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【工装夹具类】尾接杆的工艺及钻孔Φ32夹具设计【4张CAD图纸】【课设】,工装,夹具,尾接杆,工艺,钻孔,32,设计,cad,图纸

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毕业 任务书 一、题目 尾接杆零件的工艺规程和夹具设计 二、指导思想和目的要求 毕业设计是综合运用所学有关课程内容，分析和解决实际工程问题的一个重要实践教学环节。通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。在设计过程中，学生应熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库，着重培养独立工作能力和分析解决问题的能力，严谨踏实的工作作风，理论联系实际，以严谨认真的科学态度，进行有创造性的工作，认真、按时完成任务。 三、主要技术指标 1、对指定的零件图进行构造分析和工艺分析，并绘制零件图； 2、选择毛坯类型，设计与绘制毛坯图 3、制定工艺路线 4、编制全部工艺规程 5、设计一至二套机床夹具或其他工艺装备 6、编写说明书（论文） 四、进度和要求 1、分析并绘制零件图 1 周 2、绘制毛坯图 1 周 3、设计工艺路线及编制工艺规程 4 周 4、设计工艺装备 3 周 5、编写说明书（论文） 2 周 五、主要参考书及参考资料 1 阎光明，侯忠滨 西安 :西北工业大学出版社 ， 2007. 2 王长春，孙步功 北京：北京大学出版社， 2010. 设计 论文 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 2 摘 要 本毕业设计题目是尾接杆零件的工艺及其钻模夹具设计。 尾接杆 零件是飞机液压助力器执行机构中 本科毕业设计论文 题 目 尾接杆的工艺及钻模设计 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 指导教师 毕业时间 2014 年 6 月 毕业 任务书 一、题目 尾接杆零件的工艺规程和夹具设计 二、指导思想和目的要求 毕业设计是综合运用所学有关课程内容，分析和解决实际工程问题的一个重要实践教学环节。通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。在设计过程中，学生应熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库，着重培养独立工作能力和分析解决问题的能力，严谨踏实的工作作风，理论联系实际，以严谨认真的科学态度，进行有创造性的工作，认真、按时完成任务。 三、主要技术指标 1、对指定的零件图进行构造分析和工艺分析，并绘制零件图； 2、选择毛坯类型，设计与绘制毛坯图 3、制定工艺路线 4、编制全部工艺规程 5、设计一至二套机床夹具或其他工艺装备 6、编写说明书（论文） 四、进度和要求 1、分析并绘制零件图 1 周 2、绘制毛坯图 1 周 3、设计工艺路线及编制工艺规程 4 周 4、设计工艺装备 3 周 5、编写说明书（论文） 2 周 五、主要参考书及参考资料 1 阎光明，侯忠滨 西安 :西北工业大学出版社 ， 2007. 2 王长春，孙步功 北京：北京大学出版社， 2010. 设计 论文 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 I 摘 要 本毕业设计题目是尾接杆零件的工艺及其钻模夹具设计。 尾接杆 零件是飞机液压助力器执行机构中的主要部件之一。尾接杆零件在产品中一端与液压助力器外筒组件连接，另一端通过关节轴承与飞机的副翼连接，其作用是带动飞 机操纵系统的摇臂和拉杆，而使飞机的副翼偏转，在工作时能够传递 3800 公斤以上的力，是一个能承受复杂力的受力件。 首先，参考现代制造工艺基础进行主要加工工艺设计方法和相关计算 ,运用机械制造技术及相关的课程知识，根据零件相关加工工艺及工况要求，对于从毛坯到零件成品的每一个加工过程进行分析，从而制定出切实可行的加工工艺规程路线，确定最终的零件加工方案。然后，根据零件图纸的技术要求，确定工件在加工过程中的定位、夹紧以及相关夹具的工艺路线的安排等方面的相关问题，确定相关的工艺尺寸及选择合适的机床和刀具。最后，参考 机床夹具设计手册及相关书籍，设计出高效、经济、合理并且能保证加工质量的夹具。 关键词： 工艺 ,机械制造，夹具设计 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 he is . is of of of in by a is to in of a 800 is to a of of of in to to a to of to of as as to of 北工业大学明德学院本科毕业设计论文 录 摘 要 . I . 一章 绪论 . 1 第二章 尾接杆零件机械加工工艺规程设计 . 2 械制造工艺的发展 . 2 械制造工艺基本概念 . 2 件的说明 . 3 件图 . 3 件说明 . 3 2. 4 确定毛坯 . 4 择毛坯 . 4 计毛坯图 . 6 2. 5 拟定工艺路线 . 6 表面加工方法 . 7 位基准的选择 . 7 工阶段的划分 . 8 序顺序安排 . 9 第三章 钻模夹具设计 . 12 3. 1 工件的定位原理、定位原则和定位方法 . 12 件的定位原理和定位原则 . 12 件的定位方法及误差 . 12 3. 2 钻模夹具设计概述 . 13 床夹具基本概念 . 14 床夹具的分类 . 14 用夹具的功用与组成 . 14 用夹具的设计依据和主要原则 . 15 件的夹紧及夹紧装置 . 15 紧的基本概念 . 15 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 夹紧装置分类和效用 . 16 第四章 尾接杆钻模 2 夹具设计 . 17 床夹具设计方法和步骤 . 17 具的设计要求 . 17 具对于自由度的限制 . 18 件的定位基准 . 18 位元件的选用 . 18 位误差计算 . 18 紧装置的选择 . 19 床夹具的设计 . 19 4. 9 绘制尾接杆钻孔夹具的装配图 . 20 参考文献 . 23 致 谢 . 24 毕业设计小结 . 25 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 1 第一章 绪论 机械制造工业是为现代化建设提供各种机械装备的部门，在国民经济的发展中具有十分重要的地位。机械制造工业的发展规模和水平是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志，因此，我国一贯都把发展机械制造工业作为发展国民经济的战略重点之一。 建国 40 多年来，机械制 造工业的发展取得了很大的成绩，逐步形成了产品门类基本齐全，配置比较合理的机械制造工业体系，成为全国最大的产品部门之一。目前，机械制造工业除了为国家建设提供各种普通机械、农业机械、运输机械、电力机械、重型机械、仪表和各种机床外，还能提供各种大型的成套设备，在高新技术产品的开发方面，也取得了长足的进步。 我国机械制造工业虽然取得了很大的进步，但与工业发达的国家相比，在生产能力、技术水平、管理水平和劳动生产率等方面，还有很大的差距。因此，我国的机械制造工业今后的发展，除了不断提高常规机械生产的工艺装备和工艺水平外 ，还必须研究开发优质高效精密工艺，为高新技术产品的生产提供新工艺、新装备，加强基础技术研究，强化和掌握引进技术，提高自主开发能力，形成常规制造技术与先进制造技术并进的机械制造工业结构。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 2 第二章 尾接杆零件机械加工工艺规程设计 械制造工艺的发展 机械制造工艺学的研究范畴是零件的机械加工和装配的工艺过程。采用硬度比工件高的切削刀，在力的作用下使工件的材料发生分离，从而获得所需的形状、尺寸和表面质量的零件 再将 零件装配成机器 。 随着科学的发展，出现 硬度 很高的加工材料，这些材料很难用传 统的切削或磨削的方法来加工，某些极小的形状不规则的空隙、型腔也很难用 传统 的加工方法获得，于是出现了应用电能、声能、光能或者化学能等来加工金属的特殊加工技术。但另一方面科技的发展对机械产品的精度提出越来越高的要求，特别是宇航器件和集成元件的制造，原有的加工方法已不能满足我们高精度和高表面的需求，于是各种超精密加工方法就应运而生，且加工精密的等级在不断的提高。 制造自动化及其发展是机械制造行业中的最新技术进步的又一个标志，但随着数控加工的应用的推广， 步进入实用阶段，特别是柔性制造系统（ 出现，提高生产效率，降低成本，同时也保证了产品的质量和改善了劳动条件。目前，计算机集成制造系统（ 在研究和开发，也即将投入使用，它的出现将会更大程度的改变现代世界的机械行业。 机械加工工艺过程是指机械加工方法逐步改变毛坯的状态（形状、尺寸和表面质量等），使之成为合格零件所进行的全部过程。把工艺过程的有关内容，用文件的形式确定下来，称为机械加工工艺规程。 机械加工工艺过程可分为： （ 1） 工序。一个工人或一台机床对一个工件所连续完成的那部分工艺过程。工序是组成工艺过程的基本单元。 （ 2）工步。在加工表面不变、切削工具不变、切削用量不变的情况下，所连续完成的那一部分工艺过程。 （ 3）走刀。走刀是切削工具在加工表面上切削一次所完成的那一部分工艺过程。整个工艺过程由若干个工序组成，每一个工序可包括一个工步或几个工西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 3 步，每一个工步包括一次或几次走刀。 （ 4）安装。使工件在机床上定位并将它夹紧的过程。 （ 5）工位。 件的说明 件图 图 2接杆零件图 件说明 （ 1）零件的功用 尾接杆 零件（图 2飞机液压助力器执行机构中的主要部件之一。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。 尾接杆 零件在产品中一端与液压助力器外筒组件连接，另一端通过关节轴承与飞机的副翼连接，其作用是带动飞机操纵系统的摇臂和拉杆，而使飞机的副翼偏转，在工作时能够传递 3800 公斤以上的力，是一个能承受复杂力的受力件。 （ 2） 零件的结构分析 零件的主要加工表面 ：有轴 外圆 50,其左右端面， 42 的孔，西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 4 孔， 32 的孔，球面 主要形位误差： 50 端面和 端面对 C 32 中心线对 C 面的位置度公差 直度公差为 100:32圆柱度公差为 设计基准：轴向 50 左端面 径向 50 中心线 (3) 零件的材质 30但属中碳调质钢 ， 具有较大的淬透性 ,因此焊接性能很差。该材料调质后有很高的强度和足够的韧性，淬透 性也好。调质后该材料做砂轮轴，齿轮，链轮都可以。 如果做刀具，粗加工成为刀具形状。调质处理。用硬质合金铣刀铣削刀刃，抛光机抛光。表面粗糙度达到 该没有问题。该材料色泽较灰暗，镀锌不 仅是 为了美观，也可防锈 ， 30质后有很高的强度和足够的韧性，淬透性也好。调质后该材料做砂轮轴，齿轮，链轮都可以。 30工变形微小，抗疲劳性能相当好 ，因此广泛用于轴类、活塞类零配件等。用于汽车、飞机各种特殊耐磨零配件等。 (4) 零件的其他技术要求 螺纹倒角 120至丝底。 磁力探伤。 毛坯锻制，供应为无发纹钢，钢锻件按 类。 外表面镀镉 5表面 B 外，螺纹 其余表面发兰。 2. 4 确定毛坯 毛坯的确定： 影响毛坯选择的因素通常包括： （ 1）零件结构形状和外形尺寸 （ 2）零件材料的工艺性及对材料的组织的要求 （ 3）零件对毛坯的精度，表面的粗糙度和表面层的性能的要求。 （ 4）零件生产纲领的大小。 （ 5）现有生产能力和发展的前途。 因此，毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且也与零件的机械加工工艺 和加工质量密切相关，为此需要毛坯制造和机械加工两方面的工艺人员密切配合，合理地确定毛坯的种类、结构形状，并绘出毛坯图。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 5 常见的毛坯种类有以下几种： （一）铸件 对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。 （二）锻件 锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用 于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。 （三）型材 型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。 （四）焊接件 焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重 量。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。 （五）其它毛坯 其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。 毛坯的选择原则 （一）零件的生产纲领 大量生产的零件应选择精度和生产率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。如铸件采用金属模机器造型或精密铸造；锻件采用模锻、精锻；选用冷拉和冷轧型材。单件小批生产时应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法。 （二）零件材料的工艺性 例如材料为铸铁或青铜等的零件应选择铸造毛坯；钢质零件当形状不复杂 ，力学性能要求又不太高时，可选用型材；重要的钢质零件，为保证其力学性能，应选择锻造件毛坯。 （三）零件的结构形状和尺寸 形状复杂的毛坯，一般采用铸造方法制造，薄壁零件不宜用砂型铸造。一般用途的阶梯轴，如各段直径相差不大，可选用圆棒料；如各段直径相差较大，为减少材料消耗和机械加工的劳动量，则宜采用锻造毛坯，尺寸大的零件一般选择 自由锻造 ，中小型零件可考虑选择模锻件。 （四）现有的生产条件 选择毛坯时， 还要考虑本厂的毛坯制造水平、设备条件以及外协的可能性和经济性等。 本次尾接杆零件生产类型为中小批，含有多个加工表面，外形比较复杂 ，是个受力件 ， 同时采用钢质材料，属于航空方面零件，力学性能要求较高，所以选择毛坯时采用模锻件。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 6 （ 1） 毛坯图的表示 其方法如下： 实线表示毛坯表面轮廓，以双点划线表示经切削加工后的表面，在毛坯图上可用交叉线表示加工余量。 毛坯图上的尺寸值包括加工余量在内。可在毛坯图上注明成品尺寸（基本尺寸）但必须加括号。 在毛坯图上可用符号表示出机械加工 工序的基准。 在毛坯图上注有零件检验的主要尺寸及其公差，次要尺寸可不标注公差。 在毛坯图上注有材料规格及必要的技术要求。如材料及规格、毛坯精度、热处理及硬度、圆角半径、起模斜度、内部质量要求等。 绘制尾接杆零件的毛坯图如下： 图 2接杆毛坯图 2. 5 拟定工艺路线 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 7 表面加工方法 表面加工方法的选择，就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法。在选择时，一般先根据表面的精度和粗糙度要求选定最终加工方法，然后再确定精加工前准备工序的加工方法，即确定加工方案。由于获 得同一精度和粗糙度的加工方法往往有几种，在选择时除了考虑生产率要求和经济效益外，还应考虑下列因素： (1) 工件材料的性质； (2) 工件的结构和尺寸； (3) 生产类型； (4) 具体生产条件； 此外，选择加工方法还应考虑一些其他因素，例如，工件的形状、质量以及加工方法所能达到的表面物理机械性能等。 根据本次设计的条件及要求，采用传统的机床和专用夹具设备即可，由于零件分为重要加工表面和次要加工表面，分别有不同的技术要求，应分不同加工方法和多次加工。其中主要加工表面加工方法如下 ： 50 外圆面和 35 外圆面及 面公差等级在 采用：粗车 50 左端面和 右两端面粗糙度要求为 重要加工表面，采用粗车 对于 轴内孔来说，其表面粗糙度为 采用：钻 32 孔为重要加工表面，采用：钻 位基准的选择 1 基本概念 所谓基准：就是零件上用来确定其他点、线、面的位置的那些点、线、面。 设计基准：就是零件图上用来确定其他 点、线、面的位置的基准。在本次尾接杆零件设计中的设计基准是 50 左端面和其中心线。 定位基准：在加工时使工件在机床或夹具上占有正确位置所采用的基准。 要注意：当用 定距装刀 加工时，如果定位基准与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。所以当定位基准和设计基准不重合时，必须检查有关尺寸的公差和加工方法能否满足条件要求，如不能满足，则要求改变加工方法或另行选定工艺方案。 2 基准的选择 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 8 粗基面选择原则： （ 1）如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，就应该选择该表面作为粗基面。 （ 2）如果必 须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为粗基面。 （ 3）应该用毛坯制造中尺寸和位置比较可靠、平整光洁的表面作为粗基面，使加工后各加工表面对各不加工表面的尺寸精度、位置精度更容易符合图纸要求 。 （ 4）由于粗基面的定位精度很低，粗基面在同一尺寸方向上通常只允许使用一次，否则定位误差太大。 精基面选择原则： （ 1） 基准重合原则：应尽可能选用设计基准作为定位基准。 （ 2） 统一基准原则：应尽可能选择统一的定位基准加工各表面，以保证各表面间的位置精度。 （ 3） 所选的定位基准， 应能使工件定位准确、稳定、刚性好、变形小和夹具简单。 （ 4） 有时还要遵循互为基准、反复加工的原则。 （ 5） 有些精加工工序要求加工余量小而均匀，以保证加工质量和提高生产率，这时就以加工面本身作为精基面。 辅助基面 工件上没有能作为定位基面用的恰当的表面，这时就有必要在工件上专门加工出定位基面，称为辅助基面。 3 在本次设计中，尾接杆零件粗加工时根据粗基面选择原则选取 35左端面和外圆面作为其定位粗基准面；在精加工时，依据 “基准重合 ”原则和 “基准统一 ”原则，以外圆 50 和另一端的顶尖孔作为精 基准 。 工阶段的划分 当零件的加工质量要求较高或同时又有热处理要求时，必须把整个加工过程划分为几个阶段，原因是： (1)粗加工阶段在这一阶段中切除金属较多，产生的切削力和切削热都较大，所需的夹紧力也应该较大，因而使工件产生的内应力和由此引起的变形也大不可能达到高的精度和低的粗糙度，因此需要划分阶段最后达到图纸要求。 (2)划分加工阶段可合理使用机床设备。 (3)为了在机械加工工序中插入必要的热处理工序，同时使热处理发挥充分的效果，这就自然而然地把机械工艺过程划分为几个阶段。 本次设计的尾接杆零件重要表面的加工精 度要求在 级，粗糙度要求西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 9 为 次加工毛坯切除金属较多，产生的内应力和变形较大，达不到技术要求的精度和粗糙度，因此需要粗加工 半精加工 精加工的阶段划分来达到最后要求。 粗加工阶段：毛坯加工、外圆粗车、打顶尖孔等。 半精加工阶段：次要表面加工，钻轴孔、镗轴孔、铣平面等。 精加工阶段：磨平面、精车、精镗等主要表面的精加工。 这样能在粗加工后及时发现毛坯的缺陷，及时报废或修补，同时适当在半精加工后，精加工前安排热处理工序，消除粗加工阶段产生的内应力 ,同时达到零件图纸要求的零件硬度，再进行最后 的精加工，从而保证这些重要表面的技术要求。 序顺序安排 根据对零件所进行的工艺分析，不同表面采用的加工路线以及其所能达到的精度要求，在生产纲领已确定的情况下，结合对其加工阶段的划分，可以考虑采用普通机床配以通用、专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。其工序顺序安排方案如下： 工序 05 锻造毛坯； 工序 10 去分模毛边，在钳工台去外圆 H 段分模毛边； 工序 15 划线，钳工台； 工序 20 车 64 和 外圆，并且车 右端面 A，按划线加工端面 A，然后以 A 为基准加工 64 的右 端面，尖边倒圆 用普通车床 三爪卡盘； 工序 25 打顶尖孔 6，以 圆为基准，尖边倒圆 普通车床 采用中心钻 三爪卡盘； 工序 30 车 64， 25 的外圆，以 端面及 圆为定位基准，尖边倒圆 用普通车床 软三爪； 工序 35 钻孔 26，以 端面为基准，在大六角车床 1采用钻头 26 和三爪卡盘； 工序 40 镗孔 42，以 端面为基准，加工前找正外圆 A 的跳动不大 于 边倒圆 用普通车床 软三爪； 工序 45 铣平面，以 中心线为基准，采用立式铣床 6专用夹具； 工序 50 车球体，以外圆 52。 5 左端面为定位基准，采用普通车床 专用夹具； 工序 55 去除毛刺，在钳工台去 A、 B 表面毛刺； 工序 60 钻、铰孔 右端面为基准，采用万能立式钻床 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 10 专用夹具； 工序 65 铣斜面，以孔 26 的中心线为基准，与 25 外圆相接，采用立式铣床 6专用夹具； 工序 70 去 除毛刺，钳工台去毛刺，尖边倒圆 锉 25外圆两斜面圆滑相接； 工序 75 铣凸 R，以 中心线为基准，在万能铣床 6用专用刀具和专用夹具； 工序 80 铣平面，以 中心线为基准铣平面，保证铣后和表面 A 平齐，在立式铣床 6采用专用刀具和专用夹具； 工序 85 去除毛刺，钳工台去表面 A 的毛刺，并修锉表面 A 两次加工的接痕，尖边倒圆 零件编号； 工序 90 镗孔 中心线为基准加工 工前找正外圆 A 的跳动不大于 用普通车床 专用夹具； 工序 95 热处理，热处理 3641， 磨量不大于 件吹砂； 工序 100 打氧化皮，孔 行打氧化皮处理，处理后清理内孔和倒角的脏污及氧化皮，修正倒角 60，使用普通车床 专用夹具； 工序 105 研磨倒角，研磨顶尖孔倒角 60，在普通机床 工序 110 磨外圆，端面 B 磨不大于 面 B、 K、 E 对顶尖的跳动不大于 用 3151 普通机床和专用夹具； 工序 115 去除毛刺； 工序 120 钻孔 2，以孔 中心线为基准，在台式钻床 采用钻头 2 和专用夹具，去钻孔毛刺； 工序 125 铣槽，在立式铣床 6采用专用刀具和专用夹具； 工序 130 去顶尖孔，不许夹伤外圆，采用 通机床和软爪卡盘； 工序 135 车球体，加工前找正外圆 A 的跳动不大于 用车床 工序 140 去毛刺，去铣槽和车球体后的毛刺，钳工台尖边倒圆 工序 145 镗孔 零件左端面为基准镗孔，允许和工序 150合并加工，采用卧式镗床 2专用夹具； 工序 150 精镗孔 端面为基准，在卧式镗床 2采用专用刀具加专用夹具； 工序 155 去除毛刺，钳工台上去零件外形全部毛刺，并打磨外表面，尖边倒圆 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 11 工序 160 攻螺纹，螺纹中心线与凸 R 中心面呈 45 度角，螺纹倒角 120 度至丝底，去钻孔毛刺，采用台式钻床 专用夹具； 工序 165 磁力探伤，保证零件材料不能有裂纹； 工序 170 检验； 工序 175 研磨孔 32，按并节轴承 磨孔，保证过盈 工序 180 表面处理，外表面镀镉镀层厚 58m，除 A 表面外螺纹 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 12 第三章 钻模夹具设计 3. 1 工件的定位原理、定位原则和定位方法 件的定位原理和定位原则 1 定位原理 工件在空间具有六个 自由度 ，即沿 x、 y、 z 三个直角坐标轴方向的移动 自由度 和绕这三个坐标轴的转动自由度 。要使工件在某个方向上有确定的位置，就必须限制工件在该方向的自由度，要完全确定工件的位置，就必须消除这六个自由度，通常 用六 个支承点（即定位元件）来限制工件的六个自由度，其中每一个支承点限制相应的一个自由度 。此即通常说的 “六点定则 ”。 2 定位原则 工件在夹具中的定位，可以转化成为空间直角坐标系中，用定位支撑点限制工件自由度的方式来 分析。 工件在定位时应该被限制的自由度数目，完全由工件在该工序的加工技术要求所确定。 1 个定位支撑点只能限制工件 1 个自由度，因此，工件在夹具中定位时，所用定位支撑点的数目 应 不多于 6 个。 每个定位支撑点所限制的自由度，原则上不允许重复或相互矛盾。 件的定位方法及误差 1 平面定位 定位件为支撑销钉或定位平板，一般情况，工件以未经机械加工的平面定位时，多采用多支撑点来定位；如果工件以已经机械加工的平面定位，可用平面定位。 （ 1） 平面定位特点 支撑钉：接触面大，压强小，夹具装配时几个支 撑钉在平面磨床上同时磨出，使支撑面保持在同一平面内。 支撑板：结构简单，易于制造。 可调支撑：用于高度可调的定位。 自位支撑：用于刚性差的工件，相当于一个支撑点，限制一个自由西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 13 度。 （ 2） 平面定位误差 工件以平面作为定位基准时，定位误差的大小主要取决于工件上定位基准平面质量以及对规定位置的尺寸公差位置精度。一般情况下，由于工序尺寸大，后续工序余量也多，定位误差一般不计，也就是平面定位定位误差等于零。 2 外圆柱面定位 常见的有圆柱孔定位、半孔定位、 V 形块定位和自动定心装置定位等。 （ 1） 圆柱孔定位。 定位孔较短时，限制工件两个自由度；定位孔较长时，可限制四个自由度。 误差分析 : 定位 =a+a 定 。 其中： a 为轴的公差， a 定 为定位孔的公差， 为孔与轴的最小间隙。 （ 2） 半孔定位。 定位元件是下半圆，上半圆起夹紧作用。 误差分析： 定位 =（ a+ a 定 ） /2。 （ 3） V 形块定位。 1） 适用情况： 当垂直于 V 形块底面 的方向上原始尺寸的公差较大，而水平的位置尺寸要求较高时。 用于任何（ 180一段圆弧做定位基准时。 以外圆柱表面作定位基准而不适合用孔定位时。 2） 误差分析： 定位 =a/2). 3 孔定位。 常见有定位销或心轴定位、外圆锥面定位和自动定心装置定位等。 （ 1） 定位销或心轴 短者限制径向两个自由度，长者限制四个自由度。 误差分析： 定位 =a+a 定 （ 2） 外圆锥面定位 可消除其配合间隙，获得很高的径向定位精度。常用的有小锥度定位和大锥度定位。 3. 2 钻模夹具设计概述 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 14 机械加工 中用来将工件固定 ， 使工件占有确定的位 置的装置叫做夹具，又称卡具 。从广义上说，在 工艺过程 中的任何 工序 ，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如 焊接夹具 、检验夹具、装配夹具、 机床 夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具 。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互 位置精度 等技术要求 ，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正 确位置）、夹紧装置 、 对刀 引导元件 (确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向 )、 分度装置 （使工件在一次安装中能完成数个 工位 的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹 具底座）等组 成。 床夹具的分类 1 夹具种类按使用特点可分为： 万能 通用夹具 。如机用 虎钳 、 卡盘 、吸盘、 分度头 和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。 专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有 车床夹具 、 铣床夹具 、 钻模 (引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具 )、镗模 (引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具 )和随行夹具（用于 组合机床 自动线上的移动式夹具）。 可调整夹具 。通 过少量的零件更换或调节之后，使一套夹具可适用于多个工序并可多次重复使用。目前可调整夹具大致分为两大类：通用可调整夹具和成组可调整夹具。 组合夹具 。由一套预先准备好的各种不同形状，不同规格尺寸的标准元件与合件所组成，可根据工件形状和工序要求装配成各种机床夹具。适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。 2 专用夹具分类： 车床类夹具。 铣床类夹具。 钻镗床类夹具。 其他机床夹 具。 1 专用夹具的功用 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 15 保证加工质量。夹具能保证被加工工件的加工面与定位面之间以及被加工表面相互之间的尺寸精度和位置精度。 提高劳动生产率、降低成本。使用夹具后可减少划线、找正等辅助时间，易于实现多件、多工位加工。 扩大机床工艺范围。 改善工人劳动条件。 2 专用夹具的组成 定位件。作用是确定工件在夹具中的位置。 夹紧件。作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置在加工过程中不会因受力而产生位移，同时防止或减少振动。 导向、对刀元件。引导刀具或确定刀具 与被加工面之间的正确位置。 连接元件。确定夹具本事在机床的工作台或主轴上的位置。 夹具体。夹具的基座和骨架，用来连接或固定夹具上各元件。 其他装置和元件。 1 专用夹具设计的依据 研究被加工工件的工序图和工艺规程，着重了解本工序的工序尺寸、精度要求、工件的材料和生产批量。 研究本工序的定位基准以及该基准与工序基准的关系，以确定定位方法。 使用该夹具的机床规格与状况。 夹具制造车间的有关资料。 检索类似夹具的有关资料。 2 专用夹具设计时应遵循的主要原则 结构简单。 尽可能采用标准夹具元件。 减少夹具元件的热处理与精加工工序。 合理选取夹具的公差。 简化设计图纸。 件的夹紧及夹紧装置 紧的基本概念 定位和夹紧是安装工件时密切相关的两个问题，必须一起考虑，工件定位后，必须要靠夹紧装置来确保工件在整个加工过程中始终保持在准确位置上，西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 16 保证加工质量，生产效率。一般夹紧装置由三部分组成：力源部分，中间传力机构，加紧元件。 1 简单加紧机构 楔块夹紧：夹紧后能够自锁（楔块升角小于摩擦角），夹紧力不大，通常与其他夹紧方式组合使用，或用于夹紧力不大的工序中。 螺旋夹紧：构件主要是螺钉和螺母，结构简单，夹紧可靠，夹紧力大，自锁牢靠，通用性大。 偏心夹紧：操作迅速，构造简单，但工作行程小，自锁性差，夹紧力一般。 2 组合夹紧 螺钉 偏心轮 其他形式组合夹紧机构。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 17 第四章 尾接杆钻模 2夹具设计 床夹具设计方法和步骤 一般来说， 夹具的设计的全过程主要分为四个阶段： 1 设计前的准备工作。 熟悉工序图。 了解所用的机床、刀具的情况。 了解生 产批量和对夹具的需用情况。 了解夹具制造车间的生产条件和技术现状。 准备好设计夹具要使用的各种标准、工厂规定、典型夹具图册和有关设计的指导性及参考性资料等。 2 拟定夹具的结构方案 对工件的定位方案 。 对工件的夹紧方案 。 对刀或导引方案等 。 3 绘制夹具总图。 4 绘制夹具零件图。 图 4孔工序图 具的设计要求 本次设计的为工序 60 的钻模夹具设计，为专用夹具。 32 孔加工中心线对尾接杆零件的轴向中心线有位置度的位置误差和垂直度的 方向误差的技术要求，西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 18 此零件为长杆类零件，采用短的定位件不利于零件的加工，容易引起加工变形。 具对于自由度的限制 根据 “六点定位 ”原则以及机床各类夹具的特点及其误差，应限制 50 端面在 X 轴方向的移动、 Y 轴转动和 Z 轴转动三个自由度，而零件右端加一个限制一个自由度的支撑即可。 件的定位基准 由图 41 知，为消除加工误差，应该选择尾接杆 50 左端面和 35 轴面为定位基准，保证孔 32 中心线与 50 左端面的距离为 要满足 32孔中心线对尾接杆零件的轴向中心线有位置度的位置误差和垂直 度的方向误差的技术要求，定位时选择以 35 轴面为定位基准。 位元件的选用 有以上分析可知，定位基准选取的是端面和外圆轴面，参考零件对加工孔对中性和形位公差的要求，在此选取端面平板和 V 形块组合定位的方法，其中端面平板限制 50 端面在 X 轴方向的移动、 Y 轴转动和 Z 轴转动三个自由度，35 外圆柱面的短 V 形块限制 Y 轴和 Z 轴的移动两个自由度，零件右端加一个限制一个自由度的支撑钉。 优点：此零件为长杆类零件，采用短的定位件不利于零件的加工，容易引起加工变形，同时一对短 V 形块替代长的 V 形块能更好的保证零件的对中性 ，保证零件的加工精度，而且更加经济。 位误差计算 下面计算上述方案中存在的误差 误差 ： 定位基准与工序基准不一致所引起的原始尺寸的误差，称为定基误差，即工序基准 相对定位 基准在加工尺寸方向上工 序 目 录 产 品 型 号 9 共 2 页 零 组 件 号 0A 第 1 页 工 序 号 工 序 名 称 设 备 工序卡片数 附 注 5 锻造毛坯 1 10 去分模毛边 钳工台 1 15 划线 钳工台 1 20 车外圆 25 打顶尖孔 30 车外圆 从工序 30起按防锈与封存说明书 进行油封 35 钻孔 1 40 镗孔 45 铣平面 6 50 车球体 55 去毛刺 钳工台 1 60 铰孔 65 铣斜面 6 70 去毛刺 钳工台 1 75 铣凸 R 6 80 铣平面 6 85 去毛刺 钳工台 1 90 镗孔 工 序 目 录 产 品 型 号 9 共 2 页 零 组 件 号 0A 第 2 页 工 序 号 工 序 名 称 设 备 工序卡片数 附 注 95 热处理 1 100 打氧化皮 105 研磨倒角 110 磨外圆 3151 1 115 去毛刺 120 钻孔 125 铣槽 6 130 去顶尖孔 135 车球体 140 去毛刺 钳工台 1 145 镗孔 2 150 精镗孔 2 155 去毛刺 钳工台 1 160 攻螺纹 165 磁力探伤 1 170 检验 检验台 1 175 研磨孔 研磨头 1 180 表 面处理 1 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30锻造毛坯 5 设 备 定 位 夹 紧 共 36页 第 1 页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30去分模边 10 设 备 钳工台 定 位 夹 紧 共 36页 第 2 页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 去外圆 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30划线 15 设 备 钳工台 定 位 夹 紧 共 36页 第 3 页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30车外圆 20 设 备 位 夹 紧 共 36页 第 4 页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 尖边倒圆 爪卡盘 端面 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接 杆 30打顶尖孔 25 设 备 位 夹 紧 共 36页 第 5 页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 尖边倒圆 爪卡盘 中心钻 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30车外圆 30 设 备 位 夹 紧 共 36页 第 6 页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 尖边倒圆 软三爪 专用刀具 量规 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30钻孔 35 设 备 1 位 夹 紧 共 36页 第 7 页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 三爪卡盘 钻头 26 量规 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30镗孔 40 设 备 位 夹 紧 共 36页 第 8 页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 加工前找正外圆 软三爪 量规 尖边倒圆 D 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30铣平面 45 设 备 6 位 夹 紧 共 36页 第 9 页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 三爪卡盘 专用刀具 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30车球体 50 设 备 位 夹 紧 共 36页 第 10页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 专用夹具 三爪卡盘 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30去毛刺 55 设 备 钳工台 定 位 夹 紧 共 36页 第 11 页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 去 A、 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30钻铰孔 60 设 备 位 夹 紧 共 36页 第 12页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 去钻、铰孔后的毛刺 专用夹具 钻头 25 量规 钻头 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30铣斜面 65 设备 6 位 夹 紧 共 36页 第 13页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 铣两斜面要求 5外圆相接，不允许铣伤直径 25 外圆 专用夹具 立铣刀 32 55 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30去毛刺 70 设 备 钳工台 定 位 夹 紧 共 36页 第 14页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 去毛刺尖边倒圆 修锉 5外圆两斜面圆滑相接 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30铣凸 R 75 设 备 6定 位 夹 紧 共 36页 第 15 页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 专用夹具 专用刀具 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30铣平面 80 设 备 6 位 夹 紧 共 36页 第 16 页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 铣后和 专用夹具 专用刀具 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30去毛刺 85 设 备 钳工台 定 位 夹 紧 共 36页 第 17 页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 去表面 修锉表面 尖边倒圆 打零件编号 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30镗孔 90 设 备 位 夹 紧 共 36页 第 18页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 加工前找正外圆 软三爪 专 用刀具 量规 专用夹具 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30处理 95 设 备 定 位 夹 紧 共 36页 第 19 页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 热处理 41 直径 打磨量不大于 零件吹砂 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30氧化皮 100 设 备 位 夹 紧 共 36页 第 20 页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 加工前找正外圆 软三爪 砂布 清理内孔和倒角的赃物和氧化皮 专用夹具 修正倒角 60度 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度 工序名称 工 序 号 尾接杆 30研磨倒角 105 设 备 位 夹 紧 共 36页 第 21 页 序 号 加 工 要 求 说 明 夹 具 刀 具 量 具 专用夹具 专用刀具 工 序 卡 片 零 件 名 称 材 料 硬 度