泵壳体零件加工工艺及夹具设计【铣顶面】【说明书+CAD】
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机械加工工序卡片工 序 名 称铣削工序号 03 零件数量1零件号零件名称壳体材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量铸铁铸件设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件立式铣床X52K 工步工 步 内 容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r 背吃刀量mm进给次数工步工时(min)机动辅助 1铣壳体底面端面车刀、游标卡尺800150.70.21.521.206设计者:戴鹏指导老师伍俏平 共12页第1页机械加工工序卡片工 序 名 称铣削工序号 12零件数量1零件号零件名称壳体材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量铸铁铸件设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件卧式铣床X62W 工步工 步 内 容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r 背吃刀量mm进给次数工步工时(min)机动辅助1铣285槽三面刃铣刀、游标卡尺600188.40.2510.6582设计者:戴鹏指导老师伍俏平 共12页第10页机械加工工序卡片工 序 名 称钻削工序号 11零件数量1零件号零件名称壳体材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量铸铁铸件设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件卧式钻床 工步工 步 内 容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r 背吃刀量mm进给次数工步工时(min)机动辅助1钻6孔麻花钻、游标卡尺1000360.25310.0362扩6孔至12深8扩孔钻、游标卡尺682.60.5731 0.2843钻2-M6螺纹底孔5.1深15麻花钻、游标卡尺6009.40.282.552 0.2094攻2-M6螺纹深13丝锥、量规4757.50.450.452 0.126设计者:戴鹏指导老师伍俏平 共12页第11页机械加工工序卡片工 序 名 称钻削工序号 12零件数量1零件号零件名称壳体材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量铸铁铸件设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件卧式钻床 工步工 步 内 容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r 背吃刀量mm进给次数工步工时(min)机动辅助1钻30端面上12孔麻花钻、游标卡尺600200.25610.2802扩12孔至20深12扩孔钻、游标卡尺684.30.57410.413设计者:戴鹏指导老师伍俏平 共12页第12页机械加工工序卡片工 序 名 称铣削工序号 04零件数量1零件号零件名称壳体材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量铸铁铸件设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件立式铣床X52K 工步工 步 内 容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r 背吃刀量mm进给次数工步工时(min)机动辅助 1铣壳体顶面端面车刀、游标卡尺600150.70.21.510.779设计者:戴鹏指导老师伍俏平 共12页第2页机械加工工序卡片工 序 名 称钻削工序号 05零件数量1零件号零件名称壳体材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量铸铁铸件设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件立式钻床Z525 工步工 步 内 容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r 背吃刀量mm进给次数工步工时(min)机动辅助 1扩28孔至29.8扩孔钻、游标卡尺686.80.570.912.1652铰29.8孔至30H7铰刀、游标卡尺1989.30.350.111.1993倒角C2特制麻花钻设计者:戴鹏指导老师伍俏平 共12页第3页机械加工工序卡片工 序 名 称钻削工序号 06 零件数量1零件号零件名称壳体材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量铸铁铸件设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件立式钻床Z525 工步工 步 内 容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r 背吃刀量mm进给次数工步工时(min)机动辅助1扩30孔至48H7扩孔钻、游标卡尺688.50.57910.5932倒角C2特制麻花钻设计者:戴鹏指导老师伍俏平 共12页第4页机械加工工序卡片工 序 名 称钻削工序号 07零件数量1零件号零件名称壳体材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量铸铁铸件设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件立式钻床Z525 工步工 步 内 容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r 背吃刀量mm进给次数工步工时(min)机动辅助1钻壳体顶面12孔深40麻花钻、游标卡尺600200.25610.3072钻壳体顶面M6螺纹底孔5.1深18麻花钻、游标卡尺6009.40.282.551 0.1223攻壳体顶面M6螺纹深16丝锥、量规4757.50.450.451 0.0774设计者:戴鹏指导老师伍俏平 共12页第5页机械加工工序卡片工 序 名 称锪平工序号 08零件数量1零件号零件名称壳体材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量铸铁铸件设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件摇臂钻床Z3025 工步工 步 内 容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r 背吃刀量mm进给次数工步工时(min)机动辅助1锪平4-16锪孔钻、游标卡尺800250.25840.2802设计者:戴鹏指导老师伍俏平 共12页第6页机械加工工序卡片工 序 名 称钻削工序号 09 零件数量1零件号零件名称壳体材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量铸铁铸件设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件摇臂钻床Z3025 工步工 步 内 容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r 背吃刀量mm进给次数工步工时(min)机动辅助1钻4-7麻花钻、游标卡尺1000350.253.540.2242设计者:戴鹏指导老师伍俏平 共12页第7页机械加工工序卡片工 序 名 称锪平工序号 10零件数量1零件号零件名称壳体材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量铸铁铸件设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件摇臂钻床Z3025 工步工 步 内 容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r 背吃刀量mm进给次数工步工时(min)机动辅助1锪平6-14锪平钻、游标卡尺800250.25760.3902设计者:戴鹏指导老师伍俏平 共12页第8页机械加工工序卡片工 序 名 称钻削工序号 11零件数量1零件号零件名称壳体材 料毛 坯牌号硬度形 式重 量铸铁铸件设 备夹 具工序工时(min)名称型号专用夹具准终单件摇臂钻床Z3025 工步工 步 内 容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r 背吃刀量mm进给次数工步工时(min)机动辅助1钻6-7麻花钻、游标卡尺1000350.253.560.3362设计者:戴鹏指导老师伍俏平 共12页第9页湖 南 科 技 大 学毕业设计(论文)任务书 机电工程 院 机械设计制造及其自动化 系(教研室)系(教研室)主任: (签名) 2015 年 3月 9日学生姓名: 戴鹏 学号: 1103010112 专业: 机械设计制造及其自动化 1 设计(论文)题目及专题: 泵壳体零件加工工艺及其夹具设计 2 学生设计(论文)时间:自 2015 年 3 月 9 日开始至 2015 年 5 月 28 日止3 设计(论文)所用资源和参考资料:零件图一张;上一学期搜集的资料相关教材及设计、工艺手册。4 设计(论文)应完成的主要内容:零件结构特征、性能的分析;零件毛坯图的设计;机械加工工艺过程设计;机械加工工序卡片(一套);夹具装配图的设计、零件工作图的设计及相关的计算;工艺设计方案的比较本设计的优缺点分析;编写设计说明书;5 提交设计(论文)形式(设计说明与图纸或论文等)及要求:零件毛坯图一张(1或2号图一张);夹具设计,工艺过程设计完成后指定(两套,零件图、装配图);编写的设计说明书及典型零件的加工程序(说明书不少于40页,图纸量:折合1号图5张);课题相关论文的翻译(英译中,不少于1500字)一篇6 发题时间: 2015 年 1 月 10 日指导教师: (签名)学 生: (签名)1湖南科技大学 2015 届毕业设计(论文)开题报告题 目泵壳体零件加工工艺及夹具设计作者姓名戴鹏学号1103010112所学专业机械设计制造及其自动化1、 研究的意义,同类研究工作国内外现状、存在问题(列出主要参考文献)机械制造行业是国民经济的支柱产业。可以说没有发达的机械制造业,就不可能有国家的真正繁荣富强。而机械制造业的发展规模和水平,则是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志之一。提高加工效率、降低生产成本、提高加工质量、快速更新产品,是机械制造业竞争和发展的基础,也是机械制造业技术水平的标志。机械制造工艺与机床夹具设计是机械设计制造课程的一个总结性设计。它是全面综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。它对于培养编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力,为以后到工厂从事工艺夹具设计具有十分重要意义。本次设计的目的在于:(1)培养我们综合运用机械制造工艺学及相关专业课程(工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削加工及装备等)的理论知识,结合金工实习、生产实习中学到的实践知识,独立地分析和解决机械加工工艺问题,初步具备设计中等复杂程度零件的工艺规程的能力。(2)能根据被加工零件的技术要求,运用夹具设计的基本原理和方法,为我们拟定夹具设计方案,完成夹具结构设计,初步具备设计保证加工质量的高效、省力、经济合理的专用夹具的能力。(3)使我们熟悉和能够应用有关手册、标准、图表等技术资料,指导我们分析零件加工的技术要求和本企业具备的加工条件,掌握从事工艺设计的方法和步骤。(4)进一步培养我们机械制图、设计计算、结构所涉及和编写技术文件等的基本技能。(5)培养我们耐心细致、科学分析、周密思考、吃苦耐劳的良好习惯。(6)培养我们解决工艺问题的能力,为我们今后去工厂从事工艺与夹具设计打好了良好的基础。 就此毕业设计而言:本课题是对泵壳体零件的加工工艺及工装夹具设计,机械制造工艺分为机械的生产过程和工艺过程。机械的生产过程是机械产品制造时,由原材料到该机械产品出厂的全部劳动过程称为机械产品的生产过程。工艺过程是在机械产品的生产过程中,毛坯的制造、机械加工、热处理和装配等,这些与原材料变为成品之间有着直接关系的过程称为工艺过程。机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程、操作方法等的工艺文件之一,它是在具体的生产条件下,把较为合理的工艺过程和操作方法,按照规定的形式书写成工艺文件,经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容:1、工件加工的工艺路线;2、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备;3、工件的检验项目及检验方法;4、切削用量、时间定额。由于在使用过程中容易产生泄露等情况,所以必须要考虑其满足工艺要求,其结构性能可靠,使用省力,操作方便,有利于实现优质、高产、低耗,改善劳动条件,提高标准化、通用化、系列水平化。可从材料选用、结构设计、热处理及表面强化工艺等方面采取措施,所以对制造加工技术要求很高。在制订工艺规程时,必须在保证产品质量的前提下,提高劳动生产率和降低产品成本,用最低的消耗来生产出更多更好的产品。另一方面,技术和生产条件的同质化已使企业之间的差距正在逐步缩小,单纯凭借技术力量已经很难在市场上占有绝对优势国内制造业的迅速发展,轻工机械类产品在市场上已经得到广泛应用,机械零件的要求也在逐步提高,以便能创造出更好的产品。本次课题研究了底座零件加工工艺和夹具的系列问题,在这次课题研究中我熟悉了机械制造业的诸多知识,这为我将来从事机械制造行业为祖国的复兴尽我的一份力量打下了基础。2、 研究目标、内容和拟解决的关键问题(根据任务要求进一步具体化) 泵壳体零件机械加工工艺及其典型夹具设计是本次课题的研究内容,对此研究翻阅大量的资料,首先了解机械加工的工艺过程,也就是用切削的方法去改变毛坯的形状、尺寸与材料的物理特性,以达到零件所需要的精度与粗糙度等要求。为了能具体的说明其整个过程,使工件按照零件图的技术要求加工出来,就需要制定复杂的机械加工工艺规程作为生产的指导性技术文件,这也是本次课题的目的。在这个设计过程当中,我们还必须考虑工件的夹紧与定位.定位的正确与否直接影响到工件的加工精度。夹具是加工工件时,为完成某道加工工序,用来正确快速安装工件的装置.它对保证加工精度、提高生产率与减轻工人劳动量有着很大作用。这是本次设计的重点与难点。1、了解零件生产类型。若为大批量生产,则要力求夹具结构完善,生产率高。若批量不大或是应付急用,夹具结构则应该简单,以便迅速制造后交付使用。2、 收集刀具方面的资料,了解刀具的主要结构尺寸、制造精度、主要技术条件等。例如,若需要设计钻床夹具的钻套,只有知道了孔加工刀具的尺寸、精度才能正确设计钻套导引孔尺寸及其极限偏差。 夹具方面:夹具的零件和部件既要重量轻,又要具有足够的刚度和强度,尤其是夹具体更应有足够的刚度,以保证装在夹具体上的各元件的位置不变,并且在加工过程中不发生震动,从而保证工件的加工精度。由于夹具体结构形状往往比较复杂,从工艺性和刚度的观点考虑,对于尺寸比较大的夹具体应尽量采用铸件。3、 特色与创新之处 (1)制定两种工艺路线方案;通过对比优选工艺路线; (2)保证精度的情况下对同一平面进行多次磨削、铣削; (3)有两套相应配套夹具提高工作效率,减少工时; (4) 采用手柄夹紧。4、 拟采取的研究方法、步骤、技术路线拟采取的研究方法:理论设计和模型实验设计。步骤及技术路线:(1)绘制产品零件图,了解零件的结构点和技术要求。(2)根据生产类型和说拟企业的生产条件,对零件进行结构分析和工艺分析。有必要的话,对原结构设计提出修改意见。(3)确定毛坯的种类及制造方法,绘制毛坯图。(4)拟定零件的机械加工工艺过程,选择各工序的加工设备和工艺装备,(刀具、夹具、量具、模具、工具),确定各工序的加工余量和工序尺寸,计算各工序的切削用量和工时定额,并进行技术经济分析。(5)要具有足够的疲劳强度,进行强度校核;(6)设计制定工序的专用夹具,绘制装配总图和主要零件图。(7)撰写设计说明书。5、 拟使用的主要仪器设备、试剂和药品Z525机床、X52K型铣床、铣刀、钻头、冷却液以及AutoCAD,Solidworks等计算机辅助设计软件。6、参考文献 1 孙已德,机床夹具图册M,北京:机械工业出版社,1984 2 刘友才,机床夹具设计M ,北京:机械工业出版社,1992 3 孟少龙,机械加工工艺手册第1卷M,北京:机械工业出版社,1991 4 金属机械加工工艺人员手册修订组,金属机械加工工艺人员手册M,上海:上海科学技术出版社,1979 5 李洪,机械加工工艺师手册M,北京:机械工业出版社,1990 6 林文焕,陈本通编著.机床夹具设计.北京.国防工业出版社.1987 7 刘天剑,曹天河,赵维缓编著.夹具工程师手册.北京.黑龙江科学技术出版社.1987 8 白婕静,万宏强主编.机械制造工程学课程设计.北京:兵器工业出版社,2008.3 9 王光斗,王春福主编.机床夹具设计手册(第三版)上海科学技术出版社.2000.10 10 张滢滢,刘春雨.关于机床夹具发展前景的讨论J. 科技创新导报,2011年第26期 11 宋宝玉,吴宗泽,机械课程设计.高等教育出版社,2009 12 濮良贵,纪名刚,机械设计.高等教育出版社,2009 13 隋聚艳. 夹具的发展及其趋势分析J.现代商贸工业,2009年19期 14 卢秉恒主编.机械制造工程学.北京:机械工业出版社,2007.12 15 DaimlerChrysler AG. Fgevorrichtung. Offen-legungsschrift DE 10 2006 028 568 A1. 2007-11-29.注:1、开题报告是本科生毕业设计(论文)的一个重要组成部分。学生应根据毕业设计(论文)任务书的要求和文献调研结果,在开始撰写论文之前写出开题报告。2、参考文献按下列格式(A为期刊,B为专著)A:序号、作者(外文姓前名后,名缩写,不加缩写点,3人以上作者只写前3人,后用“等”代替。)、题名、期刊名(外文可缩写,不加缩写点)年份、卷号(期号):起止页码。B:序号、作者、书名、版次、(初版不写)、出版地、出版单位、出版时间、页码。3、表中各项可加附页。3评价金刚石工具的磨损摘要: 本论文讲述的是对一种烧结金刚石工具的磨损的测试。本文主要描述了一系列数据,它对磨损度的等级,及其与检查工具的切割能力的关系进行描述。本文提出的协议建立了测试程序以及进行测试所需的设备。并且讲述了使用材料的特性以及报告的形式及其研究结论。这项成熟的测试协议是一个个普遍适用的方法,它用来测量金刚石工具的磨损度。这是一个非常必要的测量工具,它能够正确地进行磨损测试并且得出可靠的测量结果。迄今为止这项协议主要是用于实验室测试,考虑到缓慢和精确的测量以及测量的基础,该协议可能会被国家和国际性组织采纳关键词:切割工具、金刚石烧结、宏观几何磨损参数、测试协议1、 简介 无论是在工业领域和在城市家具中,不同形状形状的金刚石需求增加,使得其加工使用必须越来越灵活和必须实现加工自动化。如数控机加工中心。这些数控加工中心使人们有可能用钻石铣刀工具进行大量的操作。在切割过程的优化已经进行了对这些工作。因此,到现在为止,一个不完美的做法已被接受。优化装置降低加工成本和时间或改善由工作在不同的地方因素,例如切削长处,工具性能,工艺温度和加工过程中得到的产品的质量。一个关键点是实际的工具。相对于磨损过程的工具属性的优化导致了整个过程的优化。本研究旨在了解金刚石刀具磨损过程。这种行为对能源消耗和对刀具寿命有直接影响。尤其是金刚石刀具的磨损就必须适合测量。换句话说,有必要建立以清晰和明确的方式,即通过一个可靠的和可复制的过程的手段表征磨损过程和它们的测量的参数。本研究的目的是确定关于烧结金刚石工具磨损测试协议。完全没有参考书目或有关的程序,进行对烧结金刚石刀具磨损试验准则作出它必须准备一个适应的测试协议,提供了一个普遍有效的方式用于进行宏观几何磨损试验以获得可复制的目的而比较的结果。它是一个不可缺少的工具用于正确地进行测试,并用于可靠地解释结果。它提供的石材加工企业生产销售作为是相似的,但目前加工极其演示过程中的可能性。事实上,在目前的状态下,市场上的金刚石工具的特征在于它们可以处理的材料的说明书中,而其他的技术特征都受到的工业专利保护,因此是未知的。该协议可以使用由工具的制造商来评估他们的工具的性能,那些竞争者,并在同一时间来装备他们的支持层上的所提供的工具的使用寿命信息。指导线形成该原型已采取从现有规范的单切工具。迄今开发的协议方面的测试,以及进行在实验室中给定的精度,因此所涉及的测试的缓慢。该协议允许的钻石,其构成为加工天然宝石,而这又构成的基础加工优化工具的磨损进程的专业知识和技能的发展。下面的段落描述的切割天然宝石及其与磨损的关系用金刚石工具的特性。测试协议及其折叠术两种类型的工具在下面的章节中描述。2、烧结金刚石工具的磨损,加工天然石 用于天然石材加工金刚石工具可以归类于切削工具,如电线,叶片,磁盘和轧机,和用于加工表面的工具,如研磨机和不同的形状和轮廓的轧机。在这两种情况下,该工具包括一个载体,超级磨料砂砾与束缚。载体是在其上的磨料砂砾被固定工具的一部分。它给工具的适当形式,从机器辊的磨粒发送动能和吸收强度在加工过程创建的。该超级磨料砂砾具有去除的材料的作用。它的特性是测粒术的粒度表示超级磨料砂砾尺寸的测量,包括形状和约束矩阵的浓度。砂粒的形式可根据实际谷物的质量是规则的或不规则的。浓度是金刚石砂粒为扇区单位体积的量。结合的是,合金块的超级磨料工具支撑,以便它可以进行切削,研磨,锐化,平滑等工作。绑定必须保证两种截然不同的先决条件:切割能力和较长的刀具寿命。最后,结合一定的耐磨性适合工具超级磨料,例如允许正确突起相对于过程的类型来进行,并在材料的操作上被加工,但最重要的是它必须允许砂粒磨损的损失,以鼓励通过更换新的砂砾已经存在的基质中。构成结合的混合物的金属是铁,铜,钨,钴和镍。金刚石刀具磨损的两个金刚石砂粒和工具结合的磨损进展的结果。它的特征在于以下步骤。 首先,有砂砾突起与逐步增加,以结合表面,由于结合的侵蚀,使砂粒进入与工件接触。一个新兴的水晶出现在刀具表面:它的切削能力是因为它的小突起的高度稀缺。绑定太难会使磨料博览会如此艰难的金刚石打磨前的工具部门重新通过结合完全显现。结合的逐步侵蚀使整个晶体显示在工具扇区的表面上。一整个晶体是一种金刚石磨粒具有突出的大的高度和最小表面损伤。一旦工件接触,沉砂四舍五入这么多,一个高原上的砂砾顶部产生。它产生的机械摩擦和热效应是抛光的金刚石。抛光磨粒的高百分比使工具扇区如此玻璃体的表面上,导致低效率的切削能力。与工件的断续接触,所引起的刀具旋转,导致在金刚石砂粒,最后,砂砾破损砂砾能力的环状负荷。这种现象是由工件的异构性质和由加工的振动扩大。金刚石磨粒结果的特征在于,微裂缝和微裂纹是增加在砂砾表面的切割边缘的数目,即使他们降低了渗透深度。磨损进展导致了完全局部粒子或磨损矩阵以这样的方式,该金刚石砂砾被释放。拉出的现象由于金刚石砂粒的自结合的释放,并随之形成一个切割的。它可能加速度工具磨损,当金刚石砂粒从金属结合其使用寿命结束之前除去。在这种情况下,并且会产生裂解将是非常大的,这将涉及相当大的约束力磨损的新磨粒出现之前。相反,如果砂砾从金属后其使用寿命被消耗装订除去裂解会少深及较少音量的结合,以除去一个新砂砾将被消耗。拉出来,是由于增加了要么削减措施之或凝聚力,保持固定的钻石。新磨粒会出现在工具上切割面和磨损周期将再次开始。 金刚石刀具磨损的进展消耗金刚石和构成该工具的结合。这意味着这两个重量和整个刀具的直径和金刚石工具的圆筒形状的变化的降低。该工具从原来的圆柱面离开。该工具重量的减小,工具直径的减少,在该工具的形状的圆柱度的变化就和磨削比:通过对依赖于整体工具四个变量手段,我们评估了金刚石磨的消耗。圆柱是旋转表面,其中所述表面的所有点都从一个共同的轴线等距离的条件。这三个宏观变量几何直接影响磨损的进展,并在同一时间,它们是简单的测量。它们已被用于监测期间石头加工轧机磨损。他们被称为宏观几何磨损变量。3、 测试金刚石工具的宏观几何磨损 关于宏观几何磨损协议指定的待加工的工件的标准条件,工具性能,所使用的冷却流体与在测试过程中所施加的剪切应力。机器进行的测试必须是刚性结构,而不是趋向于振动或在测试过程中弯曲异常。该机床的测试必须具有连续速度变化覆盖的实际加工过程中使用的速度的整个范围内的命令。要遵循的方法来实现关于刀具寿命测试是一样用于实现切割操作与观测要注意和测量作出。宏观几何磨损试验包括开展各种切割操作连续和插入,并在未来的宏观几何磨损参数的测量。测试报告将包含关于宏观几何磨损参数的关系的趋势,以除去材料的体积的曲线图。下面我们有协议的全文。(1) 材料机器鉴于大量的天然石材加工领域进行了不同材料或具有类似属性的材料试验中使用的材料。黑非洲的花岗岩:由于这一原因所使用的材料的特性,必须在测试总结根据对两个考虑花岗岩的细节来指定。(2) 工件的标准条件切削试验必须涉及该工具的整个表面(即,切口的径向深度必须等于刀具的直径)。它必须上述尺寸的最小值,以工件的振动测试期间板坯。主轴和表,其中该工件将被固定必须是稳定和良好的平衡。必须避免在工件上的工件的表的弯曲的定位。(3) 工具工具磨损强烈依赖于构成该实际工具的材料。在测试试验过程中所使用的工具的特点必须根据表3中给出的两个因素来指定。(4) 切削液所有切削试验中切削液不是变量必须使用水作为切削液来实现。切削液喷射必须引导到工具的表面,完全打刀具的有效部分。如果可能的话,表示喷射量和压力在测试。(5) 切削状态对于所有的切削试验中,进料速率f,切割轴向深度,切割速度VT不是主要测试变量,切割的条件必须具有在表4所示的基准值,如果该研究的目的是为了评估工具磨损和切削参数之间的关系,切削条件必须被计划在许多不同的层面,所关心的范围内,从一个角度出发,通过实验测量。(6) 宏观几何磨损实验程序(7) 简介工具寿命测试的目的是要建立通过实验心理测试的一个或多个参数如何影响的切削工具的寿命的手段。这样做的原因决定的特定切削材料的寿命超过对于不同机加工操作通常是不同的。可能发生的最简单的情况是,当该工具变得完全不可用。在大多数情况下,该工具磨损和逐步进行的加工变得不太令人满意,例如,剪切强度增加,并产生I耐受的弯曲和振动。从而确定刀具寿命的端部固定于可比性的原因。金刚石工具的磨损是渐进的过程。消费钻石均具有约束力的。金刚石磨粒磨损强烈的砂砾性连接,而约束力消费结合硬度的功能。微几何效应是两者的渐进的舍入和破损造成金刚石磨粒,构成该扇区逐层,和结合的侵蚀。宏观几何结果的金刚石刀具的磨损进展的工具性能是既直径和在一起时与工具圆筒状的时刻的可能变化的工具的重量的减少。因此,有效性和石头加工的效率。事实上,磨损工具增加了切削能力的损失,在切割过程中产生的无振动的量,概率为具有不连续的过程,因此,碎屑和起伏对所得石产物的存在。性能的工具是用于石材加工的优化的关键要素。(8) 机床机器用于测试必须是刚性结构,该机床必须具有连续速度变化,速度覆盖整个范围内。此外,变速命令允许切割的速度要预先确定,并减少所需的用于获得刀具寿命曲线的时间。(9) 仪表以下仪器是必要的进行必要的测量,以便能够验证在本说明书所示的公差:一个秒表用于登记切割次数一个光学显微镜配备有测微装置,用于测量工具的大小一种电子天平以0.01克为单位用于测量切削液流量的仪器(可能是转播数据通过测量空容器所需的时间有一个已知体积)(10) 工具的宏观几何磨损试验实验的结果和数据记录在测试数据必须给出以下结果:增加变化刀具直径移动的大小改变刀具水平与垂直的增加量变化的工具圆柱与金刚石的数目改变4、 应用实例实验已经进行了两种花岗岩的实验。其中包括非洲黑色花岗岩和撒丁岛花岗岩,其根据测试结果和数据已经在表中体现出来,其尺寸为1000mm500mm的尺寸在机床工作台实验便于夹具的使用,并用于为大约30mm的厚度和40mm的M9Z3轧机。试验条件列于表5,NC 3轴加工中心使用。已经配备了一个连续控制卡盘的旋转速度和进给速率。在每个切口的端部,该工具已经被推迟主轴,已经除去加工尾矿清洗,然后,它的直径,重量和它的圆柱度进行了评价。轧机的重量已通过电子天平为0.01克灵敏度测量。直径已经由在六个位置沿工具边界表面均匀分布的光学显微镜测定。磨机直径一直被认为是实现测量的平均值。该显微镜具有0.5微米的分辨率和大约2.6微米的测量不确定性。直径测量已用于评估圆柱。5、 总结本研究提出了一种测试协议对金刚石工具的宏观几何磨损的测量。通过这种方式,还有可能获得可比性和可复制的结果烧结金刚石工具的磨损特征。该协议指定待加工的材料,以在测试期间施加的工件,工具性能,冷却流体的使用和切断条件的标准条件。测试报告内容有关于宏观几何磨损参数的关系,加工材料的体积的曲线图。该报告开发出来研究两种类型的工具已经投放市场。湖 南 科 技 大 学毕 业 设 计( 论 文 )题目作者学院专业学号指导教师二一 年 月 日摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识,目的是通过完成此次毕业设计,熟练掌握机械加工的流程,为成为合格工艺工程师打下坚实基础。泵壳体零件的工艺规程及其铣顶面的工装夹具设计及钻孔夹具的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。通过对零件进行分析设计了两条工艺路线,通过分析比较选择了一个更加合理的方案;设计出毛坯的结构和零件的加工基准,计算各个工部的工序进行尺寸并且决定出各个工序的工艺装备及切削用量;设计了铣刀夹具和钻孔两套夹具。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。关键字: 壳体;定位误差;专用夹具;工艺规程Abstract The design of a wide range of knowledge covering manufacturing engineering and machine tool fixture design, metal-cutting machine tools, tolerance and measurement, etc. The purpose is to graduate by completing the design, mastering machining processes, to become a qualified process engineers laid a solid foundation.Technical rules and milling fixture top surface of the pump casing parts of the design include parts machining process design, process design, and special fixture design three parts. Through the analysis and design of the two parts of the process route, through the analysis and comparison of selecting a more reasonable option; design and processing benchmark rough structure and components, were calculated for each step of Industry and determine the size of each step of the process equipment and cutting; milling fixture design and drilling two fixtures. In the process design to first analyze the parts to understand parts of the process re-design of the rough structure, and select the machining datum good parts, design parts of the process line; then the part of each step of the process to calculate the size of a key It is to determine the technical equipment and cutting each step; then dedicated fixture design, select the design of the individual components of the fixture, such as positioning elements, clamping elements, guide elements, clamp connecting the machine parts and other components; positioning errors in the calculation of the fixture, analyze rationality and shortcomings fixture structure and design of attention to the improvement in the future.Key Words: Case; Positioning error; Special fixture; Process planningiv湖南科技大学本科生毕业设计(论文)目 录第一章 绪论11.1 选题背景和意义11.1.1 选题的背景11.1.2 选题的意义11.2 夹具设计发展概况11.2.1 国内夹具发展史11.2.2 国外夹具发展史21.2.3 国内外机床夹具发展现状21.2.4 机床夹具的发展方向21.3 本文主要研究工作4第二章 零件的分析52.1 零件的作用52.2 零件的工艺分析52.3 泵壳零件加工的主要问题与工艺过程设计所应采取的相应措施62.4泵壳体的材料、毛坯以及热处理72.4.1毛坯种类的确定72.4.2 毛坯的形状及尺寸的确定72.4.3 毛坯材料的热处理7第三章 工艺规程的设计93.1 确定毛坯的制造形式93.2 基面的选择93.3 制定工艺路线93.3.1 工艺路线方案一103.3.2 工艺路线方案二113.4 各工序加工设备、刀具、量具选用以及机械加工余量的确定113.5确定切削用量以及基本工时13第四章 铣床专用夹具的设计28图4.2 夹具底座294.1 专用夹具设计的基本要求294.2 定位基准的选择294.3 定位方案的选择.304.4 定位误差分析与计算304.5 工件夹紧方式的确定304.6 导引方式以及导引元件的确定314.7 夹具体的设计31第五章 钻孔专用夹具的设计335.1 专用夹具设计的基本要求335.2定位基准的选择345.3定位方案的选择355.4工件夹紧方式的确定365.5 导引方式以及导引元件的确定375.6 夹具体的设计37第六章 总结39参考文献40致 谢41第一章 绪论1.1 选题背景和意义 1.1.1 选题的背景 机械制造工艺对产品的质量控制起着重要作用,夹具是能够使产品按一定的技术要求准确定位和牢固加紧的工艺装置,它主要用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测、展示、运输等。工件的工艺分析及夹具设计是工艺工程师必备的专业素质。通过完成毕业设计,可以使设计者掌握机械加工的流程,为成为合格工艺工程师打下良好的基础。 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。现代生产企业所制造的产品品种经常换代,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夹具,一般具有中等生产能力的工厂里,大约拥有数千甚至上万套夹具;另一方面,在多品种生产的企业中,每隔三到四年就要有50%到80%左右的夹具需要更新,而夹具实际的磨损量仅为10%到20%左右。 1.1.2 选题的意义对夹具创新设计的研究,在机械制造方面当中有着重要的意义: A 保证加工精度 用机床夹具装夹工件,能准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置关系,可以保证加工精度。 B 提高生产效率 机床夹具能快速地将工件定位和夹紧,可以减少辅助时间,提高生产效率。 C 减轻劳动强度 机床夹具采用机械、气动、液动夹紧装置,可以减轻工人的劳动强度。 D 扩大机床的工艺范围 利用机床夹具,能扩大机床的加工范围,例如,在车床或钻床上使用镗模可以代替镗床镗孔,使车床、钻床具有镗床的功能.1.2 夹具设计发展概况 1.2.1 国内夹具发展史 我国国内的夹具源于20世纪60年代,当时创办了面向机械行业的天津组合夹具厂,和面向航空工业的保定向阳机械厂,以后又建立了多个生产组合夹具元件的工厂。在当时全国年产组合夹具元件量曾达到800万件的水平。20世纪80年代以后,两厂又各自独立研发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统,不仅满足了我国国内的需求,而且还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口一些NC机床、加工中心,而由国外所生产的配套孔系夹具,价格非常昂贵,现大都由国内配套,节省了大量外汇。 1.2.2 国外夹具发展史 从国际上看俄国、德国和美国是生产组合夹具的主要国家。当前国际上的夹具企业多为中小企业,专用夹具、可调整夹具大多只能接受本地区与国内订货,而通用性强的组合夹具已渐渐成为国际贸易中的一个品种。有关夹具和组合夹具的产值与贸易额尚缺乏统计资料,但欧美市场上一套用于加工中心的夹具,而组合夹具的大型基础件更为昂贵。由于我国在组合夹具技术上有历史的积累与性能价格比的优势,随着我国加入WTO与制造业全球一体化的趋势,尤其是电子商务的日益发展,其中蕴藏着很大的商机,具有进一步扩大出口量的良好前景。 1.2.3 国内外机床夹具发展现状 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,大多数企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具,一般在具有中等规模的工厂,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当中,每隔34年就要更新50%80左右专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为10%20左右。近年来,数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统、等新加工技术的应用,对机床夹具提出了如下一些新的要求: A 能迅速并方便地装备新产品的投产,以缩短生产所准备的周期,降低生产成本; B 能装夹一组有相似性特征的工件; C 能适用精密加工的高精度机床夹具; D 能适用各种现代化制造技术的新型机床夹具; E 采用以液压站等为动力源的高效夹紧机构,以进一步减轻劳动强度,提高劳动生产率; F 提高机床夹具的标准化程度。 1.2.4 机床夹具的发展方向 随着国民经济的高速发展,对机械装备制造业提出了越来越高的要求。作为生产各种工业产品与民用产品的重要工艺装备,夹具已发展成为了一门产业。专用机床夹具产品的应用也愈来愈广泛了,优秀夹具的应用对产品的加工成本质量和生产效率产生了很大的影响。现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化模块化和通用经济化等四个方面。 A 精密化 随着机床加工精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度,对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m,夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm,平行度高达0.01mm/500mm。德国戴美乐公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台,其等高误差为0.03mm;精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内;夹具重复安装的定位精度高达5m;瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级,世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然为了适应不同行业的需求和经济性,夹具有不同的型号,以及不同档次的精度标准供选择。 B 高效化 为了提高机床的生产效率,双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间,各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等,快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具,加紧和松开工件只用12秒,夹具结构简化,为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间,瑞典3R夹具仅用1分钟,即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国杰金斯公司的球锁装夹系统,1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上,球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具,起到缩短停机时间,提高生产效率的作用。 C 模块化夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件,快速组装成各种夹具,已成为夹具技术开发的基点。省工、省时,节材、节能,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础,应用CAD技术,可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程,既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案,又能积累使用经验,了解市场需求,不断地改进和完善夹具系统。 D 通用经济 夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统,一次性投资比较大,只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强,应用范围广,通用性好,夹具利用率高,收回投资快,才能体现出经济性好。德国demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具,仅用品种、规格很少的配套元件,即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强,使得夹具的通用性好,元件少而精,配套的费用低,经济实用才有推广应用的价值。1.3 本文主要研究工作 某泵壳体零件机械加工工艺及其典型夹具设计是本次课题的研究内容,对此研究翻阅大量的资料,首先了解机械加工的工艺过程,也就是用切削的方法去改变毛坯的形状、尺寸与材料的物理特性,以达到零件所需要的精度与粗糙度等要求。为了能具体的说明其整个过程,使工件按照零件图的技术要求加工出来,就需要制定复杂的机械加工工艺规程作为生产的指导性技术文件,这也是本次课题的目的。在这个设计过程当中,我们还必须考虑工件的夹紧与定位.定位的正确与否直接影响到工件的加工精度。夹具是加工工件时,为完成某道加工工序,用来正确快速安装工件的装置.它对保证加工精度、提高生产率与减轻工人劳动量有着很大作用。这是本次设计的重点与难点。第二章 零件的分析2.1 零件的作用题目所给定的是泵壳体零件,它是一种起支撑、连接其他零件与承受负荷的零件,也是机器与部件的基础零件。它通过底面、上端面与侧面的孔或螺纹孔来和管道或其他壳体零件连接在一起,使这些零件之间保持正确的位置关系,并通过壳体的孔来进行液体或气体的传输。因此壳体零件的加工直接影响到机器的性能、精度与寿命。零件图毛坯图如图2.1所示: 图2.1 毛坯图2.2 零件的工艺分析 从零件结构看,该零件结构简单形状位置精度要求不高,表面粗糙度一般,用一般的加工方法即可达到工艺要求。 该壳体可以分成三组加工表面,且三者之间与其各内部之间存在着一定的位置关系,现分述如下: 壳体底面 粗糙度Ra25 壳体顶面 粗糙度12.5 30H7孔 粗糙度Ra6.3 48H7孔 粗糙度Ra6.3、Ra12.5 12孔 粗糙度Ra25 M6螺纹 4-16 粗糙度Ra25 4-7孔 6-14孔 粗糙度Ra25 6-7孔 285槽 粗糙度Ra12.5 6孔 粗糙度Ra25 12孔 粗糙度Ra6.3、Ra25 2-M6螺纹 30端面上12孔 粗糙度Ra25 30端面上20孔 粗糙度Ra12.5、Ra252.3 泵壳零件加工的主要问题与工艺过程设计所应采取的相应措施 机体是机器和部件的基础零件,由它将机器与部件中的许多零件连接成一个整体,并使之保持正确的相互位置,彼此能互相协调地运动。 各种泵壳类零件由于功用不同,形状结构也存在很大差别,但结构上也存在着相同的特点: A 尺寸一般,泵壳体尺寸一般,大小适中。 B 形状复杂 其复杂程度取决于安装在泵壳上的零件的数量以及在空间中的相互位置,为确保零件的载荷和作用力,尽量缩小体积。有时为了不禁需要缩小机械加工量或减轻零件的重量,而且又要保证足够的刚度,常在铸造时减小壁的厚度,再在必要的地方增加筋板凸台凸边等结构来满足工艺和力的要求。 C 精度要求 有若干个尺寸精度与相互位置精度要求很高的平面与孔,这些平面与孔的加工质量将直接影响机器的装配精度,使用性能与使用寿命。 D 有许多的紧固螺钉安装孔 这些孔虽然没有什么特殊的要求。但由于其分布在大型零件上,有时给加工带来了很大的困难。 由于泵壳有以上共同的特点,所以机械加工劳动量相当大,困难也相当大,例如:泵壳在钻时,要如何保证位置角度问题,都是加工过程较困难的问题。2.4泵壳体的材料、毛坯以及热处理 2.4.1毛坯种类的确定 常用的毛坯种类有:铸件、锻件、焊件冲压件各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时,大都要综合考虑以下几个因素: A 依据零件的材料以及机械性能要求确定毛坯。例如,零件材料为ZL102,其铸造性很好,故选用铸造毛坯;强度要求高且形状不太复杂的钢制品零件一般采用锻件。 B 依据零件的结构形状与外形尺寸来确定毛坯,例如:结构比较复杂的零件采用铸件比锻件合适;结构简单的零件适宜选用型材锻件;大型轴类零件大都采用锻件。 C 依据生产类型来确定毛坯。大批量生产中,应选用制造精度和生产率都比较高的毛坯制造方法。例如:模锻、压力铸造等。单件小批生产则一般采用设备简单甚至采用手工的毛坯制造方法,例如:手工木模砂型铸造。 D 确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有的生产能力,又要注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。 本泵壳体是大批量生产,材料为ZL102,所采用的是铸造成型。 2.4.2 毛坯的形状及尺寸的确定 毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上(对于外型尺寸)或者减去(对于内腔尺寸)加工余量。毛坯的形状尽可能和零件相适应。在确定毛坯的形状时,为了方便加工,有时还需要考虑下列问题: (1) 为了装夹稳定、加工方便,对于形状不易装夹稳固或者不易加工的零件需要考虑增加工艺搭子。 (2) 为了提高机械加工的生产效率,有的小零件可以作成一坯多件。 (3) 一些形状比较特殊,单纯加工比较困难的零件可以考虑将两个甚至多个合制成一个毛坯。例如:连杆和连杆盖在一起模锻,待加工至一定程度再切割分开。 在确定毛坯时,需要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸金和零件接近,可以减少加工余量,提高材料的利用率,降低加工成本,但是这样可能导致毛坯制造难度加大,需要采用昂贵的毛坯制造设备,增加了毛坯的制造成本。因此,毛坯的种类形状以及尺寸的确定,一定要考虑到零件成本的问题。但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定之后,可根据此绘出毛坯图。 2.4.3 毛坯材料的热处理 泵壳的毛坯大部分采用了整体铸铁件。毛坯在未进入机械加工车间之前,为了消除毛坯的内应力,对毛坯应进行人工的实效处理,对某些大型的毛坯与易变形的零件粗加工之后要再进行时效处理。 在毛坯铸造时,应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷的出现。特别是主要加工面的要求更高。重要的泵壳毛坯还应达到规定的化学成分与机械性能要求。- 40 -湖南科技大学本科生毕业设计(论文)第三章 工艺规程的设计3.1 确定毛坯的制造形式 题目所给零件是壳体,所以对密封性的要求较高。零件材料为ZL120。零件的加工尺寸不大,在考虑提高生产率,保证加工精度之后可采用铸造成型。零件形状并不复杂,因此形状毛坯可与零件形状尽可能接近。由技术要求可知该零件为铸件,参考机床夹具设计手册可知,根据铸件制造方法,采用金属型铸造,其经济性精度最好。3.2 基面的选择 机械加工过程中,定位基准的选择合理与否决定零件质量的好坏,对能否保证零件的尺寸精度和相互位置精度要求,以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大影响,当用夹具安装工件时,定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。因此,定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确和合理,可使加工质量得到保证,生产率得到提高。否则,在加工工艺过程中可能会出现问题,甚至还会造成大批零件报废,使生产无法正常的进行。 A 粗基准的选择 选择粗基准时,主要要求保证各加工面有足够的余量,使加工面与不加工面间的位置符合图样要求,并特别注意要尽快获得精基面。从零件图标注可以看出,选取顶端面与底端面为粗基准。 B 精基准的选择 根据基准重合原则,选取顶端面作为精基准。工件在最初加工时,只能以毛坯上未加工过的表面作为定位基准,这个是粗基准。该零件应该选用上端面作为粗基准来加工其底面。以上选择符合粗基准选择原则中的(如果必须保证零件某些重要表面的加工余量分布均匀,就应该选择该表面作为粗基准,应该用毛坯的尺寸与位置可靠表面,而且平整具有足够大的面积作为基准)在以后的工序当中,则使用经过加工的表面作为定位基准,这个基准也就是精基准。在选精基准时采用基准重合;基准统一;自为基准以便于装夹。这样定位比较的简单可靠,为以后加工重要表面时做好了准备。3.3 制定工艺路线(1)分析零件图样(2)确定毛坯类型或型材规格(3)拟定工艺路线(4)确定各工序的加工余量和工序尺寸及公差(5)确定各工序的机床设备及工、夹、刀、量具(6)确定切削用量(7)确定工时定额(8)填写工艺文件并完成审批手续 零件的技术要求分析:通过分析产品零件图和装配图,了解零件在产品结构中的作用和装配关系,从而对其技术要求进行审查,确定其是否恰当,工艺上能否实现,找出技术要求的关键问题,以便采取适当措施,为合理制定工艺规程作好必要的准备。 零件结构的工艺分析:所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。 拟订工艺路线:是设计的总体布局,主要任务是:选择零件表面的加工方法确定加工顺序划分工序,在切削加工的工序中,可以选择各工序的工艺基准,确定工序尺寸,设备工装,切削用量和时间定额等。 分阶段加工:粗加工半精加工精加工光整加工(研磨或抛光)。 定位:工件在机床和夹具中占有正确位置的过程。 装夹:工件在机床或夹具中定位并夹紧的过程。 制定工艺路线的出发点,应该是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能够得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中小型大批生产的条件之下,可以考虑采用万能型机床配备专用夹具,并尽量的使工序集中以提高生产率。除此之外,还应该考虑到经济效果,以便使生产成本尽量的降低。 3.3.1 工艺路线方案一工序01:铸造工序02:时效处理,消除内应力工序03:铣壳体底面工序04:铣壳体顶面工序05:扩28孔至29.8;铰29.8孔至30H7;倒角C2工序06:扩30孔至48H7;倒角C2工序07:钻壳体顶面12孔深40;钻壳体顶面M6螺纹底孔5.1深18;攻壳体顶面M6螺纹深16工序08:锪平4-16工序09:钻4-7孔工序10:锪平6-14工序11:钻6-7孔工序12:铣285槽工序13:钻6孔;扩6孔至12深8;钻2-M6螺纹底孔5.1深15;攻2-M6螺纹深13工序14:钻30端面上12孔;扩12孔至20深12;倒角C2工序15:去毛刺工序16:检验至图纸要求工序17:入库 3.3.2 工艺路线方案二 工序01:铸造工序02:时效处理,消除内应力工序03:铣壳体底面工序04:铣壳体顶面工序05:扩28孔至29.8;铰29.8孔至30H7;倒角C2工序06:扩30孔至48H7;倒角C2工序07:钻壳体顶面12孔深40;钻壳体顶面M6螺纹底孔5.1深18;攻壳体顶面M6螺纹深16工序08:锪平4-16;钻4-7孔工序09:锪平6-14;钻6-7孔工序10:铣285槽工序11:钻6孔;扩6孔至12深8;钻2-M6螺纹底孔5.1深15;攻2-M6螺纹深13工序12:钻30端面上12孔;扩12孔至20深12;倒角C2工序13:去毛刺工序14:检验至图纸要求工序15:入库工艺路线比较:方案一与方案二的区别在于,方案二把锪平4-16;钻4-7孔放在了一道工序里,把锪平6-14;钻6-7孔也放到一个工序里,方案一则是把它们分开来加工,通过零件图观察分析,我们知道,如果两个合在一个工序里,钻孔时麻花钻没法钻部分被挡到的孔,故采用方案一。3.4 各工序加工设备、刀具、量具选用以及机械加工余量的确定 1. 壳体底面的加工余量铸件尺寸公差等级8级,加工余量等级MA-E,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=1.5mm,表面粗糙度25,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,一步铣削即可满足其精度要求。2. 壳体顶面的加工余量铸件尺寸公差等级8级,加工余量等级MA-E,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=1.5mm,表面粗糙度12.5,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8,一步铣削即可满足其精度要求。3. 30H7孔的加工余量铸件尺寸公差等级8级,加工余量等级MA-E,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=1.0mm,表面粗糙度6.3,查机械制造工艺设计简明手册表2.3-8知,需经过扩铰方能满足其精度要求,首先扩28孔至29.8,再铰29.8孔至30H7。4. 48H7孔的加工余量铸件尺寸公差等级8级,加工余量等级MA-E,因其尺寸与30H7孔相差不大,故采用相同的毛坯孔,加工30H7孔后,直接扩30H7孔至48H7深14。5. 12孔的加工余量因孔的尺寸不大,故采用实心铸造,孔的表面粗糙度Ra25,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知,一步钻削即可达到其精度要求。6. M6螺纹的加工余量因螺纹的尺寸较小,故采用实心铸造,查机械制造工艺设计简明手册表2.3-20知,先钻M6螺纹底孔5.1,再攻M6螺纹。7. 4-7的加工余量因孔的尺寸较小,故采用实心铸造,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知,一步钻削即可达到其精度要求。8. 6-14孔的加工余量因本工序只是锪平,不需要留余量,表面粗糙度Ra25,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知,一步锪削即可满足其要求。9.6-7孔的加工余量因孔的尺寸较小,故采用实心铸造,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知,一步钻削即可达到其精度要求。10. 285槽的加工余量因尺寸较小,故不留余量,表面粗糙度Ra12.5,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,一步铣削即可满足其要求。11. 6孔的加工余量因孔的尺寸较小,故采用实心铸造,孔的面粗糙度Ra25,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知,一步钻削即可达到其精度要求。12. 12孔的加工余量因孔的尺寸较小,故采用实心铸造,由零件图知,12在6孔的基础上进行加工,也是就扩6孔至12,表面粗糙度Ra6.3、Ra25,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知,一步加工即可满足其精度要求。 13. 2-M6螺纹的加工余量因螺纹的尺寸较小,故采用实心铸造,查机械制造工艺设计简明手册表2.3-20知,先钻M6螺纹底孔5.1,再攻M6螺纹。14. 30端面上12孔的加工余量因孔的尺寸不大,故采用实心铸造。粗糙度Ra125,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知,一步削即可满足其精度要求。 15. 30端面上20孔的加工余量因孔的尺寸较小,故采用实心铸造,由零件图知,20在12孔的基础上进行加工,也是就扩12孔至20,表面粗糙度Ra12.5、Ra25,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知,一步加工即可满足其精度要求。 16其他不加工表面,铸造即可满足其精度要求。3.5确定切削用量以及基本工时工序01:铸造工序02:时效处理,消除内应力工序03:铣壳体底面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2) 决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取800当800r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时: ,则机动工时为工序04:铣壳体顶面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2) 决定每次进给量及切削速度 根据X52K型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取600当600r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时: ,则机动工时为工序05:扩28孔至29.8;铰29.8孔至30H7;倒角C2工步一:扩28孔至29.8利用扩孔钻将孔扩大至,根据有关手册规定,扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书,选取则主轴转速为,并按车床说明书取,实际切削速度为切削工时:,则机动工时为工步二:铰29.8孔至30H7根据参考文献表2-25,得查参考文献表4.2-2,按机床实际进给量和实际转速,取,实际切削速度。切削工时:,则机动工时为工步三:倒角C2工序06:扩30孔至48H7;倒角C2工步一:扩30孔至48H7利用扩孔钻将孔扩大至,根据有关手册规定,扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书,选取则主轴转速为,并按车床说明书取,实际切削速度为切削工时:,则机动工时为工步二:倒角C2工序07:钻壳体顶面12孔深40;钻壳体顶面M6螺纹底孔5.1深18;攻壳体顶面M6螺纹深16工步一:钻壳体顶面12孔深401、加工条件加工材料:铸铁。工艺要求:孔径d=12mm,精度H12H13,用乳化液冷却。机床:选用Z525立式钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢麻花钻头(如图3所示),其直径d=12mm 钻头几何形状为(根据切削用量手册表2.1及表2.2):标准钻头,后角,横刃长度,弧面长度。3选择切削用量(1)选择进给量按加工要求决定进给量:根据切削用量手册表2.7,当铸铁硬度200H有。(2)计算切削速度根据切削用量手册表2.15,当铸铁硬度=200220HBS时, , 时,=30mm/min。 切削速度的修正系数为:,故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min=r/mm=651.4r/mm 根据Z525型钻床技术资料(见简明手册表4.2-12)可选择n=600r/mm,=20mm/min。4计算基本工时根据公式式中,l=40mm,入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出,计算得, L=(40+6)mm=46mm 故有: t=0.307min工步二:钻壳体顶面M6螺纹底孔5.1深18选用高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 636r/min 按机床选取n=600r/min 切削工时: ,则机动工时为工步三:攻壳体顶面M6螺纹深16选择M6mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即f=0.45mm/r478r/min 按机床选取n=475r/min切削工时: ,则机动工时为工序08:锪平4-161、加工条件加工材料:铸铁工艺要求:孔径d=16mm,精度H12H13,用乳化液冷却。机床:选用Z3025摇臂钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢锪刀(如图3所示),其直径d=16mm 3选择切削用量(1)选择进给量按加工要求决定进给量:根据切削用量手册表2.7,当铸铁硬度200H有。(2)计算切削速度根据切削用量手册表2.15,当铸铁硬度=200220HBS时, , 时,=75mm/min。 切削速度的修正系数为:,故=751.01.00.751.0m/min56.3m/min=r/mm=896r/mm 根据Z3025型钻床技术资料(见简明手册表4.2-12)可选择n=800r/mm,=25mm/min4计算基本工时根据公式式中,l=8mm,入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出,计算得, L=(8+6)mm=14mm 故有: t=0.280min工序09:钻4-7孔1、加工条件加工材料:铸铁。工艺要求:孔径d=7mm。通孔,精度H12H13,用乳化液冷却。机床:选用Z3025摇臂钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢麻花钻头(如图3所示),其直径d=12mm 钻头几何形状为(根据切削用量手册表2.1及表2.2):标准钻头,后角,横刃长度,弧面长度。3选择切削用量(1)选择进给量按加工要求决定进给量:根据切削用量手册表2.7,当铸铁硬度200H有。(2)计算切削速度根据切削用量手册表2.15,当铸铁硬度=200220HBS时, , 时,=30mm/min。 切削速度的修正系数为:,故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min=r/mm=1024r/mm 根据Z3025型钻床技术资料(见简明手册表4.2-12)可选择n=1000r/mm,=35mm/min。4计算基本工时根据公式式中,l=8mm,入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出,计算得, L=(8+6)mm=14mm 故有: t=0.224min工序10:锪平6-141、加工条件加工材料:铸铁工艺要求:孔径d=14mm,精度H12H13,用乳化液冷却。机床:选用Z3025摇臂钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢锪刀(如图3所示),其直径d=16mm 3选择切削用量(1)选择进给量按加工要求决定进给量:根据切削用量手册表2.7,当铸铁硬度200H有。(2)计算切削速度根据切削用量手册表2.15,当铸铁硬度=200220HBS时, , 时,=75mm/min。 切削速度的修正系数为:,故=751.01.00.751.0m/min56.3m/min=r/mm=921r/mm 根据Z3025型钻床技术资料(见简明手册表4.2-12)可选择n=800r/mm,=25mm/min4计算基本工时根据公式式中,l=7mm,入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出,计算得, L=(7+6)mm=13mm 故有: t=0.390min工序11:钻6-7孔1、加工条件加工材料:铸铁。工艺要求:孔径d=7mm。通孔,精度H12H13,用乳化液冷却。机床:选用Z3025摇臂钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢麻花钻头(如图3所示),其直径d=12mm 钻头几何形状为(根据切削用量手册表2.1及表2.2):标准钻头,后角,横刃长度,弧面长度。3选择切削用量(1)选择进给量按加工要求决定进给量:根据切削用量手册表2.7,当铸铁硬度200H有。(2)计算切削速度根据切削用量手册表2.15,当铸铁硬度=200220HBS时, , 时,=30mm/min。 切削速度的修正系数为:,故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min=r/mm=1024r/mm 根据Z3025型钻床技术资料(见简明手册表4.2-12)可选择n=1000r/mm,=35mm/min。4计算基本工时根据公式式中,l=8mm,入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出,计算得, L=(8+6)mm=14mm 故有: t=0.336min工序12:铣285槽1. 选择刀具刀具选取三面刃铣刀,刀片采用YG8,,。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度2)决定每次进给量及切削速度 根据X62W型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取600当600r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时: ,则机动工时为工序13:钻6孔;扩6孔至12深8;钻2-M6螺纹底孔5.1深15;攻2-M6螺纹深13工步一:钻6孔1、加工条件加工材料:铸铁。工艺要求:孔径d=6mm。通孔,精度H12H13,用乳化液冷却。机床:选用卧式钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢麻花钻头,其直径d=6mm 钻头几何形状为(根据切削用量手册表2.1及表2.2):标准钻头,后角,横刃长度,弧面长度。3选择切削用量(1)选择进给量按加工要求决定进给量:根据切削用量手册表2.7,当铸铁硬度200H有。(2)计算切削速度根据切削用量手册表2.15,当铸铁硬度=200220HBS时, , 时,=30mm/min。 切削速度的修正系数为:,故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min=r/mm=1089r/mm 根据卧式钻床技术资料(见简明手册表4.2-12)可选择n=1000r/mm,=36mm/min。4计算基本工时根据公式式中,l=3mm,入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出,计算得, L=(3+6)mm=9mm 故有: t=0.036min工步二:扩6孔至12深8利用扩孔钻将孔扩大至,根据有关手册规定,扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书,选取则主轴转速为,并按钻床说明书取,实际切削速度为切削工时:,则机动工时为工步三:钻2-M6螺纹底孔5.1深15选用高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 636r/min 按机床选取n=600r/min 切削工时: ,则机动工时为工步四:攻2-M6螺纹深13选择M6mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即f=0.45mm/r478r/min 按机床选取n=475r/min切削工时: ,则机动工时为工序14:钻30端面上12孔;扩12孔至20深12;倒角C2工步一:钻30端面上12孔1、加工条件加工材料:铸铁。工艺要求:孔径d=12mm,精度H12H13,用乳化液冷却。机床:选用卧式钻床和专用夹具。2、选择钻头选择高速钢麻花钻头(如图3所示),其直径d=12mm 钻头几何形状为(根据切削用量手册表2.1及表2.2):标准钻头,后角,横刃长度,弧面长度。3选择切削用量(1)选择进给量按加工要求决定进给量:根据切削用量手册表2.7,当铸铁硬度200H有。(2)计算切削速度根据切削用量手册表2.15,当铸铁硬度=200220HBS时, , 时,=30mm/min。 切削速度的修正系数为:,故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min=r/mm=651.4r/mm 根据卧式钻床技术资料(见简明手册表4.2-12)可选择n=600r/mm,=20mm/min。4计算基本工时根据公式式中,l=36mm,入切量及超切量由切削用量手册表2.29查出,计算得, L=(36+6)mm=42mm 故有: t=0.280min工步二:扩12孔至20深12利用扩孔钻将孔扩大至,根据有关手册规定,扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书,选取则主轴转速为,并按钻床说明书取,实际切削速度为切削工时:,则机动工时为工步三:倒角C2工序15:去毛刺工序16:检验至图纸要求工序17:入库第四章 铣床专用夹具的设计为了提高生产率,保证加工的质量,降低劳动的强度,需要设计专用夹具。专用夹具是指特意为某一工件的某一工序而专门设计的夹具,因为其用途专一而得名。其特点是结构紧凑操作迅速、方便、省力,可以保证具有较高的加工精度与生产效率,但是设计制造周期较长、制造费用也比较高。主要适用于产品固定而且批量较大的生产中。经过设计,所得图如4.1所示,4.2所示:图4.1 装配图图4.2 夹具底座4.1 专用夹具设计的基本要求 A 夹具设计应该满足零件加工工序的精度要求; B 应该能提高加工生产率; C 操作方便、省力且安全; D具有一定的使用寿命与较低的夹具制造成本; E夹具元件应该满足通用化、标准化、系列化的“三化”要求; F具有优秀的结构工艺性:便于制造、检验、装配、调整与维修。 4.2 定位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理,否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理,或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度(特别是位置精度)要求。因此我们应该根据零件图的技术要求,从保证零件的加工精度要求出发,合理选择定位基准。此道工序后面还有精加工,因此本次铣没有较高的技术要求,也没有较高的平行度和对称度要求,所以我们应考虑如何提高劳动效率,降低劳动强度,提高加工精度。我们采用已加工过的壳体底面、30H7的毛坯孔及一侧面作定位基准,为了提高加工效率,缩短辅助时间,决定用移动压板夹紧工件。4.3 定位方案的选择. 本道工序需要限制六个自由度,即沿着X、Y、Z轴的移动与绕X、Y、Z轴的旋转。采用两侧面与一端面进行定位,然后再用紧定螺钉与光面压块对工件进行夹紧,从而对零件进行机械加工。4.4 定位误差分析与计算 该夹具是以侧面与端面为定位基准,为了满足加工工序的加工要求,必须保证工序中误差总和等于或小于此工序所规定的工序公差。 30孔轴线和侧面为线性尺寸一般公差。按照国家标准的规定,由互换性与技术测量中表可知: 取(中等级)即 :尺寸偏差为(). 由夹具结构设计手册可得: A. 定位误差为: B. 夹紧安装误差为: ; ; ; C. 磨损所造成的加工误差为:通常会小于. D. 夹具的相对刀具位置误差为:取. 误差总和为:. 从以上的分析可以看出,所设计的夹具能够满足零件的加工精度要求。4.5 工件夹紧方式的确定 根据夹具所采用的夹紧动力源差别,夹具可以分为手动夹具、气动夹具、液压夹具,气液夹具、电动夹具、磁力夹具和真空夹具等。本装置所采用的是手动夹具。 (1) 夹紧力的作用方向. 1) 夹紧力的作用方向应当不破坏工件定位的准确性与可靠性; 2) 夹紧力的方向应当和工件刚度最大的方向一致,以减小工件的变形; 3) 夹紧力方向应使所需夹紧力尽可能的减小。 (2) 夹紧力的作用点. 1) 夹紧力的作用点应该能够保证工件的定位稳定,不致于引起工件位移或者偏转; 2) 夹紧力
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