气缸体工艺及液压夹紧铣床夹具设计机械CAD图纸Word下载.docx

1、 工艺 定位 夹紧力 精度 毕业设计明书外文摘要 Cylinder block milling process and hydraulic clamping fixtureSummaryFixture can be used in accordance with its scope, is divided into general-purpose fixtures, special fixtures, modular fixture, universal adjustable jig and fixture, such as the type of group. Fixture can als

2、o be used in accordance with its machine tools and power have stepped up the power source, such as classification. According to the machine tool can be used lathe fixture into fixtures, milling fixtures, drilling fixtures （Jig）, Jig boring machine （boring mode）, and gear grinding machine tool fixtur

3、e fixture and so on, have stepped up force in accordance with the power source can be divided into fixture manual fixture, pneumatic fixtures, hydraulic fixtures, electrical fixtures, electromagnetic and vacuum fixture such as fixture The development of modern machine tool fixture is mainly expresse

4、d in the direction of standardization, precision, and high-performance and flexible, and so on four aspects. Fixture system, the machining process is an important part. In order to ensure a process of workpiece processing the request must be made on the workpiece in the machine tool relative movemen

5、t of the cutting or forming in a precise relative position. When processing a number of workpiece clamping fixture, the fixture is required to achieve this. To achieve this requirement, it must meet three conditions: （1） a number of fixture holds the workpiece in the correct location of the processi

6、ng;（2） clamping fixture in the exact location of the machine;（3） an accurate tool fixture relative position. The relationship between the three involved here: the relative fixture components, fixture relative to machine tools, machine tool parts in relation to. The ultimate accuracy of the workpiece

7、 is compared with the machine tool parts obtained. Therefore, the positioning also involves Three relations: on the workpiece in the fixture positioning, machine tool fixture relative to the positioning of the workpiece relative to the positioning of machine tools is indirect through the fixture to

8、be guaranteed. After the workpiece positioning device must have a certain amount of clamping force to the workpiece fixed to the workpiece to maintain the accurate position location, otherwise, in the process due to the cutting force, inertial force and the occurrence of force caused by vibration or

9、 changes in location undermine the accuracy of the original position, can not guarantee that the processing requirements. Such devices have a clamping force is the clamping device.Keywords Technology Positioning Clamping force Accuracy.1 引言 42设计任务书 52.1对机床夹具的基本要求 52.2夹具设计的工作步骤 53 机床夹具设计原理 63.1 夹具 73

10、.1.1机床夹具的概念 73.1.2机床夹具的分类 73.1.3机床夹具的组成 73.2定位基准 73.3工件在夹具中的定位 83.3.1六点定位原理 83.3.2支承点与定位元件 93.3.3完全定位与不完全定位 103.3.4欠定位与过定位 103.4组合夹具和随行夹具 113.4.1组合夹具 113.4.2随行夹具 113.5夹具定位误差分析计算 114零件的工艺分析 114.1平面度分析 124.2 表面粗糙度 125毛坯的制造形式 126铣削方式的选择 126.1端面铣 126.2周边铣削 136.3 端面铣削和周边铣削的比较 136.4端面铣削时的顺铣与逆铣 146.5对称铣削 1

11、46.6非对称铣削 147 刀具的选择 157.1基本要求 157.1.1硬度 157.1.2韧性和强度 157.1.3铣刀切削部分的材料的要求 157.2常用材料 157.2.1高速工具钢（高速钢和锋钢等） 167.2.2硬质合金 168铣削用量 178.1每齿进给量的选择 178.2铣削速度的选择 188.3切削液 188.4.切削液的种类 198.5 切削液的选用 198.6选择测量方法 199夹具设计 209.1 基面的选择 209.2 加工方案的设计 209.3 加工设备的选择 219.4 主轴转速，切削力及夹紧力的计算： 219.5 定位误差的分析 249.6 使用说明书 2410

12、结 论 2511 标准化审核报告 2611.1产品图样的审查 2611.2 产品技术文件的审查 2611.3 标准件的使用情况 2611.4审查结论 27致 谢 28参考文献 291 引言夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔34年就

13、要更新5080左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为1020左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。1、标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。2、精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精

14、密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5m。3、高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床

15、的效率。4、柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。许多工件夹具系统依然高度依赖操作人员，由他们围绕被装夹的零件，依次松开和拧紧螺母和螺栓，这是一种费时又不可靠的作业。如果没有紧固某个螺栓，或者紧固有变化，则可能产生不合格的夹紧或

16、工件变形。而液压或气动型夹紧系统却可以将所有的夹具一下子移动到位，并具有统一的夹持力，这样可以加快装夹过程并从一个零件到另一个零件始终保持一致的夹紧力。2设计任务书2.1对机床夹具的基本要求 对机床夹具的基本要求可总括为四个方面：稳定地保证工件的加工精度；提高机械加工的劳动生产率；结构简单，有良好的结构工艺性和劳动条件；应能降低工件的制造成本。2.2夹具设计的工作步骤 研究原始资料，明确设计任务考虑和确定夹具的结构方案，绘制结构草图绘制夹具总图确定并标注有关尺寸和夹具技术要求绘制夹具零件图3 机床夹具设计原理本章主要介绍以下内容：1机床夹具概述2工件的定位原理及定位元件3定位误差分析计算4工件

17、的加紧及夹紧装置5机床夹具的设计要求及设计步骤6机床夹具设计举例工件在夹具上的定位，夹具相对于机床的定位，而工件相对于机床的定位是间接通 过夹具来保证的。工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件保持在准确定位的位置上，否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏了原来的准 确定位，无法保证加工要求。3.1 夹具3.1.1机床夹具的概念机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。3.1.2机床夹具的分类根据所使用的机床可将夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具

18、（钻模）、镗床夹具（镗模）、磨床夹具和齿轮机床夹具等，根据产生加紧力的动力源可将夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、电磁夹具和真空夹具等。3.1.3机床夹具的组成（1）定位元件（2）夹紧装置（3）对刀、引导元件或装置（4）连接元件（5）夹具体（6）其它元件及装置3.2定位基准 基准是用以确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的点，线，面。在加工中用以定位的基准称为定位基准。有时，作为基准的点、线、面在工件上不一定具体存在（例如孔的中心线和对称中心平面等），其作用是由某些具体表面（如内孔圆柱面）体现的，体现基准作用的表面称为基面。3.3工件在夹具中的定位3.3.1六点定位原理任何未

19、定位的工件在空间直角坐标系中都具有六个自由度。工件定位的任务就是根据加工要求限制工件的全部或部分自由度。工件的六点定位原理是指用六个支撑点来分别限制工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定定位的方法。3.3.2支承点与定位元件上图为常见定位方式中的定位元件所限制的自由度和相当的支承点数3.3.3完全定位与不完全定位工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位称为不完全定位。3.3.4欠定位与过定位按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而未予限制的定位，称为欠定位。在确定工件定位方案时，欠定位时绝对不允许的。工件的同一自由度背二个或二个以上的支

20、撑点重复限制的定位，称为过定位。在通常情况下，应尽量避免出现过定位。消除过定位及其干涉一般有两个途径：其一是改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度；其二是提高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度，以减少或消除过定位引起的干涉。3.4组合夹具和随行夹具3.4.1组合夹具 组合夹具是由一套预先制造好的标准元件和合件组装而成的专用夹具。3.4.2随行夹具随行夹具是大批量生产中在自动线上使用的一种移动式夹具。3.5夹具定位误差分析计算 所谓定位误差，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。因为对一批工件来说， 刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准

21、是不变的，所以定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。4零件的工艺分析该气动缸体只有一个加工表面（上表面，以80的孔为中心）平面的技术要求只要是对平面度，表面粗糙度的要求0.05。4.1平面度分析平面度是指平面的平整程度,符号表示本零件的顶面和基准面的平面度误差在整个平面内最大不允许超过0.05mm ,即平面度公差为0.05mm。4.2 表面粗糙度表面粗糙度是指加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性该零件粗糙度要求为。5毛坯的制造形式毛坯的选择对零件工艺过程的经济性有很大影响，工序数量，材料消耗加工工时等都取决于所选择的毛坯，但要提高毛坯的质量往往会使毛坯制造困难，需要

22、复杂的工艺和昂贵的设备，增加了毛坯的成本，这两者是矛盾的。因此毛坯的种类和制造方法的选择要根据毛坯的类型和具体的生产条件决定。同时应该注意到，充分使用新工艺、新技术、新材料的可能性，以便降低零件生产总成本提高质量。零件材料为HT200，其表面形状比较复杂，内腔也较复杂，因此选择铸造的方法获得毛坯，铸型用的材料来源广泛，价格低廉，铸件可部分用废零件或废金属料熔炼而成。此外，铸件的形状尺寸与零件很接近，因而节约了大量金属材料和加工工时，同时铸件抗压强度高，抗振性好，易于加工但生产周期长，需要进行时效处理，以消除内应力。据以上分析，采用铸造的方法获得毛坯是比较合理的。6铣削方式的选择6.1端面铣 端

23、面铣削是指用铣刀端面齿刃进行的铣削，是利用分布在铣刀端面上的刀尖来加工平面的，在铣床上铣削平面，尤其是较宽，较大的平面和大平面，大都采用端面铣削的方法加工，用端面铣削的方法铣出的平面，其平面度主要取决于铣床主轴轴线与进给方向的垂直度，若主轴与进给方向垂直，则刀尖旋转时的轨迹为一个与进给平行我圆环，这个圆环割出一个平面，此时，铣刀刀尖在工件表面铣出网状的刀纹。若铣床主轴与进给方向不垂直，则相当于一个倾斜的圆环，把工件切出一个凹面，此时，工件表面将形成单向胡形刀纹，在铣削过程中，若进给方向是从刀尖高的一边移向低的一边时，则会产生“拖刀”现象，反之则无“拖刀”现象6.2周边铣削周边铣削是指用铣刀周边

24、齿刃进行的铣削是指利用分布在铣刀圆柱面上的刀刃来铣削并形成平面,所以周边铣削适用于加工不太宽和较窄的平面，也适用于周边铣削加工，对宽度大于120mm的平面，就不太合适，除特殊情况外最好采用端面铣削，用周边铣削的方法铣出的平面，其平面度主要取决于铣刀饿圆柱度，因为用周边铣削方法铣出的平面，相当于工件在圆柱下做直线运动时被辗出一个平面，是用圆柱铣刀铣削平面的情况，精削时要保证铣刀的圆柱度。6.3 端面铣削和周边铣削的比较端面铣削时，由于端铣刀杆短，刚性好，刀片装夹方便，尤其是可转位铣刀，适用于进行高速铣削移动铣削，能显著提高生产率和减少表面粗糙度值。端铣刀的直径最大可达1m左右，能一次铣出较宽的表

25、面，同时工作的刀齿比较多，故震动小而平稳，效率也高。端铣刀的刃磨没有圆柱形铣刀要求严格，在一把端铣刀上，若各个刀齿刃磨的高低不齐，半径方向也出入不等，但对铣出平面的平面度是没有影响的，只对铣削时平稳性和表面粗糙度值有影响。用端面铣削获得的平面只可能是凹面，从使用情况看大都只允许凹不允许凸；而用周边铣削获得平面，则凸和凹都可能产生，因此 用端面铣削平面比较合理。 对于铣削用量相同，并在端铣刀上不采用修光刀刃等措施的情况下，用周边铣削加工出的表面粗糙度值小。用周边铣削时，能一次切除较大的铣削层深度（吃刀量）据以上分析与比较本工件采用端面铣削的方法。6.4端面铣削时的顺铣与逆铣端面铣削时，根据铣刀与

26、工件之间的相对位置不同而分为对称对称铣削和非对称铣削。6.5对称铣削工件处在铣刀中间时的铣削称为对称铣削，铣削时，刀齿在工件的前半部分为逆铣，在进给方向的铣削分力 Ff与进给方向相反。刀齿在工件的后半部分为顺铣，与进给方向相同。对称铣时，在铣削层宽度较窄和铣刀齿数少的情况下，由于Ff 在进给方向上的交替变化，使工件和工作台容易产生窜动。另外，在横向的水平分力Ff 较大，对窄长的工件易造成变形和弯曲，所以只有在工件宽度接近铣刀直径时才采用对称铣削。6.6非对称铣削 工件的铣削层宽度偏向铣刀一边时的铣削称为非对称铣削，即铣刀中心与铣削层宽度的对称线处在偏心状态下的铣削，非对称铣削时有顺铣和逆铣两种

27、。非对称逆铣铣削时，逆铣部分占的比例大，在各个刀齿上的F 之和与进给方向相反，所以不会拉动工作台。端面铣削时刀刃切入工件虽由薄到厚，但不等于从零开始，因而没有因而没有像周边铣削时那样的缺点，从薄处切入刀齿的冲击反而较小，故振动较小，另外工件所受的垂直铣削力Ff 又于铣削方式无关，因此在端面铣削时，应采用非对称逆铣。非对称顺铣，铣削时，顺铣部分占的比例大，为在各个刀齿上的Fv 之和，与进给方向相同，故易拉动工作台。在铣削塑性和韧性好，加工硬化严重的（如不锈钢和耐热刚等）材料时，采用不对称顺铣，以减少切削粘附和提高刀具寿命，此时必须调整好丝赶副的传动间隙。经上述端铣时顺铣与逆铣的对比与分析，在端面

28、铣削时采用非对称逆铣。7 刀具的选择7.1基本要求铣刀切削部分的常用材料应满足以下基本要求：7.1.1硬度在常温下，刀具切削部分必须具有足够的硬度才能切入工件，由于在切削过程中会会产生大量的热量，因而要求刀具材料在高温下仍能保持其硬度，并继续进行切削。7.1.2韧性和强度高的强度和好的韧性 在切削过程中，刀具要承受很大的冲击力，所以刀具眼材料要具有较高的强度，否则易断裂和损坏。由于铣刀受到冲击和振动，因此铣刀条件还具备好的韧性，才不易崩刃，碎裂。7.1.3铣刀切削部分的材料的要求刀具的切削的切削部分不但要承受切削过程中的高温，高压及冲击载荷，而且还要受到切削中工件的强烈摩擦，因此，作为刀具切削部分的材料必须具备较高的硬度，韧性，此外，还需有良好的冷热加工性能。7.2常用材料具有上述性能的材料很多，常用的铣刀材料有高速工具钢和硬质合金两种。7.2.1高速工具钢（高速钢和锋钢等） 有通用高速钢和特殊用途高速钢两种，通用高速钢是指加工一