【文章內(nèi)容簡介】 ...................................................... 32 5 結(jié) 論 .......................................................... 35 參考文獻 ........................................................... 36 致 謝 ............................................................. 37 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院 1 1 緒論 機床夾具概述 機床夾具 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及 生產(chǎn)技術(shù)準備中占有極其重要的地位。機床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。 機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （ 1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。 （ 2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件 固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向。 （ 1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （ 2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。 機床夾具在機械加工中的作用 在機械加工中，使用機床夾具的目的主要有以下六個方面。然而，在 不同的生產(chǎn)條件下，應(yīng)該有不同的側(cè)重點。夾具設(shè)計時應(yīng)該綜合考慮加工的技術(shù)要求、生產(chǎn)成本和工人操作方面的要求，以達到預(yù)期的效果。 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院 2 1．保證精度 用夾具裝夾工件時，能穩(wěn)定地保證加工精度，并減少對其它生產(chǎn)條件的依賴性，故在精密加工中廣泛地使用夾具，并且它還是全面質(zhì)量管理的一個環(huán)節(jié)。 夾具能保證加工精度的原因是由于工件在夾具中的位置和夾具對刀具、機床的切削成形運動的位置被確定，所以工件在加工中的正確位置得到保證，從而夾具能滿足工件的加工精度要求。 2．提高勞動生產(chǎn)率 使用夾具后，能使工件迅速地定位和夾緊，并能夠顯 著地縮短輔助時間和基本時間，提高勞動生產(chǎn)率。 3．改善工人的勞動條件 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。當采用氣壓、液壓等夾緊裝置時，可減輕工人的勞動強度，保證安全生產(chǎn)。 4．降低生產(chǎn)成本 在批量生產(chǎn)中使用夾具時，由于勞動生產(chǎn)率的提高和允許使用技術(shù)等級較低的工人操作，故可明顯地降低生產(chǎn)成本。 5．保證工藝紀律 在生產(chǎn)過程中使用夾具，可確保生產(chǎn)周期、生產(chǎn)調(diào)度等工藝秩序。例如，夾具設(shè)計往往也是工程技術(shù)人員解決高難度零件加工的主要工藝手段之一。 6．擴大機床工藝范圍 這是在生產(chǎn)條件有限的企業(yè)中常用的一種技術(shù) 改造措施。如在車床上拉削、深孔加工等，也可用夾具裝夾以加工較復(fù)雜的成形面。 機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 機床夾具的現(xiàn)狀 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的 85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約 4 年就要更新 80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損 量僅為 15%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（ NC）、加工中心（ MC）、成組技術(shù)（ GT）、柔性制造系統(tǒng)（ FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本 。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）適用于精密加工的高精度機床夾具。 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院 3 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。 6）提高機床夾具的標準化程度。 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為 精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。 精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達177。 ；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為 5μ m；精密心軸的同軸度公差可控制在 1μ m內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達 ~μ m。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾 具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高 5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉(zhuǎn)速為9000r/min 的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標準 化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院 4 件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準： GB/T2148~T2259— 91 以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短 生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 課題背景 畢業(yè)設(shè)計（論文）是我們在學(xué)校學(xué)習(xí)的最后 一門課程，也是對自己在大學(xué)中所學(xué)知識的一個全面的檢驗。 本課題來自于實際的生產(chǎn)中，是一個典型箱體的 加工 工藝設(shè)計。要求對部分加工工序進行夾具 設(shè)計。本課題的題目是： 320 注 漿泵 泵頭箱體 加工工藝與工裝設(shè)計 。在畢業(yè)設(shè)計中要求我們要運用所學(xué)的知識 ，勤動腦，培養(yǎng)獨立的思考能力，要有創(chuàng)新的精神。 制訂 工藝規(guī)程的意義與作用及其基本要求 機械 加工工藝過程是機械生產(chǎn)過程的一部分，是直接生產(chǎn)過程。它是用金屬切削刀具或者磨料工具加工零件，使 零件達到要求的形狀、尺寸和表面粗糙度。 因此機械制造加工工藝主要是用切削的方法改變毛坯的形狀、尺寸和材料的物理機械性質(zhì)，成為具有所需的一定精度、粗糙度等的零件。對于加工工藝的編制主要是對其加工工序的確定。 對機械加工工藝規(guī)程的基本要求可以總結(jié)為質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性三個方面。這三者雖然有時候有矛盾，但是要把它們協(xié)調(diào)處理好，就成為一個整體。在編制工藝規(guī)程的時候要在保證質(zhì)量的前提下，盡可能的降低成本。因此，好的工藝規(guī)程應(yīng)該是質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的統(tǒng)一表現(xiàn)。 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院 5 2 工藝規(guī)程設(shè)計 零件的分析 零件 的作用 題目所給的零件是 BW3200101泵 頭 ，泵 頭 是 注 漿泵 的基礎(chǔ)零件，其作用是將 注 漿泵 中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件聯(lián)成一個整體，并使之保持正確的相對位置，彼此協(xié)調(diào)工作，以傳遞動力、改變速度、完成 注 漿泵 預(yù)定 的 功能。要求 泵 頭零件要有足夠的剛度和強度，良好的密封性和散熱性。因此， 泵 頭 零 件 的加工質(zhì)量直接影響 注 漿泵 的性能、精度和壽命。 零件的工藝分析 零件形狀： 此 泵頭 的外形較 不算復(fù)雜 ，有許多加工要求高的孔和平面。而主要加工面是軸孔，軸孔之間有相當高的位置和形狀的要求 。 現(xiàn)分析結(jié)構(gòu)特點如下： （ 1）外 形基本上是多個圓柱面組成的封閉式多面體； （ 2）結(jié)構(gòu)形狀比較簡單，內(nèi)部為空腔形； （ 3）泵體的加工面 有六面 ，此外還有精度要求較高的 螺孔與通孔 。 技術(shù)要求如下： （ 1）尺寸精度 內(nèi)孔的尺寸精度、表面粗糙度要求。 （ 2）為滿足 泵頭 加工中的定位需要及總裝要求， 泵頭 的裝配基準面與加工中的定位基準面 應(yīng)一致，并且保證 有一定的平面度和表面粗糙度要求。 毛壞的選擇 根據(jù)零件圖可知，零件材料為 球墨 鑄鐵，零件形狀為 異形 ，且屬于 中 批生產(chǎn)，因此選用鑄造毛坯，這樣，毛坯形狀與成品相似，加工方便，省工省料。 工藝路 線的擬定 孔和平面加工分析 此零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。 由于生產(chǎn)量也相 對較 大，怎樣滿足生產(chǎn)率的要求也是零件加工過程中的主要考慮因素。 孔和平面的加工順序 零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工泵 頭 上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面，然后再加工孔系。泵 頭 零件的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固， 因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院 6 工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。 泵 頭 零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工基準面的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。這樣處理還有一個好處就是在粗加工以后零件表面有應(yīng)力集中的現(xiàn)象，粗精分開可以在粗加工以后進行熱處理以消除應(yīng)力。 鏜孔加工方案選擇 泵 頭 零件孔加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足 精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇最經(jīng)濟的機床。 根據(jù)泵頭零件圖所示的精度要求 （不同直徑內(nèi)孔及止口） 和生產(chǎn)率要求，當前應(yīng)選用在 數(shù)控坐標鏜床上 用 坐標法鏜孔 較為適宜。 （ 1）、用鏜模法鏜孔 在批量生產(chǎn)中 ， 鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計制造的。當鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。 采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨 損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。 （ 2）、用坐標法鏜孔 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標法鏜孔。 用坐標法鏜孔，需要將箱體孔系尺寸及公差換算成直角坐標系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標系中作精密運動的機床進行鏜孔。 綜合以上的特點，本零件鏜孔加工采用 數(shù)控 坐標法鏜孔 。 定位基準的選擇 粗基準的選擇：采用泵 頭其中兩軸孔 做粗基準 定位 ，考慮到此面 為以后鏜孔保證了均稱的加工余量 ， 以及 沒有澆口、冒口，符合粗基準的選擇條件。 精基準的選擇：采用泵 頭底座平面 作為精基準，考慮到此平面比較大，并且此平面 可制作工藝 定位孔，可以實現(xiàn)泵 頭 零件“一面兩孔”的典型定位方式 。其余各面和孔的加工也可以用它來定位 ,這樣的工藝路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。 擬定工藝路線 工藝路線： 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院 7 工序 1：（鑄）鑄造 工序 2：（鉗）打磨、清砂 工序 3：（漆）噴防銹漆 設(shè)備：噴槍 工序 4：（劃線）以各面支 撐軸孔為基準劃線找正，大致保證各尺寸相關(guān)加工余量 設(shè)備：劃線平臺 量具：劃針、高度尺（ 500）、鋼直尺（ 1000） 工序 5：（銑）銑泵頭底座平面 以 AA 視圖右端兩φ 100 毛坯孔及左端面φ 70 毛坯孔定位，銑泵頭底座平面，保證底座平面至軸孔尺寸 180 ? （本課題工裝夾具設(shè)計部分） 設(shè)備：圓盤銑床 X5216 刀具：銑刀盤（ 500） 量具：游標尺寸（ 300）、高度尺（ 500） 工序 6：（鉆）鉆泵頭底座平面孔