夹具毕业设计说明书

发布时间：2024-11-10

关于夹具毕业设计的说明书

本科毕业设计（论文）

题目泵体零件机械加工工艺及夹具设计

学院

年级 2011级专业机械工程及自动化班级学号学生姓名校内导师职称工程师校外导师职称

论文提交日期 2014-05-14

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常熟理工学院毕业设计（论文）

常熟理工学院本科毕业设计(论文)诚信承诺书

本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计(论文)，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

本人签名：

日期：

常熟理工学院本科毕业设计(论文)使用授权说明

本人完全了解常熟理工学院有关收集、保留和使用毕业设计(论文)的规定，即：本科生在校期间进行毕业设计(论文)工作的知识产权单位属常熟理工学院。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许毕业设计(论文)被查阅和借阅；学校可以将毕业设计(论文)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业设计（论文），并且本人电子文档和纸质论文的内容相一致。

保密的毕业设计(论文)在解密后遵守此规定。

本人签名：日期：导师签名：

日期：

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泵体零件机械加工工艺及夹具设计

摘要

本文主要介绍泵体零件机械加工工艺及两套专用夹具——镗夹具和钻夹具的设计过程。首先，绘制泵体零件图，并进行三维造型，之后对零件进行工艺分析，明确毛坯的材料以及制造形式，并绘制出毛坯图。其次，根据零件图，计算出工序余量及确定工序尺寸，拟定正确可行的的工艺路线，并计算出两道工序的切削用量和基本工时。在夹具设计中，主要进行基准面、定位夹紧装置的选取、定位误差的分析、切削力与夹紧力的计算与校核，最终确定夹具体。其它元件的设计中，镗夹具包括镗衬套、镗套、支承板等元件的设计，钻夹具包括钻模板、钻衬套、钻套、支承板等元件的设计。最后介绍两套夹具的操作说明。

关键词：专用夹具夹紧工艺定位

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Pump Body Parts Machining Process and Fixture Design

Abstract

This paper describes the pump parts machining technology and two special jig - boring drill jig and fixture design process. First is to draw the pump part drawings and three-dimensional modeling, process analysis after the parts, materials and manufactured specifically blank form, and draw a blank map. Secondly, according to the parts diagram, calculate the margin and determine the process step size, the right to develop a viable process route, and calculate the amount of two cutting processes and basic work. In fixture design, mainly planes, analysis selection, positioning error of locating and clamping devices, cutting force and the clamping force calculation and verification, and ultimately determine specific folder. Other elements of the design, including the boring mold jig boring, boring bush, boring sets, and other components of the support plate design, drill jig including drilling template, drill bushing, drill sets, design and other components of the support plate. Final is to introduce the use of two sets of jigs

Keywords:Special fixture；Clamp；Craft；Localization

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1序言 ................................................................... 1

1.1课题简介 .............................................................. 1 1.2毕业设计的设计内容 .................................................... 1

2零件的分析 .............................................................. 2

2.1零件的作用 ............................................................ 2 2.2零件的工艺分析 ........................................................ 3

3工艺规程设计 ............................................................ 4

3.1确定零件毛坯的制造形式 ................................................ 4 3.1.1毛坯制造形式 ....................................................... 4 3.2 定位基准的选择 ........................................................ 5 3.3机械工序余量、工序尺寸的确定 .......................................... 5 3.4制定工艺路线 .......................................................... 6 3.5确定切削用量及基本工时 ............................................... 11 3.5.1工序110 镗2xΦ30孔的切削用量及基本工时的计算 ................... 11 3.5.2工序140 钻、攻M6螺纹孔的切削用量及基本工时的计算 ............... 13 3.6编制工艺规程文件 ..................................................... 16

4夹具设计 .........................................................................17

4.1镗夹具设计 ........................................................... 17 4.1.1本工序技术要求分析 ................................................ 17 4.1.2夹具的定位方案 .................................................... 17 4.1.3定位元件选择分析 .................................................. 18 4.1.4 定位误差分析计算 ................................................. 18 4.1.5 夹紧方案的设计 ................................................... 18 4.1.6切削力与夹紧力计算 ................................................ 19 4.2钻夹具设计 ........................................................... 20 4.2.1本工序技术要求分析 ................................................ 20 4.2.2夹具的定位方案 .................................................... 21

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4.2.3 定位元件设计与选择 ............................................... 22 4.2.4定位误差分析计算 .................................................. 22 4.2.5夹紧方案的设计 .................................................... 22 4.2.6 切削力与夹紧力计算 ............................................... 23 4.2.7本夹具的使用简介和零件装卸过程 .................................... 23

结语 ...................................................................... 25 参考文献 .............................................................. 26 致谢 ...................................................................... 27 附录1泵体零件机械加工工序卡片 ........................................ 28 附录2机械加工工艺过程卡片 ............................................ 30

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1序言

本课题为“泵体零件机械加工工艺及夹具设计”，齿轮泵结构虽小，但应用广泛。本次设计的两套泵体专用夹具，皆采用典型的定位方式——一面两销定位，限制工件的六个自由度，同时采用手动夹紧。夹具结构简单，易于操作，能够达到大批生产要求。

因能力水平有限，还请老师们多多批评指教。

1.1课题简介

泵体零件材料为灰口铸铁——HT150，一般机床即可满足精度要求。此次毕业设计，要求设计该泵体零件的机械加工工艺及夹具，需要综合机械各机械基础课程知识，查阅相关手册，着重培养设计与查阅手册的能力。

1.2毕业设计的设计内容

（1）绘制零件图并进行三维造型以及工艺分析。（2）确定毛坯类型及制造形式，绘制毛坯图。

（3）制定工艺规程，计算切削用量及工序尺寸、工时定额。（4）填写工艺过程卡。

（5）设计两套专用夹具，绘制装配图和及各重要零件的零件图。（6）编写设计说明书。

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2零件的分析

2.1零件的作用

泵体作为机械基础部件的一部分，将机器和各部件的齿轮组、轴等联成整体是其主要作用，因此，泵的工作性能以及耐用度将直接与泵体零件加工质量的优劣有关，因而在加工精度和表面质量方面，提出有关制造工艺方面要求。同时，刚度和强度、密封性以及散热性，箱体零件必须要能够保证。设计的结构应能够并且便于加工。足够的加工空间需要在工件上预留出，方便刀具加工。其次，生产率要高。

泵体零件图和三维造型见图2-1和2-2：

图2-1泵体零件图

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图2-2泵体三维造型

2.2零件的工艺分析

由题目所给零件图，能够初步确定泵体表面应当加工的尺寸要求和粗糙度要求。泵体表面需要加工的面列举如下：

1：M33mm螺纹孔的前端面，表面粗糙度为Ra3.2。 2：Φ20mm孔底面，其表面粗糙度为Ra3.2。

3：Φ14mm孔的内表面公差要求为H7，表面粗糙度Ra1.6。 4：另一Φ20mm孔的表面粗糙度要求为Ra1.6。 5：Φ30mm孔尺寸公差为H7，表面粗糙度为Ra3.2。 6:M6的螺纹孔，表面粗造度Ra12.5。

7：右端面以及两个Φ30mm孔的底面表面粗糙度要求均为Ra1.6。 8：M33孔的上表面以及倒角面，表面粗糙度为Ra12.5。 9：泵体底座表面，表面粗糙度要求为Ra3.2。

10：底座上Φ11mm孔的内表面，表面粗糙度为Ra12.5。

11：Φ26mm进出油孔端面以及孔中的退刀槽，表面粗糙度Ra12.5。 12：Φ3mm的销孔内表面，表面粗糙度为Ra6.3。

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3工艺规程设计

3.1确定零件毛坯的制造形式

3.1.1毛坯制造形式

各式各样的毛坯都有，然而铸件、焊件以及锻件确是生活中最常见到的，由于精度要求不高，采用铸造成型。 3.1.2确定毛坯余量、绘制毛坯图

泵体零件材料灰口铸铁——HT150，硬度为190-250HB，轻型、大批量生产，毛坯制造方法为铸造成型。

通过查《机械加工工艺基础》表6-1，计算零件加工余量及加工方法如表3-1所示：

由分析，最终得到的毛坯如图3-1：

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图3-1泵体毛坯图

3.2 定位基准的选择

粗基准：选用泵体右侧大平面做粗基准，主要是因为该表面平整，无浇口、冒口，适合作为粗基准。

精基准: 选用泵体底座大平面作为精基准。此平面较大，且有相距合适的两个通孔，便于定位。其它表面和各孔用此面定位也正合适，同时也符合“基准统一”的原则。

在泵体零件的机械加工工艺过程中，钻4xM6的螺纹孔和镗2xФ30mm孔，是应进行加工的两道工序工序。M6螺纹孔加工时，选泵体底面为基准，一面两销定位，完全定位。再用一个快速螺旋夹紧机构辅之以一V型块夹紧工件，使工件完全定位。在镗泵体的两个Φ20mm孔过程中，同样选用泵体底座大平面作为精基准，用支承板，定位销和菱形销定位，限制工件的六个自由度，使工件处于完全定位。

3.3机械工序余量、工序尺寸的确定

查《机械制造工艺设计简明手册》，确定加工方案、工序尺寸，见表3-2：

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表3-2加工方案及工序尺寸

3.4制定工艺路线

题目泵体零件为轻型、大批量生产。制订工艺路线的出发点，应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证。

初步拟定的工艺路线如下：工序10铸造毛坯工序20 铣底面工序30 铣右侧面

工序40 粗车、半精车螺栓轴端面工序50 钻、扩2xΦ11的底座孔工序60 粗车进出油口端面

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工序70 钻、扩、粗铰Φ14的通孔工序80 锪钻Φ20的孔工序90

粗、精铣Φ20孔的台阶面

工序100 粗镗、半精镗2xΦ30的孔工序110 粗、半精铣2xΦ30孔的底面工序120 钻、扩、粗铰深20的Φ14孔工序130 攻4xM6-6H的螺纹孔工序140 钻、扩2xΦ3的销孔工序150 钻、粗镗2xΦ18的退刀槽工序160 钻、扩、攻2xG3/8的管螺纹孔工序170 粗车M33外螺纹工序180 倒角、去毛刺工序190 检验。工序200 入库。

铸件不得有裂纹、砂眼、浇口等缺陷，因而铸造后应安排时效处理。工序40和工序50的加工顺序变换一下，更方便加工。

工艺路线修改后如下：工序10 铸造毛胚工序20 时效处理

工序30 铣底面以左侧面作为基准，用左侧面、M33螺栓轴孔以及一挡销定位，右侧面加以夹紧。选用X62W卧式万能铣床及专用夹具。

工序40 铣右端面以底面作为基准，用左侧面、M33螺栓轴孔以及一挡销定位，右侧面加以夹紧。选用X62W及专用夹具。

工序50 钻、扩2XΦ11的底座孔以底面作为基准，用左侧面、M33螺栓轴孔以及一挡销定位，右侧面加以夹紧。选用立式钻床Z525及专用夹具。

工序60 粗车、半精车螺栓轴端面以底面作为基准，用底面和底座上两通孔定位，用右侧面加以夹紧。选用CA6140机床及专用夹具。

工序70 粗车进出油口端面以底面作为基准，用底面和底座上两通孔定位，用右侧面加以夹紧。选用CA6140机床和专用夹具。

工序80 加工Φ14的孔以底面作为基准，用底面和底座上两通孔定位，用左侧

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面加以夹紧。先钻Φ13的通孔，再用扩孔钻扩至Φ13.85,最后精铰至Φ14。选用Z525及专用夹具。

工序90 锪钻Φ20的孔以底面作为基准，用底面和底座上两通孔定位，用左侧面加以夹紧。选用Z525及专用夹具。

工序100 粗铣、精铣Φ20孔的台阶面以右侧面作为基准，用底面和底座上两通孔定位，用左侧面加以夹紧。选用X62W和专用夹具。