性。专用夹具虽然是机床的附加装置，但是他作用很大，应用广泛。因此，我们广大的机械加工和技术人员要把机床专用夹具的设计和改进作为技术革新和改造的一个重要举措。 1) 运用已学过的机床夹具设计及有关课程的理论知识以及生产实习中所获得的实际知识，根据被加工零件的要求，设计既经济合理又能保证加工质量的夹具 2）培养结构设计能力，掌握结构设计的方法和步骤 3）能熟练的运用课程中的基本理论，正确的解决一个零件在加工基准的选 择、定位、加紧、加工方法选择以及合理安排工艺路线，保证零件的加工质量。 4）进一步培养机械制图、分析计算、结构设计、编写技术文件等基本技能。 一 、 零件的分析 1、零件的特点 2、零件的工艺分析 二、工艺规程设计 1、确定毛坯的制造形成 2、基面的选择 3、制定工艺路线 4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定 5、确定切削用量及基本工时 三、夹具设计 1 拟定夹具结构方案 定定位方案 . 证基准选择的合理性 择定位元件 定定位元件尺寸、 极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差 析计算定位误差 少对称度定位误差的措施 计夹紧机构 算切削力及所需夹紧力 计夹紧机构并验算机构产生的夹紧力 计对刀元件、连接元件 计夹具体 2、绘制夹具总图及制定技术要求 制夹具总图 注总图上的尺寸、公差配合与技术条件 3、夹具工作精度的分析计算 响加工精度的因素分析 证加工精度的条件 具加工精度的分析计算 进程 安排 序号 时 间 内 容 1 阅文献及资料，撰写文献综述 2 据毕业设计（论文）任务书，撰写开题报告 3 业设计（论文）第一阶段 完成第一阶段的阶段检查（总体设计或论文初稿） 4 业设计（论文）第二阶段 完成第二阶段的阶段检查（详细计算、结构设计与工程图绘制或论文修改） 5 写毕业设计说明书或论文定稿 6 备答辩，完成毕业设计（论文）答辩书面提纲、教师写评语 7 辩 指导教师批阅意见 指导教师 (签名 )： 年 月 日 湖南工学院毕业设计 (论文 )工作中期检查表 题目 磨床尾座体加工工艺及夹具设计 学生姓名 曾巍 班级学号 机本 0702 214070208 专业 机械设计制造 及其自动化 指 导 教 师 填 写 学生开题情况 学生调研及查阅文献情况 毕业设计（论文）原计划有无调整 学生是否按计划执行工作进度 学生是否能独立完成工作任务 学生的英文翻译情况 学生每周接受指导的次数及时间 毕业设计（论文）过程检查记录情况 学生的工作态度在相应选项划“ ” 认真 一般 较差 尚存在的问题及采取的措施： 指导教师签字： 年 月 日 系部意见： 负责人签字： 年 月 日 湖南工学院 2011 届毕业设计（论文）指导教师 审 阅表 系： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名 曾巍 学 号 214070208 班 级 机本 0702 专 业 机械设计制造及其自动化 指导教师姓名 刘安民 课题名称 磨床尾座体加工工艺及夹具设计 是否同意参加答辩： 是 否 指导教师评定成绩 分值： 指导教师签字： 年 月 日 湖南工学院毕业设计（论文）评阅 教师评阅 表 题 目 磨床尾座体加工工艺及夹具设计 学生姓名 曾巍 班级学号 机本 0702 214070208 专业 机械设计制造及其自动化 评阅 教师姓名 职称 工作单位 评分内容 具 体 要 求 总分 评分 开题情况 调研论证 能独立查阅文献资料及从事其他形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。 10 外文翻译 摘要及外文资料翻译准确，文字流畅，符合规定内容及字数要求。 10 设计质量 论证、分析、设计、计算、结构、建模、实验正确合理。 35 创新 工作中有创新意识，有重大改进或独特见解，有一定实用价值。 10 撰写质量 结构严谨，文字通顺，用语符合技术规范，图表清楚，书写格式规 范，符合规定字 数要求。 15 综合能力 能综合运用所学知识和技能发现与解决实际问题。 20 总评分 评阅教师 评阅意见 评阅成绩 总评分 20% 评阅教师签名 日期 湖南工学院 毕业设计（论文）答辩资格审查表 题 目 磨床尾座体加工工艺及夹具设计 学生姓名 曾巍 学 号 214070208 专 业 机械设计制造及其自动化 指导教师 刘安民 申请 人签名： 日期： 资 格 审 查 项 目 是 否 01 工作量是否达到所规定要求 02 文档资料是否齐全（任务书、开题报告、外文资料翻译、定稿论文及其相关附件资料等） 03 是否完成任务书规定的任务 04 完成的成果是否达到验收要求 05 是否剽窃他人成果或者直接照抄他人设计（论文） 指导教师签名： 毕业设计（论文）答辩资格审查小组意见： 符合 答辩资格，同意答辩 不符合答辩资格，不同意答辩 审查小组成员签名： 年 月 日 湖南工学院 2011 届毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表 系： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名 曾巍 学号 214070208 班级 机本 0702 答辩 日期 题名称 磨床尾座体加工工艺及夹具设计 指导 教师 刘安民 成 绩 评 定 分值 评 定 小计 课题介绍 思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。 30 答辩 表现 思维敏捷 ,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确大、深入 , 知 识 面宽。 必 答 题 40 自 由 提 问 30 合 计 100 答 辩 评 分 分值： 答辩小组长签名： 答辩成绩 a： 40 指导教师评分 分值： 指导教师评定成绩 b： 40 评阅教师评分 分值： 评阅教师评定成绩 c： 20 最终评定成绩： 分数： 等级： 答辩委员会主任签名： 年 月 日 2011 届毕业设计说明书 磨床尾座体加工工艺及夹具设计 系 、 部： 机械工程系 学生姓名： 曾巍 指导教师： 刘安民 职称 教授 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机本 0702 完成时间： 2011 年 5 月 I 摘 要 本课题主要是设计磨 床尾座体的加工工艺及夹具的设计，在设计中采 用先设计该尾座体的加工工艺在根据加工工艺来选取夹具的设计的方案和夹具的具体设计；而设计的重点是夹具的设计。由于工件的 孔 17 和 14 都要以底面做为基准加工，故首先得做出底面的加工夹具。由于孔 17 的精度要求高，和定位尺寸误差小，为保证孔的位置和加工准确性我们一定在加工底面的时间通过画线找出底面的加工余量。这样就可以更好的保证孔 17 的位置和加工精度！加工孔 14 的夹具其实就是在加工底面夹具的基础上加了一个 45 度斜度板。加工孔 17 的时间为保证相对于 A 和 B 面的平行度我们就得要准确的设计出以 A 和 B 面定位 的夹具！还考虑到工件 的圆度和圆柱度的误差小，我们设计的夹具就具有对孔 17 的夹具定位准确，和加工时间的震动小 的要求 ，那就得在孔 17 的附近找个定位加紧点！ 关键词 加工工艺，夹具，尾座体，设计 is a of to to in a of at to to by of of of ut of is of of 7 4 to to be as to to do a to of 7 of of we at to of to to to of of 7 of 4 of in to 5 of in 7 of is to of in we to N to of in of a of of we to 7 of is of to in 7 of a to up a of 2011 届毕业设计（论文） 机 床尾座体加工工艺及夹具设计 系 、 部： 机械工程系 学生姓名： 曾巍 指导教师： 刘安民 职称 教授 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机本 0 7 0 2 完成时间： 2 0 1 1 年 5 月 目 录 1 前言 . 2 2 零件分析 . 3 件的特点 . 3 件工艺分析 . 4 3 工艺规程设计 . 5 定毛坯的制造形成 . 5 面的选择 . 5 定工艺路线 . 5 艺路线方案一 . 6 路线方案二 . 6 . 7 械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定 . 9 17 的端面的 . 9 孔 17 . 10 尾面加工 . 10 轨面刨削加工 . 11 14 的内径表面 . 11 定切削用量及基本工时 . 12 削 17孔的两端面 . 12 17孔） . 13 6 的端面 . 15 14 的孔、钻 螺纹孔） . 15 17孔） . 16 451 的倒角 . 17 14 的孔） . 17 . 17 2 的退刀槽 . 19 刨、精刨燕尾面） . 20 镗、细镗 17 的孔） . 21 轨面、燕尾面） . 21 削 14 的孔、镗削 28 的沉降孔） . 23 . 24 . 24 17 的孔 . 24 17孔研配 . 25 . 25 4 夹具设计 . 26 题的提出 . 26 具设计 . 26 视图 617H 孔的加工夹具 . 26 结束语 . 29 致 谢 . 30 参考文献 . 30 2 1 前 言 机械设计制造及其夹具设计是对我们完成大学四年的学习内容后进行的总体的系统的复习，融会贯通四年所学的知识，将理论与实践相结 合。在毕业前进行的一次模拟训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。 机械加工工业规程是指导生产的重要的技术性文件，它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。 夹具设计是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。 这次毕业设计，难免会有许多的问题，恳请各位指导教师给予帮助，希望通过这次设计能锻炼自己的分析问题、解决 问题的能力，为以后 参加工作打下良好的基础。 3 2 零件分析 题目所给的零件是 磨 床尾座体 ， 17孔与顶尖研配，底面和 75斜面与磨床工作台相连，通过 14用螺栓将 “ 尾座体 ” 紧固在工作台上。主要作用是固定顶尖 ,以支承较长的工件右端（即顶持工件中心孔）、安装钻头、绞刀，进行孔加工，也可以安装丝锥攻螺纹工具、圆析牙套螺纹工具加工内外螺纹。 圆柱体形的部分有一个 17，并且有一个 螺纹孔，顶尖穿过 17，将螺钉拧紧，这样就将顶尖固定。 下图 1 为尾座体三维图。 图 1. 件的特点 由图可知，该零件为不太规则的部件，其主要技术特点如下： 作退火处理 4 2. 17求圆度为 . 17求圆柱度 . 17导轨面的平行度为 . 17燕尾面的平行度为 . 17孔轴心线与导轨面的位置度误差为 0 . 17孔与燕尾面的位置度误差不超过 9. 17孔需精加工、研配 0 13 点 /25 25 件工艺 分析 根据零件图可知、主要进行导轨面的加工、孔加工和表面加工、钻孔、攻丝，孔的精度要求高。该零件年生产 5000 件属大批量生产，在加工是为了提高劳动效率、降低成本，设计加工零件需要设计专用夹具。 5 3 工艺规程设计 定毛坯的制造形成 由于该零件的形状较复杂，因此不能用锻造，只能用铸件，而且年生产批量为 5000 件已达成批生产的水平，采用批量造型生产。根据零件主要的加工表面的粗糙度确定各表面加工余量，查参考文献查参考文献 2 机械加工工艺手册，以后有计算在此就不重复了。 面的选择 基面 的选择是工艺规程中的重要工作之一，基面的选择的正确与合理可以使加工的质量得到保证、生产效率得到提高；否则不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择：对于象机床尾座这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要的，能够保证零件的各种加工余量的选择。对于一般零件而言，以加工面互为基准完全合理；但对于本零件来说，如果以 17 的孔为粗基准可能造成位置精度不达标，按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工面作为粗基准）现在选择不加工 35 的外圆表面和外 表不加工面作为粗基准，利用一组两个锥套夹持两端作为主要定位面以消除五个不定度，再用一个支承板、支承在前面用以消除一个不定度，达到完全定位。用来加工工件的底面。 对于精基准而言，主要应考虑基准的重合问题。这里主要以已加工的底面为加工的精基准。当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算，后面对此有专门的计算这里就不重复了。 定工艺路线 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。在生产纲领已确定为批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量使 工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使用生产成本下降： 6 艺路线方案一 工序 17H 的孔的两端面（粗铣、半精铣） 工序 17H 的孔。 工序 工序 14 的端面、铣削 端面、粗铣最底面、粗铣导轨面、铣工艺面、铣削 2 2 的退刀槽 、精铣导轨面、精铣燕尾面 工序 28 的端面 工序 14 的孔、扩孔 工序 28 的沉降孔 工序 6 的孔、攻丝 工序 17 的孔、研配 工序 2 13 点 /25 25 路线方案二 工序 17H 的孔的两端面（粗铣、半精铣） 工序 工序 工序 工序 2 的退刀槽 工序 工序 工序 17 的孔 工序 14 的孔的端面 工序 28 的孔 工序 17 的孔 工序 配刮 7 上述两方案的特点在于：方案一是先加工孔，然后以此孔为基准加工其它各处，而方案二是以导轨面为基准加工其它面，可以看出以先加工孔，以孔作为定位基准加工时位置精度较易保证，并且定位装夹等都比较方便，但是方案一中的一次装夹多道工序除了可以选用专用夹具设计的组合机床（但在成批生产是在普通机床上能保证精度的情况下，应尽量不选用专用机床）以外，只能选用多工位万能铣床加工。而目前万能铣床的加工精度还不能加工导轨面的精度要求，因此决定将方案二中的工序移入方案一，由 于铣削时不能很好地加工燕尾处的 075 的斜面，因此在导轨面和燕尾的加工都采用刨削。具体工艺过程如下： 工序 17孔的两端面 工序 17孔的两端面 工序 17孔 工序 17孔 工序 5.惚 的倒角 工 序 14 的孔的端面 工序 14 的孔的端面 工序 6 的端面 工序 9. 粗刨燕尾底面 工序 工序 工序 2 的退刀槽 工序 工序 工序 工序 工序 14 的孔 工序 14 的孔 8 工序 6 的螺纹孔 工序 工序 28 的沉降孔 工序 7 的孔 工序 4 的孔 工序 工序 17孔研配 工序 工序 但考虑工序集中和铸件不适合热处理取消工序 26，而且考虑工序集中，集中同一中加工的粗精加工。具体的工 序如下： 工序 1. 粗铣 617H 孔两端面 。 以底面位粗基准 工序 2. 钻 15 。 以工序 1 加工的两端面位粗基准 工序 3. 粗铣基准面 A 与底部 凹槽面，粗铣 22 的槽以及底面 。 以孔 617H 为定位粗基准 工序 4. 粗刨基准面 B。 以基准面 A 位定位粗基准 工序 5. 粗铣右端面 ,粗铣凸台面 。 基准面 A 为定位粗基准 工序 6. 钻 14 ，锪 261 的沉头孔。以尾座体端面 A， B 定位 工序 7. 钻孔，扩孔和攻 螺纹。以 617H 孔为粗基准 工序 8. 扩、铰 617H 孔。基准面 A 和 B 为定位粗基准 工序 9. 半精铣圆柱体左右端面。以 617H 孔为精基准 工序 10. 半精铣右端面。基准面 A 为定位精基准 工序 11. 磨削 基准面 A。以 617H 孔为精基准 工序 12. 磨削 基准面 B。基准面 A 为定位精基准 工序 13. 锪 617H 孔 145倒角，去毛刺。以 617H 孔为精基准 工序 14. 研配 617H 孔。 基准面 A 和 B,右端面与 617H 孔两端面为定位精基准 9 工序 15. 配刮 A、 B 面 工序 16. 终检 以上过程详见后面的工艺卡 械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定 “尾座体”零件的材料为 产类型为成批生产 。采用自由的砂型 ,3 级精度（成批生产）。 根据上述原始质料及加工工艺，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如下： 17 的端面的 不平度： 240 、缺陷度： 缺4 机械制造工艺与夹具设计指导 空间偏差： 毛根据参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 铸造公差： 2200 查参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导，按铸件宽度 2 查得的宽度公差 （ 1）粗铣余量 加工精度： 差 3 5 查参考资料 4 机械制造工艺与夹具设计指导 加工表面粗糙度： 查参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导 铸件的加工余量为 ， （ 2）精铣余量 加工精度及表面粗糙度：要求 达到 差 ，见图纸要求。精加工的余量为 2 。 所以总的加工为 )(2 21 式（ 10 孔 17 毛坯为实心，不冲出孔。内孔精度要求为 6参考资 料 4机械制造工艺与夹具设计指导确定工序尺寸及加工余量为： 钻孔： 扩孔： 2 1 查参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导 精镗： 查参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导 细镗： 查参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导 珩磨： 17 查参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导 表 总的加工余量为： 4321 。 式（ 3 尾面加工 考虑其加工长度为 与其联结的为导轨面，其 精度相对较高，要进行粗加工、半精加工和精加工。 粗加工： 加工精度 12铸件粗加工的余量 根据参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导。 半精加工： 加工长度 0 、加工宽度 ，因此半精加工的余量选择参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导 表 精加工： 加工长度 0 、加工宽度 ，因此精加工的余量选择 参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导 表 的加工余量 1 。 式（ 11 轨面刨削加工 考虑其加工长度为 同样也是和导轨配合，其加工精度要求非常高，因此需要进行粗加工，半精加工和精加工。 粗 加工： 加工精度选择 12择加工余量 半精加工： 加工长度 38 、加工宽度 00 ，因此加工余量选择 。由参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导 表 精加工： 加工长度 38 、加工宽度 0 ，因此精 加工的余量选择 由参考资料 4机械制造工艺与夹具设计指导表 的加工余量由式 3： 。 14 的内径表面 毛坯为实心，不冲出孔。内孔精度要求不太高，参考参考资料 2机械加工工艺手册确定工序加工尺寸及余量为： 钻孔： 扩孔： (查参考资料 2 机械加工工艺手册表 孔加工 公称直径 加工前的钻孔直径 (查参考资料 2 机械加工工艺手册表 因此钻孔的加工余量为： 。 12 定切削用量及基本工时 削 17孔的两 端面。 （ 1） 加工要求：铣 17 的孔的端面。 机床： 式铣床 刀具：粗铣端面刀具材料选用 铣削宽度5 选择 00 。查参考资料 5金属切削手册 表 6 （ 2） 若考虑工件的粗糙度，加工余量为 , 但实际，由于以后还要精加工，因此此端面不必全部加工，此时可按 考虑，分二次加工，吃刀深度 查参考资料 2 机械加工工艺手册 表 每齿进给量 参考资料 5 金属切削手册表 6 计算切削速度 查参考资料 2 机械加工工艺手册得耐用度 式（ 功率计算 zn 式（ （ 1） 13 加工要求：铣 17 的孔的端面。 机床： 式铣床 刀具： 精铣端面刀具材料选用 600 d。 吃刀深度 每转进给量 )/(5.0 达到粗糙度要求 4） 17孔） （根据钻孔取参考值，参考资料 2机械加工工艺手册） 1000式（ m (9/按机床选取： m (/w 考虑其加工长度为 选择钻床摇臂钻床 525Z 。 切削工时： 0 1 ， 42 l 式（ 180 14 的孔的端面 （粗铣 14 的孔的端面、半精铣 14 的孔的端面） 14 的孔的端面 （ 1） 14 加工要求：铣 14 的孔的端面。 机床： 式铣床 刀具：粗铣端面刀具材料选用 0 ,齿数 10。 （ 2） 1） 若考虑工件的粗糙度，加工余量为 , 但实际，由于以后还要精加工，因此此端面不必全部加工，此时可按 考虑，分二次加工，吃刀深度 p 。 每齿进给量 f 查资料 1 机床夹具设计手册 计算切削速度查资料 1 机床夹具设计手册 耐用度 功率计算 n 67 14 的孔的端面 （ 1） 加工要求：铣 14 的孔的端面。 机床： 式铣床 刀具：。精铣端面刀具材料选用 00 。 （ 2） . 半精铣 吃刀深度 每转进给量 )/(5.0 达到粗糙度要求 15 6 的端面 加工要求：铣 螺纹的端面。 机床： 式铣床 刀具：。铣端面刀具材料选 用 00 。 吃刀深度 每转进给量 )/(5.0 就能够达到粗糙度要求 14 的孔、钻 螺纹孔） （根据钻孔取参数值，加工工艺手册） 14 的孔 m (/44.1 ws 1000 式（ m (/ 按机床选取 m (/w 所以实际切削速度 m ( 切削工时：查参考资料 2 机械加工工艺手册 1 ， 2 按照式 3： 18021 6 的螺纹孔 根据钻孔取参数值，查参考资料 2 机械 加工工艺手册 16 m 51(/85.0 由式 3 ： m (/ 按机床选取 m (/w 所以实际切削速度 m ( 切削工时： 查参考资料 2 机械加工工艺手册 1 ， 2 由式 3： m 11221 fn 17孔） m 81(/35.1 切削深度： p 由式 3： m (/ 0 01 0 0 0 按机床选取： m i n )/1 6 0 0(/w 所以实际切削速度
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