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本科畢業(yè)設(shè)計論文
題 目 外筒工藝及磨床夾具設(shè)計
專業(yè)名稱 機械設(shè)計制造及其自動化
學生姓名
指導教師
畢業(yè)時間 2014年6月
設(shè)計
論文
畢業(yè) 任務(wù)書
一、題目
外筒工藝及磨床夾具設(shè)計
二、指導思想和目的要求
機械加工工藝與夾具設(shè)計是全面地綜合運用有關(guān)專業(yè)課程的理論和實踐知識進行加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的一次重要實踐。畢業(yè)設(shè)計（論文）是培養(yǎng)自學能力、綜合應(yīng)用能力、獨立工作能力的重要教學實踐環(huán)節(jié)。在畢業(yè)設(shè)計中，獨立承擔一部分比較完整的工程技術(shù)設(shè)計任務(wù)。發(fā)揮主觀能動性，積極性和創(chuàng)造性，在畢業(yè)設(shè)計中著重培養(yǎng)獨立工作能力和分析解決問題的能力，嚴謹踏實的工作作風，理論聯(lián)系實際，以嚴謹認真的科學態(tài)度，進行有創(chuàng)造性的工作，認真、按時完成任務(wù)。
三、主要技術(shù)指標
1. 機械中英文材料
2. 外筒的CAD制圖
3. 外筒加工工藝過程綜合卡
4. 磨床夾具設(shè)計圖
5. 設(shè)計論文
四、進度和要求
第一階段：第八學期第1，2周，完成零件CAD制圖， 撰寫開題報告
第二階段：第八學期第3，4周，修改并完成文獻綜訴與譯文，；
第三階段：第八學期第5，6周，外筒工藝設(shè)計的初步思想；
第四階段：第八學期第7，8周，研讀工藝規(guī)程設(shè)計資料，制定零件加工工藝規(guī)程；
第五階段：第八學期第9，10周，磨床夾具設(shè)計與計算，繪制制定零件圖；
第六階段：第八學期第11，12周，完善磨床夾具設(shè)計，畫出夾具裝配圖。
第七階段：第八學期第13，14周，擬定畢業(yè)設(shè)計論文框架，整理和撰寫設(shè)
計論文，形成終稿，送審，修改，并裝訂。
五、主要參考書及參考資料
[1] 閆光明,侯忠濱,張云鵬.現(xiàn)代制造工藝基礎(chǔ)[M]西安:西北工業(yè)大學出版社,2007.
[2] 狄瑞坤,潘曉弘,樊曉燕.機械制造工程[M]杭州：浙江大學出版社.2001.
[3] 薛源順,機床夾具設(shè)計[M]北京：機械工業(yè)出版社.2000
[4] 許建新,孔憲光,張振明,CAPP技術(shù)綜述[J]CAD/CAM與制造業(yè)信息化.2002.
[5] 蔡瑾,段國林,李翠玉,李德紅,夾具設(shè)計技術(shù)發(fā)展綜訴[J]河北工業(yè)大學報，2002.
[6] 魏米,吳大春,機械加工工藝路線的擬定[J],民營科技,2008.
[7] 曾愛新,淺談機械加工工藝的發(fā)展趨勢[J],職培園地,2002.
學生 指導教師 系主任
西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設(shè)計論文
摘 要
本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、公差配合與測量等多方面的知識。通過對知識的綜合運用，設(shè)計了外筒零件的加工工藝規(guī)程及夾具的設(shè)計。外筒加工工藝規(guī)程及磨床的夾具設(shè)計包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及磨床夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對外筒零件進行分析，了解外筒零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好外筒零件的加工基準，設(shè)計出外筒零件的工藝路線；接著對外筒零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后重點進行磨床夾具的設(shè)計，磨床夾具設(shè)計的要點，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。設(shè)計磨床夾具是為了生產(chǎn)過程中能方便快捷的完成磨平面工序的加工，從而提高生產(chǎn)效率。通過夾具設(shè)計掌握所學的機械知識，使之相互聯(lián)系，進一步使理論和實踐相結(jié)合，并鞏固了知識點。
關(guān)鍵詞:外筒零件，工藝規(guī)程，磨床夾具
I
ABSTRACT
The design content of the mechanical manufacturing technology and machine tool fixture design, tolerance matching and measurement of aspects of knowledge. Through the integrated use of knowledge, design of the outer barrel parts machining process planning and fixture design. External processing technical process and grinding machine of fixture design including parts processing process design, process design and grinding machine fixture design three parts. Must first foreign tube parts in process design were analyzed, and the outer tube parts technology to design the structure of blank, and choose good outer barrel parts processing benchmark, sticking out of the barrel parts design process; Then foreign tube parts size of each work step of the process, the key is to determine the process equipment for each process and cutting parameter; Then the grinding machine fixture design, the main points of the grinding machine fixture design, select design out of the component parts of the fixture, such as clamping components and guide components, clip specific connection with machine parts and other parts; Calculated at the exit of fixture locating position error, analysis the rationality of the fixture structure and deficiency, and pay attention to the improvement in the later design. Grinding machine fixture is designed to process that can be convenient and quick plane grinding process to complete the processing, thus improve the production efficiency. Through the knowledge of the mechanical fixture design master what they have learned, to connect with each other, further to combine theory and practice, and consolidate the knowledge.
Key words：Outside the cylinder,Process planning,Grinding machine fixture
II
目 錄
第一章 緒 論 1
第二章 工藝方案分析 2
2.1 外筒的零件圖的分析 2
2.1.1 外筒零件結(jié)構(gòu)特點 3
2.1.2 外筒零件的作用 3
2.1.3 外筒零件的工藝分析 3
第三章 外筒零件的工藝規(guī)程設(shè)計 4
3.1 確定毛坯 4
3.1.1 毛坯的選擇 4
3.1.2 繪制毛坯圖 5
3.2 擬定工藝路線 5
3.2.1 各表面加工方法 5
3.2.2 定位基準的選擇 16
3.2.3 加工階段的劃分 17
3.2.4 工序的集中與分散 17
3.2.5 熱處理工序的安排 18
3.2.6 輔助工序的安排 19
3.2.7 重要工序的分析 19
3.3 加工余量的確定 21
3.4 尺寸鏈計算 22
第四章 外筒零件磨平面工序的磨床夾具設(shè)計 24
4.1 定位裝置的設(shè)計 24
4.2 夾緊裝置的設(shè)計 24
4.3 繪制夾具總圖 25
4.4 夾具操作過程簡述 25
4.5 夾具精度校核 25
第五章 結(jié) 論 27
參考文獻 28
致 謝 29
畢業(yè)設(shè)計小結(jié) 30
附 錄 31
1
第一章 緒 論
機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。機械加工（簡稱“機加”）是制造技術(shù)中的重要組成部分。隨著我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，企業(yè)改革不斷深化。目前，我國制造技術(shù)水平與先進國家相比還有較大差距，為適應(yīng)我國工業(yè)發(fā)展，在總結(jié)經(jīng)驗和加強基礎(chǔ)研究上都加大投入，提高加工工藝水平，成為發(fā)展工業(yè)的重要環(huán)節(jié)之一。
隨著近年來科學技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，合金結(jié)構(gòu)鋼的需求日益增多，使合金結(jié)構(gòu)鋼的加工性研究也隨之深入。合金結(jié)構(gòu)鋼的廣泛應(yīng)用促進了合金結(jié)構(gòu)鋼加工技術(shù)的發(fā)展，同時加工技術(shù)的發(fā)展又拓展了合金結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用領(lǐng)域，因此合金結(jié)構(gòu)鋼的加工技術(shù)正成為研究的熱點之一。而在對合金結(jié)構(gòu)鋼材料進行加工的過程中有許多內(nèi)容值得我們進行探究，例如加工溫度、切削表面、切削內(nèi)應(yīng)力等等。
本文的主要內(nèi)容是外筒零件的加工工藝與磨床夾具設(shè)計。它的整個加工過程中涉及到毛坯的選擇、加工余量的計算、工藝路線的確定、機床夾具定位裝置的設(shè)計和輔助工序的選擇等內(nèi)容。敘述了外筒零件機械加工工藝過程，從以下幾個方面展開研究：
1.外筒零件的結(jié)構(gòu)特點和工藝分析；
2.零件的工藝規(guī)程設(shè)計；
3.加工中刀具的選擇及應(yīng)用；
4.夾具的設(shè)計及注意事項。
2
第二章 工藝方案分析
2.1外筒的零件圖的分析
外筒的零件圖如圖2-1所示
圖2- 1外筒零件圖
2.1.1外筒零件結(jié)構(gòu)特點
該零件是薄壁零件，原材料為無發(fā)紋鋼，左右對稱，中間鉆有中心孔，表面粗糙度要求為Ra3.2，表面的位置精度：心軸的跳動量不大于0.05mm，外圓的橢圓度和錐度不大于0.03mm，端面K對內(nèi)孔A的跳動量不大于0.01mm的外筒裝置用做承受巨大沖擊力。
2.1.2 外筒零件的作用
本零件為某助力器的外筒。它里面裝的是活塞與活塞一起組成執(zhí)行機構(gòu)。外筒的兩軸勁與飛機的方向舵操縱系統(tǒng)相連接，幫助駕駛員用較小的力量去操縱笨重的操縱面。
2.1.3外筒零件的工藝分析
設(shè)計零件的機械加工工藝過程，是生產(chǎn)技術(shù)準備工作的一個重要組成部分。外筒零件可以采用不同的工藝過程制造出來，但是正確合理的工藝過程，應(yīng)滿足下列基本要求：
（1）保證產(chǎn)品的質(zhì)量符合設(shè)計圖和技術(shù)條件所規(guī)定的要求；
（2）保證勞動高的生產(chǎn)率；
（3）保證經(jīng)濟的合理性；
從零件的結(jié)構(gòu)和基本功能來看，為保證內(nèi)外圓的同軸度和兩端面平行度要求，外筒零件的加工應(yīng)采取互為基準和反復加工的原則。其基本工藝過程是粗車外圓及端面→調(diào)頭粗車另一端面及外圓→鉆孔、擴孔→熱處理→精車→磨平面→磨內(nèi)孔。
第二章 外筒零件的工藝規(guī)程設(shè)計
3.1 確定毛坯
3.1.1毛坯的選擇
毛坯的種類和制造方法對零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、材料消耗及加工成本都有影響。選擇合適毛坯，可減少機械加工的勞動量，提高材料利用率，降低機械加工成本，但毛坯制造成本增加，兩者是相互矛盾的。
選擇毛坯時，應(yīng)考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件，如現(xiàn)有毛坯的制造水平和設(shè)備情況，外協(xié)的可能性等。隨著毛坯制造專業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，目前毛坯制造方面的新工藝、新技術(shù)和新材料的應(yīng)用越來越多，如精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料的應(yīng)用日益廣泛，這些方法可大大減少機械加工量，節(jié)約材料，有十分顯著的經(jīng)濟效益，我們在選擇毛坯時，應(yīng)充分考慮，在可能的條件下，盡量采用零件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的標注，應(yīng)根據(jù)零件的功能和經(jīng)濟合理地決定。過高的要求會增加加工難度，過低的要求會影響工作性能，兩者都是不允許的。
目前，材料的選擇既要滿足產(chǎn)品的使用要求，又要考慮產(chǎn)品成本，盡可能采用常用材料，機械加工零件的毛坯種類通常有以下幾種：鑄件、鍛件、型材、焊接件、其它毛坯，其中：
鑄件：適合做形狀復雜零件的毛坯；
鍛件：適合做受力復雜的重要零件的毛坯；
型材：適合做精度要求較高的中小型零件的毛坯；
焊接件：適合做單件小批生產(chǎn)和大型零件及樣機試制的毛坯。
根據(jù)外筒的作用以及其尺寸較小、形狀簡單，大批量生產(chǎn)的要求，所以最好選模鍛件，根據(jù)設(shè)計圖要求，表面硬度35-45HB，選Ф89.5×371.2的30CrMnSiA毛坯。
3.1.2繪制毛坯圖
外筒零件材料應(yīng)選取30CrMnSiA，模鍛件。如圖3-1所示。
圖 3-1 毛坯
尺寸: 外筒長為371.2mm 外筒端直徑為Ф89.5mm
3.2 擬定工藝路線
3.2.1 各表面加工方法
工序0-毛坯
外筒零件材料應(yīng)選取30CrMnSiA 模鍛件。表面缺陷非加工表面允許至公差之半，加工面允許至余量之半，模鍛斜度為3度，允許錯?！?.3，或留毛邊≤0.5，模鍛件按HB5024-77標準/Π。
工序5-車端面，鉆中心孔，車外圓，如圖3-2所示：
圖3-2 車端面、鉆中心孔、車外圓
選用C6140車床，選用YT14車刀，粗車端面2.4mm，保證軸長368.8mm。打中心孔，鉆頭直徑Ф1.5mm。用車刀車外圓，進給量為0.4mm/r，背吃刀量為0.5mm,保證外圓②直徑Ф85.5mm，外圓③直徑Ф75mm，外圓④直徑Ф61mm。
工序10-調(diào)頭粗車端面和外圓，打中心孔，如圖3-3所示：
圖3-3 粗車端面和外圓，打中心孔
選用C6140車床，選用YT14車刀，粗車端面2.4mm，保證軸長368.8mm。打中心孔，鉆頭直徑Ф1.5mm。用車刀車外圓，進給量為0.4mm/r，背吃刀量為0.5mm,保證外圓②直徑Ф85.5mm，外圓③直徑Ф75mm，外圓④直徑Ф61mm
工序15-鉆、擴孔Ф30。如圖3-4所示：
圖3-4 鉆、擴孔Ф30
選用C6140車床，鉆孔①：刀具選用麻花鉆頭Ф30，塞規(guī)Ф30H9，保證孔①Ф30mm，深度在219.8mm以上，表面粗糙度Ra=0.8。擴孔②：刀具選用擴孔鉆頭，保證孔②Ф61.3mm，深度在162.2mm。
工序20-鉆、擴孔。如圖3-5所示：
圖3-5 鉆、擴孔
同樣選用C6140車床，鉆孔①：刀具選用麻花鉆頭Ф30，塞規(guī)Ф30H9，保證孔①Ф30mm，深度在219.8mm以上。擴孔①：刀具選用擴孔鉆頭，保證孔②Ф61.3mm，159.2mm的孔。
工序25-銑圓弧及側(cè)平面。如圖3-6所示：
圖3-6 銑圓弧及側(cè)平面
選用銑床XK6132，專業(yè)夾具，刀具選擇銑刀QT14。銑側(cè)平面①、銑圓?、?、銑側(cè)平面③，保證表面粗糙度Ra=1.6，圓弧面半徑R38mm,，工件高度為78.3±0.5mm。
工序30-銑平面。如圖3-7所示：
圖3-7 銑平面
選用銑床XK6132，QT14 銑刀，分別銑平面確保各平面長23.2mm、21.2mm、21.2mm、23.2mm，平面寬76±0.4mm。
工序35-鉗工去毛刺。如圖3-8所示：
圖3-8 鉗工去毛刺
選用鉗工臺，銼刀，外表面去毛刺。
工序40-中間檢驗。如圖3-9所示：
圖3-9 中間檢驗
在檢驗臺用游標卡尺、尺規(guī)等，檢驗尺寸①39.2mm、②23.2 mm、③145.2±0.5mm、④Ф21.2mm、⑤36.2mm、⑥23.2mm、⑦147.2±0.5mm、⑧21.2mm，減小誤差，確保精度。
工序45-熱處理。如圖3-10所示：
圖3-10 熱處理
采用井式爐，淬火并回火，確保表面硬度HRC=35~45，吹砂。
工序50-精車端面及外圓。如圖3-11所示：
圖3-11 精車端面及外圓
選用C6140車床，YT14車刀，三爪卡盤夾具，精車端面1.2mm，確保軸長365.2mm,精車外圓②、③、④，確保外圓尺寸為Ф84.5mm、Ф74mm、Ф60mm。
工序55-精車端面及外圓。如圖3-12所示：
圖3-12 精車端面及外圓
選用C6140車床，YT14車刀，三爪卡盤夾具，精車端面1.2mm，確保軸長364mm,精車外圓②、③,確保外圓尺寸為Ф84.5mm、Ф74mm。
工序60-鏜內(nèi)孔及砂輪越程槽。如圖3-13所示：
圖3-13 鏜內(nèi)孔及砂輪越程槽
鏜刀，鏜內(nèi)孔4mm，鏜砂輪越程槽，越程槽底面相對B面跳動度不超0.03mm。
工序65-鏜內(nèi)孔及砂輪越程槽。如圖3-14所示：
圖3-14 鏜內(nèi)孔及砂輪越程槽
鏜刀，鏜內(nèi)孔4mm，鏜砂輪越程槽，越程槽底面相對C面跳動度不超0.03mm。
工序70-鏜螺紋底孔及退刀槽。如圖3-15所示：
圖3-15 鏜螺紋底孔及退刀槽
鏜螺紋底孔、鏜退刀槽，退刀槽相對C面跳動度不超過0.015mm
工序75-鏜螺紋底孔及退刀槽，如圖3-16所示：
圖3-16 鏜螺紋底孔及退刀槽
鏜螺紋底孔、鏜退刀槽，退刀槽相對B面跳動度不超過0.015mm。
工序80-車螺紋，如圖3-17所示：
圖3-17 車螺紋
車螺紋，螺紋刀，保證螺紋尺寸：M76×1.5—5Hmm。
工序85-車螺紋。如圖3-18所示：
圖3-18 車螺紋
車螺紋，螺紋刀，保證螺紋尺寸：M76×1.5—5Hmm。
工序90-磨平面。如圖3-19所示：
圖3-19 磨平面
選用磨床M7120，砂輪，磨4個平面，粗糙度為Ra0.8，確保精度。
工序95-鉆孔8-Ф8。如圖3-20所示：
圖3-20 鉆孔8-Ф8
選用鉆床ZK2103A，Ф8鉆頭，Ф8H8塞規(guī)，鉆8-Ф8的孔。
工序100-鉆孔Ф2Ф4。如圖3-21所示：
圖3-21 鉆孔φ2φ4
選用鉆床ZK2103A，分別用Ф2、Ф4鉆頭，Ф2H9、Ф4H9塞規(guī)，鉆Ф2、Ф4的孔。
工序105-鉆孔Ф1.5。如圖3-22所示：
圖 3-22 鉆孔φ1.5
選用鉆床ZK2103A，Ф1.5鉆頭，塞規(guī)，鉆6-Ф1.5的孔，3孔120度均布。
工序110-磨內(nèi)孔。如圖3-23所示：
圖3-23 磨內(nèi)孔
選用磨床M7120，金鋼石砂輪，磨Ф66mm的內(nèi)孔，保證表面粗糙度為Ra0.4。
工序115-磁力探傷。如圖3-24所示：
圖3-24 磁力探傷
采用CY-2000磁粉探傷儀，檢驗零件內(nèi)外表面是否有缺陷。
工序120-鍍鉻。如圖3-25所示：
圖3-25 鍍鉻
選用電爐，表面G和H鍍鉻，鉻層厚3~7μm，保證表面粗糙度為Ra0.4。
工序125-拋光。如圖3-26所示：
圖3-26 拋光
選用拋光機，表面G和H拋光，保證表面粗糙度為Ra0.4。
工序130-鍍鎘。如圖3-27所示：
圖3-27 鍍鎘
選用電爐，除表面P和Q外，其余外表面鍍隔8~10μm，保證表面粗糙度為Ra0.8，其他Ra3.2.
工序135-發(fā)藍。如圖3-28所示：
圖3-28發(fā)藍
選用井式爐，表面P和Q發(fā)藍，其他Ra0.8
工序140-最終檢驗。
按零件圖的尺寸及要求檢驗。
3.2.2 定位基準的選擇
在設(shè)計工藝路線時，最重要的問題之一要考慮位置精度保證問題。為保證位置精度一般常采用以下四種方法：
a、一次安裝
在一次安裝的條件下，可以保證有較高的位置精度因為一次安裝時所加工的各表面的位置精度主要取決于設(shè)備的精度。而與定位誤差定位基準誤差無關(guān)。
b、互為基準
有位置精度要求的兩個表面，在加工時，用其中任何一個表面作為定位基準來加工另一個表面.用這種方法來保證位置精度，稱為互為基準。
c、同一基準
有位置精度要求的兩個表面，在加工時，都采用另一個表面作為定位基準。用這兩種方法保證這兩個表面間的位置精度，稱為同一基準法。
d、不同基準
有位置精度要求的兩個表面，在加工時。采用兩個不同的表面，作為各自的定位基準。這種方法，稱為不同基準法。
根據(jù)以上原則，粗基準：以外圓柱面為粗基準；
精基準：以外圓、內(nèi)孔和端面為精基準。
所以外筒零件選擇端面銷釘定位和側(cè)平面定位。
3.2.3 加工階段的劃分
1．基面先行原則
用作精基準的表面，應(yīng)優(yōu)先加工。因為定位基準的表面越精確，裝夾誤差就越小，所以任何零件的加工過程，總是先對定位基準面進行粗加工和半精加工，必要時還要進行精加工。
2．先粗后精原則
各個表面的加工順序一般是按照粗加工——半精加工——精加工——光整加工的順序進行，這樣才能逐步提高加工表面的精度和減少表面粗糙度。
3．先主后次原則
零件上的工作面及裝配精度要求較高的表面，屬于主要表面，應(yīng)先加工。自由表面、鍵槽、緊固用的螺孔和光孔等表面，精度要求較低，屬于次要表面，可穿插進行，一般安排在主要表面達到一定精度后，最終精加工之前加工。
4．先面后孔原則
對于箱體類、支架類、機體類的零件，一般先加工平面，后加工孔。這樣安排加工順序，一方面是用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠；另一方面是在加工過的平面上加工孔，比較容易，并能提高孔的加工精度。
根據(jù)外筒零件加工工序的過程，確定在工序5-10為粗加工階段，工序25-30為半精加工階段，工序50為精加工階段。
3.2.4 工序的集中與分散
在設(shè)計工藝路線時，當選定了各表面的加工方法和確定了階段劃分以后，就可將同一階段中的個加工表面組合成若干工序，組合時可采用集中或分散的原則。
1、工序集中的特點：
（1）采用高效專用設(shè)備及工藝裝備，生產(chǎn)率高；
（2）工件裝夾次數(shù)減少，易于保證表面間位置精度，還能減少工序間運輸量，縮短生產(chǎn)周期；
（3）工序數(shù)目少，可減少機床數(shù)量、操作工人和生產(chǎn)面積，還可簡化生產(chǎn)計劃和組織工作。
2、工序分散的特點：
（1）設(shè)備及工藝裝備比較簡單，調(diào)整和維修方便，工人容易掌握，生產(chǎn)準備工作量少，又易于平衡工序時間，易適應(yīng)產(chǎn)品更換；
（2）可采用最適合的切削用量，減少基本時間；
（3）設(shè)備數(shù)量多，操作工人多，占用生產(chǎn)面積大。
工序集中與工序分散各有利弊，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)類型，現(xiàn)有生產(chǎn)條件，工件結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求等，進行綜合分析后選用，因此，對于產(chǎn)量較小時，為簡化計劃、調(diào)度等工作，選取工序集中原則，較便于組織生產(chǎn)。對于鋼性較差且精度要求高的精密工件，則工序應(yīng)適當分散，對尺寸和重量大的工件，由于安裝和運輸困難，一般宜采用工序集中原則組織生產(chǎn)。
因此外筒零件的加工批量大，結(jié)構(gòu)和各個加工面的加工，需要不同的加工方法和不同的夾具，不能將多個加工面放在同一道工序中進行加工，所以選用工序分散原則。
3.2.5熱處理工序的安排
為了提高材料的力學性能，改善材料的切削加工性和消除工件內(nèi)應(yīng)力，在工藝過程中要適當安排一些熱處理工序。
⑴改善工件材料切削加工性能的熱處理（如退火、正火、調(diào)質(zhì)等），一般安排在切削加工之前。
⑵為了消除內(nèi)應(yīng)力而進行的熱處理（如人工時效、退火、正火等），最好安排在粗加工之后。有時為減少運輸工作量，對精度要求不太高的零件，把去除內(nèi)應(yīng)力的人工時效或退火安排在切削加工之前（即在毛坯車間）進行。
⑶為了改善材料的力學物理性能，半精加工之后，精加工之前常安排淬火、滲碳淬火等熱處理工序。對于整體淬火的零件，淬火前應(yīng)將所有切削加工的表面
進行完。對于那些變形較小的熱處理（如高頻感應(yīng)加熱淬火、滲氮），有時允許安排在精加工之后。
⑷對于高精度精密零件（如鉸刀、精密絲杠、精密齒輪等），在淬火后安排冷處理（使零件在低溫介質(zhì)中繼續(xù)冷卻到零下80℃）以穩(wěn)定零件的尺寸。
所以在外筒加工工序過程中，熱處理安排在工序45，采用井式爐，淬火并回火，確保表面硬度HRC=35~45。
3.2.6 輔助工序的安排
外筒零件工序40和工序140檢驗工序是主要的輔助工序，它是保證產(chǎn)品質(zhì)量的主要措施。除了在每道工序的進行中，操作者都必須自行檢驗外，還應(yīng)在下列情況下安排單獨的檢驗工序：
⑴粗加工階段結(jié)束之后；
⑵重要工序之后；
⑶零件從一個車間轉(zhuǎn)到另一個車間時；
⑷特種性能（磁力探傷、密封性等）檢驗之前；
⑸零件全部加工結(jié)束之后。
除檢驗工序外，還要在相應(yīng)的工序后面考慮安排去毛刺、倒棱邊、去磁、清洗、涂防銹油等輔助工序。應(yīng)該認識到輔助工序仍是必要的工序，缺少了輔助工序或是對輔助工序要求不嚴，將會給裝配工作帶來困難，甚至使零件不能使用。例如，液壓助力器外筒未去凈毛刺和銳邊，將使外筒不能裝配在液壓助力器上，且將危及工人的安全。
3.2.7 重要工序的分析
1、工序的分類
在產(chǎn)品質(zhì)量的形成過程中包括多個工序過程，其定義分為三類：
（1）一般工序：對產(chǎn)品形成質(zhì)量起一般作用的工序；
（2）關(guān)鍵工序：對產(chǎn)品形成質(zhì)量，特別是關(guān)鍵性能質(zhì)量起至關(guān)重要作用的工序；
（3）特殊工序：其結(jié)果不能通過后面的檢驗和試驗，而只能通過使用后才能完全驗證的工序。
工序質(zhì)量控制是過程質(zhì)量控制的基本點，是現(xiàn)場質(zhì)量控制的重要內(nèi)容。工序質(zhì)量控制，是在加強一般工序質(zhì)量控制的同時，采取有效的控制方法，對關(guān)鍵工序和特殊工序進行重點控制，保證工序經(jīng)常處于受控狀態(tài)。
關(guān)鍵工序是影響產(chǎn)品關(guān)鍵特性所對應(yīng)的工序，也就是對產(chǎn)品質(zhì)量影響最大的工序。
2、如何做好關(guān)鍵工序控制
建立關(guān)鍵工序控制點，首先必須抓住關(guān)鍵工序的關(guān)鍵質(zhì)量特性，同時，還要把管“結(jié)果”（質(zhì)量特性）轉(zhuǎn)變成管“因素”（工序要素）。具體地講，就是把一種產(chǎn)品或一種零件，應(yīng)用質(zhì)量分析找出關(guān)鍵工序的關(guān)鍵質(zhì)量特性。其次，利用因果分析圖等方法進行工序分析，找出影響關(guān)鍵質(zhì)量特性的支配性工序要素，并將這些要素展開，直到便于管理為止。最后，對這些要素建立標準，落實責任者，進行重點特殊管理，以此來保證產(chǎn)品或零件質(zhì)量。
一般按以下步驟和要求操作：
（1）確定工序控制點，編制工序控制點明細表。應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量特性分級、工藝規(guī)范和存在的質(zhì)量問題，按建立管理點規(guī)則的要求，確定產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)建立的工序控制點，編制工序控制點明細表。
（2）編制工序控制點的有關(guān)文件。由技術(shù)部門設(shè)計并繪制控制點工藝流程圖。該圖是在制品或零件工藝流程中表示工序管理點所在工序位置的圖。
由技術(shù)部門組織工藝員、質(zhì)管員進行工序分析，找出影響管理點（質(zhì)量特性）的支配性工序要素，經(jīng)過驗證核實后，編入工序質(zhì)量分析表。該表是單元工序設(shè)計所用的一種基礎(chǔ)表，是作業(yè)指導書、設(shè)備周期點檢卡、工裝周期檢查卡等工序文件編寫的依據(jù)，它的左半部分是應(yīng)用系統(tǒng)圖法，以保證工序制品質(zhì)量特性為目標，按人、機器、材料、方法、環(huán)境進行展開，可展開一次、兩次或多次，直到能夠管理為止。展開時，只展開對保證工序制品質(zhì)量起支配作用的工序要素，或需進行重點特殊管理的工序要素。能按常規(guī)標準或規(guī)章制度進行管理的工序要素，可不列入該表中進行展開。
由工藝部門負責制定工序管理點的作業(yè)標準和檢驗規(guī)程，并編制作業(yè)指導書和工序質(zhì)量管理點表。作業(yè)指導書是裝配性工業(yè)指導工人操作的文件，在大批量生產(chǎn)企業(yè)，每工序均應(yīng)編制，成批或小批生產(chǎn)企業(yè)，則只在關(guān)鍵工序和建立管理點工序編有該類文件。作業(yè)指導書一般有“工序圖”和“工藝參數(shù)和加工方法說明欄”兩部分，內(nèi)容應(yīng)盡可能詳細具體，據(jù)此操作，即可達到工藝規(guī)范的質(zhì)量要求。工序質(zhì)量管理點表（自檢表）是用來指導操作工人進行質(zhì)量檢驗的檢驗規(guī)程，對一般結(jié)構(gòu)簡單的工件，可與“作業(yè)指導書”合印在一張表上；對結(jié)構(gòu)復雜，檢驗項目多的零件，可單獨印成一張表；該類表是由工序檢驗圖和表格說明兩部分組成的。
（3）對支配性工序要素進行重點特殊管理。設(shè)備、工具、計量、檢驗、生產(chǎn)、供應(yīng)等部門，應(yīng)根據(jù)工序質(zhì)量表的要求，對與本部門職能有關(guān)的支配性工序要素制訂管理辦法、應(yīng)用周期點檢卡、工裝周期檢查卡等來進行重點特殊管理。
（4）建立控制手段。質(zhì)量管理部門應(yīng)組織質(zhì)量管理員和工藝人員，收集數(shù)據(jù)，進行計算處理；當工序處于穩(wěn)定狀態(tài)時，則要建立數(shù)據(jù)記錄表和控制圖或其他形式的控制手段。
（5）建立關(guān)鍵工序控制點管理制度和自檢管理制度，制度應(yīng)明確規(guī)定獎勵辦法。
（6）組織學習，熟悉規(guī)定。分別組織操作工人和檢驗員學習有關(guān)工序管理點的技術(shù)文件和規(guī)章制度，并經(jīng)過考試達到要求。
（7）創(chuàng)造實施條件。組織有關(guān)部門研究解決工序管理點實施所需條件，如補充量具儀器、增添工位器具、印刷所需圖表等。
（8）組織實施，進行試運行。組織工人實施中，各部門要密切配合，質(zhì)量管理部門進行診斷并提出改進建議。
（9）正式納入關(guān)鍵工序控制。技術(shù)部門和質(zhì)量管理部門共同組織有關(guān)人員，對關(guān)鍵工序控制文件的充分性適宜性和有效性進行評審。通過評審的，正式納入關(guān)鍵工序控制，如未通過評審的，則進行改進。
3.3 加工余量的確定
1、 加工余量：
指加工過程中所切去的金屬層厚度。余量有總加工余量和工序余量之分?？偧庸び嗔浚ㄒ喾Q毛坯余量）：由毛坯轉(zhuǎn)變?yōu)榱慵倪^程中，在某加工表面上切除金屬層的總厚度，稱為該表面的總加工余量（亦稱毛坯余量）。一般情況下，總加工余量并非一次切除，而是分在各工序中逐漸切除，故每道工序所切除的金屬層厚度稱為該工序加工余量（簡稱工序余量）。工序余量：是相鄰兩工序的工序尺寸之差，毛坯余量是毛坯尺寸與零件圖樣的設(shè)計尺寸之差。由于工序尺寸有公差，故實際切除的余量大小不等。
2、影響加工余量的因素主要影響因素分單項介紹如下:
（1）前工序形成的表面粗糙度和缺陷層深度（Ra和Da）;
（2）前工序形成的形狀誤差和位置誤差（△x和△w） 綜上所述，影響工序;加工余量的因素可歸納為下列幾點：
（1）前工序的工序尺寸公差(Ta) ;
（2）前工序形成的表面粗糙度和表面缺陷層深度（Ra+Da）;
（3）前工序形成的形狀誤差和位置誤差（△x、△w）;
（4）本工序的裝夾誤差（εb）;
3、確定加工余量的方法
（1）查表修正法(目前應(yīng)用最廣);
（2）經(jīng)驗估計法(只適用于單件、小批生產(chǎn));
（3）分析計算法(目前應(yīng)用較少);
由于該零件在選取毛坯時留的加工余量不是太大，所以在粗加工階段單邊端面留1mm余量以防止零件變形，而在精加工時留余量為零，達到圖紙要求。
3.4 尺寸鏈計算
其中有關(guān)的尺寸鏈計算：如圖3-29所示：
X
圖3-29 尺寸鏈示意圖
所以封閉環(huán)的基本尺寸等于增環(huán)的基本尺寸減去減環(huán)的基本尺寸，即
180=364-X
X=184
封閉環(huán)的上偏差等于增環(huán)的上偏差減去減環(huán)的下偏差。
0.2=0.3-EI
EI=0.1
封閉環(huán)的下偏差等于增環(huán)的下偏差減去減環(huán)的上偏差。
-0.2=0-ES
ES=0.2
得：X=184
第四章 外筒零件磨平面工序的磨床夾具設(shè)計
4.1 定位裝置的設(shè)計
工件在夾具中的定位，對保證加工精度起著重要作用。在加工之前，必須使它相對于刀具和機床占有正確的位置，它包括工件在夾具中的定位、夾具在機床上的安裝，以及夾具對刀具和整個工藝系統(tǒng)的調(diào)整等工作過程。本次主要設(shè)計外筒零件在磨平面工序中磨床夾具中的定位。
工件以76±0.4mm的平面為基準裝入圓弧槽，限制了Y軸上下跳動,為了防止工件在X軸左右移動，對工件再用圓柱銷進行一次定位，兩個自由度。更好的保證零件的同軸度加工，這種定位方法簡單可行。
4.2 夾緊裝置的設(shè)計
定位和夾緊是安裝工件密切相關(guān)的兩個問題，必須同時考慮。它關(guān)系到工件的加工質(zhì)量。為了確保工件在整個加工過程中始終保持在定位元件所確定的準確位置上，必須將工件夾緊，且盡量使夾緊迅速、使用方便和易于制造。
在外筒磨平面這道工序中，采用單件多位夾緊機構(gòu)。將螺母擰緊，通過浮動件把力分散到零件的幾個點上進行加緊。
4.3 繪制夾具總圖
磨床夾具裝配圖如圖4-1所示：
圖4-1磨床夾具裝配圖
4.4 夾具操作過程簡述
加工時，將螺母7略轉(zhuǎn)幾圈不必取下，旋轉(zhuǎn)放下拉桿10，揭開壓板5，將工件放入，放下壓板，提起拉桿，鎖緊螺母即可加工。本夾具體結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，適合于小型薄壁零件的成批生產(chǎn)。
4.5 夾具精度校核
影響76±0.4的誤差分析。
1） 基準不重合誤差δ定基=0.4mm
2） 由于這里是平面定位，定位誤差δ定位 很小，可以忽略不計。
3） 因為夾緊力所引起的變形對該原始尺寸沒有影響，則夾緊所致的誤差δ夾緊 為零
4） 砂輪安裝的不準確并不影響平面的位置尺寸，所以不考慮δ夾安
5） 與加工方法有關(guān)的誤差δ加工。圓弧槽的位置尺寸誤差、調(diào)刀誤差、砂輪的跳動、機床工作臺面的傾斜和變形等所引起的加工誤差，可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗并參照經(jīng)濟加工精度，大約取0.2mm。
以上諸項可能造成的最大誤差為0.20mm，這小于工序誤差0.4mm，所以該夾具能夠保證工件的精度要求。
第五章 結(jié) 論
本次設(shè)計是對外筒零件的加工工藝規(guī)程及一些專用夾具(磨床)設(shè)計，要求繪制零件圖、毛坯圖、工藝圖、夾具裝配圖、夾具部分零件圖。它的制造及相關(guān)夾具設(shè)計涉及到機械制造專業(yè)多方面的內(nèi)容包括從毛坯的選擇、選擇生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析、零件的加工工藝路線、零件的加工方法的確定、加工階段的劃分、加工順序的安排、設(shè)備及工藝裝備的選擇、加工余量的確定、工序尺寸公差的確定等等方面考慮，同時還要考慮機械加工生產(chǎn)率和技術(shù)經(jīng)濟性分析。該文從零件分析，工藝規(guī)程的設(shè)計，機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定，專用夾具設(shè)計四個方面對工藝路線及平面磨床夾具的設(shè)計做了詳細的闡述。
本設(shè)計論文雖然基本滿足生產(chǎn)要求，但自動化程度、生產(chǎn)效率低，耗時耗力由于所學知識和時間有限，加上缺乏實踐經(jīng)驗，在設(shè)計寫作過程中難免出現(xiàn)錯誤，不足之處敬請老師批評指正。
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致 謝
本論文是在閻老師直接指導下開展，從設(shè)計圖的繪制到論文寫作閻老師在百忙之中擠出時間關(guān)注我們的進度，多次給予指正修改才完成論文。老師嚴謹?shù)闹螌W作風、高尚的學術(shù)品質(zhì)、熱情的待人態(tài)度給我留下了深刻的影響。同時在設(shè)計圖CAD的軟件運用、資料的收集等方面。得到了同學們積極的幫助，占用了他們許多寶貴的時間，在此論文完成之際，謹向嚴老師以及幫助我的同學表示衷心的感謝！
同時也感謝學校的老師以及關(guān)心我們的領(lǐng)導，督促鼓勵我們，我們才能夠更好的完成這次的畢業(yè)設(shè)計！
最后向在百忙之中評閱本次畢業(yè)設(shè)計并提出寶貴意見的各位老師們表示最誠摯的謝意！
畢業(yè)設(shè)計小結(jié)
時間如流水細而不斷，看起來漫長，卻無時無刻不在逝去；想挽留，但無力回天，一伸手，有限的時光卻在指間悄然溜走，18周的時間就這樣過去了，我的畢業(yè)設(shè)計終于結(jié)束了。在這期間我收獲了很多讓我體會到有笑有累的光陰。非常感謝學校的老師一直陪伴著我們，每當思路上遇到困難的時候都是因為你們的幫助。
在此要感謝我的指導老師--閻光明對我悉心的指導和幫助。在設(shè)計過程中，我們通過查閱大量有關(guān)資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個論文撰寫中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了獨立思考的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅?？傊m然這次的畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了，但我學到了很多，但我知道這只是一個開始而已。我要對自己的有更高的要求，才能作為動力不斷的取得新的成績。
論文設(shè)計中讓我學會了不少東西。原來那種浮夸的心態(tài)沒有了，取而代之的是腳踏實地的努力工作學習。當我擺正自己的心態(tài)，以積極樂觀向上的心態(tài)投入到設(shè)計當中，突然覺得心中又多了一份人生的感悟，這次畢業(yè)設(shè)計讓我深刻的體會到了專業(yè)的重要性，讓我給自己有了一個更好的定位，為將來的工作打好了基礎(chǔ)。
附 錄
附錄1——外筒零件圖
附錄2——外筒加工工藝卡片
附錄3——磨床夾具裝配圖
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