橡胶切割机的主要零件的设计和加工工艺制定设计【优秀毕业论文 答辩通过】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 摘要 设计课题为“橡胶切割机的主要零件的设计和加工工艺的制定”，此专用机床要求能对橡胶输送带接头进行快速加工，并保证加工面的精度。机床整机结构设计，是对机床总体布局及机床零部件进行设计计算。应对工件进行必要分析，结合实际情况，合理的设计工件的尺寸，选择机械加工方法，设计机床进给、制定加工工艺，根据零件特性设计专用夹具，提出工件专用夹紧装置和送料机构的可能性结构并进行分析。 关键词 ：专用机床；工艺制定；定位元件；夹紧装置；机床设计 he . is to of is a of of s to of on up of of 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目录 摘要 . . 录 . V 1 绪论 . 1 课题的研究内容和意义 . 1 内外的发展概况 . 1 胶切割机的发展前景 . 1 课题应达到的要求 . 2 2 零件分 析 . 3 件的工艺性分析和零件图的审查 . 3 件的生产纲领及生产类型 . 3 件的加工工艺分析 . 4 择毛坯 . 4 定毛坯的成形方法 . 4 件结构工艺性分析 . 4 造工艺方案的确定 . 4 3 工艺规程设计 . 6 准设计 . 6 基准的选择 . 6 基准的选择 . 6 面加工方案的选择 . 6 定机械加工工艺路线 . 7 定机械加工余量及工序尺寸 . 7 定切削用量及基本工时 . 10 序 30：粗、精铣后平面 . 10 序 40：粗、精铣凸台端面（ 号平面） . 12 序 50：铣 25两侧面（ 号平面） . 15 序 60：粗、精铣 4 个 29小凸台 . 16 序 70:钻削、铰削加工直径为 8 8 个螺栓孔 . 18 序 80：钻削、铰削加工直径为 7 4 个螺栓孔 . 20 序 90：钻削两个 4孔 . 22 4 夹具系统设计 . 24 床夹具概述 . 24 件装夹的实质 . 24 床夹具的功能 . 24 机床夹具要点 . 25 件的加工工艺分析 . 25 位方案及定位基准的选择 . 25 件的定位分析 . 25 件定位方案及定位基准的选择 . 26 定夹具的结构方案 . 26 定定位方案，设计定位元件 . 26 定夹紧方 式和设计夹紧机构 . 27 紧力计算 . 27 承销最小截面的计算 . 29 套、钻模板设计 . 29 位误差概述 . 31 位误差产生原因 . 31 具精度分析 . 31 5 总结与展望 . 33 致谢 . 34 参考文献 . 35 橡胶切割机的主要零件设计和加工工艺制定 1 1 绪论 课题的研究内容和意义 在机械加工过程 中， 橡胶 切割 方法 常用 是 手工切割、半自动切割及数控切割机切割。手工切割灵活方便，但切割质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后续加工工作量大，同时劳动条件恶劣，生产效率低。半自动切割机中仿形切割机，切割工件的质量较好，由于其使用切割模具，不适合于单件、小批量和大工件切割。其它类型半自动切割机虽然降低了工人劳动强度，但其功能简单，只适合一些较规则形状的切割。 专业 切割 机 相对手动方式来说，可有效地提高 橡胶切 割地效率、切割质量，减轻操作者地劳动强度。在我国的一些中小企业甚至在一些大型企业中使用手工切割方式还较为普遍。 我国机械工业 橡胶 使用量已达到 3 亿吨以上， 橡胶 的切割量非常大；随着现代工业的发展，对 橡胶 切割加工的工作效率和产品质量的要求也同时提高。因而 专业 切割机的市场潜力还是很大、市场前景比较乐观。 专业橡胶切割机的诞生，对于提高生产效率降低生产成本具有重要意义。此项研究也是对大学四年所学课程的一次总复习，它将机械制图 、 机械设计和工艺分析，夹具设计等机械设计制造主要专业课程紧密联系在一起，利用所学的机械与控制相关知识来解决实际的生产问题，将理论设计与实际运用联系起来，需要考虑多方面的问题，如成本 、 定位方案 ，加工精度的控制和机械设备使用寿命等等。 内外的发展概况 改革开放 20 多年来，国内橡胶加工工业经历了持续快速发展的过程，到了 2005 年我国橡胶加工总量已达 3 亿吨，约占世界橡胶加工总量的 35%，主要的橡胶产品 轮胎、传送带等产量均居世界第一位。橡胶业依然是国内重要的支柱产业之一，在满足人民橡胶产品消费，出口创汇，为其他产业提供支持，解决就业问题等方面发挥重要作用。 今年来随着橡胶行业结构调整和产业升级的升入，通过国内技术的改造和国外先进技术的引进和吸收，橡胶行业的装备和技术水平大幅提高， 企业自主创新能力也有所增强，生产效率不断提高，品种范围迅速扩展，生产已从劳动密集型向科技型转换。淘汰落后装备和工艺，光、机、电、气动、液压、传感、计算机技术的复合应用，为橡胶附加值提高和新产品开发提供了强有力的保障，橡胶产品休闲化，个性化，高档化趋势日益明显，橡胶产品出口以年均 19%的速度增长，出口成品自给率也提高到 70%，彻底扭转了橡胶进口量高于出口量的局面，增强了行业的国际竞争力。但我国橡胶行业的整体水平与世界先进国家相比仍有较大差距。应对整个橡胶领域的飞速发展有了一个总体认识，以期待找出与国外差距和今 后提高科技水平的方向。 胶切割机的发展前景 （ 1）复合化发展。随着 橡胶 机械技术的发展，机械复合技术和复合加工技术逐渐成熟，在每一台机床上都可以符合多重任务完成各种生产要求。这样的复合生产将是新一轮的先无锡太湖学院学士论文 2 进生产方式， 橡胶 切割行业的技术研究应该更加注重复合化发展，研究建造出可以完成多重任务完成各种生产要求的 橡胶 切割机。 （ 2）实现 橡胶 切割的全面智能化。过去的人工控制切割已经不能满足 橡胶 机械管理的发展需求。未来的控制需要通过计算机对切割机的操控，使我们的 橡胶 切割向智能化迈进，在整个系统中，智能 化也成为数控发展的又一大突破。 （ 3）现代高精度化。加紧技术研究，提高精密度。因为精度化更加迎合了现代高科技产品的高要求，符合了新的时代发展要求。所以要适应时代新的发展要求必须加快精度研究的步伐。 （ 4） 趋 向柔性化发展。引进柔性自动化技术，对于切割过程中复杂规格的 橡胶 件，保证规格的高要求，准精度。这样的柔性技术能够满足市场对产品的高要求，改变市场供不应求的现状。是一项先进的而有时效性的切割技术，它已经成为切割机发展的主流趋势。 （ 5）结合 电子 计算机实现网络化。网络的力量在 21 世纪已经无法阻挡，切 割 系统 网络化也是历史之必然。要加紧切割机与网络结合生产研发，结合网络优势综合开发新的切割机项目。这样的发展一定会促进网络带动切割技术的新一代变革。 课题应达到的要求 通过参观现有的 熟悉橡胶切割机的内部构造和工作原理。并找出切割机主要零件加工中会存在的不足之处，初步设定主要零件（基础板）的加工方案。熟练掌握金属加工工艺设计，工装设计，了解并会查找相关数据，熟练掌握零件的工艺分析要领，对铸造工艺也要掌握，以便对铸件出现的缺陷进行分析，掌握六点定位原理、并能对零件的定位进行分析计算，选择合 适的定位元件和夹紧方式，能够熟练掌握机械制图的相关标准并能熟练使用 行二维图纸的绘制，三维模型的建立，结合实际对夹具在生产中对生产效率的提高提出可行性的改进建议。全套知识梳理完后写设计说明书并进行设计答辩。 橡胶切割机的主要零件设计和加工工艺制定 3 2 零件分析 件的工艺性分析和零件图的审查 该零件图的视图正确，完整，尺寸，公差及技术都符合要求。但是，零件的加工过程，需要有较高的平面度，某些地方需要较细的表面粗糙度，各装配基面要求有一定的 垂直度和平行度。否则会影响机器设备的性能和精度。 图 1 基础板 件的生产纲领及生产类型 生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。按生产纲领与生产类型的关系确定。 零件的生产纲领为 N=+a+b) 其中，产品的年产量 Q=10000 台 /年，每台产品中该零件的数量 n=1,零件备品率 a=4%，零件废品率 b=1%。 Q=10000 1 (1+4%+1%)=10500 件 /年 无锡太湖学院学士论文 4 从计算结果可知，该零件生产类型为成批生产 零件的加工工艺分析 基础板共有 22 个机械 加工表面，其中，两组（共八个）直径为 8螺栓孔与上表面（ 平面）有垂直度要求；三个宽度为 29装轴承壳的凸台表面（ 平面）有平行度要求。现分述如下： 两组（八个）直径为 8螺栓孔 两组（八个）直径为 8螺栓孔与上表面的垂直度公差为 栓孔中心线与凸台右表面的尺寸要求为 两组 8孔中心线之间有平行度公差 三个宽度为 29凸台 三个宽度为 29凸台面之间有公差为 平行度要求。凸台与轴承壳相连的面（ 平面），其表面粗糙度为 由凸台连接的轴承壳确定的两根轴，轴线与 小凸台有公差为 平行度要求(以小凸台边缘为基准 )。 从上分析可知，基础板的加工精度不是很高。因此，可以先将精度低的加工面加工完后，再以加工过的表面为定位基准加工精度较高的凸台面和 8。 选择毛坯 定毛坯的成形方法 该零件材料为 虑到基础板在工作过程中受力不大，轮廓尺寸也不大，各处壁厚相差较小，从结构形式看，几何形体不是很复杂，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。 件结构工艺性分析 该零件底平面因散热面积大，壁厚均匀，冷却快，故有可能产生白口铁组织，但因为此 件对防止白口的要求不严，又采用砂型铸造，保温性能好，冷却速度较慢，故能满足基础板的使用要求。 造工艺方案的确定 a铸造方法的选择 根据铸件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用球墨铸铁为材料，并且铸件的表面精度要求不高，结合生产条件选用砂型铸造，其铸件精度为 面粗糙度 在砂型铸造中，因铸件制造批量为大批生产，故选用砂型机器造型。 选择分型面时要尽可能消除由它带来的不利影响，因为基础板有三 个宽 29凸台，考虑起模方便，以上表面为分型面。而以此平面为分型面时，上模箱内无铸件体，铸件位于下箱中，能够保证其铸造质量。 橡胶切割机的主要零件设计和加工工艺制定 5 因为分型面为水平面，而且铸件的重要表面应该朝下，所以工件以正常工作状态放置（ 号面向上），内浇口开在水平分型面处。由于该零件在上表面壁厚相对较大，为了不使这些地方产生缩孔、缩松，在该处开出冒口进行补缩。注入方式采用中间注入式。 铸件加工余量用代号 示， 其等级由精到粗分为 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H、J、 K、共 10 级。由于本铸件精度要求并不高所以查加工工艺学表 2求的铸件机械加工余量（ 6414得加工余量为 无锡太湖学院学士论文 6 3 工艺规程设计 准设计 本零件是有精度较高要求的孔的板状零件，平面和孔是设计的基准，也是装配和测量的基准，在加工时，应尽量以大平面为基准。 图 2 基础板基准 对于一般板类零 件而言，按 照粗基准的选择原则（当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面为粗基准）。选取基础板的下表面（ 面所在平面）作为粗基准，加工出上表面（ 号平面）。 基准的选择 为保证加工精度，结合基础板 的特征，主要采用基准重合原则和统一基准原则来进行加工。 图 3 基础板基准 加工凸台面、 8柱孔、 7柱孔时，主要运用统一基准原则，即均以基础板的上表面（ 号面）作为定位基准。在实际加工中，为方便加工，各工序中运用专用夹具进行夹持，将以上两种原则综合运用。 面加工方案的选择 上表面（ 号平面） 表面粗糙度为 济精度为 工方案确定为：粗铣精铣； 橡胶切割机的主要零件设计和加工工艺制定 7 凸台端面（ 号平面） 表面粗糙度为 济精度为 工方案确定为：粗铣精铣； 25的两侧面（ 号平面） 表面粗糙度为 济精度为 工方案确定为：粗铣； 4 个 29小凸台 表面粗糙度为 济精度为 工方案确定为：粗铣精铣； 8 个 8栓孔 表面粗糙度为 济精度为 工方案确定为：钻削铰孔； 4 个 7栓孔 表面粗糙度为 济精度为 工方案确定为：钻削铰孔。 订机械加工工艺路线 制订机械加工工艺路线的出发点，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得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，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降低。这样得到以下的工艺路线： 工序 10 铸造； 工序 20 热处理； 工序 30 粗、精铣上表面（ 号平面 ），以零件底平面及左侧面为粗基准。选用 加专用夹具； 工序 40 粗、精铣 凸台端面（ 号平面） ，以上表面（ 号平面 ）为基准，左端面为辅助基准，选用 式铣床，并加专用夹具； 工序 50 粗、精铣 25 两侧面（ 号平面）， 以上表面为基准，左端面为辅助基准，选用 式铣床，并加专用夹具； 工序 60 粗、精铣 4 个 29小凸台， 以上表面为基准，左端面为辅助基准，选用 式铣床，并加专用夹具； 工序 70 钻削、铰削加工直径为 8 8 个螺栓孔，以经过精加工的 号平 面和左端面为基准，选用 式钻床，并加专用夹具； 工序 80 钻削、铰削加工直径为 7 4 个螺栓孔，以经过精加工的 号平 面和左端面为基准，选用 式钻床，并加专用夹具； 工序 90 钻削加工直径为 4 2 个螺栓孔，以经过精加工的 号平 面和左端面为基准，选用 式钻床，并加专用夹具； 工序 100 去毛刺； 工序 110 检查； 工序 120 入库。 以上工艺过程详见“机械加工工艺卡片”。 定机械加工余量及工序尺寸 根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸、无锡太湖学院学士论文 8 毛坯尺寸如下： 1. 上表面（ 号平面 ） 粗铣： Z = 3 精铣： Z = 具体工 序尺寸见表 3 表 3工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 /序间 工序间 尺寸 /序间 经济精度 /m 表面粗糙度 /m 尺寸公差 /面粗糙度 /m 精铣 8 6 铣 3 坯 . 凸台上 端面（ 号平面） 粗铣： Z = 3 精铣： Z = 具体工序尺寸见表 3 表 3工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 /序间 工序间 尺寸 /序间 经济精度 /m 表面粗糙度 /m 尺寸公差 /面粗糙度 /m 精铣 8 铣 3 2 坯 35 . 25 两侧面（ 号平面） 粗铣： Z = 3 精铣： Z = 具体工序尺寸见表 3 表 3工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 /序间 工序间 尺寸 /序间 经济精度 /m 表面粗糙度 /m 尺寸公差 /面粗糙度 /m 精铣 8 铣 3 8 坯 91 . 四个 29小凸台 橡胶切割机的主要零件设计和加工工艺制定 9 粗 铣： Z = 3 精铣： Z = 具体工序尺寸见表 3 表 3工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 /序间 工序间 尺寸 /序间 经济精度 /m 表面粗糙度 /m 尺寸公差 /面粗糙度 /m 精铣 8 铣 3 3 坯 36 . 八个 8栓孔 毛坯为实心，而螺栓孔的精度为 考金属加工工艺及工装设计 ）， 确定工序尺寸及余量： 钻孔： 铰孔： 8 2Z = 具体工序尺寸见表 3 表 3工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 /序间 工序间 尺寸 /序间 经济精度 /m 表面粗糙度 /m 尺寸公差 /面粗糙度 /m 铰孔 9 孔 12 . 四个 7 毛坯为实心，而孔的精度要求界于 间（参照金属加工工艺及工装设计 ），确定工序尺寸及余量： 钻孔 铰孔： 7 2Z = 具体工序尺寸见表 3 表 3工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 /序间 工序间 尺寸 /序间 经济精度 /m 表面粗糙度 /m 尺寸公差 /面粗糙度 /m 铰孔 9 孔 12 . 两个 4 毛坯为实心，而孔的精度要求界于 间（参照金属加工工艺及工 装设计 ），无锡太湖学院学士论文 10 确定工序尺寸及余量： 钻孔 4 具体工序尺寸见表 3 表 3工序尺寸表 工序 名称 工序间 余量 /序间 工序间 尺寸 /序间 经济精度 /m 表面粗糙度 /m 尺寸公差 /面粗糙度 /m 钻孔 4 定切削用量及基本工时 序 30：粗、精铣后平面 1. 粗铣 上表面（ 号 平面 ） 选择刀具和机床 查阅金属加工工艺及工装设计，由铣削宽度28择0d= 80镶齿套式面铣刀 (7954根据金属加工工艺及工装设计，选择 质合金刀片，由于采用标准硬质合金面铣刀，故齿数 z = 10，机床选择立式铣床 选择切削用量 切削深度以在一次走刀内切完，故取 3 每齿进给量 采用不对称端铣以提高进给量，查金属加工工艺及工装设计，当使用镶齿套式面铣刀及查阅金属加工工艺及工装设计得机床的 ，得 z z ，故取 z。 确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据金属加工工艺及工装设计表 4刀刀齿后刀面最大磨损量为 铣刀直径0d= 80金属加工工艺及工装设计表 4刀具磨钝寿命 T = 180 切削速度属加工工艺及工装设计表 4 800 10z ，z 时，切削速度为 87主轴转速为 345n r/进给速度为386fv mm/ 各修正系数： M v tv sv 故 m/ 5 r/橡胶切割机的主要零件设计和加工工艺制定 11 6 mm/按机床选取：235r/300mm/切削速度和每齿进给量为： 591000 c (m/ (00 zn mm/z) ( n 为铣刀转速， 铣刀直径， z 为铣刀齿数 ) 检验机床功率 根据金属加工工艺及工装设计表 工件的硬度在 174207 时， 5mm，d= 80z =10，300mm/得 据铣床明书，机床主轴允许功率为： 0 此，所选择的切削用量是可以采用的，即 3mm，300mm/235r/59 m/ z。 计算基本工时 fm 式中，2， 80以， L ( fm (由于 200/28=走刀次数为 8 次 T (2. 精铣 上表面（ 号平面 ） 选择刀具和机床 查阅金属加工工艺及工装设计，由铣削宽度28择0d= 80镶齿套式面铣刀 (7954根据 金属加工工艺及工装设计表 择 质合金刀片，由于采用标准硬质合金面铣刀，故齿数 z = 10，机床选择立式铣床 选择切削用量 切削深度以在一次走刀内切完，故取 每齿进给量 采用对称端铣以提高加工精度，查金属加工工艺及工装设计表 使用镶齿套式面铣刀及查阅金属加工工艺及工装设计得机床的功率为 ，得 mm/z z ，因采用对称端铣，故取 z。 确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据金属加工工艺及工装设计，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 铣刀直无锡太湖学院学士论文 12 径0d= 80金属加工工艺及工装设计，故刀具磨钝寿命 T = 180 切削速度属加工工艺及工装设计，当 800 10z ， 削速度为 110轴转速为 439n r/给速度为 492 各修正系数： M v tv sv 故 0 m/ 9 r/ 3 mm/按机床选取：375r/375mm/切削速度和每齿进给量为： 00 00 0 c (m/75 zn mm/z) ( n 为铣刀转速， 铣刀直径， z 为铣刀齿数 ) 检验机床功率 根据金属加工工艺及工装设计，当工件的硬度在 174207 时，35 d= 80z =10，375mm/得 据铣床 明书，机床主轴允许功率为： 0 此，所选择的切削用量是可以采用的，即： 375mm/375r/ z。 计算基本工时 fm 式中，2， 80以， L ( fm 由于 200/28=走刀次数为 8 次 T (序 40： 粗、精铣凸台端面（ 号平面） 1. 粗铣凸台端面 选择刀具和机床 查阅金属加工工艺及工装设计，由铣削宽度25择0d= 32高速钢橡胶切割机的主要零件设计和加工工艺制定 13 莫氏锥柄立铣刀 ( 故齿数 z = 4。机床选择立式铣床 选择切削用量 切削深度以在一次走刀内切完，故取3 每齿进 给量 查金属加工工艺及工装设计及根据机床的功率为 z z ，故取 z。 确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据金属加工工艺及工装设计，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 铣刀直径0d=32金属加工工艺及工装设计，故刀具磨钝寿命 T = 90 切削速度属加工工艺及工装设计，当 320 4z ，10 13129n r/59 各修正系数： M v sv Tv 故 m/ 9 r/mm/按机床选取：95r/50mm/切削速度和每齿进给量为： 00 00 0 c (m/ = 49550 = mm/z) ( n 为铣刀转速， 铣刀直径， z 为铣刀齿数 ) 检验机床功率 根据金属加工工艺及工装设计，当27 mm/z z，0mm，157mm/得 据铣床 明书，机床主轴允许功率为： 因此，所选择的切削用量是可以采用的，即 3mm，50mm/95r/ z。 计算基本工时 fm