机械制造加工工艺及夹具设计 何振明

1沈阳化工大学成教院毕业设计（论文）论文题目：机械加工工艺及夹具设计函授站：湖南函授站年级专业：11级沈阳机械12092班学生姓名：何振明指导教师：尹霞论文提交日期2011年5月20日论文答辩日期2011年5月28日2沈阳化工大学成教院毕业设计（论文）开题报告函授站：湖南函授站年级专业：11级沈阳机械层次：专升本姓名：唐志城论文题目：机械加工工艺及夹具设计论文选题的目的意义、内容：3指导教师意见：指导教师签字：年月日函授站意见：4函授站长签字：年月日成教院意见：成教院院长签字：年月日毕业设计（论文）任务书函授站：年级专业：层次：姓名：5毕业设计（论文）题目：毕业设计（论文）内容：指导教师：签字年月日函授站长：签字年月日成教院院长：签字年月日67指导教师评语8指导教师：签字年月日910沈阳化工大学成教院毕业设计（论文）答辩成绩评定沈阳化工大学成教院函授站毕业设计（论文）答辩委员会于年月日审查了专业学生的毕业设计（论文）设计（论文）题目：设计（论文）共页，设计图纸张指导教师：评阅人：毕业设计（论文）答辩委员会意见：成绩：11函授站答辩委员会主任委员（签字）年月日12摘要机械工业是一种基本工业形式，对于我们国家来说，它关系到国计民生的方方面面。近年来机械工业领域向着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展，数字化，自动化水平日益提高。同时由于机械工业的发展，其他各工业部门也向着高深度迈进，机械工业的发展日趋重要。机械制造过程及检测，检验中，都要使用大量的夹具。为了达到提高劳动效率，提高加工精度，减少废品，扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件，如何设计好夹具则成了机械制造的一项重要任务。机床夹具是夹具中的一种，将其固定到机床上，可以使被加工件对刀具与机床保持正确的相对位置，并克服切削力的影响。使加工顺利进行。机床夹具分为通用夹具和专用夹具两种。关键词：机械工业制造机床夹具13AbstractMachineryindustryisabasicindustrialform,forournationspeaking,itrelatestoallaspectsofpeople'slivelihood.Mechanicalindustriesinrecentyearstowardshighprecision,highquality,highefficiencyandlowcostdirection,digital,automationlevelisincreasingdaybyday.Andbecausethemachineryindustrydevelopment,othervariousindustrydepartmentstohighdepthdevelopmentofforward,themechanicalindustryarebecomingmoreandmoreimportant.Mechanicalmanufacturingprocessandtesting,inspection,goingtohavetousealotoffixture.Inordertoimproveworkefficiencyandtheimprovementofthemachiningaccuracy,reducescrap,expandthescopeofmachine,improveoperationprocess,howtodesigngoodworkingconditionsfixturehasbecomeanimportantmechanicalmanufacturingtask.Themachinetool'sfixtureisafixtureonthefixedtomachinetools,canmakespecialtoolandmachinetooltokeeptherelativepositionoftheright,andtoovercometheinfluenceofcuttingforce.Makeprocessingsmoothly.Themachinetool'sfixtureisdividedintogeneralfixtureandspecialjigtwokinds.14目录引言…………………………………………………………………11、零件的分析……………………………………………21.1、零件的作用……………………………………………………21.2、零件的工艺分析………………………………………………32、工艺规程设计………………………………………52.1、确定毛坯的制造形式………………………………………52.2、制定工艺路线………………………………………52.3、精基准的选择………………………………………52.4、定位基准的选择………………………………………53、加工余量、工序及毛坯尺寸的确定……………3.2、机械加工余量…………………………3.1、毛坯………………………………………4、确定切削用量及基本工时4.1、加工条件.4.2、计算切削用量5、夹具设计5.1、问题的提出5.2、夹具的设计15结束语致谢……………参考文献……………………………………………………………17引言1.夹具的设计周期较短，一般不用进行强度和刚度的计算。2.专用夹具的设计对产品零件有很强的针对性。3.“确保产品加工质量，提高劳动生产率”是夹具设计工作的主要任务，加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夹具来保证。4.夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响。设计一个好的夹具可以减少废品率。因此，夹具设计要保证以下几个条件：1.夹具的结构应与其用途及生产规模相适应。2.保证工件的精度。3.保证使用方便与安全。4.正确处理作用力的平衡问题。5.注意结构的工艺性，便于制造和维修。注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。在机械制造中，为了适应新产品的不断发展要求。因此,夹具设计过程中有朝着下列方向发展的趋势：1.发展通用夹具的新品种由于机械产品的加工精度日益提高，因此需要发展高精度通用夹具。16广泛的采用高效率夹具，可以压缩辅助时间，提高生产效率。2.推广和发展组合夹具及拼拆夹具。3.加强专用夹具的标准化和规范化。4.大力推广和使用机械化及自动化夹具。采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具。本设计属于工艺夹具设计范围，机械加工工艺设计在零件的加工制造过程中有着重要的作用。工艺性的好坏，直接影响着零件的加工质量及生产成本，在设计中为了适应中批批量的生产情况，以提高产品的生产效率，在设计中所采用的零件尽量采用标准件，以降低产品的生产费用。17一．零件的分析1.1零件的作用该题目所给的零件是与叶轮配合，实现叶轮旋转的定位导向零件。由于其工作性质要求零件耐磨强度高，故对该零件的表面精度要求较高。图1-1零件图1.2零件的工艺分析由零件样图得知，其材料为HT200。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。18该零件上的是主要加工面为φ90右端面、φ90左端面、φ52外圆面、φ13H7孔、4×φ9孔、2×φ4孔、φ41H7内圆面及内端面。图1-2零件毛坯图φ90右端面与A面的垂直度0.02mm直接影响泵体与泵的连接精度及密封。φ13H7孔的尺寸精度，φ41H7内圆面的尺寸精度，与A面的平行度0.02mm，直接影响泵体与壳体的配合精度、运动精度及正确定位。因此，最好能在一次装夹下完成对这一面两孔的加工。由参考文献[1]中有关面和孔的加工精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。19二．工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式根据零件材料确定毛坯为铸件，其生产类型为批量生产。毛坯的铸造方法选用砂型机械造型。为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。精度11~13级，时效处理：150~200HB，加工余量一般。2.2定位基准的选择2.2.1精基准的选择泵体的A面和φ13H7孔既是装配基准，又是设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，实现泵体零件“一面两孔”的典型定位方式，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。此外，φ13H7孔的精度高，定位比较稳定，夹紧方案比较简单、可靠、操作方便。2.2.2粗基准的选择考虑到零件各面的平行度及垂直度要求，选择零件的最大端面，即φ90外圆面与右端面为粗基准。202.3制定工艺路线工序Ⅰ铸造工序Ⅱ时效工序Ⅲ粗铣Φ90右端面，精铣Φ90右端面工序Ⅳ粗车Φ90左端面工序Ⅴ粗车Φ52外圆面，半精车Φ52外圆面，精车Φ52外圆面工序Ⅵ钻Φ13孔，扩钻Φ13孔，粗铰Φ13孔，精铰Φ13孔工序Ⅶ镗Φ41内圆面，扩钻Φ41内圆面，粗铰Φ41内圆面，精铰Φ41内圆面工序Ⅷ钻Φ9孔工序Ⅸ钻Φ4孔工序Ⅹ车Φ41内端面工序Ⅺ粗铣圆弧断面工序Ⅻ终检21三．加工余量、工序及毛坯尺寸的确定零件材料采用HT200灰口铸铁，硬度150~200HB，重约3kg，生产类型为批量生产，采用砂型铸造，毛坯为实心，不铸孔。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量。3.1毛坯毛坯基本尺寸及各工序加工余量参见表3-1表3-1毛坯基本尺寸及余量（单位：mm）基本尺寸Rma毛坯尺寸公差等级φ90右端面2522711φ52外圆面5235511φ41內圆面41239113.2．机械加工余量3.2.1铣φ90右端面表面质量为Ra3.2，参考《工艺手册》表8-15，确定工序尺寸及余量（见表3-2）。22表3-2φ90右端面基本尺寸及余量（单位：mm）加工余量Z工艺尺寸毛坯2.027粗车1.325.7半精车0.7253.2.2车φ90左端面表面加工质量Ra6.3，参考《工艺手册》表8-13，确定工序尺寸及余量（见表3-3）。表3-3φ90左端面基本尺寸及余量（单位：mm）加工余量Z工艺尺寸毛坯28粗车（两次）163.2.3车φ52h6外圆面表面加工质量Ra1.6，参考《工艺手册》表8-15，确定工序尺寸及余量（见表3-4）。表3-4φ52h6外圆面基本尺寸及余量（单位：mm）加工余量Z工艺尺寸毛坯3φ55精车2.3φ54.323半精车1.8φ53.8精车1φ52h63.2.4钻φ13H7孔表面加工质量H7，参考《工艺手册》表8-15，确定工序尺寸及余量（见表3-5）。表3-5φ13H7孔基本尺寸及余量（单位：mm）加工余量Z工艺尺寸毛坯2钻1.9φ12扩孔钻0.85φ12.85粗铰0.1φ12.95精铰0.05φ13H73.2.5镗φ41內圆面表面加工质量H7，参考《工艺手册》表8-15，确定工序尺寸及量（见表3-6）。表3-6φ41內圆面基本尺寸及余量（mm）加工余量Z工艺尺寸毛坯2φ39镗0.3φ40.7扩孔钻0.05φ40.75粗铰0.17φ40.93精铰0.07φ41H73.2.6钻4xφ9孔及2xφ4孔24表面加工质量Ra3.2，仅需粗加工，参考《工艺手册》表8-15，确定工序尺寸及量（见表3-7）。表3-74xφ9孔及2xφ4孔基本尺寸及余量（mm）加工余量Z工艺尺寸钻φ9孔09钻φ4孔043.2.7车φ41内端面表面加工质量Ra3.2，仅需粗加工，参考《工艺手册》表8-15，确定工序尺寸及量（见表3-8）。表3-8φ41内端面基本尺寸及余量（mm）加工余量Z工艺尺寸毛坯210粗车1.18.7半精车0.783.2.8铣φ90圆弧断面表面加工质量Ra3.2，仅需粗加工，参考《工艺手册》表8-15，确定工序尺寸及量（见表3-9）。表3-9φ41内端面基本尺寸及余量（mm）加工余量Z工艺尺寸25毛坯278.8粗铣076.8四．确定切削用量及基本工时4.1加工条件加工材料：HT200，HB150~200，铸造.加工要求：铣φ90圆弧缺面，毛坯尺寸78.8mm，保证尺寸76.8mm.机床：X51型立式铣床.刀具：φ直柄立铣刀.在大批量生产条件下，可以选用高效的专用组合机床，也可以选用通用设备。根据经济性