飞机发房外舱蒙皮制造毕业设计

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1、目 录毕业设计（论文）任务书2前 言3一、飞机制造技术概论31、飞机制造技术概论32、飞机制造技术特点43、飞机制造的主要部分4二、飞机制造中的互换和协调41、结构分析42、互换53、协调5三、飞机图纸的绘制5四、飞机零件的制造81、发房外舱蒙皮制造82、 合理选材83、工艺方案的选择与确定94、发房外舱蒙皮工艺规程如下：9五、 工艺规程的设计14第一章 工艺分析14第二章 夹具的设计22第三章 刀具设计25六、飞机的装配28 1、装配准确度技术要求282、部件装配工艺设计的内容28七、飞机制造技术的发展方向29八、 结束语30九、 谢辞30十、 参考文献31毕业设计（论文）答辩记录33毕业设

2、计（论文）、答辩评分表34毕业设计（论文）答辩成绩评定书35毕业设计（论文）评阅教师意见书37毕业设计（论文）任务书机械工程系 飞机制造技术专业 一、毕业设计（论文）题目 发房外舱蒙皮制造 二、毕业设计（论文）时间 2009 年 10月 20 日至 2009 年11月 24 日三、毕业设计（论文）地点： 陕 西 航 空 职 业 技 术 学 院四、毕业设计（论文）的内容要求：（一）工艺规程设计1. 飞机零件的工艺性分析及确定生产类型2. 确定毛坯种类、材料规格，画出毛坯图3. 工艺路线的安排和分析说明4. 详细设计工序5. 画出工序简图6. 填写工艺路线单、工序卡、检验卡等工艺文件并汇订成册7.

3、 填写专用工装夹具申请单内容8. 工艺问题的探讨，如表面粗糙度、精度、变形及尚存问题的探究（二）工艺装备设计 1.专用夹具设计 2.专用刀具设计 3.专用量具设计（三）毕业设计说明书 1.封面、封底 2.设计任务书 3.工艺设计和计算分析部分 4.专用工装设备设计计算部分 5.设计小结 6.参考文献指导教师 年 月 日批 准 年 月 日前 言毕业设计是三年高职课程的最后学习阶段，同时也是冲刺的关键时刻，通过毕业设计的训练，可以检验我的学习成绩，培养我综合运用所学知识和技能，独立解决工程技术的能力，进行工程技术人员所必须具备的基本能力的初步训练，使自己毕业后能尽快的胜任工程技术工作。在毕业设计过

4、程中，我学会了了解工程技术问题，如何综合运用基础理论和专业知识，培养了综合应用知识的能力，学习怎样查阅运用技术资料，学习怎样在技术工作中贯彻有关方针及上级部门的技术文件。学习本专业工程设计的一般程序和方法，明确什么是正确的设计方法和思想，树立实事求是严肃认真的科学工作作风。毕业设计整个过程分为三个阶段。首先在实习基地，了解了有关的技术，管理及设备现状及发展趋势，收集有关的技术条件和资料，与师傅沟通为拟定设计方案奠定基础；第二阶段是设计过程，先熟悉题目和相关资料，绘制零件图和毛坯图，拟定工艺规程，然后根据重点工序的要求制定专用夹具，明确定位方案选用专用刀具量具，然后再编写说明书，为答辩准备资料，

5、争取以优异的成绩完成毕业设计。第三阶段是毕业答辩。.一、飞机制造技术概论1、飞机制造技术概论飞机制造技术所涉及的领域包括装配、铸造、锻造、成形、机械加工、特种加工、焊接、热处理和表面处理、工艺检测等方面，它是随着一个国家的科学与技术的进步而不断发展的，社会的需求和市场的竞争也推动着飞机制造技术的不断更新和发展。飞机是一种重于空气的飞行器，它是一种依靠自身的动力产生升力来支持其自身在空中飞行的特殊机器。它或用于空有人员、物资，或用用于空中作战。在结构上飞机有以下几个重要部分：主要用于装载人员、物资和燃料的机身；主要用于产生升力及装载燃料的机翼；控制飞行方向和保证飞行稳定性的襟翼、副翼、尾翼及其操

6、纵系统；用于起飞和着陆的起落架及其辅助系统；用于导航通信等的仪表、特设系统等。飞机结构不但尺寸大、外形复杂，而且其机体结构主要是由大量形状复杂、连接面多、工艺刚性小以及在加工和装配过程中都会产生变形的钣金件或非金属薄壁零件组成的薄壳结构，这就决定了它的制造过程与一般机械制造有不同的特殊要求：飞机外形严格的气动要求和结构的互换协调。严格控制飞机的结构重量。在航空技术高度发达的今天，研制一种新型飞机，从设计方案的提出、试制生产到投入使用，一般都要经过几年甚至十几年的时间，这是一个很复杂的过程，简单的归纳起来，飞机研制工作的一般过程大致为：概念性设计初步设计方案审查详细设计设计审查原型机试制设计定型

7、、颁发TC原型机试飞批生产准备。2、飞机制造技术特点由于飞机结构复杂，零件及连接件数量又多，且大多数零件在自身重量下刚度较小，而组合成的外形又有严格的技术要求等特点，在飞机制造中，除了那些形状规则、刚性好的机械加工零件外，大多数零件，特别是那些形状复杂、尺寸大、附性小的钣金零件，都必须用体现零件尺寸和形状的专用工艺装备来制造，以确保其形状和尺寸的准确度。一般机械产品零件的刚度比较大，连接产生的变形小，故装配准确度主要取决于零件的制造准确度；而飞机装配是由大量刚性较小的钣金零件或薄壁机械加工件在空间组合、连接的结果，故飞机装配准确度在很大程度上取决于装配型架（夹具）的准确度。此外，在飞机装配中还

8、有定位和连接产生的应力和变形（如铆接应力和变形、焊接应力和变形），装配件从装配型架上取下还要产生变形等，为保证飞机装配工作的顺利进行，希望进入装配个阶段的零件、组合件和部件具有生产互换性，在装配过程中，零件、组合件和部件具有生产互换性，可以不对工件进行试装和修配，能减少大量的手工修配工作量，节省大量工时，缩短装配周期，有利于组织均衡的、有节奏的生产。在飞机成批生产中，许多钣金零件，机械加工件、装配个阶段的装配单元、部件都采用生产互换的方法。因此在飞机制造中一般采取互换和协调的方法以保证飞机装配的准确度。3、飞机制造的主要部分飞机工艺装备是飞机制造中必备的一种设备或工具，用来保证飞机产品的质量，

9、提高劳动生产率，减轻劳动强度，降低产品成本，从而提高产品的竞争能力。飞机工艺装备分为两大类：一类为直接用于零件的成形和飞机装配过程中的生产工艺装备；另一类为作为生产工艺装备的制造依据和统一标准的标准工艺装备。随着现代科学技术最新成果的不断涌现，设计、制造飞机工艺装备主要内容已从传统的机械加工向机电结合、数字测量方向发展。飞机制造技术也已转向采用新的综合技术工作法，建立以飞机产品数字建模技术为主导，并广泛采用新技术和综合化的完整工艺制造体系的新方向发展。飞机零件的制造包括飞机零件的机械加工（如整体壁板的加工、梁类零件的加工、缘条长桁类零件的加工、框类零件的加工、接头类零件的加工和钛合金零件的加工

10、等）和飞机钣金工艺（如蒙皮零件成形、整体壁板成形、落压零件成形、型材零件成形和钛合金钣金零件成形等）两大类。飞机制造过程的主要环节是飞机的装配，飞机装配过程就是将大量的飞机零件按图纸、技术条件进行组合、连接的过程。二、飞机制造中的互换和协调1、结构分析由传统的飞机制造模式可知，由于飞机产品的特殊性，飞机制造技术及其过程与一般的机械制造有着明显的不同，有自己的独特之处。在采用传统的飞机制造模式来制造薄壁结构的飞机时，由于飞机结构的特点，大部分的结构零件，特别是与外形有关的零件，多为尺寸大、刚性小、形状和配合关系复杂、容易变形的钣金件和型材零件。这些零件不能用一般的机械加工的方法来制造，而是利用大

11、量标准和专用的工艺装备来制造，在将这些零件装配成组合件和部件时，其装配的准确度和互换性的保证方法，也不能像一般的机械产品那样靠零件的制造准确度本身来保证，而必须要以上述工艺装备来保证。工艺装备不仅是制造产品的手段，而且是保证产品装配协调和互换的依据。因此，要保证飞机的制造准确度以及生产中的协调性和互换性，首先必须保证各种生产工艺装备的制造准确度和协调准确度。2、互换飞机制造中的互换性（即完全互换性）是指相互配合的飞机结构单元（部件、组件或零件）在分别制造后进行装配或安装时，除设计规定的调整外，不需选配和补充加工（如切割、锉铣、钻铰、敲修等）即能满足所有几何尺寸，形位参数和物理功能上的要求。飞机

12、制造中的互换性分为几何形状互换性和物理功能互换性两个方面的内容。它是由飞机结构和生产上的特点所决定的。互换性只是对同一飞机结构单元于言的。飞机制造中的互换要求包括气动力外形的互换要求、部件对接接头的互换要求、强度互换要求、重量（包括重心）互换要求等方面。在飞机制造中，当飞机的零件、组合件、段件和部件具有生产和使用互换性时，不但可以减少装配和对接时的修配工作量，节省大量工时，缩短生产周期，降低生产成本，有利于组织有节奏的批量生产，而且可避免出现由于强迫装配而产生的装配变形，以及飞机结构内产生的装配残余应力的集中。同时，当飞机某个零件、组合件、段件或部件在使用中被损坏后，能用备件迅速更换，不会由于

13、局部的损坏而影响飞机的正常使用，从而可延长飞机的使用寿命，保证飞机的使用性能。3、协调飞机制造中的协调性是指两个或多个相互配合和对接的飞机结构单元之间、飞机结构单元与它们的工艺装备之间、成套的工艺装备之间配合尺寸和形状的一致性程度。一致性程度越高，则其协调性越好，协调准确度越高。协调性仅指几何参数而言。保证协调准确度的基本方法按独立制造原则进行协调：对于相互配合的零件，当按独立制造原则对其进行协调时，协调准确度实际上要低于各零件本身的制造准确度。按相互联系原则进行协调：如果其他条件相同，那么当采用独立制造和相互联系制造两种不同的原则时，即使零件制造的准确度相同，得到的协调准确度也不同；按相互联

14、系原则能得到更高的协调准确度，而且在尺寸传递过程中，公共环节数量越多，协调准确度也就越高。按相互修配（或补偿）原则进行协调：当采用相互修配原则进行协调时，协调准确度仅取决于将零件A的尺寸传递给零件B这一环节的准确度。协调方案的确定以及协调图表飞机的机体主要由大量外形复杂的钣金零件组成，在我国现阶段，对于钣金零件所采取的协调方法（即尺寸传递体系）大体上分为模拟量传递、数字量传递和模拟量与数字量混合传递3种方式。在确定协调方案时必须先了解飞机机种上需要重点进行协调的部位，以根据不同的机型和结构特点做出正确决策。三、飞机图纸的绘制飞机图纸的装配图如下：零件垫板、外舱侧盖蒙皮、接头插耳、加强梗如下图：

15、 四、飞机零件的制造1、发房外舱蒙皮制造飞机蒙皮是构成飞机气动外形的关键零件，一般采用闸压滚弯、拉伸成形的方法制造，蒙皮制造技术是衡量一个国家飞机制造能力 和水平的重要标志之一。因此蒙皮制造技术对于我国航空制造业具有十分重要的意义。1、蒙皮制造的特点： 1 外形复杂，协调准确度高。 2不允许划伤和鼓动。一般构成气动外形，表面光滑流线。 3结构尺寸大，相对厚度小，刚性差。 4采用切面样板制造或样板为 制造依据，并按模胎、切线样板、检验夹具、拉形模控制外形 5 需要大型专用设备 6 要求操作工人的技术水平较高。2、 合理选材：机机体钣金零件常用材料种类有铝及铝合金、镁合金、钛及钛合金、碳素钢、合金

16、钢及不锈钢等，而此次设计蒙皮所采用的材料均为LY12，LY12在退火和新淬火状态下塑性尚可，可热处理强化。焊接性能不好，未热处理焊缝的强度为基体的60% 75%，焊缝塑性低。抗蚀性不高，有晶间腐蚀倾向，阳极氧化处理、涂漆或包铝可大大提高抗蚀能力。要合理地、有区别地选择结构各部分的材料，既要满足静强度要求，又要具有良好的抗疲劳性能。高强度铝合金LC4比铝铜合金LY12的静强度高约20%左右，但是LC4的疲劳性能却较差，对于毛刺、细小裂纹很敏感，故发动机机舱蒙皮不用LC4而用LY12。2 控制应力水平：在较低的应力作用下，结构不易产生疲劳裂纹3 避免构件形状和截面的急剧变化，应尽可能逐渐过渡或用较

17、大的圆弧光滑连接。3、工艺方案的选择与确定热处理LY12经退火处理（LY12-M）抗拉强度小于245Mpa，伸长率为12%。LY12经过淬火和自然时效（LY12-CZ），当型材厚度小于5.0mm时，抗拉强度为392Mpa，屈服强度为294Mpa，伸长率为10%；当型材厚度在5.110.0mm之间时，抗拉强度为412Mpa，屈服强度为294Mpa；当型材厚度在10.120.0mm之间时，抗拉强度为422Mpa，屈服强度为364 Mpa；当型材厚度在20.040.0mm之间时，抗拉强度为441Mpa，屈服强度为313Mpa；当型材厚度大于40.0mm时，抗拉强度为392Mpa，屈服强度为294Mp

18、a；以上状态下伸长率均为10%。技术条件JT00-7 普通铆接技术条件JT00-64 飞机零件、组件、部件重量控制4、发房外舱蒙皮工艺规程如下：陕 西 航 空 职 业 技 术 学 院图号名称蒙皮1、 下料：按尺寸 1400X1200材料牌号LY12-M0-§2、 首件检验图纸尺寸612X9873、填写路线卡相关内容零件净重3.964热处理淬火实验钢印表面处理样板名称工艺装备编号数量机床设备状态表编号模胎、10A-533/10151切扳机31244-60433工序号工种工序内容机床设备工艺装备下料工序1下料工自检材料牌号，表面质量检检验工检验材料牌号、厚度、炉批号及表面质量百分表2下料

19、工按尺寸划线卷尺3下料工去毛刺检检验工表面质量、切割容差，打印材料牌号印，所有钢印打在毛料端头50mm范围之内成型工序1钣金工检查来料：表面质量、材料牌号2拉伸工调整机床，选择工作台，安装模胎，擦净模胎表面，并在表面涂20#机油ML-2A模胎3钣金工按10AY240除油模胎4热处理工淬火模胎5拉伸工按模胎横向拉伸成形ML-2A模胎6钣金工按模胎及工艺规程草图划线切割，按工艺规程留阳极化耳子，在阳极化耳子钻孔7钣金工按模胎修整，按工艺规程要求打印图号钢印模胎、百分表检检验表面质量、贴胎间隙。按ST00-21称重模胎、5KG台秤3、 垫板、加强梗钣金件的制造飞机钣金零件的协调飞机钣金零件的协调包括

20、零件之间相互协调、零件与装配工艺装备之间的协调。作用飞机钣金零件的协调可以减少装配和对接时的修配工作量，节省大量工时，缩短生产周期，降低生产成本有利于组织有节奏的批量生产，而且可避免出现由于强迫装配而产生的装配变形，以及飞机结构内产生的装配残余应力的集中，保证飞机的使用性能。依据协调依据内容包括：数据尺寸、样板、标准工艺装备、移形工艺装备和标准实样。协调图表编制依据与其他指令性工艺文件的关系：产品图纸生产大纲工艺总方案标准工装协调图表部件装配协调图表钣金零件协调图表钣金零件制造生产文件。编制原则、在具备一定物质、技术条件下，尽量采用数字量传递法，CAD/CAM工作法适用于各型飞机的研制、试制和

21、批生产。、采用模拟量传递法时，也要根据飞机特点、生产批量以及钣金零件的复杂程度，选择不同的协调方法：a、大、中型飞机采用模线样板表面标准样件工作法；小型飞机（歼击机）可用模线样板标准样件工作法。b、研制、试制阶段，以模线样板工作法为主，并辅以少量的立体协调依据；批生产阶段，可根据产品的产量和各厂的经验，采用表面标准样件工作法或标准样件工作法。c、座舱、进气道、整流罩、发动机短舱、翼根等双曲度钣金零件，应采用表面标准样件工作法；而对单曲度钣金零件，则采用模线样板工作法。d、“按两个制造依据协调法”，是指钣金工艺零件的某一工艺装备，同时按样板和反模型（或其他立体依据）制造；按样板精加工一部分工作面

22、，按反模型（或其他立体依据）精加工另一部分工作面。样板和反模型分别作为该工艺装备的制造依据。该法积累误差大，应少用，如必须采用时，应确定合理的定位基准，以减少定位误差。、综合应用法，是模拟量向数字量传递法过渡的一种方法，对于尚不完全具备CAD/CAM物质条件时采用。步骤、确定全机协调部位；、选择各部位的协调方法；、编制协调图表；、确定各种工艺装备及技术条件。4、模线样板及工装的设计（简要）与使用模线是由模线设计员根据设计所发出的图纸而绘制的图样；模线通常分为理论模线和结构模线两大类，理论模线按飞机理论图绘制，结构模线根据设计所发出的结构图绘制。样板是按照模线或数据而加工成的专用量具。钣金工艺垫

23、板工艺规程：如下：陕西航空职业技术学院图号名称垫板4、 下料：按尺寸 1100X100材料牌号CY12-M0-§15、 首件检验图纸尺寸987X353、填写路线卡相关内容零件净重0.096热处理实验胶印表面处理黄色阳极化涂H06-3锌黄环氧自干底漆样板名称工艺装备编号数量机床设备状态表编号模胎、10A-533/0151切扳机31244-60438工序号工种机床设备工艺装备下料工序1下料工自检材料牌号，表面质量检检验工检验材料牌号、厚度、炉批号及表面质量百分表2下料工按尺寸划线卷尺3下料工剪切去除毛刺检检验工表面质量、切割容差，打印材料牌号印，卷尺成型工序1钣金工检查来料：表面质量、材

24、料牌号，规格尺寸2拉伸工擦净模胎及板材表面。模胎3钣金工按模胎手工成形模胎4钣金工按模胎及工艺规程草图划线切割模胎5钣金工按模胎修整，按工艺规程要求盖图号胶印模胎检检验工表面质量、贴胎间隙，切割容差，查料印、图号印、打检印6检验工按JT00-21要求进行称重2KG天平7表面处理表面处理8钣金工按工艺规程要求盖图号印、胶印检检验工检查零件外观质量，表面热处理是否符合工艺规程规定钣金工艺加强梗工艺：图号名称加强梗6、 下料：按尺寸 1400X840材料牌号LY12-M0-§1.27、 首件检验图纸尺寸652X13173、填写路线卡相关内容零件净重3.964热处理淬火图号印标签表面处理样板

25、名称工艺装备编号数量机床设备状态表编号模胎、 落压模10A-533/101510A-533/01601切扳机2T落锤31244-60433工序号工种工序内容 床设备工艺装备下料工序1下料工自检材料牌号，表面质量检检验工检验材料牌号、厚度、炉批号及表面质量百分表2下料工按给定的尺寸划线卷尺3下料工剪切检检验工按10A-T28检验。打印材料牌号，并开合格证0.02卡尺成型工序1钣金工检查来料：表面质量，规格状态，料印或合格证2落压工安装落压模，用钢索加固，擦净落压模，检查落压模表面是否好2T落锤落压模3落压工按落压模垫板橡皮渐次压制成型，随时穿插局部放料，防止顶角压裂。2T落锤落压模4落压工除油5

26、热处理工退火6落压工注意除油润滑，随时打光消除褶皱，切余料至靠胎。2T落锤落压模检检验工工序检验：贴模容差，表面质量，盖工序检印落压模7钣金按落压模修整零件直至贴合，划线切割。8热处理工淬火9钣金工修整淬火变形，完全贴合后，划线切割留余量，去毛刺，打图号印型胎检检验工按工艺规程模胎验收：（1）零件贴胎间隙（2）查料印、淬火印（3）表面质量10检验工按JT001-31规定对零件称重5KG台秤五、工艺规程的设计第一章 工艺分析零件分析1、设计题目是Y8飞机上的发房蒙皮，在飞机上为构成飞机整体气动外形和受力构件，为减飞机重量；选用铝合金材料（LY12-M）。因为铝合金的重量轻，强度高，对震动和冲击载

27、荷承受能力虽不及镁，却也能满足，并且经济性能好，还是常用材料，市场范围广，疲劳强度高，有良好的切削性能，耐腐蚀性好。因在高空运行，因而必须加以防护，进行化学氧化，并涂漆保护。其整体图如1.零件的功用：零件上设置有6个插耳和4个铆接垫板压板，将整张蒙皮固定并与长珩或框架连接。和其余支座Y85750一起工作，起到转动支撑作用。蒙皮上开设有两个类方形可焊接的开口，主要为方便检测和维修。12、16为支撑孔，起到支撑轴的作用。耳片上6.5H8孔内装有螺栓，耳片见装有摇臂连杆。 3H7为定位孔。410是支座孔，内有螺栓，有20沉孔用以螺母位置，起到支承连接作用。M6是螺母孔，此处为加润滑油和检验其中轴承工

28、作状况专用装以螺钉，配合使用为视孔。2、零件的工艺性分析该零件是发动机蒙皮类零件，形状比较规则，尺寸精度，形状精度较高，零件的焊接点和铆接点比较多，零件的主要技术邀请分析如下：零件上的24H9孔是重要孔，装配的装轴承，将会承受复杂的交变载荷，振动强烈，它要求装配可靠，转动灵活，孔表面粗糙度值要小，孔的表面质量要高，孔的中心轴线和底面加工要求严格。孔口不允许倒角。避免安装轴承时，因变形和轴线偏移而影响各滚动体之间的正常应力分布，使轴承的使用寿命下降，所以轴承孔24H9是重要部位。6.5H8、25H8装配时，孔端面之间要安装摇臂和Y85710上的零件，如果摇臂倾斜，位置不正。就会影响摇臂和轴承的正

29、常工作、甚至会导致锁口无法锁住锁芯，无法完成锁紧动作，可能引起其他零件损伤。如果造成其它零件的损坏操纵性能可能将大大降低，故耳片上的孔是重要孔，同轴度和孔距和52H9孔的距离要保证，使夹具保证孔的位置正确，用同心铰刀铰销6.5H8和25H8，保证同轴要求。锪制10、20、21孔端面时一定要保证其端面到孔中心间的距离。确保装配质量，避免给以后的部装车间安装时带来困难。铸件要求不能有砂眼，疏松等缺陷，以免影响 系统强度和钢度，在载荷的作用下，不致于发生损伤和事故现象。由于零件形状、结构复杂，壁板、筋板薄而高。因而钢度差，易变形，表面容易压伤，因此在夹紧和加工工件时和夹具设计时应特别加以注意和考虑。

30、底板 底面 耳片上的间槽面表面粗糙度值为1.6要求较高，则用夹具和立铣来完成。3.零件的结构分析本项零件为发动机蒙皮类零件，从构形来看个表面并不太复杂，但从零件的整体结构上看结构比较复杂，有多处圆弧过度，有斜螺栓孔，长珩薄而形状特殊，不规则。从精度方面来看，主要工作表面的精度为IT7IT8，52H9的工作表面粗糙度为0.8，46通孔表面粗糙度为1.6，精度为IT8级，耳片内表面表面粗糙度为1.6，精度为IT8。位置关系精度要求也较高，24H9的孔轴线到16通孔轴线的距离为110+0.2mm分别到底面的距离为66+0.2mm，95.5+0.2mm范围内，耳片与耳片相差120°+0.2范

31、围内。从材料方面分析，铝合金材料的抗腐蚀性能差，易腐蚀，为提高抗腐蚀性能，采用化学氧化的方法，使表面形成防护膜层，此氧化膜层对油漆的结合性好，但氧化层薄而软，使用过程中易划伤和擦伤，因此氧化后喷漆，尤是在高空飞行中。 零件工艺规程的设计1计算节律确定生产类型。计算节律： 节律t=(T/Q)· 其中：Q年产量，为50架； T每年的工作时间； 机床效率。0.940.96取0.95则：t=(T/Q)·=（365-55.7-7）·8·60·0.95/50·1·（1+10%）=2530(min)确定生产类型N=Q·n(1+)

32、(1+)其中：Q为年产量，为50架； n为该零件的单机数量，n=1件； 该零件备品率取0.5%； 该零件废品率去10%。N=50·1·（1+0.5%）（1+10%） =57.75<100 因此为单件小批量生产。2 确定零件的毛坯及技术条件的制订。（1）毛坯的选择因为该零件结构复杂，形状特殊，只承受一般载荷，并且属于单件小批量生产，材料为为LY12-M，易氧化腐蚀易划伤，焊接性能较差，且熔点低，因此采用焊接件显然其工艺性能较差，经济性也不佳，如果采用模锻件，则因其数量较少为小批生产，这样成本高而且不经济，且形状复杂，模具制造困难，并且铝合金的材料熔点低，有加工硬化现象，

33、其锻造工艺行也差。综上所述，采用砂型铸造，铝合金的铸造性能良好，线收缩率为1.01.3%，有较高的流动性，热裂倾向小，成本低，市场范围广，能满足设计要求。但铝合金硬度低，抗蚀性差，易氧化，铸造时需加硫碘保护。铸件要求不能有砂眼，硫松，缩孔等缺陷，以保证零件的强度硬度刚度，在载荷的作用下，不致于发生意外事故和损伤现象。（2）毛坯的技术条件 根据铝合金铸件技术标准（HB965-70）和铸造铝合金技术标准（HB965-70）及铸件尺寸公差（HB0-1-67）确定如下：铸件的拔模斜度1°15；铸件尺寸公差按照HB0167验收；铸件技术条件按HB96582；按类铸件检验；铸件未著圆角尺=1毫米

34、；铸件100%荧光检查。3制订机械加工工艺规程的原则和依据，原则： （1）保证产品的质量符合图纸和技术条件所规定的要求， （2）保证高的生产效率和改善劳动条件； （3）保证合理的经济性依据： （1）零件图及技术条件（包括零件的材料状态及工厂下发的技术文件）； （2）毛坯图及技术要求； （3）生产量； （4）生产条件等；4工艺方案的论证及工艺路线的确定。<一>基准的选择粗基准的选择原则：选择工件上余量小的表面为基准，这样可以保证表面加工时有足够余量防止由于余量小而产生废品。被选择粗基准的表面应具备：定位准确，夹紧可靠，并且使夹具结构简单，操作方便。定位面应尽量接近尺寸被加工表面。防止

35、加工时由于力矩过大而产生振动。如果已能用精基准定位时，一般不重复使用粗基准。分膜面，有浇冒口的表面不宜选作定位基准。零件粗基准的选择：按照粗基准的选择原则，保证不加工表面与加工表面位置要求，应选择不加工表面为粗基准，故应以16孔内表面为第一毛（粗）基准,来加工底面。来保证地面与B面垂直度不大于0.2。精基准的选择：精基准用于工件的精加工的定位基准，选精基准着重保证工件位置精度和装夹方便考虑，在精基准的选择中本次设计中遵循下列原则：基准重合原则；基准同意原则。该项零件精基准的确定。底平面加工后，以此平面作为加工孔及面的定位基准，基本上实现于基准重合原则，比面较大，定位加紧可靠。在加工过程中，可能

36、出现基准不重合，这时，就需进行尺寸链的计算。工艺方案的拟定及工艺方案的分析。工艺路线的拟定。为了包横该项零件的几何形状，尺寸精度，位置精度，技术要求和表面质量等制定合理的工艺路线。因为此零件生产纲领为单件小批量生产，通常尽量采用通用的工、量、夹具，并 考虑工序要集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本降低。针对以上的具体情况，提出以下两种方案：方案：砂型铸件 LY12-M HB=60 工序：1.铣切底平面（铣前去毛刺，冒口划线） 2.钻44.6+0.16孔（在钻模）（钻前去毛刺倒圆； 3车12H7，16H7孔及孔口端面。 4.车另一端16H7和孔端面。 5.车16孔和孔口端面。 6.铣槽口

37、35+0.2（立铣） 7.铣7+0.2槽型，（立铣和铣具）（铣前锉修去毛刺） 8.铣各处耳片4-0.16；5-0.16耳片处形。（立铣） 9.钻绞各孔3H8、3.5H8、5H8、6.5H8，锪平20（除铣后毛刺，车滑过渡） 10.钻锪扩到制成螺纹M62（前划线） 11.车成一端20H9（车前荧光检查总检孔表面处理） 12.车另一端20H9 方案：砂型铸件 ZL101T4 HB=60 工序：1.在镗床上镗铣底平面。 2.铣削44.5+0.16。 3.镗12H7，16H7孔及孔口端面。 4.镗铣另一端16H7和孔端面。 5.车16孔和孔口端面。 6.铣槽35+0.2（立铣）。 7.铣各耳片。 8.

38、铣模型7+0.2 9.钻孔3H8、3.5H8、6.5H8，锪平20 10.钻锪扩制成螺纹M6 11.镗20H9 12.镗另一端20H9。2）上述两种方案的比较和分析.这两种方案的共同点，尽量考虑了加工分为粗加工和精加工两个阶段，先取的粗精基准，然后再利用取得的基准加工其他表面，取得粗精基准的方法也一样，先以底面10mm的上表面为粗基准，用铣刀铣出底平面或镗出，然后以底平面为精基准来加工孔和耳片及钻孔。在制螺纹M6时都采用钻锪扩的方法，能保证要安装和加工简单，还能满足其精度要求。两个方案的不同点：方案是在镗床上用端铣刀盘安装上用飞刀来加工底平面，粗基准定孔的内表面，然后来镗12、16、20H9的

39、，能保证其同轴度的要求也能保证孔的精度。两种方案的分析比较如下：用立铣铣切底平面，装夹容易简便，使用深口虎钳夹紧，另加一个轴助支承即可，加工方便，易于找正。在镗床上加工底平面，以侧面为粗基准，表面积比较大，定位可靠，需要三个轴助支承，找正后加紧，找正安装零件的时间较长，并且找正比较麻烦，夹紧时三个压板需逐渐均匀的压紧，易变形，影响了生产率的提高，镗床的加工费用比铣床高，故用铣床加工底平面比较经济，生产率高。加工12H7，16H7方案采用车床上车孔，尺寸公差等级IT6IT8表面粗糙度值Ra0.81.6um，车孔的方法能满足此孔的精度要求。还可用一套车床夹具保证其位置精度，平行度0.2的要求，方案

40、采用镗孔的方法，镗孔时尺寸公差等级为IT5IT7，表面粗糙度值Ra0.40.2，大大超出了尺寸要求的精度。然镗孔能很好的校正孔轴线的偏斜，且适应性较强，但是综合其经济性，镗孔比车孔的费用高的多，而且车孔的适应性和适用性比镗孔更加强，而且镗床适用与大孔的镗削。所以，综合考虑，最后采用车床上的车制此孔。加工耳片凸台内侧端面时方案、都采用立铣刀来加工。易于进刀和保证耳片的尺寸精度和位置精度。其他工序在加工孔时方案、都采用工序集中的原则，易于保证之间的位置关系，但是有可能使校正时间多，不利于提高生产效率，然而可以配一套钻模来完成其的要求。最后通过比较，确定方案，根据是第1种工艺方案，制定出详细的工序划

41、分如下：毛坯是砂型铸件，清理后，要按照以下程序处理，砍沙热处理除油热水洗酸处理冷水洗硝酸法氧化冷水洗干燥。在毛坯车间，需调整零件的变形，去除浇冒口，达到毛坯的技术要求，然后送到机力车间加工。如需要在库房保存三个月以上则需油封。工序：5：钳工：检查毛坯生产批号，持检印及合格印证，去除浇冒口，表面型砂和局部不平整。10划线：按上图；保证B面与加工面不垂直度不大于0.215铣工：按上图示及线，以B面为基准装夹铣底平面，保证底平面与B面垂不度不大于0.220钳工：除铣后毛刺。锐边倒圆R=0.3mm25按下页图示全面协调个加工部位尺寸线。划线：零件对称中心线引至侧面供钳工钻孔用。30钳工：按下图示，在钻

42、模上用中心线找正装夹，钻44.5H835车工：按下图示，车13H8，16H8孔及孔口端面 40车工：按上页图示车另一端16H8孔和孔口端面。45车工：按上页图示加工16H8和孔口端面，端面仅光平允许局部加工不出。50铣工：按上页图铣槽12+0.2，允许局部加工不出，底面与毛面接平55钳工：按上页图示，锉修16H8孔口端面车工未车到之处，与车工加工面齐平，除12±0.4槽处铣后去毛刺并锉修使加工面与非加工面平滑过渡，锪20。60划线：按下页图示65铣工：铣下页图所示7±0.2槽形深度按划线。70铣工：按图示4-0.16、5-0.16耳片形75钳工：除铣后毛刺图示8±

43、0.1尺寸加工面非加工面平滑过渡80钳工：钻绞图示各孔：3H8、3.5H8、5H8、6.5H8，锪平2085划线：按图示90钳工：按图示及先钻4.2锪平10后，扩孔到5，制成螺纹M62，锉修3耳片中R5，并在筋扳处打批次件号Y80121。95萤光检查：100%萤光检查。100总检：按交接状态031242247，要求48.2加工为4.5。 称重0.906±0.465kg（0.465kg为工艺余量）105表面处理：铬酸阳极化110表面处理：涂军绿色H042环氧硝基磁漆。115车工：以36H7孔定位车成一端52H9120车工：以已车成20H9定位，车成另一端20H9两孔不同心度不大于0.0

44、5。125成检：根据上述工序安排，编出机械加工过程卡及工序卡片。5. 机械加工余量和工序尺寸（公差）的确定加工余量在留得合理，过大的余量将浪费材料，浪费工时，增加机床刀具及能源的损失，余量过小则不一定能保证质量，如无法修正上一道工序的误差和加工后的痕迹，造成超差或废品。由于铝合金材料性能好，因此没有精度较高的表面都可以采用一次铣去余量的方法加工，加工总余量即为毛坯余量。确定工序公差：根据零件图及其技术要求和装配情况。除去零件图上有特殊注明的公差外，一般尺寸公差按HB580082。铸件尺寸公差按HB610386。到以上为止，工艺设计就结束了。使我进一步的理解了所学过的理论知识，及具体的运用所学的

45、知识。第二章 夹具的设计问题的提出Y85370111支座结构形状复杂，底平面与孔的轴线有平行度要求。20H9孔的位置，尺寸精度要求较高，IT7级与轴承配合表面粗糙度要求Ra=0.8，16H8孔的尺寸精度8级，表面粗糙度要求Ra=1.6。耳片上6.5H8孔轴线距16孔轴线尺寸16±0.2。这些位置精度的要求在加工时很难保证通过划线找正，误差太大，无法保证产品质量，而且装夹零件相当麻烦，因此考虑必须设计一套专用夹具，来确保工件上孔的相对位置，可靠方便的安装夹紧工件，这样既可以确定产品质量又可以提高生产效率，还可以降低劳动强度，所以设计夹具是完全必要的。定位基准的选择和定位方案的确定定位基

46、准的选择：根据精基准选择原则，在选择定位基准时尽量与原始基准一致，避免产生基准不重合误差，而且在选择主要定位基准时，优先选取面积最大的平面，因此选取底平面为主要定位基准面。而且考虑到零件的形状不规则，其他侧面都不为零件加工面，不能选择为精基准。因此选择其中一孔为定位基准孔，从而决定了采用通过底平面和孔16H8孔来定位的方法，这是车削夹具。而铣耳片的一套铣具，是根据近定位原则，采用16孔内壁和侧面来定位的方法。定位方案的确定1.在加工孔13H8，18H8孔的方案论证：加工此处时是在车床上加工的，则夹具是安装在机床主轴上的。是由主轴带动夹具体旋转，刀具进给来切削工件的。2.在加工耳片内处和耳片上的

47、各孔时。加工此处是在铣床上加工的，则工件装夹在铣床上，夹具安装在铣床工作台上，以螺栓定位，也可以键定位。由主轴带动刀具旋转来铣削工件的。加工3H8、3.5H8、5H8、6.5H8时，由于距16孔轴线的位置要求较严，两耳片间距离较近。考虑由夹具来保证位置精度要求。由于其孔较小，如果采用机铰，则铰刀直径小，刚性较差，又要保证其同心要求，这样增加机床的应用时间，又降低了生产效率。最后决定由夹具来保证孔的位置要求，钻初孔由钳工用手用同心铰刀绞制，钳工绞孔切削速度低，余量也不大，被加工材料为易加工材料，劳动强度也不大，刀具的耐用度也提高了。这样满足了孔的尺寸精度和位置精度要求。夹紧机构的设计夹紧机构的选

48、择，由于工件形状不规则，批量不大，尽量考虑使夹具结构简单，决定采用手动的螺旋压板夹紧机构。决定在两端采用“T”型压板，压爪同时两处压紧零件，既增大了压紧面积，又使夹紧机构简单，在压板的尾部设置了调节支撑，通过调节支撑的高低，使前后等高。保证夹具夹紧工件的可靠，为防止双头螺栓在旋紧螺母时，跟着一同旋转，或松开螺母时螺栓也旋转，在双头螺栓与夹具体连接处均匀点焊三点，保证夹具的正常使用。同时为了工件装卸方便，压板的压爪都要能够退出工件。考虑到45号钢的综合机械性能良好，经调质后有较高的强度硬度韧性，选用45号钢制造压板，HRC3540，能很好的满足要求。 夹具体的设计：定位元件的确定及所限制的自由度

49、根据零件的尺寸位置要求：在铣具中X，Y，Z三方向的全部自由度都要限制才能保证全部原始尺寸。定位板为一平面可以限制三个自由度X，Y，Z的转动，考虑到零件底面两孔定位时，为避免发生过定位现象，采用一个圆柱销和菱形销来实现定位。圆柱销限制了2个自由度X，Y的平动。再加上菱形销共同限制了一个自由度Z的平动，这样“一面两销”便得定位可靠，符合六点定位原则。在车床夹具中也采用“一面两销”的形式。夹具在机床上的定位及固定方法：车具是将夹具通过主轴孔来定位固定的， 铣具是将夹具通过两键与机床工作台联接的。 夹具精度分析：当利用底板两销定位时用螺栓压板进行夹紧元件后，加工过程中须保证110+0.2，66

50、7;0.31，95.5±0.43。下面对这些尺寸进行精度分析：根据查角度误差表格，因此最后决定夹具的制造误差取±5下面计算一下36H8孔的角度误差， 查表：70±0.37，66±0.31 计算角度误差 tan1=（70+0.37）/（66+0.31）=0.309727 则 1=17.209°=17°1232 tan2=（70-0.37）/（66-0.31）=0.30674 则 2=17.053°=17°310 所以 =±（17°1232-17°310）=±922因夹具制造误差

51、一般选取零件误差的1/2 1/5，根据实践情况先取1/3，则取后取角度误差为±3计算一下由定位板的制造误差而引起的误差： tan (4°+5）= x1/45 X1=tan(4°-5)*45=2.927Tan(4°-5)= x2/45x2= Tan(4°-5) *45=2.807 所以 由于±5引起的位置误差为 1=2.927-2.867=0.06 2=2.867-2.92=-0.0617°08方向上由于零件将安装在夹具定位板上，因此这个角度只引起角度误差。因为在保证这些位置精度时，采用的定位方法是统一的。下面来计算一下定位误

52、差：由于采用一面两销定位，计算定位误差如下： 圆柱销与零件孔之间采用H8/f7配合。 圆柱销4.5 f7（-0.01，-0.020），则入体后为4.49-0.012 。 圆柱孔4.5H8，即为4.5+0.018 两孔（零件上孔）间的距离110±0.2 在选取b时，一般不考虑距离公差，而按基孔制间隙配合H8/f7，最小间隙： 两销之间距离为L±L定=110+0.2=110.2 所以 b=（4.5*0.01）/2*（0.65+0.02）=0.3mm 为了加工方便，降低成本，选用标准件 定位1X=+1+定位1=0.018+0.01+0.12=0.04 定位2X=定位1X+2L=0

53、.04+0.65*2=1.34 定位3X=1+1+定1=0.018+0.01+0.012 定位4X=2+2+定2=0.018+0.01+0.012=0.04 最大斜度atctg（1+1+定1+2+2+定2）/2L =0.0153°1分析影响尺寸95.5±0.43误差由于定位基准与原始基准不重合，因此产生基准不重合误差：定基=0.1采用“一面两销”定位在此方向上的定位误差：定位=定位1x=0.04因夹紧力所引起的变形方向对该原始尺寸无影响则 夹紧=0车具在车床上安装误差夹安，对原始尺寸在此方向上无影响 夹安=0调整误差两项调整=0.01mm钻头的引偏量 ±x6.5F

54、T（+0.028+0.013） 6.5h6（-0.009）1max=0.028-（-0.009）=0.037X=（X/2+B）*Xmax/H =（15+71）/2+20+9+9*0.037/（15+11） =0.072总误差按概率法合成总=0.1+0.04+0.01+（2*0.72）=0.034=0.1845由于总误差0.1845<0.2mm尚有一定精度储备，所以可以认为该铣具能保证工件尺寸的精度要求。影响原始尺寸66±0.31的误差分析。由于定位基准不重合所产生基准不重合误差定基=0.1 定位误差定位=±0.06因夹紧力所引起的夹紧误差，夹紧很小，可以忽略夹紧=0刀

55、具的安装误差对该原始尺寸无影响。故：安装=0调整误差也可分为两项调整=0.01mm钻头引偏量±X尺寸同前所计算为0.072引偏=0.072 总=0.1+0.06*2+0.2+0.01+0.072*2= =0.574mm<0.62mm故车具完全可以保证尺寸66±0.31精度要求。通过验算这几处重要尺寸都能满足位置精度要求，则其余精度分析此处省略不写。通过这次夹具设计，使我懂得了在保证夹具精度的前提下，应尽量使夹具结构简单，成本降低。设计出的夹具在生产中便于使用，方便生产。而且更进一步地学习了夹具的精度计算分析。第三章 刀具设计 问题的提出在图纸上（零件图）B-B剖面 耳

56、片上5H8精度要求较高，为IT8级，表面粗糙度 ，同轴度要求不小于0.02mm考虑到用绞刀难于保证其同轴度要求，决定设计一套同心绞刀，绞刀与主轴采用浮动式连接，但是由于零件结构复杂，形状不规则，被加工孔的孔径较小，设计出的绞刀直径较长，这样绞刀的长径比大，造成系统的刚性差，在加工过程中，容易 引起颤动和容易使刀具损坏，影响加工质量。由于夹具设计中考虑到了尺寸110±0.2等尺寸的位置要求，由夹具来保证此孔的位置，最后决定设计一套带有前后手用同心绞刀。由于绞刀的加工余量小，齿数多，刚性和异向性好，绞孔后孔的公差等级可达到IT6-IT7，甚至IT5级，表面粗糙度可达到Ra1.6-0.4

57、um,由于绞刀设计有前后引导部分，从而保证5H8孔的精度要求。由于铝合金材料属于易加工材料，设计一套绞刀对零件的加工部分进行粗精加工，手绞时切削速度低，刀具切削工件时震动小，劳动强度也不大，刀具的耐用度高，这样既保证了产品质量，又降低了夹具制造成本。 刀具的设计 1. 绞刀的构造由于被加工部位是双耳片的同心孔，为保证其同轴度要求，刀具设计带有前后引导，加工一个耳片的孔时，以另一个孔为引导，切削部分设计带有前倒锥。校正部分带有后倒锥，只起校正和修光作用。 2.绞刀的材料根据刀具设计手册，当其直径d<10mm时，绞刀采用整体式结构，在选择刀具材料时要满足以下特点：刀具材料本身必须有较高的硬度和耐磨性。刀具必须有足够的强度和韧性。刀具应具有良好的坚硬性。刀具材料应有良好的导热性。根据上述要求选择绞刀材料（zl101-74）的特殊性能考虑：由于铝合金熔点低，耐蚀性差，易氧化，强度高，塑性大，切削性能好，决定采用 高速钢材料（w18cr4v）制造绞刀，其特点是其使用强度及韧性部较好，刀磨后切削韧锋利，特别是高速钢的导热性和坚硬都很好，能满足材料的切削要求。3铰刀的主要结构要素的选取：铰刀的直径公差对被加工孔的尺寸精度，铰刀的加工成本和铰刀的使用寿命有直接的影响。铰孔时，绞刀的径向跳动，切削用量，积屑瘤的产生，绞刀的