3D打印在套筒加工工艺及镗孔夹具设计中的应用.docx

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1、摘要零件工艺过程在机械加工中有非常重要的作用。夹具设计可以大大提高加工效率，这两个方面在机械加工中尤其重要。圆柱面和孔是套筒零件的主要加工面。圆柱面的加工精度要求可通过磨削和车削选择。孔加工比较复杂，首先我们要考虑零件结构构成。孔的精度的提高，采用多种方法加工孔。为了确保粗钱、半精钱、精钱和滚压后孔面的精度,因此需要各工序的尺寸计算和切削量计算。加工各个零件的时候，尤其要保证加工的精度。首先工件安装在机床的正确位置，紧接着用夹紧装置固定工件。通用夹具夹紧不同的零件不能完全确保精度，所以需要设计专用夹具。最后，使用AUtoCad绘制零件图和装配图，用SOIidWOrkS对各个零件进行三维建模，最

2、后进行3D打印。再根据装配图安装。关键词：工艺规程、精度、夹具、3D打印ABSTRCTPartprocessp1aysaveryimportantro1einmachining.Fixturedesigncangreat1yimprovetheprocessingefficiency,thesetwoaspectsareparticu1ar1yimportantinmachining.Cy1indrica1surfaceandho1earethemainmachiningsurfacesofs1eeveparts.Themachiningaccuracyofcy1indrica1surface

3、canbese1ectedbygrindingandturning.Ho1eprocessingismorecomp1ex,wemustfirstconsiderthestructureoftheparts.Fromtheaspectofaspectratio,aperturesize,accuracy,roughnessrequirements,productionsca1eandsoon.Inordertoimprovetheaccuracyoftheho1e,avarietyofmethodsareusedtoprocesstheho1e.Inordertoensuretheaccura

4、cyofroughboring,semifinishboring,finishboringandro11ing,itisnecessarytoca1cu1atethedimensionandcuttingamountofeachprocess.Whenmachiningtheworkpiece,(hemachiningaccuracymustbeensured.Theworkpieceisinsta11edinthecorrectpositiononthemachinetoo1,andthenfixedwithac1ampingdevice.Genera1fixturec1ampingdiff

5、erentpartscannotfu11yensuretheaccuracy,soitisnecessarytodesignaspecia1fixture.Fina11y,AutoCADisusedtodrawpartdrawingandassemb1ydrawing,So1idWorksisusedtobui1d3Dmode1ofeachpart,andfina11y3Dprintingiscarriedout.Theninsta11accordingtotheassemb1ydrawing.Keywords:processp1anning,accuracy,fixture,3Dprinti

6、ng目录第一章零件的分析41. 1油缸缸筒的零件分析41.2零件的工艺分析41.2.1、 工方法的选择41.2.2、 保证套筒表面位置精度的方法51.2.3、 防止套筒变形的工艺措施5第二章工艺规程的设计62. 1确定毛坯的制造彩式62.2 基准的选择62. 2.1粗基准的选择63. 2.2精基准的选择72.3 制定工艺路线72.4 加工余量、工艺尺寸和毛坯尺寸的确定82.4 .1两端外圆表面：82.5 .2工件内孔加工1()2. 5确定切削用量及基本工时1()第三章专用夹具设计213. 1概述214. 2链床夹具设计要则215. 3、夹具设计215.1.1、 问题的提出213. 3.2钱套的

7、结构214. 3.3链套的布置影式225. 3.4钱杆236. 3.5支架与底座247. 3.6钱套、镂杆和衬套的匹配选择248. 3.7定位基准的选择243. 3.8夹紧机构的设计24则加工工件时所需要的夹紧力为：253.4夹具设计及操作的简要说明26第四章三维建模274. 1So1idworks简介279. 2.1用SO1idWOrkS进行3D建模27第五章3D打印319.1 三维打印的过程：3110. 2由第四章生成的三维造型进行3D打印315.2.1打开3D打印软件，夹具体底座切片如图5-2-1所示31参考文献38致谢39第一章油缸缸筒的分析1.1 缸筒的分析1.2 油缸它的作用是将液

8、压能转化为线性和交变的机械运动。油缸缸筒是油缸的重要组成部分。缸筒材料多为铸铁和无缝钢管多为35号、45号钢。大批量生产。毛坯形式：无缝钢管切割。1.3 缸筒的工艺分析1.3.1 选择的加工方法圆柱面以及孔都是加工套孔零件的处理面，圆柱面的加工方式选择磨削以及车削。这两种加工工艺可以根据精度的要求具体选择。由于需要同时考虑结构特征、精度、孔径尺寸、粗糙度、生产制造总规模等多种不同因素，因此选择加工方法的过程相对而言较为复杂。设计加工的工艺精度水平逐步提高。本次设计中油缸设计加工的工序经过了4道工序以便确保孔径表面质量以及和精度。1.3.2 .保证位置精度的方法从技术方面分析套孔的具体要求包括另

9、外孔轴表面垂度以及端面同轴度，可以通过以下几种方法去保证：1 .内外表面和端面必须同时安装。工序相对集中，可以减小安装工件的误差确保相对位置更加精准，主要功能是采用车削工艺制作较小尺寸轴套，因为较大的套筒也不方便。2 .分几次进行加工的套筒的主表面，我们首先加工外圆，然后在外圆的基础上再加工内孔。通过这种方法，工件夹紧速度快而且牢固。位置精度低的普通卡盘安装误差大，所以使用定位精度高的夹具才能获得比较小的同轴度，通过查资料可知弹性液塑卡盘、膜片卡盘这些都可以办到。要想在长度较长的套筒上保证定位精度，需要对外圆进行定位。使用中心夹紧支架夹紧一端，然后再夹紧另一端。此种方法不适合零件的设计和它的加

10、工过程。加工内孔时还需要安装工件，只有到后面加工完内孔，才能继续从工艺螺纹上去除“88外圆，然后从轴向上在各类外圆面所以682d定义为标定内孔的条件标准。1.2.3、为了防止套筒变形的措施从结构角度分析，套筒零件具有下列特征：孔壁相对而言较为单薄。导致零件发生形变的主要因素有：切削工艺过程中受热、受力以及夹紧。减少上述形变或者避免发生形变，至少要达到下列几点：粗加工和精加工分开进行，粗加工产生的变形也能通过精加工来缩小。尽可能降低夹紧力可能造成的负面影响，采取以下这几条措施：轴向夹紧，如设计加工工件的情况之下，需要延长两端，外圆88,也就是说内孔加工的过程中要轴向夹紧的外圆，有必要处理加工结束

11、之后采用车削工艺对其内孔处理加工。制作辅助法兰，增加工件的径向刚度，加工后切割法兰。第二章工艺规程的设计2.1 确定毛坯的制造形式套筒零件加工的毛坯件，通常情况下采用的材质有黄铜、青铜铸铁或者钢。部分滑动轴承的材质有可能两种不同金属构成，工艺方面主要采用离心铸造方技术在铸铁或者是钢套筒内壁加入轴承合金比如巴氏合金等，能够显著节约有色贵重金属，同时还能够有效的保障使用寿命。零件选择的毛坯和尺寸、机构以及材料等因素有密切联系。套管孔径较小的情况下经常采用冷拉棒材或者是热轧棒材，当然也可采用实心铸件。当孔径较大的时候，经常采用无缝钢管或带孔铸锻件。规模较大的批量生产是通常情况下采用制造毛坯的粉末冶金

12、以及冷挤压等多种工艺，以便进一步节约材料,提高效率。选用8914规格的无缝钢管，35钢，要求具备抗拉fj=530MP0;抗弯曲：4=315M4同时HBS水平达到197。2.2 基准的选择本结构在设计工艺规程的过程中扮演着重要角色。我们通常把基准分为设计基准和工艺基准。基准概念渗透在机械产品的方方面面中，从设计过程中的零件尺寸标注大小、制造过程中的工件定位、尺寸校准过程中的测量，到装配过程中零件装配位置确定。基准用于确保生产对象上的几何关系所基于的点、线或面。2.2.1粗基准的选择就零件而言，选择粗糙表面作为零件粗糙度参考；我对于具有多个表面没有进行加工处理的工件，使用现有已经加工的表面位置精度

13、达到更高水平的粗参照。套筒零件长度较长的情况下，为了更好的保障精度，在定位上设计为圆柱形状，加紧一侧另一侧则通过中间夹具支撑，最后面加工内孔。基于该项原理选用，无缝钢管材料制成的外圆定义为缸筒结构粗基准。工件两端分别运用三爪卡盘固定加紧、顶住大头中心。用此方法，工件能够可靠迅速加紧，但是因为一般卡盘在配置时可能出现较大误差，所以工件加工位置精度水平相对而言较小。为了确保同轴度尽可能减少，应用高定心精度水平的夹具，比如抛光三爪卡盘。根据这个原理，选用无缝钢管089外圈定义为粗基准，两端的固定结构分别使用三爪卡盘、顶住大头中心，可以快速稳定地固定，保证板材的精度。考虑到通常情况下安装可能出现缺陷，

14、所以为了进一步保证同轴度尽可能减少需要运用精度水平较高的夹具，比如抛光三爪卡盘。2.2.2精基准的选择一般情况下通过重叠多个基准来设定精基准。当设计依据与工艺依据不符合时，应换算尺寸，然后进行计算。2.3 制定工艺路线工艺路线的设计必须要基于技术要求开展，零件形状、尺寸和位置等多个进度水平都应该得到与充分保障。通常机床和专用夹具需要尽量集中工艺，提高生产率，经济效益，这样来尽量缩减成本。方案设计如下：工序001、配料（35钢）：切断钢管（089x14）,总长度取值为695mm工序002、车削。82车削处理到。88；倒角以及端面进行车削处理；调头C82车削处理到。88；倒角以及车端面总长度取值为

15、686mm（余Imm）。工序003、深孔推镜：深孔分别粗链、半精以及高精处理分别达到。66、。68、069.85；精较（浮动键刀像孔）孔到700.20Ra=3.2。工序004、滚压孔：滚压孔精度水平达到C700.02,Ra=O.4o工序005、车削将外圆车削处理去掉，加工处理外圆至。82,处理R7部位槽；镶刀加工处理内锥孔达到1.5。，车削处理车端面；调转车头，将外圆车削处理去掉，加工处理外圆至。82,处理R7部位槽；像刀加工处理内锥孔达到1.5,车削处理车端面，取总长685mm。工序006、检查2.4 加工余量、工艺尺寸以及毛坯尺寸确定油缸缸筒：零件材质为35钢，硬度为hb197,生产类型大批量生成，毛坯形式：无缝钢管通过上方原始数据以及具体生产工艺，明确加工处理各面余量、毛坯以及工艺等多种尺寸。2.4.1 加工两端外圆表面：加工处理两端外圆长度(一端长60mm,与它相连非加工圆柱面直径长度为89mm,直径82mm、表面的尺寸以及粗糙度分别为公差为02,Ra1.6,随后进行半精车处理操作以及精车处理作业，加工处理的直径余量要求达到2Z=3.5mm考虑到本次零件设计需要满足量产需求，所以本次设计应用调整法，加工余量的最大、最小值都以调整方法设定。82mm对应