油阀座的机械加工工艺规程及夹具设计（全套含CAD图纸）
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1 附录 1 外文翻译 基于事例推理的夹具设计研究与应用 摘要 :根据基于事例的设计方法 ,提出采用工序件的特征信息和夹具的结构特征信息来描述夹具的相似性 ,并建立了包括这 2方面主要特征信息为基础的事例索引码 ,设计了事例库的结构形式 ,创建了层次化的事例组织方式 ;同时 ,提出了基于知识引导的夹具事例检索算法 ,以及事例的修改和采用同族事例码进行相似事例的存贮 ,形成了基于事例推理的夹具设计 并取得了令人满意的使用效果 . 关键词 : 基于事例的推理 夹具设计 具是以确定工件安全定位准确为目的的装置，并在加工过程中保持工件与刀具或机床的位置一致不变。因为夹具的结构依赖于产品的特点和在企业规划中加工工序的地位 ,所以它的设计是制造过程中的瓶颈 ,制约着效率的提高 . 夹具设计是一个复杂的过程 ,需要有从大量的设计论文中了解质量知识的经验，这些设计论文包括工件的结构设计、涉及加工工艺，和加工环境。当用这些擅长绘制详细设计图的传统的 具（如 )时 ,这仍然是一项非常耗时的工作，但是利用以往的设计经验和资源也不能提供一些益处 ,而这正是提高效率的关键因素 . 基于事例推理 (的方法适应以往个案解决的办法 ,建立一个新问题的方法 ,主要有以下四步骤 :检索、利用、修改 ,并保留 为提出一个类似的情况 ,和采用一些修改 ,似乎不言自明 ,而且比人类更直观 在注射成型及设计、建筑设计、模具设计投死 , 规划过程中 ,还有夹具设计 . 孙用六个数字组成代码参数 ,包括工件的形状、机械部分、轴衬 ,第一定位装置 ,第二定位装置和夹紧装置 . 但这个系统不能 用于除钻床夹具外的其他夹具类型 ,不能解决储存需要保留的同一参数代码的问题 ,这在 是非常重要的 . 1 事例参数和事例图书馆的建立 例参数 事例参数应该由工件的所有的特征组成，来区别不同的夹具 . 使用他们能够使操作方便 . 因为零件的形状是多种多样的 , 在生产企业中制造的技术要求也不断发展 ,许多特征作被用做事例参数将会使搜索速度降低 ,其主要特征是不 2 重要的 ,因为分配给每个特征的比重必须减少 . 另一方面 ,事例参数包含所有的特征是困难的。 因此 ,考虑到实际和快速设计的需求 ,事例参数要包含工件的主要特征和 夹具的结构。事例参数代码由 16 位数组成： 13 位数是事例特征 3 位数是事例识别数字。 前 13 位数代表 13 个特征。 每个数字与特征的一个属性相一致 ,这可能是*、 ？ 、 1、 2， ， A、 B, ， Z， ，等其中的一个。其中， *是指任何一个 ,?代表不确定 ,0代表没有。 系统规定 :夹具的类型，工件的形状，位置模式不能是 *和 ?。在设计系统时 ,三个项目的属性信息没有这些选择 ,这就意味着必须选择确定的属性。 最后三位数是事例识别号码 ,如果事例特征的 13 位数是一样的 ,这三个数字就 用来区别他们。 该系统还规定 :000是用于修正的一个典型事例 ,其他事例 001、 002、 ,这些是用于设计师查找参考事例的 . 如果其中一个偶尔需要改变成典型事例 ,首先它必须要求改成 000,前面的自动变成参考事例 . 事例索引码的结构如图 1 所示。 1 夹具类型； 6 工件重量； 11 夹紧模型； 2 工件形状； 7 工件刚度； 12 夹具体； 3 工件材料； 8 加工内容； 13 其他； 4 批 量； 9 过程所有物； 14 到 16 事例识别码； 5 工件比例； 10 定位模型； 图 1 事例索引码的结构 例库 事例库由许多预定义的事例组成。事例的描述是基于事例推理的最重要的问题之一。所以由索引码复合。 例的层次化 夹具的结构相似被认为是整个夹具，成分和内容相似。所以，整个夹具事例库，成分事例库，夹具的成分事例库形成相同。整个夹具的设计资料通常是由工件资料和工件加工资料组成 ,这就意味着夹具的设计应满足特别功能的需求 成分组成，它是用功能成分的名字和数字来进行描述 3 的。成分事例代表成员（成分功能和其他结构成分，主要驱动参数，数字，和它们的约束关系）。成分事例（夹具的最低层）是功能成分和和其他成分的结构。在现代夹具设计中有很多参数化准件和普通非标准件。所以成分事例图书馆应记录特殊参数和保持它们的方法。 2 事例修改的策略 在基于事例的夹具设计中，最重要的是相似点的修改，这样能有助于获得最相似的事例，以及缩短适应时间。根据夹具设计的需求，事例修改的策略使最接近的事例方法和知识指导结合起来。首先在深度上查找，然后在宽度上；知识指 导策略意味着在来自客观事物根源的知识规则上查找，这就要首先查找固定类型，然后查找工件的形状，第三查找定位方法。例如，如果事例索引码包括夹具类型的磨削夹具，就只查找所有的磨削夹具，然后查找工件形状的盒子，第三查找一个平面两个销的定位方法。如果没有合适的，就查找深度标点，然后回到最上层，然后再找所有与宽度相关的事例。 修改方法： 1） 根据夹具事例库的事例索引信息，查找有关事例库。 2） 将事例索引码与事例库的每个事例码匹配，然后计算相似尺寸的价值。 3） 整理相似尺寸的次序，最大的架子是最类似的事例。 两个事例之间的相似 点是基于两个事例特征之间的相似点。相似点尺寸的计算依靠特征的类型。相似点的价值可以通过数字化的价值来计算，例如比较重量分别是 50 20工件。非数字化的价值也能计算，例如，现在前13 位索引码都是非数字化的价值。一个夹具的相似尺寸的计算公式如下： 其中 S 表示通用夹具的相似尺寸， n 表示索引特性数， 表示每个特性的重量，表示事例库中特性 和相关夹具的特性 的相似尺寸。同时，数值计算如下： 4 其中 表示第 i 个特征的索引特性值， 表示事例库中第 j 个事例的 第 i 个特征的特性值。 所以有两种方法选择相似夹具。一个方法是建立数值。如果通用事例的相似尺寸值比给定的数值小，这些事例就不能选来作相似事例。事例库最初建立的时候，只有一些事例，数值可以建小一点。如果有大量的相似事例，数值就应该建的大一些。另外一个方法是只建立相似事例的数字（例如 10），这是类型单里相似尺寸的最大值。 3 事例的修改和存储 例的修改 夹具设计中相似事例的修改包括以下三个阶段： 1） 成分的替代 2） 保持形式不变，调整成分的特性 3） 模型重新设计 如果夹具的成分是普通的物品，它们能通过 使用工具被修改，代替以及删除，这些已经被设计好了。 例的存储 在将一个新的事例保存到事例库之前，设计者必须考虑保存是否有价值。如果这个事例不能增加系统的知识，就没有必要把它保存到事例库里。如果它有价值的话，设计者在保存之前必须分析一下，看看这个事例是否作为标准事例或参考事例被存储了。一个标准事例是一个描述同族事例主要特征的标准。一个同族事例是有事例库中索引码前 13 位相同而最后三位不同的那些事例组成的。一个标准事例的最后三位通常是“ 000”。一个参考事例属于同族标准事例， 5 最后三位用不同数字区分。 从被解释的概念中，可采用以下方法： 1）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族一致，和一个存在的标准事例的前 13 位数相同，那么这个事例就不能存储因为已经这种标准事例了。或者只能作为一个参考事例保存（最后三位不是“ 000”，而且和其它的不一样）在事例库中。 2）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族一致，并且被认为代替这个事例族要比以前的标准事例好，那么这个标准事例就被这个新的事例代替，以前的标准事例作为一个参考事例保存。 3）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族不一致，一个新的事例族将会自动产生，并 作为标准事例保存到事例库中。 4 夹具设计中基于事例推理的过程 根据夹具设计的特性，夹具设计的基本信息，例如夹具的名字，零件，生产和设计者等等，必须先输入。然后，输入或设计工件的模型。输入有关工件的细节信息，建立事例索引码，然后 始依靠相似尺寸查找相似事例，选出最相似的事例。如果需要的话，事例要满足通用性设计，再存储到事例库中。程序流程图如图 2 所示 图 2 基于事例推理的夹具设计流程图 6 5 基于事例推理的夹具设计说明 这是一个工件如图 3 所示。材料是 45 钢，底座，形状为块状，生产批量为中批等。需要设计 成一个用来旋转孔的旋转夹具。 图 3 需要设计夹具的一个工件 （最大尺寸 80 工件的特征值，属性值，事例索引码和重量在表 1 中列出。 表 1 工件的事例索引码和重量 特征名称 特性值 索引码 重量 夹具类型 车床夹具 1 100 工件形状 块状 9 90 工件材料 中 碳钢 3 70 批量 中批 2 60 工件比例 小 5 60 工件重量 轻 5 60 工件刚度 硬度强 1 60 加工内容 孔 3 80 程序要求 完成加工 3 70 定位方法 三个平面 1 100 夹紧方法 不确定 ？ 90 夹具体 复合 4 80 其他 没有 0 60 7 通 过 查 找 和 计 算 相 似 点 ， 最 相 似 的 事 例 的 事 例 索 引 码是19325513321402000，细节信息在表 2 中列出。 表 2 最相似事例的事例索引码 特征名称 特性值 索引码 夹具类型 车床夹具 1 工件形状 块状 9 工件材料 中碳钢 3 批量 中批 2 工件比例 小 5 工件重量 轻 5 工件刚度 硬度强 1 加工内容 孔 3 程序要求 完成加工 3 定位方法 三个平面 1 夹紧方法 不确定 ？ 夹具体 复合 4 其他 没有 0 相似点的计算如下： 所以夹具的相似尺寸值是 是在事例库中用于设计的最相似的事例，最相似的事例的结构如图 4 所示 8 图 4 最相似的夹具 当成分替代，修改定位模型和夹紧模型，以及调节相关尺寸之后，新的夹具被设计出来，图形如图 6 所示 图 5 需要设计的新夹具 因为在事例库中没有相似夹具，新夹具被储存到事例库中。事例索引码是19325523311402000。 6 结论 基于事例推理，作为一个问题解决的方法，是一个比模仿人类思想的专业系统更有效的方法 ，已经在很多难获取知识的领域里得到发展。基于事例推理的优点如下：它和人类的思想很相似；一个事例库通过保存新事例获得自学能力，它比有惯例库更快更容易，它可以更好的传递和解释新的知识，这和惯例库有 9 很大的不同。基于事例推理中提出的一个夹具设计的框架已经被实行了，使用的是支持基础数据的 ， 脑绘图软件。这个框架也已经和普通成分库和典型夹具库结合起来。这个发展的标准系统，用于航空项目，帮助夹具设计者提高设计效率和重新使用先前的设计资源。 1 O m is on of up on of at of in K K a to of m to im e. a of m e AD ), . is am m to an s So m e of of m s of of m in m it is in of m 613 33”,“？”,“1”,“2”,“A”,“B”,“Z”, *”m ?”0”. s m of e, of 000”is 01”,“002”, to be If it m 00”, er is im of is as ed of es em (m of In m m 2im of e of of if m of s:1)to of )of m 3is of m of of At e e, If of sm If is to of m m of ) )m on m of it is it it to is as 3of 00”e ) If a m it 3Or is 00”,e If a m at If m e m of m of is or m m is of e of m to m p m is in as a is a m an an in m it an m is a im +, as 2m m 机 械 加 工 工 艺 规 程 姓 名 班 级 学 号 指导教师 北华航天 工 业 学 院 机 械 加 工 工 序 卡 片 本工序号 零件图号 名 称 编 制 第 页 指 导 共 页 审 核 工序简图 设 备 名 称 材 料 牌 号 冷 却 液 夹 具 名 称 代 号 工步号 工步内容 工 具 走 刀次 数 走 刀长 度 切 削深 度 进给量 切 削速 度 主 轴转 数 量 具 名称 规格 1 北华航天 工 业 学 院 机 械 加 工 工 序 卡 片 本工序号 零件图号 名 称 编 制 第 页 指 导 共 页 审 核 工序简图 设 备 名 称 材 料 牌 号 冷 却 液 夹 具 名 称 代 号 工步号 工步内容 工 具 走 刀次 数 走 刀长 度 切 削深 度 进给量 切 削速 度 主 轴转 数 量 具 名称 规格 2 北华航天 工 业 学 院 机 械 加 工 工 序 卡 片 本工序号 零件图号 名 称 编 制 第 页 指 导 共 页 审 核 工序简图 设 备 名 称 材 料 牌 号 冷 却 液 夹 具 名 称 代 号 工步号 工步内容 工 具 走 刀次 数 走 刀长 度 切 削深 度 进给量 切 削速 度 主 轴转 数 量 具 名称 规格 3 北华航天 工 业 学 院 机 械 加 工 工 序 卡 片 本工序号 零件图号 名 称 编 制 第 页 指 导 共 页 审 核 工序简图 设 备 名 称 材 料 牌 号 冷 却 液 夹 具 名 称 代 号 工步号 工步内容 工 具 走 刀次 数 走 刀长 度 切 削深 度 进给量 切 削速 度 主 轴转 数 量 具 名称 规格 4 北华航天 工 业 学 院 机 械 加 工 工 序 卡 片 本工序号 零件图号 名 称 编 制 第 页 指 导 共 页 审 核 工序简图 设 备 名 称 材 料 牌 号 冷 却 液 夹 具 名 称 代 号 工步号 工步内容 工 具 走 刀次 数 走 刀长 度 切 削深 度 进给量 切 削速 度 主 轴转 数 量 具 名称 规格 5 北华航天 工 业 学 院 机 械 加 工 工 序 卡 片 本工序号 零件图号 名 称 编 制 第 页 指 导 共 页 审 核 工序简图 设 备 名 称 材 料 牌 号 冷 却 液 夹 具 名 称 代 号 工步号 工步内容 工 具 走 刀次 数 走 刀长 度 切 削深 度 进给量 切 削速 度 主 轴转 数 量 具 名称 规格 6 北华航天 工 业 学 院 机 械 加 工 工 序 卡 片 本工序号 零件图号 名 称 编 制 第 页 指 导 共 页 审 核 工序简图 设 备 名 称 材 料 牌 号 冷 却 液 夹 具 名 称 代 号 工步号 工步内容 工 具 走 刀次 数 走 刀长 度 切 削深 度 进给量 切 削速 度 主 轴转 数 量 具 名称 规格 7 北华航天 工 业 学 院 机 械 加 工 工 序 卡 片 本工序号 零件图号 名 称 编 制 第 页 指 导 共 页 审 核 工序简图 设 备 名 称 材 料 牌 号 冷 却 液 夹 具 名 称 代 号 工步号 工步内容 工 具 走 刀次 数 走 刀长 度 切 削深 度 进给量 切 削速 度 主 轴转 数 量 具 名称 规格 8 北华航天 工 业 学 院 机 械 加 工 工 序 卡 片 本工序号 零件图号 名 称 编 制 第 页 指 导 共 页 审 核 工序简图 设 备 名 称 材 料 牌 号 冷 却 液 夹 具 名 称 代 号 工步号 工步内容 工 具 走 刀次 数 走 刀长 度 切 削深 度 进给量 切 削速 度 主 轴转 数 量 具 名称 规格 9 北华航天 工 业 学 院 机 械 加 工 工 序 卡 片 本工序号 零件图号 名 称 编 制 第 页 指 导 共 页 审 核 工序简图 设 备 名 称 材 料 牌 号 冷 却 液 夹 具 名 称 代 号 工步号 工步内容 工 具 走 刀次 数 走 刀长 度 切 削深 度 进给量 切 削速 度 主 轴转 数 量 具 名称 规格 10 北华航天 工 业 学 院 机 械 加 工 工 序 卡 片 本工序号 零件图号 名 称 编 制 第 页 指 导 共 页 审 核 工序简图 设 备 名 称 材 料 牌 号 冷 却 液 夹 具 名 称 代 号 工步号 工步内容 工 具 走 刀次 数 走 刀长 度 切 削深 度 进给量 切 削速 度 主 轴转 数 量 具 名称 规格 11 北华航天 工 业 学 院 机 械 加 工 工 序 卡 片 本工序号 零件图号 名 称 编 制 第 页 指 导 共 页 审 核 工序简图 设 备 名 称 材 料 牌 号 冷 却 液 夹 具 名 称 代 号 工步号 工步内容 工 具 走 刀次 数 走 刀长 度 切 削深 度 进给量 切 削速 度 主 轴转 数 量 具 名称 规格 12 1 开题报告 一 课题的意义、研究对象、特点 本课题通过分析 油阀座 的结构特点和加工要求，制定一套较合理的加工工艺规程，从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。首先分析零件的结构，并明确其各种加工要求，本课程主要是对孔加工有一定的技术要求，然后查阅有关资料，汲取前人的经验，制定出符合定位原理及加工要求的夹具模型，运用 件不断对其进行模型优化，而后回到生产实践中，检测并完善所设计的夹具。 二 夹具设计的要求 本文主要是对专用夹具的设计，其基本要求如下：设计夹具必须满 足工艺要求，结构性能可靠、使用安全，操作方便，有利于实现优质、高产、低耗，改善劳动条件，提高标准化、通用化、系列化水平。要深入现场，联系实际，确定设计方案时，应广泛听取老师的意见和建议。具有良好的结构工艺性，即所设计的夹具应便于制造、调整、维修，切便于切屑的清理、排除。夹具设计必须保证图样清晰、完整、正确、统一。 三 设计夹具的依据 工装设计任务书工件的工艺规程；产品图样和技术要求等有关国家标 2 准、行业标准和企业标准国内外典型工装图样和有关资料生产技术要求。 四 设计夹具的程序内容 明确设计任务；熟悉被加 工件的图样；弄清楚被加工件在产品中的作用、结构特点、主要加工表面和技术要求；了解被加工件的材料、毛胚种类、特点、重量和外形尺寸等。分析被加工件的工艺规程；核对夹具设计任务书；收集资料，深入调研；收集企业内外有关资料，并进行必要的工艺实验，尽量使所设计的夹具结构完善、合理。 五 夹具的设计过程 1） 分析构想 根据零件 (加工件 )的设计图和工序图，分析工件的结构特点、材料、热处理情况及本工序加工的技术要求，再根据本厂本车间设备情况、加工能力，建立所需制造夹具的初步构想 . 2） 绘制草图 将初步构想的夹具和工件轮廓尽量按 1:1 的比例以徒手为主绘在方格纸上 (每小格 1 毫米的计算纸 )。利用计算纸作草图，图样大小随之可见 主视图及工件的轮廓位置应和加工时相同。根据六点定位原则确定夹具所用定位元件，并绘在草图上 ;绘出夹紧元件或装置 ;绘出引导元件或对刀装置 ;绘出夹具体 ;绘出其他辅助部分。 3） 绘装配图 根据草图绘出装配图 (总装图 )。夹具装配图和一般装配图略有不同 : 3 图中为了突出夹具的结构 定以双点划线绘出工件轮廓且将其看做是透明体，不遮挡夹具结构。装配图上标注的各检验尺寸的公差应注为对称公差。这些对称公差的大小确定原则是 : 夹具公差取工序要求公差的 1/21/5，当工序要求为自由公差时 . 1 标注。 4） 绘夹具零件图 装配图中除市场上能买到的标准件之外的零件都要绘零件图。在确定这些零件的尺寸、公差及技术条件时应注意满足夹具总图的要求。设计人员还应关心夹具零件的制造过程、装配过程及生产实用情况，以便发现问题随时改进使之达到更理想的地步。 六 专用机床夹具的组成 其种类繁多，可概括为四部分： 1） 定位元件：用来确定工件在夹具中的正确位置。 2） 夹紧装置，将工件夹紧夹牢，保证工件在加工过程中的正确位置不变，它包括夹紧元件或其组合以及动力源。 3）夹具体，是机床夹具的基础件，将夹具的所有部分连接成一个整体。 4） 其他装置或元件，是除上述三部分外的所有其他装置或者元件，如分度装置、导向元件和夹具和机床之间的连接元件等。 4 七 夹具发展的趋势 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展 。 八 课题的研究进度 1 查阅文献，英文资料 1 周 2 零件的图纸表达及结构分析 3 周 3 加工工艺路线设计与优化 2 周 4 夹具的结构设计 4 周 5 相关计算 2 周 5 工 艺 过 程 卡 产品型号 （部）件图号 共 1 页 产品名称 油阀座 零（部）件名称 第 1 页 材料牌号 坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 232 176 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工 序 内 容 车间 设备 工段 工 艺 装 备 工 时 铸造 铸 时效 热 涂底漆 表 1 粗铣 63面和 32面 金工 专用铣夹具 2 精铣 63， 精铣 32，保证长度 55工 专用 铣 夹具 3 精铣 24，保证至定位基准长度为 工 专用铣夹具 4 钻 3通孔，保证长度 22 5通孔，保证长度 6 2通孔，保证长度 1422 金工 组合机床 专用 钻 夹具 5 钻 2通孔 ,至端面 63于 14焊封其孔 金工 组合机床 专用钻夹具 6 钻 金工 专用 钻 夹具 7 扩孔 22 金工 专用钻夹具 8 扩孔 16证 工 专用钻夹具 9 攻螺纹 ,保证长度为 20，并孔口倒角 1*45，且 32端面倒角 1*45 金工 专用车夹具 10 镗 24面 度为 金工 专用钻夹具 11 在 24面上精铣 135的缺口 ,其深度为 4铣缺口 金工 专用铣夹具 12 检验 检 13 入库 编 制 审 核 会 签 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标 记 处数 更改文件号 签 字 日 期 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 1 毕业设计报告 毕业设计题目： 油阀座 学 生 姓 名： 学 生 班 级： 学 生 学号： 指 导 教 师： 指导教师职称： 北 华 航 天 工 业 学 院 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 2 机械制造工艺及机床夹具设计 毕业设计报告 报告题目： “油阀座”的机械加工工艺规程及夹具设计 作者所在系部： 作者所在专业： 机械设计与制造 作者所在班级： 作 者 姓 名 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 3 目 录 摘要 （ 3） 开题报告 (5) 引言 （ 9） 绪论 （ 10） 第一章 零件的分析 （ 11） 件的生产类型 （ 11） 件的作用 （ 11） （ 11） 第二章 工艺规程设计 （ 11） 定毛坯 （ 11） （ 12） （ 12） 、量具 （ 13） （ 13） （ 13） 第三章 夹具的设计 （ 21） 夹具设计 （ 21） 夹具设计 （ 21） 第四章 夹具的概述 （ 23） （ 23） 具的组成 （ 24） 件夹紧的基本要求 （ 25） 具的发展趋势 （ 25） 结论 （ 26） 致谢 （ 26） 参考文献 （ 27） 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 4 摘 要 制造业中尤其是机械制造业，在产品生产过程中按照特定工艺，不论其生产规模如何，都需要种类繁多的工艺装备，而制造业产品的质量、生产率、成本无不与工艺装备有关。 随着不规则形状零件在现代制造业中的广泛应用，如何保证这类零件的加工精度就显得尤为重要。本文通过分析注油器油阀座零件的结构特点和加工要求，制定了一套较合理的夹具设 计，从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。对于夹具设计来说，最重要的就是定位、夹紧方案的确定。通过对各种定位夹紧装置的分析比较，选择并组合了一套既能够满足加工要求的，又比较简洁的装置。同时，通过对一系列定位误差和夹紧力的计算， 验证了该零件的加工是可以保证其要求的精度的，它的加工误差在规定的范围内。通过夹紧力的计算，也验证了零件在被夹紧的前提下，它受到的夹紧力也并不大，满足夹具设计所要求的既要保证一定的夹紧力不使工件在加工过程中发生位移，但同时又不能过大致使工件发生变形。 关键词 ：工艺装备，夹具设计，定位，夹紧 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5 In in in in of of a of of in in a of to of of is of of of of of a so as to of an is By a of a of to of At a of of of is to in to in on of it by is to to a of to at to 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 6 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 7 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 8 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 9 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 10 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 11 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 12 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 13 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 14 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 15 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 16 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 17 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 18 开题报告 一 课题的意义、研究对象、特点 本课题通过分析 油阀座 的结构特点和加工要求，制定一套较合理的加工工艺规程，从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。首先分析零件的结构，并明确其各种加工要求，本课程主要是对孔加工有一定的技术要求，然后查阅有关资料，汲取前人的经验，制定出符合定位原理及加工要求的夹具模型，运用 件不断对其进行模型优化，而后回到生产实践中，检测并完善所设计的夹具。 二 夹具设计的要求 本文主要是对专用夹具的设计，其基本要求如下：设计夹具必须满足工艺要求，结构性能可靠、使用安全，操作方便，有利于实现优质、高产、低耗，改善劳动条件，提高标准化、通用化、系列化水平。要深入现场，联系实际，确定设计方案时，应广泛听取老师的意见和建议。具有良好的结构工艺性，即所设计的夹具应便于制造、调整、维修，切便于切屑的清理、排除。夹具设计必须保证图样清晰、完整、正确、统一。 三 设计夹具的依据 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 19 工装设计任务书工件的工艺规程；产品图样和技术要求等有关国家标准、行业标准和企业标准国内外典型工装图样和有关资料生产技术要求。 四 设计夹具的程序内容 明确设计任务；熟悉被加工件 的图样；弄清楚被加工件在产品中的作用、结构特点、主要加工表面和技术要求；了解被加工件的材料、毛胚种类、特点、重量和外形尺寸等。分析被加工件的工艺规程；核对夹具设计任务书；收集资料，深入调研；收集企业内外有关资料，并进行必要的工艺实验，尽量使所设计的夹具结构完善、合理。 五 夹具的设计过程 1） 分析构想 根据零件 (加工件 )的设计图和工序图，分析工件的结构特点、材料、热处理情况及本工序加工的技术要求，再根据本厂本车间设备情况、加工能力，建立所需制造夹具的初步构想 . 2） 绘制草图 将初 步构想的夹具和工件轮廓尽量按 1:1 的比例以徒手为主绘在方格纸上 (每小格 1 毫米的计算纸 )。利用计算纸作草图，图样大小随之可见 主视图及工件的轮廓位置应和加工时相同。根据六点定位原则确定夹具所用定位元件，并绘在草图上 ;绘出夹紧元件或装置 ;绘出引导元件或对刀装置 ;绘出夹具体 ;绘出其他辅助部分。 3） 绘装配图 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 20 根据草图绘出装配图 (总装图 )。夹具装配图和一般装配图略有不同 :图中为了突出夹具的结构 定以双点划线绘出工件轮廓且将其看做是透明体，不遮挡夹具结构。装配图上标注 的各检验尺寸的公差应注为对称公差。这些对称公差的大小确定原则是 : 夹具公差取工序要求公差的 1/21/5，当工序要求为自由公差时 . 1 标注。 4） 绘夹具零件图 装配图中除市场上能买到的标准件之外的零件都要绘零件图。在确定这些零件的尺寸、公差及技术条件时应注意满足夹具总图的要求。设计人员还应关心夹具零件的制造过程、装配过程及生产实用情况，以便 发现问题随时改进使之达到更理想的地步。 六 专用机床夹具的组成 其种类繁多，可概括为四部分： 1） 定位元件：用来确定工件在夹具中的正确位置。 2） 夹紧装置，将工件夹紧夹牢，保证工件在加工过程中的正确位置不变，它包括夹紧元件或其组合以及动力源。 3）夹具体，是机床夹具的基础件，将夹具的所有部分连接成一个整体。 4）其他装置或元件，是除上述三部分外的所有其他装置或者元件，如分度购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 21 装置、导向元件和夹具和机床之间的连接元件等。 七 夹具发展的趋势 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效 、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展 。 八 课题的研究进度 1 查阅文献，英文资料 1 周 2 零件的图纸表达及结构分析 3 周 3 加工工艺路线设计与优化 2 周 4 夹具的结构设计 4 周 5 相关计算 2 周 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 22 油阀座零件 工艺规程及工装设计 0 引言 夹具是涵盖了从加工到组装的几乎所有操作过程的一种装夹设备。装夹最重要的标准是位置精度、工件稳定性、最小工件变形和最小位移，以及夹具和切割工具之间无干涉等要求。由于大量的加工操作需要装夹，夹具设计在制造系统中就变得非常重要，它直接影响加工质量，生产率和制造成本。 在机床上加工工件时，为了保证工件在该工序所加工的表面能达到图纸上规定的尺寸及位置精度等技术要求，必须使得工件相对于刀具和机床占有正确的加工位置（即工件的定位），并把工件压紧夹牢，以便在加工过程中，工件受到切削力、离心力 的作用及冲击、振动等影响时，能保持这个确定了的位置稳定不变（即工件的夹紧）。在机床上对工件进行定位和夹紧，称做装夹。一切能使工件在机床上实现定位和夹紧的工艺装置，一般称为机床夹具，简称夹具。 机床夹具按专门化程度分通用夹具、专用夹具、可调整夹具、专门化拼装夹具和自用化生产用夹具。通用夹具是指已经标准化，且具有较大适用范围的夹具。它由专业厂生产供应，有的已作为机床附件与通用机床配套，这类夹具主要用于单件小批生产。专用夹具是根据零件工艺机械加工过程中的某一道工序而专门设计的夹具。由于不考虑通用性，故结构紧凑、操 作方便。这类夹具可保证高的加工精度和生产率。但这类夹具的针对性很强。本文通过分析注油器油阀座零件的结构特点和加工要求，制定了一套较合理的夹具设计，从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。对于夹具设计来说，最重要的就是定位、夹紧方案的确定。通过对各种定位夹紧装置的分析比较，选择并组合了一套既能够满足加工要求的，又比较简洁的装置。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 23 绪 论 代制造技术和工艺 现代制造技术包括材料、工艺 、设计、制造、管理等方面的新兴技术，现代制造技术的应用是中国制造业发展的脊梁，机械制造业是国民经济最重要的基础产业，而机械制造技术的不断创新则是机械工业发展的技术基础和动力。现代制造技术是以传统制造技术与计算机技术、信息技术、自动控制技术等现代高新技术交叉融合的结果，是一个集机械、电子、信息、材料与管理技术于一体的新型交叉学科，它使制造技术的技术内涵和水平发生了质的变化。因此，凡是那些能够融合当代科学进步的最新成果，最能发挥人和设备的潜力，最能体现现代制造水平的制造技术均称为现代制造技术，它给传统的机械制造 业带来了勃勃生机。现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上：一是精密工程技术，以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表，将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代；二是机械制造的高度自动化，以 机械制造工艺是各种机械的制造方法和过程的总称。其研究对象是机械产品的制造工艺，包括零件加工和装配两方面。工艺是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程，是生产中最活跃的因素，落实在由工件、刀具、机床、夹具所构成的工艺系统中，和生产实际联系十分紧密。 的生产特点 随着科学技术的进步和生产的发展，国民经济各部门要求机械工业不断提供先进的技术装备，研制新的产品品种，以满足国民经济持续发展和人民生活不断提高的需要。这样促使机械工业的生产形式发生了显著的变化：多品种、中小批量生产逐渐占了优势。许多先进的工业国家的统计资料表明，在现代机械工业中约有 80%的企业是属于这种生产类型的。 多品种中小批量的生产特点就是企业生产的产品品种多，而各种产品的批量不大。特别是近代科学新技术的应用使产品更新换代的周期愈来愈短。往往一种产品持续生产三至五年便被新的产品所取代。这 样原来传统的生产技术准备工作很不适应这种新的生产特点，而产生以下的主要问题： （ 1）一般小批量生产采用先进的工艺方法和专用工艺装备是不经济的。但对高、精、尖产品而言不采用这种手段无法达到规定的技术要求。 （ 2）现行的生产技术准备工作，一般都需要较长的时间，花费的人力、物力较 1 零件的分析 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 24 件的生产类型 该油阀座的实际生产纲领： N=1+ + ） =5 1 （ 1+3%+1%） =件） 该零件的生产规模划规为大批量生产。 零件的作用 油阀座是凿 岩机注油器上的重要零件。左端通过 与主机联接；右端以 63圆定位与油壶壳体相连，一管套穿过油壶壳体与 焊接，高压气体从左端进入阀座，在负压作用下，油壶内油从 2流至 22与高压气体混合后成雾状从管道喷出。 16装入油量调节装置，缺口标志油量调节范围。 零件的工艺分析 由零件图得知其材料为 材料具有较高的强度，耐磨性，耐热性及件振性；适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。 该零件上的主要加工面为表面轮廓，两端面，三个平衡孔和主轴 孔。 该零件表面轮廓应在一次装夹下同时加工出来。该零件三个平衡孔应在一次装夹下同时加工出来。 有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可达到的，零件的结构工艺性也是可行的。 2 工艺规程设计 确定毛坯 根据零件材料确定毛坯为铸件。通过计算，该零件质量约为 11坯的铸造方法选用砂型机器造型（表 1）。又由于主轴孔和三个平衡孔均需铸出，故还应安放型芯。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。 主要毛坯尺寸及公差 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 表面 轮廓尺寸 63 4+4 71 两端面 55 6+6 67 平衡孔 16 5 5 10 5 主轴孔 22 6 16 表 1 毛坯制 造方最大 重量 N 最小壁后 状的 复杂性 材 料 生产 方式 精度等级 寸公差 值 / 面 粗造度 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 25 法 手工砂 型铸造 不限制 3 5 最复杂 铁碳合金属、有 色金属及其合金 单件生产及小批生产 14 16 1 8 机械砂型铸造 至 2500 3 5 最复杂 同上 大批 生产 及大量生产 14 级 左右 1 3 其他 手工砂型铸造 余量大，一般为 1 10砂眼和气泡造成的废品率高；表面有结砂硬皮，且结构颗粒大；适用铸造大件；生产率很多 机械砂型铸造 生产率比手制砂型高数倍至数十倍；设备复杂；但要求工人的技术低；适于制造中小型铸件 定位基准的选择 精基准的选择：油阀座的主轴孔既是装配基准又是设计基准，用它作精基准，能使加工遵循 “ 基准重合 ” 的原则；其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“ 基准统一 ” 的原则。 粗基准的选择：选择油阀座的表面作粗基准。 最先进行机械加工的表面是精基准主轴孔。 加工工艺路线 工序号 工 序 内 容 铸造 时效 涂底漆 10 粗铣 63 面和 32 面 20 精铣 63 面，精铣 32，保证长度 55 30 精铣 24，保证至定位基准长度为 0 钻 3 通孔，保证长度 22，钻 5 通孔，保证长度 6，钻 2 通孔，保证长度 14 50 钻孔 2 为通孔，至 端面 63 于 14，并焊封其孔口扩孔 22 60 钻 0 扩孔 22 80 扩孔 16证 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 26 90 通孔攻螺纹 ，保证长度为 20，并孔口倒角 1*45，且 32 端面倒角 1*45。 100 镗 24 面 度为 10 在 24 面上粗铣 135 的缺口，其深度为 4，精铣缺口 120 检验 130 入库 选择加工设备及刀、夹、量具 由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用 机床。其生产方式为通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床的传送均由人工完成。 粗铣 63和 32 选择 能铣床，专用铣夹具，百分表。 精铣 63 3孔，保证长度 22 5 通孔，保证长度 6 2 通孔，保证长度 14择 能铣床和 式钻床。 夹住 63铣 32，保证长度 55用 能铣床。 扩孔 22择组合机床， 专用扩孔刀和铰孔刀，百分表。 精铣 24，保证至定位基准长度为 选择 能铣床。 钻 择专用钻夹具， 式钻床。 扩孔 16证 用组合机床。 镗 ,距 24 面 度为 2 通孔 ,至端面 63 于 14焊封其孔口，选用 用车夹具。 在 24 面上精铣 135的缺口 ,其深度为 4铣缺口，采用 能铣床。 机械加工余量、工序尺寸 “油阀座”零件材料为 ，硬度 207 241坯重量约为 11产类型为大批量生产，采 用砂型机器造型毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸如下： 1. 63 面和 32 面 考虑其加工长度为 55其联结的非加工外圆表面直径为 32简化模锻毛坯的外形尺寸，现在直接取其外圆表面直径为 3232 面为自由尺寸公差，m,此面余量 52. 钻 53 2 孔 16 的孔 四内孔精度要求 11 m 参照机械制造工艺设计简明手册确定工序尺寸及余量为： 钻孔： 532 孔： 16 2Z=确定切削用量及基本工时 工序 10：粗铣 63 面和 32 面 1. 加工条件 工件材料： 45 钢， 砂型机器造型。 加工要求：粗铣 63 面及 32 面。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 27 机床： 能铣床。 刀具：刀片材料 径 63长 80径 27角（。） 15 ,后角（。）12 ,螺旋角 ( )40 45，齿数（ z） 6。 2. 计算切削用量 所选用刀具为高速钢圆柱形铣 刀。铣刀直径 d=63度 L=80数 z=6. 3. 决定每齿进给量 据表 卧式铣床的功率为 艺系统刚性为中等，粗辞铣刀加工钢料，查得每齿进给量 z。现取 z。 4. 选择铣刀磨钝标准几耐用度 根据表 柱形铣刀粗加工钢料，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 刀直径 d=63用度 T=120 5. 决定切削速度 v 和工作台每分钟进给量 据表 式计算： 式中：3,6,63,/3m 180,16i n/470m i n/i n/i n/根据 卧式铣床主轴转速，选择 n=475r/s 实际切削速度 v=s 工作台每分钟进给量为 6 60mm/2mm/据 铣床工作台 进给量，选择 5mm/实际的每齿进给量为： 0675=z 6. 效验机床功率 根据计算公式，铣削时的功率（单位 1000买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 28 3 ， f ， p 63 ， 30 ， 6Z 1000C =62 铣床主电动机的功率为 所选切削用量可以采用。 所确定的切削用量为 i n/4 7 5m i n ,/75,/ 7. 基本时间 根据公式 1 式中 4m i n ,/75,4,1,63,63,1)(,63 2111475 4263 序 20：精铣 63 面和 32 面 1. 切削用量 所选刀具为高速钢圆柱形铣刀。 D=63=80mm,z=62 型铣床。 2. 确定每齿进给量 根据表每转进给量 r,现取 mm/r,则 3. 选择铣刀磨钝标准及耐用度 铣刀后齿刀面最大磨损量为 用度 T=1704. 决定切削速度 v 和工作台每分钟进给量 算，得 v=n=597r/s 根据 床主轴转速，选择 N=600r/0r/s 实际切削速度 v=s 工作台每分钟进给量为 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 29 0mm/据 床工作台进给量，选择 60mm/实际的每齿进给量为 z 5 基本时间 144s 工序 40、 50：钻 2、 3、 5 的孔 1 切削用量 刀具选用直柄麻花钻，直径 d=2、 3、 5用切削液。 2 确定进给量 f 由于孔径很小，宜采用受动进给。 3 选择钻头磨钝标准几耐用度 根据切削手册钻头后刀面最大磨损量为 用度 T=15 4 确定切削速度 v 根据表 定进给量 f=r 。由表 查得v=s,n=400r/ 据 式钻床机床说明书选择主轴实际的转速即可。 5 基本时间的确定 钻孔基本时间 20s。 工序 60：钻 孔 1 钻孔 定进给量 f: 根据切削手册 当钢的 b800d= ，f=r。由于本零件在加工 时属于低钢度零件， F=( mm/r） 根据 床说明书，现取 f=r。 切削速度：根据切削手册表 得切削速度 v=18m/以 m i n )/22925 181 0 0 01 0 0 0 rd vn 根据机床说明书，取95r/实际切削速度为 m i n )/ 0 0 1 9 5251 0 0 0 r 切削工时 ,20,3 21 ( m i n ) 53203211 0、 80：扩孔 1 扩孔 22， 16 采用刀具： 22， 16 专用扩孔钻。 2 22 孔 进给量： f=( mm/r) 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 30 查机床说明书，取 f=r 机床主轴转速：取 n=80r/其切削速度 v=动工时 ,3,25321 ( m i n )3251 16 进给量： f=( mm/r） 查机床说明书，取 f=r 机床主轴转速：取 n=80r/其切削速度 v=动工时 ,3, t= 工序 90：车螺纹 1 车螺纹 2. 切削速度的计算 刀具寿命 T=60用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹刀次数 i=4;精车螺纹到次数 i=2 。 m (1cv , 距 kM 所以粗车螺纹时： m i n)/(11.0 精车螺纹时 m i n)/(11.0 3 确定主轴转速 粗车螺 纹时 m i n )/rD vn c （ 按机床说明书取 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 31 n = 235r/际切削速度 车螺纹时 m i n )/(70226 rD vn c 按机床说明书取 n=750r/际切削速度 v= 切削工时 取切入长度 1 粗车工时 42235 32211 精车工时 ( m 0 32211 所以车螺纹总工时 t= 21 =序 100：镗槽 1 镗沟槽 定镗沟槽的切削用量 选用镗杆，采用手动进给，主轴转速 n=40r/s,切削速度 v=s 工序 110：粗、精铣 135槽 1. 计算切削用量 所选用刀具为高速钢直柄立铣刀。铣刀直径 d=5度 L=5数 z=3 2. 决定每齿进给量 据表 卧式铣床的功率为 艺系统刚性为中等，粗辞铣刀加工钢料，查得每齿进给量 z。现取 z。 3 选择铣刀磨钝标准几耐用度 根据表 柄立铣刀粗加工钢料，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 刀直径 d=5用度 T=60 4 决定切削速度 v 和工 作台每分钟进给量 据表 式计算： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 32 式中：,3,4,/m 60,i n/470m i n/i n/i n/根据 卧式铣床主轴转速，选择 n=475r/s 实际切削速度 v=s 工作台每分钟进给量为 6 60mm/6mm/据 铣床工作台进给量，选择 6mm/实际的每齿进给量为： 0336=z 5 效验机床功率 根据计算公式，铣削时的功率（单位 1000 ， f ， ， 0 ， 3Z 1000C =62 铣床主电动 机的功率为 所选切削用量可以采用。 所确定的切削用量为 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 33 i n/4 7 5m i n ,/36,/ 6 基本时间 根据公式 1 式中 4m i n ,/36,4,2,5,4,1)(,4 2111436 424 6s 7 切削用量 所选刀具为高速钢 直柄立 铣刀。 D=5=4mm,z=选用 铣床。 8 确定每齿进给量 根据表每转进给量 r,现取 r,则 9 选择铣刀磨钝标准及耐用度 铣刀后齿刀面最大磨损量为 用度 T=6010 决定切削速度 v 和工作台每分钟进给量 算，得 v=n=597r/s 根据 床主轴转速，选择 N=600r/0r/s 实际切削速度 v=s 工作台每分钟进给量为 8mm/据 床工作台进给量，选择 20mm/实际的每齿进给量为 z 11 基本时间 48s 3 夹具设计 1、钻夹具设计 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 34 这次设计的夹具为第 40 道工序和第 50 道工序 5， 2 孔夹具。该夹具适用于 转式钻。 1 确定设计方案 这道工序所加工的孔在 63 面与 55 面上，且与 63 面垂直，按照基准重合原则并考虑到目前只有 63 面经过加工，为避免重复使用粗基准，应以 55 面定位，而 55 面上的2 孔也与此相应。又为避免钻头引偏， 5 孔与一 2 孔应在 63 面上钻孔，而另一2 孔在 55 面上钻孔，这就要求钻孔是面朝上，这给装夹工件带来了一定麻烦。 从对 工件的结构形状分析，需在工件中装上锁紧螺母，定位夹紧都比较稳定可靠，也容易实现，外围须加上外框，设置成翻转式。在此框架上还须加上一个固定 V 形块。夹具以夹具体安装面和定位孔，定位销定位， V 形块定位，用锁紧螺母联接。 工件以外框（外框为翻转式）在夹具上定位，限制了 3 个自由度，
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