飞锤支架加工工艺及夹具的三维.docx

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1、飞锤支架加工工艺及夹具的三维设计 *指导老师：*大学*学院 09级机械设计制造及其自动化专业 合肥*摘要：机械加工工艺是在生产过程中通过改变加工对象的形状，相互位置以及一 些性质等，使其成为成品或半成品的加工改进过程，实现经济节约的生产目的。本次课题研究飞锤支架加工工艺的规程，通过制定合理的机械加工工艺来达 到改进对象的形状，位置及相互性质到达节约化生产的目的。第一步：对零件图 及零件工作过程性能进行分析，了解工件具体结构形式，明确各项技术要求，从 而对零件组成外表选择恰当的加工方式方法。第二步：拟定合理的加工工艺规程。 机床夹具设计中，要确保工件在机床和夹具中定位的精确度和夹紧的牢固程度，

2、使工件与刀具及机床主轴，导轨之间具有正确的相对位置，从而来保证被加工工 件的尺寸精度、形状精度和位置精度等相关技术要求。第三步：工件定位后将其 固定在正确的位置上，使其不因种种的外力作用而改变其相对位置的变化。在设 计过程中通过查找和收集相关材料和数据，翻阅和学习相关材料，借助AutoCAD 二维设计软件生成所设计夹具的平面造型再利用SolidWorks三维设计软件来实现 所设计夹具的三维造型。着重研究了零件的加工工艺，夹具的形状结构，以及零 件在钻床夹具上的定位、装夹等工序。关键词：毛坯加工余量工艺规程制造工艺夹具设计1引言飞锤支架为盘类零件主要用于各种柴油发动机上，用于安装柴油机发动机减速

3、 器的飞锤从而便于发动机的及时的调速。制造要求比拟严格需正火处理使零件硬 度到达HBS250300 ；球墨铸铁的金相组织基体为85%以上的珠光体，球化率应 大于80%,且不许有片状石墨体的存在；铸造时的拔模斜率为3度；铸件应清除型 砂及粘砂，铸造成品不应有裂缝以保证零件的强度，硬度及刚度使其在外力作用下 不发生意外事故，确保工作中零件的使用平安；缩孔，夹渣，外表夹杂物及其他铸 造缺陷当然也是不允许的。各面对内孔垂直度误差不应超过01最后要去锐边 尖角OII 可不予考虑在加工过程中刀具加工的发热而因引起的热变形。因此经过查阅相关的文献资料的计算我确定了如下的工艺路线：工序一：铸造（手工砂型铸造）

4、；工序二：热处理，退火；工序三：粗车、半精车右端大圆面，车左小端面，粗车ML1、015, ML9三个外圆面，并都进行倒角05x45度，直至满足设计的要求，钻并较孔进7 ,行倒角1.5x45度；工序四：粗铳槽50x18+0.5 ; +0.2工序五：半精铳槽50x18+05 ;+0.2工序六：钻孔2-05.5,并物平孔12 ；工序七：钻并较孔4-0 6+o.i2,后进行倒角4-1.5x45度；-0.04工序八：去除工件的锐边尖角；工序九：检验；工序十：最终检验。4.3 定位基准的选择根据基准重合原那么的性质并同时考虑统一基准的原那么，选用孔 作为第一 精基准。考虑定位稳定可靠性，选择左端大端面作为

5、第二精基准。具体的情况参 看工艺路线的最终确定方案表。4.4 余量与工序尺寸根据各工序所采用的各种加工方法、经济性和精确度，通过查询机械工艺学 手册然后确定各步加工的余量、加工的工序尺寸。一个外表孔槽的总的加工余量 即为该外表各分步工序加工余量之和。表2各加工面的工序余量和工序尺寸表加工外表工序名称工序余量工序尺寸孔70+。.3钻6.85 6.85+0.3 0较0.15现外011粗车2.75n -7匚11.75主精军U. / un圆15粗车3.5 M W WQKK因此采用该夹紧机构工作是可靠的。5.4 夹具设计及操作简要说明本此次设计的夹具用于在摇臂钻床上加工飞锤支架大圆盘的左右两个通孔的 加

6、工，工件以大端面和小端面为定位基准并在底部的支撑钉和支撑板上来完成的 定位，在此次设计中采用手动的可上下移动的压紧机构来实现工件的压紧过程， 这样的设计可增加工件夹紧的可靠性以及加工过程的操作相对较为简单。6三维造型的意义SolidWorks软件功能强大，组件繁多。SolidWorks功能强大、易学易用和技 术创新是SolidWorks的三大特点，使得SolidWorks成为领先的、主流的三维CAD 解决方案。SolidWorks能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提 高产品质量。SolidWorks不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者 来说，操作简单方便、易学易用。对

7、于熟悉微软的Windows系统的用户，基本上 就可以用SolidWorks来搞设计了。SolidWorks独有的拖拽功能使用户在比拟短的 时间内完成大型装配设计。SolidWorks资源管理器是同Windows资源管理器一 样的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ,用户 能在比拟短的时间内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场O特征模版为标准件和标准特征，提供了良好的环境。用户可以直接从特征模 版上调用标准的零件和特征，并与同事共享。SolidWorks提供的AutoCAD模拟器， 使得AutoCAD用户可以保持原有的作图习惯，顺利地从二维设计转

8、向三维实体设 计。配置管理是SolidWorks软件体系结构中非常独特的一局部，它涉及到零件设 计、装配设计和工程图。配置管理使得你能够在一个CAD文档中，通过对不同参 数的变换和组合，派生出不同的零件或装配体。在SolidWorks中，当生成新零件 时，你可以直接参考其他零件并保持这种参考关系。在装配的环境里，可以方 便地设计和修改零部件。对于超过一万个零部件的大型装配体，SolidWorks的 性能得到极大的提高。SolidWorks可以动态地查看装配体的所有运动，并且可以对运动 的零部件进行动态的干涉检查和间隙检测。用智能零件技术自动完成重复设计。智能零件技术是一种崭新的技术，用来 完成

9、诸如将一个标准的螺栓装入螺孔中，而同时按照正确的顺序完成垫片和螺母 的装配。镜像部件是SolidWorks技术的巨大突破。镜像部件能产生基于已有零部 件（包括具有派生关系或与其他零件具有关联关系的零件）的新的零部件。SolidWorks用捕捉配合的智能化装配技术，来加快装配体的总体装配。智能 化装配技术能够自动地捕捉并定义装配关系。2零件的分析2.1零件图H7附图I/“03WG，307M5|LUl 国i-咻加I疝IBI3装备图114X31JWaiMAMa 至 E1M3Mp1 g一工一声IMV1.1gTSEL$tJ15L1tP|sMQEATWU1,&VL”(B1It-T6e，Mry一册4世frG

10、EbTXlM.9-=r6；9M | l图4 总装配三维立体图5夹具体零件图附表：夹具设计的相关零件1钻套用衬套2钻套3钻套螺钉4定位杆6定位件7定位销8六角螺母9可调支承结论毕业设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有 知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把机械制图、金属切削 原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造 工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了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。所以在设计中既了解了基本概念、 基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完本钱

11、 次设计。毕业设计是培养我们综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题, 锻炼实践能力的重要环节，更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次 理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所学的关于零件加工方面 的知识有了更加系统化和深入合理化的掌握。比方参数确实定、计算、材料的选 取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等，也培养了自己综合运用设计与工 艺等方面的知识，以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高, 再次体会到理论与实践相结合时理论与实践也存在差异。回顾起此次设计感慨颇多，确实从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整 一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的

12、东西，同时巩固了以前所学过的知 识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得 了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论 知识与实践相结合起来，再从实践中总结经验才是真正的实用，才能运用到生产 实践中。在设计的过程中遇到了许多问题，当然也发现了自己的缺乏之处，对以 前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己 把以前所学过的知识重新复习了一遍。这次毕业设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老 师的辛勤指导下都迎刃而解。同时，在老师的身上我也学得到很多额外的知识， 在此我表示深深的感谢！同时，对给过

13、我帮助的同学和老师再次表示忠心的感谢!致谢此次设计是在指导教师许伟老师的细心帮助，耐心讲解下完成的，非常感谢 许老师的大力帮助，在此次设计过程中深刻的体会到了许老师那种平易近人，热 心助人的待人的乐人精神同时也让我感到那种严谨细致的工作态度。很多时候老 师会给我一些很独特的想法使我的在设计中更加大胆的发散自己的思维，充实自 己的设计过程，丰富此次的设计结果，在这里再次感谢许老师。当然在这里还要感谢大学四年所有带过我课的老师，是你们让我的大学生活 更加的丰富伴有科学文化知识，也是为本次设计的成功铺下的前期准备，在此， 感激之情不言于表更铭记在心。再次感谢上述所有人的支持和关怀与帮助！参考文献1机

14、械制造工艺学.常同立，杨家武，佟志忠编著.清华大学出版社2机械制造工艺学与机床夹具设计课程设计指导书，设计范例，参考资料及设计题目集.尹成龙编3机械制图.第6版.大连理工大学机械工程图学教研室编.高等教育出版社4机械设计第8版.西北工业大学机械原理及机械零件教研室编.高等教育出版社5公差与测量技术.孔晓玲主编.北京大学出版社6材料力学I.第5版刘鸿文编高等教育出版社7用量简明手册.艾兴等主编机械工业出版社8夹具设计手册.东北重型机械学院等编.上海科学技术出版社9 (English in Mechanical and Electrical Engineering赵运才、何法江主编,北京 大学出版

15、社2006.4Title The design of the mechanical processing procedures andfixture of the tray of machineAbstractMachining process is in the process of production by changing raw object shape,location and nature of each other, make it become the finished product or semi-finished product improvement process,

16、 to realize the economicsaving production purpose.This topic research fly hammer bracket processing procedures, through the formulation reasonable machining technology to improve the shape of the object, the location and nature of each other to achieve the purpose of the economical production. First

17、 analyze the part drawing and the working process of the component performance, understand the workpiece concrete structure forms, clarify the technical requirement and to choose the right parts surface processing method. Second to formulate reasonable processing procedures. In machine tool fixture

18、design, to ensure that the workpiece positioning in machine tool andfixture and clamping of the firm, the workpiece and cutting tool and machine toolspindle and slideway between has the correct relative position, so as to ensure the accuracy of the processed workpiece size, shape, position precision

19、 and accuracy; After the workpiece positioning should be fixed in the right position, so that it is not because of a variety of external force and change its relative positionchanges. During the design process by looking up and collecting relevant materials and data, reading and studying relevant ma

20、terials, with the help of AutoCAD 2 d design software in graphic design fixture by using the SolidWorks 3 d design software to realize the three-dimensional modelling of fixture design. Emphatically studied the parts processing, fixture, the shape of the structure and components of positioning, clam

21、ping on the drill jig.the design of clampKeywords mechanical techniquesrough machining allowance 欢迎您的下载，资料！rough machining allowance 欢迎您的下载，资料！mechanical processing procedures2.2特点及技术要求飞锤支架是铸造件，从整体形状来看是盘类中心孔零件。根据要求主要是加工 孔和一些平面。具体特点和技术要求有：2.2.1 粗基准的选择一般而言，回转体加工外表采用一个毛坯外圆作为粗基准是合理的。但是，针对本次加工零件的特点假设以孔的外

22、圆外表作为粗基准，第一步加工出孔0,7 4-0.37 + 产第二步再以孔中内圆外表作为精基准，这样后面就难以定位加工外圆外表和端7-面，因为孔中的直径太小。但是假设紧接着加工出一个端面作为精基准，在选择7-这个端面时考虑到加工经济精度，所以选择先加工大端面的通槽，因为毛坯采用 手工砂型铸造，外表精度较高，加工余量较小。综合上诉，此次设计中决定采用 四爪卡盘夹持零件小圆的外圆外表的大圆，划线找正作为粗基准，先加工出孔 和孔2-55后蝴土序就能用使用作为统一的精基准，这样的工序安抖随符合粗基准选用原那么。74尸精基准的选择根据基准重合原那么，并同时考虑统一基准原那么，选用孔作为第一精基准。考虑定位

23、稳定可靠，选择一个大端面作为第二精基准。-q2.3加工要求1）该零件为铸件，材料为球墨铸铁；要求加工2个mm孔粗糙度为Ra=6.3kimx 2个5.5；.。3mm孔粗糙度为Ra=1.6um、mm孔粗糙度为Ra=1.6|jm这些孔的的精度等级均为IT7,且要求g+0.2 5与底面平行度公差为%02 ；7+0-32）要求精加大堤面凹槽的粗糙度Ra=6.3|jm,平面度公差为0.03,垂直度公差为0.08,凹槽宽度18地5 mm凹槽侧面的粗糙度为Ra=12.5m ; 10*23）加工小端面中11的圆端面粗糙度Ra=6.3m,平面度公差为0.03 ；4）钩平加工2个12mm孔粗糙度为Ra = 12.5

24、m。5）最后去锐边尖角。3确定毛坯制造工艺和加工余量3.1毛坯的结构确定零件毛坯的选择需要综合考虑多方面的因素：包括零件的材料，零件力学 性能的要求，零件形状及尺寸，零件毛坯的生产条件，毛坯的制造的经济条件， 采用新工艺、新技术、新材料的可能性等。L毛坯的结构工艺要求：1）铸件的厚度应合适、均匀，不得有突然变化以免产生应力集中。2）铸造圆角要适当，不得有尖角。3）铸件结构要尽量简化，并要有合理的起模斜度。4）铸件的选材要合理，应有较好的可铸性本次零件的设计选择的是球墨铸铁。5）毛坯形状、尺寸确定的要求要有较高的尺寸标注和工艺公差要求。1.1 计毛坯形状、尺寸还应该考虑到：1）加工面的几何形状应

25、尽量简单满足相应的工作要求适当的美观。2）工艺基准与设计基准相一致注意粗基准和精基准的配合使用。3）毛坯的设计要便于装夹、加工和检查。4）结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济因素，行位公差因素，热处理因素，生产率因素, 工厂条件因素等。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，但减少加工余量，提高材料 的利用率，对降低加工本钱有很大的帮助。因此，毛坯的种类形状及尺寸确实定 一定要考虑零件本钱的问题还要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸 确定后，可根据这些相关尺寸绘制出毛坯图。1.2 毛坯的分析毛坯材料为球墨铸铁（QT）工作条件：（1）为承受中等载荷的零件；（2

26、）综合机械性能较高；（3）适用于高强度，高冲击韧性的油阀，连杆等；（4）亦可通过调制处理改善相关性能。毛坯的热处理：球墨铸铁（QT）的热处理主要是改变它的基本组织和性能，常用的热处理工 艺有：退火，正火，蟀火，回火，外表坤火等。球墨铸铁退火的目的主要是为了消除铸造应力和铸造得到的白口；球墨铸铁正火的目的为了获得珠光体组织（珠光体的硬度和强度都较高塑性也较好）从而 获得较高的强度、硬度和耐磨性（有时正火是为了外表蟀火做组织准备）；球墨铸 铁的蟀火及回火跟钢的蟀火及回火是一样的，根据铸件的工作条件及使用性能可 选择合理的蟀火及回火工艺，对于要求高强度、高冲击韧性的工作件可采用调制处理。1.3 各加

27、工外表的总余量确实定加工余量、工序尺寸及偏差经查阅计算后列表如下：表1各加工面的工序余量和工序尺寸表加工外表工序名称工序余量工序尺寸礼叫0.3钻6.85中 6.85+0.3较0.15中 7 +0.3外圆面011粗车2.75011.75半精车0.75011015粗车3.501519。-0.04粗车2.50210-0 04半精车0.75019.5o Q4精车0.250190左右端面精车3.527.5o-0.03半精车1.526孔 2-05.5钻5.55.5面 2-012刮1.01.0槽 50x18+0.51.050x18+0.5孔 4-cp6+o.i2“r w -0.04L制定零件丁方钻4.50

28、4.5+0.12w -0.04海程较1.5 6+0.12-0.044.1 工艺过程设计中应考虑的主要问题：4.1.1 加工方法选择的原那么1）所选加工方法应认真分析每种加工方法的经济、精度之间的要求相适应Q2）所选加工方法能够确保加工面的各种几何形状要求，外表相互位置的精度要 求。3）所选加工方法要与零件所选材料的可加工性相互适应。4）所选加工方法要与各种生产类型相适应。5）所选加工方法要与企业现有条件及工人师傅的技术水平相协调。4.1.2 加工阶段的划分：按照加工分步的不同，工艺过程通常可以划分为一下几个加工阶段：1）粗加工阶段粗加工的最终目的是切去多数多余的金属，为后面的精加工创造所需的条

29、件， 并为半精加工、精加工提供加工的定位基准。粗加工一般采用功率较大、刚性好、精 度较低的机床，确定大的切削用量，提高生产率，粗加工时，刀具的切削力大，切 削热量多，因此所需夹紧力较大，使得工件产生较大的内应力和变形，导致加工精度 低,粗糙度值大。2）半精加工阶段半精加工阶段的主要任务是完成一些次要面的加工为后面主要外表的精加工 做好相应的前期准备，用以保证合适的加工余量。3）精加工阶段精加工阶段的主要任务是切除工件上剩余的少量的余量，主要的目的是保证 零件的形状精度，尺寸精度以及外表粗糙度，致使各个主要外表到达预先设计的要 求。另外精加工工序通常安排在最后，可防止以及减少工件精加工外表损伤情

30、况的 发生。精加工通常采用高精度的机床非常小的切削用量，工序变形量很小，有利于 保证加工精度。4.1.3 加工顺序的安排零件的加工过程一般情况下包含加工工序，热处理工序以及一些必要的辅 助性工序。我们在安排加工顺序时通常遵循以下一般的原那么：工序类别工序安排原那么机械加工1 .对于毛坯的形状及尺寸特点，首先制定划线的J学技正基准2 .按照“先基准后其他”的顺序，先加工精基准面3 .在其他重要外表加工前要应对初选的精基准进行修改4 .“先主后次，先粗后精”5 .主要外表有位置精度要求的就要求次要外表的加工应安排在 主要外表加工完成之后再加工H确定零件的加工方法以后，就需要安生产类型、各个零件的结

31、构特点、技 术要求和现有机床设备等相关具体生产条件来确定工艺过程中的加工工序数。确 定工序数的基本原那么如下：热处理退火与正火毛坯热处理，一般应安排在相关机械加工之前进行时效对于尺寸大的结构复杂的铸件，要在粗加工之前先安排相应的时 效处理来消除剩余应力；然而对于精度要求较高的铸件，要在半 精加工前和加工后各安排一次必要的时效处理淬火淬火能提高工件的硬度，所以应将次步骤放在精加工的磨削加工 前进行渗保渗碳易产生工件的变形，所以应安排在精加工刖1 r T+、一UH 口 X.A U 在 R、云小：江 I1itP 土 二 工心口-Ln渗氮1 、-1 1 A n A通吊安排1土加工工Z过程的后口6、通吊反土这些表w的取奥加 工之前通常安排在粗加工结束之后，精加工之前进行且放在花费工时较辅助工序4.1.4 工/中间检验特种桧聆多和重要工序的刖后丰要二二千外表质量的检聆.一般都安排在精加T阶段c外表处理该步的处