衬套加工工艺与工装设计【摘要】此次设计是对衬套零件的加工工艺和夹具设计，其零件为钢件，具有体积小，零件简单等特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，对于加工孔此夹具采用旋转螺母手动双向加紧方式加紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。关键词：衬套，加工工艺，专用夹具，设计【Abstract】The design is a fork machining process and fixture design, and its components for castings, with a small, complex parts such as the characteristics of noodle than the hole because of easy processing, in the development process order, on the first noodle processing, and then to noodle as a benchmark to process other, one of the processes are using a dedicated jig fixture, particularly for the processing of Big head hole, slot and drill a small hole of the first slant-hole processes, the election side of the positioning of the two sales methods, and easy to operate manual clamping means clamping, and its body is designed to be simple, convenient and can meet the requirements.Key words： Dials the fork, the processing craft, unit clamp, design目 录前言11零件图工艺性分析21.1零件结构功用分析：21.2零件技术条件分析：21.3零件结构工艺性分析22毛坯选择32.1毛坯类型32.2定位基准选择32.3.加工阶段的划分说明43机加工工艺路线确定53.1加工方法分析确定53.2加工顺序的安排63.3机械加工余量的确定73.4选择各工序的夹具，量具83.5加工阶段的划分说明84.工序尺寸及其公差确定95.设备及其工艺装备确定106.各工序机械加工工序设计117钻8.2孔夹具147.1.工序尺寸精度分析147.2定位方案确定147.3定位元件确定157.4定位误差分析计算157.5夹紧方案及元件确定167.6.夹具总装草图17结 束 语18谢 辞19前言随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床工件工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类，杆类工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的50%80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。此设计是衬套零件的工艺过程编制以及对其有关夹具的设计,对于顺利并安全的完成该零件起到很重要的作用.由于本人所学知识和能力有限，在设计的过程中，尚存有许多的不足与缺点，恳请各位老师能够批评指正！1零件图工艺性分析1.1零件结构功用分析：题目所给的零件是衬套，它的作用是对轴的支撑，避免轴直接和座孔对磨，减少对轴的损害，起到保护作用使轴在衬套内做复合旋转运动。内孔因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它的加工是非常关键和重要的。1.2零件技术条件分析：零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如上图所示。该零件要求锻造，而且零件材料为45钢。1.3零件结构工艺性分析根据零件图可以看出有五组加工面：1150大端的端面2150 100H8 112的外圆3112的端面4孔100H8的两个倒角5钻4-82的孔另外该零件是薄壁零件一定的耐磨性，刚性很差，同时100H8的内孔及150的端面为主要加工表面，其表面精度要求高余量较大，因此加工该零件时粗精分开。采用一次装夹加工的方法，保证位置精度。大端的4-8.2的四个等分孔是用来紧固定位的，该零件和轴配合旋转，所以要有一定的耐磨性，所以要进行热处理，采用高频淬火的热处理方式，使之达到35-40HRC的硬度。其次100H8孔和100外圆有一定的同轴度的要求。因为该零件是薄壁零件，精度要求较高，所以要特别注意变形对加工精度的影响。2毛坯选择2.1毛坯类型毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。根据零件的材料，推荐用型材或铸件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而铸件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。轴为锻造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：、锻件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。、锻造圆角要适当，不得有尖角。、锻件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。、加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。、锻件的选材要合理，应有较好的可铸性。毛坯形状、尺寸确定的要求设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：、各加工面的几何形状应尽量简单。、工艺基准以设计基准相一致。、便于装夹、加工和检查。、结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。由于毛呸为锻造，因此所有孔都是在实体上加工，为防止钻偏，需先用中心孔钻钻孔正孔，然后再钻孔。2.2定位基准选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工基面选择的不合适就会导致加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。粗基准选择：要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证后托架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从后托架零件图分析可知，选择侧面三孔作为后托架加工粗基准。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，重要考虑到工件的装夹方便，可靠，加工原则先孔后面，选择外圆和大端面作为定位的粗基准。精基准选择：从后托架零件图分析可知，它的底平面与侧面三孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用与顶平面的四孔的加工基准。夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则本零件的设计基准考虑到保证零件的加工精度和装是100H8的孔，根据基准的选择原则，基准重合，基准统一，互为基准，选择100H8作为主要的精基准。在精加工100H8时为保证孔与外圆的同轴度，选择106外圆作为精基准。在加工127上的四个孔时，选择100H8孔和小端面作为精基准。2.3.加工阶段的划分说明零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工、精加工提供定位基准。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切削用量，以提高生产率。粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11IT12。粗糙度为Ra80100m。半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9IT10。表面粗糙度为Ra101.25m。精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切削用量，工序变形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为IT6IT7，表面粗糙度为Ra101.25m。光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为IT5IT6,表面粗糙度为Ra1.250.32m。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。3机加工工