箱体零件的加工工艺及工艺装备设计

箱体零件的加工工艺及工艺装备设计箱体零件的加工工艺及工艺装备设计 第 1 章 绪论 1.1 选题意义 大学时光匆匆而过,此次毕业设计是我们在大学时期最后一次对 所学各门课程的有机综合应用， 也是对大学所学知识的一个全面检测。 为了成功完成此次毕业设计， 在指导老师的介绍下，我到大连机床厂 实习了两周，通过大量调研，并结合所见所闻，利用便捷的网络及图 书馆藏书，翻阅了大量中外期刊杂志，我对所设计的题目“箱体的铣 床夹具”的国内外现状有了深刻的认识，这些将成为我设计的基础。 针对箱体的铣床夹具设计,它是工艺装备设计中的一个重要组成 部分,是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施,在制定 出合理的设计方案,进行具体设计。夹具是在切削加工中,用以准确地 确定工件位置,并将其牢固地夹紧的工艺装备。 它的主要作用是： 可靠 地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大 机床的工艺性能。因此,夹具在机械制造中占有重要的地位。 鉴于初次完成这样大的毕业设计， 再加上自身知识及实践经验的 欠缺，在设计中难免会有错误及不足之处，恳请各位老师批评指正。 此次设计我听取了许多优秀教师的宝贵意见 ,得到了我的指导老 师的耐心的指导，使我能真正的把自己的创意和实际的东西相结合， 并及时有效的完成任务，在此，向那些辛勤地工作在毕业设计第一线 的老师表示深深的感谢。 1.2 夹具概述 1 正确设计和合理使用夹具,对保证加工质量,提高生产效率,扩 大 机床使用范围,减轻劳动强度具有重要意义,同时便于工人掌握复杂或 精密零件加工的操作技术,解决较为复杂的工艺问题。 机床夹具的分类： 按应用范围分类：通用夹具,专用夹具,组合夹具。 按动力源分类：手动夹具,气动夹具,液压夹具, 电动夹具,磁力夹具,真空夹具,离心力夹具。 按类型分类：钻夹具,铣、刨夹具,平磨夹具, 车夹具,镗夹具。 第 2 章 专用夹具的设计总路线 2.1 概述 机床夹具是在切削加工中，用以准确地确定工件位置， 并将其牢 固地夹紧的工艺装备。 它的主要作用是： 可靠地保证工件的加工精度， 提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因 此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。 机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分， 是保证产 品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。 在设计过程中，本人 深入生产实际，进行了调查研究，吸取了国内外的先进技术，以期制 定出合理的设计方案，再进行具体设计。 根据所确定的工艺方案及所设计的工艺规程， 明确了该工序所用 的机床为 X62 铣床。 2.2 专用夹具的设计 2.2.1 专用夹具的基本要求： 1.稳定地保证工件的加工精度； 2.提高机械加工的劳动生产率和降低工件的制造成本；3.结构简 单，损伤方便，省力和安全，便于排屑； 2 4.具有良好的结构工艺性，便于夹具的制造、装配、检验、调整 与维修。 在设计过程中，首先必须保证工件的加工要求，同时再根据具体 情况综合处理加工质量、生产率、条件和经济性等方面的关系，考虑 到大批大量生产，为提高生产率及减轻工人的劳动强度， 采用气动夹 紧装置。 2.2.2 专用夹具的设计步骤 1.工件加工工艺分析： 根据设计任务书，明确了设计任务，分析原始资料，明确了有关 技术文件， 本工序所用机床的技术特性， 夹具零部件的标准及结构等。 根据设计任务书，分析研究工件的工作图，有关部件的装配图， 工艺规程等， 明确了工件的结构、 材料、 生产量及其在部件中的作用， 深入了解了本工序加工的技术要求， 前后工序的联系，加工余量和切 削用量及本工序所用的设备， 辅助工具中与设计夹具有关的技术性能 和规格、安装夹具部位的基本尺寸，所用刀具的有关参数等，还充分 听取了各方面的成功经验， 参考了生产中行之有效的典型结构和先进 夹具，以使所设计的夹具有实用性。 2.定位方案和定位元件的设计 遵照六点定位规则确定工件的定位方式， 并设计相应的定位元件。 考虑到整个箱体积很大，采用了夹爪,限位板,定位板,支承板对箱 体六向的自由度限制，从而实现了完全定位。 3.定位精度的保证 工件在夹具中的定位精度， 主要与定位基准是否与工序基准重合， 定位基准的形式和精度，定位元件的形式和精度，定位元件的布置方 式， 定位基准与定位元件的配合等因素有关。 这些因素所造成的误差， 可以通过数学计算求得。在采取提高定位精度的措施时， 要注意到夹 具制造上的可能性。在总的定位精度满足加工要求的条件下， 不要过 高的提高工件在夹具中的定位精度。 夹具在机床上的定位精度，主要与夹具定位元件的定位表面与 3 机床配合处的位置精度、 夹具与机床连接处的配合间隙等因素有 关。因此，提高夹具制造精度，减小配合间隙就能提高夹具在机床上 的定位精度。如果定位精度要求很高， 而通过提高夹具制造精度的措 施已不可能或不合理时，应采用调整法或就地加工法解决， 即在安装 夹具时找正定位表面的准确位置， 或在夹具安装后加工定位表面， 使 夹具在机床上获得高精度定位。 本次设计采用的是用定位套保证定位 精度，采用调整法找正定位表面的准确位置。 夹紧装置可按夹紧机构 的类型和夹紧装置的动力源来分类， 按夹紧机构的类型可分为斜楔夹 紧、螺旋夹紧、偏心夹紧、铰链夹紧、联动夹紧、定心夹紧、弹簧夹 紧；按夹紧动力源可分为手动、机动和自动，其中机动又分为气动、 液压、 气液联动、 电动和真空； 自动又分为切削力、 离心力两种情况。 4.工件在夹具中的夹紧 夹紧的目的，是保证工件在夹具中的定位， 不致因加工时受切削 力、重力或伴生力（离心力、惯性力、热应力等）的作用而产生移动 或振动。 夹紧装置是夹具完成夹紧作用的一个重要而不可缺少的组成部 分， 除非工件在加工过程中所受到的各种力不会使它离开定位时所确 定的位置，才可以没有夹紧装置。夹紧装置设计的优劣，对于提高夹 紧的精度和工作效率，减轻劳动强度都有很大影响。 夹紧装置可按夹紧机构的类旋夹紧、偏心夹紧、铰链夹紧、联动 夹紧、 定心夹紧、 弹簧夹紧； 按夹紧动力源可分为手动、 机动和自动， 其中机动又分为气动、液压、气液联动、电动和真空；自动又分为切 削力、离心力两种情况。在设计夹紧装置时，应满足下述主要要求： (1)夹紧装置在对工件夹紧时，不应破坏工件的定位，为此，必须 正确选择夹紧力的方向及着力点； (2）夹紧力的大小应该可靠、适当，要保证工件在夹紧后的变形 和受压表面的损伤不致超出允许范围； (3）夹紧装置结构简单合理，夹紧动作要迅速、操纵方便、省力 和安全； (4)夹紧力或夹紧行程在一定范围内可进行调整和补偿。 4 本次设计的夹紧装置满足了上述要求。 5.确定夹紧力的基本原 则 (1）夹紧力计算的假设条件 为简便起见，在计算夹紧力时，规定了如下的假设条件： 1＞把 夹紧力的动态性质假设为静态性质； 2＞把夹具和工件的柔性系统假设为刚性系统； 3＞在切削过程中，把切削力、材料以及温度等变化因素假设为 在最不利的条件下固定不变。 通过对夹紧力的动态测试结果，不难看出，夹紧力在切削过程中 是在不断地变化着的。 对于工件精度要求很高或对工件变形控制很严 的情况下，夹紧力的计算和夹