軸套機械加工工藝規(guī)程及鉆4-Φ4孔夾具設計
軸套機械加工工藝規(guī)程及鉆4-Φ4孔夾具設計,軸套,機械,加工,工藝,規(guī)程,夾具,設計
摘 要
本次軸套畢業(yè)設計內(nèi)容涉及機械設計，夾具設計，機械制的
知識。
軸套的加工工藝和夾具設計,該設計包括的工藝過程分析,工序卡和工藝卡片,設計專用夾具等三個部分。本設計主要研究了軸套零件結(jié)構(gòu),主要加工工藝,夾具設計。首先分析了圖紙來確定毛坯的制造形式,毛坯的生產(chǎn)類型和其他因素,然后選擇毛坯,然后工藝流程分析的部分,然后計算夾緊力和其他因素的切削量,然后根據(jù)處理程序和設計相應的夾具。
關(guān)鍵詞：軸套 定位；壓緊；導向，夾具，誤差
Abstract
The turbine pump body graduation design content involves the mechanical design, fixture design, mechanical drawing, process design, AutoCAD, machine, boring machine fixture design, machinery manufacturing base, boring process instance, tolerance matching and interchangeability and measuring technology, and other aspects of knowledge.
On the drive shaft processing technology and fixture design, this design includes the parts of the process analysis, the development process of the card and process cards, special fixture design, such as the three parts. This design mainly studies the drive shaft parts structure, mainly to the processing craft plan and the jig design to elaborate. First of all parts drawings were analyzed to determine the size of parts, precision production types and other factors, and then choose blank, then the process analysis of the parts, and then calculate the cutting amount of clamping force and other factors, then according to the processing procedures and design the corresponding fixture.
Key words: end cover procedure; Positioning; Pressure; Guide, fixture, error
目錄
序 言 1
一概述 2
1.1夾具的特點 2
1.2夾具的發(fā)展趨勢 2
1.3夾具的設計步驟 3
二 零件的分析 4
三 工藝規(guī)程設計 6
3.1確定毛坯的制造形式 6
3.2基面的選擇 7
3.3制定設計路線 8
四 夾具設計 13
4.1問題的提出 13
4.2定位基準的選擇 14
4.3定位方案的設計 15
4.4夾緊方案的設計 15
4.5 夾緊方式的選擇原因 17
4.6定位誤差分析 17
4.7心軸的尺寸設計 18
4.8夾具體的結(jié)構(gòu)分析 19
4.9夾具設計及操作的簡要說明 20
總 結(jié) 25
致 謝 26
參 考 文 獻 27
27
序 言
夾具設計過程和軸套完成夾具設計、機械制圖、機械制造、設計的夾具設計、機械設計基礎上的設計教學過程中的下一步是課程計劃后的夾具。夾具設計的位置,需要學習的一部分產(chǎn)品在處理夾緊,定位等如何合理,如何更有效率,他也需要我們熟悉產(chǎn)品從零件到毛坯安排的整個過程,并確定如何處理零件尺寸計算,根據(jù)掌握的知識這部分的目的是根據(jù)特殊夾具的特點和要求,根據(jù)不同部位在批,夾具設計方案,以確保零件的加工質(zhì)量和效率。這個設計包含兩年學習總結(jié)知識,包括CAD圖紙,基本的機械設計和制造,重新學習夾具設計過程和設計總結(jié),這也是有意義的。也許在這個設計,也許是因為我們只有理論知識,但在某些地方不去實踐,知識和技能將不可避免地有些不足,但是通過畢業(yè)設計,我也學到了很多的知識和沒有學習之前讓我知道如何處理時遇到的困難,如何解決。這個設計讓我知道我自己的缺點,但這是因為我學會了課本的知識,讓我知道如何應對困難,如何克服。
一概述
1.1夾具的特點
機械制造里，用以夾住工件的裝置，叫做夾具。它能固定加工對象，讓它處于正確位置，接受檢測的裝置。
機械制造過程中，由于保證零件加工精度，第一步要讓工件在機床上處于正確位置，這就叫做工件的定位。夾緊是將工件加工過程中始保持定位位置不變的操作。工件在機床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾
1.2夾具的發(fā)展趨勢
現(xiàn)代設備的發(fā)展方向是表現(xiàn)為四個方面,如精度、效率高、靈活性、標準化、等等:
1精密
隨著機械產(chǎn)品精度的增加,必然會增加相應的準確性。許多類型的精密夾具,齒精度索引等分割的±0.1,三爪卡盤精度高精密車削、定心精度,以及電磁無心夾具磨削軸承環(huán),圓形工件閱讀0.2 ~ 0.5。
2效率高
高效夾具主要用于減少加工操作和輔助時間,提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強度,高效率的常見夾有:自動夾具,夾具,夾具夾緊力對模塊。例如,使用電動虎鉗夾緊工件,工件可以更有效的比普通簽證增加5倍;而高速查克可以確保爪夾工件在正常速度條件下的9000 r / min,切割速度大大提高。
3靈活
靈活性夾具與機床相似,這是適應能力的變量因素通過調(diào)整組合。變量過程主要包括:工藝特點、生產(chǎn)體積,形狀和尺寸的工件,夾具類型有靈活的特點主要有:通用可調(diào)夾具,夾具,夾具,夾具,夾具數(shù)控模塊,在很長一段時間,靈活的剪輯的趨勢將夾具的主要發(fā)展方向。
4標準化
標準夾具和泛化的兩個方面是相互關(guān)聯(lián)的,在一個典型的制造裝置,基于第一個通用夾具零部件的結(jié)構(gòu),一個典型的大小系列或變體,以減少使用類似的固定元素和看到的形成:放棄一些劣質(zhì)的結(jié)構(gòu)功能,包括通用方法:通用夾具夾具的標準化階段,通用零部件, Peihe材料在深度和施工圖審查創(chuàng)造良好條件。目前,我國有夾具部分,部分國家標準:GB2148 ~ 2249 - 80,GB2262 ~ 2269 - 80,以及通用夾具標準模塊化夾具標準,等等。基本標準夾具是柔性夾具效率、標準化的發(fā)展趨勢,這種類型的夾具,夾具是有利于專業(yè)生產(chǎn),縮短生產(chǎn)準備周期,降低生產(chǎn)總成本。
1.3夾具的設計步驟
對工件進行工藝分析，制定工藝路線，結(jié)合工藝路線設計夾具方案，夾具包括定位元件，夾緊裝置和導向裝置等核心部分，因此我們需要根據(jù)設計的夾具進行選擇合適的定位元件，合理的夾緊裝置及導向裝置。從而設計出合理的夾具方案，再進行畫圖繪制夾具裝配圖。
二 零件的分析
軸套的作用主要起固定保護作用.
有2種過程分析部分:
一:審查部分結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸精度的定位精度表面粗糙度的材料和相關(guān)技術(shù)要求不合理,是否方便后續(xù)加工和裝配;
二:通過流程分析的一部分,部分的處理過程要求有進一步的理解,為了完成這個過程的準備。
這部分屬于一小部分,生產(chǎn)類型是大規(guī)模生產(chǎn),批量生產(chǎn)需要注意以下兩點。
1.處理方便,零件的夾具設計要求,準確的定位部分,可靠,拆卸方便,容易快速裝卸。
2.快速工具,夾具部分的設計,可以實現(xiàn)快速工具指導快速完成處理。
軸套有2個加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。
1：以左端端面為基準的加工面，這組加工面主要是車右端端面，車Φ40內(nèi)孔。
2：以Φ40孔為基準的加工面，這組加工面主要是車Φ60外圓，精車Φ40內(nèi)孔，精車Φ60外圓，鉆4-Φ4孔。
三 工藝規(guī)程設計
3.1確定毛坯的制造形式
確定毛坯的制造形式 包括以下2個方面
1：選擇 毛坯類型
2：確定 其制造方法
常見的毛坯類型有鑄造 鍛造 壓制 沖壓 焊接 型材和板材等7大類
根據(jù)加工零件的不同，
確定毛坯采用什么類型時 要考慮以下幾個因素：
（1）加工零件的材料 其承受的力。當選好零件材料后，就基本定了毛坯的類型。比如，材料是是鑄鐵 鑄鋼的 毛坯類型就為鑄造，
（2）材料如果是鋼材的比如45鋼，其力學性能較好，韌性較強，就選鍛造；
（3）力學性能要求不高，或者較低時，我們可以選擇鑄造或鑄鋼，。
2.壁厚較薄的零件，不宜用砂型鑄造；形狀復雜，尺寸有比較大的鑄件 宜用砂型鑄造；中、小型零件 可用較先進的熔模鑄造 及其他鑄造方法。
3.生產(chǎn)類型。大批量生產(chǎn)應根據(jù)零件的精度不同 選者不同的加工方法
如果精度較高，鑄件應采用金屬模機器造型 精密鑄造；鍛件應采用模鍛 冷軋冷拉型材等。
如果精度較低 就可以采用成本更低的砂型鑄造，以滿足生產(chǎn)需求，同時又降低成本
單件或者小批量生產(chǎn)的毛坯 則應采用木模手工造型 自由鍛。
4.生產(chǎn)條件。確定毛坯類型必須與具體的生產(chǎn)條件相結(jié)合，如現(xiàn)場毛坯制造的實際水平和能力、外協(xié)的可能性等，外協(xié)工廠的制作能力，制作設備的新舊程度等等。
5.在控制好成本，保證質(zhì)量的前提下 可以考慮采用新工藝 新技術(shù) 新材料的可能性。目前新技術(shù) 新材料的發(fā)展很快。毛坯制造方面的新工藝，采用這些新的方法，可大大減少機械加工量，降低機床的磨損，減少工人的勞動強度，同時也降低了整個公司的成本，其經(jīng)濟效果非常顯著，并且采用新方法后 有時甚至可不再進行機械加工。
零件材料為HT200，考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應該的。
3.2基面的選擇
粗基準選擇有以下幾點注意事項：
1.粗基準 以非加工表面為基準。這樣可以保證加工面 不加工面的相互位置關(guān)系 及其精度。如果有幾個 非加工表面，我們以與加工表面的相互位置 精度高的 作為粗基準。
2重要的表面 機械加工余量 即是粗基準定位。處理時,導軌面為粗基準的選擇,床身底面和其他表面處理,處理,然后床底基準 導軌面罰款處理。所以你可以確保均勻 去除更少的利潤,使表面保持 精心組織,提高耐磨性。
3機械加工余量 最小的表面作為粗基準。我們可以確保 表面有足夠的精度。
4選擇一個光滑、光潔,大面積的表面作為粗基準,以確保準確、可靠的夾具設計。
5盡量不要重復試用,因為大部分的原油基準的表面 不加工表面。用于確保表面之間的位置精度。
基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取端面作為定位基準。
精基準的選擇應滿足以下原則：
選擇精基準應注意以下1點：
1、 “基準 重合原則”
2、 “基準 統(tǒng)一原則”
3、 “自為互為基準原則”
4、 “裝夾 方便原則”
以已經(jīng)加工好的Φ40孔和一端面為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。
3.3制定設計路線
設計夾具的路線是：確定定位方案及定位元件--確定夾緊機構(gòu)--設計分度裝置--確定導向裝置。
確定定位方案及定位元件：
本次加工的是4-Φ4孔，在加工4-Φ4孔之前，Φ40孔及其端面已經(jīng)加工完畢，因此可以采用Φ40孔定位，采用心軸定位，限制空間的5個自由度，由于加工的孔不在一個平面，需要設計分度裝置，因此不需要限制旋轉(zhuǎn)自由度即可滿足要求。
定位方案如下圖：
確定夾緊機構(gòu)：
定位采用的心軸定位，和心軸定位最相配的是開口墊圈夾緊工件，加工完畢后松開螺母，可以快速的取下開口墊圈，卸下工件，實現(xiàn)快速裝卸工件。
夾緊機構(gòu)如下圖：
設計分度裝置：
由于本次鉆的孔不是在同一個面上，因此需要設計分度裝置，實現(xiàn)加工不同面的孔。
分度裝置如下圖：
確定導向裝置：
鉆孔的導向裝置包括鉆模板和鉆套
鉆模板有好幾種類，包括固定鉆模板，鉸鏈式鉆模板，滑柱式鉆模板，翻轉(zhuǎn)式鉆模板和蓋板式鉆模板。
由于本次夾具鉆的是小孔，單孔，因此選擇固定鉆模板即可滿足要求。
鉆模板如下圖：
鉆套分三種，固定鉆套，可換鉆套和快換鉆套。
當導向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以換下鉆套。保證導向的精度，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn)
本次選擇可換鉆套即可滿足要求。
可換鉆套如下圖：
四 夾具設計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。
由指導老師的分配第8道工序的鉆4-Φ4孔的鉆床夾具。
4.1問題的提出
機械制造里，用以夾住工件的裝置，叫做夾具。它能固定加工對象，讓它處于正確位置，接受檢測的裝置。
機械制造過程中，由于保證零件加工精度，第一步要讓工件在機床上處于正確位置，這就叫做工件的定位。夾緊是將工件加工過程中始保持定位位置不變的操作。工件在機床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾
本夾具主要用于鉆4-Φ4孔，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。
4.2定位基準的選擇
基準是一個點,線,平面用于確定幾何生產(chǎn)對象的幾何元素之間的關(guān)系。根據(jù)基準的不同功能,參考分為兩類:設計和過程。
1設計標準
中使用的基準零件圖稱為設計標準。
2過程標準
基面的工藝使用的過程稱為基準。根據(jù)不同的目的,這個過程分為裝配、測量、過程和定位。
(1)裝配基準
參考確定組件的位置在一個組件或產(chǎn)品,稱為裝配參考。
(2)測量基準
一個參考,用于測試幾個加工表面的位置。
(3)工作標準
參考確定大小、形狀和位置的表面工作要處理的一個過程。
(4)定位參考
使用工件定位基準,稱為定位參考。
加工零件時,通常選擇參考的部分,和基準可分為技術(shù)的基礎。然而,在不同部分的處理,它們用于不同的目的,所以這個過程也包含在基準定位裝配基準測量和過程。
第一步的過程中選擇一個位置參考?；氐亩ㄎ粦撌呛侠淼?否則它將直接影響加工質(zhì)量的最后部分,處理技術(shù)?；鶞实倪x擇不當會增加這一過程中,流程不合理,或使夾具設計更加困難,甚至低于部分的加工精度要求。
本道工序加工鉆4-Φ4孔，精度不高，因此我們采用已加工好的Φ40孔定位，采用心軸定位，因為孔徑自身較小，切削力較小，因此不在采用其他的輔助定位，開口墊圈的壓緊力即可以滿足要求，同時由于所加工的4-Φ4孔不在同一個面上，因此我們需要采用分度裝置，可以順利完成加工。
4.3定位方案的設計
我們是在圓孔中定位，采用心軸作為定位元件，心軸如下圖：
4.4夾緊方案的設計
在機械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個工作過程。工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過程中，不會由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。
根據(jù)本次夾具定位方式，采用的心軸定位，心軸一般都是配合開口墊圈，螺母夾緊工件，因此采用單個螺旋夾緊結(jié)構(gòu)夾緊工件。
開口墊圈如下圖：
螺母如下圖：
4.5 夾緊方式的選擇原因
本次夾具設計的是鉆孔夾具設計，采用心軸定位，首先把定位元件心軸固定到夾具體上，然后安裝工件，采用開口墊圈夾緊工件，螺母鎖緊即可滿足要求。
采用開口墊圈的好處裝卸方便，加工完畢后，松開螺母，取出開口墊圈，即可把工件取出，裝卸快速，可以實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。
4.6定位誤差分析
本工序選用的工件以圓孔在心軸上定位，心軸為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準位移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見下圖。
式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）；
——工件圓孔直徑公差（mm）；
——定位銷外圓直徑公差（mm）。
圖 心軸水平放置時定位分析圖
4.7心軸的尺寸設計
心軸的設計是根據(jù)尺寸孔來設計的尺寸，由于本次夾具設計采用的Φ40孔定位，因此定位的心軸那部分外圓是Φ40，其他部分根據(jù)情況設計出尺寸。
心軸如下圖：
4.8夾具體的結(jié)構(gòu)分析
夾具體結(jié)構(gòu)類型有四種，包括鑄造夾具體，鍛造夾具體，焊接夾具體和裝配夾具體
鑄造夾具體的特點：
優(yōu)點：工藝性好，可鑄造出各種復雜的內(nèi)、外輪廓形狀，有較好的抗壓強度、剛度和抗振性；易于加工，價格低廉，成本低。
缺點：生產(chǎn)周期長，單件制造成本高，需時效處理。
材料：灰鑄鐵HTl50或HT200。高精度夾具可用合金鑄鐵或磷鑄鐵，用鑄鋼件有利于減輕重量，輕型夾具可用鑄鋁（ZC104）件。
鑄件均需時效處理，精密夾具體在粗加工后需作第二次時效處理。
鍛造夾具體的特點：
優(yōu)點：有較高的強度和剛度。
缺點：只適用于尺寸較大且形狀簡單的夾具體。
材料：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼40鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr，38CrMoAl等
鍛造后酌情采用調(diào)質(zhì)、正火或回火制成。
焊接夾具體的特點：
優(yōu)點：容易制造、生產(chǎn)周期短；采用鋼板、型材，如結(jié)構(gòu)合理，布置得當，可減小質(zhì)量；成本低、使用也較靈活。當發(fā)現(xiàn)夾具體剛度不足時，可補焊肋和隔板。
缺點：焊接變形較大，抗振性不好。
材料：焊接件材料的可焊性要好，適用材料有碳素結(jié)構(gòu)鋼Q195，Q215，Q235，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20鋼、15 Mn等。
焊接后需經(jīng)退火處理，局部熱處理后進行低溫回火。
裝配圖夾具體的特點：
裝配夾具體是選用夾具專用標準毛坯件或標準零件，根據(jù)使用要求組裝而成，可得到精確的外形和空間位置尺寸。
標準毛坯和標準零件可組織專業(yè)化生產(chǎn)，這樣不但可以大大縮短夾具體的生產(chǎn)周期，還可降低生產(chǎn)成本。
要使裝配夾具體在生產(chǎn)中得到廣泛使用，必須實行夾具零部件的標準化、系列化。
綜合以上各個夾具體的特點，我們選用鑄造夾具體
4.9夾具設計及操作的簡要說明
使用心軸定位，開口墊圈的壓緊力即可指定可靠的卡緊力。同時我們采用可換鉆套，當導向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以換下鉆套。保證導向的精度，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn)。
裝配圖如下圖：
夾具體如下圖：
心軸如下圖：
鉆模板如下圖：
套筒如下圖：
總 結(jié)
這個設計是其中一個最重要的設計在一所大學作業(yè),它需要我們整合大學幾年學習機械系統(tǒng)設計的相關(guān)知識,然后把這些知識和我們做一個好的結(jié)合,我們需要把切削用量，工藝設計，和夾具設計，通過引用上面的信息,一個好的復習和鞏固過去的知識,并把知識充分利用鉆模的設計。同時,通過獲取信息和文獻,我已經(jīng)開發(fā)出自己的自我學習能力和創(chuàng)新能力。這個設計涉及的范圍很廣,知識、理論和實踐強,這種設計是需要有良好的教科書和文獻理論的支持,需要練習需要注意的生產(chǎn)和加工,它需要良好的理論與實踐一體化,所以他是一個綜合系統(tǒng)，使我的知識和實踐能力顯著提高。
致 謝
這個機械畢業(yè)設計讓我獲得很多,設計過程中,我得到了經(jīng)驗和經(jīng)驗,為我未來的學習和工作打下堅實和良好的基礎。通過這次畢業(yè)設計,我學會了遇到的問題,通過獲取信息,問老師,問快速解決問題的能力的學生,我深深明白,世界并不難,只要攀登的勇氣和克服它并不能解決問題。所謂的世界的事情不會是困難的,困難也沒有。與此同時,他還讓我了解更深刻的系統(tǒng)的知識,解決問題的重要性,知識體系問題是容易過度泛化,基于知識的系統(tǒng)學習和掌握,讓我知道做任何檢查信息,讀更多的書,掌握相關(guān)的知識,然后做出一個正確的判斷和選擇,也將經(jīng)歷這些情感會使我未來的工作和生活,也讓我知道,做任何事有一定的理論支持,使理論和實踐很好地結(jié)合起來,不能空談,把理論,充分的與實踐相結(jié)合,然后通過實踐完美的理論,但也不能盲目的去干,理論和知識為基礎的系統(tǒng),然后可以使一個非常可靠和可行的決定,以此類推,類比。
參 考 文 獻
1切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社,1994
2機械制造工藝設計簡明手冊,李逸民,主編,機械工業(yè)出版社,1994
3機床夾具設計,哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學、上海科學技術(shù)出版社,1983年
4機床夾具設計手冊,東北重型機械學院、洛陽理工學院,一汽制造工廠工人大學,上?？萍汲霭嫔?1990年
5金屬機械加工工藝人員手冊,上?？茖W技術(shù)出版社,1981年10月
6機械制造技術(shù)、郭宗連、秦寶榮主,中國建材工業(yè)出版社,1997
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