泵体零件的加工工艺及专用夹具的设计模板.docx

西安航空学院本科毕业设计（论文） 题 目： 泵体零件加工工艺及专用夹具设计学 院： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化学 号： 30学生姓名： duonp指导老师： 二一七 年 六 月 八 日学士学位论文原创性申明本人申明，所呈交论文是本人在导师指导下独立完成研究结果。除了文中尤其加以标注引用内容外，本论文不包含法律意义上已属于她人任何形式研究结果,也不包含本人已用于其它学位申请论文或结果。对本文研究作出关键贡献个人和集体，均已在文中以明确方法表明。本人完全意识到本申明法律后果由本人负担。作者署名： 日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校相关保留、使用学位论文要求，同意学校保留并向国家相关部门或机构送交论文复印件和电子版，许可论文被查阅和借阅。本人授权西安航空学院能够将本论文全部或部分内容编入相关数据库进行检索，能够采取影印、缩印或扫描等复制手段保留和汇编本学位论文。 作者署名： 日期：导师署名： 日期：泵体零件加工工艺及专用夹具设计摘要：设计名为“泵体零件加工工艺及专用夹具设计”课题意在经过编写加工工艺和设计专用夹具两个方面来加深学生对理论知识了解和对机械设备掌握。对于加工工艺规程编制，关键包含到零件毛坯合理选择和零件合理加工：选择毛坯要考虑毛坯制造是否节省时间和成本，毛坯成品是否易于加工，是铸造还是铸造；零件加工要考虑设备选择，尽可能地利用零件相关表面和孔轴降低误差，要满足“定位基准”标准，对于工序要求，满足精量化和简单化。对于专用夹具设计，关键包含到钻零件夹具设计和制造：钻夹具要确保要求倾斜度在合理范围内，同时更要保持和工作台面稳定性。关键词：泵体零件；工艺规程；定位基准；专用夹具。The design of the machining process and special fixture of pump partsAbstract：Design called pump body parts processing technology and special fixture design by writing will lead to processing technology and special fixture design two aspects to deepen students understanding of theoretical knowledge and mastery of mechanical equipment.For processing procedures, mainly involves the reasonable parts and choosing proper blank parts processing: choose blank to consider whether or not the blank manufacturing to save time and cost, blank product easy to machining, casting or forging; Parts processing to consider the selection of equipment, as much as possible to use parts of the surface and the hole axis and reduce error to meet locating datum principle, to the requirement of process, meet the fine quantization and simplicity.To the design of the special fixture, mainly involves drilling parts fixture design and manufacturing: the inclination of the drill jig to ensure that the requirements within a reasonable range, but also to maintain the stability of workbench face.Key words: Pump parts; Process planning; Position base; Special fixture目 录1 序言21.1 课题研究意义21.2 课题研究现实状况31.3 课题研究内容41.4 课题研究方案41.5 小结52 零件分析62.1 零件作用62.2 零件工艺62.2.1 毛坯形状72.2.2 技术要求72.3 小结73 零件工艺规程设计93.1 确定零件毛坯制造形式93.1.1 毛坯物理性能93.1.2 毛坯设计条件93.2 确定零件毛坯定位基准103.2.1 粗基准选择103.2.2 精基准选择103.2.3 机械加工次序103.3 确定工序余量103.4 确定工序尺寸113.5 确定工艺路线123.6 编写工艺文件（CAXA软件制图）133.7 小结204 夹具设计224.1 机床夹具概论224.1.1 机床夹具概念224.1.2 机床夹具分类224.1.3 机床夹具组成224.2 钻夹具设计234.2.2 夹具体定位方案234.2.3 定位元件选择分析244.2.4 导向元件选择分析274.2.5 夹紧方案设计分析284.3 小结29结语30参考文件31致谢321 序言1.1 课题研究意义 “泵体零件加工工艺及专用夹具设计”关键是经过UG建模来分析零件结构，然后编写该零件加工工艺规程，设计相关夹具来完成机械零件制造。设计该零件关键目标是熟练利用相关软件（如UG、CAPP等制图软件），设计目标是创新，最大化减轻环境污染，降低劳力耗时，减弱人力操作，减去可见繁杂，经过一系列改善来提升生产力，从而增升良品加工率，改善生产环境。 伴随机械行业快速发展，多种新材料、新工艺和新技术不停被合成、创新和发明，机械制造工艺正向高质高效方向发展。多种新工艺出现突破了传统依靠机械能、切削力进行切削加工范围，能够加工多种难加工材料、复杂型面和一些含有特殊要求零件。尤其是数控机床问世，提升了更新频率小批量零件和形状复杂零件加工生产率及加工精度。然而传统工艺加工在现在、在中国仍然是机械行业主力军，在我们不停创新制造新设备和仪器时候，也能够改善现有设备和仪器来提升生产率，而加工工艺就是重中之重，加工工艺包含到计算、测量、校准、定位、误差等,这些全部是就算是世界上最优异数控机床在运作过程中也避免不了关键问题，所以说改善加工工艺是把整个机械行业向更高一级质量提升必不可少一个过程，或说是一个步骤。现代制造技术和机械制造工艺自动化长足发展，确实使机械行业发生了巨变，制造零件越来越精密，制造设备越来越多地负担起以前不曾敢想到操作，一样，多种多样工具也被设计和制造出来，被广泛利用到各个领域，工具功效十分显著，尤其是机床夹具，它对零件加工质量、生产率和成品利润全部有着直接影响，所以，不管在传统制造还是现代制造系统中，夹具全部是关键工艺装备。泵体零件工艺和夹具设计在学习了机械制图、机械工艺学、机械设计、机械工程材料等知识后一次综合利用，需要花费相当初间和精力，是极其关键教学步骤，更是检验学生理论知识考试步骤，怎样正确地编写一个零件工艺规程，确定一个零件基准定位，设计一个零件专用夹具，确保一个零件加工质量，这些全部需要缜密思维能力和超强计算能力和基础创新能力。此次设计既能培养学生自学和创新能力，又能检验学生理论和操作能力，所以说此次设计含有很强综合性和实践性，要将理论和实践相结合，努力做好此次设计，完成毕业设计任务。1.2 课题研究现实状况我们国家机械行业发展经历了漫长时间，这里关键了解1949年以后机械行业现实状况。题外话，有人可能观看过热播一个相关机械纪录片：超级工程，这档纪录片关键讲述了中国改革开放以来国家面貌和居民生活巨大改变，而改变这一切，就是中国工人，或说是中国机械。高铁，桥梁，道路，海港，一个又一个超级工程告诉我们一个事实，中国机械行业已经不再以前那种漫山遍野粗制滥造和模拟山寨景象，而是以全新面貌展现在世界面前，创新，是科技发展不竭动力，中国高铁已经走向世界，国产大飞机已经实现首飞，超级计算机运算能力称霸全球，航空母舰成功下水，数不胜数实例摆在面前，让人不得不感叹中国机械行业面貌焕然一新得如此之快。中国是一个需求大国，而机械行业是现在中国劳动力最为积聚领域，这也是中国参与世界经济贸易最关键方法，即制造。在以前，我们生产商品只是被称之为“中国制造”、“made in china”，而现在，我们更轻易听到很多人称之为“中国智造”、“Designed by china”。那么，在这短短三十年来，中国机械行业发展改变为何如此之快呢？从整体来看，目前中国机械制造发展情况一直保持良好态势而且已经形成了比较牢靠基础和抗冲击能力，企业创新意识慢慢替换了陈旧借鉴思想，互联网时代到来又大大激发了企业创新能力，企业和个人能够经过网络相互联络交流，产生丰富多彩创新点子，缩短了研发周期，也使得个人才能得到重用，所谓双赢。当然，由此产生偷窃她人知识产权和创新结果事件也就愈演愈烈，这是后话。中国机械行业起步晚、基础薄、设施差、理论弱，和已经经历了两次工业革命西方国家机械行业有着完完全全区分：1949年以后，全国范围内真正能够正常使用工厂没有几家，几乎是白手起家，当初人民群众热情高涨，正值国家急需建设时候，每个人全部有钱出钱，有力出力，在最困难时候，建成了第一座跨江大桥，即南京长江大桥，作为中国人民自行设计制造第一座跨江大桥，在中国桥梁史上有着关键意义，它是1949年以来中国经济建设最关键成就，一穷二白，没有钢铁就发动群众一起炼，没有起重机就发动群众一起抬，没有成熟理论就发动群众集思广益。南京长江大桥建成也是对旧有机械设施和理论知识一次整合创新，算得上是中国机械行业设备更新化、理论修改化、数据标准化开始，以后很长一段时间，中国机械行业发展开始进入平稳发展阶段，几乎谈不上进步，一直到了改革开放以后，外来资本给中国经济注入了新鲜血液，中国厂商开始接触大量国外制造设备和理论知识，而且很快有机会更换已经不能再落后设备，学习新标准和国际接轨，改革开放这十几年，中国经济发展速度之快超乎人想象，作为新世界工厂，中国已经当了一个好学生，开始开发自己创新力，新统计、新设备，多年来，中国工程师们攻克了无数世界性难题，建成了世界上最长高铁交通线路，制造了世界上最大风力扇叶，建造了世界上最长悬索桥，制成了是加速最大电射望远镜，这些，全部是中国发明。这些年，中国企业经过引进外来机械技术和管理方法，对其消化吸收，然后仿制，再到国产，首先提升了制造技术，其次提升了管理效率，优异制造技术普及和自我创新意识提升，中国机械行业正在前进一个高精密发展阶段，但和工业发达西方国家相比，仍存在阶段性差距，关键表现为制造技术落后，西方国家已经普遍应用计算机辅助设计技术和优质高效低耗工艺及装备，而中国大部分企业仍然采取落后工艺装备进行生产，优质高效低耗优异工艺普及程度太低。现在中国制造技术太过于依靠国外技术造成自主开发科技结果形成产业较少。关键是因为：一、技术开发能力和技术创新能力微弱，没有连续发展后劲；二、对引进技术消化吸收以国产化为主，自主开发为辅；三、技术开发经费严重不足，没有一个良好创新环境，缺乏一个良性借鉴循环；四、对知识产权保护，相关法制不完善，剽窃和借鉴低成本使得企业个人难以下功夫去创新；五、作为机械行业关键步骤，企业没有真正成为开发主体，不重视创新和人才，只重视制造和劳力，难以形成企业文化。这些全部是中国机械行业面临问题，需要政府和企业共同去努力处理。1.3 课题研究内容综述机械行业发展趋势；熟悉工序技术要求，准备设计资料；制订夹具设计方案，并对其方案进行经济分析；展现形式：零件图纸一张（1张4号），夹具设计图纸5张（1张0号，4张4号），零件工艺规程1本，毕业设计论文1份。1.4 课题研究方案制订规程：规程是整个零件加工基础，必需要计算和测量每个孔、每个轴、每个面、每个槽数据。在设计开始过程中，首先经过泵体零件图，了解其相关结构特点和技术要求，仔细分析其加工表面平行度、粗糙度和垂直度等硬性要求，其轴孔轴度、圆度、粗糙度等精度同和它们轴线之间平行度、垂直度和轴面之间平行度、垂直度等相互位置精度。作为整个零件加工关键，零件尺寸必需搞清楚，搞明白。划分工序：工序是整个零件加工关键，必需要确定和确保加工每一道加工次序、每一条工序内容。在加工开始过程中，要合理安排工序集散程度，具体划分工序阶段能够依据生产类型、零件结构特点、技术要求和机床设备等综合原因确定。依据实际生产条件确定工艺过程工序数量；如批量小时可采取工序集中标准，在通用机床进行加工，批量大时可采取工序分散标准，在流水线组织生产，具体情况具体分析。基准选择：依据粗基准选择标准，以不加工表面作为粗基准、选择要求加工余量均匀表面作为粗基准、选择余量最小表面作为粗基准和选择平整光洁且尺寸足够大表面作为粗基准；依据精基准选择标准，基准重合和基准统一。夹具设计：泵体零件夹具设计关键是钻夹具设计。1.5 小结本章关键讲述了泵体零件研究意义和现实状况，深层次叙述了泵体制造和夹具设计关键性，它不仅仅在于提升个人学识水平，也能够经过此次设计制造，发掘到比很好设计制造方案，来替换现有一些旧有方案，经过实践验证该设计正确性。机械发展到现在，一直重视创新，需要不停改善旧工艺，实现机械快速发展。课题研究简述，关键经过基准来引出怎样加工零件。2 零件分析2.1 零件作用泵体是机器比较基础零件之一，其作用是将机器和部件中轴、套等相关零件联接成一个整体，并使之保持正确相对位置，相互之间协调工作，以传输动力、改变速度、完成机器或部件预定功效。要求箱体零件要有足够刚度和强度，和良好密封性和散热性。所以箱体零件加工质量直接影响机器性能、精度和寿命。2.2 零件工艺依据图2-1可知，标有表面粗糙度表面有底座端面、轴面和孔径等。其中表面粗糙度要求最高是48mm轴段，公差等级达成IT7级，表面粗糙度为Ra1.6m。该轴是整个泵体零件关键设计基准。从精度要求来看：泵体底座前端面和后端面应和38mm孔轴线垂直，3个9mm孔轴线应和38mm孔轴线平行；3个9mm孔水平线相交于38mm孔圆心，且水平线相互角度均为120。从工艺要求来看：48mm轴轴线对泵体底座端面垂直度要求能够经过使用专用夹具来确保；48mm轴公差等级为IT7级，表面粗糙度为Ra1.6m，可经过精车来确保；M18x1.5配合孔轴线和工作台面倾斜角度为60，能够经过使用专用夹具来确保。 图2-1 泵体零件图 2.2.1 毛坯形状此泵体外形比较简单，有多个加工要求高孔径和平面，关键加工面是轴孔，轴孔之间要求位置精度和尺寸精度相当高。结构特点以下：外形组成比较简单，是由一个不规则平台和有锥度圆柱体组成多面体；结构形状比较简单，内部为空腔型；泵体加工面包含平台侧面和两端面、凸出轴轴面、和多个精度要求高孔。2.2.2 技术要求尺寸精度要求：关键包含内径两个配合孔尺寸精度要求；表面粗糙度要求：关键包含内径和两个配合孔表面粗糙度精度要求，另外要求改泵体零件表面阳极化；装配要求：关键包含装配基准面和定位基准面平面度和表面粗糙度精度要求。2.3 小结本章关键讲述了泵体零件在加工前需要了解数据，比如毛坯制造是铸造还是铸造，其力学性能怎样，形状尺寸该怎样如确定，依据设计要求确定各个面、孔和轴表面粗糙度、平行度等数据，等一切准备完成以后才能够进行下一个阶段，作为下一个阶段基础阶段，需要考虑各方面原因，以免进行毛坯加工时影响加工。3 零件工艺规程设计该泵体零件工艺规程设计关键经过CAPP电脑制图软件制作，关键包含工序附图、工艺路线卡片、毛料图表和机械加工工序卡片。3.1 确定零件毛坯制造形式由该零件功用可知，该零件要有足够刚度和强度，和良好密封性和散热性。所以选择了锻件材料LY12，所以能够确定毛坯制作形式为铸造。3.1.1 毛坯物理性能LY12是一个高强度铝，能够进行热处理强化，该合金特点是强度高，耐热性较强，抗蚀性不高，所以常采取阳极氧化处理以提升抗腐蚀能力。LY12基础参数：实施标准：GB/T3880-（最新版）抗拉强度：425密度：2.78g/cmLY12含有十大特点，使之成为被利用最广泛硬铝合金之一，其特点包含稳定，组织致密，公差精度高，加工性能强，弯曲性能优异，能够抗腐蚀和抗高温，染色处理均匀而有光泽，能够很好物理性质均匀性，时效处理后完美消除内应力。3.1.2 毛坯设计条件零件为批量生产，所以选择铸造毛坯，毛坯形状和成品相同，锻件能够取得愈加正确粗基准，利于加工；硬铝合金含有良好力学性能，不会因为加工温差而产生缩孔和裂纹，时效处理后硬铝合金能够保持完好力学均匀性，便于加工；锻件精度高，表面质量和机械性能很好，适于批量生产。 表3-1加工表面尺寸及偏差表面粗糙度公差及精度等级前端面34mmRa6.3m48mm轴段48mmRa1.6m46mm轴段46mmRa6.3m中心孔38mmRa6.3m定位孔3x9Ra6.3m配合孔M18x1.5Ra6.3m锥面30Ra6.3m倒角1x45Ra6.3m退刀槽48h6mmRa6.3m3.2 确定零件毛坯定位基准3.2.1 粗基准选择采取泵体凸出轴两平行侧面作为粗基准，两侧面为直接铸造形成，符合“以不加工表面作为粗基准”和“选择余量最小表面作为粗基准”标准,而且要避免粗基准反复使用。3.2.2 精基准选择采取泵体底座前端面作为精基准，此表面比较大，而且还有定位孔，是一个经典“一面两孔”定位方法，泵体底座侧面和中心孔加工全部能够经过对此表面定位来完成，符合“基准统一”标准。3.2.3 机械加工次序零件关键表面和其它加工表面合理机械加工次序能够精简加工、提升质量和降低成本，而零件机械加工次序也是基于工序划分和基准定位转换而来。通常标准为：“先粗后精”标准：依据先粗加工，其次半精加工，然后精加工次序，最终加工关键表面次序。除了基准平面外，精度越高、表面粗糙度Ra值越小表面应置于工序末尾预防划伤或在前面加工作定位时受到挤压而影响精度。“先主后次”标准：先加工关键表面，达成一定精度以后再加工次要表面。“先面后孔”标准：平面定位比孔定位稳定得多。“基准先行”标准：在各加工阶段中，先加工基准表面，后加工其它表面。3.3 确定工序余量端面加工余量依据要求，端面表面粗糙度为Ra6.3m。参考（机械制造工艺学）表3-6得，采取粗铣-半精铣两道加工工序完成，经济精度为IT11；参考表1-8得尺寸公差为0.39。所以毛坯尺寸为34+1.0+1.5=36.5mm。38孔加工余量依据要求，38孔表面粗糙度为Ra6.3m。参考表3-5得，采取粗镗-半精镗两道加工工序完成，经济精度为IT13，参考表1-8得尺寸公差为0.39。所以毛坯尺寸为38+0.3+0.3+0.1=38.7mm。9孔加工余量依据要求，9孔表面粗糙度为Ra6.3m。参考表3-5得，采取粗镗半精镗两道加工工序完成，经济精度为IT13，参考表1-8得尺寸公差为0.22。所以毛坯尺寸为9+0.2+0.2+0.1=9.5mm。凸出轴加工余量依据要求，凸出轴表面粗糙度为Ra6.3m。参考表3-4得，采取粗车-半精车两道加工工序完成，经济精度为IT11，参考表1-8得尺寸公差为0.16。因为需要预制作轴上两个相互平行面，所以毛坯直径尺寸为48+1.7+1.3+2.0=53mm，长度尺寸为68+1.0+1.0=72mm。48轴加工余量依据要求，48轴表面粗糙度为Ra1.6m。参考表3-4得，采取精车这一道加工工序完成，经济精度为IT7，参考表1-8得尺寸公差为0.025。所以毛坯尺寸为48+0.3=48.3mm。M18X1.5孔加工余量依据要求，M18X1.5孔表面粗糙度为Ra6.3m。参考表3-5得，采取钻-扩-铰三道加工工序完成，经济精度为IT8，参考表1-8得尺寸公差为0.027。所以毛坯尺寸为17+0.44+0.09+0.06=17.94mm。3.4 确定工序尺寸通常来说，加工某表面最终工序尺寸能够直接根据零件图要求确定，而加工过程中工序则是最终工序尺寸工序加工余量，即采取后续推前序方法，由零件图尺寸推算到毛坯尺寸。所以确定了工序余量后，能够依据设计尺寸推算出工序尺寸。表3-2 铣底座前端面加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸偏差半精铣IT110.161.0340 -0.16粗铣IT130.391.534.80 -0.39加工前-36.5表3-3 铣底座侧面加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸偏差半精铣IT110.161.0-粗铣IT130.391.5-加工前- 表3-4 钻38、9孔加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸偏差粗铣IT13IT130.390.220.30.2380.39 090.22 0加工前-38.79.5表3-5 镗38、9孔加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸偏差半精镗IT10IT100.10.0580.10.1380.1 090.058 0粗镗IT12IT120.250.150.30.238.10.25 09.10.15 0加工前-38.49.3表3-6 粗车凸出轴加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸偏差粗车IT110.163.749.30 -0.16加工前-53表3-7 半精车凸出轴、倒角、退刀槽加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸偏差半精车IT90.0621.048.30 -0.062加工前IT110.163.749.30 -0.16表3-8 精车48轴段加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸偏差精车IT70.0250.3480 -0.025加工前IT90.0621.048.30 -0.062表3-9 钻、扩、铰M18X1.5孔加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸偏差铰IT70.0180.0617.940.018 0扩IT80.0270.0917.850.027 0钻IT90.0430.44170.043 0表3-10 钻、扩、铰M18X1.5孔加工形式公差等级公差值加工余量工序尺寸偏差铰IT70.01817.9417.940.018 0扩IT80.02717.8517.850.027 0钻孔IT90.04317.0170.043 03.5 确定工艺路线工序01 锻件工序02 人工时效，消除应力工序03 粗铣底座前端面。以底座后端面为粗基准，两侧面夹紧，选择XA5032卧式铣床和专用夹具，刀具种类选择端铣刀，刀具材料选择高速钢。工序04 半精铣底座前端面。以底座后端面为粗基准，两侧面夹紧，选择XA5032卧式铣床和专用夹具，刀具种类选择端铣刀，刀具材料选择高速钢。工序05 粗铣底座侧面。以底座后端面为粗基准，两侧面夹紧，选择XA5032卧式铣床和专用夹具，刀具种类选择立铣刀，刀具材料选择高速钢。工序06 半精铣底座侧面。以底座后端面为粗基准，两侧面夹紧，选择XA5032卧式铣床和专用夹具，刀具种类选择立铣刀，刀具材料高速钢。工序07 钻38、9孔。以底座后端面为粗基准，两侧面夹紧，选择XA5032卧式铣床和专用夹具，刀具选择镗刀。工序08 镗38、9孔。以底座后端面为粗基准，两侧面夹紧，选择XA5032卧式铣床和专用夹具，刀具选择镗刀。工序09 粗车凸出轴。以底座前端面作为精基准，侧面加紧，选择CA6140A一般卧式铣床和专用夹具，刀具选择一般车刀。工序10 半精车凸出轴、倒角、退刀槽。以底座前端面作为精基准，侧面加紧，选择CA6140A一般卧式铣床和专用夹具，刀具选择一般车刀。工序11 精车48轴段。以底座前端面作为精基准，侧面加紧，选择CA6140A一般卧式铣床和专用夹具，刀具选择一般车刀。工序12 钻、扩M18X1.5孔，攻螺纹。以底座前端面作为精基准，侧面加紧，选择Z3025立式钻床和专用夹具，刀具选择麻花钻和丝锥。工序13 钻、扩M18X1.5孔，攻螺纹。以底座前端面作为精基准，侧面加紧，选择Z3025立式钻床和专用夹具，刀具选择麻花钻和丝锥。工序14 检验。工序15 入库。3.6 编写工艺文件（CAXA软件制图）图3-1 工序附图图3-2 工艺路线卡片图3-3 毛料图表图3-4 粗铣底座端面图3-5 半精铣底座端面图3-6 粗铣底座侧面图3-7 半精铣底座侧面图3-8 钻9，30孔图3-9 镗9、30孔图3-10 粗车突出轴图3-11 半精车凸出轴、倒角、退刀槽图3-12 精车48轴段图3-13 钻M18X1.5孔、扩M18X1.5孔、攻螺纹图3-14 钻M18X1.5孔、扩M18X1.5孔、攻螺纹3.7 小结本章关键讲述了泵体零件加工工艺规程设计，从对该毛坯零件基准定位，到加工余量确实定，到工序尺寸计算，再到编写完整工艺路线，一步全部不能缺乏，对于基准定位关系到加工精度，所以毛坯零件基准定位是加工开始最关键部分，而加工余量和工序尺寸确实定和计算需要查询相关标准数据，能够经过网络和书籍来完成。熟练掌握CAPP绘图软件对任务快速且正确完成有着很大帮助，另外电脑制图软件能够将尺寸误差大大缩小，而且有着手动绘图无法比拟优势，不会受到环境影响,能够随时修正。4 夹具设计4.1 机床夹具概论4.1.1 机床夹具概念机床夹具是用来在机床上夹装工件和导向刀具。它关键是将工件进行定位来确保工件相对于机床和刀具相对位置在加工合理范围内,另外还能够将工件进行夹紧。不过从实际情况来看，只要是在工艺过程中能够提升生产效率、确保加工质量、减轻劳动强度和确保工作安全装置或装备全部能够称为机床夹具。机床夹具作为机械加工系统关键组成部分，不可或缺，加工某一部件或零件要求精度范围不仅仅取决于刀具加工精度，还包含前期准备夹具定位精度，所以说一个部件或零件精度范围在许可范围之内就首先必需要满足最基础要求，即定位精度要求，这就需要夹具设计要简单化和可行化，要求工件和夹具、刀具和夹具、机床和夹含有着正确相对位置。4.1.2 机床夹具分类依据使用范围来划分：通用夹具、组合夹具、专用夹具等类型；依据所使机床来划分：能够分为车床夹具、钻床夹具、铣床夹具等类型；依据夹紧力产出来划分；手动夹具、电动夹具、液压夹具等类型。4.1.3 机床夹具组成定位元件：其作用就是定位工件。确保工件相对于夹具位置精度。对定位元件所限制自由度通常采取“六点定位”原理来分析。导向元件：其作用就是确保机床工作台和夹具之间方向位置精度。连接元件：其作用就是确保机床工作台和夹具之间相对位置精度。加紧装置：其作用就是确保工件所限制自由度。对刀装置：其作用就是确保刀具相对于夹具位置精度。夹具体。夹具体是把定位元件、导向元件、连接元件、加紧装置和对刀装置组装到一起承载体。为了确保各个元件和装置之间相对位置精度，所以夹具体形状设计程度可能比较复杂，不过作为夹具必不可少关键组成部分，复杂是为了后续加工方便，也是能够了解。再者，为了确保各个元件和装置加工精度，所以夹具体形状制作精度也是要求比较高。4.2 钻夹具设计依据课程设计要求,选择一道工序并进行对应专用夹具设计：对斜面钻孔工序进行专用夹具设计。经过前面对工程图样绘制、加工工艺编制和对泵体零件外形和尺寸掌握。M18孔并不是和标准坐标基准垂直，其轴线和坐标系中Z轴角度为30，夹具定位和夹紧相对比较困难。此道工序选择了Z3025立式钻床进行加工，要求孔轴线和坐标系中Z轴垂直。设计本夹具是用来钻M18X1.5通孔，部分表面粗糙度要求Ra=6.3，所以需要采取钻-扩-铰三道加工工序完成。4.2.2 夹具体定位方案依据所给零件图结合实际情况出发，目标夹具需要完全定位。因为是在泵体零件斜面钻孔，所以为了确保钻头和所加工平面呈垂直角度，需要把部件以要求角度摆放。加工孔就需要把泵体零件正确定位在合理位置,能够依据“一面两销”方法定位,因为泵体端面有3个通孔，就能够利用圆柱销、菱形销和支撑板限制泵体自由度，属于完全定位，所以要限制6个自由度，已经知道面能够限制2个旋转自由度和1个移动自由度，圆柱销限制了2个移动自由度，菱形销限制了1个旋转自由度，限制了6个自由度，属于完全定位。所以这个方案是可行。图4-1 支撑板图4-2 圆柱销图4-3 菱形销设计一个和工作台面倾斜角度为30斜面体，中空，便于固定加工零件，采取螺钉固定；底座，用来和工作台面固定，采取螺钉固定。4.2.3 夹具体夹紧方案仅仅依靠定位元件还远远不能使工件完全夹紧，所以需要合理夹紧元件进行必需夹紧。因为所钻通孔是倾斜，钻头钻孔产生切削力和向下推进力全部会使泵体底座前端面受到不均匀压紧力，泵体凸出轴由此会发生不规则摆动，从而造成加工过程中出现磨损和误差。能够经过在泵体底座后端面放置压板，经过螺钉连接，使工件夹紧，考虑到所设计夹具仅仅是加工8通孔，直接经过两个螺钉连接在装卸时会浪费时间，从而提升经济成本，所以将其中一个压板替换为可滑动，装卸时，只需要旋钮一个螺钉螺母，然后将移动压板就能够装卸工件。这么就节省了时间，降低了成本。图4-4 压板图4-5 特制螺钉图4-6 特制垫圈图4-7 特制垫圈4.2.4 夹具体导向方案钻套和钻模板是关键导向元件，前者采取标准制作，后者配合前者制作，钻套是引导钻头正确加工孔关键导向部件，通常放置在钻模板上；钻模板是对钻套定位起作用关键导向部件，通常放置在定位体上，其安装钻套孔径尺寸和位置分别由钻套外径尺寸和加工孔位置决定。钻模板是钻床夹具不可或缺一部分，是一个安装可换钻套和衬套板。钻模板安装形式对加工效率也有一定影响，为了方便工件装夹方便，通常将钻模板和夹具体固定安装，这么不仅能够确保孔位置精度，也能够提升生产效率。夹具在高度方向关键定位元件为一底面，其精度要求为自由公差，因为其基准重合，所以装配公差和尺寸公差是相同。图4-8 钻模板图4-9 钻套4.2.5 夹具装配效果图设计一个和工作台面倾斜角度为30斜面体，中空，便于固定加工零件，采取螺钉固定；底座，用来和工作台面固定，采取螺钉固定。夹具体效果图，图所表示：图4-10 夹具体效果图夹具装配效果图，图所表示：图4-11 夹具装配效果图4.3 小结本章关键叙述了泵体专用夹具设计，对于设计钻斜面孔夹具相对来说比较困难，需要考虑角度问题，该夹具设计首先要确定角度问题，能够设计一个斜面体来确保角度。相关钻孔，需要标准钻套部件，钻模板能够经过钻套来自行设计；相关销选择，为了避免两个一样圆柱销会形成过定位，所以采取了圆形销和菱形销，前者定位，后者定向，刚好限制了6个自由度；相关螺钉，因为泵体底座上3个通孔和凸出轴过于靠近，以至于无法使用常规螺栓，所以在参考了螺栓标准后，将其8螺帽特制成开槽螺帽，方便快速卸载。结语此次课程设计关键检验本人对工艺规程掌握熟悉程度和对夹具设计能力。一个优异论文全部以处理实际生产问题为基础。泵体专用夹具是整个零件工艺生产中必不可少一部分，通常通用夹具可能达不到生产该泵体要求。设计出夹具要经得起工艺生产过程中考验和相关技术操作员认可，比如该夹具设计是否合理简单，制作是否耗时费力，装卸是否方便快捷，精度是否满足要求。伴随现代工艺水平不停提升，对夹具要求也越来越高。所以对夹具要求只能不停提升，要经得起长时间考验。 在整个毕业设计过程中，本人碰到了许很多多难题，这些难题答案有无法从书本中找到，需要指导老师讲解，逐步击破一个个难题也让我逐步提升了自己学识水平，这种提升难以言语。整个毕业设计包含加工工艺规程编制、钻孔专用夹具设计，加工工艺要求数据计算合理，部件定位标准，精度要求严谨；专用夹具要求设计合理，定位正确，加工误差在合理范围内，需要要求考虑到夹紧和导向等原因，需要考虑到经济利益和环境影响。这些全部促进我以严谨认真态度去面对每一个 零件、每一个数据、每一个误差。相信对我个人能力提升有很大帮助。参考文件1濮良贵,陈国定,吴立言编著.机械设计（第九版）.北京：高等教育出版社，2陈宏钧主编.机械加工工艺设计员手册.北京：机械工业出版社， 3卢秉恒主编.机械制造技术基础.北京：机械工业出版社，4任军学主编.UG NX 8.0汉