凿岩机缸体的钻五个浅孔夹具设计及加工工艺装备-气缸夹紧含非标17张CAD图带开题

凿岩机缸体的钻五个浅孔夹具设计及加工工艺装备-气缸夹紧含非标17张CAD图带开题,凿岩机,缸体,五个,夹具,设计,加工,工艺,装备,设备,气缸,夹紧,非标,17,cad,开题 机械加工工序卡片车间工序号工序名称零件号零件名称毛坯种类机加车间40钻五个深孔，同时再钻6mm的孔，深为21mmZYJGT-01-01凿岩机缸体模锻设备名称及型号摇臂钻床 Z3032夹具名称及编号专用夹具 ZYJGTJJ-01-04材料牌号20Cr规格108X178毛重公斤8.6Kg净重8.3Kg硬度HB179工时定额（分）机动辅助合计120S10S130S冷却润滑液乳化液上道工序钻五个浅孔下道工序铣侧面锥孔的两端面工歩号工歩内容刀具辅助工具量具转数/分走刀次数走刀量切削深度01装夹02钻10孔10夹具游标卡尺500 R/min10.4 mm/R通孔03钻11孔11夹具游标卡尺500 R/min10.4 mm/R144mm04钻11孔11夹具游标卡尺500 R/min10.4 mm/R144mm05钻6孔6夹具游标卡尺800 R/min10.4 mm/R通孔06钻6孔6夹具游标卡尺800 R/min10.4 mm/R通孔07钻6孔6夹具游标卡尺800 R/min10.4 mm/R21mm08取件拟定日期指导日期第4页共21页机械加工工序卡片车间工序号工序名称零件号零件名称毛坯种类机加车间50铣侧面锥孔的两端面ZYJGT-01-01凿岩机缸体模锻设备名称及型号铣床 X6030夹具名称及编号专用夹具 ZYJGTJJ-01-05材料牌号20Cr规格108X178毛重公斤8.3Kg净重8.2Kg硬度HB179工时定额（分）机动辅助合计90S15S105S冷却润滑液乳化液上道工序钻 2-6mm、2-11mm, 10 mm深孔和6mm 下道工序车侧面锥孔工歩号工歩内容刀具辅助工具量具转数/分走刀次数走刀量切削深度01装夹02铣锥孔左端面铣刀夹具游标卡尺400 R/min30.2mm/R1.503铣锥孔右端面铣刀夹具游标卡尺400 R/min30.2mm/R1.504取件拟定日期指导日期第5页共21页机械加工工序卡片车间工序号工序名称零件号零件名称毛坯种类机加车间60铣侧面锥孔ZYJGT-01-01凿岩机缸体模锻设备名称及型号铣床 X6030夹具名称及编号专用夹具 ZYJGTJJ-01-05材料牌号20Cr规格108X178毛重公斤8.2Kg净重8Kg硬度HB179工时定额（分）机动辅助合计115S10S125S冷却润滑液乳化液上道工序铣侧面锥孔的两端面下道工序车侧面孔工歩号工歩内容刀具辅助工具量具转数/分走刀次数走刀量切削深度01装夹02铣锥孔成型刀夹具专用塞规100 R/min30.2 mm/R1mm03取件拟定日期指导日期第6页共21页机械加工工序卡片车间工序号工序名称零件号零件名称毛坯种类机加车间70车侧面孔ZYJGT-01-01凿岩机缸体模锻设备名称及型号车床 CA6140夹具名称及编号专用夹具 ZYJGTJJ-01-05材料牌号20Cr规格108X178毛重公斤8Kg净重7.8Kg硬度HB179工时定额（分）机动辅助合计135S25S160S冷却润滑液乳化液上道工序车侧面锥孔下道工序铣侧面孔内的槽工歩号工歩内容刀具辅助工具量具转数/分走刀次数走刀量切削深度01装夹02车外围及顶断面车刀专用夹具游标卡尺600R/min20.1mm/R2mm03车内孔内孔车刀专用夹具游标卡尺600R/min20.1mm/R2mm04取件拟定日期指导日期第7页共21页机械加工工序卡片车间工序号工序名称零件号零件名称毛坯种类机加车间80铣侧面孔内的槽ZYJGT-01-01凿岩机缸体模锻设备名称及型号铣床 X6030夹具名称及编号专用夹具 ZYJGTJJ-01-05材料牌号20Cr规格108X178毛重公斤7.8Kg净重7.75Kg硬度HB179工时定额（分）机动辅助合计60S15S75S冷却润滑液乳化液上道工序车侧面孔下道工序钻内壁径向孔2-12mm工歩号工歩内容刀具辅助工具量具转数/分走刀次数走刀量切削深度01装夹02铣槽铣刀夹具游标卡尺400 R/min30.2mm/R1.503取件拟定日期指导日期第8页共21页机械加工工序卡片车间工序号工序名称零件号零件名称毛坯种类机加车间90钻内壁两个径向孔ZYJGT-01-01凿岩机缸体模锻设备名称及型号摇臂钻床 Z3032夹具名称及编号专用夹具 ZYJGTJJ-01-06材料牌号20Cr规格108X178毛重公斤7.75Kg净重7.75Kg硬度HB179工时定额（分）机动辅助合计20S10S30S冷却润滑液乳化液上道工序铣侧面孔内的槽下道工序钻内壁径向小孔工歩号工歩内容刀具辅助工具量具转数/分走刀次数走刀量切削深度01装夹02钻左边11孔11钻花夹具游标卡尺300 R/min10.4 mm/R通孔03钻右边11孔11钻花夹具游标卡尺300 R/min10.4 mm/R通孔04取件拟定日期指导日期第9页共21页XXX（XX）任务书学生姓名学 号年级专业及班级指导教师及职称学 部20XX年09月20日主要参考资料1 王先逵.机械制造工艺学M.北京：机械工业出版社，2010.2 刘朝儒,彭福荫，高政机械制图M北京：高等教育出版社，2008.3 朱张校主编.工程材料M.北京：清华大学出版社，2008.4 郝滨海.锻造模具简明设计手册M.北京：化学工业出版社，20085 赵如福.金属机械加工工艺人员手册M.上海：上海科学技术出版公司，2008.6 戴 曙.金属切削机床设计M.北京：机械工业出版社，2008.7 薛源顺机床夹具手册M.北京：机械工业出版社，2008.8 孙桓.机械原理M.北京：高等教育出版社，2008.9 成大先.机械设计手册 第四卷M.北京：化学工业出版社，2010.10 刘家仁.机械设计常用元件手册M.北京：机械工业出版社，2008.工作进度安排起止日期主要工作内容2011.09.212011.10.20选题2011.10.212011.10.31下达任务书2011.11.012011.12.04开题2011.12.052012.04.01设计2012.04.022012.04.15中期考核2012.04.162012.04.30完善与总结课题2012.05.012012.05.10提交正稿与指导老师评阅，专业委员会评阅2012.05.102012.05.20答辩与修改定稿要求完成日期：20年月日指导教师签名：接受任务日期：20年月日；学生本人签名：开题论证审批表学生姓名学号年级专业及班级指导教师及职称开题时间20XX年 9月25日毕业论文（设计）题目凿岩机缸体加工工艺及夹具设计文献综述一、选题研究意义机械加工工艺及其夹具设计是我们在毕业前对专业知识的综合运用训练。使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为从事专业的工作打下基础。制造技术已经是生产、国际经济竞争、产品革新的一种重要手段，所有国家都在寻求、获得、开发和利用它。它正被看作是现代国家经济上获得成功的关键因素。机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。而机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义。二、国内外研究现状现在，各工业化国家都把制造技术视为当代科技发展为活跃的领域和国际间科技竞争的主战场，制定了一系列振兴计划、建立世界级制造技术中心，纷纷把先进制造技术列为国家关键技术和优先发展领域。 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。三、主要参考资料1 王先逵.机械制造工艺学M.北京：机械工业出版社，2010.2 刘朝儒,彭福荫，高政机械制图M北京：高等教育出版社，2008.3 朱张校主编.工程材料M.北京：清华大学出版社，2008.4 郝滨海.锻造模具简明设计手册M.北京：化学工业出版社，20085 赵如福.金属机械加工工艺人员手册M.上海：上海科学技术出版公司，2008.6 戴 曙.金属切削机床设计M.北京：机械工业出版社，2008.7 薛源顺机床夹具手册M.北京：机械工业出版社，2008.8 孙桓.机械原理M.北京：高等教育出版社，2008.9 成大先.机械设计手册 第四卷M.北京：化学工业出版社，2010.10 刘家仁.机械设计常用元件手册M.北京：机械工业出版社，2008.研究方案缸体是凿岩机的基础件，其加工精度直接影响到凿岩机的各项性能。“凿岩机缸体加工工艺及夹具设计”选题来源于生产实际现场，具有较强的实际应用价值。该课题需设计人综合运用大学所学课程去分析研究和解决工程设计中遇到的一些工程技术问题。主要技术参数：1、加工工艺规程的制订符合实际生产情况2、夹具设计满足工厂加工技术要求，操作方便简单、安全。3、适当考虑机动操作等。毕业设计主要内容：1、凿岩机缸体的加工工艺规程编制2、钻浅孔夹具设计（2-9、2-12、14孔）3、铣槽夹具设计（槽宽9）研究方法：工厂实习-收集资料-归纳分析-粗、精基准确定-加工工艺路线拟定-工艺规程拟定-典型工序加以分析、研究设计-指定工序夹具总装图-绘制总装图、零件图-编写说明书毕业设计须完成任务：1、3张以上0号图纸（全部CAD出图）； 2、设计说明书一份（1.2万字以上）时间进程安排2011.09.212011.10.20 选题2011.10.212011.10.30 下达任务书2011.11.012011.12.04 开题2011.12.052012.04.01 设计2012.04.022012.04.15 中期考核2012.04.162012.04.30 完善与总结课题2012.05.012012.05.10 提交正稿与指导老师评阅，专业委员会评阅2012.05.102012.05.20 答辩与修改定稿开题论证小组意见组长签名：年月日专业委员会意见专业教研室主任签名：年月日凿岩机缸体加工工艺及夹具设计摘 要：分析了凿岩机工况特点，为了保证凿岩机缸体的加工质量，提高劳动生产率，通过对凿岩机缸体零件的工艺分析，进行了缸体零件机械加工工艺规程和专用机床夹具的设计设计的气动车床夹具确保了缸体的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，具有可观的经济效益。关键词：凿岩机；工艺分析；夹具设计； Design of Rock Drill Machining Process and Fixture Abstract：The characteristics of working conditions of hammer drill were analyzed，in order to guarantee the processing quality of the cylinder of hammer drill and improve labor productivity，through process study for cylinder part of hammer drill，both machining technics rules to the cylinder part and design of special machine fixture were carried out，airpowered lathe fixture designed can ensure machining accuracy for the cylinder，improve manufacturing efficiency and relieve labor intensity and has considerable economic benefitsKey words：hammer drill；process study；fixture design； 目 录摘要 1关键词11 前言 12 设计分析22.1 设计任务22.2 工艺规程的制定3 2.3 零件结构工艺性分析3 2.3.1 零件图的分析 4 2.3.2 结构工艺性分析43 零件毛坯5 3.1 毛坯材料的选择 5 3.2 零件的毛坯种类的确定 5 3.3 毛坯质量5 3.4 零件的毛坯图及尺寸的确定64 工件定位基准的确定6 4.1 粗基准的选择6 4.2 精基准的选择65 加工阶段的划分与工序路线的确定76 加工余量的确定107 选择加工设备和工艺设备11 7.1 机床设备的选择11 7.2刀具的选择128 主要工序定位方案及定位误差分析计算13 8.1 主要工序定位方案的确定13 8.2 定位方案的误差分析 139 主要工序单件机动工时的计算14 9.1 工序20：粗车两端面14 9.2 工序30：铣侧面锥孔的两端面1510 夹具设计15 10.1 钻五个浅孔夹具设计17 10.1.1 夹具设计方案的确定 17 10.1.2 夹具操作说明 18 10.1.3 切削力的确定 19 10.1.4 夹紧力的计算 19 10.1.5 夹具气动系统的设计19结论 26参考文献 27致谢281 前言 机械制造指从事各种动力机械、起重运输、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的工业部门。机械制造业为整个国民经济提供技术装备，其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。机械制造的制造过程通常分为：产品设计、工艺设计、零件加工、检测、装配调试、入库六方面。不管简单还是复杂，加工方法都可以归纳为五大类：钻削、车削、铣削、磨削、刨削。凿岩机是用来直接开采石料的工具。具有矿山开采凿孔石、建筑施工、水泥路面、柏油路面等各种劈裂、破碎、捣实、铲凿等功能，广泛用于矿山、筑路、采石、建筑、国防工程等。凿岩机按其动力来源可分风动凿岩机、内燃凿岩机、电动凿岩机和液压凿岩机等四类。通过本次对凿岩机缸体的机械加工工艺规程的设计和两道工序的专用夹具设计，保证缸体的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度。凿岩机是按冲击破碎原理进行工作的。工作时活塞做高频往复运动，不断地冲击钎尾。在冲击力的作用下，呈尖楔状的钎头将岩石压碎并凿入一定的深度，形成一道凹痕。活塞退回后，钎子转过一定角度，活塞向前运动，再次冲击钎尾时，又形成一道新的凹痕。两道凹痕之间的扇形岩块被由钎头上产生的水平分力剪碎。活塞不断地冲击钎尾，并从钎子的中心孔连续地输入压缩空气或压力水，将岩渣排出孔外，即形成一定深度的圆形钻孔。缸体是凿岩机的基础件，其加工精度直接影响到凿岩机的各项性能。“凿岩机缸体加工工艺及夹具设计”选题来源于生产实际现场，具有较强的实际应用价值。该课题需设计人综合运用大学所学课程去分析研究和解决工程设计中遇到的一些工程技术问题。2 设计分析凿岩机缸体位于凿岩机的中部，活塞在缸体内做往复运动，在气压力和液压力作用下，使活塞不断冲击钎子的钎杆的尾端，以实现凿岩机的功能。通过对该缸体零件分析，其主要是对孔和面加工要求的精度比较低，只有82H7、76H7孔要求的精度高一些。通过珩磨使其达到要求的精度。同时该缸体要加工几个轴向深孔，由于孔的直径小和在缸体上的位置比较难确定，在加工的时候一定要选好使用的工具及其找好各孔的位置。缸体零件如图 1所示。2.1 设计任务根据任务书，本次毕业设计的任务如下：1、凿岩机缸体的加工工艺规程编制；2、5个钻浅孔夹具设计；3、铣槽夹具设计（槽宽9）。另外，按照学校规定，毕业设计的工作量如下：1、3张以上0号图纸（全部CAD出图）；2、设计说明书一份（1.2万字以上）图1 工件零件图Fig.1 Drawings of workpieces2.2 工艺规程的制定机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件1。规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺题的方法和手段都是要通过机械加工工艺规程来体现。因此，机械加工工艺规程设计是一项重要又严肃的工作。它要求设计者必须具备丰富的生产实践经验和广博的机械制造工艺基础理论知识。机械产品生产过程是指从原材料到该机械产品出厂的全部劳动过程。它既包括：毛坯的制造、机械加工、热处理、装配、检验、油漆等主要劳动过程，还包括：包装、储存和运输等辅助劳动过程。机械产品复杂程度不同，其生产过程可以由一个车间或一个工厂来完成，也可以由多个工厂联合完成。机械加工工艺过程是机械产品生产的一部分。是对机械产品中的零件采用各种加工方法直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。2.3 零件结构工艺性分析所谓零件的结构工艺性是指在满足使用要求的前提下制造该零件的可行性和经济性1。功能相同有零件，其结构工艺性可以有很大的差异。所谓结构工艺性好，是指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造成本。发动机机体从立体来说有3组加工面：1、缸体主体：缸体内部圆柱度要求较高，表面粗糙度要求也较高，除此之外，还有一些角度要求较高的孔需要加工。 2、缸体的上面：缸体上部分是有一个与主体相贯的空心圆柱，在交界面上有一个宽为9的槽。3、缸体的下部分：缸体的下部分是一个开有阶梯孔的半圆体，该半圆体加工难度大，需要用镗床或者车床加工。零件工艺结构比较复杂，但是零件的刚性比较好，所以零件的工艺加工过程偏向于工序集中，这样可以使总的工序数目减少，夹具的数目和工件安装次数也相应减少，这样有利于保证各加工面间的相互位置精度要求，有利于采用高生产率的机床，节省装夹工件的时间，减少工件的搬动次数。2.3.1 零件图的分析 A、中心孔76和82的孔公差要求为H7，表面粗糙度要求分别为0、2和0.8；B、阶梯内孔要求同轴度为0.03；C、圆柱度要求0.012；D、阶梯界面以及右端面圆跳动为0.015；E、阶梯孔锥度为1:3，表面粗糙度为0.8；F、其他各处无特殊要求。2.3.2 结构工艺性分析A、中心孔76和82的孔公差要求为H7，表面粗糙度要求分别为0、2和0.8，其工艺简单，研磨就可以使其达到工艺要求；B、阶梯内孔要求同轴度为0.03,保证加工该阶梯孔时，不松开装夹，其工艺简单；C、圆柱度要求0.012，该工艺要求不高，要求加工是要上磨床；D、阶梯界面以及右端面圆跳动为0.015，此范围内的公差要求还是不高，也主要上磨床即可；E、阶梯孔锥度为1:3，表面粗糙度为0.8，该锥度孔上有阶梯孔，加工时比较特殊，要用镗床，如果批量生产时，可以用成型刀；F、其他各处无特殊要求。3 零件毛坯3.1 毛坯材料的选择 凿岩机缸体是凿岩机的主体结构，是安装其他零部件和附件支撑骨架，承受极为复杂的载荷；该零件的工作条件恶劣，要求有足够的刚度和强度，需要具有良好的机械性能，它直接影响到凿岩机的性能。故在材料选择上采用20Cr作为零件的材料。由机械加工工艺手册2表1-9查得20Cr具表面耐磨损而且此钢也可在调质状态下使用，用于制造工作速度较大并承受中等冲击负荷的零件，这种钢还可用作低碳马氏体淬火用钢，更进一步增加钢的屈服强度和抗拉强度用于制造高负荷，受磨损的零件和大尺寸零件，如汽缸，齿轮，活塞等2。3.2 零件的毛坯种类的确定 考虑到缸体在凿岩机中经常受到各种做往复或回转运动的零件如活塞、螺旋棒等冲击，因此，缸体采用外形较复杂模锻件，以使其在承受交变载荷及冲击载荷下不致破坏，保证零件工作可靠。由于零件属于批量生产，而且零件的轮廓尺寸精度要求不高，故采用模锻成形。这样既保证了工件的质量，又节约了加工外围的成本。3.3 毛坯质量 该锻件为圆柱形，假设其最大直径为d=120mm，h=203mm，则有，图2 工件毛坯图Fig.2 Work piece rough graph3.4 零件的毛坯图及尺寸的确定上面查得的加工余量适合于机械加工表面粗度16 ， 16的表面余量要适当增大。分析该缸体零件，除了82H7孔表面粗糙度 0.8，76H7孔表面粗糙度为0.2，侧面锥孔表面粗糙度08,其余各加工表面的粗糙度均大于 1.6，因此，这些面的毛坯尺寸只需将零件 的尺寸加上所查得的余量值即可。具体的毛坯尺寸见图2。4 工件定位基准的确定4.1 粗基准的选择 工件加工的第一道工序所用基准都是粗基准，粗基准选择得正与否，不但与第一道工序的加工有关，而且还将对该工件加工的全过程产生重大影响。选择精基准，一般应遵循以下几项原则：（1）保证零件表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则被加工零件上如有不加工表面应选不加工面作粗基准，这样可以保证不加工不表面相对于加工表面具有一定的相对位置关系。（2）合理分配加工余量的原则从保证重要表面加工余量均匀考虑，应选择重要表面作为粗基准。（3）便于装夹的原则为使工件定位稳定，夹紧可靠，要求所选用的粗基准尽可能平整、光洁，不允许有锻造飞边、铸造浇冒、切痕或其他缺陷，并有足够的支承面积。（4）粗基准不重复使用原则粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间的位置误差会相当大，所以，粗基准一般不得重复使用。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作粗基准，而孔作为精基准应先进加工，因此,应选外圆及一端面作为粗基准。在进加工754mm孔时，工件以前端面94mm外圆P、后端面96mm外圆及其端面Q作为基准，限制5个自由度，工件的转动自由度没有限制，但因毛坯形状特殊。所以安装时要使其突出部分位于活动夹爪的内侧。工件后端以三爪锥面定位，前端用双爪卡盘定心夹紧，实现完全定位。4.2 精基准的选择 选择精基准一般应遵循以下几项原则：（1）基准重合原则为了较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求，应选择加工表面的设计基准为其定位基准。这一原则称为基准重合原则 。如果加工表面的设计基准与定位基准不重合，则会增大定位误差，如果选择所加工表面的工序基准为精基准，这样可以避免由于基准一重合收起的定位误差。（2）统一基准原则应尽可能选择用同一组精基准加工工序上尽可能多的表面，以保证所加工的各个表面之间具有正确的相对位置关系。例如，加工轴类零件时，一般都采用两个顶尖作为驻的精基准来加工轴类零件上的所有外圆表面和端面，这样可以保证各外圆表面间的同轴度和端面对轴心线的垂直度。采用统一基准进行加工还有减少夹具种类、降低夹具设计制造费用的作用。（3）互为基准原则当工件上两个加工表面之间的位置精度要比较高时，可以采用两个表面互为基准的方法进行加工。例如，车床主轴前后支承轴颈与主轴锥孔间有严格的同轴度要求，常先以主轴锥孔为定位基准磨主轴前、后支承轴颈表面，然后再以前、后支承轴颈表面为定位基准磨主轴锥孔，最后达到图样上规定的同轴度要求。（4）自为基准原则一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为精基准进行加工。本零件是带孔的柱状缸体，孔是其设计基准，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”原则。具体而言，应选754mm孔及一端面为精基准。5 加工阶段的划分与工序路线的确定本零件加工面有端面、内孔、小孔、槽等。材料为20Cr钢，以公差等级及表面粗糙度要求，参考机械制造技术基础3，其加工方法选择如下：(1)端面的加工缸体前后端面。表面粗糙度6.3，根据文献表查得，加工此表面只需粗车一精车；锥孔端面。表面粗糙度6.3，粗铣即可。(2)孔的加工82H7mm的孔。表面粗糙度0.8，按文献查表得，加工此孔只需镗一粗车-粗磨-精磨即可。76H7mm缸孔。表面粗糙度0.2，查表要达到此精度需镗-粗磨-珩磨。大径为46.5h8，锥度为 1：3的锥孔。表面粗糙度0.8，查表知加工此面需车-粗磨-精磨即可。2-6mm、2-11mm、4mm深孔。表面粗糙度12.5，首先要分别加工2-9mm、2-12mm、14mm浅孔，为加工2-6mm、2-11mm、10mm 深孔做导向用。查表只需钻即可。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够得到合理的保证，在生产纲领以确定为大批生产的条件，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量工序集中来提高生产率。现缸体加工工艺路线有以下两个方案，分别为 ：表1加工工序方案一Table1 Processing scheme工序号 工序内容工序 10 车缸孔工序 20 粗车、半精车缸体两端面工序 30 铣侧面锥孔的两端面工序40 铣侧面锥孔工序 50 车侧面孔工序 60 铣侧面孔内的槽工序 70 钻五个浅孔工序 80 钻五个深孔，同时再钻6mm的孔，深为21mm工序 90 钻内壁径向孔2-12mm工序100 钻内壁径向小孔工序 110 镗缸孔内槽工序 120 铣侧面锥孔内的两槽工序 130 热处理-渗碳淬火工序 140 去毛刺工序 150 磨锥孔工序 160 磨81.85H8缸孔工序 170 磨75.98H7缸孔工序 180 珩磨76H7缸孔 续表1工序号 工序内容工序 190 磨82H7缸孔工序 200 磨端面工序 210 检查表2加工工序方案二Table 2 Process scheme two工序号 工序内容工序 10 车缸孔工序 20 粗车、半精车缸体两端面工序 30 钻五个浅孔工序40 钻五个深孔，同时再钻6mm的孔，深为21mm工序 50 铣侧面锥孔的两端面工序 60 铣侧面锥孔工序 70 车侧面孔工序 80 铣侧面孔内的槽工序 90 钻内壁径向孔2-12mm工序100 钻内壁径向小孔工序 110 镗缸孔内槽工序 120 铣侧面锥孔内的两槽工序 130 去毛刺工序 140 热处理-渗碳淬火工序 150 磨锥孔工序 170 磨75.98H7缸孔工序 180 珩磨76H7缸孔工序 190 磨82H7缸孔工序 200 磨端面工序 210 检查以上二种方案比较：方案二较方案一更为合理、全面。方案二的工序集中，工艺安排基本符合先加工基准面再加工其它表面；先加工平面，后加工孔；先安排粗加工工序，后安排精加工工序的这几条原则。6 加工余量的确定根据零件图上的标注尺寸查阅金属机械加工工艺人员手册第五章加工余量表5-48、表5-49、表5-53、表5-56、表5-59、表5-72、表5-844再根据所制定的工艺规程，结合实际经验，参考机械加工余量与公差手册5，可确定工序间的加工余和公差等级，并确定零件总的加工余量（以毛坯的加工余量2-4mm作为总余量）。毛坯的机械加工余量如表3所示:表3机械加工余量Table3 Machining allowance加工表面工序名称加工余量公差等级公 差公差尺寸缸孔 毛 坯粗 车半精车磨缸孔珩磨缸孔75810.50.50.480.350.050.1531.90.146652X815459.51.5IT11IT11IT8IT8IT7IT7IT7IT7IT11IT9IT7IT10IT10IT10IT10IT10IT8IT80.400.400.060.060020020.0040.0040.30.20.040.40.40.40.080.080 750.2810.275.50.0381.50.0375.950.0181.850.0176H782H7183180+0.2 -0.1178.1+0.2 0178+0.02 -0.0290860.26652X8158580.2450.29.50.0446.50.04左右端面 毛 坯粗 车半精车磨端面侧面孔 毛 坯车外围车内孔侧面孔内槽 铣 槽侧面锥孔 毛 坯铣侧面铣锥孔铣孔内槽磨锥孔7 选择加工设备和工艺设备7.1机床设备的选择由于岩凿机缸体属于小批量生产的零件，所以在选择机床设备是尽量选择通用机床来加工，根据机床设备的选择原则，各工序所需的机床选择如下：1、工序10、工序20和工序70中的粗车和半精车加工选用普通车床C6140，普通车床C6140的技术参数如表4所示。表4 普通车床C6140的技术参数Table 4 Ordinary lathe C6140technical parameters技术参数工作精度最大加工尺寸最大加工长度主轴转速圆度圆柱度表面粗糙度平面度400mm750mm9-1600r/min0.01mm0.03/300mm0.02/300mm1.6Ra/m2、工序50、工序60、工序80、工序120加工选用立式升降台铣床X6030，立式升降台铣床X6030的技术参数如表5所示。表5 立式升降台铣床X6030技术参数Table 5 Vertical lifting platform milling machine X6030 technical parameters工作台面尺寸技术参数工作精度纵向行程横向行程垂向行程主轴转速平面度表面粗糙度3001150mm680手250手400手35-1600r/min0.02mm/mm22.5Ra/m3、工序30、工序40、工序90、工序100钻孔加工选用圆柱立式钻床Z5025，圆柱立式钻床Z5025的技术参数如表6所示。表6 圆柱立式钻床Z5025的技术参数Table 6 Process Remaining Definition钻床型号技术参数主轴行程最大钻孔直径主轴端至底座面距离轴线至立柱距离主轴转速Z502525mm1200mm315mm100-2900r/min145mm4、工序150、工序160、工序170内孔加工工序选用万能外圆磨床M1432A，内圆磨床MD2110C的技术参数如表7所示。表7 内圆磨床MD2110C的技术参数Table 7 Internal grinder MD2110C technical parameters最大直径长度技术参数主轴行程最小磨削直径磨削孔径范围最大磨削孔深圆度圆柱度表面粗糙度3201500mm8mm13-100mm125mm0.005mm0.16Ra/m5、工序200端面精加工选用平面磨床M7130，平面磨床M7130的技术参数如表8所示。表8 平面磨床M7130的技术参数Table8 Plane grinder M7130technical parameters技术参数主轴行程最大磨削尺寸中心高中心回转角度砂轮转速工件转速直线度表面粗糙度直径320mm长度1000mm130630mm砂轮架 360工作台1000320170mm125mm0.005mm0.63Ra/m7.2刀具的选择由于凿岩机缸体属于小批量生产的零件，所以在加工过程中尽量选择通用刀具来完成加工，各工序的刀具具体如下：表9加工刀具选用Table 9 Cutting tool selection工序号 工序内容 选用刀具工序 10 车缸孔工序 20 粗车、半精车缸体两端面 工序 30 钻五个浅孔工序40 钻五个深孔，同时再钻6m孔工序 50 铣侧面锥孔的两端面工序 60 铣侧面锥孔工序 70 车侧面孔工序 80 铣侧面孔内的槽工序 90 钻内壁径向孔2-12mm工序100 钻内壁径向小孔工序 110 镗缸孔内槽内圆车刀端面车刀选用14、12、9麻花钻选用11、10、6麻花钻选用端面铣刀选用端面铣刀选用端面车刀和内孔车刀选用模数为3成型齿轮铣刀选用12麻花钻选用麻花钻选用镗刀 续表9工序号 工序内容 选用刀具工序 110 镗缸孔内槽工序 120 铣侧面锥孔内的两槽工序 150 磨锥孔工序 160 磨81.85H8缸孔工序 170 磨75.98H7缸孔工序 180 珩磨76H7缸孔工序 190 磨82H7缸孔工序 200 磨端面选用镗刀选用成型刀选用专业内孔打磨头选用81.85内孔砂轮选用75.98内孔砂轮选用76H7内孔砂轮选用76H7内孔砂轮选用砂轮8 主要工序定位方案及定位误差分析计算工件在夹具中的定位主要是利用空间六点定位原理，使工件在机床中保持相对位置的固定。在设计机床夹具的定位时，我们也要遵守六点定位原理，对工件实现完全定位和不完全定位，避免出现过定位和欠定位。8.1 主要工序定位方案的确定工序20 钻五个浅孔：在加工这道工序前只完成缸孔的加工和两端面的加工，在设计定位时，必须利用已加工的表面和缸孔。而且只利用这个还属于欠定位，通过分析零件图，知道这五个孔的位置精度不高，而且外轮廓面是模锻成型，精度比较高，可以通过外轮廓面定位。这样就可以实现完全定位。工序70 车侧面孔：在加工这道工序之前，已经完成了钻孔等工序，该工序的定位方式我们可以采用“一面两销”的方式。利用缸体的一个端面作为定位面，缸孔和另一个基准孔作为孔定位。这样可以实现完全定位。8.2 定位方案的误差分析 工序20是钻浅孔，加工该工序时采用专用夹具配以钻床实现，该夹具以端面、心轴和定位V形块定位。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。即根据工艺规程与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：（1）由机床夹具设计手册7可得：圆柱销定位的定位误差 ：夹紧误差 ：（2）其中接触变形位移值：（3）磨损造成的加工误差：通常不超过夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。9 主要工序单件机动工时的计算9.1 工序20：粗车两端面机床：普通车床CA6140刀具：端面车刀 车削深度：进给量：根据机械加工工艺手册2表2.4-73，取车削速度：参照机械加工工艺手册2表2.4-81，取机床主轴转速： ，（4）实际车削速度： （5）进给量：（6）工作台每分进给量： ：根据机械加工工艺手册2表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：(7)取刀具切出长度：取走刀次数为3机动时间： (8)9.2 工序30：铣侧面锥孔的两端面机床：铣床刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）材料： 齿数铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册2表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册2表2.4-81，取机床主轴转速，由式4有：， 实际铣削速度，由式5有：进给量，由式6有：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度： (9)取刀具切出长度：取走刀次数为3。由式8有：10 夹具设计（1）夹具的分类按照机床夹具的通用化程度，可以分为通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具等。A通用夹具通夹具有很大的通用性，无需调整或稍加调整就可以用于不同的工件。它们主要用于单件小批生产中。用这类夹具夹紧工件往往比较费时间，并且操作复杂，生产效率低，故在产品固定的大批量生产中很少使用通用夹。B专用夹具专用夹具是针对某一种工件的一定工序而门设计的。因为不需要考虑通用性，所以夹具可以设计得结构紧凑、操作迅速方便。由于它可以很大程度的提高零件加工的精度和效率，所以它们通常用于加工高精度零件或大批量生产中。C成组夹具成组夹具采用成组加工工艺，把工件按形状、尺寸和工艺的共性分组，两为每组工件设计组内通用的专用夹具，它们的特点是在通用夹具体上，只需对夹具的部分元件稍加调整或更换，即可用于组内不同工件的加工。D组合夹具组合夹具是由一套预先制造好的标准元件组装成专用夹具。它在使用上具有专用夹具的优点，而当产品变换时，不存在夹具“报废”问题。成组夹具还具有缩短生产周期，减少专用夹具品种、数量和存放面积等优点，对于批量较大的生产也是适用的。E随行夹具随行夹具为自动线夹具的一种。它除了具有一般夹具所担负的工件的任务外，还担负沿自动线输送工件的任务。所以它是跟随被加工工件沿着自动线从一个式位移到下一个工位的。除了上面的分类外，夹具还可以按动力来源不同分为手动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具以及自夹紧夹具等。按工种还可分为车床夹具、铣床夹具、磨床夹具、钻床夹具等。（2）夹具的组成夹具是由各种不同作用的元件组成的。根据元件在夹具中所起的作用，可将它们分为以下几类：定位元件起定位作用的元件。夹具中定位元件的组全称为这定位装置。夹紧元件起夹紧作用的元件。夹具中夹紧元件的组全称为夹紧装置。自动定心元件或装置可同时起定位与夹紧作用的元件或元件的组合。引导元件引导刀具确定刀具对夹具的相对位置的元件。夹具体用以连接夹具上所有元件和装置，使其成为一个夹具整体的零件。分度元件或装置用于改变工件与刀具相对位置以获得多个工位的元件或元件的组合。靠模元件或装置用来加工型面的元件或元件的组合。动力元件装置在非手动夹具中用来产生动力的部分发。其它元件包括与机床连接用的零件、各种连接件、特殊元件以及其它的辅助元件等。（3）夹具的基本要求A、能稳定保证工件的加工精度。B、能提高机械加工的劳动生产率，降低工件的制造成本。C、结构简单，操作方便，安全和省力。D、便于排屑。E、有良好的结构工艺性，便于夹具的制程。装配。检验。调整和维修。10.1 钻五个浅孔夹具设计钻五个浅孔是凿岩机缸体加工的第三个工序，该工序的加工前后的零件图如图3：图3 工件工序图Fig.3 Workpiece process map10.1.1 夹具设计方案的确定该工序为钻五个浅孔，所需设计的夹具是钻床夹具。夹具定位方式的选择：在加工这道工序前只完成缸孔的加工和两端面的加工，在设计定位时，必须利用已加工的表面和缸孔，如图4。而且只利用这个还属于欠定位，通过分析零件图，知道这五个孔的位置精度不高，而且外轮廓面是模锻成型，精度比较高，可以通过外轮廓面定位，如图4。这样就可以实现完全定位。 图4 钻孔夹具定位装置Fig.4 Drilling clamp positioning device夹具夹紧方式的选择：该两件生产批量为大批量，所以我们采用气动夹紧的方式。由于该夹具是钻床夹具，在加工的过程中，主要的切削力是向下的，向四周的力不大，几乎可以忽略，所以设计的夹具只要的夹紧力要在竖直方向。具体夹具图5。1、 气缸 2、顶升滑块 3、夹具体 4、主定位心轴 5、七角旋钮 6、防转轴 7、传动轴 8、钻模板 9、钻套 10、钢套 11、螺钉 12、垫板 13、压紧块 14、螺栓15、螺栓 16挡块 17、弹簧 18、垫板 19、螺栓 20、螺栓21、定位销 22、导套 23、定位板 24、螺栓 25、螺栓 26、导套 27、V型滑块图5 钻孔夹具Fig.5 Drilling jig 10.1.2 夹具操作说明（一）夹具的操作步骤（1）在夹具加工需要正确可靠的固定在机床座上；（2）气缸控制于收缩状态，将工件套入主定位心轴4和压紧块13中，控制气缸活塞向上伸出带动顶升滑块2和主定位心轴4向上运动，使工件贴紧压紧块13，压紧工件；（3）待夹紧工件后，旋转七角旋钮5，使V型滑块27与工件接触，并使工件的两边对称于V型块两边接触，其对应方向上的挡块16是消除在水平方向力的作用力，采用弹性装置是防止其过定位；（4）完成加工后，控制气缸向下收缩，旋转七角旋钮5使其松开，取下工件。（二）夹具使用注意事项、保养及维护（1）使用前对限位尺寸检查是否还保持正确位置；（2）如果主定位心轴有磨损超差，可以进行更换；如果压紧块、挡块超差，可以重新组装；错开磨损部位后继续使用；（3）使用后需要涂防绣油；（4）活动部位定期加润滑。10.1.3 切削力的确定该工序钻孔一共有五个，这五个孔大小不同，在计算切削力的过程中，我们只需计算较大孔。这五个孔中最大的孔直径为14mm，深度为5mm。刀具材料：硬质合金直柄麻花钻 刀具有关几何参数：d=14mm、l=169mm、l1=114mm，查表金属切削刀具6表5-134，查得，取由机床夹具设计手册7表1-2-9 可得钻孔切削力的计算公式：(10)查机床夹具设计手册7表得：D=5、f=0.2、Kp=1 所以 由金属切削刀具6表1-2可得：垂直切削力 ：(11)背向力：（12）10.1.4 夹紧力的计算根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：（13）安全系数K可按下式计算：（14）式中：为各种因素的安全系数，见机床夹具设计手册7表可得： 所以 （15） （16） （17）10.1.5 夹具气动系统的设计气缸的结构基本上可以分为缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置五部分。一般地说，钢筒和缸盖的结构形式和其使用的材料有关。工作压力小于10MPa时使用铸铁，小于20MPa时使用无缝钢管，大于20MPa时使用铸钢或锻钢。密封装置主要有四种:间隙密封、摩擦环密封、 O型圈密封、 V型圈密封 。缓冲装置的工作原理是利用活塞或缸筒仔其走向行程终端是在活塞和缸盖之间封住一部分油液，强迫他从小孔或细缝中挤出，以产生很大的阻力，使工作部件受到制动，逐渐减慢运动速度，达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。 气缸的选择（18）由气缸传动的计算公式：式中: -压缩空气压力6atm6kg/cm2-气缸摩擦系数，取0.8i-压板与工件的摩擦系数,取0.8n-夹紧气缸个数,本夹具为1-气缸直径(cm)可得：cm （19）D=8.6mm气缸压力大小的确定：由 ，有（20）图6 单杆活塞缸Fig.6 Single rod piston cylinder考虑到有气压冲击等原因，在设计的过程中采用了单向节流阀，其起到有背压的作用，根据实际情况，选择0.05Mpa的背压。所以气缸的压力为0.28Mpa。通过以上理论计算，可以选择直径为20mm的气缸。但是，考虑到由于工厂所供压缩空气压力不稳定，零件加工余量发生变化，零件材料缺陷，以及其它不可预见性因素的影响，为安全可靠起见，选择直径为25mm的气缸。气路的设计该夹具气路非常简单，只有夹紧力是由气动控制，所以夹具的气路控制也非常简单，由一个空气压缩机、单杆活塞缸、两位两通手动换向阀、单向节流阀组成。工作说明：在上件时，活塞处于收缩状态，上件后，按下两位两通换向阀，两位两通换向阀处于右位，气流经过右位进入气缸使气缸向上运动，使夹具夹紧工件；加工完后，活塞处于伸长状态，按压两位两通换向阀，两位两通处于左位，气流经过左位气路进入气缸，活塞向下运动，松开工件。另：为了保证气路运动的平稳，在气路上安装单向节流阀，也能起到背压的作用。根据工作方式及实用性，该夹具的气路图如下图7。图7 气路图Fig.7 Gas road map结论在本次毕业设计的过程中，在大学四年所学知识，以及查阅其他资料的基础上，深入理解课题及其课题方向，认真研究机械加工工艺过程，针对凿岩机缸体加工工艺过程。学习凿岩机缸体加工方法，比较各种方法间的差异以及各自的优缺点，选择最合理经济的加工方法，且要保证加工精度。对机械加工工艺的学习得到了进一步充分的理解，掌握了工艺编制的整个过程。凿岩机缸体是凿岩机的关键零件，其内孔、侧面槽以及侧面锥孔精度要求很高，为此在加工时能很好保证加工质量，在加工的最后安排了珩磨工序，在加工锥孔时为能保证锥孔的锥度，就要求有精度很高的成型刀，为此专为铣齿工序设计了加工所用的专用夹具，此外在凿岩机缸体的机械加工工艺过程中，为了改善工件的切削性能、消除工件内应力、改善工件材料的力学性能和提高工件表面性能等，在整个加工过程中先后热处理工序，并在最后具体安排各项精度的检测及检测方法。在这次毕业设计过程中，我学到了很多以前所没有学过的知识与经验。大学四年学习了很多专业课知识，但是没能得到很好的运用，没有很好的将它们统一联系起来，通过这次毕业设计，将所学知识融会贯通，而且还能独立的查阅资料，与同组人相互讨论，增进了独立思考与团队协作能力。参考文献1 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谢 本论文是在陈志亮老师的悉心指导和热情关怀下完成的。四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。 伟人、名人为我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的人，我的论文导师陈志亮老师。我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考