偏心柱塞泵工藝及裝備畢業(yè)設計論文與數(shù)控仿真

1、摘要設計偏心柱塞泵零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備，通過對偏心柱塞泵零件的了解，根據(jù)它的形狀、尺寸精度、生產的經濟效益等各方面的詳細分析其加工工藝，采用多工序，數(shù)控機床加工。通過對零件的分析，此偏心柱塞泵零件要求精度高，工序適當集中，要求光滑，所以選用的工具和尺寸要量得準。最后對零件進行校核。以便達到零件精度的要求。偏心柱塞泵壓蓋采用灰鑄鐵HT150，它有容易變形，吸振性好，耐磨性及切削性好等特點。當生產批量不大時偏心柱塞泵零件泵體毛坯采用木模手工造型，制作簡單但毛坯精度較低，余量也較大，大批、大量生產時則采用金屬模機器造型。毛坯精度高，余量可適當減少。在單件生產時，有時采用焊接件作毛坯，以縮

2、減短生產周期。本課題旨在研究偏心柱塞泵零件的加工工藝及對泵體數(shù)控加工夾具的設計，其主要目的是能夠達到快速裝夾、定位，結合實際，確保加工質量的前提下，達到提高生產速率，降低生產成本。關鍵詞：數(shù)控編程，加工工藝，偏心柱塞泵泵體，夾具 ABSTRACTDesign eccentric piston pump parts of the pump cover before the machining process procedures and process equipment, through before the pump cover for gear pump understanding, ac

3、cording to its shape, size accuracy, production of economic benefits of each respect such as detailed analysis its processing technology, using more processes, CNC machine processing. Based on the analysis of the components, the gear pump pump cover requirements before high precision, processes, dem

4、anding smooth, appropriate concentration selection of tools and size so to measure whether. Final test of parts. In order to reach the accuracy requirement of the parts. Before using grey side-plate pump cover HT150, it has easy deformation of good, and vibration, wear resistance and cutting sex is

5、good wait for a characteristic. When the production batch is not big gear pump parts by former pump cover blank block, make simple but manual modelling, allowance low precision blank is larger also, large, mass-produced using metal mould machine is modelling. Blank high precision can be reduced suit

6、ably, allowance. In single production ", sometimes use as a blank, to cut short production cycle. This research is aimed to study the eccentric piston pump parts processing and the pump body of CNC machining fixture design, its main purpose is to achieve quick clamping, positioning, combined wi

7、th the actual, to ensure that the processing quality of the premise, to improve production rate, reduce the production cost.Key words:Numerical control programming, processing technology, eccentric piston pumps, fixture目錄摘要(中文)摘要(外文)11 2.1 偏心柱塞泵的簡介1 2.2 偏心柱塞泵的結構組成2 2.3 偏心柱塞泵的結構特點23設計偏心柱塞泵的填料壓蓋4填料壓蓋的

8、零件圖4 填料壓蓋的用途4零件外形和特點分析4普通機床加工工藝分析56 3.1 確定毛坯的制造形式66 3.3 定位基準的選擇7 3.4 工序順序的安排7 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定8811 4.1 零件分析1112 4.3 定位基準的選擇12 4.4 工序順序的安排13 4.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定13145數(shù)控編程設計 17222329 6.3 定位方案的設計30可換定位銷31支承板3233 6.5 夾具體的選擇與設計3334363637參考文獻38致 謝39 21世紀機械制造業(yè)的競爭，其實質是自動化技術的競爭，這種競爭是全方位的。隨著科學技術的發(fā)展，

9、機械產品性能、結構、形狀和材料的不斷改進、精密儀器的不斷提高，生產類型由大批量生產向多種小批量生產轉化。因此，對零件加工質量和精度的要求越來越高。為有效的保證產品質量，提高勞動生產和降低成本，對機床夾具提出了高精度，具有較好的通用性和較大的靈活性，以適應生產對象頻繁變化的需要與自動化的要求。目前，隨著國內數(shù)控機床用量的劇增，特別是隨著高剛度整體鑄造、高速運算數(shù)控系統(tǒng)和主軸運動平衡等新技術的采用以及刀具材料的不斷發(fā)展，現(xiàn)代切削加工朝著高速、高精度和強力切削方向發(fā)展。自動化技術、數(shù)控技術是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產的基礎，自動化技術的應用是提高制造業(yè)產品質量和勞動生產率必不可少的重要手段

10、。我國工業(yè)化進程的加速、產業(yè)結構的調整和升級，數(shù)控技術在現(xiàn)代企業(yè)大量應用，使制造業(yè)朝著數(shù)字化的方向邁進。同時經濟發(fā)展對高素質技能人才的需求不斷上升，急需一大批能夠熟練掌握數(shù)控技術基本知識和能力的數(shù)控應用型高素質人才。在此次零件外蓋夾具設計中，把銑端面、鉆孔加工集中等功能在一臺設備上，具有多種工藝手段，可以大大提高產品質量，保證加工零件的精度，減輕勞動強度，為鉆模產品的研制和改型換代節(jié)省時間和費用，提高企業(yè)產品的競爭力。本設計的課題，不僅讓我們系統(tǒng)全面的鞏固了以前學的理論知識，還讓我們把自己所學的理論知識運用到實際操作中去。理論聯(lián)系實際使我們對理論知識更加鞏固，實踐就為我們走向社會打下了堅實的基

11、礎。2.1 偏心柱塞油泵的簡介偏心柱塞油泵是一種供油裝置，常用于機器的潤滑系統(tǒng)中，其柱塞靠泵軸的偏心轉動驅動，使柱塞做往復運動，因而不斷改變泵腔的容積和壓力，將潤滑油吸入泵腔，并排到潤滑系統(tǒng)中。偏心柱塞泵具有額定壓力高、效率高和流量調節(jié)方便等優(yōu)點，被廣泛用于高壓、大流量和流量需要調節(jié)的場合，諸如液壓機、工程機械和船舶中。圖2-1 Solidworks中繪制的偏心柱塞泵裝配圖2.2 偏心柱塞油泵的結構組成偏心柱塞油泵主要由泵體、側蓋、柱塞、曲軸、圓盤、襯套、螺母、螺栓、螺柱、填料壓蓋等組成。2.3 偏心柱塞油泵的結構特點偏心柱塞油泵結構如圖2-2所示，曲軸10裝有柱塞3，曲軸轉動就帶動柱塞做上下

12、往復運動。柱塞和圓盤6配合在一起，形成偏心柱塞油泵的密封容腔。泵體側面開有封油卸荷槽口，可防止油外泄和減輕螺釘拉力。圖2-2 偏心柱塞油泵的結構圖1- 泵體; 2-側蓋；3-柱塞；4螺母；6-墊片；7-圓盤；8-填料；9-填料壓蓋；10-曲軸（a） (b) (c) (d)圖2-3 偏心柱塞泵原理示意圖（a）當曲軸上的偏心銷位于最高位置時，柱塞的位置也最高，進出油口都被封住。 （b）當曲軸上的偏心銷按順時針方向旋轉，柱塞向左傾斜并下降，圓盤內腔空間逐漸增大而形成真空，圓盤向左擺動，進油口開放，油箱內的油在大氣壓的作用下被吸進內腔。（c）當偏心銷轉到柱塞最低位置時，圓盤的內腔空間最大，此時的進出油

13、口都被圓盤封住，完成吸油過程。（d）當偏心銷轉到右側，柱塞向右傾斜并上升位置時，對油進行擠壓，圓盤向右擺動，出油口開放，壓力油開始輸出，從而完成輸油過程。2.5 設計偏心柱塞泵的填料壓蓋填料壓蓋的零件圖如圖2-2所示偏心柱塞泵填料壓蓋的零件圖，材料為HT150，零件尺寸長X寬X高為74mm x40mm x30mm,大批量生產，分析其普通機床的加工工藝過程。圖 2-4 填料壓蓋零件圖填料壓蓋的用途壓蓋應用廣泛，是非常重要的機械零件之一。壓蓋的一般作用是：（a）軸承外圈的軸向定位；（b）防塵和密封，除本身可以防塵和密封外，也常和密封件配合以達到密封的作用。因此該零件應具有足夠的強度、鋼度耐磨性和韌

14、性，以適應端蓋的工作條件。該零件的主要工作表面為左端面以及外圓表面，在設計工藝規(guī)程時必須重點考慮。壓蓋加工工藝的可行性與合理性直接影響零件的質量、生產成本、使用性能和壽命等。零件外形和特點分析本零件屬于典型端蓋類零件，有外表面、通孔、倒角的組成，以銑、鉆加工為主，可用加工中心、數(shù)控銑或數(shù)控鉆對零件進行加工。數(shù)控加工工藝分析該壓蓋結構簡單，形狀普通，屬于一般的盤蓋類零件。主要加工表面有壓蓋的左端面，2×9的通孔，零件上22的孔，以及30f9的外圓通過螺栓把它與泵體裝在一起，但其端面并未與泵體接觸，所以填料壓蓋表面的要求不高；2×9是為裝螺釘把填料壓蓋和泵體相連，所以表面精度要

15、求一般。對于材料是要求耐磨性好和吸振性好，總之都是為了零件的壽命長一些，工作的時候噪音少一些。該零件主要由平面，外圓和孔組成，其中的內孔和外圓表面粗糙度要求較高，為Ra 6.3um ,而其他表面粗糙度要求不高 ,該零件材料為鑄鐵，切削加工性能較好。選擇材料為HT150的尺寸為75mm x41mm x31mm的鑄件為毛坯，長、寬、高方向的加工余量均為1mm。毛坯如圖2-3所示。圖2-3泵蓋毛坯圖3.1 確定毛坯的制造形式泵蓋的材料在產品設計時已經確定，在制定零件機械加工工藝規(guī)程時，毛坯的選擇主要是選定毛坯的制造方法。由于泵蓋選用HT150作為材料，為了減少加工余量，提高勞動生產率，采用機器造型，

16、機器造型生產率較高、鑄件尺寸精度高、表面光潔，勞動條件好，盡管機器造型需要專用設備和工藝裝備，投資較大，生產準備時間長，但在大批大量生產的情況下鑄件成本仍能顯著降低，該泵蓋的生產類型為大批生產，所以在鑄件造型上采用機器造型。由于該零件的結構比較簡單，在工作工程中不會受很大的力。由于該端蓋在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強其強度和沖擊韌度，和較好的組織，毛坯選用鑄件，該端蓋的輪廓尺寸不大，為提高生產率和鑄件精度，采用機器造型方法鑄造毛坯，選擇HT150。HT150灰鑄鐵具有良好的鑄造性、減震性、耐磨性和切削加工性能，適合鑄造該端蓋零件。擬定零件的機械加工工藝路線是制訂工藝規(guī)程的一項重要工作，擬定

17、工藝路線時主要解決的問題有：選定各加工表面的加工方法；劃分加工階段；合理安排各工序的先后順序；確定工序的集中和分散程度?？紤]到實際經驗的缺乏，有限的時間，主要進行了定位基準的選擇、各表面加工方法的確定和工序順序的安排工作。3.3 定位基準的選擇定位基準的選擇是制訂工藝規(guī)程的一項重要工作。定位方案的選擇直接影響加工誤差，影響夾具的復雜性及操作方便性。定為基準的選擇分為粗基準和精基準。最初工序中，只能選擇以未加工的毛坯面作為定位基準，稱為粗基準，隨后與以加工面為定位基準，稱為精基準。對于精基準而言，根據(jù)基準重合原則，選用設計基準作為精基準。粗基準的選擇以右端非加工面和左端面為主要的定位粗基準。精基

18、準的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以精加工后的孔中心軸線為主要的定位精基準。3.4 工序順序的安排制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理的保證。在生產綱領為中批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具來提高生產效率。除此以外，還應當考慮經濟效率，以便使生產成本盡量下降。表1 加工工序工序工序名稱工序內容1銑粗、精銑左端面2鉆鉆2×9孔3車粗、精車30外圓4鉆鉆22孔至20，擴至225锪倒45°角，掉頭倒60°角6鉗去毛刺7檢驗終檢根據(jù)零件各加工表面的加工方法，

19、考慮加工過程中定位基準的選擇原則，確定工序順序。在工序順序安排中，不僅要考慮機械加工工序，還應考慮熱處理和輔助工序，遵循先基準后其他、先粗后精、先主后次、先面后孔的原則，最終確定的工序順序詳見表1，以此為依據(jù)，填寫機械加工工藝過程卡片。3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定外蓋零件材料為HT150，生產類型為大批生產，采用機器造型。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、 工序尺寸及毛坯尺寸如下：考慮上端面的粗糙度Ra為12.5，參照機械加工工藝設計實用手冊以下簡稱“手冊”，表8-33，確定工序尺寸為 Z=。9的通孔確定工藝尺寸及余量為：鉆孔：4mm 2Z = 4

20、mm粗鉸： 2Z = 精鉸：5mm 2Z = 30內孔確定工藝尺寸及余量為：鉆孔：15mm 2Z = 15mm鉆孔：28mm 2Z = 13mm鉆孔： 2Z = 粗鉸： 2Z = 精鉸： 2Z = 毛坯制造尺寸見圖2-3毛坯圖。工序：銑左端面選臥式銑床X60，圓柱形銑刀D x d x L x Z=80x32x125x8, 按機床選取, 故實際切削速度 切削工時 l=20mm，l=104mm，l=3mm, 工序：鉆2×9通孔選搖臂鉆床Z3025，錐柄麻花鉆, 按機床選取, , 故實際切削速度 切削工時 l=10mm，l=23mm，l=3mm, 工序：粗精車30外圓選臥式車床C6140，

21、無級轉速刀片材料：YT15，刀桿尺寸16mm x 25mm, 切削工時 l=10mm，l=40mm，l=3mm, 工序：鉆22孔至20選搖臂鉆床Z3025，錐柄麻花鉆, 按機床選取, , 故實際切削速度 切削工時 l=10mm，l=23mm，l=3mm,擴至22選搖臂鉆床Z3025，錐柄擴孔鉆 故實際切削速度 切削工時 l=10mm，l=23mm，l=3mm,工序V：锪45°，60°倒角選搖臂鉆床Z3025，帶可換導柱錐柄平底锪鉆 按機床選取, , 故實際切削速度 切削工時 l=10mm，l=2mm，l=3mm,4.1 零件分析襯套是起襯墊作用的環(huán)套。其作用為：磨損了，可以

22、方便更換。如果不用襯套，磨損后，更換的是零件?，F(xiàn)在更換的是襯套（設計時，就將襯套硬度降低，使其在摩擦副中成為承磨件）。因其加工方便，更換成本低，也易換。當然，還有導引作用等，是其次的。 題目所給的零件是一個襯套。襯套是對設備進行保護的一類部件它能減少設備的磨損、振動和噪音，并有防腐蝕的效果，同時還能方便機械設備的維修、簡化設備的結構和制造工藝。襯套的材料在產品設計時已經確定，在制定零件機械加工工藝規(guī)程時，毛坯的選擇主要是選定毛坯的制造方法。由于襯套選用錫青銅QSn6-6-1作為材料，為了減少加工余量，提高勞動生產率，但在大批大量生產的情況下零件成本仍能顯著降低，該襯套的生產類型為大批生產。圖5

23、-1 襯套零件圖擬定零件的機械加工工藝路線是制訂工藝規(guī)程的一項重要工作，擬定工藝路線時主要解決的問題有：選定各加工表面的加工方法；劃分加工階段；合理安排各工序的先后順序；確定工序的集中和分散程度?？紤]到實際經驗的缺乏，有限的時間，主要進行了定位基準的選擇、各表面加工方法的確定和工序順序的安排工作。4.3 定位基準的選擇定位基準的選擇是制訂工藝規(guī)程的一項重要工作。定位方案的選擇直接影響加工誤差，影響夾具的復雜性及操作方便性。定為基準的選擇分為粗基準和精基準。最初工序中，只能選擇以未加工的毛坯面作為定位基準，稱為粗基準，隨后與以加工面為定位基準，稱為精基準。對于精基準而言，根據(jù)基準重合原則，選用設

24、計基準作為精基準。襯套加工過程，先以外圓柱面為基準，粗加工外圓柱面。然后車另一端面和倒角。以已加工外圓柱面為精基準，鉆20mm孔和油槽，然后再锪倒角。4.4 工序順序的安排制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理的保證。在生產綱領為中批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具來提高生產效率。除此以外，還應當考慮經濟效率，以便使生產成本盡量下降。根據(jù)零件各加工表面的加工方法，考慮加工過程中定位基準的選擇原則，確定工序順序。表2 加工工序工序工序名稱工序內容1車以外圓輪廓軸線為基準，粗車-半精車襯套一端面、倒角、外圓，工件反裝，車另一端面和倒角2鉆

25、鉆-擴-鉸22H73锪45°4鉆鉆軸向3半圓油槽表2 加工工序5鉆鉆徑向3半圓孔6鉗去毛刺7檢驗終檢襯套加工過程，先以外圓柱面為基準，粗加工外圓柱面。然后車另一端面和倒角。以已加工外圓柱面為精基準，鉆22H7mm孔和油槽，然后再锪倒角。在工序順序安排中，不僅要考慮機械加工工序，還應考慮熱處理和輔助工序，遵循先基準后其他、先粗后精、先主后次、先面后孔的原則，最終確定的工序順序詳見表2，以此為依據(jù)，填寫機械加工工藝過程卡片。4.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定襯套零件材料為錫青銅QSn6-6-1，生產類型為大批生產。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、

26、 工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 粗車-半精車襯套一端面、倒角、外圓30mm 考慮上端面的粗糙度Ra為6.3，參照機械加工工藝設計實用手冊以下簡稱“手冊”，表8-29，確定工序尺寸為 Z=。 2.鉆-擴-粗鉸-精鉸22H7內孔確定工藝尺寸及余量為：鉆孔：20mm 2Z = 20mm擴孔： 2Z = 粗鉸： 2Z = 精鉸：22H7mm 2Z = 工序：車外輪廓1）粗車-半精車襯套一端面、倒角、外圓30mm選臥式車床C6140，無級轉速刀片材料：YT15，刀桿尺寸16mm x 25mm, 切削工時 l=10mm，l=40mm，l=3mm,2） 反裝工件，車另一端面和倒角 車床，刀片同工序中步驟1）

27、 切削工時 l=10mm，l=15mm，l=3mm,工序：鉆-擴-粗鉸-精鉸孔22H7mm1）鉆20mm選搖臂鉆床Z3025，錐柄麻花鉆, 按機床選取, , 故實際切削速度 切削工時 l=10mm，l=23mm，l=3mm,2） 擴選搖臂鉆床Z3025，錐柄擴孔鉆 故實際切削速度 切削工時 l=10mm，l=23mm，l=3mm,3） 粗鉸選搖臂鉆床Z3025，錐柄鉸刀 故實際切削速度 切削工時 l=10mm，l=23mm，l=3mm,4） 精鉸22H7mm選搖臂鉆床Z3025，錐柄鉸刀 故實際切削速度 切削工時 l=10mm，l=23mm，l=3mm,工序：锪倒角x45°選搖臂鉆床

28、Z3025，錐柄錐面锪鉆 按機床選取, , 故實際切削速度 切削工時 l=10mm，l=3mm，l=0mm,工序：鉆軸向油槽R選搖臂鉆床Z3025，錐柄麻花鉆, 按機床選取, , 故實際切削速度 切削工時 l=10mm，l=17mm，l=0mm,工序：鉆徑向油槽R選搖臂鉆床Z3025，錐柄麻花鉆, 按機床選取, , 故實際切削速度 切削工時 l=10mm，l=4mm，l=5mm,編程：數(shù)控編程：O0000N01G21;N02G0G17G40G49G80G90;N03/G91G28Z0;N04;N05;N06T1M6;N07G0G;N08S1909M3;N09G25;N10Z-35;N11G1Z

29、-36.F15;N12G;N13;N14;N15;N16;N17;N18G0Z10;N19;N20Z-35;N21G1Z-36.F15;N22G;N23;N24G0Z10;N25;N26Z-36;N27G1Z-37.F15;N28G;N29;N30;N31;N32;N33;N34G0Z10;N35;N36Z-36;N37G1Z-37.F15;N38G;N39;N40G0Z10;N41;N42Z-37;N43G1Z-38.F15;N44G;N45;N46;N47;N48;N49;N50G0Z10;N51;N52Z-37;N53G1Z-38.F15;N54G;N55;N56G0Z10;N57;N5

30、8Z-38;N59G1Z-39.F15;N60G;N61;N62;N63;N64;N65;N66G0Z10;N67;N68Z-38;N69G1Z-39.F15;N70G;N71;N72G0Z10;N73;N74Z-39;N75G1Z-40.F15;N76G;N77;N78;N79;N80;N81;N82G0Z10;N83;N84Z-39;N85G1Z-40.F15;N86G;N87;N88G0Z10;N89M5;N90G91G;N91G;N92M30; 夾具的基本知識夾具的產生夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結合。在工業(yè)發(fā)展初期，機械制造的精度較低，機

31、械產品工件的制造質量主要依賴勞動者個人的經驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導向（或對刀）元件的結構也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學技術的進步及社會生產力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結合。現(xiàn)代生產要求企業(yè)制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場激烈競爭，盡管國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明中不批，多品種生產的工價已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣于采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有只

32、能同等生產能力工廠中約擁有13000-15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術被廣泛應用和推廣，使中小批量生產的生產率逐步趨近于大批量生產的水平。綜上所述，現(xiàn)代生產對夾具提出了如下新的要求：A、能迅速方便地裝備新產品的投產以縮短生產準備周期；B、能裝夾一組相似性特征的工件；C、適用于精密加工的高精度的機床；D、適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新技術；E、采用液壓泵站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產率?，F(xiàn)代夾具

33、的發(fā)展現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化等四個方面：A、精密化隨著機械產品精度的日益提高，勢必也相應提高對其精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒量，其分度可達正負0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5mB、高效化高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。C、柔性化夾具的柔性

34、化和機床的柔性化相似，它是通過調節(jié)組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長時間內，夾具的柔性化趨向將是夾具發(fā)展的主要方向。D、標準化夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的部件的形成；舍棄一些功能低劣的結構，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛坯和材料的通用化，夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好

35、的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標準：GB2148-2249-80，GB2262-2269-80以及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標準化有利于夾具的專業(yè)化生產和有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。夾具的功用夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工，熱處理裝配，焊接和檢測等工藝過程中。在金屬切削機床工件中使用的夾具稱為機床夾具，在現(xiàn)代生產過程中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度，勞動生產率和產品的制造成本等，故機床夾具的設計在企業(yè)產品設計和制造以及生產技術裝備中占有極其

36、主要的地位，機床夾具設計是一項重要的技術工作。在機床上應用夾具裝工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。機床夾具的主要功能有以下幾個方面：A、定位確定工件在夾具中占有正確的位置的過程，定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件的定位面接觸成配合實現(xiàn)的，正確的定位可以保證加工面的尺寸和位置的精度要求。B、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錯的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將其固定，則工件會松動、脫離，因此夾緊為工件提高了安全和可靠的加工條件。C、對刀調整刀具切削相對于工件或夾的正確位置如銑床夾具中的對刀塊，能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。D、導向如銑床夾具中的

37、鉆模板與鉆套，能迅速的確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削加工，導向元件制成模板形成故鉆刨夾具稱為鉆模、鏜床夾具（鏜模）也是具有導向功能的。61.4機床夾具在機械加工中的作用在機械加工中，使用機床夾具的目的主要有以下六個方面，然而在不同的生產條件下，應該有不同的側重點。夾具設計時應綜合考慮加工的技術要求，生產成本和工人操作方面的要求以達到預期的效果。A、保證加工精度用夾具裝夾工件時，能穩(wěn)定的保證加工精度，并減少對其他工作條件的依賴性，故在精密加工中廣泛的使用該夾具，并且它還是全面質量管理的一個重要環(huán)節(jié)。B、提高勞動生產率使用夾具是否能使工件迅速的定位和夾緊并能夠顯著的縮短輔助加工的時間和基本時間，

38、提高勞動生產率。C、改善工人的勞動條件用夾具裝夾工件方便、省力、安全。當采用氣壓、液壓等裝夾工件時，可減少工人的勞動強度保證生產安全。D、保證工藝紀律在生產過程中使用夾具可確保生產周期，生產強度等工藝秩序，例如：夾具設計也是工程技術人員解決高難度零件加工的主要手段之一。E、降低生產成本在批量生產中使用夾具時，由于勞動生產率的提高和允許使用技術等級較低的工人操作，故可明顯降低生產成本。F、擴大機床工藝范圍這是生產條件有限的企業(yè)中常用的一種技術改造措施，如車床上的拉削，鉆孔加工等，也可用夾具裝夾的加工較復雜的成型面。設計夾具時，應滿足下列四項基本要求：A、保證工件的加工精度；即在機械加工工藝系統(tǒng)中

39、，夾具在滿足以下三項要求，工件在夾具中的定位、夾具在機床上的位置、刀具的正確位置B、保證工人的操作安全C、達到加工精度的勞動生產率要求D、滿足夾具一定的使用壽命和經濟效應6.1.5機床夾具的設計要求機床夾具因被加工工件的加工表面不同或使用機床種類的不同而有各種不同的結構形式，但就機床夾具體結構而言，大致可分為以下幾個部分：定位元件、夾緊裝置、導向對刀元件、連接元件、 裝置和元件、夾具體。對于夾具的設計來說，其基本要求有：（1）穩(wěn)定地保證工件的加工技術要求：（2）提高機械加工的勞動條件；（3）結構簡單，便于制造和維修：（4）作安全、方便。根據(jù)夾具的不同特點，可以把夾具做一些分類；（1）按夾具的通

40、用特征分類這是一種基本的分類方法，主要反映夾具在不同生產類型中的通用特性，故也是選擇夾具的主要依據(jù)。目前，我國常用的分類有通用夾具、專用夾具、可調夾具、組合夾具和自動化生產用夾具等五大類。（2）按夾具使用的機床分類這是專用夾具設計所用的分類方法。如車床、銑床、刨床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、拉床等夾具。設計專用夾具時，機床的類別、組別、型別和主要參數(shù)均已確定。它們不同點是機床的切削成形運動不同，故夾具與機床的連接方式不同。它們的加工精度要求也不相同。既然夾具有自身的特點，機床夾具的設計特點和設計要求也與其它機械裝備的設計有很大的不同，主要表現(xiàn)在以下五個方面：（1）要有較短的設計和制造周期

41、。一般沒有條件對夾具進行原理性試驗和復雜的計算工作。（2）夾具的精度一般比工件的精度高23倍。（3）夾具和操作工人的關系特別密切，要求夾具與生產條件和操作習慣密切結合。（4）夾具在一般情況下是單件制造的，沒有重復制造的機會。通常要求夾具在投產時一次成功。（5）夾具的社會協(xié)作制造條件較差，特別是商品化的元件較少。設計者要熟悉夾具的制造方法，以滿足設計的工藝性要求。顯然，注意這些問題是很重要的。這將有利于保證夾具的設計、制造質量。機床夾具的設計要求：設計夾具時，應滿足下列四項基本要求：（1）保證工件的加工精度要求，即在機械加工工藝系統(tǒng)中，夾具要滿足以下 三項要求：工件在夾具中的正確定位；夾具在機床

42、上的正確位置；刀具的正確位置。（2）保證工人的操作方便、安全。（3）達到加工的生產率要求。（4）滿足夾具一定的使用壽命和經濟性要求。6.夾緊方案夾緊結構主要由力源裝置，夾緊元件，中間傳力機構組成。夾緊結構的基本要求有夾緊過程中，應有利于定位，而不應破壞定位；夾緊力的作用應合適、可靠、安全；夾緊裝置應操作方便；結構簡單；具有良好的自鎖性。在夾緊時主要考慮限制工件在平面上的轉動，由于本零件中外圓面基本上不用加工，所以在加工的時候采用不加工的面作為夾緊。夾緊力方向的確定：主要夾緊力應指向主要定位基準和導向基準；夾緊力的方向應指向工件剛度大的方向；夾緊力的方向應盡量與切削力、工件重力的方向一致。夾緊力

43、作用點的確定：夾緊力作用點的位置應保持工件穩(wěn)定；夾緊力作用點應設置在工件剛性較好的部位；夾緊力作用點應盡可能靠近工件被加工表面。該夾具對工件的定位考慮合理，且夾具結構簡單，可適合于中批量生產。零件的加工誤差實際上是機械加工系統(tǒng)綜合誤差的反映，它不僅包括夾具的制造誤差，還包括機床誤差、刀具誤差、工件的定位誤差，就其誤差的組成和誤差的可控性來說，夾具的誤差就顯得較為重要。為了保證產品的加工質量，使零件的誤差控制在合理的范圍內，夾具磨損到什么程度必須進行修復和報廢，亦即研究夾具磨損的極限偏差問題及其誤差的分配就顯得十分有意義。影響安裝誤差的技術要求有：夾緊壓板與安裝基面F的垂直度。該夾具的主要定位元

44、件為定位桿，定位桿的尺寸與公差規(guī)定為被加工零件在工作時與其相配的定位桿的尺寸與公差相同。本夾具的夾緊采用鉤形壓板的夾緊機構，其特點是定心精度高、結構緊湊、工作平穩(wěn)。夾緊是工件裝夾過程的重要組成部分。工件定位只有必須通過夾具上的夾緊裝置將其可靠地固定在正確的加工位置上，使其在承受工藝力和慣性力的作用而發(fā)生位置的變化或引起振動，原有的正確定位遭到破壞，就不能保證加工要求。夾具體的設計本設計中的夾具體圖紙設計可見本文附件。在夾具設計中，本夾具有以下特點：A、該夾具采用手動夾緊，可靠方便，省時省力，尺寸小，不需要增壓裝置，結構簡單。B、該夾具采用一面兩銷定位，誤差少，能夠滿足工件的加工要求；C、工件要

45、求不太高，夾具各公差配合適當放寬，降低了夾具的制造精度，從而使夾具生產成本不太高，符合夾具設計要求。6.夾具的裝配及分析按規(guī)定的技術要求，將零件或部件進行配合和連接，使之成為半成品或成品的工藝過程，稱為裝配。裝配包括部件裝配和總裝。機器是由零件、套件、組件、部件等構成的。為保證有效地進行裝配工作，通常將機器劃分成若干個能獨立裝配的部分，稱為裝配單元。在裝配工藝中，表明產品零、部件間相互裝配關系及裝配流程的示意圖，稱為裝配系統(tǒng)圖。零件是組成機器的最小單元，它是由整塊金屬或其它材料制成的。零件可以直接安裝到機器上，也可以預先組成套件、組件或部件后再安裝到機器上。在一個基準零件上，裝上一個或若干個零

46、件構成的部分稱為套件。在一個基準零件上，裝上若干個零件(及套件)而構成的部分稱為組件。機器結構裝配工藝性的基本要求：機器能夠分成獨立的裝配單元；盡量減少裝配過程中的修配和機械加工；機器結構應便于裝配和拆卸；結構的繼承性好；各裝配單元應有正確的裝配基準。為了提高整個工藝加工的生產效率，在保證定位夾緊要求和零件的各項技術要求的前提下，對于夾具的選擇也要滿足一定的經濟性。1在夾具設計中，應盡量采用標準件或推薦的元件，這樣在夾具需更換元件時，可避免重復設計、重復制造帶來的麻煩和浪費，減少更換時間，且降低了夾具成本。2盡量減小需精加工的平面的面積，降低夾具的制造成本。3為提高生產率，應盡量采用方便、簡單

47、的夾緊裝置，這樣不僅可以減少勞動強度，還可降低成本。夾具的裝配總圖應該遵循機械制圖國家標準繪制，圖形大小的比例盡量取1：1，為求使繪制的夾具總圖有良好的直觀性，如果工件過大的時候選用1：2等縮小比例，過小時取2：1的比例；圖中應該以最少數(shù)量視圖清楚地表示出夾具的工作原理和結果，表示各種元件或者裝置之間的位置關系等；繪制的順序：先用點劃線繪出工件的輪廓，外形及定位基準，并用網狀線顯示出加工余量；把工件輪廓視為透明體，然后按著工件的形狀及位置依次畫出定位、導向、夾緊及其他元件或者裝置的具體結構；最后繪制夾具體，形成一個完整的夾具；夾具總圖上標注出零件編號，按規(guī)定要求填寫標題欄和明細表；最后確定并標

48、注有尺寸和夾具技術要求?；谝陨辖Y論，本套夾具在經濟性方面具有加工經費較少，比較容易加工加工，并且螺栓，螺母均是標準零件，在通用五金商店就可買到。夾具的作用在現(xiàn)代生產中，機床夾具是一種不可缺少的裝備，其直接影響著工件加工的精度、勞動生產率和生產制造成本等。機床夾具是在金屬切削加工中，用以準確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊，以接受加工的工藝裝備。它的主要作用是：可靠地保證工件的加工質量，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。因此，機床夾具在機械制造中占有重要的地位。的專用夾具設計在成批、大量生產中，工件的裝夾是通過機床夾具來實現(xiàn)的。機床夾具在生產中應用十分廣泛，機床夾具的功

49、用主要是：穩(wěn)定地保證工件的加工精度；減少輔助時間，提高勞動生產率；擴大機床的工藝范圍，實現(xiàn)一機多能。外蓋端面鍵槽和油槽的加工精度，位置精度要求都一般，考慮到泵蓋零件屬于大批量生產，所以應該對其設計專用夾具，以保證加工精度和位置精度，提高勞動生產率。6.4 定位方案的設計本夾具的定位方案如下圖所示，采用1個短圓柱銷、1個菱形銷和支承平面定位，同時運用支承板來快速找正工件在夾具體中的位置。其中：一個菱形銷限制的自由度為:。一個圓柱銷限制的自由度為：，。支承平面限制的自由度為：，圖6-1 定位方案圖綜上，該定位方案限制了工件的6個自由度，較好的滿足零件加工要求，定位合理。固定式定位銷圖6-2 A型固

50、定式定位銷 根據(jù)機床夾具設計手冊，并參照外蓋零件的形狀尺寸，設計可換定位銷的結構和尺寸如下：(1)材料：D18mm，T8按GB/T 1298-86的規(guī)定碳素工具鋼技術條件。 （2）熱處理：T8為5560HRC。 （3）其他技術條件按JB/T 2259-80機床夾具零件及部件技術條件。圖6-3 B型固定式定位銷根據(jù)機床夾具設計手冊，并參照外蓋零件的形狀尺寸，設計可換定位銷的結構和尺寸如下：(1)材料：D18mm，T8按GB/T 1298-86的規(guī)定碳素工具鋼技術條件。 （2）熱處理：T8為5560HRC。 （3）其他技術條件按JB/T 2259-80機床夾具零件及部件技術條件。支承板該支承板是標

51、準件，根據(jù)機床夾具設計手冊第310頁表2-1-10，并參照外蓋零件的形狀尺寸，選擇支承板的結構和尺寸如下：(1)材料：D18mm，T8按GB/T 1298-86的規(guī)定碳素工具鋼技術條件。 （2）熱處理：T8為5560HRC。（3）其他技術條件按JB/T 2259-80機床夾具零件及部件技術條件。標記為:支承板A6x45 GB 2236-80圖6-4 支承板零件圖所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準的位置誤差。因為對一批工件來說，刀具經調整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準是不變的，所以定位誤差就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。造成定位誤差的原因有：由于定位基準與工序基準不一致所引起的定位誤差，稱基準不重合誤差，即工序基準相對定位基準在加工尺寸方向上的最大變動量，以表示；由于定位副制造誤差及其配合間隙所引起的定位誤差，稱基準位移誤差，即定位基準的相對位置在加工尺寸方向上的最大變動量，以表示。分析和計算定位誤差的目的，就是為了判斷所采用的定位方案能否保證加工要求，以便對不同方案進行分析比較，從而選出最佳定位方案，它是決定