阀堵工艺工装设计及CADCAM【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 本毕业设计题目是阀堵工艺工装设计及 自 岫岩 机械有限公司 。 公司专门从事国外机加工生产，主要的加工对象是阀体类零件，在精密铸造方面也有着他们自己的先进技术。 分析零件特点拟订合理的工艺规程，依据工艺规程设计，选择机床 和 设计合理的夹具 。 设计内容：利用 零件模块建造实体模型；利用 子图版绘制零件的工艺规程表和夹具设计图；利用 拟上表面各槽的加工路线和生成数控代码，利用 生成的数控代码进行仿真。 设计难点：在零件的 工艺规程设计中，零件下表面粗糙度要求较高，通过精磨可以达到要求。零件中心孔的粗糙度要求也较高，通过磨销即可达到要求。零件上表面 圆槽较难加工，在加工中心用 的专用铣刀完成。零件下表面 圆槽也比较难加工，利用加工中心完成。 关键词： 模具 ； 夹具 ； 模拟制造 ； 实体造型 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he of is of It in of It in of is so as to of of ro/is to is to s of of is to of of is to on to in In of is s be by of be it be by On to a is in to it be 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 第 1 章 绪 论 . 1 具工业的概况 . 1 国模具工业现状 . 1 国模具工业的发展方向 . 3 具 展概况及趋势 . 3 第 2 章 零件的三维造型 . 6 件的结构特征分析 . 6 件的三维造型过程 . 6 件三维造型的心得 . 6 件三维造型图片 . 6 第 3 章 阀座体的机械加工工艺规程设计 . 8 座体 工艺规程设计 . 8 件的结构工艺性分析 . 8 算生产纲领，确定生产类型 . 8 坯种类及其制造 方法的确定 . 9 艺路线的拟订 . 9 位基准的选择 . 9 定工艺路线 . 9 择加工设备及工艺装备 . 10 削用量和工时定额的确定 . 11 本计算公式的引用 . 11 道工序的设计 . 12 艺合理性分析 . 42 写工艺卡片 . 43 第 4 章 机床专用夹具的设计 . 43 床专用夹具设计的基本要求 . 43 床夹具的设计 . 44 定夹具类型 . 44 定定位方案和选择定位元件 . 44 具的整体结构设计 . 44 紧力的分析 . 45 具的使用说明 . 45 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 床夹具的设计 . 45 定夹具类型 . 45 定定位方案和选择定位元件 . 45 具结构的整体设计 . 45 紧力的分析 . 46 具的使用说明 . 46 床夹具的设计 . 46 定夹具类型 . 46 定定位方案和选择定位元件 . 46 具结构的整体设计 . 46 紧力的分析 . 47 具的使用说明 . 47 床夹具的设计 . 47 定夹具类型 . 47 定定位方案和选择定位元件 . 47 具结构的整体设计 . 47 紧力的分析 . 48 具的使用说明 . 48 铣加工中心夹具的设计 . 48 定夹具类型 . 48 定定位方案和选择定位元件 . 48 具结构的整体设计 . 48 紧力的分析 . 49 具的使用说明 . 49 铣加工中心夹具的设计 . 49 定夹具类型 . 49 定定位方案和选择定位元件 . 49 具结构的整体设计 . 49 紧力的分析 . 50 具的使用说明 . 50 第 5 章 零件复杂表面的 计 . 50 算机辅助制造（ 介绍 . 50 件复 杂表面 设计过程 . 51 工仿真图片 . 51 具轨迹模拟图片 . 51 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 第 6 章 结 论 . 52 参考文献 . 53 致 谢 . 55 附录 1 钻床夹具装配图 . 56 附录 2 钻床夹具装配图 . 57 附录 3 钻床夹具装配图 . 58 附录 4 钻床夹具装配图 . 59 附录 5 立式加工中心夹具装配图 . 60 附录 6 立式加工中心夹具装配图 . 61 附录 7 英文资料及中文翻译 . 62 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1章 绪 论 具 工业的概况 模具是机械、汽 车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备之一。作为工业基础，模具的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用，在国际上被称为“工业之母” ，对国民经济发展起着不容质疑的作用。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业” ；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石” ； 德国则认为是所有工业中的“关键工业” ； 日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力” ，同时也是“整个工业发展的秘密” ，是“ 进入富裕社会的原动力” 。日本模具产业年产值达到 13000亿日元，远远超过日本机床总产值 9000亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。 在我国，随着国民经济的高速发展，模具工业的发展也十分迅速。 1999年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为 330亿元，今后几年仍将以每年 10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年 10%的增幅。汽车、摩托车行业的模具 需求将占国内模具市场的一半左右。 1999年，国内汽车年产量为 183万辆，保有量为 1500万辆 ， 预计到 2005年汽车年产量将达 600万辆。仅汽车行业就将需要各种塑料件 36万吨，而目前的生产能力仅为 20多万吨，因此发展空间十分广阔。家用电器，如彩电、冰 箱、洗衣机、空调等，在国内的市场很大。目前，我国的彩电的年产量已 超过 3200万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了 100万台。家用电器行业的飞速发展使之对模具的需求量极大。到 2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为 30%，塑料管的普及率将达到 50%，这些都会大大增加对模具的需求量。其它发展较快的行业，如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求，都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。 国模具工业现状 我国模具工业起步晚 、 底子薄，与工业发达国家相比有很大的差距，但在国买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速。据统计，我国现有模具生产厂近 2 万家，从业人员约 50 万人，“九五”期间的年增长率为 13%， 2000 年总产值为 270 亿元，占世界总量的 5%。但从总体上看，自产自用占主导地位，商品化模具仅为 1/3 左右，国内模 具生产仍供不应求，特别是精密、大型、复杂、长寿命模具，仍主要依赖进口。目前，就整个模具市场来看，进口模具约占市场总量的 20%左右，其中，中高档模具进口比例达 40%以上。因此，近年来我国模具发展的重点放在精密、大型、复杂、长寿命模具上，并取得了可喜的成绩，模具进口逐渐下降，模具技术和水平也有长足的进步 。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型精密、复杂、长寿命等中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量增加较快，其能力提高显著；“三资”及私营企业 发展迅速，尤其是“三资”企业目前已成为行业的主力军；股份制改造步伐加快等等。从地区分布来说，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，这 2 个省的模具产值已占全国总量的六成以上。江苏、上海、山东、安徽等地目前发展态势也很好。我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比工业发达国家落后许多，其差距主要表现在下列六方面： (1)国内自配率不足 80 ， 中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足 60。 (2)企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理。 (3)模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多，而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。 (4)开发能力弱，经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例较低，水平也较低，不重视产品开发，在市场中常处于被动地位。 (5)模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。 (6)与国际先进水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术落后。 纵观发达国家对模具工业的认识与重视，我们感受到制造理念陈旧则是我国模具工业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低，决定着产品 的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此，模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品，现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准件是模具基础，其大量应用可缩短模具设计制造周期，同时也显著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具质量。 早在 1989年，在国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中，模具被买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 列为机械工业技术改造序列的首位。 1997年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准，从 1997年开始对部分模具企业实行了增值税返还 70%的优惠政策。所有这些国家对模具工业采取的优惠政策也将对其发展提供有力支持。 在科技发展中，人是第一因素，因此我们要特别注重对知识的更新与学习，实现产、学、研相结合，培养更多的模具人才，搞好技术创新，提高模 具设计制造水平。在制造中积极采用多媒体与虚拟现实技术，逐步走向网络化、智能化环境，实现模具企业的敏捷制造、动态联盟与系统集成。我国模具工业一个完全信息化的、充满着朝气和希望而又实实在在的新时代即将到来。 国模具工业的发展方向 在信息社会和经济全球化不断发展的进程中，模具行业发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展，技术含量不断提高，模具生产向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面发展；模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。 模具技 术的发展趋势主要是： 体化、智能化； 品数据管理 )、算机辅助工艺设计管理 )、 于知识工程 )、 业资源管理 )、具制造管理信息系统 )及 高速、高精加工技术的发展与应用；超精加工、复合加工、先进表面加工和处理技术的发展与应用；快速成型与快速制模 (术的发展与应用；热流道技术、精密测量及高速扫描技术、逆向 工程及并行工程的发展与应用； 模具标准化及模具标准件的发展及进一步推广应用；优质模具材料的研制及正确选用；模具自动加工系统的研制与应用；虚拟技术和纳米技术等的逐步应用。 具 展概况及趋势 计算机辅助设计（ 当代计算机应用的一个重要领域。随着计算机硬件和软件技术水平的迅速提高， 为 具计算机辅助设计、模拟分析与制造，即模具 三十多年来， 国外模具 70年代己开始应用计算机对熔融塑料在圆盘形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。 80年代初，人们成买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 功地采用有限元法分析三维型腔内塑料熔体的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十年来，注射模 分注意向实用化阶段发展，一些高水平的商品软件逐步推出，并在推广和实际使用中不断改进、提高和完善。比较有代表性的软件系统有 : 澳大利亚 括绘制型腔图形的线框造型软件 限元网格生成软件 动分析软件 却分析软件 动、冷却分析结果和模架应力场分布的可视化显示软件 美国 维注射流动分析软件 维有限元流动分析软件D，冷却分析软件 准模架 (美国 )选择软件 美国和意大利的 系统包括材料选择 射工艺条件和模具费用优化 射流动分析腔尺寸设计 德国 系统具有注射模流动分析、冷却分析和力学性能校核等功能， 我国在 模具 用及研究方 面起步较晚。从 80年代中期开始，国内部分大中型企业先后引进了一些国外知名度较高的注塑模 时，某些高等学校和科研院所也开始了注塑模 多年来，我国对 模具 设计制造技术及其 “八五”期间，这方面安排了“大型薄壁深腔注射模具制造技术”、“多型腔小模数齿轮精密模具制造技术”和“实用 国家重点企业技术开发项目，还安排了国家“八五”重点科技攻关项目“塑料注射模这些项目的成果对促 进我国注射模 我国注射模 我国在 模具 华中理工大学是国内较早自行开发研究注射模 在注塑模流动分析模拟和冷却分析模拟方面进行了较深入的研究与开发工作，并推出了塑料注射模 系统包括塑料制品三维形状输入、流动模拟、冷却分析、型腔强度与刚度校核及模具图设计与绘制等功能，在一些企业单位应用取得较好效果，现已 实现商品化。 浙江大学基于工作站的 系统买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 采用特征造型技术构造产品模型，使形状特征表达与工艺信息描述统一，并利用特征反转映射实现了型腔模型的快速生成。 上海交通大学从 1983年开始，对注射模 国内首次将人工智能技术引入注射模 于 1988年开发出集成化注射模智能在在工作站 北京航空航天大学华正模具研究所开发的注射模 产品线框造型、曲面造型、分析模拟和数控仿真与数控加工程序生成等功能，具有很高的技术水平与实用价值。 合肥工业大学在注射模结构 后研制出微机注塑模 得了较好的成绩。 体造型技术，使系统在设计效率和通用性两方面都得到较好的兼顾。现在以 一步采用参数化特征模型、特征建模技术和装配模型技术，研制出注射模 参数化系统 技术水平、实用性与通用性方面都达到较高水平。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 2章 零件的三维造型 件的结构特征分析 该零件的整体结构比较复杂， 零件 上表面有槽和孔，其中的 比较难加工。 零件 下表 面 的也有槽和孔，其中的一个 槽比较难造型，槽底面为圆弧面 。零件侧面小孔要保证垂直度 。 件的三维造型过程 通过零件的结构特征分析，可以确定出造型的方案，利用拉伸增加材料命令造出零件基本形，利用拉伸去除材料命令造出中心孔，以后所有的造型都以中心孔作为基准。用拉伸去料、旋转除 料、孔加工等命令造出阶梯孔、圆槽和侧面；用扫描去料命令造出下表面槽。最后建立各处倒角命令即完成造型。 件 三维造型 的心得 1. 在 绘制 草图时，圆画在坐标系中心，其它图形尽量画在第一象限，否则会出现坐标系的约束尺寸，给尺寸驱动带来困难。尺寸最好一起驱动，防止视图混乱。 2. 在使用拉伸、旋转这些最基本的命令时，一定要注意它们的先后顺序，否则 会出现后面的造型将前面的造型破坏的情况出现。 3. 在使用倒角、倒圆这些命令时，如果出现造不出来的地方，可以考虑用拉伸除料和旋转除料。 4. 当需要造一些不规则的曲面时，想一次将曲面造出有时会非常 困难，可以将不规则曲面分解成一个个 规则曲 面，将这些 曲 面一一造出，然后用 曲面合并 会得到意想不到的效果。 5. 在造型实体前最好有一个造型的大致思路，尽量用最少、最简单的命令完成造型，思路一定要清晰。 件三维造型 图 片 零件直径： ；中心孔直径： ；侧面圆弧半径： 、下表买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 面距离： 表面槽深： 表面小孔直径： ；零件阶梯孔直径： 和 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 第 3章 阀座体 的 机械加工工艺规程设计 座体工艺规程 设计 件的结构工艺性分析 零件的结构工艺性分析是指所设计的零件在能够满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它包括零件的整个工艺过程的工艺性，如铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等工艺性，涉及面很广，具有综合性，而且在不同的生产类型和生产条件下，同样一种零件制造的可行性和经济性可能不同，因此对其结构工艺性的要求也不同。 对零件的结构工艺性分析，必须根据零件的生产类型、生产纲领，全面、具体、综合地进行分析，在制订机加工工艺规程时，主要是对零件的切削加工工艺性分析，主要涉及到以下几个方面： 1) 工件应便于在机床或夹具上装夹、并尽量减少装夹次数。 2) 刀具易于接近加工部位，便于进刀、退刀、越程和测量，以及便于观察切削情况等。 3) 尽量减少刀具调整和走刀次数。 4) 尽量减少加工面积及空行程，提高生产率。 5) 便于采用标准刀具，尽量减少刀具种类。 6) 改善加工条件，便于加工，必要时应便于采用多刀、多件加工。 7) 尽量减少工件和刀具的受力变形。 8) 有适宜的定位 标准，且定位基准至加工表面的标注尺寸应便于测量。 算生产纲领，确定生产类型 在无锡鹰贝机械公司， 阀堵 的年产量为 30000 件，假定其备品率为 10%，机械加工的废品率为 5%，现在确定其生产纲领： N=+a%+b%) （ 2 =30000 1 (1+10%+5%) =34500（件 /年） 式中： /年）； /台） ； a% b% 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 阀 堵 的年产量为 34500 件 /年，现通过计算，该零件的质量约为 据生产类型的生产纲领及工艺特点，可以确定其生产类型为大批量生产。 坯 种类及其制造方法的确定 根据零件材料 工具钢 确定毛坯为 棒料 ，有已知零件的生产纲领为 34500 件 /年，该零件的质量约为 知，其生产类型为大批量生产。 棒料尺寸为70由采购部负责购买 。 艺路线的拟订 位基准的选择 由零件图可知，内孔是 阀体 的设计基准和装配基准。 考虑 到定位稳定、夹紧方案简单、可靠、操作方便等因素， 故应选内孔作为精基准， 后续的所有加工都选用它为基准，这样就遵行了基准统一的原则。 定工艺路线 制定工艺路线时其基本出发点是保证加工质量、提高生产率、降低成本。在该零件生产类型已确定为大批量生产的情况下，制定的工艺路线就应该符合生产类型的工艺特征。根据先面后孔、先主要表面后次要表面的加工原则， 各表面与孔的加工 应 根据 各 表面的加工要求和各种加工方法 能 够达到 的 精度 ， 确定各表面的加工方法 ： 内孔 及其 端面 用车床 、 外圆 及其 端面 用车床 、 各小孔用钻床、各 槽用 加工中心 。 综合以上考 虑，最终制定加工工艺路线如下 ： 阀堵机械 加工工艺路线 工序 工 步 工序内容 简要说明 I 1 粗车端面 保证尺寸 2 粗车外圆 保证尺寸 3 粗车外圆 保证尺寸 4 钻孔 保证尺寸 5 切断 保证尺寸 粗车端面 保证尺寸 2 粗车外圆 保证尺寸 半精车端面 保证尺寸 2 半精车外圆 保证尺寸 3 半精车台阶面 保证尺寸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 4 粗镗内孔 保证尺寸 半精车端面 保证尺寸 2 半精车外圆 保证尺寸 V 1 精车端面 保证尺寸 2 精车外圆 保证尺寸 3 精车台阶面 保证尺寸 4 半精镗内孔 保证尺寸 精车端面 保证尺寸 2 精车外圆 保证尺寸 精镗内孔 保证尺寸 磨内孔 保证尺寸 钻大盲孔 2 钻小盲孔 3 铰大盲孔 4 铰小盲孔 X 1 钻两通孔 2 铰两通孔 钻两阶梯孔 2 铰两阶梯孔 钻侧面盲孔 2 铰侧面盲孔 粗铣上表面各槽 2 精铣上表面各槽 粗铣下表面各槽 2 精铣下表面各槽 精磨下表面 保证尺寸 择加工设备及工艺装备 由于生产类型为大批量 生产，故加工设备宜以通用机床和工厂现有设备为主 。其生产方式以通用机床加专用夹具为主。工件在各机床上的装卸及各机床的传送均由人工完成。 1. 整圆、车内孔及端面、车倒角 。 考虑到工件的定位夹紧方案问题，选择 普通车床 数控车床 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 夹具采用三爪卡盘和芯轴 。 2. 钻 孔、 铰孔 。 采用的设备是 摇臂钻