箱体加工工艺及典型工序夹具设计.docx

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箱体加工工艺及典型工序夹具设计

XX学院

毕业设计（论文）

题目：

箱体加工工艺及典型工序夹具设计

系别：

专业：

机械设计制造及其自动化

学生姓名：

学号：

起迄日期:

设计（论文）地点:

指导教师:

专业教研室负责人:

日期:

2014年月日

摘要

本文是在箱体的图样分析后进行箱体的机械加工工艺路线的设计，同时按照其中的加工工序的要求设计夹具。

箱体的主要加工内容是表面和孔。

其加工路线长，加工时间多，加工成本高，零件的加工精度要求也高。

按照机械加工工艺要求，遵循先面后孔的原则，并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。

基准选择以底面作为粗基准，以底面与两个工艺孔作为精基准，确定了其加工的工艺路线和加工中所需要的各种工艺参数。

在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。

确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。

关键词:

箱体；加工工艺；工序；专用夹具

Abstract

Thisisthecaseintheheadstockpatternanalysiscabinetaftermachiningprocessroutedesign,whilemanufacturingprocessesinaccordancewithoneoftherequirementsofthedesignfixture.

Themainspindleboxcasingsurfaceandholemachiningcontent.Processingroute,processingtime,higherprocessingcosts,machiningaccuracyrequirementsarealsohigher.Inaccordancewiththemachiningprocessrequirements,andfollowtheprinciplesofthefirstsurfaceafterhole,andtheholewithaflat-screenprocessingisclearlydividedintoroughingandfinishingstagestoensureaccuracy.Referenceselectiontothebottomasacrudebenchmark,thebottomtwotechnicalholeasafinebasis,determinetherouteofitsprocessingtechnologyandprocessingneedsofthevariousprocessparameters.

Inthepartsfixturedesign,partsprocessingoperationsrequirements,analysisshouldbelimitedtothenumberofdegreesoffreedom,andthenselectedaccordingtothepartsofthesurfacecharacteristicsofthepositioningelement,andthenanalysiswhethertheselectedpositioningelementshouldbelimiteddegreesoffreedom.Positioningelementalsoneedtochoosetheclampingelement,thefinalstepistodeterminethestructureofthespecialfixture.

Keywords:

Headstock;processing;process;specialfixtures

1绪论

1.1本课题的研究内容和意义

工装工艺及夹具毕业设计是对所学专业课知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。

机床夹具已成为机械加工中的重要装备。

机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。

机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。

根据它来组织原材料和毛坯的供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。

机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。

有了它就可以制定生产产品的进度计划和相应的调度计划，并能做到各工序科学地衔接，使生产均衡、顺利，实现优质、高产和低消耗。

机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。

机械加工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程的工艺文件。

在单件、小批量生产中，以机械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡的各个项目编制较为详细。

机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。

在机械行业中，如何去保证工件的高精度、加工的成本等实质性问题，一直是从事于机械行业人员研究的问题，其中在设计夹具的时候就要考虑以上问题，高效的夹具是工件高精度的保证，如何让夹具更高效、更经济，这是行业人急需要解决的。

随着社会的发展，科技的不断提高，各种高科技技术逐渐渗透到各个行业，如何利用这些高科技为人类服务，如何充分利用这些高科技在机械行业中，这还需要机械行业人员不断的努力，开拓创新。

随着科学技术的发展，和社会市场需要，夹具的设计在逐步的超向柔性制造系统方向发展。

迄今为止,夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度标准化,用户只需要按品种、规格选用采购。

而模具和夹具则和产品息息相关,产品一有变化就需重新制作,通常是属于专用性质的工具,模具已发展成为独立的行业;夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。

组合夹具不仅具有标准化、模块化、组合化等当代先进设计思想,又符合节约资源的原则,更适合绿色制造的环境保护原理。

所以是今后夹具技术的一个重要发展方向单位。

机床夹具通常是指装夹工件用的装置:

至于装夹各种刀具用的装置,则一般称为“辅助工具”。

辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。

按照机床夹具的应用范围,一般可分为通用夹具,专用夹具和可调整式夹具等。

通过这次毕业设计，对自己所学的理论知识进行一次综合运用，也是对四年的学习深度的一个检验。

在这次设计过程中，充分挖掘自己分析问题，解决问题的潜力。

并希望通过毕业设计能养成一种严谨，认真的态度，为以后参加工作打下一个良好的基础。

1.2国内外的发展概况

工装的全称是工艺装备，工装是指加工机床外而需保证零件加工质量的工艺装备，是制造过程中所用的各种工具的总称。

它是各企业内除生产设备和工具外的为配合生产设备和人完成工艺制作要求的部分，大多工装都是针对各自产品特点的。

机械加工过程中用来固定和定位要加工的零件或毛坯件的装置，即工装的主要作用有：

固定，定位，防止变形。

夹具属于工装，工装包含夹具，属于从属关系。

不仅仅是焊装用，在机加工方面也有用，许多时候，需要装配几个部件并保证其定位准确的时候就需要。

设计工装夹具要紧扣产品，因为工装夹具是专门为某些产品特定的，要保证生产时无干涉现象、定位准确、操作工操作便捷等。

简单的说，就是用于工件装夹的工具。

夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：

第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。

人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。

由于现代加工的高速发展，对传统的夹具提出了较高要求，如快速、高效、安全等。

要想达到这样的生产要求，就必须计算加工工序零件在加工过程中由于切削力、重力、惯性力等所产生的切削力及切削力矩，按照夹具设计中所确定的夹紧方式进行夹紧力的计算，为了减小夹具的具体尺寸，就需要增大夹具的定位区间，增大由夹紧力而产生的摩擦力矩、正压力及由此而产生的摩擦力，以达到夹具小巧而精用的目的。

同时为了减少工人的劳动强度，提高工件装夹效率，还需要对夹具的夹紧机构的行程进行设计，以期以最短的夹紧行程，达到最佳的夹紧效果。

1.3本课题应达到的要求

通过实际调研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合，对箱体的基本结构及作用有个大致的了解，在此基础上，经过对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论等相关知识充分掌握后，分析箱体的加工工艺，确定箱体各加工表面的加工方法，进而形成箱体的机械加工工艺路线。

并能根据箱体的加工工序要求，分析箱体的定位方式、金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据，结合机械机构设计的相关理论知识，完成工件的有效定位及夹紧，从而使整个箱体的加工工艺路线经济，工件定位方案合理，来达到产品的最优化设计。

针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、工件夹紧及工艺参数确定及计算问题，综合所学的机械理论设计与方法、机械加工工艺文件编制及实施等方面的知识，设计出一套适合于实际的箱体加工工艺路线，从而实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计。

为提高钻床夹具在机床上安装的稳固性，减轻其断续切削可能引起的振动，夹具体不仅要有足够的刚度和强度，其高度和宽度比也应恰当，一般有H/B≤1～1.25，以降低夹具重心，使工件加工表面尽量靠近工作台面。

2箱体的图样分析

2.1箱体的作用

箱体,如图2.1及图2.2所示，其主要作用是：

箱体类零件是机器或部件的基础零件，箱体是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种方向的移动，同时箱体分出部分动力将运动传给轴。

同时它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。

因而箱体是主传动系中的关键零件。

因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。

图2.1箱体

2.2箱体的图样分析

在编制箱体机械加工工艺规程之前，首先应研究箱体的工作图样和产品装备图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该箱体在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制定的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟定工艺规程时采用适当的措施加以保证。

箱体的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。

传动箱体需要加工表面以及加工表面的位置要求。

现分析如下：

1）该零件为机床箱体，主要加工部位为平面和孔系，其结构复杂，精度要求又高，加工时应注意选择定位基准及夹紧力。

2）材料HT200。

3）铸件人工时效处理。

2.3工艺分析

工艺分析的目的主要有两个：

一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工与装配；

二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制定出合理的工艺规程。

①铸件必须进行时效处理，以消除应力。

有条件时应在露天存放一年以上再加工。

②为了保证加工精度应使定位基准统一，该零件主要定位基准，集中在D面和W面上