分离爪零件的工艺规程和专用夹具设计-[机械毕业设计论文A1019]
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分离
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机械
毕业设计
论文
a1019
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说明书一份。
零件图，毛坯图，夹具图，工序卡，等
- 内容简介：
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夹具课程设计 分离爪 指导老师：余五新、杨俊杰 小组成员：邹奎阳 刘腾 朱灿元 周文祥 鲁超 姓名： 邹奎阳 学号： 200706104143 班级： 间 ： 2010 年 7 月 8 号 一、 零件的分析 （一） 零件的作用 题目所给的零件是 分离爪 。它位于车床变速机构中，主要起换档的作用，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，工作过程：拨叉零件是在传动系统中拨动滑移齿轮，以实现系统调速，转向。 （二） 零件的工艺分析 床共有两处加工表面 和一个空内表面 ，其间有一定位置 要求。分述如下： 1， 零件孔 40上 加工表面 这一组加工表面包括：孔 40 下加工表面，孔 40面，有粗糙度要求为 于 5 加工时以 50端面 为基准面 ，并加紧 50 的左右两端面。 2， 孔 50 端面 及孔 36 的内表面 其中 50下端面有粗糙度要求为 于 5需要粗车；孔 36内表面粗糙度要求 5，需要进一步精车，这都以 40 空及端面定位，这就是先选一粗基准，然后必须要用已加工表面作为精基准 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精 度，该零件没 有很难加工的表面尺寸，上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们的位置精度要求 （三） 零件图 其余二 、 工艺规程设计 (一 )确定毛坯的制造形式 1：零件材料为 虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。 2：已知零件的生产为大批生产，初步确定工艺安排的基本倾向为：加工过程划分阶段，工序都要集中，加工设备主要以专用设备为主，采用专用夹具，这样 生产质量高，投产快生产率较高，能适应大批量需求 3：根据零件的材料确定毛坯为铸件，材料为 坯的铸造方法为砂型型铸造，铸件尺寸公差等级为 以下。 （二）基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。 （ 1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取 50孔的上表面作为粗基准，利用圆柱来定 位，另外四爪握住两边来限制六个自由度，达到完全定位 ,然后进行车削。 （ 2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。 （三）制定工艺路线 制定工艺路线，在生产纲领确定的情况下 , 根据零件的几何形状 、 尺寸精度及位置精度等技术要求来制定工艺路线。可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具 ,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，以便使生产成本尽量下降。 1.工序一 铸造。 工序二 低温退火热处理 。 工序三 以 50孔及下端面定位，车 40 孔，并车孔的上端面。 工序四 以 40 内孔及上端面定位，车 50 下端面及 36 工序五 以 40 内孔及上端面定位，精车 36及 工序六 以 36 内孔及端面定位，精车 40 外圆倒角 451 。 工序七 以 36 内孔及端面定位，铣 两端至尺寸8+证 30寸至 30 面粗糙度要求为 5 工序八 以 36 内孔及端面定位，钻 、 铰 尺寸。 工序九 以 36 内孔及 端面定位，钻 3 的孔，孔口倒角。 工序十 以 36 内孔及端面定位，精铣螺旋面 工序十一 去毛刺。 工序十二 检验。 2，选择机床 （ 1） 工序三，工序四，工序五，工序六均为车表面，可用 （ 2） 工序七为铣削工艺，可采用铣床 ( ) 工序八 、 九为钻，铰工艺，用台式钻床 ( ) 工学十需精铣螺旋面，很复杂，选用数控立式升降台铣床，选择夹具 :每个工序都可以采用专用的夹具 ,夹具后面再设计。 4，选择刀具 :在铣床上用硬质合金端铣刀，铣上下两槽用三面刃铣刀，在车床上选硬质合金外圆车刀和端面 车刀，钻床用直柄麻花钻和锥柄机用铰刀，数控铣床用专用螺旋面铣刀 5，选择量具 :精度要求较高的可用内径千分尺量程 50 125，其余用游标卡尺分度值为 四）机械加工余量 、 工序尺寸及毛皮尺寸的确定 ”分离爪 ”；零件材料为 产类型大批量，铸造毛坯。 据以上原始资料及加工路线，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： 1. 查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册 铣削加工余量为： 粗铣 2精铣 1铣 0圆柱（ 40用铸成）内孔 工余量： 钻孔 1粗车加工余量： 粗 车 精车 于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大 、 最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。 （ 五）确立切削用量及基本工时 工序一 毛坯 工序 用铸造尺寸如毛坯图（ 坯图） 工序 二 以 36 1. 加工条件 工件材料： b=1690241,铸造。 加工要求：粗铣 。 机床：铣床， 式铣床。 刀具：硬质合金钢端铣刀 ,牌号 削宽度 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s， V c=f z=z。 6）计算基本工时 L/ 40+40)/475= 工序 三 以 36 及端面为精基准，钻 、 铰 1. 选择钻头 选择直柄麻花钻钻头，粗钻时 头采用双头刃磨法，后角 o 12 ，二重刃长度b=刀长 b= l=3带长度 1202 100 30 （ 1）决定进给量 查切 ，所以， 按 钻 头 强 度 选 择 按 机 床 强 度 选 择 最终决定选择机床已有的进给量 经校验m a 校验成功。 （ 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切）为 命 （ 3）切削速度 查切 18修正系数 10故 18 。 m 81 0 0 00rd vn s 查切机床实际转速为 72 故实际的切削速度 0 00 （ 4）校验扭矩功率 c 60 m 所以 M 验成立。 T=L/5/272*序四 以 36 及端面为精 基准，钻 、 铰 3，倒角451 1. 选择钻头 选择粗直柄麻花钻钻头，粗钻时 头采用双头刃磨法，后角 o 4 ，二重刃长度b=刀长 b=1 l=3带长度 1202 100 30 （ 1）决定进给量 查切 f=r ，所以， 按钻头强度选择 1 按机床强度选择 最终决定选择机床已有的进给量 经校验m a 校验成功。 （ 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度 （查切）为 命 （ 3）切削速度 查切 18修正系数 10故 18 。 m 81 0 0 00rd vn s 查切机床实际转速为 72 故实际的切削速度 0 00 （ 4）校验扭矩功率 c 60 m 所以 M 验成立。 T=L/5/272*序十 一 去毛刺 工序十二 检查。 其余几步数据见工艺卡片。 三 、 夹具设计 经过仔细分析决定设计钻床 夹具。 在确定夹具设计方案时应当遵循的原则是： 确保工件的加工质量； 工艺性好，结构尽量简单； 使用性好，操作省力高效； 定位、夹紧快速、准确，能提高生产率； 经济性好，制造成本低廉。确定最合理的设计方案。 确定定位方案，设计定位装置。定位应符合“六点定位原则”。定位元件尽可能选用标准件。 确定夹紧方案，设计夹紧机构。夹紧可以用手动、气动、液压或其它动力源。重 点应考虑夹紧力的大小、方向、作用点，以及作用力的传递方式，保证不破坏定位，不造成工件过量变形，不会有活动度为零的“机构”，并且应满足生产率的要求。 确定夹具整体结构方案。定位、夹紧确定之后，还要确定其它机构，如对刀装置、导引元件、分度机构、顶出装置等。最后设计夹具体，将各种元件、机构有机地连接在一起。 夹具精度分析。在绘制的夹具结构草图上，标注出初步确定的定位元件的公差配合关系及相互位置精度，然后计算定位误差，根据误差不等式关系检验所规定的精度是否满足本工序加工技术要求，是否合理。否则应采 取措施（如重新确定公差、更换定位元件、改变定位基准，必要时甚至改变原设计方案），然后重新分析计算。 夹具夹紧力分析。首先应计算切削力大小，它是计算夹紧力的主要依据。通常确定切削力有以下三种方法： 由经验公式算出； 由单位切削力算出； 由手册上提供的诺模图（如）查出。根据切削力、夹紧力的方向、大小，按静力平衡条件求得理论夹紧力。为了保证工件装夹的安全可靠，夹紧机构（或元件）产生的实际夹紧力，一般应为理论夹紧力的 （一）问题的提出 在给定的零件中，对本步加工的定位提出具体的要求是一定的公差，定位要求较高。因此，本步的重点应在保证工件的定位，来保证两孔的尺寸。 具体要求： 1、保证孔 1，孔 2 的尺寸。 2、保证图中其它的标尺寸。 （二）确定结构方案 方案一： 两小头孔外圆用一边为固定型块，另一边用可松紧的活动型块来夹紧工件。此结构的优点在于结构十分简单，并且易于实际应用。但其同时有致命的缺 点 夹紧精度不能保证，并且竖直方向没有任何夹紧力，这使得零件加工出来的精度质量并不高，并且在进行加工时会发生翘曲形变。 方案二： 根据得到题目要求，需要加工的工序是钻直径为 14 的小头孔，因此工件左端用活动型块固定小头孔外圆，另使用定位销在中心大孔处进行定位。上端使用开口垫圈进行固定，这样在保证竖直方向夹紧力的同时，又方便加工零件的拆装。在夹具底座上铸造有钻模板，虽然相对来说结构略微复杂，但是真正实际生产当中的操作并不繁琐，甚至 要较方案更加简便。 最后确定选择方案一。 (三 )平衡配重设计 平衡配重的计算通常较复杂，对于设计来说，只在 夹 具 体 上 设 计 了 配 重 块 ， 配 重 的 调 整 需 根 据 实 际情况进行。 （四 ）设计制定夹具主要技术条件 1： 首先保证孔 1，孔 2 的尺寸和表面粗糙度不大于 2：其次要保证外圆的尺寸。 3：同时保证外圆端面粗糙度。 4：绘制装配图及零件图（附）。 （五 ） 设计感想及体会 为期三周的夹 具课程设计已经接近尾声，回顾 整个过程，通过老师和同学的帮助，还有自己不懈的努力，终于定时定量的完成了这次课程设计。课程设计作为机械制造技术基础课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。 本次课程设计主要经历了两个阶段：第一段是接卸加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段运用了基准选择 、 切削用量选择计算 、 机床选用 、 实践定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位 、 夹紧机构及零件结构设计设计等方面的知识。 通过此次设计，是我基本掌握了零件的加工过程分析 、 工艺文件的编制 、 专用 夹具设计的方法和步骤等。学会了 查 相关手册 、 选择使用工艺装备等等。本设计还存在很多不足之处。 一是 由于本人的画图不够纯熟，在画图遇到复杂 的 和难的地方时显力不从心，使图没达到预期设计出来的水平。 二是对分离爪的工作原理掌握的不够熟练，在设计过程中不能全面地考虑问题，造成走许多弯路，设计速度缓慢，这些都需要进一步研究和进一步实践来解决。 总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考 、 解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。 由于能力所 限，设计还有许多不足之粗，恳请老师们批评指正。 参考文献 1. 机械工业出版社 .机械制造技术基础课程设计指导教程 2. 机械工业出版社 . 互换性与测量技术基础第 3 版 3. 高等教育出版社 . 机械制图 4. 机械工业出版社 . 机械制造技术基础第 2 版 吴兆祥，机械制造技术课程设计，浙江大学出版社 建强 ，数控加工技术与实训，北京：电子工业出版社 启炎，计算机绘图（初级） ，同济大学出版社 凤芳，数控机床 ，高等教育出版社 兆荣，数控几双电气控制，高等教育出版社， 10.机械工程手册工程材料， 1996 年第二版 大先，机械设计手册北京：机械工业出版社 永立，几何量公差与检测上海：上海科学技术出版社 附录： （夹具装配图） 1345678910111213142 浙江纺织服装技术学院 机械加工工艺过程卡 产品型号 零（部）件图号 产品名称 分离爪 零（部）件名称 分离爪 共 1 页 第 1 页 材料牌号 坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 105， 55， 40 每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序 名称 工 序 内 容 设 备 量具 /工装 工 时（分） 备 注 1 铸造 铸造分离爪的毛坯 游标卡尺 2 热处理 退火 3 车 50的 底面 用三爪卡盘卡住加工 50的圆 数控车床 4 热处理 调质 220250 5 车 工 数控车床 标卡尺 6 粗车 40的圆 用专用夹具加工 40的圆 数控车床 标卡尺 7 半精车 40的圆 用专用夹具加工 40的圆 数控车床 标卡尺 8 热处理 去应力退火，正火 9 精车 40的圆 用专用夹具加工 40的圆 数控车床 标卡尺 底图 号 装订号 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 描抄日期 毕业论文（设计）选题报告 院（系）：机械与材料工程学院 学 生 姓 名 导 教 师 文（设计）题目 分离爪工艺规程和工艺装备设计 题目 来源 及 意义 机械制造工艺是各种机械的制造方法和过程的总称。它包括零件的毛坯制造、机械加工、热处理和产品的装配等，内容十分广泛。然而，机械制造工艺学是以机械加工和产品装配过程的工艺问题为主要研究对象的一门应用性技术科学。它在机械制造业中的大量生产基础上，诞生于本世纪 30 年代初期， 40 年代发展成熟， 50 年代以来，机械制造业想高精度、高效率、高度自动化和柔性化方向前进，使其发展到一个新的水平。 机械制造工艺学在机械行业中的重要性，它就是一块基石，任何机械都离不开它，它在机械制造中占有相当重要的位置。 所以，我选择设计工艺课题作为我的毕业设计，一来可以总结我这三年来所学的知识的总结，二来可以让我掌握更多的工艺方面的知识，使我的专业水平得到更大的提升。 论文 题目 研究 领域 状况 仔细了解零件结构，认真分析零件图 ,培养我们独立识图能力 ,增强我们对零件图的认识和了解 ,通过对零件图的绘制 ,不仅能增强我们的绘图能力和运用 件的能力。 制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算、工时定额计算、定位误差分析等。在整个设计中也是非常重要的 ,通过这些设计 ,不仅让我们更为全面地了解零件的加工过程、加工尺寸的确定 ,而且让我们知道工艺路线和加工余量的确定 ,必须与工厂实际的机床相适应。 这对以前学习过的知识的复习 ,也是以后工作的一个铺垫。 必须考虑工件的安装和夹紧 安装是否方便和迅速 ,又会影响辅助时间的长短 ,从而影响生产率 ,夹具是加工工件时 ,为完成某道工序 ,用来正确迅速安装工件的装置 高生产率和减 轻工人劳动量有很大作用。这是整个设计的重点 ,也是一个难点 内容 提要 或 实施 方案 1） 文献调研方法 本毕业设计采用的 方法 主要有 ： 观察 、 参考 经验总结、比较研究 、软件绘图等。 对理论进行系统的梳理，从原理和方法入手，对是否可以将理论应用于实际的研究，以及在研究过程中怎样应用理论，都要通过理论研究的方法解决。 2） 定量研究 以理论为研究基础，通过计算进行实证。 技术路线： 以查阅资料为主线，采取定量研究为主，定性研究相辅助的方法。 技术路线如下： 收集整理文献 提出研究问题 界定相关概念 阐述理论基础 提 出研究假设 研究方法实施 数据收集整理 数据统计分析 得出研究结论 总结研究启示。 可行性论证： 在做本次设计之前，已有充分的准备了，在大学期间，刻苦学习，努力学习本专业知识，打下良好的理论基础，加上平时学校组织的实习，理论与实践相结合，提高了理论指导实践的能力和动手能力。并能坚持很好地全部阅读指导教师指定的参考资料、文献，并阅读了较多的自选资料，积极开展调研论证 ,此外，还充分利用课余时间，提前学习专业软件，能够熟练运用件进行设计、分析、加工等操作，使产品提前得到的方案可行 性设计，从中分析出最优方案。此次选题与本专业密切相关，能结合社会生产实际或科研实践，工程性强，现实意义明显，具有相当的先进性、深度和难度。经过个人的努力，成果虽然不是很突出，但也比较可观，并已经初步确定相应的设计步骤、参数选择计算公式以及标准机构等；在本次设计中较完备地分析了加工工艺，并依据此工艺分析设计了相应的夹具，在实际工作中应能够实现设计成果。 工作任务虽然比较重，且遇到的困难也比较多，但我有信心，端正学习态度认真负责，以科学严谨的作风，严格保证设计时间，圆满完成设计的各项任务。 主要观点 或 主要 技术 指标 毛坯的种类和其质量对机械加工的质量有密切的关系。 分离爪 的毛坯材料为灰铸铁（ 硬度范围在 150 200受中等载荷。采用砂型铸造方法，可简化造型和合箱操作，铸件的表面质量得到提高。 拟订工艺路线：表示零件的加工顺序及加工方法，分出工序，安装或工位及工步等。并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。拟订工艺路线从实际出发，理论联系实际和工人结合起来。 计算切削用量、加工余量及工时定额： 查阅切削用量手册等资料并进行计算确定。目前，对单件小批量生产不规定切削用量 ，而是由操作工人根据经验自行选定，但对于自动线和流水线，为保证生产的节拍，必须规定切削用量，并不能随意改变。计算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工质量以保证最终加工质量。工时定额一般按各工厂的实际经验积累起来的统计资料来估算。随着生产的发展，工艺的改进，新工艺，新技术的不断出现，工时定额应进行相应的修改。 夹具设计的研究途径和可行性分析 分离爪 零 件铣 工序使用的专用夹具，此类夹具的特点是针对性强、结构紧凑、操作简便、生产率高。 夹具设计最关键是要求对工件定位正确，且满足定位精度要求。为了解决此问题， 首先得了解影响定位精度的因素。然后采取措施解决具体的问题。 主要 参考 文献 1 徐灏 M 械工业出版社， 2001，第二版 2 王光斗、王春福 M 海科学技术出版社， 2000，第三版 3 孟少农 M 械工业出版社， 1991，第 1、 2 卷 4 徐圣群 M 海科学技术出版社， 1991 5 陆名彰 M 潭工学院， 2000 6 孙本绪、熊万武 M 防工业出版社， 1999 7 冯辛安 M 械工业出版社， 2003 8 周凤云 M 中科技大学出版社， 2002，第二版 9 大连理工大学工程画教组 M 高等教育出版社， 2000，第四版 10 廖念钊、莫雨松 M 中国计量出版社， 2002 11 禹金云、吴晓 M 中南工业大学出版社， 1998 12 邱宣怀 M 高等教育 出版社， 2002 13 王绍俊 M 机械工业出版社 ,1985 14 唐保宁 ,高学满 M 同济大学出版社 ,1993. 15 顾崇锨 M 陕西科学技术出版社 ,1989. 编号： （ ）字 号 业设计 题目： 姓名： 学号： 班级： 二一二年十二 月 分离爪工艺规程和工艺装备设计 分离爪的工艺工装设计 1 毕 业 设 计 (论 文 ) 分离爪的工艺工装设计 of 名： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师姓名： 指导教师职称： 年 月 分离爪工艺工装设计 2 目 录 第一章 绪论 1 1 1 1 1 2 3 4 第二章 机制工艺设计部分 4 4 4 4 4 4 5 6 序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 8 9 9 9 10 结论 11 致谢 12 参考文献 13 分离爪的工艺工装设计 3 分离爪的工艺工装设计 摘要 本次设计主要是分离爪的选材，零件的加工，工 序的拟定，零件的加工程序编制等等的流程最终完成设计。经过这次的毕业设计一方面进一步加深对所学理论知识的运用，另一方面知道了自己在那些方面的不足，学会运用自己所学和书本结合解决一些设计中的问题。通过此毕业设计环节的锻炼把以前所学的理论知识的运用与实践，从而达到温故知新的目的，提高了自己解决问题的能力。 第一章为绪论是对整个说明书的一个概述；第二章是整个说明书的重中之重它是这次设计的 “ 灵魂 ” ，所以的一切都可以再这章中找到；第三章是对这次设计的一个总结。 关键词 ： 零件的工艺分析，零件的程序编制，零件的夹具。 of is of of so on of of of of of on in to of in of of of of of to of of an is of it is of so be in II of of a of of of 引 言 分离爪工艺工装设计 4 毕业设计是大学三 年的综合性实践环节，目的是通过课题的设计研究，培养综合运用各门课程知识的能力，培养独立分析问题和解决问题的能力。但是，高职学生的毕业设计不能完全等同于本科生，高职学生的毕业设计应密切与生产实际相结合，应与培养职业能力相结合，应体现高等职业教育的的特点和亮点。 毕 业设计是学生对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析问题和解决问题的能力，使学生学习并掌握科学研究、工程设计和撰写技术报告的基本方法。毕业设计主要涉及科研、技术设备的革新、改造等方面，强调设计的独创性和实用性。要求具备清晰的设计思路，具体的设计方案和步骤，准确的设计参数和计算分析，同时毕业设计也要求逻辑性强，条理清楚，语言精练。优秀的毕业设计可以使学生的设计思路和创新理念得到很好的展现，充分体现学生对知识掌握和运用的熟练程度。 指导教师周密安排和精心指导下，我的这次毕业设计从确定设计课题、拟定设计方案、设计过程到毕业答辩都严格按照毕业设计工作计划进行。 第一：贴合身边的实际情况，展开充分的调研。 接到毕业设计任务后我广泛的搜集和查询关于毕业设计的一些参考书，由于加工的产品属于铜牌产品中的异性牌，原料的形状是各不相同的，而机床以及加工中心上的通用夹具无法对这些造型各异的原料进行合理有效的定位，必须要有专用夹具才能实现对产品的定位功能，而我们正面对着这样的问题。根据书上的需要求，我开始这一套专用夹具的设计。 这个课题能较全面地应用学生所学专业知识或者将来工作所需的专业技术，达到综合运用的目的，既能够解决企业急需解决的生产技术问题，又能够培养学生的职业岗位能力， 难度不是很大，符合我们高职专科生的专业理论知识水平和实际设计能力，工作量恰当，能够在规定时间内完成。 但是该课题是真题真做，虽然难度不是很大， 但要使设计图纸能真接用于生产，满足使用要求，生产出合格的产品，这也不是一件简单的事情。 第二，反复论证，确定产品设计方案。 明确课题的性质、意义、设计内容、设计要达到的技术经济指标和完成时间，并确定好正确合理的设计方案是完成设计任务的保证，指导教师、同学们参与了我的设计方案的讨论，给我提了很多宝贵的意见和建议。改良了我的设计方案，使我的方案更加成熟，也使我对课题设计方 案心中有数。 第三，虚心求教，仔细认真地进行毕业设计。 我们高职学生基础理论知识不够扎实，设计能力较差，为了使我们很快地进入工作状态，指导教师耐心向我们介绍机械产品设计方法、一般步骤和设计过程中应注意的事项。设计前带我们去图书馆查阅关于机加工生产的生产工艺、工装和生产设备，熟悉零件加工对设计的要求，使设计能用于生产。在设计中能主动请教指导老师，培养综合运用机械制图、工程材料与热处理、公差配合、计算机分离爪的工艺工装设计 5 绘图、机械制造工艺等专业知识的能力，培养查阅技术资料和其它专业文献的能力。培养严谨的工作态度和踏实的工作作风。 明确必须有高度责任心、严肃认真的工作习惯，才能做好设计工作，减少工作失误，避免给企业生产造成损失。充分发挥主观能动性，积极思考，大胆创新。 第四，完善设计，准备毕业设计答辩 完整的设计包括设计图纸和设计说明书等技术文件。根据设计任务书要求，全面的检查设计技术资料，按照指导教师的批改，认真修改图纸错误，认真修改设计说明书。 在毕业设计指导教师的认真指导下，我基本完成了分离爪夹具的设计工作，通过这次设计，我学到了很多实用的知识和技术。 由于本人设计水平有限，在设计中必然会存在很多缺点和错误，敬请老师们批评指正。 第一章 绪 论 分离爪工艺工装设计 6 分离爪的工艺工装设计 随着各行各业的迅速发展，数控机床在生产中的地位越来越重要，其设备要求不断提高和改进。通过合理的科学设计和改造解决机械制造中结构复杂、精密、批量大、多变零件的加工问题，以便能稳定产品的加工质量，大幅度地提高生产效率。它被广泛应用到各个领域。 课题的研究范围包括：技术要求，工艺分析。给课题设计专门的夹具，提高课题的生产效率， 尽 可能的减少零件的成本，提高经济效率 。 36这一组加工表面包括 ： 36 尺寸以 20 还有在平面上 363中，主要加工表面为 36 这一组加工表面包括： 这一组加工表面包括： 国内外的发展概况 数控机床是综合应用微电子，计算机自动控制， 自动检测等先进技术的新型机床。它适宜加工小批量，高精度，形状复杂，生产周期要求短的零件，具有高柔性，高精度，高效率等特点。随着现代工业的飞速发展，社会生产力取得了巨大的发展，要求制造技术向自动化及精密化前进，普通机床已越来越不能满足现代加工工艺及提高生产率的要求。数控机床成为机械工业重要的基础装备，其水平和拥有量已经成为衡量国家制造能力和综合国力强盛的重要标志之一，数控机床的发展态势相当不错。目前我国数控机床的数量和品种，尚不能完全满足国内市场需求。我国目前机床总量 380余万台，而其中数控机床总数只有 我国机床数控化率不到 3%。近 10年来，我国数控机床年产量约为 产值约为 18亿元。机床的年产量数控化率为 6%。我国 机床年龄 10年以上的占 60%以上， 10年以下的机床中，自动 /半自动机床不到 20%， 国和日本自动和半自动机床占 60%以上）。自 2000年以来，我国数控机床年产量以平均 37%的速度增长， 2003年国产数控金属切屑机床年产量达到36000多台。但是，由于进口机床的大量涌入，国产金属切屑数控机床在国内市场分离爪的工艺工装设计 7 的占有率却明显下降。 2003年，我国国内机床总消费为 中进口机床 经连续 3年成为世界最大的机床进口国。要是我们能改进自己的机床的技术含量，发展数控机床改造，可见节省不小的一笔消费，所以我国的数控机床的市场前景很乐观。面临着前所未有的发展机遇。 首先，世界制造业开始向中国转移，中国已经成为吸引外资最多的国家。据有关报道，截至 2004年 10月底，全国累计引进外资合同金额 101亿美元，实际使用外资 5553亿美元，机床行业三资企业已有 300多家，约占全行业企业总数的 14%。2004年，中国外贸总额可达 11000亿美元，在全球贸易座次排定中直超日本，成为仅次于美国、德国的全球第三贸易国，其中机电产品进出口可望达 6000亿美元。前年 111月， 金属加工机床出口 比增长 其次，国内金属加工机床市场需求持续高速增长。由于受固定资产投资连续几年快速上升的拉动，国内机电装备市场需求持续以 30%左右的速度增长，振兴装备制造业带动了机床市场需求 30%以上的增长。我国汽车工业、高新技术产业、国防军工、民营企业成为机床的需求大户。中西部开发、东北等老工业基地振兴、东南沿海的快速发展，为机床工业打开新的市 场。自 2002年以来，我国已经成为世界第一机床消费大国。 第三，经济全球化为我国机床工业发展提供了国际合作、引进技术、资源重组的机遇。当前，我国有实力的机床集团已走出国门，进入世界机床产业舞台。大连、沈阳、秦川、上海等机床集团已经兼并收购了 7家美国、德国世界一流的机床企业，壮大了中国机床工业的实力。 第四，中国机床工业经过多年发展，特别是近几年快速发展，已经积累了一定的产业和技术基础。目前，机床行业重点企业大都生产任务超负荷，一线工人继续上班，甚至节假日加班，有的企业用户订货合同已远远超过生产能力，我国机床 行业的供销形势反映了加快发展的紧迫性。 目前数控机床改造具有广阔的市场。此项技术在国外已经发展成一个新兴的工业部门，早在 60年代已经开始迅速发展，并有专门企业经营等工业化国家的经验看，机床的数控改造是必要的，迫切的，用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的新行业。此类改造机床所占比例还不小，如日本的大企业中有 26%的机床经过数控改造，中小企业则是 74%。在美国有许多数控专业化公司为世界各地提供数控改造业务。 同一零件有不同的结构形状，不同的结构性质可 采用不同的加工方法，形成不同的生产率，不同的生产成本。零件的结构与工艺有着密切的关系，零件结构工艺性是在保证使用要求的前提下，是否能以较高的生产率，最低的成本，方便地制造出来的特性。以减少加工劳动量，简化工艺装备，降低成本为先。 分离爪工艺工装设计 8 应解决的主要问题有：分析分离爪的加工工艺，用数控机床加工分离爪的程序编制，专用夹具的设计。 分离爪的工艺工装设计 9 第二章 机制工艺设计部分 题目所以给定的零件是机械上的分离爪，它具有耐高低温，优异的耐磨性，强度高，尺寸稳定性好，耐腐蚀。 分离爪有一组加工表面，它 有一定位置要求 ，现分述如下： 1 以 36这一组加工表面包括 ： 36 尺寸以 20 还有在平面上 363中，主要加工表面为 36 2. 以 36这一组加工表面包 括： . 以 这一组加工表面包括： 生产纲领计算公式： N=1+%+%） N零件的生产纲领； Q产品的生产纲领； n每台产品中该零件的数量； 备品的百分率（一般是 13%） 废品的百分率（ 1%）。 机床制造是属于成批生产，生产类型为中型生产，大批生产，每年生产数量 4004000件。 N=4000*1*（ 1+3%+1%） =4160件 选材的合理性的标志是在满足座体的性能要求的条件下最大限度的发挥材料潜力，做到既要考虑提高材料强度的使用水平，同时也要减少材料的消耗和降低加工成本。因此要做到合理选材，必须全面分析和综合考虑。 选择机械零件材料的基本原则是在保证零件使用性能的前提下，要求材料有较好的加工工艺性能和经济性。 1）零件的使用性能是机械零件，构件等在正常情况下材料应具备的性能。它包括力学性能和物理化学性能等，对一般机械零件，构件工具来说，则主要考虑力学性能。而力学性能一般是在分析零件工作条件和失效形式的基础上提出 来的。 分离爪工艺工装设计 10 2）材料的工艺性能是指在一定条件下将材料加工成优质零件或毛坯的难易程度，它将直接影响零件的质量、生产率和成本。绝大多数零件的毛坯要经过切削加工过程。因此，材料的切削加工性直接影响零件的质量和加工成本。硬度在 170230此，可通过热处理调整硬度，以改善切削加工性。 3）材料的经济性，在保证零件使用性能的前提下，应尽量选用价格低廉、加工费用低、资源丰富、质量稳定、购买容易、运输方便、品种规格少、便于采购和管理的材料。 分离爪的选材：此零件是铸件，根据以上的分析 ，一般用牌号为 牌号的灰铸铁价格低廉（ ），热处理选用正火（主要从经济性考虑， ），铸造性好，易切削，且有吸振的作用，适合做箱体类零件的材料，能满足此零件的要求。 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 （ 1）粗基准的选择 对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对本零件来说，如果以 50 40面作基准（四点定位），则可能造成这一组内外圆柱表面与零件外形不对称。按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面是，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准），现选取 20以消除 用卡爪夹持在 50外表面上，用以消除 到完全定位。 （ 2）精基准的选择。主要应考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要 专门计算，此零件不使用。 （ 3） 六点定位原理：工件定位的实质就是要使工件在夹具中占有某个确定的位置。这一确定的位置可以通过定位支承限制相应的自由度来获得。一个物体 在空 间直角坐标系中有六个自由度，即沿三个互相垂直的坐标的移动自由度，以及绕这三个坐标轴的转动自由度。 （ 4） 完全定位与不完全定位：工件的六个自由度全部被限制而在空间中具有完全确定的唯一位置，称为完全定位。如果根据该道工序加工要求，只需要限制部分自由度而其他自由度无需限制时，工件虽然不占有确定的唯一位置，但不影响该工序的加工要求，称为不完全定 位。 （ 5） 欠 定位与过定位：欠定位是指工件实际定位所限制的自由度数目少于该工序所需限制的自由度数目。后果将导致出现应该限制的自由度而未予限制的不合理现象，从而无法保证该工序所规定的加工要求 。所以，在确定工件在夹具中的定位方案时，不允许出现欠定位这样的原则性错误。过定位是指两个或两个分离爪的工艺工装设计 11 以上定位支承点重复限制同一个自由度，这种重复定位的现象称为过定位。后果会使工件位置不确定。同时，在夹紧的情况下重复限制同一个自由度的定位支撑间所产生的矛盾干涉和冲突必将造成工件或定位元件的变形。 其结果都将破坏工件定位的要求， 从而严重影响工件的定位精度。因此，在设计夹具时，一般情况下应该避免出现过定位现象。如果因为某些结构上的原因，无法避免过定位时，应该采取必要的相应措施，以减小由于过定位所造成的影响。 制订工艺路线的出发点，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大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，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。 : 工序 ：粗 车 4042端面保证尺寸 16 工序 :调头车大端面，粗车 36 工序 :精车 36 工序 :精车 40角 1 工序：铣 36保证 166+面粗糙度为 R。值为 5工序 :铣 证 300 工艺要求），表面粗糙度 R。值为 5 工序 ：钻、扩、铰 工 序 ： 钻 3口倒角。 工序 ： 精铣螺旋面。 工序 ：去毛刺。 工序 ：终检。 工序 ： 钻、扩、铰 工序 :钻 3口倒角。 工序 :粗 车 4042端面保证尺寸 16 工序 :精车 40角 1 工序 :调头车大端面，粗车 36 工序 ：精车 36 工序：铣 36证 166+面粗糙度 为 R。值为 5序 ： 铣 证 300 工艺要求），表面粗糙度 R。值为 5 工序 ： 精铣螺旋面。 工序 ：去毛刺。 工序 ：终检。 3工艺方案的比较与分析 两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工 40后以此为基面加工 36方案二则与此相反，先是加工 36后再以此二孔为基准加工及其外面。两相比较可以看出，先加工 4012 再以 3620时的位置精度较易保证，并且定位及装夹等都比较方便，但方案一中的工序八中应再加一道工序，粗铣螺旋面，这样在保证同意装夹时进行粗铣加工，能减少粗铣时的切削用量，提高加工表面的粗糙度要求。在成批生产时在能保证加工精度的情况下，粗铣情况下尽量不选用专用组合机床。因为此加工方案不涉及到难以保证加工精度，所以不需要专用组合机床，因此决定将方案一中工序八之前加一道工序改为两到工序加工，具体工序过程如下： 工序 ：粗 车 4042端面保证尺寸 16 工序 :调头 车大端面，粗车 36 工序 :精车 36 工序 :精车 40角 1 工序：铣 36证 166+面粗糙度为 R。值为 5序 :铣 证 300 工艺要求），表面粗糙度 R。值为 5 工序 ：钻、扩、铰 工序 ： 钻 3口倒角。 工序 ： 粗铣螺旋面。 工序 ：精铣螺旋面。 工 ：去毛刺。 工序 ：终检。 序尺寸及毛坯尺寸的确定 分离爪需要加工的面包括： 40+36+ （ 1） 40的外圆 轴筒 40的孔表面为自由公差，表面粗糙读值要求为 要求粗加工，此时余量 2Z=3 （ 2） 36的孔 镗孔刀具因受孔径尺寸限制（特别是小直径直孔），一般刚性较差，镗孔时容易产生震动，限制 了切削用量的提高，故生产率地。但镗 刀结构简单，刃磨方便。又可以在多种机床上进行镗孔，故镗孔是较经济的孔架空方法。 1 确定加工路线 由成品尺寸 36+糙度 定工艺路线。 孔直径 36+ T=差等级为 糙度 由表 51得：钻孔粗镗半精镗精镗 2 确定加工工序的经济精度 由表 5镗 精镗 镗 查表确定各工序的加工余量 由表 5.5 当修正），精镗取 1.0 于粗镗前的孔是铸造而成，并非用钻头钻出，故先确定毛坯的总余量：25 2 分离爪的工艺工装设计 13 粗镗余量为： 计算各工序的基本尺寸 钻孔： 30孔： 32 粗镗： 半精镗： 35 精镗： 36+ 各道工序的工序尺寸公差 查公差表：精镗 36 精镗 35镗 精镗削工序尺寸为 36+按 “入体 ”，半精镗工序尺寸为 35+镗工序尺寸为 坯公差对称分布，故毛坯尺寸为 30 2 最大，最小加工余量计算 精镗加工时： 6-（ 35+=精镗加工时 ： 35+5-（ =镗加工时 ： -（ 30=30+2） = 3） 36的孔的端面 孔外端面的单边加工余量为 Z=2 铣削 余量：铣削的公称余量（单边）为： Z= 铣削公差：现规定本工序（粗铣）的加工精度为 体方向） 1）对专用夹具的基本要求 1保证工件的加工精度 2提高生产率 3工艺性好 4使用性好 5经济性好 2）定位方式的确定与定位元件的选择 为了提高劳动生产率，保证加工质量， 降低劳动强度，需要设计专用夹具。 分离爪工艺工装设计 14 工件在家具上的定位是夹具设计最重要的环节，只有保证工件的正确定位才能保证其加工精度合乎要求，夹具的定位要保证一批工件在 首件加工直到全部加工完的过 程中，使工件的工序基准相对于机床和刀具始终保持加工位置正确。 3）铣 36工件夹具上的定位要符合六点定位原则和粗基准，所以夹具设计为： 利用一个 8挡销挡住 50此，用此定位的方法可以消除 xx yy 现了六点定位原理 。 4）钻 夹具精度的验算 1 工件在夹具中的安装误差 2夹具在机床上对定误差 利用加紧原件和一个定位固定元件使工件完全定位 。 因此，用此定位的方法可以消除 xx yy 现了六点定位原理。 本零件所需的加工刀具是常用的，可以选到标准型号，而且是用加工中心加工，所以可选机架刀。 1） 36的孔 镗孔刀具因受孔径尺寸限制（特别是小直径直孔），一般刚性较差，镗孔时容易产生震动，限制了切削用量的提高，故生产率地。但镗刀结构简单，刃磨方便。又可以在多种 机床上进行镗孔，故镗孔是较经济的孔架空方法。选镗刀前角为12，精加工后角 x。 812，粗加工后角 612，后角与副后角相等。主偏角1030，副偏角 105，刃倾角 05 （ 1）粗加工最大加工余量 4次加工， （ 2）半精加工最大加工余量 2次加工， 3）精加工最大加工余量 次加工。 只要粗加工 36的孔，加工余量是 3 两次加工， 削力 ap f v C =2795， x =y =n =c=2795*3 00（ =选用法拉克的数控系统编程，该系
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