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机械毕业设计全套

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GY01-202@点焊机上电极臂机械加工工艺规程与夹具设计,机械毕业设计全套

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DFU-07-417： 大连水产学院 毕业设计 (论文 )任务书 2007 届 职业技术学院 机械设计制造及其自动化专业 题目： 点焊机上电极臂 ” 机械加工工艺规程与夹具设计 子题： 学生姓名： 付鸿飞 班 级： 机械设计制造及自动化 指导教师 (签章 )： 职称（学位）： 讲师 所在教研室： 机自教研室 专业负责人 (签章 )： 下达日期： 2009 年 2 月 26 日 完成日期： 2009 年 6 月 13 日 nts题目性质 真 实 题目类型 设 计 题目来源 生 产 课题简介 此次设计是对 上电极臂 零件的加工工艺和夹具设计，其零件为 铜 ，具有体积小，零件复杂的特点，由于面比 孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，特别的对于加工大头孔、槽和钻小头孔斜面小孔的工序中，选一面两销的定位方式，并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。 具体任务、内容及要求（包括设计计算、实验分析、绘图质量各类图纸张数、外文翻译及撰写外文摘要等要求） 一、 设计条件与原始数据： 1. 上电极臂 零件相关资料 ； 2. 零件年产量 3000 件 ； 3. 设备工装自选 ； 4. 设计手册若干套 ； 二、 主要设计内容： 1. 绘制零件图 ； 2. 绘制夹具主要零件图 ； 3. 制定机械 加工工序卡 ； 4. 设计（指定工序的）夹具 25 套，绘制装配图 ； 5. 编写 上电极臂 体的加工工艺卡 ； 6. 编写设计说明书一份 ； 三、要求 ： 1. 绘图量 :折成 A0 号图纸 至少 4 张 ； 2. 设计计算及说明书字数不少于 10000 字 ； 3. 完成 1500 字以上的文献综述撰写等工作 ； 注： 说明书 及 图纸必须 全部 形成电子文档。 另外要求其中 50%图纸 再以手工的方式绘出 确定选题、撰写开题报告、调研 第 12 周 编写设计说明书 第 14 周 撰写文献综述、翻译外文文献、确定总体方案 第 34 周 审阅毕业设计 第 15 周 设计计算、作图等 第 513 周 毕业 答辩 第 16 周 毕业论文（设计）领导小组长签章： 教务处制表 nts大连水产学院本科毕业论文（设计） 工作计划 工作计划 1. 设计题目 点焊机上电极臂机械加工专用夹具 2. 设计任务 （ 1）零件的分析与毛坯的选择，零件工艺路线的拟定 （ 2）工艺计算 （ 3）夹具设计（ A. 电极臂钻床的夹具设计 B. 电极臂铣床的夹具设计） （ 4）绘制零件图、零件毛坯图 （ 5）绘制并填写工艺卡片 （ 6） 绘制所设计的夹具装配图 3. 设计的主要内容 (1) 零件的分析与毛坯的选择 生产类型的确定 零件的结构工艺分析 选择毛坯 (2) 零件工艺路线的拟定 定位基准的选择 表面加工方法和加工方案的选择 制定工艺路线 机床及工艺装备的选择 （ 3） 工艺计算 机械加工余量的计算与确定，确定切削用量及基本时间 （ 4） 夹具设计 定位装置设计 夹具总图尺寸 确定夹具型定位装置设计 4. 时间安排 （ 1）第 1 2 周 实习调研、检阅资料 （ 2）第 3 4 周 方案确定、开题报告 （ 3）第 5 8 周 设计数控系统总体方案 （ 4） 第 8 13 周 设计数控化改造基本硬件电路 （ 5）第 14 周 撰写说明书（论文） （ 6）第 15 周 上交设计（论文） nts大连水产学院毕业设计 (论文 )开题报告表 课题名称 点焊机上电极臂机械加工专用夹具 题目性质 真实 题目类型 设计 题目来源 生产 学生姓名 付鸿飞 专 业 机械设计制造及其自动化 导 师 刘 文 萍 课题简介 本课题的零件图取自某 电机 的产品图。 属于 棒 体类零件 ， 它是 电焊机中用来做电极的 ， 材料为铜，良好的工艺性，可以提高电导率。 目前该零件主要采取普通机械加工设备进行加工。结合企业的现状及机械加工行业的发展趋势，拟采用普通与数控设备相结合的办法进行加工。 完成该课题需 1215 周。预期结 果为该零件的工艺规程卡、夹具图、加工程序及夹具等。结果表现形式为全部设计图纸及设计说明书。其中说明书及 85%以上的图纸必须形成电子文档。 具体任务、内容及要求 （包括设计计算、实验分析、绘图质量各类图纸纸张、外文翻译及撰写外文摘要等要求） 设计条件与原始数据： 1 点焊机上电极臂 零件 图纸一张 2 零件年产量 10000 件 3 设备工装自选 4 设计手册若干套 主要设计内容： 1 绘制零件图 2 绘制毛坯图 3 制定机械加工工序卡 4 设计（指定工序的）夹具 25 套，绘制装配图 5 绘制夹具主要零件图 6 编写设计说明书一份 三、要求 1绘图量：折成 A0 号图纸 4 张其中 85%以上的图纸形成电子文档。 2设计计算及说明书字数不少于 10000 字，并形成电子文档。 完成 3000 字以上的外文参考文献翻译，完成 1500 字以上的文献综述撰写等工作。 实习调研、查阅资料 第 12 周 上机运算（绘图） 第 513 周 方案确定、开题报告 第 34 周 撰写说明书（论文） 第 14 周 设计计算（实验） 第 513 周 上交设计（论文） 第 15 周 指导教师签名： 毕业论文（设计）领导小组长签章： nts机械加工工艺规程及工艺文件 一、机械加工工艺规程 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。它是机械制造工厂最主要的技术文件。其具体作用如下： 1 工艺规程是指导生产的主要技术文件，是指挥现场生产的依据。 对于大批大量生产的工厂，由于生产组织严密，分工细致，要求工艺规程比较详细，才能便于组织和指挥生产。对于单件小批生产的工厂，工艺规程可以简单些。但无论生产规模大小，都必须有工艺规程，否则生产调度、技术准备、关键技术研究、器材配置等都无法安排，生产将陷入混乱。同时，工 艺规程也是处理生产问题的依据，如产品质量问题，可按工艺规程来明确各生产单位的责任。按照工艺规程进行生产，便于保证产品质量、获得较高的生产效率和经济效益。 2 工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据。 首先，有了工艺规程，在新产品投入生产之前，就可以进行有关生产前的技术准备工作。例如为零件的加工准备机床，设计专用的工、夹、量具等。其次，工厂的设计和调度部门根据工艺规程，安排各零件的投料时间和数量，调整设备负荷，各工作地按工时定额有节奏地进行生产等，使整个企业的各科室、车间、工段和工作地紧密配合，保 证均衡地完成生产计划。 3 工艺规程是新建或改（扩）建工厂或车间的基本资料。 在新建或改（扩）建工厂或车间时，只有依据工艺规程才能确定生产所需要的机床和其它设备的种类、数量和规格；车间的面积；机床的布局；生产工人的工种、技术等级及数量；辅助部门的安排。 但是，工艺规程并不是固定不变的，它是生产工人和技术人员在生产过程中的实践的总结，它可以根据生产实际情况进行修改，使其不断改进和完善，但必须有严格的审批手续。 二、工艺规程制订的原则 工艺规程制定的原则是优质、高产、低成本，即在保证 产品质量的前提下，争取最好的经济效益。在制订工艺规程时应注意下列问题： 1 技术上的先进性 在制订工艺规程时，要了解国内外本行业的工艺技术的发展水平，通过必要的工艺试验，积极采用先进的工艺和工艺装备。 2 经济上的合理性 在一定的生产条件下，可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案，此时应通过核算或相互对比，选择经济上最合理的方案，使产品的能源、材料消耗和生产成本最低。 nts 3 有良好的劳动条件 在制订工艺规程时，要注意保证工人操作时有良好而安全的劳动条件。因此，在工艺方案 上要注意采用机械化或自动化措施，以减轻工共繁杂的体力劳动。 三、制订工艺规程时的原始资料 制订工艺规程时的原始资料主要有： 1 产品图样及技术条件。 如产品的装配图及零件图； 2 产品的工艺方案。 如产品验收质量标准、毛坯资料等； 3 产品零部件工艺路线表或车间分工明细表。以了解产品及企业的管理情况； 4 产品的生产纲领（年产量）。以便确定生产类型； 5 本企业的生产条件。 为了制订的工艺规程切实可行，一定要了解和熟悉本企业的生产条件。如毛坯的生产能力、工人的技术水平以及专用设备与工艺装备的制造能力、企业现有设备状况等； 6 有关工艺标准。 如各种工艺手册和图表，还应熟悉本企业的各种企业标准和行业标准； 7 有关设备及工艺装备和资料。 对于本工艺规程选用的设备和工艺装备应有深入地了解，如规格、性能、新旧程度和现有精度等； 8 国内外同类产品的有关工艺资料。 工艺规程的制订，要经常研究国内外有关工艺资料，积极引进适用的先进的工艺技术，不断提 高工艺水平，以获得最大的经济效益。 四、制订工艺规程的步骤 1 计算零件的生产纲领、确定生产类型； 2 分析产品装配图样和零件图样 主要包括零件的加工工艺性、装配工艺性、主要加工表面及技术要求，了解零件在产品中的功用； 3 确定毛坯的类型、结构形状、制造方法等； nts 4 拟订工艺路线 包括选择定位基准、确定各表面的加工方法、划分加工阶段、确定工序的集中和分散的程度、合理安排加工顺序等； 5 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差； 6 选择设备及工艺装备； 7 确定切削用量及计算时间定额； 8 填写工艺文件。 五、工艺文件格式 将工艺文件的内容，填入一定格式的卡片，即成为生产准备和施工依据的工艺文件。常用的工艺文件的格式有下列几种： 1 机械加工工艺过程卡 这种卡片以工序为单位，简要地列出整个零件加工所经过的工艺路线（包括毛坯制造、机械加工和热处理等）。它是制订其它工艺文件的基础，也是生产准备、编排作业计划和组织生产的依据。在这种卡片中，由于各工序的说明不够具体，故一般不直接指导工人操作，而多作为生产管理方面使用。但在单件小批 生产中。由于通常不编制其它较详细的工艺文件，而就以这种卡片指导生产。机械加工工艺过程卡片见表 3-5 所示。 2 机械加工工艺卡片 机械加工工艺卡片是以工序为单位，详细地说明整个工艺过程的一种工艺文件。它是用来指导工人生产和帮助车间管理人员和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主要技术文件，是广泛用于成批生产的零件和重要零件的小批生产中。机械加工工艺卡片内容包括零件的材料、重量、毛坯种类、工序号、工序名称、工序内容、工艺参数、操作要求以及采用的设备和工艺装备等。机械加工工艺卡片格式见表 3-6 所 示。 3 机械加工工序卡片 机械加工工序卡片是根据机械加工工艺卡片为一道工序制订的。它更详细地说明整个零件各个工序的要求，是用来具体指导工人操作的工艺文件。在这种卡片上要画工序简图，说明该工序每一工步的内容、工艺参数、操作要求以及所用的设备及工艺装备。一般用于大批大量生产的零件。机械加工工序卡片格式见表 3-7 。 ntsMachine-finishing technological process and technological document one, machine-finishing technological process The machine-finishing technological process is stipulates the components machine-finishing technological process and the operating procedure and so on the technological document.It is the machine manufacture factory most main technology document.Its concrete function is as follows: 1. The technological process is instructs the production the main technical document, is directs the scene production the basis. Regarding large quantities of mass production factory, because the production organization is strict, the division of labor is careful, the request technological process quite is detailed, can be advantageous for the organization and the direction production.Regarding the single unit small serial production factory, the technological process may simple.But regardless of the scale of production size, all must have the technological process, otherwise the production scheduling, the technical preparation, the key technologies research, the equipment disposition and so on all are unable to arrange, the production will fall into chaotic.At the same time, the technological process also is deals with the production issue the basis, if the product quality question, may be clear about each production unit according to the technological process the responsibility.Carries on the production according to the technological process, is advantageous for the guarantee product quality, obtains the high production efficiency and the economic efficiency. 2. The technological process is the production organization and the supervisory work basic basis. First, had the technological process, before new product investment production, may carry on before the related production the technology preparatory work.For example for the components processing preparation engine bed, designs the special-purpose labor, clamps, the measuring instrument and so on.Next, the factory design and the dispatch department basis technological process, arranges various components the batch feeding time and quantity, the adjuster load, various job sites have the rhythm according to a man-hour of fixed quantity to carry on the production and so on, causes the entire enterprise various administrative offices, the workshop, the construction section and the job site close coordination, guaranteed completes the productive plan balanced. 3. The technological process is newly built either changes (expands) the construction work factory or the workshop basic document. When newly built either changes (expands) the construction work factory or the workshop, only then based on the technological process can determine the production needs engine bed and other equipment type, quantity and specification; Workshop area; Engine bed layout; Produces workers kind of work in a factory, the technical rank and quantity; Auxiliary departments arrangement. But, the technological process is not fixed invariable, it is produces the worker and technical personnels in production process practice summary, it may carry on the revision according to the production actual situation, causes it to improve and the consummation unceasingly, but must have the strict examination and approval procedure. Second, technological process making principle nts The technological process formulation principle is high quality, the high production, the low cost, namely in under the guarantee product quality premise, strives for the best economic efficiency.When making technological process should pay attention to the following question: In technical sophistication When making technological process, must understand the domestic and foreign this profession the processing technology level of development, through the essential engineer testing, uses the advanced craft and the craft equipment positively. 2. In economical rationality Under certain working condition, possibly can appear several kinds to be able to guarantee the components specification the craft plan, this time should or contrasts mutually through the calculation, in the choice economy the most reasonable plan, causes the product the energy, the material consumption and the production cost is lowest. 3. Has the good work condition When making technological process, must pay attention guaranteed when worker operation has good and the safe work condition.Therefore, must pay attention in the craft plan uses the mechanization or the automated measure, reduces the light industry altogether numerous and diverse physical labor. Third, time making technological process firsthand information Time the making technological process firsthand information mainly has: 1. Product pattern and engineering factor. If product assembly drawing and detail drawing; 2. Product craft plan. If product acceptance testing and evaluation quality specification, semifinished materials material and so on; 3. Product spare part craft route table or workshop division of labor detailed list.Understands the product and enterprises management situation; 4. Product production guiding principle (annual output).In order to determination production type; 5. This enterprises working condition. In order to draw up the technological process is practical and feasible, certainly must understand and the familiar this enterprises working condition.If semifinished materials productivity, workers technical level as well as special purpose equipment and craft equipment manufacturing capacity, enterprise existing equipment condition and so on; 6. Related craft standard. If each craft handbook and graph, but also should be familiar with this enterprise each kind of enterprise standard and the profession standard; 7. Related equipment and craft equipment and material. The equipment and the craft equipment selects which regarding this technological process should have understood thoroughly, like specification, performance, new old degree and existing precision and so on; 8. Domestic and foreign similar product related craft material. The technological process making, needs to study the domestic and foreign related craft material frequently, positively introduces the suitable advanced processing technology, raises the technological level unceasingly, obtains the maximum economic efficiency. ntsFourth, making technological process step 1 Computation components production guiding principle, determination production type; 2. Analysis product assembly pattern and components pattern Mainly includes the components the processing technology capability, the assembly technology capability, the main processing surface and the specification, the understanding components in product function; 3. Definite semifinished materials type, structure shape, manufacture method and so on; 4. Drafts the craft route Including the preferred orientation datum, determines various superficial the processing method, the division processing stage, the determination working procedure centralism and the disperser degree, the reasonable arrangement processing order and so on; 5. Determines various working procedures the processing remainder, the computation working procedure size and the common difference; 6. Chooses the equipment and the craft equipment; 7. Determination cutting specifications and computing time fixed quantity; 8. Filling in technological document. Fifth, technological document form The technological document content, fills in certain form the card, namely becomes the production to prepare and to construct the basis technological document.The commonly used technological document form has the following several kinds 1. Machine-finishing technological process card This kind of card take the working procedure as a unit, briefly lists the craft route which the entire components processing passes through (including semifinished materials manufacture, machine-finishing and heat treatment and so on).It is draws up other technological document the foundation, also produces the basis which the preparation, the arrangement work plan and the organization produce.In this kind of card, because various working procedures showing insufficiently is concrete, therefore not directly instructs the worker to operate generally, but many uses as the production management aspect.But in single unit small serial production.Because usually does not establish other detailed technological document, but on by this kind of card instruction production.The machine-finishing technological process card sees Table 3-5 to show. Machine-finishing process chart The machine-finishing process chart is take the working procedure as a unit, explains the entire technological process in detail one technological document.It is uses for to instruct the worker to produce and to help the shop management personnel and the technical personnel grasps the entire components processing process one kind of main technical document, is widely uses in the mass productions the components and in the important components small serial production.The machine-finishing process chart content including the components material, the weight, the semifinished materials type, the process number, the working procedure name, the working procedure content, the craft parameter, the operation requests the equipment and the craft equipment which as well as uses and so on.The machine-finishing process chart form sees Table 3-6 to show. 3. Machine-finishing working procedure card The machine-finishing working procedure card is the basis machine-finishing process chart is a working procedure making.It explained in detail entire components each working procedure ntsthe request, is uses for specifically to instruct the technological document which the worker operates.Must draw the working procedure diagram on this kind of card, explained this working procedure each labor step content, the craft parameter, the operation request as well as use the equipment and the craft equip.Uses in large quantities of mass productions generally the components.The machine-finishing working procedure card form sees Table 3-7. nts 毕业设计（论文 ） 点焊机上电极臂机械加工专用夹具 学 生 姓 名： 指 导 教 师 ： 专业名 称 ： 所在 系 别 ： 机械工程系 nts目 录 摘 要 . I Abstract . II 第一章 点焊机原理 . 1 1 1 焊接热的产出及影响因素 . 1 1 2 热平衡及散热 . 2 1 3 焊接循环 . 2 1 4 焊接电流的种类和适用范围 . 3 1 5 金属电阻焊时的焊接性 . 3 第二章 零件的分析及毛坯的确定 . 4 2.1 零件的分析 . 4 2.2 确定毛胚，画毛胚图 . 5 第三章 相应工艺规程设计 . 6 3.1 定位基准的选择 . 6 3.2 制定工艺路线 . 7 3.3 选择加工设备及刀具，量具，夹具。 . 7 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 8 3.5 填写工序卡（详见工序卡） . 22 第四章 夹具设计 . 23 4.1 定位基准的选择 . 25 4.2 切削力及夹紧力的计算 . 25 4.3 定位 误差分析 . 26 nts 4.4 确定设计方案 . 26 4.5 操作简要说明 . 26 4.6 画出夹具装配图，零件图 . 27 第五章设计总结 . 28 5.1 设计的创新点 . 28 5.2 总结 . 28 结束语 . 29 致谢 . 30 参考文献 . 31 nts 摘要 I 摘 要 本文首先对零件的作用和工艺性进行了分析 . 然后详细介绍了零件加工工艺过程的制定 :1,定位基准的选择。 2，制定加工工艺路线。 3，选择加工设备及工艺装备。 4，确定切削用量及基本工时。 最后介绍了夹具的设计及计算， 包括 零件本工序的加工要求分析，确定夹具类型，拟定定位方案和选择定位元件确定夹紧方案确定对刀装置。 关键词 ：加工工艺规程 ， 定位基准，切削用量，夹具 夹紧方案确定 nts A b s t r a c t II Abstract This article first has carried on the analysis to the components function and the technology capability. Then in detail introduced the components processing technological process formulation: 1, localization datum choice.2, formulation processing craft route.3, selective treatment equipment and craft equipment.4, determination cutting specifications and basic man-hour. Finally introduced the jig design and the computation, including the components this working procedure processing request analysis, the definite jig type, draws up the localization plan and the preferred orientation part determination clamp plan determination to the knife installment. Key word: Processing technological process, localization datum, cutting specifications, jig clamp plan determination nts 第 一 章 点 焊 机 原 理 1 第 一 章 点焊机原理 焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方 法称为电阻焊。电阻焊具有生产效率高、低成本、节省材料、易于自动化等特点，因此广泛应用于航空、航天、能源、电子、汽车、轻工等各工业部门，是重要的焊接工艺之一。 1 1 焊接热的产出及影响因素 点焊时产生的热量由下式决定： Q=IIRt（ J） （ 1） 式中： Q产生的热量（ J）、 I焊接电流（ A）、 R电极间电阻（欧姆）、 t焊接时间（ s） 1.电阻 R 及影响 R 的因素 电极间电阻包括工件本身电阻 Rw，两工件间接触电阻 Rc，电极与工件间接触电阻 Rew.即R=2Rw+Rc+2Rew（ 2） 当工件和 电极一定时，工件的电阻取决与它的电阻率 .因此，电阻率是被焊材料的重要性能 .电阻率高的金属其导电性差（如不锈钢）电阻率低的金属其导电性好（如铝合金）。因此，点焊不锈钢时产热易而散热难，点焊铝合金时产热难而散热易 .点焊时，前者可用较小电流（几千安培），而后者就必须用很大电流（几万安培）。电阻率不仅取决与金属种类，还与金属的热处理状态、加工方式及温度有关。 接触电阻存在的时间是短暂，一般存在于焊接初期，由两方面原因形成 1）工件和电极表面有高电阻系数的氧化物或脏物质层，会使电流遭到较大阻碍。过厚的氧化物和脏物质层 甚至会使电流不能导通。 2）在表面十分洁净的条件下，由于表面的微观不平度，使工件只能在粗糙表面的局部形成接触点。在接触点处形成电流线的收拢。由于电流通路的缩小而增加了接触处的电阻。 电极与工件间的电阻 Rew 与 Rc 和 Rw 相比，由于铜合金的电阻率和硬度一般比工件低，因此很小，对熔核形成的影响更小，我们较少考虑它的影响。 2.焊接电流的 影响 从公式（ 1）可见，电流对产热的影响比电阻和时间两者都大。因此，在焊接过程中，它是一个必须严格控制的参数。引起电流变化的主要原因是电网电压波动和交流焊机次级回路阻抗变化。阻抗 变化是因为回路的几何形状变化或因在次级回路中引入不同量的磁性金属。对于直流焊机，次级回路阻抗变化，对电流无明显影响。 3.焊接时间的影响 为了保证熔核尺寸和焊点强度，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以相互补充。为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间（强条件，又称硬规范），也可采用小电流和长时间（弱条件，也称软规范）。选用硬规范还是软规范，取决于金属的性能、厚度和所用焊机的功率。对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间，都有一个上下限，使用时以此为准。 4.电极压力的影响 nts 第 一 章 点 焊 机 原 理 2 电极压力对两电极间总电阻 R 有 明显的影响，随着电极压力的增大， R 显著减小，而焊接电流增大的幅度却不大，不能 影响因 R 减小引起的产热减少。因此，焊点强度总随着焊接压力增大而减小。解决的办法是在增大焊接压力的同时，增大焊接电流。 5.电极形状及材料性能的影响 由于电极的接触面积决定着电流密度，电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和散失，因此，电极的形状和材料对熔核的形成有显著影响。随着电极端头的变形和磨损，接触面积增大，焊点强度将降低。 6.工件表面状况的影响 工件表面的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层 甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的存在还会影响各个焊点加热的不均匀性，引起焊接质量波动。因此彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。 1 2 热平衡及散热 点焊时，产生的热量只有一小部分用于形成焊点，较大部分因向临近物质传导或辐射而损失掉了，其热平衡方程式： Q=Q1+Q2（ 3）其中： Q1形成熔核的热量、 Q2损失的热量 有效热量 Q1 取决与金属的热物理性能及熔化金属量，而与所用的焊接条件无关。Q1=10%-30%Q，导热 性好的金属（铝、铜合金等）取下限；电阻率高、导热性差的金属（不锈钢、高温合金等）取上限。损失热量 Q2 主要包括通过电极传导的热量（ 30%-50%Q）和通过工件传导的热量（ 20%Q 左右）。辐射到大气中的热量 5%左右。 1 3 焊接循环 点焊和凸焊的焊接循环由四个基本阶段 ： 1）预压阶段 电极下降到电流接通阶段，确保电极压紧工件，使工件 间有适当压力 ； 2）焊接时间 焊接电流通过工件，产热形成熔核 ； 3）维持时间 切断焊接电流，电极压力继续维持至熔核凝固到足够强度 ； 4）休止时间 电极开始提起到电极再次 开始下降，开始下一个焊接循环 。 为了改善焊接接头的性能，有时需要将下列各项中的一个或多个加于基本循环： 1）加大预压力以消除厚工件之间的间隙，使之紧密贴合 ； 2）用预热脉冲提高金属的塑性，使工件易于紧密贴合、防止飞溅；凸焊时这样做可以使多个凸点在通电焊接前与平板均匀接触，以保 证各点加热的一致 ； 3）加大锻压力以压实熔核，防止产生裂纹或缩孔 ； 4）用回火或缓冷脉冲消除合金钢的淬火组织，提高接头的力学性能，或在不加大锻压力的条件下，防止裂纹和缩孔。 nts 第 一 章 点 焊 机 原 理 3 1 4 焊接电流的种类和适用范围 1.交流电 可以通过调幅使 电流缓升、缓降，以达到预热和缓冷的目的，这对于铝合金焊接十分有利。交流电还可以用于多脉冲点焊，即用于两个或多个脉冲之间留有冷却时间，以控制加热速度。这种方法主要应用于厚钢板的焊接。 2.直流电 主要用于需要大电流的场合，由于直流焊机大都三相电源供电，避免单相供电时三相负载不平衡。 1 5 金属电阻焊时的焊接性 下列各项是评定电阻焊焊接性的主要指标： 1.材料的导电性和导热性 电阻率小而热导率大的金属需用大功率焊机，其焊接性较差 ； 2.材料的高温强度 高温（ 0.5-0.7Tm）屈服强度大的金属，点焊时容 易产生飞溅，缩孔，裂纹等缺陷，需要 使用大的电极压力。必要时还需要断电后施加大的锻压力，焊接性较差 ； 3.材料的塑性温度范围 塑性温度范围较窄的金属（如铝合金），对焊接工艺参数的波动非常敏感，要求使用能精确控制工艺参数的 焊机，并要求电极的随动性好。焊接性差 ； 4.材料对热循环的敏感性 在焊接热循环的影响下，有淬火倾向的金属，易产生淬硬组织，冷裂纹；与易熔杂质易于形成低熔点的合金易产生热裂纹；经冷却作强化的金属易产生软化区。防止这些缺陷应该采取相应的工艺措施。因此，热循环敏感性大的金属焊接性也较差。 nts 第二章 零件的分析及毛坏的确定 4 第 二 章 零件的分析及毛坯的确定 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 本零件主要用于连接的场合，它要求的精度较高。 其原始资料如下： 零件材料： H62 技术要求： 去毛刺 生产批量： 中批量生产 零件数据： 详见零件图 2.1.2 零件的工艺分析 由零件图可知，主要加工过程有： nts 第二章 零件的分析及毛坏的确定 5 （ 1） .车端面，车 50mm 外圆 ，钻 8mm 深 230mm的中心孔，倒角 2-2.5 45。 （ 2） .车端面，倒角 2.5 45。 （ 3） .钻 25mm ， 8mm ， G1/8螺纹底孔。 （ 4） .攻 G1/8螺纹。 （ 5） .钻 13mm 孔， （ 6） .扩 30mm 深 3mm的 2面沉孔 （ 7） .铣宽 5mm槽 各表面的相互位置精度要求有： （ 1） .孔 25mm 的直径公差为 0.03mm； （ 2） .宽 5mm槽，需要与 25mm 孔轴线垂直保证安装要求。 由上述可知，孔 25mm 有较高的尺寸精度和较高的相互位置尺寸精度要求，而同时有较多径向孔，因此，拟订孔 25mm 及同一径向孔为主的工艺方案。加工宽 5mm槽时也需要特殊夹具才可以精确加工。为了保证各表面的相对位置精度要求，应以轴和端面为定位基准，便于实现基准重合和基准统一。 2.2 确定毛胚，画毛胚图 确定毛胚，画毛胚图 零件材料为 55 黄铜，考虑到零件材料的普通型，在市场上采购切割后便可。 毛胚详见毛胚图。 nts大连水产学院本科毕业设计 第三章 相应的工艺规程设计 6 第三章 相应工艺规程设计 3.1 定位基准的选择 基准面的选择是工艺规程设计中重要的工作之一，基准面选择的正确与否，可以使加工质量得到保证，使生产力得到提高，否则，不但加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批量报废，使生产无法正常进行。 （ 1） .粗基准的选择 粗基准的选择要保证粗基准定位所加工出的精基准有较高的精度，通过精基准定位使后续各被加工表面具有较高的均匀 的加工余量，并与非加工表面保持应有的相对位置精度。在确定粗基准时，要保证相对位置精度要求和加工表面余量合理分配原则 .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： 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。 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗 基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 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。 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。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一 的基准定位。从拨叉零件图分析可知，主要是选择加工拨叉底面的装夹定位面为其加工粗基准。 （ 2） .精基准的选择 选择精基准应考虑的主要问题是保证加工精度要求，特别是加工表面的相互位置精度要求，以及实现装夹的方便、可靠、准确，要考虑到基准重合原则，基准统一原则，互为基准原则，自为基准原则，保证工件定位准确，夹紧可靠，操作方便的原则。 精基准选择的原则 : 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。 nts大连水产学院本科毕业设计 第三章 相应的工艺规程设计 7 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。 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。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。 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。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。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。 选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。 在本零件中，我选择了零件轴线和端面作为精基准，来加工轴上 8 mm 的中心孔和径向上25 mm ， 8 mm 及螺纹底孔，然后以轴线和端面加工宽 5 mm的槽， 25mm 的孔是精度要求较高的孔，其精度度值为 0.03mm，为 了保证 25 mm 孔的精度，要进行钻 -扩 -铰，先钻 24 mm 的底孔，再扩成 24.7 mm 的孔，最后铰 25 mm 的孔。在加工好 25 mm 孔后，分别调整机床和夹具，钻 8 mm 和螺纹底孔。在加工宽 5 mm的槽时也选用轴线和端面作为精基准。 3.2 制定工艺路线 拟订零件的加工路线是制定工艺规程的总体布局，主要任务是选择各表面的加工方法，及定位基准，确定加工顺序，各工序采用的机床设备和工艺装备等。 该零件是中批量生产，可以采用机床配以专用夹具，并适当配置专用机床进行加工，工序以集中为主，刀具和量具的选择 可以专用的与适用的相结合，根据以上分析，初步拟订的工艺路线方案如下： 工序 车 车 钻 扩 -铰 攻 G1/8螺纹 钻 铣宽 5mm槽 检查 3.3 选择加工设备及刀具，量具，夹具。 因零件直径为 55mm， 所以选用 C630 卧式车床 。选用 45 偏角外圆车刀 (GB5343.1-85)加工nts大连水产学院本科毕业设计 第三章 相应的工艺规程设计 8 端面，外圆和倒角；使用 A型不带护锥的中心钻， 8mm 直柄麻花钻（ GB1436-85）和通过焊接加长的 8mm 直柄麻花钻加工 8mm 的中心孔。使用 式游标卡尺测量加工的外圆直径和钻孔深度及零件总长。在车床上使用三抓卡盘便可加工。 因为加工最大孔径为 25mm，所以选用 Z 525 立式钻床。 选用 24mm 的锥柄麻花钻(GB1438-85)， 24.7mm 的锥柄扩孔钻 (GB1141-84)， 25mm 的锥柄机用铰刀 (GB4260-84)加工25mm 孔，选用 8.5mm 的直柄麻花钻加工 G1/8的螺纹底孔，选用 8mm 的直柄麻花钻加工 8mm通孔。需使用钻床夹具，详见夹具设计。 铣宽 5mm的通槽，选用 X62卧式（万能）铣床。选用 d为 250mm， D为 32mm， L为 5mm的粗齿锯片铣刀（ GB1120-85）。需使用铣床夹具，详见铣床设计。 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 零件的材料是黄铜，为中批量生产，且工件原材料直径为 55mm，在市场上采购。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工序余量，工序尺寸，切削用量，工时定额 。 如下： 3.4.1 倒角 2.5X45 度、 50mm 外圆、倒角 2.5X45 度 的加工 1）粗车 50.3mm 、精车 50mm 。 2）进给量：查机械制造工艺设计手册表 3 13，车刀刀杆尺寸： 2525mm ， f=0.9 1.3(mm/r),查机床说明书，现取 f=1.02mm/r 3）计算切削速度： 查工艺师手册表 27-12，其速度计算公式为 V=vv yxpVfaT Ckv（ m/min） 2.1 式中 T=60min,Cv=158,xV=0.15,y =0.40,m=0.2 查工艺师手册表 27-17,修正系数取 kMv=0.85, ksv=0.6, kkv=1.2, kkrv=0.89, ktv=1.0, kv=0.850.61.20.891.0=0.54 V=4.015.020.0 02.15.16054.0158 =33.4（ m/min） 4）确定主轴转速： ns=wdv1000=208 4.331000=51.4（ r/min） 按照机床说明书，取 ns=50r/min 所以实际切削速度： nts大连水产学院本科毕业设计 第三章 相应的工艺规程设计 9 V=1000wdns=100020850=32.67 (m/min) 5）检验机床功率： 主切削力 查工艺师手册 表 2-14 Fz=CZazfxpfZFyvznFkz2.2 式中 CZF=900 ,xZ=1.0 , yz=0.85 , nzF=0, kvT=0.89 , kzmF=1.0 主偏角 kr=90 , kkr=0.89 代入公式得 Fz=89.002.15.1900 85.01 =1629 (N) 切削时消耗功率： PC=4106 CCVF=410667.321629=0.87（ KW） CA6140机床电机功率为 7.5KW, 所以机床功率足够。 6）检验机床进给系统强度：已知主切削力为径向切削力 Fp参考工艺师手册 FY=CyFaVFXpfFVYvFvnkV2.3 其中 CyF=530, xY=0.90, yY=0.75, nY=0 查表 27 16机械工艺师手册 kyF=0.89, 代入得： FY=5301.59.01.026.010.89 =881(N) 轴向切削力（走刀力）：查表 2-17机械工艺师手册 Fx=CxaXFxpfXFyvnFkX2.4 其中 CxF=450, xXF=1.0, yX=0.4 , nFx=0 , km=0.89 轴向切削力： Fx=4501.51.024.010.89 nts大连水产学院本科毕业设计 第三章 相应的工艺规程设计 10 =801(N) 取机床导轨与床鞍摩擦系数 u=0.1,则切削力在纵向进给方向对机床的作用力： F= Fx+u（ FY+ Fz） =1049(N) 查机床说明书，机床最大纵向力为 3530N,故机床进给系统可以正常工作 . 7）切削工时 : inf lllfnLiTj 212.5 其中： L=21 lll 2124-208+903tg+2+3=45 (mm) 代入得： T=202.5045 =1.96 (min) 3.4.2 钻 8X230 1）切削深度：考虑拔摸斜度，钻削一次。 2）进给量：手动进给。 查工艺师手册表 28-32,V=18.7m/min 4）确定主轴转速： ns=wdv1000=5.39 7.181000=148(r/min) 按照机床说明书，取 ns=160r/min。 所以实际切削速度： V=1000wdns=10005.139160=21.7(m/min) 3.4.3 加工 25mm 孔 钻 24mm 孔； 扩 24.7 孔；铰 25 孔。 3.4.3.1 钻 24mm 的孔 根据有关资料介绍，利用钻头进行扩孔时，其进给量与切削速度，与钻同样尺寸的实心孔时的进给量，与切削速度之间的关系为： f=(1.2-1.8)f钻 V=(12-13)V钻 式中 : nts大连水产学院本科毕业设计 第三章 相应的工艺规程设计 11 f钻 V 钻 加工实心孔时的切削用量 现已知， f钻 =0.56mm/r（切削手册） v钻 =19.25mm/min（切削手册） 并 f=1.35 f钻 =1.35*0.56 =0.76 mm/r 按机床选取 f=0.76 mm/r v=0.4 v钻 =0.4*19.25 mm/r =7.7 mm/min ns=1000v/3.14D =1000*7.7/3.14*41 =59r/min 按机床选取 nw=58 r/min 所以 实际切削速度为： V=3.14*41*58/1000 =7.47m/min 切削工时： l1=7mm l2=2 mm l=150 mm t=150+7+2/0.76*59 =3.55 min 3.4.3.2 扩 24.7mm 孔 根据 ,查得扩孔扩 18 孔时的进给量 ,并根据机床规格选 f=1.24mm/r 扩孔时的切削速度，根据其他有关资料，确定为： V=0.4 v 钻 其中 v钻为用钻头钻同样的尺寸实心孔时的切削速度 故 V=0.4*19.25 =7.7r/min n=1000*7.7/3.14*43 nts大连水产学院本科毕业设计 第三章 相应的工艺规程设计 12 =57r/min 按机床选取： nw=58 r/min 切削工时： l1=3mm l2=1.5 mm t=150+3+1.5/58*1.24 =2.14min 3.4.3.3 铰 25mm 的孔 切削用量： ap=18-17.5/2 =0.25mm f=0.2mm/r Vs=15m/min ns=1000*15/3.14*18 =265r/min 根据机床选取： n=270r/min v=3.14*18*450/1000 =25.4m/min 切削工时： L=l+l1+l2=55mm T1=55/0.2*450 =0.6min 3.4.4 钻 8 孔 刀具：硬质合金锥柄麻花钻头。型号： E211和 E101 带导柱直柄平底锪钻（ GB4260-84） 公制 /莫式 4号锥直柄铰刀 刀具材料： 钻孔，以及的锥孔 132 102 132 10132 VCrW 418nts大连水产学院本科毕业设计 第三章 相应的工艺规程设计 13 钻孔时先采取的是钻到在扩到，所以，另外的两个锥孔也先钻到。 切削深度： 进给量：根据参考文献 7机械加工工艺手册表 2.4-52，取 切削速度：参照参考文献 7机械加工工艺手册表 2.4-53，取 机床主轴转速，由式 （ 1.1）有： 取 n=700r/min 实际切削速度，由式（ 1.2）有： 刀具切入长度： L=60mm 刀具切出长度： 式（ 1.8） 取 走刀次数为 1 102pa mmap 5f rmmf /33.0V smV /36.0 min/9.6871014.3 6036.010001000 rdvn smnd /36.0601000 7001014.310000 1l mmmmctgctgkDl r 58.42120210)21(21 2l mml 41 mml 32 132D 1010nts大连水产学院本科毕业设计 第三章 相应的工艺规程设计 14 机动时间： 式（ 1.9） 扩孔 钻孔时先采取的是钻到再扩到，所以， 切削深度： 进给量：根据参考文献 7机械加工工艺手册表 2.4-52，取 切削速度：参照参考文献 7机械加工工艺手册表 2.4-53，取 机床主轴转速，由式（ 1.1） 有： ，取 实际切削速度，由式（ 1.2）有： 被切削层长度： 刀具切入长度，由式（ 1.8）有： 刀具切出长度： 取 2jtmin87.070033.0 3454676718182 fnLtj 132 132102132pa mmp 5.1f rf /9.0V smV /37.0n min/85.5431314.3 6037.010001000 rDvn min/550rnV smnd /37.0601000 5501314.310000 l mm601 mmmmctgctgkdDlr 386.2212021013)21(211 2l mml 412 mml 32 2jt101d mmDnts大连水产学院本科毕业设计 第三章 相应的工艺规程设计 15 走刀次数为 1 机动时间，由式（ 1.9）有： 锪孔 切削深度：， 根据 参考文献 7机械加工工艺手册表查得：进给量 ,切削速度；取 机床主轴转速，由式（ 1.1）有： 取 实际切削速度，由式（ 1.2）有： 被切削层长度： 刀具切入长度，由式（ 1.8）有： 刀具切出长度： 取 走刀次数为 2 机动时间，由式（ 1.5）有： min5.055039.0 323218672 fnLtj 202 pa mmap 5.3D674.2 rmmf /15.010smV/41.02 smV/3.0n min/62.2862014.3 603.010001000 rDVn min/300rnV smDn /31.0601000 3002014.31000 l mm121 mmctgctgkdDlr 02.4212021320)21(201 2l mml 41 mm324jtnts大连水产学院本科毕业设计 第三章 相应的工艺规程设计 16 3.4.5 攻 1/8 螺纹 1钻螺孔 切削深度： 进给量：根据参考文献 7机械加工工艺手册表 2.4-39， ，取 切削速度：参照参考文献 7机械加工工艺手册表 2.4-41，取 机床主轴转速，由式（ 1.1）有： 取 实际切削速度，由式（ 1.2）有： 被切削层长度： 刀具切入长度，由式（ 1.8）有： 6Mpa mmp 6.2f rmm/28.022.0 rmm/25.V sm/36.0n min/13222.514.3 6036.0100010000rdVn min/1300rVsmndV/35.0601000130025143l mm171 mmctgctgkDl r 5.1212022.5)21(21 min69.030015.0 3202.426122 214 nfllltj13674.2 rmmf/15.01 smV/41.0smV/35.0nts大连水产学院本科毕业设计 第三章 相应的工艺规程设计 17 刀具切出长度： 走刀次数为 1 机动时间，由式（ 1.5）有： 、攻螺纹孔 机床：组合攻丝机 刀具：高速钢机动丝锥 进给量：由于 其螺距 ,因此进给量 切削速度：参照参考文献 7机械加工工艺手册表 2.4-105，取 机床主轴转速，由式（ 1.1）有： 取 丝锥回转转速：取 实际切削速度，由式（ 1.2）有： 被切削层长度： 刀具切入长度： 2l 02 jt min06.0130025.05.11721 fnllltj6Mmmp 1 rmmf /1Vn min/24.366614.3 9.6100010000 rdVn min/350r0n min/350rnV smnd /109.0601000 035614.310000 l mm251 mmf 313)31( min/9.6/115.0 msmV nts大连水产学院本科毕业设计 第三章 相应的工艺规程设计 18 刀具切出长度： 走刀次数为 1 机动时间，由式（ 1.5）有： 钻两孔的机动时间： 3.4.6 钻 12 孔 . 钻 12 孔至 10 查工艺师手册表 28-13， V=18m/min 确定主轴转速： ns=wdv1000=20 181000=272 (r/min) 按照机床说明书，取 ns=272 r/min 所以实际切削速度： V=1000wdns=20272 =17.1(m/min) 查工艺师手册表 28-13， f=0.32mm/r， 按照机床说明书，取 0.28mm/r, 切削工时 : 刀具行程 L=21 lll =15+1+3=19 (mm) inf lllfnLiTj 21=28.027219=0.25 (min) 以上为钻一个孔的机动时间，故本工步的机动时间为 T=2jT=0.252=0.5 (min) 2l mmfl 313)32( jt min08.0350133253501332502121 fnlllfnllltjjt min22.308.006.022.003.07.076.05.087.0 jtjt min81.1022.3759.0 jtnts大连水产学院本科毕业设计 第三章 相应的工艺规程设计 19 . 扩钻 12 孔至 11.8 查工艺师手册表 28-32， V=18.7m/min 确定主轴转速： ns=wdv1000=8.21 7.181000=273 (r/min) 按照机床说明书，取 ns=272 r/min 所以实际切削速度： V=1000wdns=10008.21272 =18.4(m/min) 查工艺师手册表 28-30 f=0.9 1.2mm/r ，取系数 0.5， 按照机床说明书，取 0.48mm/r, 切削工时 : 刀具行程 L= 21 lll =15+1+3=19 (mm) inf lllfnLiTj 21=48.027219=0.145 (min) 以上为扩钻一个孔的机动时间，故本工步的机动时间为 T=2jT=0.1452=0.29 (min) . 绞 12 孔 查工艺师手册表 28-13， V=29m/min 确定主轴转速： ns=wdv1000=22 29=419 (r/min) 按照机床说明书，取 ns=392 (r/min) 所以实际切削速