毕业设计托架机械加工工艺及工装设计

毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文关键词：工艺规程设计工序夹具制造量具刀具毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文Thegraduationthesisanalyzetothetrestle,selttcondition,onthesumminguprocessedbymanythecraftoptimizatifundercertainlyoftheproductioncondition,withatleastoflaborquproductioncost,intheprescriptivetheinsideofterm,processtomatchdraAtthecraftgagedistanceoftheestablishmentpartshour,putforwardtheofthefixtureaccordingtothemissfixture,inposition,cliptightly,toaconstructionandtotallayoutetc.,comKeywords:processplanningshed毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文制造工程是研究物质从原材料到合格产品的制造工艺过程的科学。由于历史的原因，制造工程主要指机械制造工程，即将原材料通过制造工艺变为具有一定功能的机器或零部件的过程。制造工程的主要内容包括材料成形和加工工艺两大部分。其中，材料成形主要是在保证性能要求的前提，优质、低成本地获取具有一定结构和形状的毛坯或者产品的制造工艺，通常将其称为热加工工艺学。而加工工艺一般是指将材料成形所获得的毛坯，通过切除的工艺，优质、低成本地获取具有一定结构和形状、一定的精度和表面质量的产品的工艺过程，通常将其称为冷加工工艺学。但其内涵远远超了冷加工的范畴，主要包括车削、铣削、刨削、磨削、钳工、现代计算机控制的加工工艺(如数控机床和加工中心加工)、特种加工(如超声波加工、电火花加工和激光加工),以及快速制造。机械制造工艺是各种机械的创造方法和过程的总和。在生产过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，称为夹具。将设计图纸转化成产品，离不开机械制造工艺与夹具。它是机械制造业的基础，是生产高科技产品的保障。我国的机械制造工业经过了半个多世纪的发展，各种机械产品的生产都具有了相当规模，已经形成了品种繁多、门类齐全、布局基本合理的机械制造工业体系。研制出了一批重大成套技术装备和多种高精尖的产品，有了自己的数控加工设备及柔性制造单元、柔性制造系统等，机械制造的技术水平普遍有了很大的提高。毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文2.1零件的分析2.1.1生产类型及其工艺特点本课题的托架是用来保证杆件与板类零件垂直度和连接作用的，托架在现代工艺技术条件下的加工生产已经接近成熟化，在查阅相关资料，借鉴其他相关同类设计的条件下已基本掌握技术要领和加工技术难点。只要按照老师定期安排的任务，结合自己创新性思维，在原先以往基本工艺规程规范下设计出自己独特且可行的工艺方案和夹具。由于工件的技术要求比较低，大部分表面质量铸造即可达到，较高着也只需普通车，铣，钻即可完成，所以，只要按照普通工件设计要求即可达到最后要求的质量。本课题关键问题大致分为以下几项：1、孔和平板的垂直度如何保证；2、孔与孔的平行度如何保证。3、零件不规则性导致设计夹具工作繁杂鉴于以往问题现初步拟定以下解决方案；1、为保证孔与平板垂直度要求及孔与孔的平行度要求，除了夹具设计精准外。拟采用互为基准的方法。2、为保证铸造质量应对磨具精度和质量提出较高要求，如果达不到要求可考虑压力铸造甚至融模铸造高技术铸造方法。在本课题里，主要是制定托架的制造工艺规程及其工艺装备设计。并且撰写说明零件图草图如下图所示：图(1)毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文该工件属于典型托架类零件，主要保证孔与平面的垂直度要求。因此可以先以初始基准加工出精基准平面，然后再以加工出来的平面做精基准，再加工出其他需要加工的部位。由于必须保证垂直度且尽快得到精基准，故先加工大平面作为精基准，然后利用面定位加工其他的工序。产品(或零件)的年产量称为该产品(或零件)的生产纲领。根据生产纲领的大小和产品的特点，可以划分不同的生产类型。拟订该零件的生产纲领为中批量生产。在制定零件的机械加工工艺规程时，根据不同的生产类型的工艺特点，制订出合成批生产的工艺过程的主要特点如下：1)大部分有互换性，少数用钳工修配；2)部分铸件用金属模；部分锻件用模锻。毛坯精度中等，加工余量中等；3)部分通用机床和部分高生产率机床，按加工零件类别分工段排列；4)广泛采用专用夹具，部分靠划线法达到精度要求；5)较多采用专用刀具及专用量具；6)有工艺规程，对关键零件有详细的工艺规程。2.1.2平面加工平面加工有刨削、铣削和磨削三种加工方法。加工方案通常由经济精度等级决定。由于本零件表面粗糙度大多为12.5um和6.3um,可以选用粗铣的加工方法。2.1.3孔及螺纹孔的加工零件体上一系列有相互位置精度要求的孔，称之为孔系。孔系有平行孔系、同轴孔系和交叉孔系。根据生产的规模和孔系精度要求可采用不同的加工方法：1.平行孔系的加工主要的技术要求为各平行孔系中心线之间以及孔中心线与基面之间的尺寸精度和位置精度。1)生产中保证孔距精度的几种方法：a.划线、试钻及测量均用于小批量生产中，且精度不高；b.利用块规和心轴，可保证精度达到±0.03um,但是只适用于小批量生产。c.用块板找正法，效率高，工艺装备不太复杂。d.成批生产中常常采用钻模加工孔系。采用钻模可大大提高机床——夹具——工件——刀具之间的工艺系统、刚度和抗2)同轴孔的加工主要是控制各孔的不同轴度。3)交叉孔系的加工主要是控制各孔的不垂直度。加工的顺序是先加工精度和光洁度要求较高的孔，然后再加工另外与之交叉的孔。本零件由于相关孔垂直度和精度要求偏高，故采用互为基准，多次粗、半精、精加工保证。钻扩铰甚至细铰来保证。2.2工艺规程设计2.2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT150。零件为中批量生产，其结构较为复杂。可选用砂型铸造。公差等级可达到12级。鉴于加工特点和技术可达程度设计毛胚如下：毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文2.2.2基准面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。(1)粗基准的选择。为了保证垂直度，应以平面A为精基准。而为了尽快得到精基准，故选择平面B作为粗基准来铣平面A。(2)精基准得选择。主要应该考虑基准互换原则，选择A面为精精准，在加工C面和孔时都以A面定位，便于保证垂直度。2.2.3制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何尺寸、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用工夹具。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文1.工艺路线方案一工序I铣平面A工序Ⅱ铣平面B工序Ⅲ铣平面C工序IV工序V工序X钻孔中8攻螺纹2—M8—7H锪倒角C12.工艺路线方案二工序I铣平面A工序Ⅱ铣平面B工序Ⅲ铣平面C工序V工序VI工序X钻孔中8攻螺纹2—M8—7H锪倒角Cl3.工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工φ34孔再钻其它孔以保证孔和平面A的垂直度；而方案二则与此相反，先加工其中一孔，从而造成φ34孔加工精度不要并且垂直度达不到要求。两相比较可以看出，第二种方案虽然少了装夹方面的工毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文工序010以B面为粗基准，铣平面A。选用X6025工序020以A面为精基准，铣平面B。选用X6025工序030工序040以B面为精基准，铣平面C。选用X6025工序050工序060工序070工序080工序090攻螺纹2—M8—7H工序100锪倒角C12.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定考虑其必须留有余量故必然小于10mm,故必须实心铸造。根据加工的尺寸查《机械制造工艺设计手册》表1—49,A面加工余量为3.0mm。B面加工余量为1.5mm,表面粗糙度值要求为Ra6.3um,粗加工即可。C面之间加工余量为2.0mm,表面粗糙度值要求为根据加工的尺寸查《机械制造工艺设计手册》表1—49,确定其双边余量为3mm,表面粗糙度值要求为Ra3.2um,需精加工。2.2.5确定切削用量及基本工时工序010:粗铣表面A。本工序采用计算法确定切削用量。毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文3)计算切削速度把参数带入公式(1),其中T=10.7,则得：4)确定机床主轴转速所以实际切削速度毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文当加工余量小于5mm是时，一次进给就可以铣削全部加工余量。已知毛坯长度方向的加工余量为2mm,对于粗加工，可一次切除。所以a。=30mm3)切削速度本工序与上一道工序基本相同，由上一道工序可知，把参数带入公式(1),其中T=10.7,则得：4)确定机床主轴转速按机床选取n=400r/min所以实际切削速度工序030:粗铣表面C。采用计算法确定切削用量。刀具：刀片材料为高速钢，刀具选用套式面铣刀，刀具主要参数d。=63mm,是时，一次进给就可以铣削全部加工余量。已知毛坯长度方向的加工余量为2mm,毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文对于粗加工，可一次切除。所以a。=30mm3)切削速度本工序与上一道工序基本相同，由上一道工序可知，把参数带入公式(1),其中T=10.7,则得：4)确定机床主轴转速按机床选取n=400r/min所以实际切削速度工艺040:钻孔中30mm.1.加工条件刀具：标准麻花钻高速钢钻头φ30mm2.确定加工用量1)根据《机械加工工艺设计手册》表3-38,选用2)计算切削速度：毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文3)确定机床主轴转速：按机床选取n=400r/min所以实际切削速度工序050:扩孔中33.85。刀具：硬质合金扩刀确定切削用量：1)根据《机械制造工艺设计手册》表3-46,查得机扩刀扩通孔时的进给量选为2)根据表3-52,查表确定切削速度3)确定机床主轴转速按机床选取n,=900r/min所以实际切削速度毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文工序060:绞孔中341)根据《机械制造工艺设计手册》表3-46,查得机铰刀扩通孔时的进给量选为2)根据表3-52,查表确定切削速度3)确定机床主轴转速所以实际切削速度工序070:钻中8孔。机床：摇臂钻床Z35刀具：标准麻花钻高速钢钻头φ8mm1)进给量f=0.5mm/r2)钻削速度v=7.9m/min3)确定主轴转速按机床选取n=530r/min毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文则实际切削速度工序080:粗镗φ10孔。刀具：硬质合金镗刀确定切削用量：1)根据《机械加工工艺设计手册》表3-113,选用进给量2)确定进给速度，选用3)确定机床主轴转速：按机床选用n=125r/min工序090:钻中8孔1.加工条件机床：摇臂钻床Z35刀具：标准麻花钻高速钢钻头φ8mm2.计算切削用量3)确定主轴转速按机床选取n=530r/min则实际切削速度毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文3钻床夹具设计3.1专用夹具及钻床夹具简介3.1.1专用夹具的特点专用夹具是专为某一工件的某道工序设计制造的夹具。它是用于实现被加工零件的准确定位，夹紧，刀具的导向以及装卸工件时的限位等作用的。在产品相对稳定、批量较大的生产中，采用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具的设计周期较长、投资较大。专用夹具一般在批量生产中使用。除大批大量生产之外，中小批量生产中也需要采用一些专用夹具，但在结构设计时要进行具体的技术经济分一般的机床夹具是作为机床辅助机构设计的，而专用机床夹具是机床的主要组成部分，其设计工作是整个机床设计的重要内容之一。机床夹具和机床其他部件有着密切的联系，如回转或移动工作台，回转鼓轮，主轴箱，刀具和辅具，钻模板和托价以及支承部件等。正确地解决它们之间的关系是保证机床工作可靠和正确使用性能良好的重要条件之一，而且夹具的结构也要按这些部件的夹具要求来确定。由于这类机床常常是多刀，多面和多工序同时加工，会产生很大的切削力和震动，因此专用机床夹具必须具有很好的刚性和足够的夹紧力，以保证在整个加工过程中工件不产生任何位移，同时，也不应使工件产生不容许的变形。夹具是保证加工精度的关键部件，其设计，制造和调整都必须有严格的要求，使其能持久地保持精度。夹具设计应便于实现定位和夹紧的自动化，并有动作完成的检查信号；保证切屑从加工空间自动排除；便于观察和检查，以及在不从机床上拆下夹具的情况下，能够更换易损件和维护调整。3.1.2夹具设计通用原则(1)定位基准必须与工艺基准重合，并尽量与设计基准重合，以减少定位误差，获得最大加工允差。降低夹具制造精度，当定位基准和工艺基准或设计基准不重合时，毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文须进行必要的加工尺寸及其公差的换算。(2)在选择定位元件时，要防止出现超定位现象。(3)应选择工件上最大的平面，最长的圆柱轴线为定位基准，以提高定位精度，并使定位稳定可靠。(4)在工件各加工工序中，力求采用同一基准，以避免应基准换算而降低工件各表(5)粗基准应选择比较光整的表面作为基准面，避开帽口，浇口，或分型面等凹凸不平的部位。3.1.3对刀装置对刀装置用来确定刀具和夹具的相对位置，它是由对刀块和塞尺所组成。利用迅速而准确的调整刀具和夹具的相对位置。对刀时，要使用对刀平塞尺或对刀圆柱塞尺。本工序是铣平面，故采用圆柱对刀块。采用对刀塞尺的目的是为了防止刀具与对刀块直接接触而损坏刀刃和对刀块的工作表面。使用时，将塞尺放在刀具和对刀块之间，凭抽动塞尺的松紧感觉来判断对对刀块在夹具中的位置，应设于刀具开始铣削的一端，以免在加工过程中因换刀而要卸下正在加工的工件。实际在生产过程中，如果由于工件的加工精度较高，用对刀块对刀不能保证加工精度时，则采用试切对刀。即使采用对刀装置对刀之后，对加工的第一个工件也要进行测量，如其尺寸精度不直到加工合格为止。有时由于夹具机构的限制，不便于设置对刀块，则可以用标准试3.2零件在本工序中的加工分析3.2.1设计任务书工件名称支架机床型号材料生产类型中批量生产夹具类型钻床夹具同时装夹工件数13.2.2工序简图(图2)本夹具设计是第4道工序钻φ34孔的夹具。毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文3.2.3分析原始资料2)由于是中批生产，工件的加工精度要求又不高，所以设计的夹具结构不宜太1.根据六点定位规则确定工件的定位方式由工序简图可知，该工序限制了工件2.选择定位元件，设计定位装置根据已确定的定位基面的结构形状，确定定位毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文1)选择定位元件的类型2)确定定位元件的尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差标准固定支承板的基本尺寸根据选定的元件查表找得，选用A6×30支承板作为3)分析计算定位误差通过对定位误差的分析计算，判别所设计的3.确定工件的夹紧装置1)确定夹紧类型具加紧，其它平面可以直接用平面固定，在零件的一侧用一个定位螺钉固定。2)夹紧力的计算(4)、在切削过程中，应避免工件产生不允许的振动。(1)、夹紧装置应保证工件各定位面的定位可靠，而不能破坏定位。(3)、夹紧装置要具有可靠的自锁，以防止加工中夹紧装置突然松开。(4)、夹紧装置要有足够的加紧行程，以满足工件装卸空间的需要。(5)、加紧动作要迅速，操作要方便、安全、省毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文本夹具采用辅助夹具夹紧零件。1.钻孔切削力：查《机床夹具设计手册》P70表3—6,得钻削力计算公式：P=70.6*D⁹*S*HB"P——钻削力S——进给量得出P=913.6N2.钻孔加紧力：查《机床夹具设计手册》P70表3—6,查得工件以V型块定位时所需的夹紧力计算公式：φ——螺纹摩擦角；f——工件与夹紧元件间的摩擦系数，0.16;L——手柄长度查手册得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。3.4绘制夹具总图工件装夹方案确定以后，根据定位元件及夹紧机构所需要的空间范围及机床工作台的尺寸，确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。4.1光滑极限量规简介图7.2用卡规检验轴毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文检验孔径的光滑极限量规称为塞规。图7.1所示为塞规直径与孔径的关系。一最小实体尺寸(即孔的最大极限尺寸)制造。前者叫做塞规的“通规”(或“通端”).后者叫做塞规的“止规”(或“止端”)。使用时，塞规的通规通过被检验孔，理，检验轴径的光滑极限量规，叫做环规或卡规。图7.2所示为卡规尺寸与轴径的被测轴的最小实体尺寸(即轴的最小极限尺寸)制造。前者叫做卡规的“通规”,后者极限由此可知，不论是塞规还是卡规，如果“通规”通不过被测工件，或者“止规”径是否在规定的极限尺寸范围内。因此，把这些光滑塞规和光滑极限量规国标(GB1957—81),是参考国根据量规不同用途，分为工作量规、验收量规和校对量规3类。通—损”量规，用代号“TS”表示。检验工件时，生产工人应该使用新的或磨损较少的工作量规“通规”;检验部门应该毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文使用与生产工人相同型式且已磨损较多的工作量规“通规”。用户代表在用量规验收工件时，通规应接近工件最大实体尺寸，止规应接近工件最小实体尺寸。在用上述规定的量规检验工件时，如果判断有争议，应使用下述尺寸的量规来仲通规应等于或接近工件最大实体尺寸。止规应等于或接近上件最小实体尺寸。4.2光滑极限量规工作尺寸的计算a)由国标“公差与配合”查出该孔的上下偏差；b)查表5-2(互换性教材)得出工作量规制造公差T和位置要素Z值；c)计算量规的极限偏差。工作量规的公差T和位置要素Z值为：通规(T)磨损极限=EI=0毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文0图1-4选用侧头尺寸，查阅图1-5选用手柄型号为6号手柄，详见量具装配图。毕业论文托架机械加工工艺及工装设计毕业论文6结论通过这次毕业设计，使我对大学四年所学东西进行了总结和巩固，让我学会怎么运用所学知识解决实际问题。这次毕业设计了托架的工艺规程及相应的夹具、量具和刀具，使我熟悉制定机械加工工艺规程和工装的设计过程。这次设计是我们理论知识与实践的相结合，为我们即将走上工作岗位打下了一个基础。此次毕业设计运用的是比较常规的知识，这些知识虽然比较熟悉，但在实际运用中也遇到了不少的问题和困难，同时从这其中也学到了不少的经验，对现有的知识也有进一步加深和巩固。在这一过程中感受最深的就是实际的东西和理论的东西有一定的差距，而且在设计中要实践和理论相结合，及时灵活的解决问题。在此次设计中，我们参阅了不少有关书籍和资料，通过自己的思考和，在老师的精心指导下完成了此次设计任务。在设计过程中，应用到了大学三年来所学的所有知识，发现自己还有许多欠缺的地方，通过看书和老师指导弥补了不少，其它不足之处在今后的工作中尽快弥补上。在设计中遇到不少困难和难题，在指导老师的指导帮助下解决了这些难题，我从中受益非浅，巩固了所学知识和缺乏的地方