汽缸体夹具设计及铣床夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 前 言 地方及周边地区的快速发展需要越来越多的 实用型 应用型人才。高等职业教育根据“必须、够用”原则培养出一大批 能把科学发现转化应用技术，把产品设计转化为工艺流程，把宏观决策转化为微观管理的技术型和管理型的人才。正是 在这种背景下 ，我们 为全面提升自身的知识结构、能力结构和素质结构进行此次毕业设计。 毕业设计是继专业基础课程如机械制造工艺学、工程力学、机械设计、差与技术测量、夹具设计等之后，并在一定生产实习的基础上进行的一个教学环节，要求我们综合运用所学知识，根据零件的结构特点和产品的加工要求，进行加工工 艺规程和夹具的设计。 机床夹具是保证机械产品质量高、数量多、成本的一种极重要的工艺装备。其主要作用是：可靠地保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。 机床夹具设计是工艺装备设计的重要组成部分。一个好的设计，应能稳定地保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力，制造、维护容易等其衡量指标。 本人设计的课题是气缸体工艺及其液压夹紧铣床夹具设计。原始数据及设计要求见设计任务书。 通过本次毕业设计，我能够综合的运用机械制造工艺学中的基本知识和理论 ,结合生产 实习中的实践知识 ,独立地分析和解决工艺问题 ,已初步具备设计一定复杂程度的零件的工艺规程能力和运用夹具设计的基本原理和方法 完成夹具结构设计的能力 ,并熟悉和运用相关手册、图表等技术资料及编写技术文件等技能的一次综合训练的机会 ,为今后从事的工作打下良好的基础。 作为一名高职院校的学生，我深知自己知识、能力和经验的不足 ,正是这种不足让我在今后的工作中更加谦虚谨慎、脚踏实地、不断进步，敬请各位老师多多指教 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 第一章 零件的工艺分析 1 面 度分析 1 面粗糙度分析 1 第二章 毛坯的制造形式 2 第三章 铣削方式的选择 3 面铣 3 边铣 3 面铣削和周边铣削的比较 3 面铣削时的顺铣与逆铣 4 称铣削 4 对称铣削 4 第四章 刀具的选择 5 基本要求 5 度 5 性和强度 5 刀切削部分的材料的要求 5 用材料 5 速工具钢（简称高速钢，锋钢等） 5 质合金 6 第五章 铣削用量 7 齿进给量的选择 7 削速度的选择 7 削液 7 削液的作用 7 却作用 7 滑作用 8 锈作用 8 洗作用 8 削液的种类 8 液 8 化液 8 削油 8 削液的选用 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 加工时 8 加工时 8 择测量方法 8 第六章 夹具设计 9 面的选择 9 工方案的设计 9 工设备的选择 10 轴转速，切削力及夹紧力计算 10 位误差的分析 12 具设计及操作的简要说明 13 结论 14 致谢 16 参考文献 17 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一章 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 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 即平面度公差为 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 4。 第二章 毛坯的制造形式 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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 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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第三章 铣削方式的选择 面铣 端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 边铣削 周边铣削是指用铣刀周边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 120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。 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 1一次铣出较宽的表面，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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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。 面铣削时的顺铣与逆铣 端面铣削时，根据铣刀与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。 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 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 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 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。 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。 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 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 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，在端面铣削时采用非对称逆铣。 第四章 刀具的选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 本要求 铣刀切削部分的常用材料应满足以下基本要求： 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。 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。 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。 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。 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般金属材料用的高速钢，其牌号有 。 钨高速钢，具有较好的综合性能，常温时该材料硬度为 5，在 600高温时，硬度约为 弯强度约为 3500削性能好。所以各种通用铣刀都采用这种牌号的高速钢材料制造。 的抗弯强度、冲击韧性和热塑性均比 磨削性能稍比 ，而其他情况基本相同。用于其热塑性和韧性较好故常用于制造成形刀具和承受冲击力较大的铣刀。 特 殊用途高速钢是通过改革高速钢的化学成分来改变其切削性能而发展起来的。它的常温硬度和高温硬度比才常用高速钢高，这种材料的刀具主要用于加工耐热钢，不锈钢，高温或超强度材料等难加工材料。 近年来，我们研究成功了许多新型高速钢。用于制造铣刀的新型高速钢牌号为 ）和 高速钢具有以下特点： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1）合金元素如（钨）， r（铬）， o，等的含量较高，淬火硬度 可达，在高温下，仍能保持较高的硬度 2）刃口强度和韧性好，抗振性 强，能用于制造切削速度较低的刀具， 即使刚性较差的机床，采用高速钢铣刀仍能顺利切削。 3）工艺性能好，锻造焊接、切削加工和刃磨都比较容易，还可以制造形状复杂的刀具。 4）与硬质合金材料相比，能有硬度较低，热硬性和耐磨性较差等特点。 质合金 硬质合金是以金属碳化物化 化钨）、 化钛）和以 ）粘接剂粉末冶金工艺制造而成，其主要特点如下： 1） 800 1000 度左右仍能保持良好的切削性能切削时可选用比高速钢高 4 8倍的切削速度。 2） 磨性好。 3） 击刃度差，切削刃不易刃磨的很锋利。为了节省高速刚，直径较大而不太薄的铣刀大多作成镶齿刀，为提高生产效率和铣刀寿命；成型铣刀很多采用涂层刀齿。 经上分析，比较后决定采用高速钢镶齿三面刃铣刀。 根据图样给定的平面宽度尺寸现选用外径为 200Z=20 的镶齿三面刃铣刀。 第五章 铣削用量 在铣削过程中所选用的铣削用量称为铣削用量，铣削用量包括铣削层宽度，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 铣削层深度，铣削速度和进给量，铣削用量的选择，对提高生产效率，改善工件表面粗糙度和加工精度都有密切的关系。 选择铣削用量，是在保证铣削加工质量和工艺系统刚性所允许的前提下进行的，首先应选用较大的每齿进给量，最后确定铣削速度。 铣削层深度选择铣削层深度主要根据工件的加工余量和加工表明的精度来确定，当加工余量不大时，应尽量一次进给铣去全部加工余量，只有当工件的加工精度要求较高或加工表面粗糙度小于 分粗精铣两次进给。 因本工件为铸铁，所选刀具为高速钢铣刀，现选取粗铣时的铣削层深度为5 7铣铣削层深度为 1 粗铣时，限制进给量提高的主要因素是切削力，进给量主 要根据铣床进给机构的强度，刀轴尺寸，刀齿强度以及机床夹具等工艺系统的刚性来确定，在强度，刚度许可的条件下，进给量应尽量选的大些。 精铣时，限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度，为了减少工艺系统的弹性变形，减小已加工表面的残留面积高度，一般采取较小进给量。 综上分析，因本工件的加工刀具为高速钢镶齿三面刃铣刀，所以选取每齿进给量为 削速度的选择 粗铣时，确定铣削速度必须考虑到铣床功率的限制，精铣时，一方面应考虑提高工件的表面质量，另一方面要从提高铣刀耐用度来考虑选择。 经 上述分析，现选取铣削速度选择为 15 21r/ 削液 在铣削过程变形与摩擦所消耗的功绝大部分转变为热能致使刀尖的温度升的很高，高温会使刀刃很快磨钝和损坏，使加工出来的工件质量降低，为了降低切削温度，目前 注切削液。 削液的作用 却的作用： 切削液能吸收和带走热量在洗削过程中产生大量的热量充 ,分浇注切削液，能带走大量热量和降低温度，有利于提高生产率和产品质量。 滑作用： 切削液可以减少切削过程中的摩擦，减小切削阻力显著提高 表面质量和刀具耐用度。 锈作用 ： 切削液能使机床，工件，刀具不受周围介质的腐蚀。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 洗作用： 在浇注切削液时，能把铣刀齿槽中和工件上的切削冲击大，具在铣削沟槽等切削不易，排出的地方，较大流量切削液能把切削冲出来使铣刀不因切削阻塞而影响铣削和表面质量。 溶液： 水溶液的主要成分是水，冷却性较好。使用时一般加入定量的水溶性，防锈添加剂，由于水溶液比热容大，流动性好，价格低廉，所以应用广泛。 化液： 乳化液是将乳化油用水稀释而成的。这种切削液具有 良好的冷却性能，但润滑，防锈能较差，使用时，常加入一定量的防锈添加剂和极压添加剂（含硫，磷，等元素）。 削油： 切削油的主要成分是矿物油（柴油和机油）也可以选择植物油，柴油和豆油，硫化油和其他的混合油等，这类切削液的比热容低流动性差是一种以润滑为主的 切削液。所有时也可以加入防锈添加接、以提高其锈和润滑性能。 削液的选用 切削液应根据工件材料，刀具材料和加工工件来选用。 加工时 ，由于切削量产生的热量温度高，而对表面质量的要求并不高，所以应采用以冷却为主的切削液， 加工时 ，对工件表面、质量要求高，并希望铣刀的耐用度高，希望用有良好的润滑作用的切削液。精加工的切削量少产生的热量也少，所以对冷却的要求并不高，应选用以润滑为主，并具有一定的冷却作用的切削液。 本工件为铸铁，对于切削液粗铣时一般不用，必要时用压缩空气或乳化液，精铣时切削液一般也不用，必要时用压缩空气，乳化液或极压乳化液。 择测量方法 1、平面度采用刀口形直尺检验。 2、平行面之间的尺寸和平行读应用外径千分尺测量 3、直度用 900角尺检验 3、表面粗糙度采用测样板类比检验 第六章 夹具设计 为了提 高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需设计专用夹具经过与指导老师协商，现决定设计组合机车上铣削气缸体上平面的夹具。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理可以使加工质量得到保障，生产得到保证，生产率的到提高，否则加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 本工件以内平面 N，前后两半圆孔和前端面，以及上平面水套孔一侧面 别以支持钉 5，定向块 9，挡销 2及校正块装置定位，完成六点定位，由于工件较大，因此在工件底 面有四个辅助支承钉13，以增强定位的刚性与稳定性。 安装时，先将工件放在两个支承钉 5（消除 Z 一个自由度）和挡销2 上（消除 Y 1 个自由度）并由两个浮动定向块 9 定向（消除 X X Z 三个自由度）然后翻下校正块 4，调节螺钉 6 使调节销 8 伸出，推动工件绕两支承钉 5 回转直到工件上平面水套孔的一侧面 B 与贴合校正块的量块 14 工作面对齐，转动手柄 11 通过锁紧油缸动作，把工件夹紧，此时六个自由度全部消除。 由于工件在后道工序加工气缸孔时要求壁厚均匀，且保证与 M 面距离为 123 此本夹具不用工件毛坯底面为定位基准，而 采用了校正块装置，校正块共两块（也可用一块），其校正精度由调整螺钉 3调节，为保证气缸孔 C 中心与该孔上平面垂直，以及尺寸 123 正块基面与定向块中心距为 123 要时尚需修刮量块的工作面，这些是在工件定位时特别要注意的。 工方案的设计 由机械加工顺序安排的原则； 1) 先粗后精，粗精分开 1） 先基准后其他 2） 先主要后其次 3） 先面后孔 现安排加工方案如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 序号 工序内容 定位基准 01 铸造 02 时效 03 粗铣工件上平面 内平面 N 前后两半圆孔及上平面水套孔一侧面 B 04 精铣工件上平面 内平面 N 前后两半圆孔及上平面水套孔一侧面 B 05 清洗，去毛刺 06 检验 工设备的选择 序号 加工内容 设备 刀具 01 铣上平面 组合机床 高速钢镶齿三面刃铣刀，200Z=20 02 铣上平面 组合机床 高速钢镶齿三面刃铣刀，200Z=20 轴转速，切削力及夹紧力的计算 ： 刀具，高速钢镶齿三面刃铣刀， 200Z=20 1） 取铣削速度 V=21m/进给量 n=1000V/000分钟进给量为 Vf=fz*z*n=0*30=90mm/际调整主轴转速为： n=90mm/分钟进给量 0mm/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2） 铣削速度 V=2m/齿进齿量 z，实际调速主轴转速为 n=75r/分钟进给量为 3） 铣时为 铣削层宽度分别 为 F=Cf*ap*fz*ae*z/d*n 其中： 14， z 0加工面上侧面的近试值）， d=200 F=0， Z=20 F=514*5*0/1530（ N） 水平面力： 530=1683（ N） 垂直分力： 530=459（ N） 在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内，安全系 数 K=中： 2为加工性质系数 3为刀具钝化系数 4为断续切削系数 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 所以 ， =683=3360（ N） 选用两气缸两斜契夹紧机构，锲角 =100 其结构选用 5型，则扩力比 I=克服水平切削力，实际夹紧力 N（ f1+= f1+中 f1+ N=3360/3338(N) 气缸的 选用 压缩空气单位压为 P= ,气缸推力为3900N,由 于已知斜锲机构扩力比为 I=由气缸产生的实际夹紧力为 N 气 =3900i=3900*3338(N) 此时 N 气 已大于所需的 6720故本夹具安全工作 . 位误差的分析 一批工件逐个的在夹具上定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，加工后，各工件的加工尺寸必然大小不一，形成误差。 但对于本零件来说，因为满足了基准重合的原则，所以， B=0。 虽然有两处采用平面定位， 。但是，因为还 有一个孔定位，所以， y= d/2=(具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于机动夹紧而不采用受动夹紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的铣床夹具就选择了气动夹紧方式。本工序在粗加工时，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增大气缸直径，而这样将使整个夹具过于庞大。因此，应首先设法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削力深度降低，以降低切削力；二是选择一种比较 理想的斜锲夹紧机构，尽买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 量增加该夹紧机构的扩力比；三是在可能的情况下，适当提高压缩空气的工作压力（由 至 以增加气缸推力。结果，本家具总的感觉还比较紧凑。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 结 论 通过这次毕业设计我学到了许多以前我没有接触过的东西和学到了许多书本中没有的知识，从中提高了我运用各种知识的能力 ,并懂了怎样运用手中的知识去设计有价值的东西，来提高效率。 通过这次毕业设计让我学会了从机器功能的要求出发，合理选择紧固机 构、调整机构，制定设计方案，正确计算零件的工作能力，确定它的尺寸、形状、结构及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，进一步培养机械设计的基本技能。 这次毕业设计培养了我机械设计的能力。通过毕业设计，使我具备了综合运用机械设计课程、机械制造课程和其他选修课程的理论和实际知识的能力，使我现在初步具备了解决机械设计问题的能力。通过设计时间，掌握了机械设计的一般规律，树立了正确的设计思想，进一步培养了我分析解决实际问题的能力。 经过这次毕业设计培养了我运用机械制造工艺学及有关课程（工程材料与热处理、机 械设计、公差与技术测量、金属切削原理与刀具等）的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题，具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。 能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具机构设计，提高结构设计能力。进一步提高了我运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。 这次毕业设计我自己觉得做得还是比较成功的，在老师的指导下我成功的把液压夹