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713 CA6140机床后托架加工工艺及夹具设计【外文翻译+开题报告+任务书+毕业论文+cad图纸】【机械全套资料】,ca6140,机床,托架,加工,工艺,夹具,设计,外文,翻译,开题,报告,讲演,呈文,任务书,毕业论文,cad,图纸,机械,全套,资料

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攀枝花学院毕业设计（论文） 附 件 附件 1： 毕业设计 (论文 )任务书 机制 专业 2002 年级 2005 年 3 月 28 日批准 专业负责人 : 乔 水 明 发给学生 : 王中蔚 贺 兵 论文 )题目 :床后托架加工工艺及夹具设计 2006 年 6 月 9 日 （ 1）、设计内容：制订年产 5000 台 床后托架的加工工艺； （ 2）、设计主视图中的三孔的加工夹具； （ 3）、设计铣底面的夹具； （ 4）、设计俯视图中 4 孔的加工夹具； （ 5）、提交 夹具装配图、零件图、加工工艺卡片、设计说明书及精度分析等相关设计分析结果。 注意：多人做一题时，设计方案、内容不能相同 调验 )部分内容要求 : （ 1）、查阅相关资料，分析所给题目的零件结构工艺性，编攀枝花学院毕业设计（论文） 附 件 排出该零件的合理的加工工艺过程，选择各加工工序的合理的切削用量，计算各工序的定额，填写零件的加工工艺卡片； （ 2）、完成给定加工面的夹具设计（须有方案分析比较、优选），每套夹具须完成装配图 1 张，夹具主要零、部件 2 （ 3）、编写夹具的设计说明书，字数在 15000 字以上。 （ 1）、机械加工工艺人员手册； （ 2）、机床家具设计手册； （ 3）、机床夹具图册； （ 4）、翻译有关机械制造方面 10000 个字符以上的外文资料，字数不得少于三千。 2006 年 2 月 18 日 指导教师 : 卢 宗 彪 (签名 ) 完成任务日期 : 2006 年 6 月 9 日 学生 :王 中 蔚 (签名 ) 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 外文译文 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 王 中 蔚 学 号： 指导教师评语： 签名： 年 月 日 外语文献翻译 摘自 : 制造工程与技术（机加工）（英文版） 机械工业出版社 2004 年 3 月第 1 版 页 564560P 美 s. 卡尔帕基安 (密德 ( 著 原文 ： he of a in of 1、 of 2、 3、 4、 nd As if by in of of it is to of a In to be in in f as ), of by to in as in As a up of as to as in in It in be to is of of A of in at of In of of is in of as a is by of of on of is at in of as a In to in be in of 0111241by 10 (in of a is a a in 500 of in of is a of in as in An is in of in of is at 300 to be s 00 400 to a of in is to It is to on of on C) by a is to of to to of is by as of of is as on of to a on of In to we of on of in At of ), at it no on of of of is to At of on of to is to to a in be be a in it a of a is to it is it in a in or be to of to to pf to is to be of of of is is so it at is to of is It a is of be to is so is it at It a of is it to of of be of be to to be a of or To be a of at 80 160 ( F175 315 ), to to is to of of to to in of of of to of of of ) of as be to on of or as as to at be at In of a as or or is (b) (c) of (d) e) It be to a of be by of in of in to as is in of of on on of 译文 ： 机加工性 一种材料的可机加工性通常以四种因素的方式定义： 1、 分的表面光洁性和表面完整性。 2、刀具的寿命。 3、切削力和功率的需求。 4、切屑控制。 以这种方式，好的可机加工性指的是好的表面光洁性和完整性，长的刀具寿命，低的切削力和功率需求。关于切屑控制，细长的卷曲切屑，如果没有被切割成小片，以在切屑区变的混乱，缠在一起的方式能够严重的介入剪切工序。 因为剪切工序的复杂属性，所以很难建立定量地释义材料的可机加工性的关系。在制造厂里，刀具寿命和表面粗糙度通常被认为是可机加工性中最重要的因素。 尽管已不再大量的被使用，近乎准确的机加工率在以下的例子中能够被看到。 的可机加工性 因为钢是最重要的工程材料之一（正如第 5 章所示），所以他们的可机加工性已经被广泛地研究过。通过宗教铅和硫磺，钢的可机加工性已经大大地提高了。从而得到了所谓的易切削钢。 二次硫化钢和二次磷化钢 硫在钢中形成硫化锰夹杂物（第二相粒子），这些夹杂物在第一剪切区引起应力。其结果是使切屑容易断开而变小，从而改善了可加工性。这些夹杂物的大小、形状、分布和集中程度显著的影响可加工性。化学元素如碲和硒，其化学性质与硫类似， 在二次硫化钢中起夹杂物改性作用。 钢中的磷有两个主要的影响。它加强铁素体，增加硬度。越硬的钢，形成更好的切屑形成和表面光洁性。需要注意的是软钢不适合用于有积屑瘤形成和很差的表面光洁性的机器。第二个影响是增加的硬度引起短切屑而不是不断的细长的切屑的形成，因此提高可加工性。 含铅的钢 钢中高含量的铅在硫化锰夹杂物尖端析出。在非二次硫化钢中，铅呈细小而分散的颗粒。铅在铁、铜、铝和它们的合金中是不能溶解的。因为它的低抗剪强度。因此，铅充当固体润滑剂并且在切削时，被涂在刀具和切屑的接口处。这一特性已经被在机加工铅 钢时，在切屑的刀具面表面有高浓度的铅的存在所证实。 当温度足够高时 例如，在高的切削速度和进刀速度下 铅在刀具前直接熔化，并且充当液体润滑剂。除了这个作用，铅降低第一剪切区中的剪应力，减小切削力和功率消耗。铅能用于各种钢号，例如 10111241等。铅钢被第二和第三数码中的字母 L 所识别（例如， 10（需要注意的是在不锈钢中，字母 L 的相同用法指的是低碳，提高它们的耐蚀性的条件）。 然而，因为铅是有名的毒素和污染物，因此在钢的使用中存在着严重的环境隐患（在钢产品中每年大约有 4500 吨的铅消耗）。结果，对于估算钢中含铅量的使用存在一个持续的趋势。铋和锡现正作为钢中的铅最可能的替代物而被人们所研究。 脱氧钙钢 一个重要的发展是脱氧钙钢，在脱氧钙钢中矽酸钙盐中的氧化物片的形成。这些片状，依次减小第二剪切区中的力量，降低刀具和切屑接口处的摩擦和磨损。温度也相应地降低。结果，这些钢产生更小的月牙洼磨损，特别是在高切削速度时更是如此。 不锈钢 奥氏体钢通常很难机加工。振动能成为一个问题，需要有高硬度的机床。然而，铁素体不锈钢有很好的可机加工性。马氏体钢易磨蚀，易于形成积屑瘤，并且要求刀具 材料有高的热硬度和耐月牙洼磨损性。经沉淀硬化的不锈钢强度高、磨蚀性强，因此要求刀具材料硬而耐磨。 钢中其它元素在可机加工性方面的影响 钢中铝和矽的存在总是有害的，因为这些元素结合氧会生成氧化铝和矽酸盐，而氧化铝和矽酸盐硬且具有磨蚀性。这些化合物增加刀具磨损，降低可机加工性。因此生产和使用净化钢非常必要。 根据它们的构成，碳和锰钢在钢的可机加工性方面有不同的影响。低碳素钢（少于 碳）通过形成一个积屑瘤能生成很差的表面光洁性。尽管铸钢的可机加工性和锻钢的大致相同，但铸钢具有更大的磨蚀性。刀具和模具 钢很难用于机加工，他们通常再煅烧后再机加工。大多数钢的可机加工性在冷加工后都有所提高，冷加工能使材料变硬并且减少积屑瘤的形成。 其它合金元素，例如镍、铬、钳和钒，能提高钢的特性，减小可机加工性。硼的影响可以忽视。气态元素比如氢和氮在钢的特性方面能有特别的有害影响。氧已经被证明了在硫化锰夹杂物的纵横比方面有很强的影响。越高的含氧量，就产生越低的纵横比和越高的可机加工性。 选择各种元素以改善可加工性，我们应该考虑到这些元素对已加工零件在使用中的性能和强度的不利影响。例如，当温度升高时，铝会使钢变脆（液体 金属脆 化，热脆化，见 ），尽管其在室温下对力学性能没有影响。 因为硫化铁的构成，硫能严重的减少钢的热加工性，除非有足够的锰来防止这种结构的形成。在室温下，二次磷化钢的机械性能依赖于变形的硫化锰夹杂物的定位（各向异性）。二次磷化钢具有更小的延展性，被单独生成来提高机加工性。 它不同金属的机加工性 尽管越软的品种易于生成积屑瘤，但铝通常很容易被机加工，导致了很差的表面光洁性。高的切削速度，高的前角和高的后角都被推荐了。有高含量的矽的锻铝合金铸铝合金也许具有磨蚀性，它们要求更硬的刀具材料。尺寸 公差控制也许在机加工铝时会成为一个问题，因为它有膨胀的高导热系数和相对低的弹性模数。 铍和铸铁相同。因为它更具磨蚀性和毒性，尽管它要求在可控人工环境下进行机加工。 灰铸铁普遍地可加工，但也有磨蚀性。铸造无中的游离碳化物降低它们的可机加工性，引起刀具切屑或裂口。它需要具有强韧性的工具。具有坚硬的刀具材料的球墨铸铁和韧性铁是可加工的。 钴基合金有磨蚀性且高度加工硬化的。它们要求尖的且具有耐蚀性的刀具材料并且有低的走刀和速度。 尽管铸铜合金很容易机加工，但因为锻铜的积屑瘤形成因而锻铜很难机加工。黄铜很容易机加工， 特别是有添加的铅更容易。青铜比黄铜更难机加工。 镁很容易机加工，镁既有很好的表面光洁性和长久的刀具寿命。然而，因为高的氧化速度和火种的危险（这种元素易燃），因此我们应该特别小心使用它。 钳易拉长且加工硬化，因此它生成很差的表面光洁性。尖的刀具是很必要的。 镍基合金加工硬化，具有磨蚀性，且在高温下非常坚硬。它的可机加工性和不锈钢相同。 钽非常的加工硬化，具有可延性且柔软。它生成很差的表面光洁性且刀具磨损非常大。 钛和它的合金导热性 (的确，是所有金属中最低的 )，因此引起明显的温度升高和积屑瘤。它们是难机加工的。 钨易脆，坚硬，且具有磨蚀性，因此尽管它的性能在高温下能大大提高，但它的机加工性仍很低。 锆有很好的机加工性。然而，因为有爆炸和火种的危险性，它要求有一个冷却性质好的切削液。 种材料的机加工性 石墨具有磨蚀性。它要求硬的、尖的，具有耐蚀性的刀具。 塑性塑料通常有低的导热性，低的弹性模数和低的软化温度。因此，机加工热塑性塑料要求有正前角的刀具（以此降低切削力），还要求有大的后角，小的切削和走刀深的，相对高的速度和工件的正确支承。刀具应该很尖。 切削区的外部冷却也许很必要，以此来防止切屑变的有黏 性且粘在刀具上。有了空气流，汽雾或水溶性油，通常就能实现冷却。在机加工时，残余应力也许能生成并发展。为了解除这些力，已机加工的部分要在 16080 （ 315175 ）的温度范围内冷却一段时间，然而慢慢地无变化地冷却到室温。 热固性塑料易脆，并且在切削时对热梯度很敏感。它的机加工性和热塑性塑料的相同。 因为纤维的存在，加强塑料具有磨蚀性，且很难机加工。纤维的撕裂、拉出和边界分层是非常严重的问题。它们能导致构成要素的承载能力大大下降。而且，这些材料的机 加工要求对加工残片仔细切除，以此来避免接触和吸进纤维。 随着纳米陶瓷（见 ）的发展和适当的参数处理的选择，例如塑性切削（见 ），陶瓷器的可机加工性已大大地提高了。 金属基复合材料和陶瓷基复合材料很能机加工，它们依赖于单独的成分的特性，比如说增强纤维或金属须和基体材料。 辅助加工 在室温下很难机加工的金属和合金在高温下能更容易地机加工。在热辅助加工时（高温切削），热源 一个火把，感应线圈，高能束流（例如雷射或电子束），或等离子弧 被集中在切削刀具前的一块区域内。好处是：（ a）低的切削力。（ b）增加的刀具寿命。（ c）便宜的切削刀具材料的使用。（ d）更高的材料切除率。（ e）减少振动。 也许很难在工件内加热和保持一个不变的温度分布。而且，工件的最初微观结构也许被高温影响，且这种影响是相当有害的。尽管实验在进行中，以此来机加工陶瓷器如氮化矽，但高温切削仍大多数应用在高强度金属和高温度合金的车削中。 小结 通常，零件的可机加工性能是根据以下因素来定义的：表面粗糙度，刀具的寿命，切削力和功率的需求以及切屑的控制。材料的可机加工性能不仅取决于起内在特性和微观结构，而且也依赖于工艺参数的适 当选择与控制。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 开 题 报 告 题 目： 床后托架加工工艺及夹具设计 院 （系）： 攀枝花学院机电工程学院 专 业： 2002 级机械设计制造及自动化 学 生 姓 名 : 王中蔚 学号 : 导 教 师 : 卢宗彪 职称 ： 副 教授 2006 年 04 月 12 日攀枝花学院本科毕业设计（论文） 开题报告 1、本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势 床后托架的加工工艺及夹具设计为本课题的研究内容，对此研究 查阅的大量的资料，首先明白机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。 为了能具体确切的说明过程，使工件能按照零件图的技术要求加工出来，就得制定复杂的机械加工工艺规程来作为生产的指导性技术文件，学习研究制定机械加工工艺规程的意义与作用就是本课题研究目的。 在整个设计过程中 ,我们将学习到更多的知识。 （ 1）我们必须仔细了解零件结构，认真分析零件图 ,培养我们独立识图能力 ,增强我们对零件图的认识和了解 ,通过对零件图的绘制 ,不仅能增强我们的绘图能 力和运用 件的能力。 （ 2）制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算、工时定额计算、定位误差分析等。在整个设计中也是非常重要的 ,通过这些设计 ,不仅让我们更为全面地了解零件的加工过程、加工尺寸的确定 ,而且让我们知道工艺路线和加工余量的确定 ,必须与工厂实际的机床相适应。 这对以前学习过的知识的复习 ,也是以后工作的一个铺垫。 （ 3）在这个设计过程中 ,我们还必须考虑工件的安装和夹紧 安装是否方便和迅速 ,又会影响辅助时间的长短 ,从而影响生产率 ,夹具是加工工件时 ,为完成 某道工序 ,用来正确迅速安装工件的装置 高生产率和减轻工人劳动量有很大作用。这是整个设计的重点 ,也是一个难点 近年来，机械制造工艺有着飞速的发展。 比如， 应用人工智能选择零件的工艺规程 。因为 特种加工的微观物理过程非常复杂，往往涉及电磁场、热力学、流体力学、电化学等诸多领域，其加工机理的理论研究极其困难 ,通常很难用简单的解析式来表达。近年来，虽然各国学者采用各种理论对不同的特种加工技术进行了深入的研究，并取得了卓越的理论成就，但离定量的实际应用尚有一定的距离。然而采用每一种特种加工方法所获得的 加工精度和表面 质量与加工条件参数间都有其规律。因此，目前常采用研究传统切削加工机理的实验统计方 法来了解特种加工的工艺规律，以便实际应用，但还缺乏系统性。受其限制，目前特种加工 的工艺参数只能凭经验选取，还难以实现最优化和自动化，例如，电火花成形电极的沉入式 加工工艺，它在占电火花成形机床总数 95%以上的非数控电火花成形加工机床和较大尺寸的模具型腔加工中得到广泛应用。虽然已有学者对其 理开展了一些研究，并取得攀枝花学院本科毕业设计（论文） 开题报告 了一些成果，但由于工艺数据的缺乏，仍未有成熟的商品化的 统问世。通常 只能采用手工的方法或部分借助于 型、部分生成复杂电极的三维型面数据。随着模糊 数学、神经元网络及专家系统等多种人工智能技术的成熟发展，人们开始尝试利用这一技术 来建立加工效果和加工条件之间的定量化的精度、效率、经济性等实验模型，并得到了初步 的成果。因此，通过实验建模，将典型加工实例和加工经验作为知识存储起来，建立描述特 种加工工艺规律的可扩展性开放系统的条件已经成熟。并为进一步开展特种加工加工工艺过程的计算机模拟，应用人工智能选择零件的工艺规程和虚拟加工奠定基础。 同时，在机械加工 过程中，夹具占有 非常 重要的地位，它可靠地保证了工件的加工精度，提高了加工效率，减轻了劳动的强度，夹具的设计过程中，应深入生产实际，（对工件的图纸，工艺文件，生产纲领等分析），精心调查研究，吸取国内外的先进技术，制订出合理的设计方案。 我们 都知道减少停工检修期是提高生产力、使生产能力利用系数最大化的一项重要因素。然而零件加工过程中的精确定位和装夹的重复精度也是改进效率和质量的关键。譬如柔性加工中心的产生就是为了减少产品循环周期。 目前中国制造业发展迅猛，以前的 我国 制造业普遍使用刚性专机加工 各种各样的 零部件，导 致 改型和生产个零部件 周期较长。随着 我国制造业发展 和 各种各种零件 的需求与日俱增，加工设备和工艺也向着柔性化的方向转变。加工装备的柔性概念和需求主要体现在对设备快速性和适应性的需求上，因此制造商不得不寻求柔性和产量之间的最佳组合。当然，在满足了柔性的条件下、也有着不同的解决方案，如：模块化、可变换化、可重新配置化、在线兼容性等。不论采用哪种方案，使用高性能的液压夹具都显得尤为重要，现在，柔性专机、可重新配置的机床及专用加工中心的组合应用，使得发动机零件的加工变得越来越柔性化，具体情况取决于每个加工项目的产量配额 使用液压夹具的主要优势是能节省夹紧和松卸工件时所花的大量的时间。有关统计资料表明液压夹紧相比机械夹紧节省 90%95%的时间，缩小了生产循环周期，从而增加了产量也就意味着降低了成本。 当加工一长型铝合金零件时，刀具通过时旋转油缸可快速让开，刀具通过后可快速复位。液压夹具系统的第二项重要特点是可实现非常高的定位精度。关键在于夹紧力在定位和夹紧过程中保持恒定不变。从而确保了同一道工序下的加工质量一致性。由于变形造成的废品率将会微乎其微 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环 保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通攀枝花学院本科毕业设计（论文） 开题报告 用、经济 的 方向发展 2、本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施 本课题的基本内容： 床后托架加工工艺及夹具设计 1、 床后托架加工工艺 1、 制订 床后托架加工工艺规程，关键是工序的划分和定位基准的选择。 在设计开始的过程中，我们必须要认真分析零件图，了解其箱体零件的结构特点和相关的技术要求，对箱体零件的每一个细节，都应仔细的分析，如箱体加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特别是要注意箱体 零件各孔系自身精度（同轴度、圆度、粗糙度等）和它们的相互位置精度（轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求），箱体零件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清箱体零件的每一个尺寸。绘制零件图是一个重点，同时因为箱体零件比较复杂 ,所以也是一个难点。我们采用 件绘制零件图，一方面增加我们对零件的了解认识，另一方面增加我们对 件的熟悉。 工序的划分 确定加工顺序和工序内容，安排工序的集中和分散程度，划分工序阶段 ，这项工作与生产纲领有密切关系，具体可以根据生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等。生产条件确定工艺过程的工序次数；如批量小时可采用在通用机床上工序集中原则，批量大时即可按工序分散原则，组织流水线生产，也可利用高生产率的通用设备，按工序集中原则组织生产。 定位基准的选择 根据粗基准，精基准的选择原则；遵循基准统一、基准重合。由零件图具体分析可得： 床后托架首先以一个侧面和一个孔为粗基准，对底平面A 进行粗加工，再以底平面 A 为基准加工孔。 2、夹具设计可能遇到的问题： 工件定位是否正确，定位 精度是否满足要求，工件夹紧牢固是否可靠等等。 工件在夹具中的定位精度，主要与定位基准是否与工序基准重合、定位基准与定位元件的配合状况等因素有关，可提高夹具的制造精度，减少配合间隙，就能提高夹具在机床上的定位精度，夹具中出现过定位时，可通过撤消多余定位元件，使多余定位元件失去限制重复自由度的能力，增加过定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决。 夹紧必须可靠，但夹紧力不可过大，以免工件或夹具产生过大变形。可采用多点夹紧或在工件钢性薄弱部位安放适当的辅助支撑。 夹具的设计必须要保证夹具的定位准确和机构合理 ,考虑夹 具的定位误差和安装误差。我们将通过攀枝花学院本科毕业设计（论文） 开题报告 对工件与夹具的认真分析 ,结合一些夹具的具体设计事例 ,查阅相关的夹具设计资料 ,联系在工厂看到的一些箱体零件加工的夹具来解决这些问题 . 上述即为遇到困难的解决措施 3、 本课题拟采用的研究手段（途径）和可行性分析 根据不同的研究对象拟采用不同的研究手段（途径），本课题包括两方面内容： 床后托架加工工艺的设计 和 夹具设计 制定工艺规程的研究途径和可行性分析 毛坯的选择 ： 根据生产纲领和零件结构选择毛坯，毛坯的类型一般在零件图上已有规定。对于铸件和锻件应了解其分模面、浇口、冒 口位置和拔模率，以便在选择定位基准和计算加工余量时有所考虑。如果毛坯是棒料或型材，则按其标准确定尺寸规格，并决定每批加工件数。 毛坯的种类和其质量对机械加工的质量有密切的关系。同时对提高劳动生产率、节约材料、降低成本有很大的影响。 床后托架毛坯材料为灰铸铁（ 硬度范围在 150 200受中等载荷。采用砂型铸造方法，由于大批量生产故宜采用实体模样（金属模）进行两箱造型，这不仅简化了造型和合箱操作，还因型砂紧实度较为均匀，铸件的表面质量得到提高。在切削加工前进行石墨化退火处理，消 除铸件表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（大量渗碳体出现）以便进行切削加工。 拟订工艺路线 ： 表示零件的加工顺序及加工方法，分出工序，安装或工位及工步等。并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。拟订工艺路线从实际出发，理论联系实际和工人结合起来。常常需要提出几个方案，进行分析比较后再确定。 计算切削用量、加工余量及工时定额 ： 查阅切削用量手册等资料并进行计算确定。目前，对单件小批量生产不规定切削用量，而是由操作工人根据经验自行选定，但对于自动线和流水线，为保证生产的节拍，必须规定切削用量， 并不能随意改变。计算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工质量以保证最终加工质量。工时定额一般按各工厂的实际经验积累起来的统计资料来估算。随着生产的发展，工艺的改进，新工艺，新技术的不断出现，工时定额应进行相应的修改。 对机械加工工艺规程基本要求可归结为质量、生产率和经济性。虽然有时互相矛盾，但只要把它们处理好，就会成为一个统一体。在三个要求中，质量是首要的。质量表现在机械产品的各项技术性能指标，质量不能保证，根本谈攀枝花学院本科毕业设计（论文） 开题报告 不上数量；质量和生产率之间是密切联系的，在保证质量的前提下，应该不断地最大限度地提高生 产率，满足生产量的要求。如果两者矛盾，则生产率要服从于质量，应在保证质量的前提下解决生产率问题。在保证质量的前提下，应尽可能的节约耗费，减少投资，降低制造成本，这就是经济性。 因此， 床后托架的工艺规程研究途径应该体现质量、生产率和经济性的统一，达到经济合理及可行的最优方案。 夹具设计的研究途径和可行性分析 床后托架镗、铣、钻等工序使用的专用夹具，此类夹具的特点是针对性强、结构紧凑、操作简便、生产率高。 夹具设计最关键是要求对工件定位正确，且满足定位精度要求。为了解决此问题，首先得 了解影响定位精度的因素。然后采取措施解决具体的问题。如定位基准与定位元件的配合状况和影响定位精度，那么可以提高夹具的制造精度，减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。 除此之外，选择夹具的类型与结构型式必须与零件生产批量大小相适应，夹具结构与零部件应具有足够的刚度和强度，从而保证夹具操作方便、夹紧可靠、使用安全、并有合理的装卸空间。 报告人签名：王 中 蔚 2006 年 4 月 10 日 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 开题报告 4、进度计划 序号 日期 进度安排 1 3 月 27 号 开始进行毕业设计、熟悉题目及要求 2 3 月 31 号 设计资料的收集及借阅 3 4 月 4 号 分析研究所得到的设计资料 4 4 月 10 号 方案设计、比较 5 4 月 20 号 设计方案实施（设计、计算等） 6 5 月 20 号 设计、论文整理及修改 7 6 月 9 号 毕业设计 答辩 8 9 10 11 12 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 开题报告 5、指导教师意见（ 对 本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计结果的预测） 王 中蔚 同学在毕业设计选题后，能综合运用所学的 专业知识研究、分析设计内容，明确所要完成的设计任务和要求。对该设计课题即“机械加工工艺与夹具设计”以及与之相关的机械制造技术当今的发展方向、发展水平的认识基本正确，对该毕业设计的初步解决方法，思路基本正确。有关设计所需要的参考资料、手册等的查阅、收集基本就绪，根据已具备的条件，可以进行零件的机械加工艺工规程设计、并依据所优选的零件机械加工规程进行夹具的方案设计等工作。在进行过程中，希望该同学注意保留有关方案构思、计算等有关材料，以便后续工艺卡填写及设计说明书的整理。 指导教师： 2006 年 月 日 6、教研室主任意见 教研室负责人 ： 2006 年 月 日 说明： 1、开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在毕业设计开始后两周内完成。 2、“课题的研究意义、现状、发展趋势”应不少于 1200 字，“课题的基本内容及研究手段和可行性分析”应不少于 1000 字。 3、本页不够，请加 页 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 床后托架 加工工艺及夹具设计 学生姓名： 王 中 蔚 学生学号： 院 （系）： 机电工程学院 年级专业： 02 机械制造及自动化 指导教师： 卢宗彪 副教授 二六年六月攀枝花学院本科毕业设计（论文） 摘 要 I 摘 要 在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺 过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。 关键词 工序，工艺，工步，加工余量，定位方案，夹紧力 攀枝花学院本科毕业设计（论文） I in of of on of if is it In of is it of to of of of of of a of of a of of of of s of 枝花学院本科毕业设计（论文） 目 录 1 目 录 摘 要 . I . 床后托架加工工艺 . 3 床后托架的工艺分析 . 3 床后托架的工艺要求及 工艺分析 . 3 床 后托架的技术要求 . 4 工工艺过程 . 4 定各表面加工方案 . 4 选择各表面及孔的加工方法时，要综合考虑以下因素 . 4 面的加工 . 4 的加工方案 . 4 定定位基准 . 5 基准的选择 . 5 基准选择的原则 . 6 艺路线的拟订 . 6 序的合理组合 . 7 序的集中与分散 . 7 工阶段的划分 . 8 工工艺路线方案的比较 . 9 床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 12 坯的结构工艺要求 . 12 床后托架的偏差计算 . 13 定切削用量及基本工时（机动时间） . 16 序 1：粗、精铣底面 . 16 序 2 粗、半精、精镗 面三杠孔 . 18 序 3：钻顶面四孔 . 24 序 4：钻侧面两孔 . 28 间定额计算及生产安排 . 30 、精铣底面 . 31 侧面三杠 孔 . 31 顶面四孔 . 32 2 专用夹具设计 . 34 平面夹具设计 . 34 究原始质料 . 34 位基准的选择 . 34 削力及夹紧分析计算 . 34 差分析与计算 . 35 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目 录 2 具设计及操作的简要说明 . 36 孔夹具设计 . 36 究原始质料 . 36 位基准的选择 . 36 削力及夹紧力的计算 . 37 差分析与 计算 . 39 顶面四孔夹具设计 . 39 究原始质料 . 39 位基准的选择 . 40 削力及夹紧力的计算 . 40 差分析与计算 . 41 具设计及操作的简要说明 . 41 结 论 . 41 参考文献 . 43 致 谢 . 44 攀枝花学院毕业设计（论文） 床后托架加工工艺 3 1 床后托架加工工艺 床 后托架的工艺分析 为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂，但侧面三杠孔和底面的精度要求较高，此外还有顶面的四孔要求加工，但是对精度要求不是很高。后托架上的底面和侧面三杠孔的粗糙度要求都是 所以都要求精加工。其三杠孔的中心线和底平面有平面度的公差要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它的 加工是非常关键和重要的。 床后托架的工艺要求及工艺分析 锪 平图 床后托架零件图 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攀枝花学院毕业设计（论文） 床后托架加工工艺 4 问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。 床后托架的技术要求 其加 工有三组加工。底面、侧面三孔、顶面的四个孔、以及左视图上的两个孔。 以底面为主要加工的表面，有底面的铣加工，a ，平面度公差要求是 另一组加工是侧面的三孔，分别为 其表面粗糙度要 求 a 要求的精度等级分别是 8 7 7 以顶面为住加工面的四个孔，分别是以 132 和 202 为一组的阶梯空，这组孔的表面粗糙度要求是 50 a ，以及以 132 和 102 的阶梯孔，其中 102 是装配铰孔，其中 132 孔的表面粗糙度要求是 50a ， 102 是装配铰孔的表面粗糙度的要求是 a 。 床后托架毛坯的选择金属行浇铸，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。 单边余量一般在 ，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因为 床后托架的重量只有 年产量是 5000 件，由 7机械加工工艺手册表 知是中批量生产。工工艺过程 由以上分析可知。该箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于 床后托架来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。 由上面的一些技术条件分析得知： 托架的尺寸精度，形状机关度以及位置机精度要求都很高，就给加工带来了困难，必须重视。 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，也就攀枝花学院毕业设计（论文） 床后托架加工工艺 4 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 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 。 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 面粗糙度为 m， 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。 面的加工 由参考文献 7机械加工工艺手册表 以确定，底面 的加工方案为底平面：粗铣 精铣（ 97 ），粗糙度为 般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。 的加工方案 由参考文献 7机械加工工艺手册表 定，以为孔的表面粗糙度为 选侧孔（ 的加工顺序为：粗镗 攀枝花学院毕业设计（论文） 床后托架加工工艺 5 精镗。 而顶面的四个孔采取的加工方法分别是： 因为孔的表面粗糙度的要求都不高，是 50所以我们采用一次钻孔的加工方法， 132 的孔选择的加工方法是钻，因为 202 的孔和 132 是一组阶梯孔，所以可以在已经钻了 132 的孔基础上再锪孔钻锪到 202 ，而另一组 132 和 102 也是一组阶梯的孔，不同的是 102 的 孔是锥孔，起表面粗糙度的要求是 a ，所以全加工的方法是钻 扩 铰。 定定位基准 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： 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。 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。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证 床攀枝花学院毕业设计（论文） 床后托架加工工艺 6 后托架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从 床后托架零件图分析可知，选择侧面三孔作为 床后托架加工粗基准。 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。 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。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证 床后托架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从 床后托架零件图分析可知，它的底平面与侧面三孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型 的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用与顶平面的四孔的加工基准。 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。 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。 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。 攀枝花学院毕业设计（论文） 床后托架加工工艺 7 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 c9080 的含 打及 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 序的集中与分散 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 攀枝花学院毕业设计（论文） 床后托架加工工艺 8 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。 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糙度为 00 m。 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 面粗糙度为 m。 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 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，有利于提高加工精攀枝花学院毕业设计（论文） 床后托架加工工艺 9 度精加工的加工精度一般为 面粗糙度为 m。 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 面粗糙度为 m。 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。 工工艺路线方案的比较 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，拟订两个加工工艺路线方案。见下表： 表 工工艺路线方案比较表 工序号 方案 方案 工序内容 定位基准 工序内容 定位基准 010 粗铣底平面 A 侧面和外圆 粗、精铣底平面 A 侧面和外圆 020 精铣底平 A 粗 侧面和外圆 粗镗孔：40 、 底面和侧面 040 钻、扩孔：40 、 底面和侧面 半精镗孔：40 、 、 底面和侧面 050 粗铰孔：40 、 底面和侧面 精镗孔：40 、 底面和侧面 攀枝花学院毕业设计（论文） 床后托架加工工艺 10 060 精铰孔：40 、 侧面和两孔 粗铣油槽 底面和侧面 070 粗铣油槽 底面和侧面 钻：10 、 13 底面和侧面 080 锪钻孔：42 底面和侧面 扩孔13 底面和侧面 090 钻：10 、 13 底面和侧面 精铰锥孔： 10 底面和侧面 110 扩孔13 底面和侧面 锪钻孔：10 、13 底面和侧面 120 精铰锥孔： 10 底面和侧面 去毛刺 130 锪钻孔：10 、13 底面和侧面 钻：6M 、 6 140 钻：6M 、 6 攻螺纹 6M 150 攻螺纹 6M 锪平面 160 锪平面 倒角去毛刺 160 倒角去毛刺 检验 170 检验 加工工艺路线方案的论证： 方案在 120 工序中按排倒角去毛刺，这不仅避免划伤工人的手，而且给以后的定位及装配得到可靠的保证。 方案在 010 工序中先安排铣底平面，主要是因为底平面是以后工序的主要定位面之一，为提高定位精度。 方案 符合粗精加工分开原则。 攀枝花学院毕业设计（论文） 床后托架加工工艺 11 由以上分析：方案为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程如下表： 表 工工艺过程表 工序号 工 种 工作内容 说 明 010 铸造 金属型铸造 铸件毛坯尺寸： 长： 宽： 高：孔