四川大学锦城学院本科毕业论文-泵盖加工工艺规程及其钻扩铰Ф18H7孔的夹具设计

四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 1 四川大学锦城学院 本科生毕业论文 设计 本科生毕业论文 设计 题题 目目 盖类零件的三维造型与加工工艺分析盖类零件的三维造型与加工工艺分析 系系 别别 专专 业业 学生姓名学生姓名 学学 号号 年级年级 指导教师指导教师 二 一四二 一四 年年 1111 月月 0909 日日 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 1 盖类零件的三维造型与加工工艺分析盖类零件的三维造型与加工工艺分析 专业 机械设计制造及其自动化 学生 指导老师 摘摘 要要 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 泵盖加工工艺规程及其钻扩铰 18H7 孔的夹具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 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 关键词 关键词 工艺 工序 切削用量 夹紧 定位 误差 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 2 Analysis on the head parts of three dimensional modeling and processing technology Major Mechanical engineering and automation student Supervisor ABSTRCT The design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design metal cutting machine tool tolerance and measuring and other aspects of knowledge Fixture design process of drilling pump cover and reaming holes is designed with 18H7 include part machining process design process design and fixture three In process design should first of all parts for analysis to understand part of the process to design blank structure and choose the good parts machining datum design the process routes of the parts then the parts of each step in the process to the size calculation the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design then the special fixture the fixture for the various components of the design such as the connecting part positioning devices clamping element a guide element fixture and machine tools and other components positioning error calculated by the analysis of fixture jig structure the rationality and the deficiency pay attention to improving and will design in Key words process process cutting dosage clamping positioning error 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 3 目目 录录 摘摘 要要 1 ABSTRCT 2 目目 录录 3 引引 言言 1 1 绪绪 论论 2 1 1 机械加工工艺概述 2 1 2 机械加工工艺流程 2 1 3 夹具概述 3 1 4 机床夹具的功能 4 1 5 机床夹具的发展趋势 5 1 5 1 机床夹具的现状 5 1 5 2 现代机床夹具的发展方向 5 2 工艺规程的设计工艺规程的设计 7 2 1 零件分析 7 2 2 确定毛坯的的制造形式 8 2 3 制订工艺路线 8 2 4 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 10 2 5 确定切削用量及基本工时 11 3 工艺专用夹具的设计工艺专用夹具的设计 20 3 1 问题的提出 21 3 2 定位基准的选择 21 3 3 切削力及夹紧力计算 21 3 4 定位误差分析 22 3 5 钻套的设计 22 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 4 3 6 夹具设计及操作简要说明 25 结束语结束语 26 致致 谢谢 27 参参 考考 文文 献献 28 附录 附录 30 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 1 引引 言言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品 并把它们装备成机械装 备的行业 机械制造业的产品既可以直接供人们使用 也可以为其它行业的生产提供装 备 社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品 我们的生活离不开制造业 因此 制造业是国民经济发展的重要行业 是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱 从 某中意义上讲 机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平 的重要指标 毕业设计是在学完了机械制图 机械制造技术基础 机械设计 机械工程材料等进 行设计之后的下一个教学环节 正确地解决一个零件在加工中的定位 夹紧以及工艺路 线安排 工艺尺寸确定等问题 并设计出专用夹具 保证零件的加工质量 本次设计也 要培养自己的自学与创新能力 因此本次设计综合性和实践性强 涉及知识面广 所以 在设计中既要注意基本概念 基本理论 又要注意生产实践的需要 只有将各种理论与 生产实践相结合 才能很好的完成本次设计 本次设计水平有限 其中难免有缺点错误 敬请老师们批评指正 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 2 1 绪绪 论论 1 1 机械加工工艺概述机械加工工艺概述 机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状 尺寸 相对位置和性质使其 成为合格零件的全过程 加工工艺是工人进行加工的一个依据 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤 采用机械加工的方法 直接改 变毛坯的形状 尺寸和表面质量等 使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程 比如 一个普通零件的加工工艺流程是粗加工 精加工 装配 检验 包装 就是个加工的笼统的 流程 机械加工工艺就是在流程的基础上 改变生产对象的形状 尺寸 相对位置和性质 等 使其成为成品 或半成品 是每个步骤 每个流程的详细说明 比如 上面说的 粗 加工可能包括毛坯制造 打磨等等 精加工可能分为车 钳工 铣床 等等 每个步骤 就要有详 细的数据了 比如粗糙度要达到多少 公差要达到多少 技术人员根据产品数量 设备条件和工人素质等情况 确定采用的工艺过程 并将 有关内容写成工艺文件 这种文件就称工艺规程 这个就比较有针对性了 每个厂都可 能不太一样 因为实际情况都不一样 总的来说 工艺流程是纲领 加工工艺是每个步骤的详细参数 工艺规程是某个厂 根据实际情况编写的特定的加工工艺 1 2 机械加工工艺流程机械加工工艺流程 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一 它 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 3 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 工件加工的工 艺路线 各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备 工件的检验项目及 检验方法 切 削用量 时间定额等 制订工艺规程的步骤 1 计算年生产纲领 确定生产类型 2 分析零件图及产品装配图 对零件进行工艺分析 3 选择毛坯 4 拟订工艺路线 5 确定各工序的加工余量 计算工序尺寸及公差 6 确定各工序所用的设备及刀具 夹具 量具和辅助工具 7 确定切削用量及工时定额 8 确定各主要工序的技术要求及检验方法 9 填写工艺文件 在制订工艺规程的过程中 往往要对前面已初步确定的内容进行调整 以提高经济 效益 在执行工艺规程过程中 可能会出现前所未料的情况 如生产条件的变化 新技 术 新工艺的引进 新材料 先进设备的应用等 都要求及时对工艺规程进行修订和完 善 1 3 夹具概述夹具概述 夹具是一种装夹工件的工艺装备 它广泛地应用于机械制造过程的切削加工 热处 理 装配 焊接和检测等工艺过程中 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具 在现代生产中 机床夹具是一种不 可缺少的工艺装备 它直接影响着加工的精度 劳动生产率和产品的制造成本等 帮机 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 4 床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位 机床夹 具设计是一项重要的技术工作 工欲善其事 必先利其器 工具是人类文明进步的标志 自 20 世纪末期以来 现代制造技术与机械制造工艺自 动化都有了长足的发展 但工具 含夹具 刀具 量具与辅具等 在不断的革新中 其 功能仍然十分显著 机床夹具对零件加工的质量 生产率和产品成本都有着直接的影 响 因此 无论在传统制造还是现代制造系统中 夹具都是重要的工艺装备 1 4 机床夹具的功能机床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时 其主要功能是使工件定位和夹紧 1 机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件 使工件在夹具中定位和夹紧 1 定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程 定位是通过工件定位基准面与 夹具定位元件面接触或配合实现的 正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要 求 2 夹紧 工件定位后将其固定 使其在加工过程中保持定位位置不变的操作 由 于工件在加工时 受到各种力的作用 若不将工件固定 则工件会松动 脱落 因此 夹紧为工件提供了安全 可靠的加工条件 2 机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向 1 对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置 如铣床夹具中的对刀块 它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置 2 导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套 能迅速地确定钻头的位置 并引导其进 行钻削 导向元件制成模板形式 故钻床夹具常称为钻模 镗床夹具 镗模 也具有导 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 5 向功能 1 5 机床夹具的发展趋势机床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高 夹具已从一种辅助工具发展成 为门类齐全的工艺装备 1 5 1 机床夹具的现状机床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明 目前中 小批多品种生产的工作品种已占工件种类 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 以适应市场激烈的 竞争 然而 一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具 另一方面 在多品种生产的 企业中 约 4 年就要更新 80 左右的专用夹具 而夹具的实际磨损量仅为 15 左右 特别 是近年来 数控机床 NC 加工中心 MC 成组技术 GT 柔性制造系统 FMS 等 新技术的应用 对机床夹具提出了如下新的要求 1 能迅速而方便地装备新产品的投产 以缩短生产准备周期 降低生产成本 2 能装夹一组具有相似性特征的工件 3 适用于精密加工的高精度机床夹具 4 适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具 5 采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置 以进一步提高劳动生产率 6 提高机床夹具的标准化程度 1 5 2 现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化 高效化 柔性化 标准化四个方面 精密化 随着机械产品精度的日益提高 势必相应提高了对夹具的精度要求 精密化夹具的 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 6 结构类型很多 例如用于精密分度的多齿盘 其分度精度可达 0 1 用于精密车削的高 精度三爪卡盘 其定心精度为 5 m 精密心轴的同轴度公差可控制在 1 m 内 又如用于 轴承套圈磨削的电磁无心夹具 工件的圆度公差可达 0 2 0 5 m 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间 以提高劳动生产率 减 轻工人的劳动强度 常见的高效化夹具有 自动化夹具 高速化夹具 具有夹紧动力装 置的夹具等 例如 在铣床上使用电动虎钳装夹工件 效率可提高 5 倍左右 在车床上 使用的高速三爪自定心卡盘 可保证卡爪在 试验 转速为 2600r min 的条件下仍能牢 固地夹紧工件 从而使切削速度大幅度提高 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似 它是指机床夹具通过调整 拼装 组合等 方式 以适应可变因素的能力 可变因素主要有 工序特征 生产批量 工件的形状和 尺寸等 具有柔性化特征的新型夹具种类主要有 组合夹具 通用可调夹具 成组夹 具 拼装夹具 数控机床夹具等 在较长时间内 夹具的柔性化将是夹具发展的主要方 向 标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面 在制订典型夹具结构的基础 上 首先进行夹具元件和部件的通用化 建立类型尺寸系列或变型 以减少功能用途相 近的夹具元件和部件的型式 屏除一些功能低劣的结构 通用化方法包括夹具 部件 元件 毛坏和材料的通用化 夹具的标准化阶段是通用化的深入 主要是确立夹具零件 或部件的尺寸系列 为夹具工作图的审查创造良好的条件 目前我国已有夹具零件及部 件的国家标准 GB T2148 T2259 91 以及各类通用夹具 组合夹具标准等 机床夹具的 标准化 有利于夹具的商品化生产 有利于缩短生产准备周期 降低生产总成本 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 7 2 工艺规程的设计工艺规程的设计 2 1 零件分析零件分析 泵盖共有六组加工表面 如图 2 1 所示 现分述如下 1 A 面 即大端面 2 4 18 孔 4 9 孔 3 宽 24 槽 4 2 8 孔 5 2 5 孔 6 18 孔 7 8 孔 M12 螺纹 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 8 图图 2 12 1 泵盖工件图泵盖工件图 2 2 确定毛坯的的制造形式确定毛坯的的制造形式 由零件图可知 其材料为 HT150 该材料具有较高的强度 耐磨性 耐热性及减振 性 适用于承受较大应力 要求耐磨的零件 该零件上主要加工面为大端面 4 18 孔 4 9 孔 宽 24 的槽 2 8 孔 2 5 孔 18 孔 8 孔 M12 螺纹 根据零件材料确定毛坯为铸件 已知零件的类型为大批量生产 故毛坯的铸造方法 用砂型机器造型 此外 为消除残余应力 铸造后安排人工时效处理 由 机械加工工 艺手册 查得该种铸造公差等级为 CT10 11 加工余量等级 MA 选择 H 级 2 3 制订工艺路线制订工艺路线 1 工艺路线方案一 工序 10 铸造 工序 20 时效 工序 30 铣 A 面 大端面 工序 40 锪平 4 18 深 2 钻 4 9 孔 工序 50 铣宽 24 的槽 工序 60 钻 2 8 孔 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 9 工序 70 配作 2 5 孔 工序 80 钻 扩 铰 18H7 孔 工序 90 钻 8 孔 扩 攻 M12 7H 工序 100 清洗去毛刺 工序 110 验收 工序 120 入库 2 工艺路线方案二 工序 10 铸造 工序 20 时效 工序 30 铣 A 面 大端面 工序 40 铣宽 24 的槽 工序 50 锪平 4 18 深 2 钻 4 9 孔 工序 60 钻 2 8 孔 工序 70 配作 2 5 孔 工序 80 钻 扩 铰 18H7 孔 工序 90 钻 8 孔 扩 攻 M12 7H 工序 100 清洗去毛刺 工序 110 验收 工序 120 入库 3 工艺方案的分析 上述两个工艺方案的特点在于 方案一与方案二的区别是 方案一把钻 4 18 孔及 9 孔放的相对靠前 这样做为后面工序 24 槽的加工提供了定位基准 节约了夹具设计 的时间 提高了生产效率 故我们采用方案一 具体的工艺过程如下 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 10 工序 10 铸造 工序 20 时效 工序 30 铣 A 面 大端面 工序 40 锪平 4 18 深 2 钻 4 9 孔 工序 50 铣宽 24 的槽 工序 60 钻 2 8 孔 工序 70 配作 2 5 孔 工序 80 钻 扩 铰 18H7 孔 工序 90 钻 8 孔 扩 攻 M12 7H 工序 100 清洗去毛刺 工序 110 验收 工序 120 入库 2 4 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 泵盖 零件材料 HT150 毛坯的重量约为 1 4g 生产类型为大批量生产 采用砂 型机铸造毛坯 1 A 面 大端面 表面粗糙度为 Ra12 5 查 切削用量手册 表 2 8 得 单边总余 量 Z 3 0 2 4 18 孔 4 9 孔 因孔的尺寸不大 很难铸造成型 故采用实心铸造 3 宽 24 的槽 因尺寸不大 很难铸造成型 故采用实心铸造 4 2 8 孔 因孔的尺寸不大 很难铸造成型 故采用实心铸造 5 2 5 孔 因孔的尺寸不大 很难铸造成型 故采用实心铸造 6 18H7 孔 因孔的尺寸不大 很难铸造成型 故采用实心铸造 7 8 孔 扩 攻 M12 7H 因孔的尺寸不大 很难铸造成型 故采用实心铸造 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 11 8 不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差 由铸造可直接获得 2 5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序 10 铸造 工序 20 时效 工序 30 铣 A 面 大端面 1 选择刀具 刀具选取端铣刀 刀片采用 YG8 mmap5 1 mmd100 0 min 85mv 4 z 2 决定铣削用量 1 决定铣削深度 mmap0 3 2 决定每次进给量及切削速度 根据 X51 型铣床说明书 其功率为为 4 5kw 中等系统刚度 根据表查出 则 齿 2 0 mmfz min 2 451 100 8510001000 r d v ns 按机床标准选取 475 w nmin r min 5 89min 1000 475100 1000 mm dn v w 3 计算工时 切削工时 则机动工时为 mml110 mml0 3 1 mml3 2 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 12 min221 1 2 0475 30 3110 21 fn lll t w m 工序 40 锪平 4 18 深 2 钻 4 9 孔 工步一 锪平 4 18 深 2 1 选择刀具 刀具选取锪刀 mmap2 min 25mv 2 决定锪削用量 1 决定锪削深度 因为加工余量不大 故可在一次走刀完成 则 mmap2 2 决定每次进给量及切削速度 根据 Z525 型立式钻床说明书 其功率为为 7 5kw 中等系统刚度 根据表查出 则 齿 2 0 mmfz min 5 298 18 2510001000 r d v ns 按机床标准选取 275 w nmin r min 6 13 1000 27518 1000 m dn v w 当 275r min 时 w n rmmznff wzm 22027542 0 按机床标准选取 rmmfm 220 3 计算工时 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 13 切削工时 则机动工时为 mml10 1 mml5 2 min051 0 2 0275 510 21 fn ll t w m 总的工时 T 4 0 204min m t 工步二 钻 9 孔 确定进给量 根据参考文献 表 2 7 当钢的 fMPa b 800 时 由于本零件在加工 9 孔时属于低刚度零mmd9 0 rmf 47 0 39 0 件 故进给量应乘以系数 0 75 则 rmmf 35 0 29 075 0 47 0 39 0 根据 Z525 机床说明书 现取 rmmf 25 0 切削速度 根据参考文献 表 2 13 及表 2 14 查得切削速度所min 18mv 以 min 7 477 9 1810001000 r d v n w s 根据机床说明书 取 故实际切削速度为 min 475rnw min 9 17 1000 4759 1000 m nd v ww 切削工时 则机动工时为 mml9 mml5 4 1 mml3 2 min674 0 25 0 475 35 49 21 fn lll t w m 总的工时 T 4 2 696min m t 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 14 工序 50 铣宽 24 的槽 1 选择刀具 刀具选取圆柱铣刀 刀片采用 YG8 mmap0 2 mmd50 0 min 75mv 4 z 2 决定铣削用量 1 决定铣削深度 因为加工余量不大 故可在一次走刀内铣完 则 mmap0 2 2 决定每次进给量及切削速度 根据 X51 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 齿 2 0 mmfz min 6 298 50 7510001000 r d v ns 按机床标准选取 275 w nmin r min 1 69 1000 27550 1000 m dn v w 当 275r min 时 w n rmmznff wzm 22027542 0 按机床标准选取 rmmfm 200 3 计算工时 切削工时 则机动工时为 mml10 1 mml4 2 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 15 min409 0 2 0275 410 21 fn ll t w m 工序 60 钻 2 8 孔 确定进给量 根据参考文献 表 2 7 当钢的 fMPa b 800 mmd8 0 时 由于本零件在加工 8 孔时属于低刚度零件 故进给量rmf 47 0 39 0 应乘以系数 0 75 则 rmmf 35 0 29 075 0 47 0 39 0 根据 Z525 机床说明书 现取 rmmf 25 0 切削速度 根据参考文献 表 2 13 及表 2 14 查得切削速度所min 18mv 以 min 4 496 8 1810001000 r d v n w s 根据机床说明书 取 故实际切削速度为 min 475rnw min 6 17 1000 4758 1000 m nd v ww 切削工时 则机动工时为 mml8 mml4 1 mml3 2 min127 0 25 0 475 348 21 fn lll t w m 总的工时 T 2 0 254min m t 工序 70 配作 2 5 孔 确定进给量 根据参考文献 表 2 7 当钢的 fMPa b 800 mmd5 0 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 16 时 由于本零件在加工 5 孔时属于低刚度零件 故进给量rmf 47 0 39 0 应乘以系数 0 75 则 rmmf 35 0 29 075 0 47 0 39 0 根据 Z525 机床说明书 现取 rmmf 25 0 切削速度 根据参考文献 表 2 13 及表 2 14 查得切削速度所min 18mv 以 min 2 563 5 1810001000 r d v n w s 根据机床说明书 取 故实际切削速度为 min 575rnw min 02 9 1000 5755 1000 m nd v ww 切削工时 则机动工时为 mml5 mml5 2 1 mml3 2 min057 0 25 0 575 35 25 21 fn lll t w m 总的工时 T 2 0 114min m t 工序 80 钻 扩 铰 18H7 孔 工步一钻孔至 15 确定进给量 根据参考文献 表 2 7 当钢的 fMPa b 800 mmd15 0 时 由于本零件在加工 15 孔时属于低刚度零件 故进给rmf 47 0 39 0 量应乘以系数 0 75 则 rmmf 35 0 29 075 0 47 0 39 0 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 17 根据 Z525 机床说明书 现取 rmmf 25 0 切削速度 根据参考文献 表 2 13 及表 2 14 查得切削速度所min 18mv 以 min 5 318 15 1810001000 r d v n w s 根据机床说明书 取 故实际切削速度为 min 275rnw min 5 15 1000 27515 1000 m nd v ww 切削工时 则机动工时为 mml22 mml5 7 1 mml3 2 min485 0 25 0 275 35 722 21 fn lll t w m 工步二 扩孔 mm 8 17 利用钻头将孔扩大至 根据有关手册规定 扩钻的切削用量mm15 mm 8 17 可根据钻孔的切削用量选取 rmm ff 87 0 585 0 75 0 65 0 8 1 2 18 1 2 1 钻 根据机床说明书 选取 rmmf 15 0 min 4 612 3 1 2 1 3 1 2 1 mvv 钻 则主轴转速为 并按机床说明书取 实际切min 34 6 51rn min 68rnw 削速度为 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 18 min 2 4 1000 68 8 17 1000 m nd v ww 切削工时 则机动工时为 mml22 mml4 1 1 mml3 2 min184 1 57 0 68 34 122 21 fn lll t w m 工步三 铰孔 mm7H18 根据参考文献 表 2 25 得 rmmf 4 0 2 0 min 12 8mv min 65 254 8 169rns 查参考文献 表 4 2 2 按机床实际进给量和实际转速 取 rmmf 10 0 实际切削速度 min 198rnw min 33 9 mv 切削工时 则机动工时为 mml22 mml1 0 1 mml3 2 min826 1 10 0 198 31 022 21 fn lll t w m 工序 90 钻 8 孔 扩 攻 M12 7H 工步一 钻 8 孔 确定进给量 根据参考文献 表 2 7 当钢的 fMPa b 800 mmd8 0 时 由于本零件在加工 8 孔时属于低刚度零件 故进给量rmf 47 0 39 0 应乘以系数 0 75 则 rmmf 35 0 29 075 0 47 0 39 0 根据 Z525 机床说明书 现取 rmmf 25 0 切削速度 根据参考文献 表 2 13 及表 2 14 查得切削速度所min 18mv 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 19 以 min 4 496 8 1810001000 r d v n w s 根据机床说明书 取 故实际切削速度为 min 475rnw min 6 17 1000 4758 1000 m nd v ww 切削工时 则机动工时为 mml65 mml4 1 mml3 2 min462 0 25 0 475 3465 21 fn lll t w m 工步二 扩 8 孔至 10 2 利用钻头将孔扩大至 根据有关手册规定 扩钻的切削用量mm8 mm 2 10 可根据钻孔的切削用量选取 rmm ff 87 0 585 0 75 0 65 0 8 1 2 18 1 2 1 钻 根据机床说明书 选取 rmmf 15 0 min 4 612 3 1 2 1 3 1 2 1 mvv 钻 则主轴转速为 并按机床说明书取 实际切min 34 6 51rn min 68rnw 削速度为 min 177 2 1000 68 2 10 1000 m nd v ww 切削工时 则机动工时为 mml35 mml1 1 1 mml3 2 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 20 min090 1 57 0 68 31 135 21 fn lll t w m 工步三 攻丝 M12 选择 M12mm 高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距 即 fp1 25 fmm r 7 5 min c Vm 机 199r min mmr D v n 12 5 710001000 按机床选取 272 minnr 机 6 8 min c Vm 机 基本工时 12 1033 0 05 min 272 1 25 lll t n f 机 工序 100 清洗去毛刺 工序 110 验收 工序 120 入库 3 工艺专用夹具的设计工艺专用夹具的设计 为了提高劳动生产率 保证加工质量 降低劳动强度 需要设计专用夹具 有老师 分配的任务 我被要求设计工序 70 钻 扩 铰 18H7 孔 选用机床 Z525 立式钻床 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 21 3 1 问题的提出问题的提出 本夹具主要用于钻 扩 铰 18H7 孔 与其他面没有任何要求 本道工序加工精度 要求不高 为此 只考虑如何提高生产效率上 精度则不予考虑 3 2 定位基准的选择定位基准的选择 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 由于该零件所设计的为钻 扩 铰 18H7孔的夹具 工件左端面及 两侧面作为定位面 本套设计定位方案 两支承板与工件左端面相配合限制三个自由度 即X轴转动 Y轴转动 Z轴移动 另一支承板相配合限制两个自由度 即Y轴移动 Z 轴转动 螺栓与一侧面相配合限制一个自由度 即X轴移动 这样工件被完全定位 3 3 切削力及夹紧力计算切削力及夹紧力计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工 钻削力 由 切削手册 得 钻削力 式 5 2 6 08 0 26HBDfF 钻削力矩 式 5 3 6 0 8 09 1 10HBfDT 式中 D 18mm maxmaxmin 11 187187 149174 33 HBHBHBHB 代入公式 5 2 和 5 3 得 1 0 20fmm r 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 22 N2378174x20 0 x15x26F 6 08 0 m N53789174xx0 2015x10T 6 00 819 本道工序加工工艺孔时 夹紧力方向与钻削力方向相同 因此进行夹紧立计算无太大意 义 3 4 定位误差分析定位误差分析 一批工件在卡具中定位时 各个工件所占据的位置不完全一致 因此使加工后 各工 件加工尺寸的不一致 而形成误差 即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误 差 形成原因有两个 一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成 二是定位基准与限位 基准不重合而造成 根据零件图可知 T 0 28mm Td 0 25mm 96a04 0 1 2 sin 1 2 T DW d 已知孔的形状公差为 0 28 根据经验公式 易知此结果符合 T 5 1 T 3 1 DW 3 5 钻套的设计钻套的设计 18H7 孔加工需钻 扩 铰 因为钻后还要扩 铰 为了我们钻后能及时的的扩 铰 故选用快换钻套 其结构如下图所示 以减少更换钻套的辅助时间 根据工艺要 求 即先用 17 的麻花钻钻孔 查机床夹具标准件可知 17 相配的快换钻套的具体结构 如下图 3 1 所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 23 图 3 1 快换钻套 具体的尺寸如下图 3 2 所示 图 3 2 钻套尺寸 因为快换钻套和夹具体是间隙配合 加工的时间快换钻套靠压紧螺钉把他压紧在钻 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 24 模板上 以防止加工的时间工件的旋转 由上图可知与 17 快换钻套相配的螺钉的尺寸 为 M6 查机床夹具标准件可知 M6 快换钻套压紧螺钉的具体结构如下图 3 3 所示 图 3 3 钻套螺钉 具体的尺寸如下图 3 4 所示 图 3 4 钻套螺钉尺寸 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 25 3 6 夹具设计及操作简要说明夹具设计及操作简要说明 如前所述 在设计夹具时 应该注意提高劳动生产率避免干涉 应使夹具结 构简单 便于操作 降低成本 提高夹具性价比 本道工序为钻床夹具选择了蝶 形螺母 螺栓 和快换垫圈组成的夹紧机构 本工序钻削余量小 钻削力小 所 以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求 钻夹具装配图如下图 3 5 所示 图 3 5 装配图 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 26 结束语结束语 这次设计使我收益不小 为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础 但是 查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时 数据存在大量的重复和重叠 由于经验不足 在选取数据上存在一些问题 不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意 见 在我遇到难题时给我指明了方向 最终我很顺利的完成了设计 这次设计成绩的取得 与指导老师的细心指导是分不开的 在此 我衷心感谢我的 指导老师 特别是每次都放下他的休息时间 耐心地帮助我解决技术上的一些难题 他 严肃的科学态度 严谨的治学精神 精益求精的工作作风 深深地感染和激励着我 从 课题的选择到项目的最终完成 他都始终给予我细心的指导和不懈的支持 多少个日日 夜夜 他不仅在学业上给我以精心指导 同时还在思想 生活上给我以无微不至的关 怀 除了敬佩指导老师的专业水平外 他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习 的榜样 并将积极影响我今后的学习和工作 在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高 的敬意 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 27 致致 谢谢 合上漫溢墨香的设计论文 已是夜凉如水 遥望夜空 星光灿烂 历时半载的毕业 设计撰写工作 终于告了一个段落 掩卷而思 心中却惶恐不安 唯恐这份代表我四年 本科学习成果的毕业论文有负师长与亲友的厚望 我深知前进的每一步 都凝聚着众多 的关怀与爱护 在此 我只能借本文一隅表达自己内心的感激之情 感谢我的导师 他将我收入门下 不弃粗砺 悉心教诲 从他那里我不仅学到了许 多知识 而且也被他严谨的治学态度 广博的学识 敏捷的洞察力与谦和的人格魅力深 深的感染 指导老师对我的论文倾注了大量的心血 从选题 提纲的拟订 初稿 修改 稿直至最后定稿 每一个环节都得到了他悉心指导和帮助 师恩似海 终生难忘 感谢在我大学学习期间给予我帮助和关爱的所有同学 特别是同寝的同学为本文在 撰写过程中搜集各种资料 提出各种合理的意见和建议 特别感谢他们 衷心感谢我的母亲 在我的学习和生活中 她给了我无私的关怀和帮助 面对她始 终如一的理解 宽容和鼓励 我的感激之情难以用言语表达 但愿学有所成 能报于万 一 最后 感谢百忙之中抽出时间评阅的老师和参加论文答辩的老师 并向他们致以深 深的谢意 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 28 参参 考考 文文 献献 1 王仲 刘长吉 连杆机械加工工艺探讨 J 内燃机 1997 1 13 16 2 陈志亮 柴油机连杆加工工艺分析 J 湖南农机 1997 4 22 3 冯日德 6170 柴油机连杆 机体加工中几个难点问题的工艺性研究 D 天津 天津 大学 2003 4 程熙 热能与动力工程机械制造工艺学 M 北京 机械工业出版社 2000 3 5 王启平 机械加工工艺简明手册 哈尔滨 哈尔滨工业大学出版社 2006 56 68 6 SAE International Warrendale Pennsylvania Benchmarking the Industry Powder Forging Makes a Better Connecting Rod J Technical Papers 2005 7 Technological study of liquid die forging for the aluminum alloy connecting rod of an air compressor J journal of materials processing technology 2003 2 462 464 8 崔金岭 柔性夹具的技术研究与创新设计 D 硕士学位论文 苏州 苏州大学机械设 计及自动化 2008 9 顾怀祥 浅谈连杆加工工艺中的一些新技术 J 柴油机设计与制造 2003 2 45 48 10 曾景华 高国清 福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专 题学术年会论文集 C 2005 11 陈志亮 发动机连杆制造工艺改进分析 J 机床与液压 2003 1 281 282 12 干方建 潘晓阳 胡开文 加工误差的综合分析和铣夹具加工应用实例 J 机械设 计与制造工程 2002 31 1 20 23 13 刘燕萍 连杆夹具的设计 J 机械工程与自动化 2004 2 48 51 14 冯之敬 机械制造工程原理 M 北京 清华大学出版社 2005 305 15 郑修本 机械制造工艺学 M 北京 机械工业出版社 1999 236 16 孙丽媛 机械制造及专用夹具 M 北京 冶金工业出版社 2003 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 29 17 于俊一 典型零件的制造工艺 M 北京 机械工业出版社 1989 1 18 陈家瑞 汽车构造 M 北京 机械工业出版社 2005 166 19 许峰 满长忠 内燃机工艺制造教程 M 大连 大连理工大学出版社 2006 203 20 严绍华 热加工工艺基础 第二版 M 北京 高等教育出版社 2007 242 21 崔洪 典型零件的设计特点与加工工艺过程分析 J 山东内燃机 2002 2 22 柯建宏 机械制造技术基础课程设计 M 武汉 华中科技大学出版社 2008 23 庞学慧 武文革 成云平 互换性与测量技术 M 北京 国防工业出版社 2006 24 王先逵 机械加工工艺手册 M 北京 机械工业出版社 2007 25 孟少农 机械加工工艺手册 第一卷 M 北京 机械工业出版社 1991 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 30 附录 附录 三维实体造型的软件非常多 比如Pro E CATIA UG Unigraphics Solidworks 等 这里选用UG NX6 0 作为三维实体造型的软件进行建模 打开UG6 0软件如图1 1所示 点击新建按钮 在此注意 UG所新建的文件名必须是 字母或数字 中文名将无法创建和打开 新建如图1 2所示 图1 1 打开UG 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 31 图1 2新建 新建好后跳入UG界面 点击草图按钮进入到建模模块 如图1 3所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 32 图1 3进入UG建模模块 首先绘制草图1 工件左端面 所示参数及其界面如图1 4所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 33 图1 4 草图1 拉伸草图1 如图1 5所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 34 图1 5 拉伸1 进入草图界面后 绘制草图2 4 9孔 2 5孔 如图1 6所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 35 图1 6 草图2 拉伸草图2并与拉伸草图1求差 如图1 7所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 36 图1 7 拉伸2 拉伸3 沉孔 18深2 具体参数如图1 8所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 37 图1 8 拉伸3 上步操作之后所得图形如图1 9所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 38 图1 9 画草图3 R20半圆弧及与其相连的矩形框 如图1 10所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 39 图1 10 草图3 拉伸草图3并与拉伸2求和 如图1 11所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 40 图1 11 拉伸3 画草图4 R15及与其相连部分 图形如图1 12所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 41 图1 12 草图4 拉伸草图4并与拉伸3求和 如图1 13所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 42 图1 13 拉伸4 孔命令 18H7孔深22 如图1 14所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 43 图1 14 孔命令 孔1坐标位置确定 如图1 15 1 16和1 17所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 44 图1 15 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 45 图1 16 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 46 图1 17 沉孔 24深2 如图1 18 1 19和1 20所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 47 图1 18 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 48 图1 19 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 49 图1 20 8深65孔 如图1 21 1 22和1 23所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 5