机械毕业设计（论文）-龙上方箱的机械加工工艺规程及工装设计【全套图纸】 .doc

四川职业技术学院sichuan vocational and technical college毕 业 设 计题 目龙上方箱的机械加工工艺规程及工装设计全套图纸，加153893706所属系部机械系所属专业机械设计与制造所属班级10机制1班学 号10158010130136学生姓名指导教师起讫日期2012年/10月2013年/2月四川职业技术学院教务处制四川职业技术学院毕业设计任务书题 目龙上方箱的机械加工工艺规程及工装设计所属系部机械系所属专业机械设计与制造所属班级10机制1班指导教师学生姓名学 号一、毕业设计（论文）内容与要求1.毕业设计内容：完成龙上方箱的机械加工工艺规程及工装设计。2.毕业设计要求：（1）龙上方箱零件图1张；（2）龙上方箱毛坯图1张；（3）工艺过程卡一套；（4）工序卡片1套（5）指定工序夹具装配图1张，指定夹具零件图1张；（6）毕业设计说明书1份。二、原始依据 工作基础： 工作目的：1.锻炼专业知识的综合运用能力；2.掌握查阅与毕业设计相关的资料与手册的方法与技巧；3.提高分析问题与解决问题的能力；4.提高绘图软件的运用能力；5.提高文字的编辑与排版能力；6提高文章的写作的条理性与逻辑性。三、主要参考文献1 李洪.机械加工工艺手册m.北京出版社，2006.1.2 陈宏钧.实用金属切削手册m.机械工业出版社，2005.1.3 马贤智.机械加工余量与公差手册m.中国标准出版社，1994.12.4 刘文剑.夹具工程师m.黑龙江科学技术出版社，20075 王光斗.机床夹具设计手册m.上海科学技术出版社，2002.8.6 王先逵.机械制造工艺学m.机械工业出版社，2000.7 都克勤.机床夹具设计手册m.贵州人民出版社，2003.48 上海市金属切削技术协会.金属切削手册m.上海科学技术出版社，2002.系部审核意见 签名： 年 月 日 注：任务书必须由指导教师和学生互相交流后，由指导老师下达并交所属系部毕业设计（论文）领导小组审核后发给学生，最后同学生毕业论文等其它材料一起存档。四川职业技术学院学生毕业设计答辩情况记载表题 目龙上方箱的机械加工工艺规程及工装设计所属系部机械系所属专业机械设计与制造所属班级10机制1班指导教师学生姓名学 号10158010130136答辩小组成员姓 名专业技术职务或职称所属单位或部门本人签字答辩时间记录人答辩小组提出的主要问题及学生回答问题情况答辩小组组长签名：(至少三个问题) 年 月 日四川职业技术学院毕业设计综合评定表题 目龙上方箱的机械加工工艺规程及工装设计所属班级10机制1班指导教师姓名吴国明学生姓名邓洋职称副教授学 号 10158010130136部门指导教师评语 指导教师： 年 月 日答辩小组评语总评成绩：答辩小组负责人：年 月 日前言机械制造工艺技术是在人类生产实践中产生并不断发展而。目前机械加工工艺技术向着高精度、高效率高自动化发展。机床夹具是机械制造业中不可或缺的重要工艺装备，可以保证机械加工质量、提高生产效率、降低生产成本、减轻劳动强度、实现生产过程自动化，使用专用夹具还可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能，所以，夹具在机械加工中发挥着重要的作用，大量专用机床夹具的采用为大批量生产提供了必要的条件。机床夹具设计以培养和提升技术人员的机床夹具设计能力为主旨，强调应用能力的培养，以“必需、够用”为度，着眼于解决现场实际问题，突出综合素质的培养。编者结合自己多年的教学和实践经验，将机床夹具设计原理、典型机床夹具设计及夹具设计内容有机地融合，以通俗易懂的文字和丰富的图表，按照课题形式进行编排，采用案例式教学模式，从生产要求出发，突出实际应用，具有很强的实用性；并以相关理论知识为纽带，紧密联系生产实际，突出了科学性。mechanical manufacturing technology is produced in the human production practice and continuous development. current machining technology development towards high precision, high efficiency, high automation.machine tool fixture is indispensable important craft equipment in the machinery manufacturing, can guarantee the machining quality, improve production efficiency, reduce production costs, reduce labor intensity and realize automatic production process, using a dedicated fixture can also change the purpose of the original machine tools and to expand the use of the machine tool, realize one machine can, therefore, clamping apparatus play an important role in the mechanical processing, a large number of special machine tool fixture used for mass production to provide the necessary conditions.machine tool fixture design to foster and promote the technical personnel of machine tool fixture design.目录1、100龙上方箱加工工艺11.1 100龙上方箱加工工艺分析11.2 100龙上方箱的工艺要求及工艺分析 11.2.1100龙上方箱技术要求21.3确定各表面加工方案31.3.2 底面平面的加工31.3.3 配作两个连接孔41.3.4加工两个半圆41.3.5 加工顶面螺纹41.4 确定定位基准41.4.1粗基准的选择41.4.2 选择的原则41.5工艺路线的拟订51.5.1工序的合理组合51.5.2的集中与分散61.5.3工阶段的划分61.5.4 加工工艺路线方案拟定71.6 零件毛坯要求91.7 工序的安排92、 夹具设计112.1 定位误差分析112.2 夹紧力的计算112.3 夹具结构设计及操作简要说明13结论14参考文献15致谢161、100龙上方箱加工工艺1.1 100龙上方箱加工工艺分析 100龙上方箱是粉碎机上的一个重要的零件，零件的结构不是很复杂，而且零件的尺寸小，但是此零件需要加工两个半圆、两个平面、两个螺纹孔、一个锁耳以及与100龙下方箱配做的两个连接孔，除了半圆和平面有进度要求外，其余均无精度要求，半圆精度要求达到ra=1.6，平面精度要求达到ra=1.6，所以要求精加工。因为其尺寸精度，几何精度等，而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。1.2 100龙上方箱的工艺要求及工艺分析 （图1、图2） 图1图 一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。1.2.1 100龙上方箱技术要求加工分为四组。一组，底面加工和锁耳加工；二组，与龙下方箱配作两个连接孔；三组，与龙下方箱一起镗两个半圆；四组，加工顶面螺纹。 1）以底面为主要加工的表面，有底面的铣加工，其底面的粗糙度要求是，平面度公差要求是0.03。锁耳无公差要求，加工尺寸如图所示。2）配作直径为的两个孔，孔的表面粗糙度为.，无公差要求。3）与龙下方箱一起镗r=59mm、r=54mm的两个半圆, 其表面粗糙度要求,要求达到的公差等级均为it8。4）加工顶面m6的内螺纹。加工之前应先对其钻孔，钻孔直径为5mm，然后用m6的丝锥对其进行攻丝。由以上分析可知，该零件的主要加工为底面平面，r=59、r=54的两个半圆，若要保证其加工精度，就必须设计相应的夹具，做出正确的工艺设计等等。1.3确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计ca6140机床后托架的加工工艺来说，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。1.3.1在选择各表面及孔的加工方法时，要综合考虑以下因素要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在 小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。要考虑被加工材料的性质，例如，淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为it6，表面粗糙度为ra0.63m，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车半精车淬火粗磨。1.3.2 底面平面的加工由参考文献7机械加工工艺手册表2.1-12可以确定，底面的加工方案粗铣精铣（），粗糙度为6.30.8，以顶面作为基准。1.3.3 配作两个连接孔由于连接孔的精度要求不高，所以可利用钻床直接进行孔加工，无需精加工。1.3.4加工两个半圆由参考文献7机械加工工艺手册表2.1-11确定，以为孔的表面粗糙度为1.6，与龙下方箱装配后，一起进行粗镗精镗1.3.5 加工顶面螺纹先用钻床加工出直径为5的孔，再用m6的丝锥对其进行攻丝。1.4 确定定位基准1.4.1粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求：1 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。2 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。3 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。4 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。5 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。1.4.2 选择的原则基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。(3). 互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。(4). 自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。1.5工艺路线的拟订对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。ca6140机床后托架的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。1.5.1工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。1.5.2的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 工序集中的特点工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。1.5.3工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为it11it12。粗糙度为ra80100m。半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为it9it10。表面粗糙度为ra101.25m。精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为it6it7，表面粗糙度为ra101.25m。光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为it5it6,表面粗糙度为ra1.250.32m。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。1.5.4 加工工艺路线方案拟定在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，下表为加工工艺方案表1.1加工工艺路线拟定由于此零件对于尺寸精度没有太大的要求，又考虑到加工成本和加工时间等，所以选择第二种方案，以便给企业带来更多的利益。毛坯的结构工艺要求。1.6 零件毛坯要求此零件毛坯为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：、铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。、铸造圆角要适当，不得有尖角。、铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便模。、加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。、铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。毛坯形状、尺寸确定的要求设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：、各加工面的几何形状应尽量简单。、工艺基准以设计基准相一致。、便于装夹、加工和检查。、结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。 在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑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后，绘出毛坯图。（毛坯图见图纸6nf-100龙.00 02）1.7 工序的安排，见下表2、 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动成本，需要设计专用夹具。因此设计一个专用夹具主要是起以上几点作用。根据任务要求中的设计内容，决定设计工序粗铣底平面、半精铣底平面，使底平面的精度达到6.3级的专用铣夹具，本夹具将用于立式铣床上，刀具为盘铣刀。夹具的加工要求：1、 要尽量避免大面积加工2、 要有夹紧装置、对刀块、辅助装置等3、 结构要紧凑，夹紧力要达到要求4、 要具有提高生产率、降低劳动力、保证加工质量的作用2.1 定位误差分析该夹具采用的是一夹一顶的夹紧方式，利用锁耳及后耳作为顶点，同时也作为基准，由于两耳的受力面积较小，容易被破坏，所以在工件底部又设有辅助支撑点，防止在夹紧时因受力较大而破坏两耳。因此我就采用一夹一顶的夹紧方式。由参考文献机床夹具设计手册表1-1-12得 (3.6) (3.7)以上计算可得我的夹紧方式可以满足该工序的要求。2.2 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。 （3.3）安全系数k可按下式计算： （3.4）式中：为各种因素的安全系数，见机床夹具设计手册表可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构，即钩型压板。钩型压板夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算： （3.5）式中wo实际夹紧力（n） q钩型压板实际拉力（n） l夹压点到钩型压板轴线距离（mm） u摩擦因素（0.1-0.15） h钩型压板的导向长度（mm）式中参数由参考文献机床夹具设计手册表1-2-20至表1-2-25可查得： 、 、螺旋夹紧力：由上述计算结果得由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。2.3 夹具结构设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应注意提高劳动生产率。由于零件加工时需要的夹紧不大，为此，经过方案的认真分析和比较，该夹具采用手动夹紧机构，通过钩型压板夹紧工件。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。该夹具采用的是一夹一顶的夹紧方式，利用锁耳及后耳作为顶点，同时也作为基准，由于两耳的受力面积较小，容易被破坏，所以在工件底部又设有辅助支撑点，防止在夹紧时因受力较大而破坏两耳。此夹具使用方法非常简单，先将夹具固定在机床上，然后直接将工件安方位放在夹具上，然后锁紧夹紧装置，就可以加工了。结论 毕业设计是毕业前的一次非常重要的理论与实际相结合的机会，通过本次毕业设计，对支架的机械加工工艺及其夹具设计分析，对工艺和夹具、刀具设计有了进一步认识，从书上的理论知识转换到实际运用，是一个艰苦的过程，在设计过程中遇到了很多自己不能独立解决的问题，通过自己努力和老师的指导下，问题得以解决。在本次设计中，对零件的工艺分析是整个设计的前提，一个好的工艺规程应考虑加工工艺装备等，如工序的合理性、工人的劳动强度等。设计夹具时综合分析夹具发展现状，即高精、高效、经济。本次毕业设计主要分为两大部分：工艺部分和夹具设计部分。在工艺部分中，我们涉及到要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机床及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和长度，最后计算该工序的基本时间。在夹具设计部分首先需要对工件的定位基准进行确定，然后选择定位元件及工装的夹紧。计算切削力以及夹紧力，是该设计的重点和难点。通过本次的毕业设计，使我能够对书本的知识做进一