工藝夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)80四川理工學(xué)院套筒加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

四 川 理 工 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）說(shuō) 明 書(shū) 題 目 套 筒 加 工 工 藝 及 夾 具 設(shè) 計(jì) 學(xué) 生 陳 定 國(guó) 系 別 機(jī) 電 工 程 系 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) 2003111034 指 導(dǎo) 教 師 何 禮 雄 川 理 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)（論文）題目： 套筒加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 系： 機(jī)電工程 專(zhuān)業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 班級(jí)： 機(jī) 制 03級(jí) 3班 學(xué)生： 陳定國(guó) 學(xué)號(hào)： 2003111034 指導(dǎo)教師： 何禮雄 接受任務(wù)時(shí)間 2007.03.05 教研室主任 （簽名） 系主任 （簽名） 1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 、繪制并審核零件圖、毛坯圖； 、設(shè)計(jì)加工工藝并編制工藝規(guī)程、工序卡； 、設(shè)計(jì)夾具裝配圖； 、編制夾具安裝調(diào)整及使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)； 、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 2原始資料 、零件圖一張； 、生產(chǎn)批量 6000 件 /年 2指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說(shuō)明 、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 、機(jī)械加工工藝手冊(cè) 、夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 、機(jī)床圖冊(cè) 、其他相關(guān)資料 3進(jìn)度安排 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱(chēng) 起 止 日 期 1 查閱和收集設(shè)計(jì)資料、繪制零件圖 2007.03.05-2007.03.15 2 進(jìn)行套筒加工工藝及夾具設(shè)計(jì)并繪制毛坯圖 2007.03.16-2007.04.16 3 填寫(xiě)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和工序卡片 2007.04.17-2007.05.21 4 設(shè)計(jì)套筒加 工工藝及夾具并繪制零件圖、裝配圖 2007.04.24-2007.05.19 5 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2007.05.20-2007.06.05 6 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )的修改、答辯的準(zhǔn)備時(shí)間 2007.06.06-2007.06.24 28 中文摘要 零件的 加工 工藝編制，在機(jī)械加工中占有非常重要的地位，零件工藝編制得合不合理，這直接關(guān)系到零件最終能否達(dá)到質(zhì)量要求；夾具的設(shè)計(jì)也是不可缺少的一部分，它關(guān)系到能否提高其加工效率的問(wèn)題。因此這兩者在機(jī)械加工行業(yè)中是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。 套筒零件的主要加工表面為孔和外 圓表面。外圓表面加工根據(jù)精度要要求可選擇車(chē)削和磨削。孔加工方法的選擇比較復(fù)雜，需要考慮零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、孔徑大小、長(zhǎng)徑比、精度和粗糙度要求以及生產(chǎn)規(guī)模等各種因素。對(duì)于精度要求較高的孔往往還要采用幾種不同的方法順次進(jìn)行加工。本次設(shè)計(jì)的油缸，為保證孔的精度和表面質(zhì)量將先后經(jīng)過(guò) 粗鏜、 半精鏜、精鏜和滾壓等四道 工序 加工 。 在機(jī)床上對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為保證工件加工精度，首先要保證工件在機(jī)床上占有正確的位置，然后通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)使工件在正確位置上固定不動(dòng)，這一任務(wù)就是由機(jī)床夾具完成。對(duì)于單件、小批量生產(chǎn)，應(yīng)盡量使用通用夾具 ，這樣可以降低工件的生產(chǎn)成本。但是由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以?shī)A緊時(shí)往往比較費(fèi)時(shí)間，并且操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，也難以保證加工精度，為此需設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。 關(guān)鍵詞： 工藝 設(shè)計(jì) 、基準(zhǔn) 選擇 、切削用量、定位誤差 II ABSTRCT Is the components craft establishment, holds the very important status in the machine-finishing, the components craft establishes reasonable, whether do this direct relation components achieve the quality requirement finally; Jigs design is also an essential part, whether does it relate raises its processing efficiency the question. Therefore this both in the machine-finishing profession are the important links. Sleeve components main processing surface for hole and outer annulus surface. The outer annulus face work needs to request according to the precision to be possible to choose the turning and the grinding. The hole processing methods choice is quite complex, needs to consider the components the unique feature, the aperture size, the length to diameter ratio, the precision and roughness request as well as the scale of production and so on each kind of factor. Often must use several different methods regarding the accuracy requirement high hole to carry on the processing in order. This designs cylinder, will pass through half finished boring, the finished boring, the fine articulation and the trundle successively for the guarantee holes precision and the surface quality and so on four working procedure processings When the engine bed carries on the machine-finishing to the components, is guaranteed that the work piece working accuracy, first needs to guarantee the work piece holds the correct position on the engine bed, then causes the work piece in the correct position through the clamp organization fixed motionless, this duty is completes by the engine bed jig. Regarding the single unit, the small batch production, should use the universal jig as far as possible, like this may reduce the work piece the production cost. But because the universal jig is suitable each kind of work piece the attire to clamp, therefore time clamp often compares spends the time, and operates complex, the production efficiency is low, also guarantees the working accuracy with difficulty, for this reason must design the unit clamp. Key word: Craft, datum, cutting specifications, localization datum, position error. 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 目錄 中文摘要 . 英文摘要 . 概述 . 1 第 一 章 零件的分析 . 3 1.1 零件的作用 . 3 1.2 零件的工藝分析 . 3 1.2.1 加工方法的選擇 .3 1.2.2 保證套筒表面位置精度的方法 .3 1.2.3 防止套筒變形的工藝措施 .4 第 二 章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) . 5 2.1 確定毛坯的制造形式 . 5 2.2 基準(zhǔn)的選擇 . 5 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 . 5 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 . 5 2.3 制定工藝路線 . 5 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯的確定 . 6 2.5 確定切削用量及基本 工時(shí) . 8 2.5.1 工序 1 配料（ 35 鋼） . 8 2.5.2 工序 2 車(chē) . 8 2.5.3 工序 3 深孔推鏜 . 14 2.5.4 工序 4 滾壓孔 . 16 2.5.5 工序 5 車(chē) . 16 2.5.6 工序 6 檢查 . 19 第 三 章 夾具設(shè)計(jì) .20 3.1 概述 .20 3.2 鏜床夾具設(shè)計(jì)要?jiǎng)t .20 3.3 夾具設(shè)計(jì) .20 3.3.1 問(wèn)題的提出 . . .20 3.3.2 鏜套的結(jié)構(gòu) . . . 21 3.3.3 鏜套的布置形式 . . .21 3.3.4 鏜桿 .22 概述 2 3.3.5 支架與底座 . . .23 3.3.6 鏜套與鏜桿以及襯套等的配合選擇 .23 3.3.7 定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .28 3.3.8 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .28 3.4 夾具工作原理及動(dòng)作說(shuō)明 .25 第 四 章 結(jié)論 . 26 設(shè)計(jì)體會(huì) . 27 參考文獻(xiàn) . 28 致謝 . 29 附錄 . 30 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 概述 一、 套筒零件的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 套筒零件是機(jī)械加工中經(jīng)常碰到的一種零件，它的應(yīng)用范圍很廣。例如：支承旋轉(zhuǎn)軸的各種形式的軸承、夾具上的導(dǎo)向套、內(nèi) 燃 機(jī)的汽缸套以及液壓系統(tǒng)中的油缸等。 機(jī)器中的套筒零件起支承或?qū)蜃饔?。由于功用不同，套筒零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有很大的 差別，但結(jié)構(gòu)上仍有共同的特點(diǎn)：零件的主要表面為不同軸度要求較高的內(nèi)、外旋轉(zhuǎn)表面；零件壁的厚度較?。毫慵拈L(zhǎng)度一般大于直徑等。 二、 套筒零件的技術(shù)要求 套筒零件的主要表面是內(nèi)孔和外圓，其主要技術(shù)要求如下： 1、 內(nèi)孔 內(nèi)孔是套筒零件起支承作用或 導(dǎo)向作用最主要的表面，它通常與運(yùn)動(dòng)著的軸、刀具或活塞相配合。內(nèi)孔直徑的尺寸精度一般為 2 級(jí)，精密軸套有時(shí)取 1 級(jí)，油缸由于與其相配的活塞上有密封圈，故要求較 低。 內(nèi)孔的形狀精度，一般 應(yīng)控制在孔徑公差以內(nèi)，有些精密軸套控制在孔徑公差的1123，甚至更嚴(yán)。對(duì)于長(zhǎng)的套筒除了圓柱度和同軸度外，還應(yīng)注意孔軸線直線度的要求。 為保證零件的功能和提高其耐磨性，內(nèi)孔表面粗糙度一般為 3.2 0.2aaRR，有的高達(dá) 0.05aR以上。 2、 外圓 外圓表面一般是套筒零件的支承表面，常以靜配合或過(guò)渡配合同箱體或機(jī)架沙鍋內(nèi)的孔相連接。外徑的尺寸精度通常為 23 級(jí)；形狀精度控制在外徑 公差以 內(nèi)；粗糙度一般為 6.3 0.8aaRR。 1） 內(nèi)外圓之間的同軸度 當(dāng)內(nèi)徑的最終加工系將套筒裝入機(jī)座后進(jìn)行時(shí)，套筒內(nèi)外圓間的同軸度要求較低；如果最終加工是在裝配前完成時(shí)要求較高，一般為 0.010.05mm。 2） 孔軸線與端面的 垂直度 套筒的端面（包括凸緣端面）如工作中承受軸向載荷，或雖不承受載荷但加工中是作為定位面時(shí)，與孔軸線的垂直度要求較高，一般為 0.020.05mm。 三、 套筒零件的材料與毛坯 套筒零件一般都是用鋼、鑄鐵、青銅或黃銅等材料制成。有些滑動(dòng)軸承采用 雙金屬機(jī)構(gòu)，即用離心鑄造 法在鋼或鑄鐵套的內(nèi)壁上澆注巴氏合金等軸承合金材料，這樣既可概述 2 節(jié)省貴重的有色金屬，又能提高軸承的壽命。 套筒零件的毛坯選擇與其材料、結(jié)構(gòu)和尺寸等因素有關(guān)。孔徑較?。ㄈ?d1.5D， 加工孔徑較大，并且 各個(gè)孔系之間的 位置精度也 要求較高，宜采用“雙支承前后引導(dǎo)”。 另外鏜套 采用 的是 固定式鏜套， 故按 H (1.5 2)d 來(lái)選取，則取 H 63mm。 圖 3-2 雙 支承前后引導(dǎo) 圖 3-3 鏜桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 3.3.4 鏜桿 圖 3-3為用于固定式鏜套的鏜桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)。當(dāng)鏜桿導(dǎo)向部分直徑d50mm時(shí)，鏜桿常采用整體式。確定鏜桿直徑時(shí)，應(yīng)考慮鏜桿的剛度和鏜孔時(shí)應(yīng)有的容屑空間。一般按： d = (0.60.8)D 選取，式中 d 鏜桿直徑 (mm)， D 被鏜孔直徑 (mm)。 則得， d =55 mm 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 設(shè)計(jì)鏜桿時(shí)，鏜孔直徑 D，鏜桿直徑 d、鏜刀截面 BxB之間的關(guān)系參照表 3-1選取。 表 3-1 鏜桿直徑 d、鏜刀截面 BxB與被鏜孔直徑 D的關(guān)系 表中所列鏜桿直徑的范圍，在加工小孔時(shí)取大值，在加工大孔時(shí)，若導(dǎo)向好，切削負(fù) 荷小則可取小值；一般取中間值，若導(dǎo)向不良，切削負(fù)荷大時(shí)可取大值。鏜桿的軸向尺寸，應(yīng)按鏜 孔系統(tǒng)圖上的有關(guān)尺寸確定。 鏜桿的材料要求鏜桿表面硬度高而心部有較好的韌性，因此可采用 45鋼 。 鏜桿的主要技術(shù)條件要求為： 鏜桿導(dǎo)向部分的圓度與錐度 公 差控制在直徑公差的 1/2以內(nèi)。 鏜桿導(dǎo)向部分公差帶為 :粗鏜為 g6，精鏜為 g5。表面粗糙度值 Ra0.8 m。 鏜桿 的直線度公 差為 0.1mm。刀孔表面粗糙度一般為 Ra1.6 m，裝刀孔不淬火。 3.3.5 支架與底座 鏜模支架和底座 為鑄鐵件（ HT100）， 分開(kāi)制造。鏜模支架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度與剛度，且不允許承受夾緊力。其結(jié)構(gòu)和尺寸參見(jiàn) 鏜模支架零件圖 。 鏜模底 座上要安裝各種裝置和元件，并承受切削力和夾 緊力，因此必須有足夠的強(qiáng)度與剛度，并保持尺寸精度的穩(wěn)定性。其 結(jié)構(gòu) 參見(jiàn)裝配圖 。 3.3.6 鏜套與鏜桿以及襯套等的配合選擇 鏜套與鏜桿、襯套等的配合必須選擇恰當(dāng)，過(guò)緊容易研壞或咬死，過(guò)松則不能保證加工精度。一般加工低于 IT8 級(jí)公差的孔或粗鏜時(shí)，鏜桿選用 IT6 級(jí)公差，當(dāng)精加工 IT7 級(jí)公差的孔時(shí)，通常選用 IT5 級(jí)公差，當(dāng)孔加工精度（如同軸度）高時(shí)，常用配研法使鏜套與鏜桿的配合間隙達(dá)到最小值，但此時(shí)應(yīng)用低速加工 。 表 8-7鏜套與鏜桿、襯套等的配合 D(mm) 11040 4050 5070 7090 90110 d(mm) 2030 3040 4050 5065 6590 BxB(mm) 10x10 10x10 1212 16x16 16x1620x20 第三章 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) 24 配合表面 鏜桿與鏜套 鏜套與襯套 鏜 套與支架 配合性質(zhì) H6/g5(H7/h6)，H6/g5(H6/h5) H7/h6(H7/js6)，H6/g5(H6/h5) H7/n5， H6/h5 見(jiàn)表 8-7，則本夾具 鏜套與鏜桿、襯套 的配合 分別為 H6/g5、 H6/h5。 鏜套內(nèi)外圓的同軸度 允公 差常取 0.01mm，內(nèi)孔的圓度、圓柱度一般 公 差為0.01mm，表面粗糙度為 Ra0.32 m。 鏜套用襯套的內(nèi)外圓的同軸度 ， 粗鏜時(shí)常取 0.01mm；精鏜時(shí)常取 0.010.005mm。 3.3.7 定位基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于工件的技術(shù)要求： 內(nèi) 孔必須光潔無(wú)縱向刻痕；內(nèi)孔位置度和圓柱度全長(zhǎng)度不大于 0.4mm；內(nèi)孔軸線的直線度為 0.1/1000mm,內(nèi)孔軸線與端面的不垂直度 0.03mm；內(nèi)孔對(duì)兩端外圓（ 82d ）的不同軸度不大于 0.025mm。 為了使工件達(dá)到技術(shù)要求，本工序的定位基準(zhǔn)選兩端外圓（ 82d ）。 3.3.8 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在滿足考慮了 夾緊 裝置的自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度與工件的產(chǎn)量和批量相適應(yīng)，且操作安全、方便、省力等前提下，本夾具采用螺桿 和壓板夾緊裝置，并進(jìn)行手動(dòng)夾緊。 3） 切削力的計(jì)算 本工序有 4個(gè)工步，選擇其中切削力最大的粗鏜孔 61mm工步進(jìn)行計(jì)算。已知，工件材料為 35鋼，切削參數(shù)： ap=2.5 mm， f = 0.1 rmm ，cv=100r/min，查 工藝手冊(cè)表 2.4-14得： 主切削力： 1250rFN徑向切削力： 620yFN走刀力： 680xFN4） 夾緊力的計(jì)算 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)，根據(jù)工件所受切削四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 力、夾緊力（大型工件還應(yīng)該考慮工件的重力，運(yùn)動(dòng)的工件還應(yīng)該考慮慣性力等）的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾具不利的瞬時(shí)狀態(tài)。按靜力平衡原理（01 1 10 , 0 , ( ) 0iin n nx y ii i iF F M F ），計(jì)算出理論夾緊力，最后為保證夾緊可靠，將理論夾緊力乘以安全系數(shù)，作為實(shí)際所需夾緊力的值， 即 kW W K g式中： kW 實(shí)際所需夾緊力（ N）； W 在一定條件下，由靜力平衡原理，計(jì)算出的理論夾緊力（ N）； K 安全系數(shù)。 安全系數(shù) K 按下式計(jì)算： 6543210 KKKKKKKK 式中，60 KK為各種因素的安全系數(shù)，查 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版） 表1-2-1 得， 0.1,0.1,3.1,0.1,0.1,2.1,4.1 6543210 KKKKKKK 則計(jì)算得， K=2.18， 但由 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版） 表 1-2-1 備注知，當(dāng) K 值計(jì)算結(jié)果小于 2.5 時(shí)，取 K=2.5。 則 理論夾緊力 720WN ，因此實(shí)際夾緊力 KWWk =720 2.5=1800 N 則 加工工件時(shí)所需要的夾緊力為： 2kWQ 1800 2=900 N 3.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 本夾具由鏜模支架； 改制 V型塊和夾緊螺栓，壓塊等幾部分組成（詳見(jiàn)夾具裝配圖）。裝夾工件時(shí)， 利用工件兩端外圓表面，與兩 V型塊相配合，將工件定位于 V型塊上。當(dāng)要求夾緊工件時(shí)，只需將兩個(gè)壓板分別壓住工件兩端外圓上表面，然后擰緊螺母，直至工件夾緊為止。 為了 防止在切削時(shí)因切削力 和自身重力 的作用而使工件發(fā)生變形，影響加工精度 ，將 V型塊設(shè)計(jì)為以圓弧面與工件配合以 增加工件的支承剛性和穩(wěn)定性 。 第三章 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) 26 第四章 結(jié)論 26 第 四 章 結(jié)論 一個(gè)零部件其質(zhì)量的高低取決于設(shè)計(jì)、加工等因素，那么機(jī)械加工就是不可缺少的一部分，零件從設(shè)計(jì)好，到拿到工廠去加工，要加工出合格的產(chǎn)品，就必須在工藝以及夾具上下工夫，工藝編制的合不合理，夾具 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合不合理這些都是很重要的因素。因此在加工零件之前，要認(rèn)真的分析，然后編制合理的工藝和夾具設(shè)計(jì)。 套筒零件是機(jī)械加工中經(jīng)常碰到的一種零件，它的應(yīng)用范圍很廣。例如：支承旋轉(zhuǎn)軸的各種形式的軸承、夾具上的導(dǎo)向套、內(nèi)機(jī)沙鍋內(nèi)的汽缸套以及 本次設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)中的油缸等。 機(jī)器中的套筒零件起支承或?qū)蜃饔?。由于功用不同，套筒零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有很大的差別，但結(jié)構(gòu)上仍有共同的特點(diǎn)：零件的主要表面為不同軸度要求較高的內(nèi)、外旋轉(zhuǎn)表面；零件壁的厚度較?。毫慵拈L(zhǎng)度一般大于直徑等。 通過(guò)本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我明 白了自己的差距和不足之處。特別是對(duì)于知識(shí)的總體把握上有所欠缺，以及對(duì)于零件分析得不夠透徹，編制出的工藝不是很符合工廠實(shí)際加工的情況，零件專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)也不是很合理，但是通過(guò)指導(dǎo)老師的幫助，已基本解決這些問(wèn)題。在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，讓自己體會(huì)到了設(shè)計(jì)的樂(lè)趣，體會(huì)到戰(zhàn)勝困難的激動(dòng)，體會(huì)到了成功所帶來(lái)了喜悅，為以后初到公司工作積累一定的經(jīng)驗(yàn)。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 設(shè)計(jì) 體會(huì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是 大學(xué)四年來(lái)理論基礎(chǔ)知道和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí) 過(guò)程 中 最后階段采用的一種總結(jié)性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié) ，是對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的一次考驗(yàn)與綜合運(yùn)用 。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)能使學(xué)生綜合 運(yùn) 用 大學(xué)幾年來(lái) 所學(xué)的理論 和專(zhuān)業(yè) 知識(shí)和 在生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) ， 以 全面、系統(tǒng)、 地培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力、創(chuàng)新能力、解決實(shí)際問(wèn)題等能力。 畢業(yè)設(shè)計(jì)三個(gè)月里，在導(dǎo)師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下已順利完成。在這幾個(gè)月里從對(duì)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品市場(chǎng)需求情況的調(diào)查、目前研究現(xiàn)狀的了解、相關(guān)資料的查閱、結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)方案的提出、及最后總方案的確定，在這每一個(gè)環(huán)節(jié)中我都嚴(yán)格要求自己：一個(gè)從事機(jī)械專(zhuān)業(yè)的人員，既要熟悉設(shè)計(jì)，更要熟悉工藝和控制，也要有能預(yù)測(cè)市場(chǎng)的能力。在這個(gè)過(guò)程中，不但培養(yǎng)