图25销接连接板板类零件加工工艺及典型工序夹具设计.docx
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图25销接连接板板类零件加工工艺及典型工序夹具设计
毕业设计论文
论文题目：
销接连接板零件加工工艺及钻孔夹具
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摘要
本文主要介绍销接连接板工艺及钻孔专用夹具设计。
通过CAD软件完成对钻床夹具的设计制造。
设计的重点是选定零件钻孔夹具，通过CAD设计软件对钻床夹具进行绘制设计，然后将各零件进行装配，完成设计，以及利用对夹具进行虚拟制造。
因此本文要全面的多方位的介绍cad软件，并详细对各个零件的设计与绘制的过程。
进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。
关键词：
工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。
ABSTRCT
Thispapermainlyintroducesthepinconnectingplatetechnologyanddrillingspecialfixturedesign.ThroughtheCADsoftwaretocompletethedesignandmanufactureofdrillingfixture.
Thedesignfocusesonselectedpartsofdrillingfixture,drillingfixturedrawingdesignthroughtheCADdesignsoftware,andthenthepartassembly,completethedesign,andtheuseofvirtualmanufacturingfixture.ThispaperintroducesthemultidimensionalshouldfullyCADsoftware,andthedetaileddesignofeachpartanddrawingprocess.Specialfixturedesign,fixtureforthevariouscomponentsofthedesign,suchastheconnectingpartpositioningdevice,clampingdevice,aguideelement,clampandthemachinetoolandothercomponents;calculatefixturepositioningerrorswhenpositioning,reasonablenessandshortcomingsoffixturestructure,payattentiontoimprovingandwilldesignin.
Keywords:
process,process,cutting,clamping,positioning.
目录
摘要I
ABSTRCTII
序言-1-
1零件的分析-2-
1.1零件的作用-2-
1.2零件的工艺分析-2-
2工艺规程设计-3-
2.1确定毛坯的制造形式-3-
2.2基面的选择的选择-3-
2.3制定工艺路线-3-
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定-3-
2.5确定切削用量及基本工时-4-
3夹具设计-1-
3.1夹具的夹紧装置和定位装置-1-
3.2夹具的导向-1-
3.3定位方案分析与比较（列举了3种方案）-2-
3.4钻孔与工件之间的切屑间隙-4-
3.5钻模板-5-
3.6定位误差的分析-5-
3.7钻套设计与选用-5-
3.8确定夹具体结构和总体结构-7-
3.9夹具设计及操作的简要说明-8-
总结-9-
致谢-10-
参考文献-11-
序言
机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。
机械加工工艺规程一般包括以下内容：
工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。
制订工艺规程的步骤
1）计算年生产纲领，确定生产类型。
2）分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。
3）选择毛坯。
4）拟订工艺路线。
5）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。
6）确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。
7）确定切削用量及工时定额。
8）确定各主要工序的技术要求及检验方法。
9）填写工艺文件。
在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。
在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。
销接连接板零件加工工艺及钻孔钻床夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。
正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。
本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。
1零件的分析
1.1零件的作用
销接连接板是整体装置的重要零件，它支撑中心部分，承受着部分静载荷，因为销接连接板与整个销接连接板连接，并且中心部分与该零件是孔连接，因而该零件的承受着一定载荷，以及一定的冲击力，所以该零件承受着静、动载荷。
1.2零件的工艺分析
销接连接板有2个加工面他们有位置度要求。
这三个加工面的分别为：
1，以四周轮廓为基准的加工面，这组加工面包括四周轮廓。
2：
以直径为25孔的轴线为基准
2工艺规程设计
2.1确定毛坯的制造形式
零件的材料为Q235，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用圆钢。
2.2基面的选择的选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。
否则，加工工艺过程中会问题百出。
粗基准的选择：
对销接连接板这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要。
以零件的上端面加工平面作为粗基准。
选取已加工的内圆为精基准。
2.3制定工艺路线
制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。
通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：
方案一
工序1：
材料符合Q235（16mm钢板）的质量要求，并具有质保书。
工序2：
用剪板机下料，确保100×126.5外形尺寸。
工序3：
以图示端面为基准，用PJ0025-G02工装进行钻孔Ø25，确保距离边界尺寸80和38，修毛刺
工序4：
按图纸技术要求，对本零件的尺寸、形状、位置和表面质量等要素进行全面检查。
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
销接连接板零件材料为Q235，，生产类型为大批量生产，采型材毛坯。
1、不加工表面毛坯尺寸
不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。
2、销接连接板的四周轮廓
由于销接连接板四周轮廓精度要求不高，粗糙度要求是12.5，可采用剪板机裁剪可以实现。
3、销接连接板的孔直径为25、孔毛坯为实心。
孔的精度要求介于IT7—IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为
钻
孔
2.5确定切削用量及基本工时
工序1：
材料符合Q235（16mm钢板）的质量要求，并具有质保书。
工序2：
用剪板机下料，确保100×126.5外形尺寸。
工序3：
以图示端面为基准，用PJ0025-G02工装进行钻孔Ø25，确保距离边界尺寸80和38，修毛刺
3夹具设计
3.1夹具的夹紧装置和定位装置
夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。
定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。
仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。
只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。
夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。
有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。
一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。
夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。
他包括中间递力机构和夹紧元件。
考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。
螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。
是应用最广泛的一种夹紧机构。
螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。
也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。
不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。
典型的螺旋夹紧机构的特点：
（1）结构简单；
（2）扩力比大；
（3）自琐性能好；
（4）行程不受限制；
（5）夹紧动作慢。
夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此中心轴夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。
力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。
达到夹紧和定心作用。
工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。
并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。
此中心轴移动压板制作简单，便于手动调整。
通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。
压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。
3.2夹具的导向
在钻床上加工孔时，大都采用导向元件或导向装置，用以引导刀具进入正确的加工位置，并在加工过程中防止或减少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的刚性，从而保证零件上孔的精度，在钻床上加工的过程中，导向装置保证同轴各孔的同轴度、各孔孔距精度、各轴线间的平行度等，因此，导向装置如同定位元件一样，对于保证工件的加工精度有这十分重要的作用。
导向元件包括刀杆的导向部分和导向中心轴。
在这中心轴钻床夹具上用的导向中心轴是钻中心轴。
钻中心轴按其结构可分为固定钻中心轴，可换钻中心轴，快换钻中心轴及特殊钻中心轴。
因此中心轴钻夹具加工量不大，磨损较小，孔距离精度要求较高，则选用固定钻中心轴。
如图4.2。
直接压入钻模板或夹具体的孔中。
图4.2钻中心轴
钻模板与固定钻中心轴外圆一般采用H7/h6的配合。
且必须有很高的耐磨性，材料选择20Mn2。
淬火HRC35。
我选择的钻中心轴:
12.5F7*22K6*35GB2264-1980。
相同的，为了防止定位销与模板之间的磨损，在模板定位孔之间中心轴上两个固定衬中心轴。
选取的标准件代号为12*18GB2263-1980。
材料仍选取T10A，淬火HRC35。
公差采用H7/p6的配合。
3.3定位方案分析与比较（列举了3种方案）
方案Ⅰ：
首先必须明确其加工时应如图所示，这样水平放置，便于钻床加工。
那么要使其完全定位，可以采用:
一面加固定V型块和滑动V型块定位，这样既简单又方便。
如上图所示，一底面限制的自由度有3个，一个固定V型块限制两个自由度，一个滑动V型块限制限制一个自由度，为使定位可靠，加工稳定，我所设计的定位方案，总共限制了工件的全部6个自由度，属于完全定位。
方案2：
选底平面一面、V型块定位，夹紧方式选用螺旋夹紧机构夹紧。
方案3：
一面加固定V型块和固定V型块定位，这样既简单。
如上图所示，一底面限制的自由度有3个，一个固定V型块限制两个自由度，一个固定V型块限制限制一个自由度，为使定位可靠，加工稳定，我所设计的定位方案，总共限制了工件的全部6个自由度，属于完全定位。
可是这种方案无法调节。
如果毛坯超差还得通过螺丝调节。
在该定位方案中，一个支撑面顶住，限制了z轴的移动，z轴的旋转，y轴的旋转三个移动自由度。
一个固定V型块限制了y轴的移动，x轴的移动，一个滑动V型块限制了z轴的旋转，这样6个自由度全部被限制
综合上面所述，方案是根据外圆轮廓进行的定位，方案一和方案三不如方案二方便操作，根据上面叙述选择方案二。
3.4钻孔与工件之间的切屑间隙
钻中心轴的类型和特点:
1、固定钻中心轴：
钻中心轴直接压入钻模板或夹具体的孔中，钻模板或夹具体的孔与钻中心轴外圆一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨损教小的中小批生产或加工孔径甚小，孔距离精度要求较高的小孔。
2、可换钻中心轴：
主要用在大批量生产中，由于钻中心轴磨损大，因此在可换钻中心轴和钻模板之间加一个衬中心轴，衬中心轴直接压入钻模板的孔内，钻中心轴以F7/m6或F7/k6配合装入衬中心轴中。
3、快换钻中心轴：
当对孔进行钻铰等加工时，由于刀径不断增大，需要不同的导中心轴引导刀具，为便于快速更换采用快换钻中心轴。
4、特殊钻中心轴：
尺寸或形状与标准钻中心轴不同的钻中心轴统称特殊钻中心轴。
钻中心轴下端面与工件表面之间应留一定的空隙C，使开始钻孔时，钻头切屑刃不位于钻中心轴的孔中，以免刮伤钻中心轴内孔，如图4.3。
图4.3
切屑间隙C=（0.3～1.2）d。
在本次夹具钻模设计中考虑了多方面的因素，确定了设计方案后，选择了C=8。
因为此钻的材料是铸件，所以C可以取较小的值。
3.5钻模板
在导向装置中，导中心轴通常是安装在钻模板上，因此钻模板必须具有足够的刚度和强度，以防变形而影响钻孔精度。
钻模板按其与夹具体连接的方式，可分为固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板、滑柱式钻模板和活动钻模板等。
在此中心轴钻模夹具中选用的是可卸式钻模板，在装卸工件时需从夹具体上装上或卸下，钻模板在夹具体上采用定位销一面双孔定位，螺栓紧固，钻模精度较高。
[4]
3.6定位误差的分析
制造误差
ZZ
（1）中心线对定位件中心线位置精度
.取
.
（2）V型块同轴度误差（查表P297）
.故，
.
则
.
知此方案可行。
3.7钻套设计与选用
工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。
故选用可换钻中心轴（其结构如下图所示）以减少更换钻中心轴的辅助时间。
为了减少辅助时间采用可换钻孔，以来满足达到孔的加工的要求。
表
d
D
D1
H
t
基本
极限
偏差F7
基本
极限
偏差D6
＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
13
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.013
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
19
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
19
HT200
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
HT200
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
62
66
＞48～50
70
74
0.040
钻模板选用固定钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。
3.8确定夹具体结构和总体结构
对夹具体的设计的基本要求
（1）应该保持精度和稳定性
在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。
（2）应具有足够的强度和刚度
保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。
（3）结构的方法和使用应该不错
夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。
再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。
（4）应便于铁屑去除
在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。
因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：
对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。
（5）安装应牢固、可靠
夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。
当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。
夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。
图中所示的夹具装配。
加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。
在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便于铁屑。
此外，夹点技术，经济的具体结构和操作、安装方便等特点，在设计中还应考虑。
在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便排出铁屑。
3.9夹具设计及操作的简要说明
由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。
因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。
本夹具设计，用底部大平面定位三个自由度，V型块定位两个自由度，再用一个压块限制最后一个自由度。
总结
通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。
学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。
总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。
提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。
加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。
在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。
在对某几个工序进行专用夹具设计时，对零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。
这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为达到零件能在保证精度的前提下进行加工，而且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的目的。
通过不懈努力和指导老师的精心指导下，针对这些问题查阅了大量的相关资料。
最后，将这些问题一一解决，并夹紧都采用了手动夹紧，由于工件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。
因此手动夹紧满足夹紧要求。
通过做这次的设计，使对专业知识和技能有了进一步的提高，为以后从事本专业技术的工作打下了坚实的基础。
致谢
经过了的很长时间，终于比较圆满完成了设计任务。
回顾这日日夜夜，感觉经过了一场磨练，通过图书、网络、老师、同学等各种可以利用的方法，巩固了自己的专业知识。
对所学知识的了解和使用都有了更加深刻的理解。
此时此刻，我要特别感谢我的导师的精心指导，不仅指导我们解决了关键性技术难题，更重要的是为我们指引了设计的思路并给我们讲解了设计中用到的实际工程设计经验，从而使我们设计中始终保持着清晰的思维也少走了很多弯路，也使我学会综合应用所学知识，提高分析和解决实际问题的能力。
不仅如此，老师的敬业精神更是深深的感染了我，鞭策着我在以后的工作中爱岗敬业，导师是真真正正作到了传道、授业、解惑。
同时也要感谢其他同学、老师和同事的热心帮助，感谢院系领导对我们毕业设计的重视和关心，为我们提供了作图工具和场所，使我们能够全身心的投入到设计中去，为更好、更快的完成毕业设计提供了重要保障。
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