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題目： CA6150 車床主軸箱箱體工裝 工藝及夾具設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923089 學(xué)生姓名： 呂 沖 指導(dǎo)教師： 彭勇 （職稱：副教授） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng) 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） CA6150 車床主軸箱 箱體工裝工藝及夾具設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得 的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致 謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或 撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 92 學(xué) 號(hào)： 0923089 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 無 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 1、題目CA6150 車床主軸箱箱體工裝工藝及夾具設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 課題來源為無錫騰飛機(jī)械有限公司。 該課題主要是為了對(duì)本科階段所學(xué)的機(jī)械加工工藝課程，機(jī)械 設(shè)計(jì)，機(jī)械夾具設(shè)計(jì)課程等內(nèi)容按照機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的加工工序的要 求，針對(duì)實(shí)際使用過程中的機(jī)床驅(qū)動(dòng)，及工件夾緊問題，要能靈活 運(yùn)用機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的知識(shí)，設(shè)計(jì)出有效夾緊裝置。從而實(shí)現(xiàn)箱 體加工工藝機(jī)床驅(qū)動(dòng)與夾緊的半自動(dòng)控制。 在設(shè)計(jì)專用夾具時(shí)，要根據(jù)提高生產(chǎn)效率，表面加工質(zhì)量，滿 足產(chǎn)品工作要求的情況下，應(yīng)盡可能多的標(biāo)準(zhǔn)件，提高其互換性要 求，以降低產(chǎn)品的設(shè)計(jì)產(chǎn)品成本，提高批量生產(chǎn)的效益。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 了解主軸箱的工作過程； 熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格、手冊(cè)和資料的應(yīng)用； 擬定主軸箱箱體的機(jī)械加工工藝方案，并進(jìn)行多方案對(duì)比分析， I 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)； 對(duì)現(xiàn)代加工機(jī)床所需的快速夾緊系統(tǒng)具有初步分析能力和改進(jìn)設(shè) 計(jì)的能力； 理論聯(lián)系實(shí)際的工作方法和獨(dú)立工作能力深化和提高； 設(shè)計(jì)繪制主軸箱箱體工作圖若干； 編制設(shè)計(jì)說明書 1 份。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 92 班 姓名 呂沖 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所 所長(zhǎng)簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 II 摘 要 本文是在主軸箱箱體的圖樣分析后進(jìn)行箱體的機(jī)械加工工藝路線的設(shè)計(jì)， 同時(shí)按照其中的加工工序的要求設(shè)計(jì)夾具。 主軸箱箱體的主要加工內(nèi)容是表面和孔。其加工路線長(zhǎng)，加工時(shí)間多，加 工成本高，零件的加工精度要求也高。按照機(jī)械加工工藝要求，遵循先面后孔 的原則，并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加工精度。 基準(zhǔn)選擇以底面作為粗基準(zhǔn)，以底面與兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn)，確定了其加工 的工藝路線和加工中所需要的各種工藝參數(shù)。 在零件的夾具設(shè)計(jì)中，主要是根據(jù)零件加工工序要求，分析應(yīng)限的自由度 數(shù)，進(jìn)而根據(jù)零件的表面特征選定定位元件，再分析所選定位元件能否限定應(yīng) 限自由度。確定了定位元件后還需要選擇夾緊元件，最后就是確定專用夾具的 結(jié)構(gòu)形式。 關(guān)鍵詞:主軸箱；加工工藝；工序；專用夾具 III Abstract This is the case in the headstock pattern analysis cabinet after machining process route design, while manufacturing processes in accordance with one of the requirements of the design fixture. The main spindle box casing surface and hole machining content. Processing route, processing time, higher processing costs, machining accuracy requirements are also higher. In accordance with the machining process requirements, and follow the principles of the first surface after hole, and the hole with a flat-screen processing is clearly divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy. Reference selection to the bottom as a crude benchmark, the bottom two technical hole as a fine basis, determine the route of its processing technology and processing needs of the various process parameters. In the parts fixture design, parts processing operations requirements, analysis should be limited to the number of degrees of freedom, and then selected according to the parts of the surface characteristics of the positioning element, and then analysis whether the selected positioning element should be limited degrees of freedom. Positioning element also need to choose the clamping element, the final step is to determine the structure of the special fixture. Key words: Headstock; processing; process; special fixtures IV 目 錄 摘 要 . ABSTRACT. 目 錄 . 1 緒論 .1 1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義 .2 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 .2 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 .3 2 主軸箱箱體分析 .3 2.1 主軸箱箱體的作用 .3 2.2 主軸箱箱體的圖樣分析 .3 2.3 工藝分析 .5 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .7 3.1 確定毛坯的制造形式 .7 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .8 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .9 3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 .9 3.3 擬定工藝路線 .10 3.3.1 劃分加工階段 .10 3.3.2 安排加工順序 .10 3.3.3 擬定加工工藝路線 .11 3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .13 3.5 切削用量及工時(shí)定額的確定 .15 4 主軸箱的鉆夾具設(shè)計(jì) .27 4.1 指出存在的問題 .27 4.1.1 機(jī)床夾具的作用 .27 4.1.2 鉆床夾具的主要類型及結(jié)構(gòu)形式 .27 4.2 夾具設(shè)計(jì) .28 4.2.1 夾具體設(shè)計(jì) .28 4.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .28 4.2.3 定位方案和元件設(shè)計(jì) .29 4.2.4 定位誤差的計(jì)算 .29 4.2.5 夾緊力計(jì)算 .29 4.2.6 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .30 5 結(jié)論與展望 .31 5.1 結(jié)論 .31 V 5.2 不足之處及未來展望 .31 致 謝 .32 參考文獻(xiàn).33 0 1 緒論 1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義 工裝工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)專業(yè)課知識(shí)的一次鞏固，是在進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐之前 對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。機(jī)床夾具已成 為機(jī)械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。 機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原材料和毛坯的供應(yīng)， 進(jìn)行機(jī)床調(diào)整，專用工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，調(diào)配勞動(dòng)力，以及進(jìn) 行生產(chǎn)成本核算等。 機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進(jìn)行計(jì)劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定生產(chǎn)產(chǎn) 品的進(jìn)度計(jì)劃和相應(yīng)的調(diào)度計(jì)劃，并能做到各工序科學(xué)地銜接，使生產(chǎn)均衡、順利，實(shí) 現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗。 機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片，是兩個(gè)主要的工藝文件。機(jī)械加工工 藝過程卡片，是說明零件加工工藝過程的工藝文件。在單件、小批量生產(chǎn)中，以機(jī)械加 工工藝過程卡片指導(dǎo)生產(chǎn)，過程卡的各個(gè)項(xiàng)目編制較為詳細(xì)。機(jī)械加工工序卡片是為每 個(gè)工序詳細(xì)制定的，用于直接指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn)，多用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn) 中的重要零件。 在機(jī)械行業(yè)中，如何去保證工件的高精度、加工的成本等實(shí)質(zhì)性問題，一直是從事 于機(jī)械行業(yè)人員研究的問題，其中在設(shè)計(jì)夾具的時(shí)候就要考慮以上問題，高效的夾具是 工件高精度的保證，如何讓夾具更高效、更經(jīng)濟(jì)，這是行業(yè)人急需要解決的。 隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的不斷提高，各種高科技技術(shù)逐漸滲透到各個(gè)行業(yè)，如何利 用這些高科技為人類服務(wù)，如何充分利用這些高科技在機(jī)械行業(yè)中，這還需要機(jī)械行業(yè) 人員不斷的努力，開拓創(chuàng)新。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，和社會(huì)市場(chǎng)需要，夾具的設(shè)計(jì)在逐步的超向柔性制造系統(tǒng)方 向發(fā)展。迄今為止,夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度 標(biāo)準(zhǔn)化,用戶只需要按品種、規(guī)格選用采購。而模具和夾具則和產(chǎn)品息息相關(guān),產(chǎn)品一有 變化就需重新制作,通常是屬于專用性質(zhì)的工具,模具已發(fā)展成為獨(dú)立的行業(yè);夾具在國(guó)內(nèi) 外也正在逐漸形成一個(gè)依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小行業(yè)。 組合夾具不僅具有標(biāo)準(zhǔn)化、模塊 化、組合化等當(dāng)代先進(jìn)設(shè)計(jì)思想,又符合節(jié)約資源的原則,更適合綠色制造的環(huán)境保護(hù)原 理。所以是今后夾具技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向單位 。 機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔 助工具” 。輔助工具有時(shí)也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi)。按照機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍, 一般可分為通用夾具,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)自己所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行一次綜合運(yùn)用，也是對(duì)四年的學(xué)習(xí) 深度的一個(gè)檢驗(yàn)。在這次設(shè)計(jì)過程中，充分挖掘自己分析問題，解決問題的潛力。并希 望通過畢業(yè)設(shè)計(jì)能養(yǎng)成一種嚴(yán)謹(jǐn)，認(rèn)真的態(tài)度，為以后參加工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 1 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 工裝的全稱是工藝裝備，工裝是指加工機(jī)床外而需保證零件加工質(zhì)量的工藝裝備， 是制造過程中所用的各種工具的總稱。它是各企業(yè)內(nèi)除生產(chǎn)設(shè)備和工具外的為配合生產(chǎn) 設(shè)備和人完成工藝制作要求的部分，大多工裝都是針對(duì)各自產(chǎn)品特點(diǎn)的。機(jī)械加工過程 中用來固定和定位要加工的零件或毛坯件的裝置，即工裝的主要作用有：固定，定位， 防止變形。 夾具屬于工裝，工裝包含夾具，屬于從屬關(guān)系。不僅僅是焊裝用，在機(jī)加工方面也 有用，許多時(shí)候，需要裝配幾個(gè)部件并保證其定位準(zhǔn)確的時(shí)候就需要。設(shè)計(jì)工裝夾具要 緊扣產(chǎn)品，因?yàn)楣ぱb夾具是專門為某些產(chǎn)品特定的，要保證生產(chǎn)時(shí)無干涉現(xiàn)象、定位準(zhǔn) 確、操作工操作便捷等。簡(jiǎn)單的說，就是用于工件裝夾的工具。