閥體氣動夾緊多工序鉆床夾具設計 含工藝和鉆4 6.7 8.5階梯孔夾具設計[含CAD圖和說明書資料打包],含CAD圖和說明書資料打包,閥體氣動夾緊多工序鉆床夾具設計,含工藝和鉆4,6.7,8.5階梯孔夾具設計[含CAD圖和說明書資料打包],閥體,氣動,夾緊,工序,鉆床,夾具,設計,工藝,以及,階梯,cad 課程設計（論文） 題 目 閥體加工工藝及夾具設計 所屬系部 機械工程系 所屬專業(yè) 機械設計與制造 所屬班級 學 號 學生姓名 指導教師 起訖日期 日 I 摘 要 本設計是基于閥體零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。閥體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則。適用于大批量、流水線上加工，能夠滿足設計要求。機械加工工藝是企業(yè)上品種、上質量、上水平，加速產品更新，提高經濟效益的技術保障。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要部分，工藝對夾具的要求也會提高，專用夾具、成組夾具、組合夾具和隨行夾具都朝著柔性化、自動化、標準化、通用化和高效化方向發(fā)展以滿足加工要求。所以對機械的加工工藝及夾具設計具有十分重要的意義。 關鍵詞：閥體類零件；工藝；夾具； ABSTRACT The design of special fixture for body parts processing technology and process design based on. The main processing surface of body parts is the plane and a series of hole. In general, to ensure the processing accuracy of plane than to guarantee the machining accuracy of the series of hole. Therefore, the design follows the principle of the surface after the first hole. Suitable for mass production line, processing, can meet the design requirements. The machining process is the enterprise on the variety, quality, level, accelerating the update of products, improve the economic benefits of the technology guarantee. However fixture is an important part of the manufacturing system, process requirements of the fixture will increase, special fixture, fixture, fixture and clamp are toward flexibility, automation, standardization, universal and efficient direction to meet the needs of processing. So it is of great significance to the processing technology and fixture design of machinery. Key words: body parts; technology; fixture; I 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 目 錄 III 第1章 緒論 1 1.1.夾具簡介 1 1.2本次設計的內容 2 1.3機床夾具的功能 2 第2章 閥體的加工工藝設計 4 2.1閥體零件圖分析和技術要求 4 2.2閥體的材料、毛坯 5 2.3閥體加工工藝路線 5 2.4機床的選擇、刀具的選擇 6 2.4.1 機床的選擇 6 2.4.2刀具的選擇 7 2.5閥體切削量和切削時間的確定 7 2.5.1鉆Φ4mm孔 7 2.5.2鉆Φ6.7mm孔 8 2.5.3鉆右邊Φ8.5mm孔 9 2.6 本章小結 9 第3章 夾具設計 10 3.1概述 10 3.2夾具的組成 10 3.3定位方法及定位元件 11 3.3.1定位的基本原理 11 3.3.2 定位元件 11 3.4對工件的夾緊設計 14 3.5夾具體 16 3.6專用夾具夾緊動力元件選用 17 3.7鉆模板與導引元件的設計 17 3.8夾具體的設計與夾具方案 18 3.8.1夾具體設計 18 3.8.2夾具體設計 18 3.8.3夾緊力分析 19 總結 20 參 考 文 獻 21 致 謝 22 III 第1章 緒論 1.1.夾具簡介 隨著科學技術的發(fā)展，各料、新工藝和新技術不斷涌現，機械制造工藝正向高質量、高生產率和低成本方向發(fā)展。電火花、電解、超聲波、種新材激光、電子束和離子束加工等工藝的出現，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。 數控機床的出現，提高了更新頻繁的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，大大推進了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。目前，數控機床的工藝功能已由加工循環(huán)控制、加工中心，發(fā)展到適應控制。加工循環(huán)控制雖可以實現每個加工工序的自動化，但不同的工序中刀具的更換及工件的重新裝夾，仍須人工來完成。加工中心是一種高度自動化的多工序機床，能自動完成刀具的更換，工件的轉位和定位，主軸和進給量的變換等，使工件在機床上只安裝一次就能完成全部加工。因此，他可以顯著縮短輔助時間，提高生產率，改善勞動條件，適應控制數控機床是一種具有“隨機應變”功能的機床，他能在加工中，根據切削條件的變化，自動調整切削條件，是機床保持最佳狀態(tài)下進行加工，因而有效提高加工效率，擴大品種，更好的保證了加工質量，并達到最大的經濟效率。 近年發(fā)展起來的以計算機為行動中心，完成加工、裝卸、運輸、管理的柔性制造系統(tǒng)，具有監(jiān)視、診斷、修復、自動轉位加工產品的功能，使多品種、中小批量生產實現了加工自動化，大大促進了自動化的進程，尤其是將計算機輔助設計與制造結合起來而形成的計算機集成制造系統(tǒng)，是加工自動化向智能化方向發(fā)展的又一關鍵性技術，并進一步朝著網絡化、集成化和智能化的方向發(fā)展。 夾具的發(fā)展趨勢 工藝裝備的設計、制造、使用和管理，體現著一個企業(yè)的工藝技術水平，夾具設計與制造又是制造環(huán)境中的生產準備周期時間和加工成本的重要因素，工裝設計水平的高低，很大程度上反映出企業(yè)制造能力的高低。 夾具設計與制造是機電產品設計與制造的一項重要步驟，傳統(tǒng)的夾具設計制造時需大量的工時消耗和金屬材料的消耗。目前，基于特征參數化技術已在機電產品設計與制造的各個階段得到廣泛的應用，夾具設計也必須向標準化、系統(tǒng)化、參數化方向發(fā)展。而且，為了適應我國加入WTO后機電產品的創(chuàng)新能力和盡快機電產品設計制造的全程仿真，快速組合夾具的發(fā)展正是適應了這種要求。 夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟方向發(fā)展。 1.2本次設計的內容 本設計主要是針對閥體工藝及鉆孔夾具的設計。夾具設計是組合機床設計中的重要部分，夾具設計的合理與否，直接影響到被加工零件的加工精度等參數。在設計中，設計的主要思路是用工件以已加工端面為定位基準，夾具體的凸臺和大端面孔為定位面，工件以氣動夾緊，這樣設計主要是為了解決了手動夾緊時夾緊力不一致、誤差大、精度低、工人勞動強度大等缺點；氣動夾緊采用空氣作為動力源，資源豐富并且干凈、清潔，對周圍環(huán)境沒有污染；不足是噪音比較大。 具體的設計思路是：首先確定工件的已加工端面定位方式，通過夾具體的凸臺、內孔，再用氣動裝置將其夾緊，這樣閥體的六個自由度全部限制，實現了零件的定位夾緊，然后確定零件的夾緊方式。在本次設計中采用的是手動夾緊方式；然后進行誤差分析、夾緊力的計算，對夾具的主要零件進行結構設計。 1.3機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。 （1）對刀 調整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。 19 第2章 閥體的加工工藝設計 2.1閥體零件圖分析和技術要求 分析下閥體零件圖 圖2-1 閥體是鑄件模，根據課題要求，主要是設計專用夾具加工閥體同軸線的Φ4mm孔、M8mm螺紋底孔、Φ6.7mm和锪沉孔Φ8.5mm深2mm。粗糙度為Ra=12.5um。 閥體加工過程中加工孔都要以Φ76h7外圓底面為定位基準。形位公差加工要達到要求。 2.2閥體的材料、毛坯 材料名稱：ZL107：鋁合金：GB/T 1173-1995。材料可以熱處理強化，該合金的氣密性.焊接性和切削加工性好，但耐蝕性不高，需變質處理。 毛坯的形狀與零件相似，可以減少加工余量，提高材料利用率，可以降低成本。 設計毛坯形狀、尺寸還應考慮到： 各加工面的幾何形狀應盡量簡單。 工藝基準以設計基準相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據此繪出毛坯圖。 2.3閥體加工工藝路線 加工方法選擇的原則： 所選加工方法應考慮每種加工方法的經濟、精度要求相適應。 所選加工方法能確保加工面的幾何形狀精度，表面相互位置精度要求。 所選加工方法要與零件材料的可加工性相適應。 加工方法要與生產類型相適應。 所選加工方法企業(yè)現有設備條件和工人技術水平相適應。 在保證零件尺寸公差，表面粗糙度及形位公差的技術要求下，批量生產考慮專用機床，可以提高生產效率。在降低生產成本，閥體的具體加工工藝過程如下： 表2-1 · 工序內容 加工車間 設備名稱 工藝設備名稱 夾具 刀具 量具 1 備料用鑄鍛方法獲得毛坯 鑄造車間 模鑄 2 毛坯時效處理 熱處理間 自然 3 粗銑閥體上端面 金工車間 普通銑床 專用夾具 端面銑刀 專用量具 4 鉆上端面的孔Φ10和擴閥體直徑Φ15的孔 金工車間 普通鉆床 專用夾具 Φ10麻花鉆和Φ15擴孔鉆 專用量具 5 車削定位平面和直徑為Φ76的外圓面和端面 金工車間 普通車床 專用夾具 外圓車刀 專用量具 6 鉆定位平面上直徑為Φ6-6.7的孔 金工車間 普通鉆床 專用夾具 高速鋼鉆頭 專用量具 7 銑削閥體上的上端面和左右端面 金工車間 普通銑床 專用夾具 端面銑刀 專用夾具 8 擴直徑為Φ15孔通孔與Φ18 Φ20同軸孔锪直徑為Φ25沉孔 金工車間 普通車床 專用夾具 擴孔鉆頭 專用量具 9 鉆上面直徑為Φ4和Φ6.7和Φ8.5同軸孔 金工車間 萬能鉆床 專用夾具 高速鋼鉆頭 專用量具 10 擴閥體下端面的直徑為Φ22和2Φ6 和Φ32的同軸孔 金工車間 立式鉆床 專用夾具 擴孔鉆頭 專用量具 11 鉆閥體左右端面的孔 金工車間 臥式鉆床 專用夾具 高速鋼鉆頭 專用夾具 12 去毛刺 13 終檢入庫 2.4機床的選擇、刀具的選擇 2.4.1 機床的選擇 普通車床CA1630，用于加工車外圓、車端面 立式鉆床Z535，用于加工鉆孔和擴孔 萬能銑床XW6032A，用于銑平面 2.4.2刀具的選擇 刀具的選擇需要考慮工序的加工方法，要求的表面粗糙度，加工表面的尺寸、工件材料，還要考慮生產率和經濟性等等。 車刀：材料為硬質合金 車刀：材料 硬質合金 外圓車刀：前角 = 后角 = 主偏角 = 副偏角 = 刃傾角 =。 端面車刀：前角 = 后角 = 主偏角 = 副偏角 = 刃傾角 =。 銑刀：材料 高速鋼 （） 圓柱形銑刀：D=63mm L=70mm Z=10 （GB/T1115.1-2002） 鉆頭：材料 高速鋼 （） 直柄長麻花鉆：Φ8(GB/T1135.4-1996) 加工閥體同軸線的Φ4mm孔、M8mm螺紋底孔、Φ6.7mm和锪沉孔Φ8.5mm深2mm。粗糙度為Ra=12.5um。需要用到高生產效率的復合刀具，材料為高速鋼，一次加工完成。 2.5閥體切削量和切削時間的確定 2.5.1鉆Φ4mm孔 確定進給量f：根據《切削手冊》表2.7，當鋼δb<800MPa，do=Φ25mm時，f=0.06-0.10mm/r。由于本零件在加工Φ4mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數0.75，則 f=(0.390.47)x0.75=0.290.35(mm/r) 根據Z535機床說明書，現取f=0.05mm/r。 切削速度：根據《切削手冊》表2.13及表2.14，查的切削速度v=5m/min。所以 根據機床說明書，取nw=250r/min，故實際切削速度為 切削工時 l=66mm l1=4mm l2=0mm 2.5.2鉆Φ6.7mm孔 確定進給量f：根據《切削手冊》表2.7，當鋼δb<800MPa，do=Φ25mm時，f=0.06-0.10mm/r。由于本零件在加工Φ4mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數0.75，則 f=(0.390.47)x0.75=0.290.35(mm/r) 根據Z535機床說明書，現取f=0.05mm/r。 切削速度：根據《切削手冊》表2.13及表2.14，查的切削速度v=5m/min。所以 根據機床說明書，取nw=250r/min，故實際切削速度為 切削工時 l=66mm l1=4mm l2=0mm 2.5.3鉆右邊Φ8.5mm孔 確定進給量f：根據《切削手冊》表2.7，當鋼δb<800MPa，do=Φ25mm時，f=0.06-0.10mm/r。由于本零件在加工Φ4mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數0.75，則 f=(0.390.47)x0.75=0.290.35(mm/r) 根據Z535機床說明書，現取f=0.05mm/r。 切削速度：根據《切削手冊》表2.13及表2.14，查的切削速度v=5m/min。所以 根據機床說明書，取nw=250r/min，故實際切削速度為 切削工時 l=66mm l1=4mm l2=0mm 2.6 本章小結 本章內容首先通過對閥體零件的分析，了解需要加工的要求，形位公差。在保證零件尺寸公差，表面粗糙度及形位公差的技術要求下，批量生產選用專用機床，提高生產效率。設計閥體加工工藝路線，選用機床，以及刀具的選擇，最后通過計算確定閥體切削量和切削時間的確定。 第3章 夾具設計 第3章 夾具設計 3.1概述 專用機床夾具是為閥體在鉆孔工序上的裝夾而設計和制造的夾具。專用夾具需要對閥體定位準確、裝卸迅速。 一個優(yōu)良的機床夾具必須滿足下列基本要求： （1）保證工件的加工精度 保證加工精度的關鍵，首先在于正確地選定定位基準、定位方法和定位元件，必要時還需進行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結構對加工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 （2）提高生產效率 專用夾具的復雜程度應與生產綱領相適應，應盡量采用各種快速高效的裝夾機構，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產效率。 （3）工藝性能好 專用夾具的結構應力求簡單、合理，便于制造、裝配、調整、檢驗、維修等。專用夾具的制造屬于單件生產，當最終精度由調整或修配保證時，夾具上應設置調整和修配結構。 （4）使用性能好 專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經濟適用的前提下，應盡可能采用氣動、液壓等機械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動強度。專用夾具還應排屑方便。必要時可設置排屑結構，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。 （5）經濟性好 專用夾具應盡可能采用標準元件和標準結構，力求結構簡單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設計時應根據生產綱領對夾具方案進行必要的技術經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。 3.2夾具的組成 夾具的組成： 1、定位元件 2、夾緊裝置 3、對刀、導向元件 4、夾具連接元件 5、輔助元件及裝置 6、夾具體 3.3定位方法及定位元件 3.3.1定位的基本原理 一個自由剛體，在空間直角坐標系中，有6個方向活動的可能性，即沿著三個坐標軸方向移動和繞著三個坐標軸方向轉動。自由剛體在空間的不同位置，就是這6個方向活動的結果。一般把某個方向活動的可能性稱為一個自由度，一個自由剛體在空間共有6個自由度。工件在沒有采取定位的情況下，其位置有6個活動方向。要使工件在某個方向有確定的位置，就必須限制該方向的自由度。 可以通過布置支撐點的方式來限制自由度，我們把在工件的適當位置，布置6個支撐點，限制工件的6個自由度，從而確定工件唯一確切位置的規(guī)則，稱為6點定位規(guī)則。 3.3.2 定位元件 定位元件的確定工件的準確位置的元件，且要經常與定位基準接觸，所以它必須滿足以下幾點要求： 1、一定的精度 2、良好的耐磨性 3、足夠的剛性 4、良好的工藝性 （1）定位套 顧名思義，定位套起到一定定位作用，定位套安裝在夾具上，閥體零件通過底面Φ76h7外圓與定位套配合實現定位。如圖所示 圖 31 （2）削邊銷 在本次設計中，我在其中采用了一面兩銷的定位方法 削邊銷作用：一面兩削定位方式中，“一面”完成軸向方向的定位，限制2個轉動、1個移動（3個自由度）。圓柱銷限制2個移動。削邊銷限制1個轉動。采用削邊銷是為了防止過定位。 在“一面兩銷”定位方式中，由于垂直于連心線方向上第二銷直徑沒有減小，故對工件的轉角誤差沒有影響。安裝削邊銷時，削邊方向要垂直于連心線，為了保證削邊銷的強度，通常采用菱形結構。 削邊銷的定義：兩孔定位中，為了增加兩孔連心線方向上的間隙，避免過定位，把第二銷碰到工件孔壁的部分削去，這樣就形成了削邊銷，只留下上下一部分圓柱面，也起到減小第二銷直徑的作用。削邊銷通過與閥體零件Φ6.7的配合實現了限制轉動。如下圖所示。 圖 32 （3）輔助支撐 在定位設計中，我還加入了輔助支撐。為了使用裝夾閥體方便，使夾具中擁有足夠的支撐，更好的限制工件的準確位置。輔助支撐需要足夠的剛性來保持定位時的穩(wěn)定性，能夠幫助工件承受切削力。 輔助支撐的選擇。由于毛胚質量不高，而又以粗基準定位。這時若采用固定軸承，由于毛胚尺寸不穩(wěn)定，將引起工件上要加工表面的加工質量發(fā)生較大的變化。影響加工精度。所以選用浮動支承。浮動支撐在工件定位過程中，能自動調整位置的支承稱為自衛(wèi)支承。它是隨工件定位基準面位置的變化而自動與之相適應的。 輔助支撐設計如下圖所示 圖 33 輔助支撐在彈簧的作用下接觸工件。 3.4對工件的夾緊設計 夾緊的目的是保證閥體在夾具中的定位，使閥體不致因加工時的切削力，重力，或半生力的作用而產生移動或振動。 夾緊裝置設計的優(yōu)劣對于提高夾緊的精度和工作效率，減輕勞動強度都有很大影響。設計夾緊裝置時，應滿足以下主要要求： （1）夾緊裝置在對工件夾緊時，不應當破壞工件的定位，為此，必須正確的選擇夾緊力的方向及作用特點。 （2）夾緊力的大小應該可靠，適當，要保證工件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不致超出允許范圍。 （3）夾緊裝置結構簡單合理，夾緊動作要迅速，操作方便，省力和安全。 1夾緊力方向的確定 （1）夾緊力應朝向主要定位基準面。對工件只施加一個夾緊力或施加幾個方向相同的夾緊力時，夾緊力的方向應盡可能朝向主要定位基準面。 （2）夾緊力應有助于定位，而不應破環(huán)定位，在夾緊力的作用下工件不應該離開支承點。 （3）夾緊力盡量與夾緊工件剛度最大的方向一致。 （4）夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力相同。當夾緊力方向與工件重力方向和切削力方向都相同時，加工過程所需的夾緊力最小，從而能簡化夾緊裝置的結構便于操作，減小人工勞動強度。 2夾緊力作用點的選擇 （1）夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內。 （2）夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位，這樣還可以防止或減少工件的變形對加工精度的影響。 （3）夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面。在加工過程中，切削力一般容易引起工件的轉動和振動。作用點靠近被加工表面，始切削力對加工作用點的力變小，以減少工件轉動趨勢或變形。 3基本夾緊裝置 夾具的各種夾緊機構中，以斜楔、螺旋、偏心、鉸鏈機構以及它們組合而成的夾緊裝置最為普遍。 （1）斜楔夾緊機構 ①結構特點 a.斜楔的自鎖性。自鎖就是當外加的夾緊作用力一旦消失或撤消后，夾緊機構在純摩擦力的作用下仍能保持處于夾緊狀態(tài)而不松開。 b.斜楔具有改變夾緊作用方向的特點。當外加一個夾緊作用力時，則斜楔產生一個與夾緊力方向垂直的對工件的作用力。 c.斜楔具有增力的作用。 d.斜楔夾緊行程很小。 ②適用范圍 由于手動的斜楔夾緊機構夾緊工件時既費時又費力，效率極低，實際上很少采用。 （2）螺旋夾緊機構 由螺釘、螺母、墊圈、壓板等原件組成的加緊機構，稱為螺旋夾緊機構。 ①結構特點 a.螺旋夾緊機構結構簡單，容易制造。 b.螺旋夾緊機構有很大的增力作用，夾緊力與夾緊行程都很大。 c.由于纏繞在螺釘表面的螺旋線很長，升角又小，所以自鎖性能很好。 d.不足之處是夾緊速度慢，工件裝卸費時，增加輔助世間。 ②適用范圍 螺旋夾緊機構結構簡單,制造方便夾緊行程不受限制且夾緊可靠，所以在手動夾緊裝置中廣泛使用。 偏心夾緊機構 ： 偏心夾緊機構是指用偏心件直接或間接與其他原件組合來使用的實心夾緊工件的機構。 適用范圍：圓偏心輪夾緊后，自鎖性能較差，只適用于切削力負荷較小又無很大振動的場合，又因結構尺寸不能太大，為滿足自鎖條件，夾緊行程受到限制，所以對夾緊面的尺寸公差要求嚴格。 鉸鏈夾緊機構： 鉸鏈夾緊機構是由鉸鏈杠桿組合而成的一種增力結構，其結構簡單，增力倍數大，摩擦損失小，但無自鎖性能。常與動力裝置連用，故在機械化裝置中廣泛應用。 聯動夾緊機構： 利用一個原始作用力實現多件或單件的多點多向同時夾緊的機構稱為聯動夾緊機構。 定心夾緊機構： 定心夾緊機構是一種能夠同時實現定位和夾緊的特殊夾緊機構。它的定位原件也是夾緊原件，它將工件定位并夾緊以后，能使其定位面的中心或對稱中心固定在規(guī)定的位置。 定心夾緊機構可以分為剛性定心夾緊機構和彈性定心夾緊機構。 剛性定心夾緊機構定心精度不高，但夾緊行程大，常用在粗加工，彈性定心夾緊機構定位精度高，但夾緊行程小，常用與精加工。 在本次設計中，通過對閥體零件的分析，我采用斜楔夾緊機構，設計如下圖 圖 34 3.5夾具體 夾具上的各個元件和裝置通過夾具體連成一個整體，安裝到機床上，通過夾具體它的結構形狀尺寸及大小，與閥體零件息息相關，受切削力及重力的影響 夾具毛坯的類型有鑄造夾具體、焊接夾具體、鍛造夾具體、裝配夾具體。在本次設計中，通過對各種夾具體的優(yōu)缺點分析，我選用鑄造夾具體。鑄造夾具體的優(yōu)點：工藝性好，可以鑄成許多復雜形體。具有較好的抗壓強度和剛度，以及切削性好。鑄造夾具體：但生產周期長，需要時效處理，以消除內應力。常用材料灰鑄鐵，要求強度高時用鑄鋼，要求重量輕時用鑄鋁。目前鑄造夾具體的應用最廣。 夾具體應滿足的要求： （1）應有足夠的強度和剛度。在加工過程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不會產生不允許的變形或振動，夾具體應有足夠的驅動和剛度。 （2）求結構簡單和裝卸方便。在保證強度和剛度的前提下。盡可能體積小重量輕。 （3）構工藝性好，夾具體應便于制造、裝配、檢驗和維修。例如：鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應鑄造出3—5mm凸臺。 （4）排除，切屑要方便。 （5）具體在機床上安裝穩(wěn)定可靠。 （6）適當的精度和尺寸穩(wěn)定性。夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面，夾具體的安裝基面，應有適當的尺寸和形狀精度，它們之間還應有適當的位置精度。 3.6專用夾具夾緊動力元件選用 為保證閥體的使用要求，需加工閥體同軸線的Φ4mm孔、M8mm螺紋底孔Φ6.7mm和锪沉孔Φ8.5mm深2mm，從而設計氣動夾緊裝置，保證工件的加工精度和加工質量。 3.7鉆模板與導引元件的設計 鉆模板是供安裝鉆套用的。要求具有一定的強度和剛度，以防止由于變形而影響鉆套的位置精度和導向精度。 鉆套即導引元件，在鉆模中的作用是保證被加工孔的位置精度，引導刀具防止其在加工過程中發(fā)生偏斜，提高刀具的剛性，防止加工時的振動。 根據加工閥體同軸線的Φ4mm孔、M8mm螺紋底孔Φ6.7mm和锪沉孔Φ8.5mm深2mm的要求可以先鉆再擴，后用平頭鉆三次加工，也可以用鉆—擴復合刀具一次加工獲得。本次設計利用復合刀具一次加工。但綜合考慮采用快換鉆套。 鉆模板的設計如下圖： 圖 35 其中各個元件：1—快換鉆套 2—鉆模板 3—襯套 4—圓柱銷 5—螺釘 更換鉆套時將鉆套缺口轉至螺釘處，即可取出鉆套。削邊的方向應考慮刀具的旋向，以免鉆套自動脫出。 3.8夾具體的設計與夾具方案 3.8.1夾具體設計 夾具體的材料為HT200，為鑄件，應進行人工時效處理，技術要求和尺寸詳見夾具體零件圖。 3.8.2夾具體設計 根據閥體形狀特點知應選擇軸向方向為夾緊的方向，閥體的左端面及底面為被夾緊的兩面。并選擇氣動斜楔夾緊機構為夾緊機構。 轉動配氣閥手柄12，壓縮空氣進入薄膜式氣缸1，活塞桿3推動與活動接頭連接的壓板5加緊工件，同時壓板3推動柱銷3前進，由斜楔作用鎖緊輔助支承5，將工件端面牢固的壓在定位元件上。 由以上各主要元件的設計，將各部分連成一整體，夠成鉆模板的裝配圖。如下圖所示： 圖 36 圖 37 3.8.3夾緊力分析 夾緊力是滿足定位可靠，夾具可行的因素。夾緊力不能太小，否則加工時產生位移破壞定位，但也不能太大，否則工件易變形。本次加工孔徑較小，所需夾緊力也較小，所設計的夾緊機構能滿足加工要求我們采用氣動夾緊。 總結 本次設計從零件的毛坯生產到最終成品，中間經過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因為是大批量生產，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。 在本次設計中已無大的問題，基本達到了要求。只是在夾具的設計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。 參 考 文 獻 [1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1． [2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W技術出版社，2002． [4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機床夾具設計手冊[M] ．遼寧科學技術出版社，2003．10． [6] 都克勤．機床夾具結構圖冊[M] ．貴州人民出版社，2003．4 [7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．機械制造工藝學[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [10] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]．中國標準出版社，1994．12． [11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學技術出版社，2007 [12] 王光斗．機床夾具設計手冊[M]．上?？茖W技術出版社，2002．8． 致謝 致 謝 在畢業(yè)設計即將結束之際我向所有幫助過我的老師和同學說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設計就會做得很困難。 這次畢業(yè)設計是在老師悉心指導下完成的。XX老師以其淵博的學識、嚴謹的治學風范、高度的責任感使我受益非淺。在做設計的過程中也遇到了不少的問題，XX老師給了我許多關懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設計的進展情況、細心的指導我們，也經常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導我的設計。 在論文工作中，得到了機電學院有關領導和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。 最后，在即將完成畢業(yè)設計之時，我再次感謝對我指導、關心和幫助過老師、領導及同學。謝謝了！ 21 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 閥體 零件名稱 閥體 共 7 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 30 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 車夾具 有 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 專用器具 10 min 10 min 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑閥體上端面 銑刀，專用夾具 220 39 0.9 10 1 10 min 10 min 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 歐慶林 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 閥體 零件名稱 閥體 共 7 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 40 鉆 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 鉆床 Z535 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 車夾具 有 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 專用器具 10 min 10 min 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆上端面的孔Φ17和擴閥體直徑Φ20的孔 鉆頭，專用夾具 220 39 0.9 10 1 10 min 10 min 2 10 min 3 10 min 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 歐慶林 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 閥體 零件名稱 閥體 共 7 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 50 車 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 車床 CA6140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 車夾具 有 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 專用器具 10 min 10 min 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 車削定位平面和直徑為Φ76的外圓面和端面 車刀，三爪卡盤 150 19 0.8 10 1 10 min 10 min 2 3 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 歐慶林 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 閥體 零件名稱 閥體 共 7 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 60 鉆 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 鉆床 Z535 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 車夾具 有 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 專用器具 10 min 10 min 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆定位平面上直徑為6-Φ6.7的孔 鉆頭，專用夾具 220 39 0.9 10 1 10 min 10 min 2 3 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 歐慶林 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 閥體 零件名稱 閥體 共 7 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 70 線切割 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 車夾具 有 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 專用器具 10 min 10 min 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑削閥體上的上端面和左右端面 銑刀，專用夾具 2 3 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 歐慶林 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 閥體 零件名稱 閥體 共 7 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 80/90/100 鉆 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 鉆床 Z535 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 車夾具 有 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 專用器具 10 min 10 min 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 擴直徑為Φ15孔通孔與Φ18 Φ20同軸孔锪直徑為Φ25沉孔 鉆頭，專用夾具 320 25 0.5 3 1 10 min 10 min 2 鉆上面直徑為Φ4和Φ6.7和Φ8.5同軸孔 鉆頭，專用夾具 320 25 0.5 3 1 10 min 10 min 3 擴閥體下端面的直徑為Φ22和2Φ6 和Φ32的同軸孔 鉆頭，專用夾具 320 25 0.5 3 1 10 min 10 min 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 歐慶林 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 閥體 零件名稱 閥體 共 7 頁 第 7 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 110 鉆 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每 臺 件 數 鑄造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 鉆床 Z535 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 車夾具 有 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 專用器具 10 min 10 min 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆閥體左右端面的孔 鉆頭，專用夾具 490 36 0.5 2 1 10 min 10 min 2 3 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 歐慶林 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期