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铜套
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磨内孔
夹具
设计
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铜套机械加工工艺规程及磨内孔夹具设计,铜套,机械,加工,工艺,规程,磨内孔,夹具,设计
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课程设计说明书课 程 名 称 机制工艺与夹具设计 设 计 课 程 工艺及夹具设计 专 业 机械设计与制造 班 级 学 号 姓 名 1目录绪论11.机械设计制造的概述12.设计目的11. 零件的分析21.1 零件的分析21.2 确定零件的生产类型32. 确定毛坯32.1 毛坯的选择33. 基准的选择及方案的确定33.1 基准的选择33.1.1 精基准的选择33.1.2 定位方案的比较分析与确定43.2 选择加工方法43.3 确定切削用量及基本工时44. 夹紧机构的设计54.1 夹紧力的方向、作用点54.2 选择夹紧机构，确定夹紧方案54.3 计算夹紧力64.4 夹具体75. 误差分析76. 绘制夹具装配图86.1制图比例1：186.2夹紧、导向，夹具体86.3夹具装配图上标注的尺寸96.4夹具装配图上应标注的技术要求97. 方案设计论证10致谢11参考书籍12 绪论1.机械设计制造的概述机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。铜套的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。2.设计目的（1）培养学生运用机械制造工艺学及有关课程的知识，分析和解决工艺问题的能力，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。（2）能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。（3）培养学生熟悉并运用有关手册、标准、图表等技术资料的能力。（4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。1. 零件的分析 1.1 零件的分析零件图如下：加工要求：加工内孔,一次加工1件,装夹1件,设计磨内孔的夹具设计。 图1-1工件零件图由零件图可知，其材料为45钢，该材料为钢材，其具有优良的锻造性能、耐磨性、消振性，较低的缺口敏感性和良好的切削加工性能，并能承受较大载荷。 对零件进行初步的工艺分析：1.先加工左右端面2.再加工外圆。3.然后加工内孔。1.2 确定零件的生产类型企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。零件的年生产纲领公式如下：N=Qn(1+%)(1+%)式中 N零件的年生产纲领（件/年） Q产品的年产量（台/年） n每台产品中，该零件的数量（件/台） %备品率 %废品率该零件为中批或大批量生产.2. 确定毛坯2.1 毛坯的选择该零件是一个结构较相对简单的零件，要求材料易成型，切削性能好，同时要求强度要高，重要表面的表面硬度也要高，故选用锻铁材料45钢，锻铁材料是最常见的材料，其优点是：容易成型，切削性能好，价格低廉，吸振性好。为了得到较好的强度和表面硬度，在加工过程中进行调质处理，淬火，同时为了消除内应力对工件的影响，可进行适当的人工时效处理。鉴于零件的结构，需要先根据零件图，做出锻模，进行锻造，结合零件和经济的考虑，最好用模型锻造的方法。3. 基准的选择及方案的确定3.1 基准的选择3.1.1 精基准的选择在选择精基准时应考虑如何时“基准重合”，这样可以避免基准不重合而引起的基准不重合误差。为了实现基准统一，先选择以下两种方式。3.1.2 定位方案的比较分析与确定 上图给出了定位原理方案，仔细分析本工序的工序内容及加工要求，按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，确定具体的定位方案和元件，要拟定几种具体方案进行比较，选择或组合最佳方案。根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。方案一:以左端面限制3个自由度，外圆限制3个自由度，属于完全定位。3.2 选择加工方法由于生产类型为大批生产，故加工设备以立式车床机床为主，其生产方式为专用夹具为，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数。这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的，根据所给零件图可知，本道工序的内容是磨内孔。3.3 确定切削用量及基本工时工序：磨内孔1)选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料A46KV6P 35040127其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x1272)切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有工件速度18m/min纵向进给量0.5B20mm(双行程)切削深度0.0157mm/st3)切削工时式中D-被加工直径b-加工宽度Z-单边加工余量K-系数V-工作台移动速度-工作台往返一次砂轮轴向进给量-工作台往返一次砂轮径向进给量0.55(min)4. 夹紧机构的设计4.1 夹紧力的方向、作用点夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹紧力的作用下产生变形，导致工件报废。夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工作刚度高的位置，确保工件定位准确、不变形。4.2 选择夹紧机构，确定夹紧方案在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构，确定夹紧机构要注意以下几方面的问题：夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，确保工件夹紧牢固。手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。根据所给工件的形状、尺寸，选用螺旋杠杆式加紧机构来夹紧工件。确定夹紧力的方向、作用点，以及夹紧元件或夹紧机构，估算夹紧力大小，要选择和设计动力源。夹紧方案也需反复分析比较，并最终确定最佳设计方案。由于工件大批量生产，宜用简单的手动装置。工件用液性塑料定位，柱塞和压紧螺钉夹紧工件，属于单个螺旋夹紧机构。4.3 计算夹紧力确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情况，而且必须考虑定位装置的结构形式和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作用。只有夹紧力的作用点分布合理，大小适当，方向正确才能获得良好的效益。1. 夹紧力方向的确定（1）夹紧力方向应垂直于主要定位基准面（2）夹紧力的方向最好与切削力、工件重力方向一致2. 夹紧力作用点的选择（1）应能够保持工件定位稳定可靠，在夹紧过程中不会引起工件产生位移或偏转。（2）应尽量避免或减少工件的夹紧变形（3）夹紧力作用点应尽量靠近加工部位3. 夹紧力大小的估算（1）首先假设系统为刚性系统，切削过程处于稳定状态。（2）常规情况下，只考虑切削力（矩）在力系中的影响；切削力（矩）用切削原理公式计算。（3）对重型工件应考虑工件重力的影响。在工件做高速运动场合，必须计入惯性力。（4）分析对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡方程计算此状态下所需的夹紧力即为计算夹紧力由于本道工序主要完成工艺孔的磨内孔加工，磨削力。由切削手册得：磨削力 式（5-2）磨削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与磨削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。4.4 夹具体用来安装和固定定位元件，夹紧机构。具体大小根据整个机构的大小而调整，要保证机构的稳定，所以形位公差有较严格的要求。5. 误差分析使用夹具的首要目的在于保证工件的加工质量，具体来说，使用夹具加工时必须保证工件的尺寸精度、形状精度和位置精度。用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件加工件精度的因素很多。有定位误差、对刀误差 、夹具在机床上的安装误差、影响加工精度的其他因素综合称为加工方法误差 、夹具误差、加工总误差。（1）夹具的安装误差。因夹具在机床上安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。因为安装基面为平面，所以安装误差，为0.（2）夹具误差。因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置而造成的加工误差，称为夹具误差。该夹具的夹具误差为=0.03mm。（3）加工方法误差。因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。根据经验=/3。（4）根据在夹具加工时，总加工误差为上述各项误差之和=0.0798mm保证工件加工精度的条件是：=，所以加工总误差应小于工件尺寸公差。为了保证夹具的使用寿命，防止夹具过早报废，在分析计算工件加工精度时，需要留出一定的精度储备量。所以将上式改写为或-0当JC0时，夹具能满足工件的加工要求。JC值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值确定得是否合理。因为-=0.02.20所以该 夹具能保证加工。6. 绘制夹具装配图6.1制图比例1：1把工件视为透明体，用双点划线画出零件轮廓，作出定位面、夹紧面和加工的孔，无关的定位表面可以省略。6.2夹紧、导向，夹具体画出定位元件和导向元件，按夹紧状态画出夹紧元件或夹紧机构，画出夹具体，其他元件或机构，以及上述各元件与夹具体的联结，使夹具形成一体，标注必要的尺寸，配合和技术条件。对零件编号，填写标题栏和零部件明细表。其中还要在定位，导向完成后进行定位精度的定性分析。（1）总装配图应按国家标准尽可能按比例1：1绘制，这样图样有良好的直观性。主视图应按操作实际位置布置，三视图要能完整清楚表示出夹具的工作原理和结构；（2）视工件为透明体，用双点画线画出主要部分（如轮廓，定位以及夹紧面和加工孔）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置和各支撑的位置；（3）按照夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构；（4）画出夹具体及其他联接用的元件（联接体、螺钉、螺母等），将夹具各组成元件组合成一体；（5）标注必要的尺寸、配合、公差等。夹具的外形尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸； 夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。 各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。（6）标注技术条件。定位元件的定位面间相互位置精度。定位元件的定位表面与夹具安装底面的位置精度。 定位表面与导向元件间的位置精度。 导向元件工作面间的位置精度。 （7）对零件编号，填写标题栏和零件明细表。每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作。完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。注意：不能遗漏加工工件和标准件、配套件等。第二章配图上应标注的尺寸和技术条件夹具装配图上应标注必要的尺寸和技术要求，主要目的是为了检验本工序零件加工表面的形状，位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到，为了设计夹具零件图，也为了夹具装配和装配精度的检测。6.3夹具装配图上标注的尺寸（1）夹具外形轮廓尺寸，如长、宽、高。（2）夹具与机床工作台或主轴的配合尺寸，以及固定夹具的尺寸等。（3）各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间装配后的位置尺寸及公差应满足要求。上述联系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相应公差的1/31/5大小。6.4夹具装配图上应标注的技术要求应标注的技术要求包括：相关元件表面间的位置精度，主要表面的形状精度，保证装配精度和检测的特殊要求，以及调整、操作等必要的说明。通常有以下几方面：（1）定位元件的定位表面间相互位置精度。（2）定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间的相互位置精度。（3）定位表面与导向元件工作面间的相互位置精度。（4）各导向元件的工作面间的相互位置精度。（5）夹具上有检测基准面的话，还应标注定位表面，导向工作面与该基准面间的位置精度。对于不同的机床夹具，对于夹具的具体结构和使用要求，应进行具体分析，订出该夹具的具体的技术要求。设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类夹具的图样资料等。7. 方案设计论证（1）首先根据已知工件的需要，选择加工机床，应选用立式铣床加工比较合理。（2）其次工件主要定位部分为:以左端面和外圆限制3个自由度，即完全定位。故此工件就采用这种方法进行定位。（3）液性塑料把工件定位后，用柱塞和压紧螺钉组成的压紧机构加紧。这样工件的定位加紧就完成了。最后调整对刀装置，对位砂轮，保证加工精度。致谢 这次设计让我收益匪浅，做这个设计过程中，我获得的心得和体会，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。通过这次毕业设计，我学会了遇到问题，通过自己查阅资料，请教老师，请教同学快速解决问题的能力，让我深深的明白了，天下并没有难 的事情，只要敢于攀登和克服就没有解决不了的问题。所谓天下事 会者不难，难者不会也。同时他也更深刻的让我明白，系统的知识对解决问题的重要性，知识不系统看问题就容易一点带面，以偏概全，以小盖大，通过对这些知识系统的学习和掌握，让我了解到做任何事情都要多查资料，多读书，系统的掌握相关的知识，然后才能做出正确的判断和选择，这些心得和体会也必将以后带到我今后的工作和人生当中，同时也让我明白，做任何事情要有一定的理论去支撑，要让理论和实践很好的结合起来，不能坐而论道，纸上谈兵，要把理论落地，充分的和实践结合，然后通过实践再很好的完善理论，同时也不能盲目的去干，要一定的理论和系统的知识作为依据，然后才可以做出非常可靠可行的决定，才能触类旁
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