1、湖南科技大学本科生毕业设计 湖 南 科 技 大 学 毕 业 设 计（ 论 文 ） 题目 某 磨齿机圆盘 零件 加工工艺分析及夹具设计 作者 许 胜 学院 机电工程学院 专业 机械设计制造及其自动化 学号 1103010623 指导教师 杨 国 庆 二一五 年 5 月 30 日 湖南科技大学本科生毕业设计 -i- 摘 要 在学完了大学四年的机械设计制造及其自动化的所以课程以后对机械这个行业有了更深入的认识。当下机械制造工艺日新月异，加工方式越来越简便，数控加工中心逐渐代替了大量传统机床的位置，快捷、高效、高精度、经济性好。3D 打印机的出现也正冲击着这个行业。 着眼于现状，传统机床仍将在中国制造
2、业中持续数十年。作为这个专业的一名学生，从基础出发，从传统工艺出发做出这篇毕业设计对于今后在这个领域的发展也不可否认其有着重大意义。 我所设计的是磨齿机涡轮下圆盘的制造工艺及其所用到的专用夹具的设计，综合运用了机械制造技术基础、工程材料与成型技术基础、机床夹具设计以及制图课程。专用夹具的设计可减少装夹时间、提高生产效率、降低劳动强度。这次设计促进我综合运用大学四年里所学的理论知识，是一次知识的升华。融入实习期间的在工厂实践经 验，提高分析和解决工艺问题、工艺规程和专用夹具设计的能力，以及运用有关手册、图表资料，为今后所从事的行业打基础、做铺垫。 关键词 ：机械加工工艺；机床夹具。 湖南科技大学
3、本科生毕业设计 -ii- ABSTRACT Finished studying at the university of four years of mechanical design and manufacturing and its automation so after course of mechanical have a deeper understanding of the industry. Rapid progress in the mechanical manufacturing process, processing way more and more convenient
4、, CNC machining center gradually take the place of a lot of traditional machine tool, shortcut, high efficiency, high accuracy and good economy. The appearance of 3 d printers are also impact on the industry. Focus on the present situation, the traditional machine tool will still last for decades in
5、 Chinas manufacturing industry. As a student of this major, starting from the foundation, embarks from the traditional process to make the graduation design for the future development in this field and theres no denying it has important significance. Traditional mechanical manufacturing technology i
6、ncluding turning, milling, planing, grinding, process arrangement, cutting parameter, cutting tool parameters and so on a series of factors affect the parts quality and production efficiency are the predecessors experience accumulated gradually. I design the manufacturing process of ball valve bonne
7、t and drilling of special fixture used in the design, the integrated use of , , journal of machine tool fixture design and cartography curriculum. The design of special fixture can reduce clamping time and improve production efficiency, reduce labor intensity. This design to promote my comprehensive
8、 use the theoretical knowledge they learned at the university of four years, is a sublimation of knowledge. Into the internship experience in factory, analyze and solve process problems, the ability of process planning and special fixture design, and use the relevant manuals, charts, data. Also exer
9、cise the query literature on how to quickly and efficiently. In the industry for the future is in groundwork. Keywords： machining process;machine tool fixture 湖南科技大学本科生毕业设计 -iii- 目 录 第一章 前言 . i 第二章 机械加工工艺规程制订 . - 2 - 2.1 零件的工艺分析 . - 2 - 2.1.1 零件的功用、结构及特点 . - 2 - 2.1.2 主要加工表面及其要求 . - 4 - 2.2 毛坯的选择 .
10、- 5 - 2.2.1 确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差 . - 5 - 2.2.2 确定毛坯的技术要求 . - 5 - 2.2.3 绘制零件 -毛坯合图 . - 5 - 2.3 基准的选择 . - 6 - 2.4 拟订机械加工工艺路线 . - 8 - 2.4.1 确定各表面的加工方法 . - 8 - 2.4.2 拟定加工艺路线 . - 8 - 2.4.3 工艺路线方案的分析与比较 . - 10 - 2.5 确定机械加工余量、工序尺寸及公差 . - 10 - 2.6 选择机床及工艺装备 . - 12 - 2.6.1 选择机床 . - 12 - 2.6.2 选择刀具 . - 13 - 2.
11、6.3 选择夹具 . - 13 - 2.6.4 选择量具 . - 13 - 2.7 确定切削用量及基本工时 . - 14 - 第三章 夹具设计 . - 15 - 3.1 钻床钻孔夹具设计 . - 27 - 3.1.1 定位方案及定位元件的选择和设计 . - 27 - 3.1.2 导向方案及导向元件 的选择和设计 . - 28 - 3.1.3 夹紧装置设计 . - 29 - 3.1.4 夹具体设计 . - 31 - 3.2 铣床夹具设计 . - 31 - 3.2.1 确定定位方案 . - 31 - 3.2.2 计算定位误差 . - 32 - 3.2.3 确定导引方案 . - 33 - 3.2.4
12、 确定夹紧方案 . - 34 - 3.2.5 夹紧力及误差计算 . - 34 - 湖南科技大学本科生毕业设计 -iv- 3.2.6 夹具体设计 . - 36 - 3.2.7 绘制夹具体图 . - 37 - 第四章 结论 . - 38 - 参考文献 .40 致谢 . 41 附录 A 数控编程程序 .42 附录 B 机械加工工艺卡 附录 C 机械加工工序卡 湖南科技大学本科生毕业设计 - 1 - 第一章 前言 机械制造及其自动化毕业设计是我们学完了大学四年所有相关知识，进行了生产实习之后，所进行的一个重要实践性教学环节。其主要目的是让学生把所学的书本知识和实践知识在关键时刻展现出来，夹具设计中综合
13、地加以应用，进而得以加深和发展，提高学生分析和解决生产实际问题的能力，为以后从事工作奠定了一定基础。通过本次毕业设计，我在以下方面可以得出： 1) 能熟练的运用相关课程的基本理论，以及在生产实习 中所学到的实践知识，正确的分析和解决一个零件在加工中的定位，加紧和工艺路线地合理拟定等问题，从而保证零件制造的 质量，生产率和经济性。 2) 通过夹具的工艺，进一步提高了我们的结构设计能力，你能够根据被加工零件的加工要求设计出高效省力，既经济合理有能保证质量的夹具。 3) 进一步提高我们的计算设计制图能力，能比较专业熟练地查阅和使用各种技术资料。 4) 在设计制造中培养我们严谨的工作作风和独立的工作能
14、力。 5) 在设计中，由于理论知识和实践经验不足，设计中的不妥之处，敬请老师批评指正。 湖南科技大学本科生毕业设计 - 2 - 第二章 机械加工工艺规程制订 2.1 零件的工艺分析 2.1.1 零件的功用、结构及特点 零件的外形是一个大直径薄壁圆盘，在磨齿机回转工 作台中起承受上下台的作用，上面承接涡轮，承载力较大。圆盘中孔比较多，空中通油，利用油的填充压力来使工作台托起。 圆盘直径为 860mm，公差等级为 IT7 级，上表面有很多油槽，圆盘上均匀分布 4 个通孔，直径为 40mm。 1）从零件的尺寸及轮廓来看，圆盘上表面分布两个正交的槽，宽度为 15mm，深度为 7.5mm，槽的粗糙度为
15、Ra 3.2,如图 2.1 所示。 图 2.1 圆盘零件图上表面 2）绝大部分尺寸公差为中等等级， 26 个 12mm 及四个 40mm 孔的孔尺寸精度为 7 级，表面粗糙度值最高为 3.2 属于中等精度加工。 3）圆盘下表面均匀分布 26 个 12mm 的孔和有 2 个沉孔，大孔直径 28mm,湖南科技大学本科生毕业设计 - 3 - 小孔直径 20mm 深度为 35mm，圆盘下表面还均匀分布 4 个槽槽深 6mm，槽中心有 4 个 6mm 的孔，如图 2.2 所示。 图 2.2 圆盘零件图下表面 4）圆盘中心内表面铣 6 个槽，均匀分布圆周，槽中心钻孔 9.7mm， 如图 2.3所示。 图
16、2.3 圆盘中心内表面图 5）由零件左视图可知，圆盘侧面钻有多个孔， 2 个 20mm 沉孔，其他小孔孔直径为 9.7mm，深度为 25mm，如图 2.4 所示，具体结构如附录零件 图所示。 湖南科技大学本科生毕业设计 - 4 - 图 2.4 圆盘零件图左视图 2.1.2 主要加工表面及其要求 1.圆盘下表面 26 个孔径 12mm 的孔 12 孔是需要通油的通道，流体通过对孔的压力，支撑整个圆盘。在加工过程中，对孔没有太高的精度要求， 12 孔表面粗糙度为 Ra3.2 m。 2. 圆盘上表面 4 个槽 4 个扇形圆弧槽是加工的核心，需要在铣床上面铣出深度为 6.5 的油槽，表面精度要求较高，
17、粗糙度为 Ra1.6 m。 3. 圆盘上表面 4 个 6mm 的孔 6 孔是与液体管道连接。深度为 25mm。孔内表面粗糙度为 Ra3.2 m。 4.圆盘下表 面 4 个槽 槽深度为 6mm，表面粗糙度 Ra3.2 m。 5.圆盘下表面 4 个 6mm 的孔 6 与圆盘侧面 9.7mm 的孔相连，深度为 9.6mm，表面粗糙度 Ra3.2 m。 6.圆盘侧面 2 个 20mm 的孔 20 的孔为通孔，孔表面粗糙度 Ra3.2 m。 湖南科技大学本科生毕业设计 - 5 - 7.圆盘侧面 14 个 9.7mm 的孔 9.7 孔 6 个为通孔，其他 8 个与圆盘上下表面的孔 6 相通，孔表面粗糙度为
18、 Ra3.2 m。 8.圆盘中心内表面圆弧槽 圆弧槽均匀分布圆盘内表面，共有 6 个，槽长 113.5mm，宽 40mm,弧形深度为 5mm，槽中心是 9.7mm 的通孔 ，槽表面粗糙度为 Ra3.2 m。 9.圆盘中心内表面矩形槽 矩形槽如图 2.5。 图 2.5 圆盘中心内表面图 2.2 毛坯的选择 2.2.1 确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差 1、圆盘零件材料为 45 钢，属小批量生产。轮廓尺寸较大。且加工表面较多并难加工，毛坯选用金属锻造造成型，经调质处理。 2、由于侧面和左侧端面没有表面质量要求，所以不留切削余量，不需要切削。加工过程中有利用不加工表面进行定位的，零件毛坯选为精铸件。铸件尺寸公差等级为 CT10。查表 53 端面和 36 端面均留加工余量 3.5mm。 53 外圆留加工余量 7mm, 36 外圆留加工余量 75 75 方形面厚度尺寸 12 留单边加工余量 4.5mm。 2.2.2 确定毛坯的技术要求 1、锻件不应有明显尺寸误差，晶粒不均匀、裂痕等缺陷。锻件表面应清除毛刺、飞边等。 2、调质硬度为 31 32HRC，消除内应力，改善切削加工性能。 2.2.3 绘制零件 -毛坯合图 根据圆盘零件图，在各加工表面上加上机械加工的余量，绘制毛坯图，并标注尺寸和技术要求，如图 2.6 所示。
