連接體數(shù)控加工工藝及設計

/畢業(yè)設計說明書課題名稱：連接體數(shù)控加工工藝及設計學生姓名XXX學號XXXXX所在學院機電和汽車分院專業(yè)機電一體化班級XXXX指導老師XXXXX起訖時間：2014年2月24日～2014年6月10日摘要本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合和測量等多方面的學問。本次設計的零件為連接體零件，選用45號鋼。連接體的加工工藝工裝的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路途支配，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培育自己的自學和創(chuàng)新實力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及學問面廣。依據(jù)零件的形態(tài)、尺寸精度、生產(chǎn)的經(jīng)濟效益等各方面的詳細分析其加工工藝，多采鉆床加工。通過對零件的分析，此工件外形輪廓尺寸小，重量輕，加工要求不高，生產(chǎn)批量不大。因此在保證質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的前提下，盡量簡化結構，做到經(jīng)濟合理。關鍵詞：鉆床加工，杠桿零件，加工工藝，尺寸精度，簡化結構。目錄前言 4第一章概述 51.1引言 51.2夾具的歷史 5其次章零件分析 62.1零件的形態(tài) 62.2加工工藝分析 72.3零件的結構工藝分析 72.4試制工藝路途 7第三章工藝規(guī)程設計 73.1毛坯的選擇 83.2確定毛坯鑄件 83.3零件的工藝規(guī)程設計 83.4加工余量的確定93.5確定加工余量10第四章夾具結構設計 124.1定位裝置的設計 124.2定位元件的確定 124.3夾緊機構的基本要求 134.4夾具結構的組成 15定位裝置 154.5工藝過程卡片 154.6夾具裝配圖 16第五章三維造型圖175.1夾具三維造型圖18結論 20參考文獻21致謝22前言加工工藝及夾具畢業(yè)設計是對所學專業(yè)學問的一次鞏固，是在進行社會實踐之前對所學各課程的一次深化的綜合性的總復習，也是理論聯(lián)系實際的訓練。

機床夾具已成為機械加工中的重要裝備。機床夾具的設計和運用是促進生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國機械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機床夾具的改進和創(chuàng)建已成為廣袤機械工人和技術人員在技術革新中的一項重要任務。機械制造業(yè)是制造具有確定形態(tài)位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以干脆供人們運用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)供應裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的凹凸是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。二十一世紀機械制造業(yè)的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控技術的競爭。數(shù)控加工本身而言，具有設定數(shù)控程序后大批大量加工、效率高、質(zhì)量限制穩(wěn)定等優(yōu)點，是加工的必定趨勢。關鍵是你承接的工件，是否適合你的數(shù)控機床，價格是否具有贏利。數(shù)控技術是一種集機、電、液、光、計算機、自動限制技術為一體的學問密集型技術，它是制造業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎，同時也是提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率必不行少的物質(zhì)手段。本次設計主要步驟：設計夾具裝置,確定夾具技術要求和有關尺寸,公差協(xié)作,夾具精度分析和計算；連接體零件工藝設計：確定毛坯,確定工藝內(nèi)容。概述1.1引言進入21世紀，隨著科學技本的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的制造技術已進入現(xiàn)代制造技術的新階段。機械制造工藝學則是現(xiàn)代制造技術的主要基礎近年來隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，無論是國防建設，還是汽車、輪船、交通等都對機械產(chǎn)品的需求越來越大，因此，極大的推動了機械制造業(yè)的發(fā)展。然而機械制造業(yè)的發(fā)展離不開加工機械——機床。為了滿足生產(chǎn)的須要，對機床的種類、性能業(yè)都有了很高的要求。同時，為了使機械產(chǎn)品由原材料在機床上經(jīng)過加工變?yōu)闄C械成品這就須要相應的機床夾具及合理的機械加工工藝。先進的機床夾具和合理的制造工藝是制造業(yè)降低成本提高生產(chǎn)效率的關鍵。因此，設計高效能的機床夾具和制定經(jīng)濟合理的工藝方案對提高制造企業(yè)的競爭力有著很大的幫助。所以，我們有必要探討他，而且應當細致探討他。

連接體所涉及的內(nèi)容比較多，他集專業(yè)課、基礎課學問于一體，是在學習完機械制造工藝學（含機床夾具）、機械設計基礎、機械制圖、CAD繪圖、工程力學等全部專業(yè)課的基礎上進行的，是對我們?nèi)空n程的一次綜合性的復習，業(yè)師理論聯(lián)系實際的練習，為今后走上工作崗位打下臺階，因此我們必需以嚴謹、細致務實的看法對待這次設計，把設計做好。1.2夾具的歷史國內(nèi)機床夾具發(fā)展歷史我國國內(nèi)的夾具始于20世紀60年頭，當時建立了面對機械行業(yè)的天津組合夾具廠，和面對航空工業(yè)的保定向陽機械廠，以后又建立了數(shù)個生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。在當時曾達到全國年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。20世紀80年頭以后，兩廠又各自獨立開發(fā)了適合NC機床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國國內(nèi)的需求，還出口到美國等國家。當前我國每年尚需進口不少NC

機床、加工中心，而由國外配套孔系夾具，價格特殊昂貴，現(xiàn)大都由國內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯。

國外機床夾具發(fā)展歷史從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國。當前國際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國內(nèi)訂貨，而通用性強的組合夾具已逐步成熟為國際貿(mào)易中的一個品種。零件分析2.1零件的形態(tài)2-1三維圖零件的實際形態(tài)如上圖所示，

從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡潔。詳細尺寸，公差如圖2-2所示2-2零件圖2.2加工工藝分析該工件的結構形態(tài)不規(guī)則，臂部剛性不足，加工孔Φ10H9mm位于懸臂結構處，且該孔精度和表面粗糙度要求高，故工藝規(guī)程份鉆、擴、鉸多個程序。由于該工序中兩個孔的位置關系為相互垂直，且不在同一平面上，要鉆一個孔后翻轉90度再鉆削另一個孔，因此要設計成翻轉式鉆模。技術要求分析包括五個方面:加工表面的尺寸精度；主要加工表面的形態(tài)精度；主要加工表面的相互位置精度；加工表面的粗糙度和機械物理性能；熱處理及其它要求。連接體上除Φ10H9的孔和頂寬28的距離外，其余表面均已加工，所設計的鉆模保證兩孔的精度要求如下：（1）待加工孔Φ10H9mm和已加工孔Φ28H7mm的孔的距離為80±0.2mm；（2）待加工孔Φ11和已加工孔Φ28H7的距離是15±0.25mm：距離底面14mm：(3)待加工孔Φ10H9mm和已加工孔Φ28H7mm的平行度為0.3mm；（4）待加工孔Φ11和已加工孔Φ28H7的垂直度為0.03mm.2.3零件的結構工藝分析（1）零件的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的要求應經(jīng)濟合理；（2）各加工表面的幾何形態(tài)應盡量簡潔；（3）有相互位置要求的表面應盡量在一次裝夾中加工。2.4試制工藝路途鍛造退火，去內(nèi)應力銑孔和邊鉆孔鉸孔割槽去毛刺質(zhì)檢入庫第三章工藝規(guī)程設計3.1毛坯的選擇

毛坯選擇時應考慮的因素：

零件的材料及機械性能要求零件材料的工藝特性和力學性能大致確定了毛坯的種類。

(2)

零件的結構形態(tài)和外形尺寸

(3)

生產(chǎn)綱領的大小

(4)

現(xiàn)有生產(chǎn)條件

(5)

充分利用新工藝、新材料

為節(jié)約材料和能源，提高機械加工生產(chǎn)率，應充分考慮精密鑄造、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金、異型鋼材及工程塑料等在機械中的應用。

毛坯種類的選擇確定和零件的實際作用，材料、形態(tài)、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。依據(jù)零件的材料，舉薦用型材或鑄件，但從經(jīng)濟方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅奢侈材料，而且還增加機床，刀具及能源等消耗，而鑄件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。該零件的材料為45號鋼，為考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造?；娴倪x擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。粗基準的選擇：對連桿體這樣的零件來說，選擇好粗基準是至關重要。以零件的上端的不加工平面作為粗基準。選取已加工的內(nèi)圓為精基準。3.2確定毛坯鑄件如圖所示為毛坯鑄件：3-1毛坯鑄件3.3零件的工藝規(guī)程設計模鍛成形，（Φ28鍛成Φ22）其余實心；退火，消退殘余內(nèi)應力；數(shù)控銑，銑左邊兩平面，再鉆鉸Φ28H7孔，用平虎鉗定位和裝夾；數(shù)控銑，銑右邊兩平面，用平虎鉗定位和裝夾；鉆孔，用專用鉆夾具加工Φ10H9和Φ11孔；數(shù)控銑，銑邊寬36等；數(shù)控銑，割開4.75槽；去毛刺.檢驗。3.4加工余量的確定加工余量是指加工過程中的加工表面切去的材料層厚度，主要分為加工余量和加工總余量兩種。加工余量的大小對于零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本均有較大的影響，應當哈利地確定加工余量。加工余量的確定接受查表法，主要以工廠生產(chǎn)實踐和試驗探討積累閱歷所制成的手冊和表格為基礎，并結合實際加工狀況加工訂正確定加工余量。查文獻查得各端面的加工表面的工序余量。粗加工工序余量由總余量減去后續(xù)各半精加工和精加工的工序余量之和而求得。3.5確定切削余量工序一：粗精銑Φ28左端面，銑寬10左端面1.刀具選擇刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀2.銑削用量的選擇這兩平面的表面有粗糙度要求，因此為了提高表面的精度可以取小一點的銑削用量，分對此銑削進行加工。工序二：Φ24的孔擴到Φ27.51.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金套式鏜刀擴孔主要是為了提高孔的精度，一般單邊余量不超過2-3個mm工序三：鉸孔把Φ27.5的孔鉸到Φ281.選擇刀具刀具選取Φ28鉸刀2.銑削用量的選擇進行絞孔的工序，進給的速度要慢一點，因此銑削用量也應當取得小一點。工序四：粗精銑Φ28右端面，銑寬10右端面1.刀具選擇刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀2.銑削用量的選擇這兩平面的表面有粗糙度要求，因此為了提高表面的精度可以取小一點的銑削用量，分對此銑削進行加工。工序五：鉆Φ11H9的孔，Φ10的孔1.選擇刀具一般來說鉆孔多接受麻花鉆2.確定鉆削用量鉆孔是干脆在工件上鉆出一個孔來，一般來說沒有多大的切削要求，但要留意鉆孔時的進給速度和切削量，不宜過大工序六：鉸孔Φ11H9選擇刀具選用Φ11的鉸刀絞孔主要是為了跟更好的提高孔的精度，一般單邊余量不超過0.1mm工序七：銑36兩邊1.選擇刀具選擇Φ10的立銑刀工序八：割開寬為4.75的槽第四章夾具結構設計4.1定位裝置的設計確定定位方案以孔Ф28H7及下端面定位,限制工件5個自由度,以Ф11孔外緣定位,限制Z自由度.為增加剛性,在Ф10H9孔下端,增設一幫助支承.4.2定位元件的確定在設計夾具時，應限制零件的六個自由度，即X方向的平移和轉動，Y方向的平移和轉動，Z方向的平移和轉動。工件以平面為定位基準時常用的定位元件支承釘支承板可調(diào)支承自位支承幫助支承在本次夾具設計中，所用到的定位元件是可調(diào)支承和幫助支承。選用銷軸和夾詳細中的φ16的孔協(xié)作限制X的移動，Z軸的移動，Y軸的移動三個自由度。選用螺旋幫助支承和φ10H9的上邊進行協(xié)作，和可調(diào)支承釘相協(xié)作，限制了X軸，Y軸，Z軸的移動的三個自由度，限制了六個自由度就確定了對工件正確的定位。4.3夾緊機構的基本要求夾緊時不得破壞工件在夾具中占有的正確位置。夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中定位的穩(wěn)定性，又要防止因夾緊力過大損傷工件表面及產(chǎn)生過大夾緊變形。夾緊機構操作要平安。省力，夾緊快速。結構應盡量簡潔，便于制造和修理。夾緊機構的困難程度、工作效率應和生產(chǎn)類型相適應。4.4夾具結構的組成依據(jù)定位、夾緊的須要，該鉆孔夾具的結構主要由夾詳細、銷軸、螺旋幫助支撐、承、螺旋壓板機構及導向裝置五大部分組成。4.4.1定位裝置銷軸銷軸是利用軸環(huán)的一端面和夾詳細貼合，然后利外圓和加工工件Φ28mm的孔相協(xié)作，同時消退三個移動和兩個轉動共五個不定度。銷軸螺紋一端通過雙螺母固定在夾詳細山，同時另一端螺紋通過螺旋機構夾緊工件?？烧{(diào)支承釘可調(diào)支承釘在該夾具中的主要作用是消退工件的一個轉動不定度，因此不知布置在臂部Φ28mm臺外圓周一側高度居中位置，且水平布置。幫助螺旋支承該支承主要是為了增加工件加工時的剛性，起平衡作用。4.4.2夾緊裝置夾緊機構接受螺旋夾緊機構，為使機構簡潔，干脆在定位心軸上加工螺紋，選用M12螺母一滿足強度要求。開口墊圈開口墊圈將螺母旋合產(chǎn)生的里傳遞到工件表面合適位置上，實現(xiàn)對工件的夾緊。鉆套應為該鉆夾具加工工件的批量不大，故兩孔都選擇固定鉆套即可。鉆模板因該工件所要加工兩孔位于相互垂直的方向，因此各自單獨運用鉆模板，又因所要加工位置和夾緊位置不干涉，故兩鉆模板均接受固定式結構。鉆模板和夾詳細之間通過圓柱銷和螺釘進行定位和固定。鉆模板1鉆模板24.5工藝過程卡片連接體的加工工藝規(guī)程工序號工序內(nèi)容工藝裝備1鍛造2退火，去內(nèi)應力3銑直徑28左端面，銑寬10左端面數(shù)控銑床，鉆床4將直徑24的孔擴到直徑為27.55鉸直徑27.5的孔到286銑直徑28右端面，銑寬10右端面數(shù)控銑床7鉆直徑11H9用專用鉆夾具定位臺鉆床8鉆直徑10孔用專用鉆夾具定位9鉸直徑11H9的孔10銑36兩邊臺階面接受一面二孔定位數(shù)控銑床11割開4.75槽接受專用銑夾具定位12去毛刺13檢驗14入庫4.6夾具裝配圖夾具裝配圖三維造型圖5.1夾具三維造型圖圖5-1鉆模板1圖5-2鉆模板2圖5-3夾詳細三維造型圖所運用的軟件是UG6.0.圖5-1為零件的鉆模板零件圖，該圖主要是用來鉆孔的，把鉆模板放在夾詳細上，是為鉆零件φ10H9的孔。圖5-2為零件的鉆模板零件圖，該圖主要是用來鉆孔的，把鉆模板放在夾詳細的左前側，是為了鉆M12的螺紋孔和φ8的孔，是用螺釘和銷子來夾緊固定零件的。圖5-3為零件的夾詳細零件圖，該圖是用來放置零件并夾緊零件，用銷軸和螺旋幫助支承來定位夾緊的。結論經(jīng)過一個多月的分析零件、在設計時通過查閱資料使得了解的學問面更廣、范圍更大，在查閱時了解有關機械方面的書，從而切實地感受到機械行業(yè)的范圍涉及面之廣，它能指導實際，理論學問有待實際的檢驗。經(jīng)過這次畢業(yè)設計，讓我鞏固了以前所學的學問它的全面性和系統(tǒng)性，使我對機械加工產(chǎn)生了更進一步的愛好，并讓我主觀上相識了加工過程中如何找定位，，也為我以后的工作打下了很好的基礎。這篇畢業(yè)設計雖然