【正文】 ................... 40 夾具的裝配 .................................................. 40 夾具的裝配順序 .............................................40 夾具的調(diào)整 ............................................ 41 結(jié)論 ..................................................................... 43 參考文獻(xiàn) ................................................................. 44 致謝 ..................................................................... 45 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 引言 夾具是機(jī)械 制造廠里使用的一種工藝裝備，分為機(jī)床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗(yàn)夾具等。對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工要求，首先要使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過(guò)程中不因外力的影響而變動(dòng)。為此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝夾好。用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點(diǎn)： （ 1）能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 （ 2）能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要?jiǎng)澗€找正，可顯著地減 少輔助工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 （ 3）能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍 （ 4）能降低成本。 課題研究目的 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)完了大學(xué)四年的相關(guān)專業(yè)知識(shí)、進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過(guò)設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過(guò)去所學(xué)過(guò)的全部課程進(jìn)行機(jī)械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力，為以后走上工作崗位進(jìn)行一次綜合性的訓(xùn)練和準(zhǔn)備。其目的主要在于： 1）培養(yǎng)解決機(jī)械加工 工藝問(wèn)題的能力。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，熟練運(yùn)用所學(xué)機(jī)械相關(guān)課程正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝尺寸確定等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。 2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過(guò)夾具設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，能根據(jù)被加工零件的加工要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬定夾具設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具。 3）培養(yǎng)熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。 4）進(jìn)一步培養(yǎng)識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫(xiě)技術(shù)文件等基本技能。 課題研究?jī)?nèi)容 本次課題題目 為“齒輪油泵機(jī)械加工工藝及工藝裝備設(shè)計(jì)與數(shù)控仿真”經(jīng)與指導(dǎo)老師協(xié)商，由我對(duì)滑油泵體的加工中心加工的專用夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)對(duì)加工零件的三維建模和對(duì)加工部位的分析，查閱資料編寫(xiě)其加工工藝過(guò)程，與老師討論其合理性，最終安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 確定加工中心專用夾具方案，夾具采用的是一面兩孔定位，考慮到經(jīng)濟(jì)及生產(chǎn)率問(wèn)題，夾緊裝置采用的是氣動(dòng)鉸鏈板聯(lián)動(dòng)夾緊裝置。之后畫(huà)出夾具的裝配圖及其零件圖并進(jìn)行三維建模和裝配，另因?yàn)榇肆慵閿?shù)控加工故需要對(duì)其編寫(xiě)一套數(shù)控加工程序。 課題研究現(xiàn)狀 由于齒輪泵在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，因此，吸引了大量學(xué) 者對(duì)其進(jìn)行研究。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于齒輪泵的研究主要集中在以下方面： (1)齒輪參數(shù)及泵體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)； (2)齒輪泵間隙優(yōu)化及補(bǔ)償技術(shù)； (3)困油沖擊及卸荷措施； (4)齒輪泵流量品質(zhì)研究； (5)齒輪泵的噪聲控制技術(shù)； (6)輪齒表面涂覆技術(shù)； (7)齒輪泵的變量方法研究； (8)齒輪泵的壽命及其影響因素研究； (9)齒輪泵液壓力分析及其高壓化的途徑； (10)水介質(zhì)齒輪泵基礎(chǔ)理論研究。 提高齒輪泵的工作壓力是齒輪泵的一個(gè)發(fā)展方向，而提高工作壓力所帶來(lái)的問(wèn)題是： (1)軸承壽 命大大縮短； (2)泵泄漏加劇，容積效率下降。 產(chǎn) 生這 2 個(gè)問(wèn)題的根本原因在于齒輪上作用了不平衡 的徑向液壓力，并且工作壓力越高，徑向液壓力越大。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)以上 2 個(gè)問(wèn)題所進(jìn)行的 研究是： (1)對(duì)齒輪泵的徑向間隙進(jìn)行補(bǔ)償； (2)減小齒輪泵的徑向液壓力，如優(yōu)化齒輪參數(shù)、縮小排液口尺寸等； (3)提高軸承承載能力，如采用復(fù) 合材料滑動(dòng)軸承代替滾針軸承等。但這些措施都沒(méi)從根本上解決問(wèn)題。 2 零件的分析 零件的作用 齒輪油泵在泵體中裝有一對(duì)回轉(zhuǎn)齒輪，一個(gè)主動(dòng)，一個(gè)被動(dòng)，依靠?jī)升X輪的相互嚙合，把泵內(nèi)的整個(gè)工作腔分兩個(gè)獨(dú)立的部分 即 吸入腔 和 排出腔。齒輪油泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 主動(dòng)齒輪帶動(dòng)被動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，當(dāng)齒輪從嚙合到脫開(kāi)時(shí)在吸入側(cè)就形成局部真空，液體被吸入 ， 被吸入的液體充滿齒輪的各個(gè)齒谷而帶到排出側(cè)，齒輪進(jìn)入嚙合時(shí)液體被擠出，形成高壓液體并經(jīng)泵排出口排出泵外 ?；捅皿w與兩個(gè)齒輪的輪齒形成封閉的空間組成 吸入腔 和 排出腔 ，從而使 低壓液體變成高壓液體排出齒輪內(nèi)腔。 零件的工藝分析 通過(guò)對(duì)該零件的審查及重新繪制，零件材料為 HT150，容易鑄造，故易得到毛坯，各加工表面的精度及表面粗糙度值要求較高，且各表面間的相互位置關(guān)系要求也較高，現(xiàn)將其主要加工表面及位置要求分述于下： 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 （ 1） 零 件的大小端面間的距離有一定的要求，其間距為 58mm 且還要保證大端面與其背面間的距離為 10mm。兩端面的粗糙度值要求為 且兩平面間平行度公差為，故加工時(shí)兩面需要研磨。 圖 11 滑油泵體三維圖 圖 12 滑油泵體二維圖 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 （ 2） 以小端面為定位加工的部位。大端面上的四個(gè)錐銷孔及其本身的加工均要以小端面為定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。 （ 3） 以大端面為定位的加工部位。大端面的背面上 4 248。12 處锪平 248。20，小端面上 4 248。12 及 2 248。5 的錐銷孔深 20mm，另外還要加工中間孔 248。4 248。22 和 248。52，兩個(gè)248。48 的孔的軸線與底面 的垂直度公差為 。左端面上的 248。20 的通孔及其倒角和面上兩 M10螺紋孔也是采用大端面為定位精準(zhǔn)的，右端面同樣如此。 由以上的分析可以得到，先在普通機(jī)床上加工大小端面作為以后加工的精準(zhǔn)，然后再將大端面背面上的 4 248。12 的通孔鉆出，之后除大端面上的四個(gè)錐銷孔外，所有的加工均在加工中心機(jī)上完成，采用專用夾具定位和夾緊。 零件生產(chǎn)類型的確定 根椐參考文獻(xiàn) [1]第一頁(yè)，機(jī)器零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算 : )1( ?? ???? nNN 零 式中 : 零N :機(jī)器零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)； N :機(jī)器產(chǎn)品在計(jì)劃期內(nèi)的產(chǎn)量； n :每臺(tái)機(jī)器產(chǎn)品中該零件的數(shù)量； ? :備品率； ? :平均廢品率。 依設(shè)計(jì)題目知：該零件的產(chǎn)量 N=30000臺(tái) /年， n=1件 /臺(tái)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率 ?和廢品率 ? 分別取 10%和 1%；從而有 )1( ?? ???? nNN 零 3 0 0 0 0 1(1 1 0 % 1 % )? ? ? ?=33300件 /年 該零件是齒輪油泵上的滑油泵體，根椐參考文獻(xiàn) [2]第 7頁(yè)表 21可知其屬于輕型零件，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 3 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 確定毛坯的制造形式 毛坯的生產(chǎn)方式有鑄造、鍛造、焊接、軋制等。毛坯的選擇是否恰當(dāng)將直接影響機(jī)械加工工藝過(guò)程、零件質(zhì)量、成本和生產(chǎn)率，因此必須根據(jù)零件的材料、形狀、尺寸、技術(shù)要求和生產(chǎn)類型等因素，正 確選擇毛坯。 根據(jù)題目知： 零件材料為灰鑄鐵 HT150，具有良好的可鑄性，抗壓性能好，并具有一定的吸振性，在一般情況下，生產(chǎn)批量較大時(shí)，采用鑄件就比較經(jīng)濟(jì)。由于零件產(chǎn)量安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 為 30000件 /年，屬于大批量生產(chǎn)，故選擇鑄造毛坯。從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。鑄造類型 根椐《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》第 498頁(yè)選用金屬模機(jī)器造型。 表 21 生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系 生 產(chǎn) 類 型 同類零件的年產(chǎn)量 /件 重型（零件質(zhì)量大于2020kg） 中型（零件質(zhì)量100～ 200kg） 輕型（零件質(zhì)小 于100kg） 單件生產(chǎn) 〈 5 〈 20 〈 100 成批生產(chǎn) 小批生產(chǎn) 5～ 100 20～ 200 100～ 500 中批生產(chǎn) 100～ 300 200～ 500 500～ 5000 大批生產(chǎn) 300～ 1000 500～ 5000 5000～ 50000 大 量 生 產(chǎn) 〉 1000 〉 5000 〉 50000 基準(zhǔn)的選擇 正確的選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工藝過(guò)程的一項(xiàng)重要內(nèi)容，選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工 工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢。 粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于零件粗加工而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取工件大端面的背面作為粗基準(zhǔn)，加工大端面。加工時(shí)采用三面定位，即用面 A、 C、 P進(jìn)行定位。 精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則，主要考慮基準(zhǔn)重合問(wèn)題，對(duì)于本零件選用結(jié)合面和兩定位銷孔作精定位基準(zhǔn)。盡量使得工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，從而避免了基準(zhǔn)不重合造成的誤 差，從便于裝夾來(lái)講也是應(yīng)該的。對(duì)于大端面上的加工部分用小端面作為精基準(zhǔn)，而對(duì)于另外的加工部分均采用一面兩銷進(jìn)行定位，即以大端面和零件上的兩對(duì)角孔進(jìn)行安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 定位。 確定機(jī)械加工余量及毛坯尺寸 本零件材料為 HT150,強(qiáng)度較高，耐磨，鑄造性能好。生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用金屬模機(jī)器造型。各機(jī)械加工余量和毛坯尺寸計(jì)算如下： 求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓尺寸，長(zhǎng) 176mm,寬 130,高 66mm。故最大尺寸為 176mm。 選取公差等級(jí) CT 滑油泵體采用金屬模機(jī)器造型，鑄件材料為 HT150，根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》第 498頁(yè)，可知毛坯鑄件的公差等級(jí) CT為 6~9級(jí)，此處取 7級(jí)。 求鑄件尺寸公差 根據(jù)滑油泵體加工表面的基本尺寸和鑄件公差等級(jí) CT，再查 《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》第 513~517頁(yè)，除非另有規(guī)定，公差帶應(yīng)相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱分布。求得各加工表面的鑄件尺寸公差如表 31。 表 31 機(jī)械加工余量及毛坯尺寸 項(xiàng)目 A面 F面 P面 E面 公差等級(jí) CT 7 7 7 7 加工面基本尺寸 F 70 90 170 104 鑄件尺寸公差 機(jī)械加工余量等級(jí) F F F F 要求的鑄件機(jī)械加工余量 RMA 3 3 4 4 求機(jī)械加工余量等級(jí) 根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》第 498頁(yè)，滑油泵體采用金屬型機(jī)器造型，鑄件材料為 HT150，知毛坯鑄件的機(jī)械加工余量等級(jí)范圍為 D~F，取 F級(jí)。 求要求的鑄件機(jī)械加工余量（ RMA） 除非另有規(guī)定，要求的機(jī)械加工余量適用整個(gè)毛坯鑄件，即對(duì)所有需機(jī)械加工的表面只規(guī)定一個(gè)值，且該值應(yīng)根據(jù)最終機(jī)械加工后成品鑄件的最大輪廓尺寸 ，在相應(yīng)的安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 尺寸范圍內(nèi)選取。根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》第 517頁(yè)，根據(jù)各個(gè)加工面的尺寸大小及加工余量等級(jí)為 F級(jí)，可分別查出各個(gè)加工面的 機(jī)械加工余量（ RMA）值，其值大小如表 31所示。 零件表面加工方法的選擇 本零件加工表面有：內(nèi)孔、端面、螺紋孔，材料為 HT150,按照加工表面的公差等級(jí)和表面粗糙度等要求有要求，參考相關(guān)資料，現(xiàn)將各加工表面的加工方法選擇如下： 圖 31 加工面簡(jiǎn)圖 （ 1）大、小端面 P、 E的加工 由零件圖可知兩平面的粗糙度值為 度公差為 ，查《機(jī) 械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》第 404~407頁(yè)可知，大小端面的加工過(guò)程為粗銑 精銑 磨削。 （ 2）大端面 P上孔的加工 面 P上 4 248。12的通孔因其粗糙度值為 ，查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》第 404~407頁(yè)可知，這四個(gè)孔可以直接鉆出。在這孔的背面需锪平248。20，可直接在鉆床上用锪鉆加工出來(lái)。 4 248。5的錐銷孔加工，其孔雖小但因其要求較高，粗糙度值為 ，查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》第 404~407頁(yè)可知，錐銷孔的加工過(guò)程為鉆孔 絞孔。 （ 3）小端面 E上的空的加工 面 E上的 4 248。12的通孔，因其 粗糙度值為 ，查《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》第 404~407頁(yè)可知，其可以直接鉆出。此面上的 2 24