【工装夹具类】CA6150车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计【全套CAD图纸+毕业论文】【答辩通过】
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【工装夹具类】CA6150车床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计【全套CAD图纸+毕业论文】【答辩通过】,工装,夹具,ca6150,车床,主轴,箱体,工艺,设计,全套,cad,图纸,毕业论文,答辩,通过
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太湖学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 0923089 产品名称 零件名称 主轴箱箱体 共 4 页 第 1 页 详见机械加工工序卡片附图 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工车间 钻前端孔 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 860 647 545 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 摇臂钻 1 夹具编号 夹具名称 切削液 0923089夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步 号 工步内容 工步设备 主轴转速 r/削速度 mm/给量 mm/r 背吃刀 量 给次数 机动 辅助 1 按图示将工件水平放入夹具体内，可靠定位并夹紧。 36 呆扳手 描 图 2 钻 系的 23 孔，通，表面粗糙度 钻系的 23 孔，通，表面粗糙度 23 加长专用钻头，快换转套， 150 600 3 钻 系的第一层 29 孔，通，表面粗糙度 系的第二层 27 孔，通，表面粗糙度 系的第三层 23 孔，通，表面粗糙度 29 锥柄麻花钻，27、 23 加长锥柄麻花钻，快换转套， 150 深度游标卡尺 600 设计 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 太湖学院 机械加 工工序卡片 产品型号 零件图号 0923089 产品名称 零件名称 主轴箱箱体 共 4 页 第 2 页 详见机械加工工序卡片附图 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工车间 钻前端孔 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 860 647 545 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 摇臂钻 1 夹具编号 夹具名称 切削液 0923089夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步 号 工步内容 工步设备 主轴转速 r/削速度 mm/给量 mm/r 背吃刀 量 给次数 机动 辅助 4 装上 V、 系的底孔快换钻套，分别钻 V、 系的第一层 23 孔，通，表面粗糙度 50。再分别换上对应的 48、 50 快换钻套，扩孔至 48、 50，表面粗糙度 23、 48、 50 锥柄麻花钻，快换转套，150 深度游标卡尺 600 描 图 5 在 系 ，用 50 快换钻套， 23 用专用钻头，钻第二层 23 底孔，通，表面粗糙度 50。再用 50 加长钻头，扩孔至 50，表面粗糙度 23 专用钻头， 50 加长锥柄麻花钻，快换转套， 600 设计 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 太湖学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 0923089 产品名称 零件 名称 主轴箱箱体 共 4 页 第 3 页 详见机械加工工序卡片附图 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工车间 钻前端孔 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 860 647 545 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 摇臂钻 1 夹具编号 夹具名称 切削液 0923089夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步 号 工步 内容 工步设备 主轴转速 r/削速度 mm/给量 mm/r 背吃刀 量 给次数 机动 辅助 6 在 V 孔系，用 48 快换钻套， 23 用专钻头，钻第二层 23 底孔，通，表面粗糙度 50。再用 43 专用钻头，扩孔至 48，表面粗糙度 23、 23专用钻头，快换转套， 150 深度游标卡尺 600 7 在 系， 38 加长钻头，分别钻第一、二层 38孔，通，表面粗糙度 38 加长钻头，快换转套， 150 深度游标卡尺 装订号 设计 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 太湖学院 机械加工工序卡片附图 产品型号 零件图号 0923089 产品名称 零件名称 主轴箱箱体 共 4 页 第 4 页 描 图 描 校 底图号 装订号 设计 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 编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 相 关 资 料 题目： 工艺及夹具设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923089 学生姓名： 吕 冲 指导教师： 彭 勇 （职称： 副教授 ） （职称： ） 2013年 5月 25日 目 录 一、毕业设计（论文）开题报告 二、毕业设 计（论文）外文资料翻译及原文 三、学生 “毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表 ” 四、实习鉴定表 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 开 题 报 告 题目： 工艺及夹具设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923089 学生姓名： 吕 冲 指导教师： 彭 勇 （职称： 副教授 ） （职称： ） 2012年 11 月 25日 课题来源 该课题来源于 无锡 腾飞 企业生产实际 科学依据 （ 包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等 ） （ 1）课题 的 科学意义 该课题主要 是为了培养学生编制机械零件加工工艺、正确选择金属切削机床和工艺参数、开发和创新机械产品的能力，要求学生能够结合常规普通铣床与零件加工工艺，针对实际使用过程中存在的金属加工机床的驱动及工件夹紧问题，综合所 学的机械理论设计与方法等知识，对高效、快速夹紧装置进行改进设计，从而实现金属加工机床驱动与夹紧的半自动控制。 在设计零件机械加工工装时，在满足产品工作要求的情况下，应尽可能多的采用标准件，提高其互换性要求，以减少产品的设计生产成本和周期。 （ 2） 国内外 研究状况 、水平和 发展 趋势 工业设计是人类社会发展和科学技术进步的产物，从英国莫里斯的“工艺美术运动”，到德国的包豪斯设计革命以及美国的广泛传播与推广，工业设计经过了酝酿，探索，形成，发展百余年的历史沧桑。时至今日，工业设计已成为一门独立的专业学科，并且有一套完整的研 究体系。 1980 年国际工业设计协会理事会（ 工业作了明确定义：“就批量生产的工业产品而言，凭借训练，技术知识，经验及视觉感受，而预示材料、结构、构造、形态、色彩、表面加工，装饰以新的品质和规格，叫做工业设计。根据当时的具体情况，工业设计师应在上述工业产品全部侧面或其中几个方面进行工作，而且需要工业设计师对包装、宣传、展示，市场开发等问题的解决付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时，这也属于工业设计的范畴”。 现在，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 研究内容 根据提供的毕业设计资料理解设计要求， 查阅相关中外资料。 确定 床 主轴箱体 的工艺 方案。 对钻床专用夹具进行类型选择及结构分析 。 完成 钻床专用 夹具加工工序和 装配 图。 阅读和翻译英文文献。 撰写毕业设计论文。 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 （ 1）研究方法 借阅相关书籍杂志，充分利用图书馆及网络资源。 （ 2）技术路线 收集资料， 确定工艺方案，做定位 、夹紧设计。 （ 3）实验方案 明确设计要求，认真调查研究，收集设计资料， 主轴箱工艺 方案，根据 设计要求 作出专用夹具的零件图、装配图。 （ 4）可行性分析 大学里，我学习了机械制图、机械制造工艺学、机床夹具设计等等，熟悉件。在设计中，结合自己所学的知识以及老师的指导，根据要求，合理选择 主轴箱箱体 加工工艺， 并且 设计出合适的 钻 夹具，绘制出零件图及装配图。 研究计划及预期成果 研究计划： 2012 年 11 月 11 日 11 月 24 日 ：收集资料，撰写开题报告、文献综述；2012 年 11 月 25 日 12 月 8 日 ：完成 箱体 图纸，确定工艺总体方案； 2012 年 12 月 9 日 1 月 21 日 ：完成工艺规程设计； 2013 年 3 月 4 日 3 月 22 日 ：完成夹具的全部零件图； 2013 年 3 月 25 日 4 月 5 日 ：完成夹具的总装图； 2013 年 4 月 8 日 4 月 19 日 ：完成 主轴箱箱体工装工艺及夹具设计 的说明书； 2013 年 4 月 22 日 4 月 26 日 ：详细审阅设计计算、说明书及图纸并修改； 2013 年 4 月 29 日 6 月 5 日 ： 递交毕业设计资料，准备答辩材料，并进行答辩。 预期成果： 根据主轴箱箱体的工装工艺及夹具设计要求 具体分析和理论计算，方案拟定正确；设计计算根据来源可 靠，计算数据准确无误， 工艺路线合理 ；机械结构图纸绘制要求视图完整、符合最新国家标准，图面整洁、质量高（图纸绘制要求采用计算机绘图）；用 成 箱体的 零件图 、夹具的零件图及装配图。 特色或创新之处 通过对 床主轴箱箱体零件的参数化绘制，大大提高了绘图速度，节省了大量时间和避免了不必要的重复劳动，同时做到了图纸的统一规范 。 已具备的条件和尚需解决的问题 可以利用图书馆及网络资源，已学过 基础知识； 已 学的机械理论设计与方法与机械装备等方面的知识 ； 工艺路线 和夹紧装置有待进 步优化设计。 指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 教研室（学科组、研究所）意见 教研室主任签名： 年 月 日 系意见 主管领导签名： 年 月 日 英文原文 on of on of he of of on of n in is on a by of to of he on of is of it be In of of of be of 2 to on of of of of in of of on of he of is in to in of to of of in to in of or is of to on of nd of In to t on no to t on is on at In to to is so is by or of to On of he of of in is if to it to of be of is is to is of is to is to so to of of of of of is to of of at of of to of of to To in of a is to to of is of on of to In to of to so as to of of of of to to is in of is of is of of a of to of of is by is of so by is as as to of 2 it is as as of to of of in of to a of of is by of of to of we of to In on of of of to in of in In on of or or in to a of it of up In in to in on of in of of of of of In is is of of is 0 0% to so to of of is is of in of by to of it If to of or If at is is to of If on be is a of is by is to as as to as as to of of is a to so of of of on of of to in of of is to to so is by of a to to in of in In to to 中文译文 影响工件表面质量的因素 加工过程对表面质量的影响 工艺系统的振动对工件表面质量的影响 在机械加工过程中工艺系统有时会发生振动，即在刀具的切削刃与工件上正在切削的表面之间除了名义上的切削运动之外，还会出现一种周期性的相对运动。 振动使工艺系统的各种成形运动受到干扰和破坏，使加工表面出现振纹，增大表面粗糙度值，恶化加工表面质量。 刀具几何参数、材料和刃磨质量对表面质量的影响 刀具的几何参数中对表面粗糙度影响最大主要是副偏角、主偏角、刀尖圆弧半径。在一定的条件下，减小副偏角、主偏角、刀尖圆弧半径都可以降低表面粗糙度。在同样条件下，硬质合金刀具加工的表面粗糙度值低于高速钢刀具，而金刚石、立方氮化硼刀具又优于硬质合金，但由于金刚石与铁族材料亲和力大，故不宜用来加工铁族材料。另外，刀具的前、后刀面、切削刃本身的粗糙度直接影响加工表面的粗糙度，因此，提高刀具的刃磨质量，使刀具前后刀面、切削刃的粗糙度值应低于工件的粗糙度值的 12 级。 切削 液对表面质量的影响 切削液的冷却和润滑作用能减小切削过程中的界面摩擦，降低切削区温度，使切削层金属表面的塑性变形程度下降，抑制积屑瘤和鳞刺的产生，在生产中对于不同材料合理选用切削液可大大减小工件表面粗糙度。 工件材料对表面质量的影响 工件材料的性质；加工塑性材料时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。工件材料韧性越好，金属的塑性变形越大，加工表面就愈越粗糙。加工脆性材料时其切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点使表面粗糙。 一般韧性较大的 塑性材料，加工后表面粗糙度较大，而韧性较小的塑性材料，加工后易得到较小的表面粗糙度。对于同种材料，其晶粒组织越大，加工表面粗糙度越大。因此，为了减小加工表面粗糙度，常在切削加工前对材料进行调质或正火处理，以获得均匀细密的晶粒组织和较高的硬度。 切削条件对工件表面质量的影响 与切削条件有关的工艺因素，包括切削用量、冷却润滑情况。中、低速加工塑性材料时，容易产生积屑瘤和鳞刺，所以，提高切削速度，可以减少积屑瘤和鳞刺，减小零件已加工表面粗糙度值；对于脆性材料，一般不会形成积屑瘤和鳞刺，所以，切削速度对表面粗糙度 基本上无影响。进给速度增大，塑性变形也增大，表面粗糙度值增大，所以，减小进给速度可以减小表面粗糙度值，但是，进给量减小到一定值时，粗糙度值不会明显下降。正常切削条件下，切削深度对表面粗糙度影响不大，因此，机械加工时不能选用过小的切削深度。 切削速度对表面粗糙度的影响 一般在粗加工选用低速车削，精加工选用高速车削可以减小表面粗糙度。 在中速切削塑性材料时，由于容易产生积屑瘤，且塑性变形较大，因此加工后零件表面粗糙度较大。通常采用低速或高速切削塑性材料，可有效地避免积屑瘤的产生，这对减小表而粗糙度有积极作用。 磨削加工对表面质量的影响 砂轮的影响 砂轮的粒度越细，单位面积上的磨粒数越多，在磨削表面的刻痕越细，表面粗糙度越小；但若粒度太细，加工时砂轮易被堵塞反而会使表面粗糙周次 起止日期 工作计划、进度 每周主要完成内容 存在问题、改进方法 指导教师意见并签字 备 注11月 12日 2月 2日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书对课题了解不清楚，由老师的讲解，清楚的知道自己的任务，并根据模板修改格式4012年 12月 3日 月 20日 指导专业实训 机械制造工艺及夹具设计课程设计 对夹具的认知不够，老师进行了相应的指导11月 21日 日 指导毕业实习 了解销售的技巧，在熟悉的基础上销售产品 没有接触过相关销售专业培训，要向专业人员多请教13 2013年 3月 4日 日 确定主轴箱箱体工艺总体方案 写出最佳的机械加工工艺过程 零件图有些看不懂，通过导师同学的帮助，了解了箱体是什么样的14 2013年 3月 11日 5日 完成工艺规程设计 确定毛坯的制造形式，选择定位基准。 关于基准的选择有些不懂，通过查阅书籍资料15 2013年 3月 18日 2日 完成工艺规程设计 拟定工艺规程设计和路线，完成每个工序所需的计算。 要计算切削用量及基本工时定额，通过查阅书籍资料16 2013年 3月 25日 9日 钻夹具设计 保证箱体120钻箱体的孔的精度。 要选用合理的夹具，通过图书馆的书籍查阅17 2013年 4月 1日 日 钻夹具设计 保证箱体120钻箱体的孔的精度。 要选择合适的定位基准，确定定位方案和元件设计18 2013年 4月 8日 2日 完成主轴箱箱体说明书和开题报告内各项任务，及相关文件的撰写 开始撰写说明书，完成中英文摘要及英文翻译 对论文的思路和摘要的内容不明确，通过老师的指导解决存档编码：无锡太湖学院 2013 届毕业作业周次进度计划、检查落实表系别：信机系 班级：机械 92 学生姓名：吕冲 课题（设计）名称： 开始日期： 2012年 11月 12日周次 起止日期 工作计划、进度 每周主要完成内容 存在问题、改进方法 指导教师意见并签字 备 注19 2013年 4月 15日 9日 完成主轴箱箱体说明书和开题报告内各项任务，及相关文件的撰写 完成说明书 对论文的思路和摘要的内容不明确，通过老师的指导解决20 2013年 4月 22日 6日 详细审阅设计计算、说明书及图纸并修改 按学校毕业设计论文格式要求，再次检查论文及图纸并修改 各个部分的格式要求，通过学校给的格式模板解决21 2013年 4月 29日 日 递交初稿 按学校毕业设计论文装订要求，进行所有材料的整理 在三线表里的中间一横不知道怎么弄出来，在反复修改后，成功制成。22 2013年 5月 6日 0日 完善修改论文 按学校毕业设计论文装订要求，进行所有材料的整理 结论与展望是针对这次设计的工作总结而不是思想总结。23 2013年 5月 13日 7日 补充论文及图纸文件 按学校毕业设计论文装订要求，进行所有材料的整理 资料顺序不对，需对照要求核查，进行装订24 2013年 5月 20日 5日 递交论文，准备答辩材料 梳理论文知识，准备答辩 论文中相关知识有遗忘，需进行全面论文知识的复习252627说明： 1、 “工作计划、进度 ”、 “指导教师意见并签字 ”由指导教师填写， “每周主要完成内容 ”， “存在问题、改进方法 ”由学生填写。2、本表由各系妥善归档，保存备查。 编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 床主轴箱箱体工装 工艺 及夹具设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923089 学生姓名： 吕 冲 指导教师： 彭勇 （职称： 副教授 ） （职称： ） 2013 年 5 月 25 日 无锡 太湖学院本科毕业设计（论文） 诚 信 承 诺 书 本人郑重 声明：所呈交的毕业设计（论文） 床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 92 学 号： 0923089 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 无锡 太湖学院 信 机 系 机械工程及自动化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 1、 题目 床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计 2、专题 二、课题来源及选题依据 课题来源为无锡 腾飞 机械有限公司。 该课题主要是为了对本科阶段所学的机械加工工艺课程，机械设计，机械夹具设计课程等内容按照机床夹具设计的加工工序的要求，针对实际使用过程中的机床驱动，及工件夹紧问题，要能灵活运用机械制造装备设计的知识，设计出有效夹紧装置。从而实现箱体加工工艺机床驱动与夹紧的半自动控制。 在设计专用夹具时， 要根据提高生产效率，表面加工质量， 满足产 品工作要求的情况下，应尽可能多 的 标准件，提高其互换性要求，以 降低 产品的设计 产品 成本 ，提高批量生产的效益。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 了解主轴箱的工作过程 ； 熟悉有关标准、规格、手册和资 料的应用； 拟定主轴箱箱体的机械加工工艺方案，并进行多方案对比分析， 行优化设计； 对现代加工机床所需的快速夹紧系统具有初步分析能力和改进设计的能力； 理论联系实际的工作方法和独立工作 能力深化和提高； 设计绘制主轴箱箱体工作图若干； 编制设计说明书 1 份。 四、接受任务学生： 机械 92 班 姓名 吕冲 五、开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计（论文） 指导（或顾问）： 指导教师 签名 签名 签名 教 研 室 主 任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2012 年 11 月 12 日 要 本文是在主轴箱箱体的图样分析后进行箱体的机械加工工艺路线的设计，同时按照其中的加工工序的要求设计夹具。 主轴箱箱体的主要加工内容是表面 和孔。其加工路线长，加工时间多，加工成本高，零件的加工精度要求也高。按照机械加工工艺要求，遵循先面后孔的原则，并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以底面作为粗基准，以底面与两个工艺孔作为精基准，确定了其加工的工艺路线和加工中所需要的各种工艺参数。 在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式 。 关键词 :主轴箱；加工工艺；工序；专用夹具 is in in of of In of a is to to as a as a of of In be to of of to of of be of to is to of V 目 录 摘 要 . . 目 录 . 1 绪论 . 1 课题的研究内容和意义 . 2 内外的发展概况 . 2 课题应达到的要求 . 3 2 主轴箱箱体分析 . 3 轴箱箱体的作用 . 3 轴箱箱体的图样分析 . 3 艺分析 . 5 3 工艺规程设计 . 7 定毛坯的制造形式 . 7 位基准的选择 . 8 基准的选择 . 9 基准的选择 . 9 定工艺路线 . 10 分加工阶段 . 10 排加工顺序 . 10 定加工工艺路线 . 11 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 13 削用量及工时定额 的确定 . 15 4 主轴箱的 钻 夹具设计 . 27 出存在的 问题 . 27 床夹具的作用 . 27 床夹具的主要类型及结构形式 . 27 具设计 . 28 具体设计 . 28 位基准的选择 . 28 位方案和元件设计 . 29 位误差的计算 . 29 紧力 计算 . 29 紧机构的设计 . 错误 !未定义书签。 5 结论与展望 . 31 论 . 31 足之处及未来展望 . 31 致 谢 . 32 参 考文献 .床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计 1 1 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。 无锡太湖学院学士学位论文 2 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，分析箱体的加工工艺，确定箱体各加工表面的加工方法，进而形成箱体的机械加工工艺路线。并能根据箱体的加工工序要求，分析箱体的定位方式、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 钻 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 降床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计 3 低夹具重心，使工件加工表面尽量靠近工作台面。 2 主轴箱箱体的图样分析 轴箱箱体的作用 床主轴箱箱体 ,如图 图 示，其主要作用是：箱体类零件是机器或部件的基础零 件， 床主轴箱箱体是 将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时 主轴 箱分出部分动力将运动传给进给箱。 同时它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。 因而主轴 箱 是 的 关键零件。 因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。 轴箱箱体的图样分析 图 轴箱箱体图 无锡太湖学院学士学位论文 4 在编制主轴箱箱体机械加工工艺规程之前，首先应研究箱体的工作图样和产品装备图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该箱体在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制定的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的措施加以保证。 箱体的材料为 铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。 传动箱体 需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下： 1） 该零件为机床主轴箱，主要加工部位为平面和孔系，其结构复杂，精度要求又高，加工时应注意选择定位基准及夹紧力。 2） 箱体上 B 面平面度公差为 3） 箱体上 A 面与 D 面的垂直度公差为 00 4） 箱体上 C 面与 D 面的垂直度公差为 00 5） 箱体上 D 面与 W 面的垂直度公差为 6） 1 轴轴孔的轴线对基准 K、 C 的圆跳动公差分别为 00 7） D 轴轴孔的轴线对基准 C 的平行度公差为 00基准 H 00 8） 铀轴孔的轴线对基准 C 的平行度公差为 00基准 V 的平行度公差为图 体展开图 床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计 5 00 9） 轴轴孔内表面对基准 H 的平行度公差为 00轴各轴孔表面对基准 10） 轴各轴孔的圆度公差均为 11） 轴轴孔的轴线对基准 D 的平行度公差为 50 12） 轴轴孔的轴线对基准 W 的平行度公差为 50 13） V 轴轴孔的轴线对基准 Q、 N 的平行度公差均为 00 14） 轴轴孔的轴线对基准 N 的平行度公差为 00 15） 材料 16） 铸件人工时效处理。 艺分析 工艺分析的目的主要有两个： 一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理 ，是否便于加工与装配； 二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制定出合理的工艺规程。 铸件必须进行时效处理，以消除应力。有条件时应在露天存放一年以上再加工。 为了保证加工精度应使定位基准统一，该零件主要定位基准，集中在 D 面和 W 面上。 镗孔时，在可能的条件下尽量采用“支承镗削”方法，以增加镗杆的刚性，提高加工精度。对直径较小的孔、应采用钻、扩、铰加工方法。 为保证在同一轴上各孔的同轴度，可采用在已加工孔上，安装导向套再加工其他孔的方法。 为提高孔的加工精度，应将粗镗、半精镗和精 镗分开进行。 铸造时一般 50下孔不铸出。 孔的尺寸精度检验，使用内径千分尺或内径百分表进行测量。轴内孔之间距离的测量可以通过孔与孔之间壁厚进行间接测量。 同一轴线上各孔的同轴度，可采用检验心轴进行检验。 各轴孔的轴线之间的平行度，以及轴孔的轴线与基准面的平行度，均应通过检验心轴进行测量。 床主轴箱箱体作为主传动系的支承零件，各传动轴间要求一定的位置精度，因此，加工此箱体的主要任务是保证各孔系间的相互位置精度。在此箱体的加工中保证各孔正确位置是靠 标镗床手动控制坐标来完成的 ，为更好地保证加工质量，单件小批量生产也可采用组合夹具、专用镗模进行加工，批量较大时，应采用专用镗模进行加工。 根据 床主轴箱箱体零件图可知，其主要加工面是进行导轨面的加工、表面加工、孔加工、钻孔、攻丝，孔的精度要求高。该零件年生产属小批量生产，设计加工零无锡太湖学院学士学位论文 6 件所需要的专用夹具是为了提高劳动效率、降低成本。 床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计 7 3 工艺规程设计 定毛坯的制造形式 毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用、零件生产率和经济性，而且也与零件的机械加工工艺和质量密切相 关。故正确选择毛坯具有重大的技术经济意义。 毛坯选择时，应全面考虑以下因素： 1）零件的材料及机械性能要求； 2）零件的结构形状与外形尺寸； 3）生产类型，它在很大程度上决定采用毛坯制造方法的经济性； 4）现有生产条件； 5）充分考虑利用新工艺、新材料、新技术的可能性。 长期使用经验证明，由于灰口铸铁有一系列的技术上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的铸造性能等）和经济上的优点，通常箱体材料采用灰口铸铁。最常用的是00，当载荷较大时，采用 40 高强铸铁。 箱体的毛坯大部分采用 整体铸铁件或铸钢件。当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。焊接结构有铸 焊、铸 煅 焊、煅 焊等。采用焊接结构可以用小的铸造设备制造出大型毛坯，解决铸造生产能力不足的问题。焊前对各种组合件进行粗加工，可以部分地减轻大型机床的负荷。 毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。 毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺 陷出现。特别是主要加工面要求更高。重要的箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。 无锡太湖学院学士学位论文 8 该零件为箱体类， 如图 示 ， 且外型尺寸较大，材料为 件的形状较复杂，因此不能用锻造，只能用铸件，采用砂型铸造毛坯，如图 体毛坯图所示。采用小批量造型生产。根据零件主要的加工表面的粗糙度查参考文献机械制造工艺简明手册确定各表面加工余量。 毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体浇铸后应安排时效或退火工序。 该主轴箱的材料是 件小批生产，由于结构复杂，所以毛坯采用铸件。为了提高箱体加工精度的稳定性，采用时效处理以消除内应力。 位基准的选择 定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择正确、合理，可以保证零件的加工质量，提高生产率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，使生产无法进行。 主轴箱定位基准的选择，直接关系到箱体上各个平面与平面之间、孔与平面之间、孔图 体毛坯图 床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计 9 与孔之间的尺寸精度和位置精度要求是否能够保证。在选择基准时，首先要遵守“基准统一”和“基准重合”的原则，同时必须考虑生产批量的大小、生产设备、特别是 夹具的选用等因素。 该箱体的结构复杂，壁厚不均，刚性不好，而加工精度要求又高，故箱体重要加工表面都要划分粗、精加工两个阶段，这样可以避免粗加工造成的内应力、切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响，有利于保证箱体的加工精度。 基准的选择 选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则： 重要表面 原则 为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。 不加工表面 原则 为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。 余量最小 原则 如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准，以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。 使用一次 原则 因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。 平整光洁 原则 以便工件定位可靠、夹 紧方便。 根据生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的工件安装方式也不一样。大批大量生产时，由于毛坯精度高，可以直接用箱体上的重要孔在专用夹具上定位，工件安装迅速，生产率高。在单件、小批及中批生产时，一般毛坯精度较低，按上述办法选择粗基准，往往会造成箱体外形偏斜，甚至局部加工余量不够，因此通常采用划线找正的办法进行第一道的工序加工，即以主轴孔及中心线为粗基准对毛坯进行划线和检查，必要时予以纠正，纠正后孔的余量应足够，但不应定均匀。 该主轴箱箱体为单件小批量生产，在单件小批量生产时，由于毛坯精度低，所以以划线找正 法安装。划线时先找正主轴孔中心，然后以主轴孔为基准找出其他需加工平面的位置。加工该箱体时，按所划的线找正安装工件，则体现的是以主轴孔作为粗基准。 基准的选择 选择精基准时，主要考虑保证加工精度和工件装夹方便可靠。一般应考虑以下原则： 1) 基准重合原则 即选用设计基准作为定位基准，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。 2) 基准统一原则 应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则 。 无锡太湖学院学士学位论文 10 3) 自为基准原则 某些要求加工余量小而均匀的精加工工 序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。 4) 互为基准原则 5) 便于装夹原则 所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。 为了保证箱体零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的相互位置和距离尺寸精度，箱体类零件精基准选择常用两种原则：基准统一原则、基准重合原则。小批生产时一般采用基准重合原则，即以装配基准作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体上各表面间的相互位置精度。大批生产时常采用基准统一原则，即一面两孔定位，可避免由于基准变换而带来的累积误差。 该零件以三面定位， 箱体上的装配基准为平面，而它们又是箱体上其他要素的设计基准，因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体各主要表面的相互位置精度。有零件图可知： D 面、 W 面为精基准。 定工艺路线 分加工阶段 零件的技术要求较高时，零件在进行加工时都应划分加工阶段，按工序性质不同，可划分如下几个阶段： 粗加工阶段 此阶段的主要任务是提高生产率，切除零件被加工面上的大部分余量，使毛坯形状和尺寸接近与成品，所能达到的加工精度和表面质量都比较低。 半精加工阶段 此阶段要减少主要表面粗加工中留下的误差，使加工面达到一定的精度并留有一定的加工余量，并完成次要表面的加工（钻、攻丝、铣键槽等），为精加工做好准备。 精加工阶段 切除少量加工余量，保证各主要表面达到图纸要求，所得精度与表面质量都比较高。所以此阶段主要目的是全面保证加工质量。 光整加工阶段 此阶段主要针对要进一步提高尺寸精度、降低粗糙度（ 以上）的表面。一般不用于提高形状、位置精度。 根据加工阶 段划分的要求及零件的批量，该 床主轴箱箱体的加工划分为 3个阶段：粗加工阶段（粗铣各个平面、孔端面及各主轴孔粗镗）、半精加工阶段（半精镗各主轴孔，完成各次要孔等）和精加工阶段（磨各平面、精镗各主轴孔）。 排加工顺序 复杂工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序，如何将这些工序安排在一个合理的加工顺序中，生产中已总结出一些指导性的原则，先述如下。 床主轴箱箱体工装工艺及夹具设计 11 切屑加工工序顺序的安排原则 1） 先粗后精 各表面加工顺序按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的顺序进行，目的是逐步提高 零件加工表面的精度和表面质量。 2）先主后次 零件的主要加工表面（一般是指设计基准面、主要工作面、装配基面等）应先加工，而次要表面（键槽、螺孔等）可在主要表面加工到一定精度之后、最终精度加工之前进行加工。 3） 先面后孔原则 对于箱体类、支架类、机体类等零件，平面轮廓尺寸较大，用平面定位比较稳定可靠，故应先加工平面，后加工孔。这样，不仅使后续的加工有一个稳定可靠的平面作为定位基准面，而且在平整的表面上加工孔，加工变得容易一些，也有利于提高孔的加工精度。 4）先基准后其他 作为精基准的表面要首先加工出来。 该 箱体的加工和装配大多以平面为基准，按照加工顺序安排的原则，采用先面后孔的加工顺序。先加工平面，可以为加工精度较高的支承孔提供稳定可靠的精基准，有利于提高加工精度。另外，先加工平面可以将铸件不平表面切除，可减少钻孔时钻头引偏和刀具崩刃等现象的发生，对刀和调整也较为方便。加工孔系时应遵循先主后次的原则，即先加工主要平面或孔系，这也符合切削加工顺序的安排原则。 根据各面各孔的精度要求，加工顺序如下： A、 B、 C 平面的加工：查零件制造工艺与装备表 3面加工方法可知，通过粗铣 精铣的加工顺序可以满足要求； D、 F、 W 平面通过粗刨 精刨 粗磨 精磨的加工顺序可以满足要求； E 平面通过粗刨 精刨的加工顺序可以满足要求。 、各主轴孔的加工：查机械制造工艺与装备表 3知，通过粗镗 半精镗 精镗的加工顺序可以满足要求；其余各孔：通过钻 扩 铰的加工顺序可以满足要求。 定加工工艺路线 拟定工艺路线的出发点：应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。还要考虑经济效果，以便降低生产成本。 综合以上加工阶段和加工顺序的分析，可以初步得出 床主轴箱箱体的加工艺 路线。 初拟 床主轴箱箱体加工工艺路线方案一如表 3示。 无锡太湖学院学士学位论文 12 表 3艺路线方案一 工序号 工序内容 定位基准 10 铸造 20
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