固定耳板的加工工艺与钻夹具设计【含6张CAD+说明书】
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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1 设 计(日 期)审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工艺过程卡片产品型号固定耳板零件图号固定耳板产品名称固定耳板零件名称固定耳板共1页第1页材 料 牌 号Q235毛 坯 种 类型材毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号工 名 序 称 工 序 内 容车间工段;设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件10开料型材开料毛坯材料仓一切割设备切割设备20铣铣大端面机加工二X52K铣床铣夹具,量具,铣刀11min11min30铣铣四周侧面机加工二X6132铣床铣夹具,量具,铣刀11min11min40车 车R193圆弧面机加工二CA6140车床车夹具,量具,车刀11min11min50钻钻扩铰45机加工二Z525 钻床钻夹具,钻头11min11min60钻钻扩铰4-11机加工二Z525 钻床钻夹具,钻头11min11min70去毛刺钳工去毛刺80终检 按图样要求检验90入库入库设 计(日 期) 审 核(日期) 标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签 字日 期标记处数更改文件号签 字日期机械加工工艺卡片产品型号固定耳板零件图号固定耳板产品名称固定耳板零件名称固定耳板共1页第1页材 料 牌 号Q235毛 坯 种 类型材毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号装 夹工 步工 序 内 容同时加工零件数切削用量设备名称 及编号 工艺装备名称及编号技 术 等 级工时定额切削深度 /mm切削速度/ (m/min)每分钟转数或往复次数;进给量/mm夹 具刀 具量 具单件准 终10型材开料毛坯切割设备切割设备中201铣大端面17510.8327.60.8X52K铣床铣夹具铣刀量具中15min15min301铣四周侧面17510.8327.60.8X6132铣床铣夹具铣刀量具中15min15min401 车R193圆弧面18030238.90.5CA6140车床车夹具车刀量具中11min11min501钻扩铰4518010.8327.60.8Z525 钻床钻夹具钻头量具中11min11min601钻扩铰4-1118010.8327.60.8Z525 钻床钻夹具钻头量具中11min11min701钳工去毛刺1801 按图样要求检验 190入库编制 (日 期)审 核 (日期) 会签(日期)标记处数更改文件号签 字日 期标记处数更改文件号签 字日期XX大学 毕业设计论文固定耳板的加工工艺与钻夹具设计 所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日摘 要固定耳板零件加工工艺及钻床夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。关键词:工艺,工序,切削用量,夹紧,定位,误差27AbstractThe fixed lug parts processing technology and drilling fixture design is the design of process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.Keywords: Process, Cutting dosage, Clamping, Positioning,目 录摘 要IIAbstractIII目 录IV第1章 序 言6第2章 零件的分析72.1零件的形状72.2零件的工艺分析7第3章 工艺规程设计83.1 确定毛坯的制造形式83.2 基面的选择83.3 制定工艺路线83.3.1 工艺路线方案一83.3.2 工艺路线方案二93.3.3 工艺方案的比较与分析93.4 选择加工设备和工艺装备103.4.1 机床选用103.4.2 选择刀具103.4.3 选择量具103.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定113.6确定切削用量及基本工时12第4章 加工4-11夹具设计214.1夹具设计要求说明214.2定位原理及其实现214.3定位原件选择214.4夹紧机构的选择224.5零件的夹具的加工误差分析224.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构234.7 零件的专用夹具简单使用说明24总 结26致 谢27参 考 文 献28 第1章 序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。固定耳板零件加工工艺及钻床夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下,进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。第2章 零件的分析2.1零件的形状题目给的零件是固定耳板零件,主要作用是起连接作用。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,公差如下图所示。2.2零件的工艺分析由零件图可知,其材料为Q235,适用于承受较大应力和要求耐磨零件。固定耳板零件主要加工表面为:1. 铣削底面,表面粗糙度值为12.5。2. 铣削左端面,表面粗糙度值12.5。3. 铣削右端面,表面粗糙度值12.5。4. 钻扩铰45和钻扩铰11,及表面粗糙度值3.2。固定耳板共有两组加工表面,他们之间有一定的位置要求。现分述如下:(1)端面的加工表面: 这一组加工表面包括:端面,内孔。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高,粗车后半精车就可以达到精度要求。(2). 45和11的加工表面: 这一组加工表面包括:钻扩铰45和11孔。第3章 工艺规程设计本固定耳板假设年产量为10万台,每台车床需要该零件1个,备品率为19%,废品率为0.25%,每日工作班次为2班。该零件材料为Q235,依据设计要求Q=100000件/年,n=1件/台;结合生产实际,备品率和 废品率分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领 N=2XQn(1+)(1+)=238595件/年3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为Q235,年产量已达成批生产水平,而且零件轮廓尺寸不大,可以采用型材,这从提高生产效率,保证加工精度,减少生产成本上考虑,也是应该的。3.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。否则,不但使加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。粗基准的选择,对像固定耳板这样的零件来说,选好粗基准是至关重要的。对本零件来说,如果外圆的端面做基准,则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称,按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面做粗基准,若零件有若干个不加工表面时,则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。对于精基准而言,主要应该考虑基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不在重复。3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。3.3.1 工艺路线方案一10开料型材开料毛坯20铣铣大端面30铣铣四周侧面40车 车R193圆弧面50钻钻扩铰4560钻钻扩铰4-1170去毛刺钳工去毛刺80终检 按图样要求检验90入库入库3.3.2 工艺路线方案二10开料型材开料毛坯20铣铣大端面30铣铣四周侧面40车 车R193圆弧面50钻钻扩铰4560钻钻扩铰4-1170去毛刺钳工去毛刺80终检 按图样要求检验90入库入库3.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于:方案一的定位和装夹等都比较方便,但是要更换多台设备,加工过程比较繁琐,而且在加工过程中位置精度不易保证。方案二减少了装夹次数,但是要及时更换刀具,因为有些工序在车床上也可以加工,镗、钻孔等等,需要换上相应的刀具。而且在磨削过程有一定难度,要设计专用夹具。因此综合两个工艺方案,取优弃劣,具体工艺过程如下:10开料型材开料毛坯20铣铣大端面30铣铣四周侧面40车 车R193圆弧面50钻钻扩铰4560钻钻扩铰4-1170去毛刺钳工去毛刺80终检 按图样要求检验90入库入库3.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1 机床选用. 工序40用6140车床加工,各工序的工步数不多,成批量生产,故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大,精度要求属于中等要求,选用最常用的CA6140型卧式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表4.2-7。.工序50、60是钻孔,选用Z525摇臂钻床。.工序20-30是铣削加工,这两个面的要求精度不高,从经济角度看,采用X52K铣床。3.4.2 选择刀具.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀,它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.钻孔时选用高速钢麻花钻,参考机械加工工艺手册(主编 孟少农),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。3.4.3 选择量具本零件属于成批量生产,一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种:一是按计量器具的不确定度选择;二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“固定耳板” 零件材料为Q235,查机械加工工艺手册(以后简称工艺手册),表2.2-17 各种铁的性能比较,铁的硬度HB为143269,表2.2-23铁的物理性能,HT200密度=7.27.3(),计算零件毛坯的重量约为2。表3-1 机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型(零件重2000kg)中型(零件重1002000kg)轻型(零件重100kg)单件生产5以下10以下100以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据,该零件的月工序数不低于3050,毛坯重量211.8013.20151101表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值(根据GB6137-85) ()d (mm)2f8.618.0030118124060表3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度(1)后刀面最大磨损限度mm刀具材料加工材料钻头直径d0(mm)20高速钢铸铁0.50.8(2)单刃加工刀具耐用度T min刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0(mm)1120钻头(钻孔及扩孔)铸铁、铜合金及合金高速钢60钻头后刀面最大磨损限度为0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.确定进给量查机械加工工艺手册 孟少农 主编,第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.250.65,根据表4.13中可知,进给量取f=0.60。.确定切削速度 查机械加工工艺手册 孟少农 主编,表10.4-17高速钢钻头在灰口铸铁(190HBS)上钻孔的切削速度轴向力,扭矩及功率得,V=12,参考机械加工工艺手册 孟少农 主编,表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0,R=0.85。 V=12=10.32 (3-17)则 = =131 (3-18) 查表4.2-12可知, 取 n = 150则实际切削速度 = = =11.8.确定切削时间查机械加工工艺手册 孟少农 主编,表10.4-43,钻孔时加工机动时间计算公式: T= (3-19)其中 l= l=5 l=23则: t= =9.13确定钻孔的切削用量钻孔选用机床为Z525摇臂机床,刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻,机械加工工艺手册第2卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-2查得钻头直径小于10的钻孔进给量为0.200.35。 则取确定切削速度,根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-9切削速度计算公式为 (3-20)查得参数为,刀具耐用度T=35则 =1.6所以 =72选取 所以实际切削速度为=2.64确定切削时间(一个孔) =工序60:钻扩铰4-11孔两端倒角。机床:立式钻床Z525刀具:根据参照参考文献3表4.39选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔411mm钻孔411mm时先采取的是钻10.8mm孔,再铰孔到11,所以。切削深度:进给量:根据参考文献3表2.438,取。切削速度:参照参考文献3表2.441,取。机床主轴转速:,按照参考文献3表3.131,取所以实际切削速度:切削工时 被切削层长度:刀具切入长度: 刀具切出长度: 取走刀次数为1机动时间: (2) 铰孔11刀具:根据参照参考文献3表4.354,选择硬质合金锥柄机用铰刀。切削深度:,且。进给量:根据参考文献3表2.458,取。切削速度:参照参考文献3表2.460,取。机床主轴转速:按照参考文献3表3.131取实际切削速度:切削工时被切削层长度:刀具切入长度,刀具切出长度: 取走刀次数为1机动时间:该工序的加工机动时间的总和是:第4章 加工4-11夹具设计4.1夹具设计要求说明夹具是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而专门设计的。它是用于实现被加工零件的准确定位、夹压、刀具的导向以及装卸工件时的限位等作用。因此,该臂板孔加工钻夹具的设计要求主要有以下几个方面:1、满足尺寸精度要求长短臂板主要保证芯板组件组合后的产品安装连接尺寸,H1、H2。四个孔之间的相对位置关系。长短臂板与芯板连接后的H3尺寸。还要保证铰制孔与长短臂板两个侧面的垂直度,铰制孔与铰制孔之间的相对位置,铰制孔到芯板部件圆心的的距离,铰制孔与万向套孔之间的相对位置。2、夹具具备通用性由于离合器的类型多样性与各个厂家的要求不一样,所以加工类型属于多品种、小批量生产,为降低夹具的制作成本,要求一副夹具加工范围涵盖各个规格品种。在更换不同类的工件后夹具不需要大幅度调整,操作需要简单方便快捷。通用性也是本夹具考虑的重点,是本夹具的核心所在。通过观察图纸发现长短臂板有一个共同的特点,就是都有一个万向套孔,而且它的精度要求、形位公差要求都比较高适合以这个孔定位。所以一面两销的定位方法比较适合本工件。也能实现夹具的通用性。3、安装调试方便夹具要具有安装方便,调试简单,通用性强等优点。4.2定位原理及其实现根据被加工零件的结构特征,选择“一面两销”的定位原理,其定位基准如图3所示。根据六点定位原理,即以工件的内孔为定位基准面,约束了Z向的移动; x向的转动; Y向的转动3个自由度。套在万向套孔上的芯轴约束了X向的移动; y向的移动2个自由度。轴承与工件上接触的两点形成一条线约束了Z向的1个转动自由度。这样工件的6个自由度被完全被消除,获得到了完全定位,所以本夹具完全符合六点定位原理。4.3定位原件选择如图3所示,定位套台阶面与定位顶块台阶面来保证工件的水平。定位套的定位外圆和定位顶块上的两个轴承来保证工件XY平面上的位置。定位套选用Cr12淬火件来增加使用寿命,轴承属于标准件采购方便也容易更换。4.4夹紧机构的选择夹紧装置中产生源动力的部分叫做力源装置,常用的力源装置有气动、液压、电动等夹紧装置中直接与工件的被夹压面接触并完成压夹作用的元件称为夹紧元件,本设计采用了手动螺母压板夹紧,夹紧点如图3黑色加粗点所示。因为本产品不是大批量单一性的工件,所以如果采用气动或者液压夹紧方式的话有点大材小用,浪费人力物力财力显得有点划不来。本工件只需要加工四个孔,切削力实验后发现手动夹紧方式完全满足要求。综合考虑手动压板压紧机构是最优的选择。5、使用说明工件安装时,用压板或者螺栓将夹具固定在工作台上,用百分表校准夹具的平行度。这样就可以保证长短臂板的万向套孔与加工后的四个铰制螺钉孔的圆弧中心在一直线上,从而保证芯板部件的技术尺寸要求。本套夹具的使用首先要根据长短臂板的万向套孔选择合适的定位套,然后根据长短臂板的大小调整定位楔块的前后距离留一定的微调距离,最后微调夹紧。4.5零件的夹具的加工误差分析工件在夹具上加工时,加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差、夹具误差、夹具在主轴上的安装误差和加工方法误差的影响。如夹具图所示,在夹具上加工时,尺寸的加工误差的影响因素如下所述:根据上述“一面两销”定位原理,产生的定位误差的的原因有两个:一个是由于定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差B,由于定位芯轴的基准为轴线与工件内孔的定位基准轴线重合,此项误差为零;二是由于定位副制造误差引起的定位基准的位移,称为基准位移误差Y。式中:Xmax定位副最大的配合间隙; Dmax工件定位孔最大直径; d0min芯轴的最小直径; 工件定位孔的直径公差; 芯轴的直径公差; 定位所需的最小间隙。已知,定位内孔的直径公差为0.018mm,最小间隙Xmin取0.1mm,最大的配合间隙为0.2mm,因此,只需要将芯轴的制造公差控制在0.08mm以内,即可保证定位精度。(1)定位误差由于底面既是工序基准,又是定位基准,基准不重合误差为零。工件在夹具上定位时,定位基准与限位基准是重合的,基准位移误差为零。因此,尺寸的定位误差等于零。(2)夹具误差夹具误差为限位基面与轴线间的距离误差,以及限位基面相对安装基面C的平行度误差是0.01.(3)安装误差因为夹具和主轴是莫氏锥度配合,夹具的安装误差几乎可以忽略不计。(4)加工方法误差如车床主轴上安装夹具基准与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、车床溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素。一般取=/3=0.05/3=0.017mm零件的夹具总加工误差是: 精度储备:故此方案可行。4.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体设计的基本要求(1)应有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面,如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面,应有适当的尺寸精度和形状精度,它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体的尺寸保持稳定,铸造夹具体要进行时效处理,焊接和锻造夹具体要进行退火处理。(2)应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动,夹具体应有足够的壁厚,刚性不足处可适当增设加强筋。(3)应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大,结构比较复杂,而且各表面间的相互位置精度要求高,因此应特别注意其结构工艺性,应做到装卸工件方便,夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下,应尽量能减轻重量,缩小体积,力求简单。(4)应便于排除切屑在机械加工过程中,切屑会不断地积聚在夹具体周围,如不及时排除,切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度,切屑的抛甩可能缠绕定位元件,也会破坏定位精度,甚至发生安全事故。因此,对于加工过程中切屑产生不多的情况,可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间:对于加工过程中切削产生较多的情况,一般应在夹具体上设置排屑槽。(5)在机床上的安装应稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时,夹具的重心应尽量低,支承面积应足够大,安装基面应有较高的配合精度,保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空,大型夹具还应设置吊环或起重孔。确定夹具体的结构尺寸,然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。4.7 零件的专用夹具简单使用说明由于长短臂板的品种比较多,又是小批量生产。以前都是采用配做的方式来加工,所以造成了更换不易、加工困难、维护维修复杂同时也造成了极大的浪费。本夹具考虑到虽然长短臂板尺寸大小各有不同但是外形基本类似的特点,通过现有的万向套孔和圆弧上两点一线的一条边来定位。通用性的实现是通过更换定位套来配合长短臂板上的万向套孔。万向套的尺寸规格较少,完全可以每个尺寸配个定位套。然后前后移动中间可以移动的梯形滑块来控制能加工长短臂板的大小。这个方法非常方便,而且梯形滑块靠定位插销来定位可以节省调节夹具的时间。拧动蝶形螺母来微调楔块找正长短臂板的中心线,定位顶块上与长短臂板接触的是两个小轴承更加方便找正中心,消除了定位不准确的可能。最后通过压板压紧。本夹具实现了一副夹具可以加工所有长短臂板的夹具设计要求。而且夹具结构简单,调试方便,更换零件容易,便于维修等优点。为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。本次设计的长短臂板通用夹具可以加工各个型号规格的长短臂板,大大提高了生产效率,降低了劳动强度,从而降低了零件的加工成本。同时采用“一面一销一边”的定位方式和手动压板夹紧方法,保证了加工精度,提高了加工效率。并且在设计之中,尽量选用通用件,进一步减少了制造成本,从而增加了经济效益。本长短臂板通用夹具设计合理,符合实际应用,满足加工要求,且较大部分采用通用件和标准件,制造成本合理,操作简单,设备调整、维修方便。(1)夹具的总体结构应力力求紧凑、轻便,悬臂尺寸要短,重心尽可能靠近主轴。(2)当工件和夹具上个元件相对机床主轴的旋转轴线不平衡时,将产生较大的离心力和振动,影响工件的加工质量、刀具的寿命、机床的精度和安全生产,特别是在转速较高的情况下影响更大。因此,对于重量不对称的夹具,要有平衡要求。平衡的方法有两种:设置平衡块或加工减重孔。在工厂实际生产中,常用适配的方法进行夹具的平衡工作。(3)为了保证安全,夹具上各种元件一般不超过夹具的圆形轮廓之外。因此,还应该注意防止切削和冷却液的飞溅问题,必要时应该加防护罩。总 结毕业设计即将结束了,时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的,通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论,不再是纸上谈兵,而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计,使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领,使我们更好的利用图书馆的资料,更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件,为我们踏入社会打下了好的基础。毕业设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的,还应该更好的做到理论和实践的结合。因此我们非常感谢老师给我们的辛勤指导,使我们学到了很多,也非常珍惜大学给我们的这次设计的机会,它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。致 谢这次毕业设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是,查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时,数据存在大量的重复和重叠,由于经验不足,在选取数据上存在一些问题,不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见,在我遇到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的完成了毕业设计。这次毕业设计成绩的取得,与指导老师的细心指导是分不开的。在此,我衷心感谢我的指导老师,特别是每次都放下他的休息时间,耐心地帮助我解决技术上的一些难题,她严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从题目的选择到项目的最终完成,他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜,他不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩指导老师的专业水平外,他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参 考 文 献1 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学,机床夹具设计手册M,上海:上海科学技术出版社,1980。2 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导。机械工业出版社,1995。3 李庆寿。机床夹具设计。机械工业出版社,1991。4 李洪。机械加工工艺手册。北京出版社,1996。5 上海市金属切削技术协会。金属切削手册。上海科学技术出版社,2544。6 黄如林,刘新佳,汪群。切削加工简明实用手册。化学工业出版社,2544。7 余光国,马俊,张兴发,机床夹具设计M,重庆:重庆大学出版社,1995。8 周永强,高等学校毕业设计指导M,北京:中国建材工业出版社,2542。9刘文剑,曹天河,赵维,夹具工程师手册M,哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1987。10 王光斗,王春福。机床夹具设计手册。上海科学技术出版社,2542。11 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学。机床夹具设计手册.上海科学技术出版社,1984。 12 李庆寿,机械制造工艺装备设计适用手册M,银州:宁夏人民出版社,1991。13 廖念钊,莫雨松,李硕根,互换性与技术测量M,中国计量出版社,2540:9-19。14 王光斗,王春福,机床夹具设计手册M,上海科学技术出版社,2540。15 乐兑谦,金属切削刀具,机械工业出版社,2545:4-17机械加工工序卡片产品型号固定耳板零件图号固定耳板产品名称固定耳板零件名称固定耳板共6页第1页5328532315R190车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工10铣Q235毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数型材11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K夹具编号夹具名称切削液JIAJU专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣大端面铣夹具,量具,铣刀327.610.80.82115min15min 设 计(日 期)审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号固定耳板零件图号固定耳板产品名称固定耳板零件名称固定耳板共6页第2页3.210车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工20铣Q235毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数型材11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X6132 夹具编号夹具名称切削液JIAJU专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣四周侧面铣夹具,量具,铣刀327.610.80.82115min15min 设 计(日 期)审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号固定耳板零件图号固定耳板产品名称固定耳板零件名称固定耳板共6页第3页50R193285320车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工30车Q235毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数型材11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA6140夹具编号夹具名称切削液JIAJU专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1车R193圆弧面车夹具,量具,车刀327.610.80.82115min15min 设 计(日 期)审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号固定耳板零件图号固定耳板产品名称固定耳板零件名称固定耳板共6页第4页50R193285320车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工50钻扩铰Q235毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数型材11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床525夹具编号夹具名称切削液JIAJU专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻扩铰45钻夹具,钻头327.610.80.82115min15min 设 计(日 期)审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号固定耳板零件图号固定耳板产品名称固定耳板零件名称固定耳板共6页第5页50R19328532010?453.23.2车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工60钻扩铰Q235毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数型材11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床525夹具编号夹具名称切削液JIAJU专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻扩铰4-11钻夹具,钻头327.610.80.82115min15min 设 计(日 期)审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号固定耳板零件图号固定耳板产品名称固定耳板零件名称固定耳板共6页第页R2044-?11 +0.018010车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工70钻扩铰Q235毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数型材11设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量背吃刀量进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钳工去毛刺 设 计(日 期)审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期1.外文翻译机械加工零件的工艺及夹具设计摘 要:本文对机械加工零件的结构和工艺进行了分析,确定了机械加工工艺路线,夹具在机械加工中所占的地位和重要性,以及夹具设计。随着科学的日益发展进步和国家产业政策的调整,工程机械行业已成为没有政策壁垒的完全竞争行业关键词:技术背景/发展趋势/工序/定位方案1 机械加工历史背景及其意义机械制造业是一个古老而永远充满生命力的行业。随着现代工业的发展,对机械产品的要求越来越高,机械制造工艺也在日新月异地发展。自新中国成立以来,我国的制造技术与制造业得到了长足发展,一个具有相当规模和一定技术基础的机械工业体系基本形成。改革开放二十多年来,我国制造业充分利用国内国外两方面的技术资源,有计划地推进企业的技术改造,引导企业走依靠科技进步的道路,使制造技术、产品质量和水平及经济效益发生了显著变化,为推动国民经济的发展做出了很大的贡献。尽管我国制造业的综合技术水平有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在阶段性差距。进入二十一世纪,我国发展经济的主导产业仍然是制造业,特别是在我国加入世贸组织后,世界的制造中心就从发达国家迁移到了亚洲,我国有廉价的劳动力和广大的消费市场,因此,我国工业要想发展,就需要有相应的技术和设备来支持。机械工业是国民经济的装备工业;是科学技术物化的基础;是高新技术产业化的载体;是国防建设的基础;是实现经济快速增长的重要支柱;也是为提高人民生活质量、提供消费类机电产品的供应工业。它对国民经济运行的质量和效益、产业结构的调整和优化具有极其重要的作用。2 机械行业的现状及发展趋势随着社会的发展,各种机械逐渐运用到各个行业中,不管是在农用、军用、工用等方面,离开了机械的操作就谈不上效率,因此,从某中角度上来说,一个国家的经济实力、社会地位,和机械行业的发展是密不可分的。各工业化国家经济发展的历程表明,没有强大的装备制造业,就不可能实现国民经济的工业化、现代化和信息化3。目前装备制造业发展滞后是制约我国经济发展和产业升级的重要因素,加大结构调整力度,推进机械工业持续、健康、稳定发展,对于转变经济增长方式,提高国民经济整体素质,增强我国经济的国际竞争力,保障国防安全等都具有重要而深远的意义。3 机械加工工艺规程制订3.1 机械加工工艺过程的定义机械加工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状,尺寸,相对位置和性质等,使其成为成品或半成品的全过程。机械加工工艺过程直接决定零件及产品的质量和性能,对产品的成本、生产周期都有较大的影响,是整个工艺过程的重要组成部分。3.2 机械加工工艺过程的组成组成机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又是由安装、工位、工步及走刀组成的。 工序是指一个或一组工人,在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。工序是制定劳动定额、配备工人及机床设备、安排作业计划和进行质量检验的基本单元。 安装是工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。 当应用转位(或移位)加工的机床(或夹具)进行加工时,在一次装夹中,工件(或刀具)相对于机床要经过几个位置依次进行加工,在每一个工作位置上所完成的那一部分工序,称为工位。采用多工位加工可以减少装夹的次数,减少装夹误差,提高生产率。 工步是加工表面在切削刀具和切削用量(仅指主轴转速和进给量)都不变的情况下所完成的那一部分工艺过程。 在一个工步中,如果要切掉的金属层很厚,可分几次切削,每切削一次就称为一次走刀。3.3 机械加工工艺规程的定义规定产品或零部件制造过程和操作方法等的工艺文件,称为工艺规程,它是企业生产中的指导性技术文件。3.4 机械加工工艺规程的作用及内容机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原材料和毛坯的供应,进行机床调整,专用工艺装备的设计与制造,编制生产作业计划,调配劳动力,以及进行生产成本核算等。机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定生产产品的进度计划和相应的调度计划,并能做到各工序科学地衔接,使生产均衡、顺利,实现优质、高产和低消耗。机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片,是两个主要的工艺文件。机械加工工艺过程卡片,是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中,以机械加工工艺过程卡片指导生产,过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的,用于直接指导工人进行生产,多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。3.5 制订机械加工工艺规程的原则及步骤在一定的生产条件下,以最少的劳动消耗和最低的费用,按计划加工出符合图纸要求的零件,是制订机械加工工艺规程的基本原则。制订机械加工工艺规程的步骤如下:根据零件的生产纲领决定生产类型;分析零件加工的工艺性;选择毛坯的种类和制造方法;拟订工艺过程;工序设计;编制工艺文件。4 夹具设计4.1 夹具设计的意义在机械行业中,如何去保证工件的高精度、加工的成本等实质性问题,一直是从事于机械行业人员研究的问题,其中在设计夹具的时候就要考虑以上问题,高效的夹具是工件高精度的保证,如何让夹具更高效、更经济,这是行业人急需要解决的。随着社会的发展,科技的不断提高,各种高科技技术逐渐渗透到各个行业,如何利用这些高科技为人类服务,如何充分利用这些高科技在机械行业中,这还需要机械行业人员不断的努力,开拓创新。随着科学技术的发展,和社会市场需要,夹具的设计在逐步的超向柔性制造系统方向发展。迄今为止,夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度标准化,用户只需要按品种、规格选用采购。而模具和夹具则和产品息息相关,产品一有变化就需重新制作,通常是属于专用性质的工具,模具已发展成为独立的行业;夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。 组合夹具不仅具有标准化、模块化、组合化等当代先进设计思想,又符合节约资源的原则,更适合绿色制造的环境保护原理。所以是今后夹具技术的一个重要发展方向单位 。机床夹具通常是指装夹工件用的装置:至于装夹各种刀具用的装置,则一般称为“辅助工具”。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围,一般可分为通用夹具,专用夹具和可调整式夹具等。通用夹具是在普通机床上一般都附有通用夹具,如车床上的卡盘,铣床上的回转工作台,分度头,顶尖座等。它们都一标准化了,具有一定的通用性,可以用来安装一定形状尺寸范围内的各种工件而不需要进行特殊的调整。但是,在实际生产中,通用夹具常常不能够满足各种零件加工的需要;或者因为生产率低而必须把通用夹具进行适当的改进;或者由于工件的形状,加工的要求等的不同须专门设计制造一种专用夹具,以解决生产实际的需要。用夹具是为了适应某一工件的某一工序加工的要求而专门设计制造的,其功用主要有下列几个方面:1.保证工件被加工表面主要包括加工工件所需要的机动时间和装卸工件等所需要的辅助时间两部分。2.采用专用夹具后,安装工件和转换工位的工作都可以大为简化,不再需要画线和找正,缩短了工序的辅助时间并且节省了画线这个工序,从而提高了劳动生产率.在生产中由于采用了多工件平行加工的夹具,使同时加工的几个工件的机动时间将与加工一个工件的机动时间相同。采用回转式多工位连续加工夹具,可以在进行切削加工某个工件的同时,进行其它工件的装卸工作,从而使辅助时间与机动时间相重合。总之,随着专用夹具的采用和进一步改善,可以有效地缩短工序时间,满足生产不断发展的需要。3.采用专用夹具还能扩大机床的工艺范围。例如在普通车床上附加镗模夹具后,便可以代替镗床工作;装上专用夹具后可以车削成型表面等,以充分发挥通用机床的作用。4.减轻劳动强度,保障安全生产。根据生产需要,采用一些气动,液压或其它机械化,自动化程度较高的专用夹具,对于减轻工人的劳动强度,保障生产安全和产品的稳质高产都有很大作用。加工大型工件时,例如加工车床床身上,下两面上的螺孔,需要把床身工件翻转几次进行加工,劳动强度大而且不安全。采用电动回转式钻床家具后,就能够达到提高生产效率,减轻劳动强度,保障生产安全的目的。4.2 夹具的发展趋势工业设计是人类社会发展和科学技术进步的产物,从英国莫里斯的“工艺美术运动”,到德国的包豪斯设计革命以及美国的广泛传播与推广,工业设计经过了酝酿,探索,形成,发展百余年的历史沧桑。时至今日,工业设计已成为一门独立的专业学科,并且有一套完整的研究体系。1980年国际工业设计协会理事会(ICSID)给工业作了明确定义:“就批量生产的工业产品而言,凭借训练,技术知识,经验及视觉感受,而预示材料、结构、构造、形态、色彩、表面加工,装饰以新的品质和规格,叫做工业设计。根据当时的具体情况,工业设计师应在上述工业产品全部侧面或其中几个方面进行工作,而且需要工业设计师对包装、宣传、展示,市场开发等问题的解决付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时,这也属于工业设计的范畴”。材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础,一方面,技术制约着设计;另一方面,技术也推动着设计。从设计美学的观点看,技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用,只要善于应用材料的特性,予以相应的结构形式和适当的加工工艺,就能够创造出实用,美观,经济的产品,即在产品中发挥技术潜在的“功能”。 任何设计都是时代的产物,它的不同的面貌,不同的特征反映着不同历史时期的科学技术水平。技术是产品形态发展的先导,新材料,新工艺的出现,必然给产品带来新的结构,新的形态和新的造型风格。材料,加工工艺,结构,产品形象有机地联系在一起的,某个环节的变革,便会引起整个机体的变化。现在,机械加工工艺及夹具随着制造技术的发展也突飞猛进。机械加工工艺以各个工厂的具体情况不同,其加工的规程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其随着情况的不同具有更加合理的工艺过程。也使产品的质量大大提高。制定加工工艺虽可按情况合理制定,但也要满足其基本要求:在保证产品质量的前提下,尽可能提高劳动生产率和降低加工成本。并在充分利用本工厂现有生产条件的基础上,尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验。还应保证操作者良好的劳动条件。但我国现阶段还是主要依赖工艺人员的经验来编制工艺,多半不规定工步和切削用量,工时定额也凭经验来确定,十分粗略,缺乏科学依据,难以进行合理的经济核算国际生产研究协会的统计表明,目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代,以适应市场的需求与竞争。然而,一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具,一般在具有中等生产能力的工厂里,约拥有数千甚至近万套专用夹具;另一方面,在多品种生产的企业中,每隔34年就要更新5080左右专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为1020左右。特别是近年来,数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统(FMS)等新加工技术的应用,对机床夹具提出了如下新的要求:1)能迅速而方便地装备新产品的投产,以缩短生产准备周期,降低生产成本;2)能装夹一组具有相似性特征的工件;3)能适用于精密加工的高精度机床夹具;4)能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具;5)采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置,以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率;6)提高机床夹具的标准化程度。现代机床夹具的发展趋势主要表现为标准化、高效化、精密化和柔性化等四个方面。利用更好的夹具,可以提高劳动生产率,提高加工精度,减少废品,可以扩大机床的工艺范围,改善操作的劳动条件。因此,夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。一个好的夹具是加工出合格产品的首要条件,为了让夹具有更好的发展,夹具行业应加强产、学、研协作的力度,加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐,创建夹具专业技术网站,充分利用现代信息和网络技术,与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系,争取合资与合作,引进技术,这是改造和发展我国夹具行业较为行之有效的途径。参考文献1:裘愉,组合机床,北京:机械工业出版社,1995.2:金振华.组合机床及其调整与使用.北京:机械工业出版社,1990.3:沈延山.生产实习与组合机床设计.大连:大连理工大学出版社,1989.4:上海市大专院校机械制造工艺学协作组编著.机械制造工艺学.福建科学技术出版社,1996.5:王华坤,范元勋.机械设计基础.北京:兵器工业出版社,2000.6:冯辛安.机械制造装备设计.北京:机械工业出版社,1998.7:陈日曜.机械原理.北京:机械工业出版社,1992.8:方子良.机械制造技术基础.上海:上海交通大学出版社,2004.9:刘秋生,李忠文.液压传动与控制.北京:宇航出版社,1994.10:陈于萍,周兆元.互换性与测量技术基础.北京:机械工业出版社,2005.11:东北重型机械学院等.机床夹具设计手册.上海:上海科技技术出版社,1979.12:机械设计手册联合编写组.机械设计手册.北京:机械工业出版社,1987.13:王先逵.机械制造工艺学(上下册).北京:清华大学出版社,1989.14:崇凯.机械制造技术基础课程设计指南. 15:黄如林,汪群.金属加工工艺及工装设计. 16:鲁屏宇.工程图学.17:冯辛安.机械制造装备设计.18:Gell Maurice Materials Science and Engineering,1995,A204:24625119:X. Chen, J.W. Hutchinson, M.Y. He, A.G. Evans, Acta Mater. 51 (2003) 2017.
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