矿样采集装备中间泵体机械加工工艺及铣左端面夹具设计
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矿样采集装备中间泵体机械加工工艺及铣左端面夹具设计,采集,装备,中间,机械,加工,工艺,端面,夹具,设计
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湖 南 涉 外 经 济 学 院本科毕业论文（设计）题目矿样采集装备中间泵体制造工艺设计作者王小晶学院信息与机电工程学院专业机械设计制造及其自动化学号164320435指导教师张学辉二 年 月 日湖南涉外经济学院本科毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立开展工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或创作过的作品成果。对本文工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本科毕业论文（设计）作者签名：二 年 月 日16摘 要随着机电一体化、自动化和人工智能化的快速发展，机械加工的应用也变化多端，工艺制造的技术也随之变化，本次的课题就是针对指定的某零件对其进行工艺的设计，通过对基本的零件的工艺设计来熟悉某个零件从毛坯制造到最终完成所需要经历的过程，在此熟悉机械加工工艺制造学的基本知识，以及熟悉目前机械制造中常见的数控加工等应用。本次对零件进行零件图上的分析，包括各表面的加工精度要求，确定好基本的零件的表面精度后，我们来分析具体该如何加工这些表面，然后确定好基本的加工尺寸还有毛坯的余量尺寸等。确保合理性，形成过程流程，形成过程卡和工序卡，以及处理每个工序的加工参数。然后选择其中的两个主要的工序作为本次的工装夹具的设计任务，从部件的位置，夹具的分析，确定夹具的基本方案，绘制夹具的装配图，夹具的零部件图。进行切削力和夹紧力的计算等，最后完成设计说明书。关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧力，定位误差ABSTRCTWith the great development of mechatronics, automation and artificial intelligence, the application of mechanical processing is also changing rapidly, and the technology of process manufacturing is also changing. This topic is to design the process for a specified part. Through the process design of basic parts, we can get familiar with the process design of a part from the blank.The process of manufacturing to the final completion needs to go through, in this familiar with the basic knowledge of mechanical processing technology manufacturing, and familiar with the current machinery manufacturing common CNC processing applications.This time, the parts are analyzed on the part drawings, including the processing accuracy requirements of each surface, after determining the basic surface accuracy of the parts, we will analyze how to process these surfaces, and then determine the basic processing size and the spare size of the blank, and so on. Determine reasonable, After the process flow, the process card and process card are formulated, as well as the process parameters for each process. Then choose two main processes as the design task of the fixture. Starting from the positioning and clamping of the parts, the basic scheme of the fixture is determined, the assembly drawing of the fixture and the part drawing of the fixture are drawn, and the calculation of the cutting force and clamping force is carried out. Finally, the design instructions are completed.Keywords: craft, process, cutting parameters, clamping force, localization error 目录湖南涉外经济学院本科毕业论文（设计）诚信声明I摘 要IIABSTRCTIII第一章 前 言1第二章 中间泵体零件分析22.1 中间泵体零件分析22.2 零件的工艺分析32.3 零件的生产纲领3第三章 工艺过程设计43.1 确定毛坯43.2 机械加工余量的的确定43.3 毛坯尺寸的确定53.4 基准的选择63.5 制定工艺路线73.6 确定切削用量及基本工时7第四章 钻孔夹具设计114.1 问题的提出114.2 定位基准的选择114.3 定位方案的设计114.4 夹紧方案的设计114.5 切削力和夹紧力的计算124.6 钻模板的选择124.7 定位误差分析12结 论14参 考 文 献15致 谢16湖南涉外经济学院本科生毕业论文（设计）第一章 前 言金属切削有三个要素：机床、刀具、夹具。它有效地结合了加工工艺的必要特性，充分发挥机械效率，保证加工质量，是加工过程的最佳任务。夹具在工艺的实现中经常又占有重要的一节。作为世界工厂的我国，在机械加工领域占据着不可或缺的角色，我们大量购买德国等工业发达国家的先进机床设备，拥有了许多先进机床，然而这些机床的使用率并没有我们想象中好，相反我国现有的大批高质量的机床设备的使用效率没有能够真正得到发挥。事实上人们长期形成的“重设备轻工艺”的观念并没有在根本上转变，而且“设备先进工艺落后”还大大制约了我国在机械加工层次面的提升，进而影响我国成为“制造大国”市场中的竞争力。前提是提升工艺上的水平，才能进一步的增强加工能力与劳动中的生产率、减少生产的成本，这也是目前呈现在我们眼前的最重要也是最急迫的任务之一。之所以德国的机械加工上的水平一直都在世界之颠，正是因为他不仅拥有世界一流的机床制造企业和刀具制造企业，同时也拥有一流的工装夹具制造企业。并且非常重视工艺方案的解决以及高效夹具的应用。机床厂根据各种不同的客户所提出具体问题并与夹具厂和刀具厂进行详细的讨论，同时制定出一套性价比较高的工艺方案进行加工与生产。许多新奇的工装夹具在这些工艺优化的过程中应时而生。这次的设计方针主要是就小型的中间泵体上的常规性机械上加工过程工艺及所明确的工序应该专用的夹具设计。在这设计中将运用气动夹紧，以便进行操作，反应迅速。第二章 中间泵体零件分析2.1 中间泵体零件分析中间泵体在众多部件中是重要的部件之一，这个部件的大小比其他的部件小，因此，在复杂的形状和配置，以及底部孔的加工精度的情况下，比其它组分更高。也有小头孔端处理要求，高精度的要求。图2.1中间泵体该零件属中间泵体类零件，为铸造毛坯，本零件是主要是由端面和孔等结构组成,从上图可以看出零件最高的粗糙度仅仅只是Ra1.6,以及零件上各部分粗糙度要求较低，由此可知，设计中所需的精加工就可满足设计。2.2 零件的工艺分析此次流程分析的目的是:元件结构的外形与尺寸，表面粗糙度，材料与热处理等技术所要求的合理性，加工与组装方便;通过对中间泵体组件的工程分析，可以更深刻地理解对这个部件的要求。最后编制出零件的工艺文件。中间泵体的工艺有两组加工面，分别为：1：以右端面和外圆为基准面为其所用的加工面，包括加工左端面和内孔。2：以内孔和一端面为基准的加工面，这个主要是其他端面和孔的加工。2.3 零件的生产纲领在这里我选择“中间泵体”零件材料是HT200，在我查阅书籍了解下知道这种材料拥有高于其他零件的强度，韧性还有耐磨性，可以在制造一些复杂的零件上运用，在加上它是综合力学性能较好的零件。在企业计划时间内生产的产品数量及年产计划这说的是纲领。机器零部件生产纲领包括计划期间内的生产量，包含一定的备用品率和平均废品率。查阅机械制造工艺学书籍后可以从中得出， 式中 机器零件的生产纲领； 机器产品在计划时间中的产量； 每台机器产品中该零件的数量； 备品率； 平均废品率。在小型变速器的年产量为15000件的大前提下，备品率：3%，废品率：2%。故中间泵体生产纲领为=150001（1+3%+2%） =15750（件）如此产生可以被识别为大量生产型，金属铸造坯料。铸造精度CT8，表6-90，P516；铸造斜度3，表6-79，P510；未注明圆角半径R3。第三章 工艺过程设计3.1 确定毛坯确定毛坯的制造样式，包括选择它们的类别和制造方法。在经过严密的思考下考虑一切可能性发生的,还要充分的利用可以利用的新技术和新材料。现在，新技术和新材料，在毛坯制造业方面前景好。在应用锻造、铸造、冷挤压等可以发挥最大的影响，将机械中加工的数量大幅度的降低,有时即使不能被解决,但在经济效果上是非常显著的。该中间泵体零件的材料选用HT200。因为HT200的可铸性好，所以可用铸造的方法进行成批生产，利用模铸的方法进行生产铸件毛坯，这样在提高生产率时也可以拥有增强精度与加工余量小等各种优点。图3.1 毛坯图3.2 机械加工余量的的确定 表3.1加工余量序号被加工表面及孔机械加工余量加工余量等级1粗铣79的左端面2.5mmIT13级2粗铣100的右端面2.5mmIT13级3粗车内孔5IT13级4精铣79的左端面0.4mmIT11级5精铣100的右端面0.4mmIT11级6精车内孔0.8mmIT11级7钻8-M6的螺纹孔，攻丝（B向）实心IT13级8钻6-M6的螺纹孔，攻丝实心IT13级9铣R11的两端面2.5mmIT13级10钻2-M10的螺纹孔，攻丝实心IT13级11磨79的左端面0.1mmIT18级12磨100的右端面0.1mmIT8级13磨内孔0.1mmIT8级3.3 毛坯尺寸的确定表3.2 毛坯尺寸序号被加工表面及孔机械加工余量零件尺寸毛坯的尺寸1粗铣79的左端面2.5mm79647964+2.52粗铣100的右端面2.5mm1006410064+2.53粗车内孔540354精铣79的左端面0.4mm79647964+0.45精铣100的右端面0.4mm1006410064+0.46精车内孔0.8mm4039.27钻8-M6的螺纹孔，攻丝（B向）实心8-M6实心8钻6-M6的螺纹孔，攻丝实心6-M6实心9铣R11的两端面2.5mmR11R11+2.510钻2-M10的螺纹孔，攻丝实心2-M10实心11磨79的左端面0.1mm79647964+0.112磨100的右端面0.1mm1006410064+0.113磨内孔0.1mm4039.83.4 基准的选择粗基准的选择要尽量的选用平坦和光滑,大的表面积定为粗的基准,在确保正确的位置进行定位与夹紧。当然这有前提，在浇口、冒口、飞边、毛刺的表面等这些位置要用粗的基准，就必须进行初加工，不然不能运用。在粗的基准应用中应有这些不可以的地方,主要是表面粗糙数据中粗糙和不规则的，所以应该避免粗糙的基准。难以确保表面间表面的正确性。选择基面是工艺设计的一个重要组成部分，它在生产构件上非常重要的。第一步，确定基准面选择端面和侧面定位精基准的选择(1)“基准重合”的原则。(2)“基准统一”的原则 (3)“自为基准”的原则。(4)“互为基准”的原则,(5)选择的精度标准应当能确保工件定位准确, 装置简易，可靠的夹紧，使用便利。有很好的68孔和定位基准和其他表面处理。主要的问题是考虑一个好的参考标准, 当工序基准和设计基准不重合的时候，在后期操作方面还要专门进行尺寸上的换算与运算等。 3.5 制定工艺路线从所给的零件中的大小、形状和位置上的精度，然后经过技术得出下面两种工艺方案：3.3 工艺方案一序号工序名称工序内容1铸造铸造2处理时效处理3铣粗铣79的左端面4铣粗铣100的右端面5车粗车内孔6铣精铣79的左端面7铣精铣100的右端面8车精车内孔9钻钻8-M6的螺纹孔，攻丝（B向）10钻钻6-M6的螺纹孔，攻丝11铣铣R11的两端面12钻钻2-M10的螺纹孔，攻丝13磨磨79的左端面14磨磨100的右端面15磨磨内孔16检验检验17入库入库3.6 确定切削用量及基本工时工序1：铣79的左端面 1. 铣刀具的选择铣刀具要用端铣刀运用的是YG8 铣刀。，。2. 铣削用量的计算1） 铣削深度的确定因为机械加工中的余量不是很大,可以一次就完成对其的加工2） 进给量的确定及切削速度的计算根据所查可知功率为7.5kw，中等系统刚度。由表得出 ，则依据标准可选用1000当1000r/min时3） 切削工时的计算切削工时：， 机动工时： 工序3：铣100右端面 1. 刀具的确定铣刀具用端铣刀中的YG8 铣刀。，。2. 铣削用量的计算4） 铣削深度的确定 加工中的余量不是很大,可以一次性完成对其的加工5） 进给量的确定及切削速度的计算 其功率为7.5kw，中等系统刚度。根据表得出 ，则因此根据标准选取1200当1200r/min时选取6） 切削工时的计算切削工时：，则机动工时计算如下：工序4：钻6-M6的螺纹孔选用高速钢锥柄麻花钻 由表2.7和表4.216查得 按机床选取 基本工时： min攻螺纹M6mm： 选择M6mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即 按机床选取 基本工时：3.4 工艺方案二序号工序名称工序内容1铸造铸造106X75X302热处理时效处理3车平左端面，车80保证长度12，倒角794车平右端面，车外圆100、车内孔60至尺寸，粗车内孔68留余量并倒角5磨平面磨两端面保证总长646车车内孔至40至尺寸7车夹40内孔，车内孔68至尺寸8铣铣平R11凸台平面9钻钻8-M6的螺纹孔，攻丝（B向）10钻钻6-M6的螺纹孔，攻丝11钻钻2-M10的螺纹孔，攻丝12检验检验13入库入库综合方案一和方案二，方案一的内孔是通过磨削加工，方案二的内孔是车削的方式，磨削加工更能保证加工精度，所以选择方案一为最终方案。第四章 钻孔夹具设计在增强劳动生产率的大前提下要保证加工质量高从而达到标准，可以减少劳动强度的增加，这就需要设计出特用的钻孔夹具。根据指导老师的推荐，我选择的钻床夹具是钻6-M6螺纹孔。4.1 问题的提出 本夹具主要用于钻夹具6-M6螺纹孔，精度更小，并且用于此目的的主要权利要求的任何其他表面上，仅考虑如何提高工作效率，精度将不予考虑。4.2 定位基准的选择基准是根据生产的物体的几何元素之间的几何关系来确定点、线或面，在测量工作中用作起始尺度的标准。标准分为不同的功能，并且处理该参考分为两类:工艺基准和设计基准。钻6-M6螺纹孔，精度不高，因此我们采用已加工好的68孔及端面定位，因为孔径本身是小的，小的切割力，这意味着不使用采用并不重要，以使得垫片可以在设计中仅获得开口的按压力等辅助定位就可以了。4.3 定位方案的设计定位方式与定位元件之间的选择取决于工件定位基准、工件的加工要求、外力的作用等要素，它包括定位元件或类似的结构，布置，大小和形状等。定位是68的圆孔，采用心轴作为定位元件。限制主轴端面的三个自由度，即X方向，Y旋转，X旋转；心轴外圆限制两个自由度，分别是Z方向，Y方向。定位挡销限制一个自由度，为Z旋转。4.4 夹紧方案的设计在这个加工过程中，定位和夹紧是相互关联的。在工件定位中，将使工件通过一定装置将部件压在定位元件上，使得切削力，重力，离心力和惯性等作用下，以防止振动和位置变化，实现加工精度和生产安全性。参照中心元件加工过程的步长（轴向中心平面等），除去时，为了降低所述基准一致的定位误差，所以我用夹紧机构是具有开口通常垫圈，螺母夹的定心芯轴工件，因此我在此次设计中运用了单个螺旋夹紧结构夹紧工件。心轴使用定位，垫圈的开口可用压紧力可靠的夹紧力来指定。这里我们使用一个快速更换钻头夹具，导向钻套磨损后，就可以松开螺丝迅速换下钻套。这样不仅可以保证不会发生错误的精准度，而且在很大程度上增加了提高生产率，可用于大批量生产。4.5 切削力和夹紧力的计算查得：钻削力 式（3-1）钻削力矩 式（3-2）式中： 代入公式（3-1）和（3-2）得 由于夹紧力的方向同钻削力所属是相同的，因此没有必要计算夹紧。在这里只要满足定位夹紧部件的刚度及销钉强度适当就行了。4.6 钻模板的选择钻床夹具也称钻模，以孔和螺纹加工为主。是一套由钻套、钻孔模板、定位和夹紧装置组成的。盖板钻模板靠工件的内孔在夹具体上，实现对盖板钻模板的定位。4.7 定位误差分析试用调整法加工的一批工件,可以发现工件定位的过程中出现的问题,这些问题在工件中工序的标准偏离理想位置的现象,这种现象是很容易导致工序尺寸的加工出现误差问题,这被称为定位误差。其数值大小的工件中工序基准的工序尺寸发生显著偏差。这也是定位基准和工序基准的不一致引起的误差和定位副制造之间的不准确引起的位移误差,它的数值的大小是工程尺寸的代数之和，即 当工序基准位置与多个定位基准相关联时，这两个误差方向和工序尺寸方向可能不一致，定位误差的计算相对复杂，这些需要就事论事的进行具体计算。在最不利的情况下找到位置的话，该工件内的工序基准会出现两个极端的位置，之后将工序基准上的最剧烈的变量按照工序尺寸方向计算的话，会出现位置误差。在使用夹具安装部件时，应减少位置误差，在保证本工序加工要求的前提下，其他工艺系误差比例更大，能够更好地控制加工误差。根据加工误差的不等式，定位误差不超过零部件公差的1/5-1/3。定位心轴垂直放置：=0.019+0.007+0.002=0.028结 论写到这个部分的时候，也意味着本次毕业设计即将结束。在这个寒假中，我认真地做完了毕业设计，从中发现了不足的地方，也收获了很多干货，同时也对这四年所学习的知识进行了一次全面的巩固，大抵算得了一次小小的锻炼。在刚开始接触毕业设计时，很多东西都不了解，心里是慌张的，尤其是当老师说让我们自己选择自己要做的零件图时我的内心更慌乱了不知所措了。花费了一周的时间选择好自己要做的零件，但是看着零件感觉好复杂，心里总是害怕完不成任务，感觉很难。经过老师的耐心指导，我渐渐的熟悉了设计思路。其实，只要我们按照老师的指导，把毕业设计分解成一个又一个的子任务，每周把每周的任务认认真真的按时做完。在考虑问题的时候，不够全面。在进行夹具的设计时，没有充分地考虑到后面的加工工艺性，没有给夹具体上放置镗模支架、对刀块支架处，设置凸台，直接加工整个平面的话，精度低，成本高。比如，在设计偏心让刀机构的时候，没有考虑轴向定位，使两个偏心轮的位置固定。还有就是对以前所学习的知识，掌握的不够牢靠。此次设计的工艺安排是保证工件质量的关键，基本准则为：先加工面，再加工孔，先粗加工，再精加工，先大孔，再小孔。运转速度，不知道怎么写。为了降低成本，就要降低报废率，降低人工劳动力，从而使成本降到最低。达到操作的安全性，考虑夹具的使用优化，工件材料的选择，工件使用HT200灰铸铁为毛坯，铸造毛坯，更好的保证了操作的安全性。必须承认的是，毕业设计真的很锻炼人，它让我提高了查阅资料和学习相关知识的能力，同时可以将以前的知识相互联系起来，还让我更多的考虑细节问题。哪怕是以前再怎么对专业知识的不了解，来回的查阅、交流、讨论会让你熟悉起来，大抵是“最熟悉的陌生人”吧。比如在我们的专业设置中，对于铸造相关的知识讲的很少，通过在图书查阅相关书籍，丰富了我的知识和眼界。另外，还应该摆正学习态度，不能只知道玩，这是对自己的不负责任。参 考 文 献1 许晓旸, 专用机床设备设计M. 重庆: 重庆大学出版社, 2003.2 孙已德, 机床夹具图册M. 北京: 机械工业出版社, 1984: 20-23.3 贵州工学院机械制造工艺教研室, 机床夹具结构图册M. 贵阳: 贵州任命出版社, 1983: 42-50.4 东北重型机械学院等, 机床夹具设计手册M. 上海: 上海科学技术出版社, 1979.5 孟少龙, 机械加工工艺手册第1卷M. 北京: 机械工业出版社, 1991.6 金属机械加工工艺人员手册修订组, 金属机械加工工艺人员手册M. 上海: 上海科学技术出版社, 1979.7 李洪, 机械加工工艺手册M. 北京: 机械工业出版社, 1990.8 马贤智, 机械加工余量与公差手册M. 北京: 中国标准出版社, 1994.9 上海金属切削技术协会, 金属切削手册M. 上海: 上海科学技术出版社, 1984.10 周永强, 高等学校毕业设计指导M. 北京: 中国建材工业出版社, 2002.11 刘文剑, 曹天河, 赵维, 夹具工程师手册M. 哈尔滨: 黑龙江科学技术出版社, 1987.12 余光国, 马俊, 张兴发, 机床夹具设计M. 重庆: 重庆大学出版社, 1995.13 东北重型机械学院, 洛阳农业机械学院, 长春汽车厂工人大学, 机床夹具设计手册M. 上海: 上海科学技术出版社, 198
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