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四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 1 四川大學錦城學院 本科生畢業(yè)論文（設計） 題 目 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 系 別 專 業(yè) 學生姓名 學 號 年級 指導教師 二 Ο 一四 年 11 月 09 日 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 0 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 學生： 指導老師： 摘 要 本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測 量等多方面的知識。 泵蓋加工工藝規(guī)程及其鉆擴鉸 Ф18H7 孔的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工 序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的 工藝再設計出毛坯的結(jié)構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對 零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然 后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、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)構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 1 Analysis on the head parts of three-dimensional modeling and processing technology Major:Mechanical engineering and automation student: Supervisor: ABSTRCT The design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge. Fixture design process of drilling pump cover and reaming holes is designed with 18H7 include part machining process design, process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in. Key words: process, process, cutting dosage, clamping, positioning, error. 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 2 目 錄 摘 要 .....................................................................................................................................1 ABSTRCT ..............................................................................................................................2 目 錄 .......................................................................................................................................3 引 言 ...................................................................................................................................1 1 緒 論 ...................................................................................................................................2 1.1 機械加工工藝概述 .......................................................................................................2 1.2 機械加工工藝流程 .......................................................................................................2 1.3 夾具概述 .......................................................................................................................3 1.4 機床夾具的功能 ...........................................................................................................4 1.5 機床夾具的發(fā)展趨勢 ...................................................................................................5 1.5.1 機床夾具的現(xiàn)狀 ....................................................................................................5 1.5.2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 ....................................................................................5 2 工藝規(guī)程的設計 .................................................................................................................7 2.1 零件分析 .......................................................................................................................7 2.2 確定毛坯的的制造形式 ...............................................................................................8 2.3 制訂工藝路線 ...............................................................................................................8 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .........................................................10 2.5 確定切削用量及基本工時 .........................................................................................11 3 工藝專用夾具的設計 .......................................................................................................20 3.1 問題的提出 .................................................................................................................21 3.2 定位基準的選擇 ........................................................................................................21 3.3 切削力及夾緊力計算 .................................................................................................21 3.4 定位誤差分析 .............................................................................................................22 3.5 鉆套的設計 .................................................................................................................22 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 3 3.6 夾具設計及操作簡要說明 .........................................................................................25 結(jié)束語 ...................................................................................................................................26 致 謝 .................................................................................................................................27 參 考 文 獻 .........................................................................................................................28 附錄： ...................................................................................................................................30 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 4 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 5 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 6 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 7 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 8 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 0 引 言 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水平 的重要指標。 畢業(yè)設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進 行設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路 線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設計也 要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以 在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與 生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 1 1 緒 論 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其 成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改 變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如 一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的 流程。 機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì) 等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗 加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟 就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 技術人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將 有關內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可 能不太一樣，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠 根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。 1.2 機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 2 是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工 藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工 藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切 削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟 效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技 術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完 善。 1.3 夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處 理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不 可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 3 床夾具設計在企業(yè)的產(chǎn)品設計和制造以及生產(chǎn)技術準備中占有極其重要的地位。機床夾 具設計是一項重要的技術工作。 “工欲善其事，必先利其器。 ” 工具是人類文明進步的標志。自 20 世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自 動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其 功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。 因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.4 機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與 夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要 求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由 于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此， 夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。 （1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊， 它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進 行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 4 向功能。 1.5 機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學技術的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成 為門類齊全的工藝裝備。 1.5.1 機床夾具的現(xiàn)狀 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類 總數(shù)的 85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場激烈的 競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的 企業(yè)中，約 4 年就要更新 80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 15%左右。特別 是近年來，數(shù)控機床（NC） 、加工中心（MC） 、成組技術（GT） 、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等 新技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）適用于精密加工的高精度機床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。 6）提高機床夾具的標準化程度。 1.5.2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。 精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 5 結(jié)構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高 精度三爪卡盤，其定心精度為 5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在 1μm 內(nèi)；又如用于 軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達 0.2～0.5μm。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減 輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝 置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高 5 倍左右；在車床上 使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉(zhuǎn)速為 2600r/min 的條件下仍能牢 固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等 方式，以適應可變因素的能力。可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和 尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、 拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結(jié)構的基礎上， 首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的 夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構。通用化方法包括夾具、部件、元件、 毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件 的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國 家標準：GB/T2148~T2259—91 以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化， 有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 6 2 工藝規(guī)程的設計 2.1 零件分析 泵蓋共有六組加工表面，如圖 2-1 所示，現(xiàn)分述如下： 1、A 面（即大端面） 2、4-Φ18 孔，4-Φ9 孔 3、寬 24 槽 4、2-Φ8 孔 5、2-Φ5 孔 6、Φ18 孔 7、Φ8 孔，M12 螺紋 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 7 圖 2-1 泵蓋工件圖 2.2 確定毛坯的的制造形式 由零件圖可知，其材料為 HT150，該材料具有較高的強度、耐磨性、耐熱性及減振性， 適用于承受較大應力，要求耐磨的零件。該零件上主要加工面為大端面，4-Φ18 孔，4- Φ9 孔，寬 24 的槽，2-Φ8 孔， 2-Φ5 孔，Φ18 孔，Φ8 孔，M12 螺紋。 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，已知零件的類型為大批量生產(chǎn)，故毛坯的鑄造方法 用砂型機器造型。此外，為消除殘余應力，鑄造后安排人工時效處理。由《機械加工工 藝手冊》查得該種鑄造公差等級為 CT10~11，加工余量等級 MA 選擇 H 級。 2.3 制訂工藝路線 （1） 、工藝路線方案一： 工序 10：鑄造 工序 20：時效 工序 30：銑 A 面（大端面） 工序 40：锪平 4-Φ18 深 2，鉆 4-Φ9 孔 工序 50：銑寬 24 的槽 工序 60：鉆 2-Φ8 孔 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 8 工序 70：配作 2-Φ5 孔 工序 80：鉆、擴、鉸 Φ18H7 孔 工序 90：鉆 Φ8 孔、擴、攻 M12-7H 工序 100：清洗去毛刺 工序 110：驗收 工序 120：入庫 （2） 、工藝路線方案二： 工序 10：鑄造 工序 20：時效 工序 30：銑 A 面（大端面） 工序 40：銑寬 24 的槽 工序 50：锪平 4-Φ18 深 2，鉆 4-Φ9 孔 工序 60：鉆 2-Φ8 孔 工序 70：配作 2-Φ5 孔 工序 80：鉆、擴、鉸 Φ18H7 孔 工序 90：鉆 Φ8 孔、擴、攻 M12-7H 工序 100：清洗去毛刺 工序 110：驗收 工序 120：入庫 （3） 、工藝方案的分析： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一與方案二的區(qū)別是：方案一把鉆 4-Φ18 孔及 Φ9 孔放的相對靠前，這樣做為后面工序 24 槽的加工提供了定位基準，節(jié)約了夾具設計 的時間，提高了生產(chǎn)效率，故我們采用方案一： 具體的工藝過程如下： 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 9 工序 10：鑄造 工序 20：時效 工序 30：銑 A 面（大端面） 工序 40：锪平 4-Φ18 深 2，鉆 4-Φ9 孔 工序 50：銑寬 24 的槽 工序 60：鉆 2-Φ8 孔 工序 70：配作 2-Φ5 孔 工序 80：鉆、擴、鉸 Φ18H7 孔 工序 90：鉆 Φ8 孔、擴、攻 M12-7H 工序 100：清洗去毛刺 工序 110：驗收 工序 120：入庫 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “泵蓋”零件材料 HT150，毛坯的重量約為 1.4g，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂 型機鑄造毛坯。 1、A 面（大端面） ，表面粗糙度為 Ra12.5，查《切削用量手冊》表 2-8 得，單邊總余 量 Z=3.0 2、4-Φ18 孔，4-Φ9 孔，因孔的尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實心鑄造 3、寬 24 的槽，因尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實心鑄造 4、2-Φ8 孔，因孔的尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實心鑄造 5、2-Φ5 孔，因孔的尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實心鑄造 6、Φ18H7 孔，因孔的尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實心鑄造 7、Φ8 孔、擴、攻 M12-7H，因孔的尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實心鑄造 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 10 8、不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。 2.5 確定切削用量及基本工時 工序 10：鑄造 工序 20：時效 工序 30：銑 A 面（大端面） 1. 選擇刀具 刀具選取端銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map5.1?d10?min/85v4?z 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度ap0.3? 2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz?in.451810rdvns??? 按機床標準選取 ＝475wn/min/5.89i/107vw?? 3） 計算工時 切削工時： ， ， ，則機動工時為ll0.31l32? 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 11 min21..04753121?????fnltwm 工序 40：锪平 4-Φ18 深 2，鉆 4-Φ9 孔 工步一：锪平 4-Φ18 深 2 1.選擇刀具 刀具選取锪刀 ，map?in/5v 2. 決定锪削用量 1） 決定锪削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀完成，則 map2? 2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù) Z525 型立式鉆床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz?in5.98110rdvns??? 按機床標準選取 ＝275wn/min/6.31027vw?? 當 ＝275r/min 時nrzfwm /20754.? 按機床標準選取 mf? 3） 計算工時 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 12 切削工時： ， ，則機動工時為ml10?l52in.2751???fnltwm 總的工時：T=4 =0.204minmt 工步二：鉆 Φ9 孔 確定進給量 ：根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-7，當鋼的 ，f MPab80?? 時， 。由于本零件在加工 Φ9 孔時屬于低剛度零件，d90??rm/47.0~39.? 故進給量應乘以系數(shù) 0.75，則??rmf /35.0~29.5...?? 根據(jù) Z525 機床說明書，現(xiàn)取 f. 切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v? 以 min/7.491801rdvnws ???? 根據(jù)機床說明書，取 ，故實際切削速度為i/5in/9.17041nvw?? 切削工時： ， ， ，則機動工時為ml9l5.1ml32in674.02.475321?????fnltwm 總的工時：T=4 =2.696mint 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 13 工序 50：銑寬 24 的槽 1.選擇刀具 刀具選取圓柱銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map0.2?d50?min/75v4?z 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 map0.2? 2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0fz?min6.985710rdvns??? 按機床標準選取 ＝275wn/in/1.691027vw?? 當 ＝275r/min 時nrmzfwm /20754.? 按機床標準選取 fm? 3） 計算工時 切削工時： ， ，則機動工時為l10l42? 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 14 min409.275121????fnltwm 工序 60：鉆 2-Φ8 孔 確定進給量 ：根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-7，當鋼的 ，f MPab80?? 時， 。由于本零件在加工 Φ8 孔時屬于低剛度零件，d80??rm/47.0~39.? 故進給量應乘以系數(shù) 0.75，則??rmf /35.0~29.5...?? 根據(jù) Z525 機床說明書，現(xiàn)取 f. 切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v? 以 min/4.968101rdvnws ???? 根據(jù)機床說明書，取 ，故實際切削速度為i/75in/6.1041nvw?? 切削工時： ， ， ，則機動工時為ml8l1ml32in7.025.47321?????fnltwm 總的工時：T=2 =0.254mint 工序 70：配作 2-Φ5 孔 確定進給量 ：根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-7，當鋼的 ，f MPab80?? 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 15 時， 。由于本零件在加工 Φ5 孔時屬于低剛度零件，md50??rmf/47.0~39.? 故進給量應乘以系數(shù) 0.75，則??rmf /35.0~29.5...?? 根據(jù) Z525 機床說明書，現(xiàn)取 f. 切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v? 以 min/2.5631801rdvnws ???? 根據(jù)機床說明書，取 ，故實際切削速度為i/7in/02.9150nvw?? 切削工時： ， ， ，則機動工時為mll.ml32in057.2.57321?????fnltwm 總的工時：T=2 =0.114mint 工序 80：鉆、擴、鉸 Φ18H7 孔 工步一鉆孔至 φ15 確定進給量 ：根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-7，當鋼的 ，f MPab80?? 時， 。由于本零件在加工 Φ15 孔時屬于低剛度零md150??rm/47.0~39.? 件，故進給量應乘以系數(shù) 0.75，則??rmf /35.0~29.5...?? 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 16 根據(jù) Z525 機床說明書，現(xiàn)取 rmf/25.0? 切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v? 以 in/5.31801rdvnws ???? 根據(jù)機床說明書，取 ，故實際切削速度為mi/27in/5.101nvw?? 切削工時： ， ， ，則機動工時為l2l.71l32min485.0.7531?????fnltwm 工步二：擴孔 8.? 利用鉆頭將 孔擴大至 ，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量18.17? 可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 ????rmff/87.0~5. 75.06.22???鉆 根據(jù)機床說明書，選取 f15.min/4~623321vv??????????????鉆 則主軸轉(zhuǎn)速為 ，并按機床說明書取 ，實際切min/4~6.5rn? in/68rw? 削速度為 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 17 min/2.41068.7ndvw???? 切削工時： ， ， ，則機動工時為ml2?l4.1l32in184.57.0682????fntw 工步三：鉸 孔7H18? 根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-25， ， ，得rmf/4.~2?min/12~8v?in/65.4~8.9rns? 查參考文獻Ⅴ表 4.2-2，按機床實際進給量和實際轉(zhuǎn)速，取 ，rf/0. ，實際切削速度 。mi/198rnw?i/3.v? 切削工時： ， ， ，則機動工時為l2ml1.0l2in86..981???fntwm 工序 90：鉆 Φ8 孔、擴、攻 M12-7H 工步一：鉆 Φ8 孔 確定進給量 ：根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-7，當鋼的 ，f MPab80?? 時， 。由于本零件在加工 Φ8 孔時屬于低剛度零件，md80??rm/47.0~39.? 故進給量應乘以系數(shù) 0.75，則??rmf /35.0~29.5...?? 根據(jù) Z525 機床說明書，現(xiàn)取 f. 切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v? 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 18 以 min/4.968101rdvnws ???? 根據(jù)機床說明書，取 ，故實際切削速度為i/75in/6.1041nvw?? 切削工時： ， ， ，則機動工時為ml65l1ml32in4.02.47321?????fnltwm 工步二：擴 Φ8 孔至 Φ10.2 利用鉆頭將 孔擴大至 ，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量8?m.10? 可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 ????rff/87.0~5. 75.06.22???鉆 根據(jù)機床說明書，選取 mf15. in/4~623321vv??????????????鉆 則主軸轉(zhuǎn)速為 ，并按機床說明書取 ，實際切in/4~6.5rn? min/68rw? 削速度為 in/17.21068.mdvw??? 切削工時： ， ， ，則機動工時為ml35?l.1l32 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 19 min09.157.68321?????fnltwm 工步三：攻絲 M12 選擇 M12mm 高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距 ，即f p1.25/fr?7.5/mincV?機 =199r/minrDvn/125.701?? 按機床選取 in?機 6.8/icVm機 基本工時： 1203.5(min)7.ltnf????機 工序 100：清洗去毛刺 工序 110：驗收 工序 120：入庫 3 工藝專用夾具的設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。有老師 分配的任務，我被要求設計工序 70:鉆、擴、鉸 Ф18H7 孔，選用機床：Z525 立式鉆床。 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 20 3.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆、擴、鉸 Ф18H7 孔，與其他面沒有任何要求，本道工序加工精度 要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。 3.2 定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影 響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序 或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位 置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)， 合理選擇定位基準。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術要求，也沒 有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提 高加工精度。由于該零件所設計的為鉆、擴、鉸Φ18H7孔的夾具，工件左端面及兩側(cè)面 作為定位面，本套設計定位方案，兩支承板與工件左端面相配合限制三個自由度（即X軸 轉(zhuǎn)動、Y軸轉(zhuǎn)動、Z軸移動） ，另一支承板相配合限制兩個自由度（即Y軸移動、Z軸轉(zhuǎn)動） ， 螺栓與一側(cè)面相配合限制一個自由度（即X軸移動） ，這樣工件被完全定位。 3.3 切削力及夾緊力計算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得： 鉆削力 式（5-2）6.08.2HBDfF? 鉆削力矩 式（5-3）6.0.91T 式中：D=18mm ????maxaxmin187491733???? 代入公式（5-2）和（5-3）得10.2fr??? 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 21 N237814x20.56F6.08.?? m.59T..9 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意 義 3.4 定位誤差分析 一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工 件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。 形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設計基準不重合而造成。二是定位基準與限 位基準不重合而造成。 根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， T d=0.25mm， ， 。??96a 04.12sinTDWd????）（ ? 已知孔的形狀公差為 0.28，根據(jù)經(jīng)驗公式， 易知此結(jié)果符合。513? 3.5 鉆套的設計 Ф18H7 孔加工需鉆、擴、鉸，因為鉆后還要擴、鉸，為了我們鉆后能及時的的擴、 鉸。故選用快換鉆套（其結(jié)構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求： 即先用 Φ17 的麻花鉆鉆孔。查機床夾具標準件可知 Φ17 相配的快換鉆套的具體結(jié)構如 下圖 3-1 所示： 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 22 圖 3-1 快換鉆套 具體的尺寸如下圖 3-2 所示： 圖 3-2 鉆套尺寸 因為快換鉆套和夾具體是間隙配合，加工的時間快換鉆套靠壓緊螺釘把他壓緊在鉆 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 23 模板上，以防止加工的時間工件的旋轉(zhuǎn)，由上圖可知與 Φ17 快換鉆套相配的螺釘?shù)某叽?為 M6，查機床夾具標準件可知，M6 快換鉆套壓緊螺釘?shù)木唧w結(jié)構如下圖 3-3 所示 圖 3-3 鉆套螺釘 具體的尺寸如下圖 3-4 所示 圖 3-4 鉆套螺釘尺寸 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 24 3.6 夾具設計及操作簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結(jié) 構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了蝶 形螺母、螺栓、和快換墊圈組成的夾緊機構。本工序鉆削余量小，鉆削力小，所 以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 鉆夾具裝配圖如下圖 3-5 所示 圖 3-5 裝配圖 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 25 結(jié)束語 這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是， 查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足， 在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見， 在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了設計。 這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的 指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，他 嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從 課題的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日 夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷， 除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜 樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬 意。 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 26 致 謝 合上漫溢墨香的設計論文，已是夜涼如水，遙望夜空，星光燦爛。歷時半載的畢業(yè) 設計撰寫工作，終于告了一個段落，掩卷而思，心中卻惶恐不安，唯恐這份代表我四年 本科學習成果的畢業(yè)論文有負師長與親友的厚望。我深知前進的每一步，都凝聚著眾多 的關懷與愛護。在此，我只能借本文一隅表達自己內(nèi)心的感激之情。 感謝我的導師，他將我收入門下，不棄粗礪，悉心教誨。從他那里我不僅學到了許 多知識，而且也被他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、廣博的學識、敏捷的洞察力與謙和的人格魅力深 深的感染。指導老師對我的論文傾注了大量的心血，從選題、提綱的擬訂、初稿、修改 稿直至最后定稿，每一個環(huán)節(jié)都得到了他悉心指導和幫助。師恩似海，終生難忘! 感謝在我大學學習期間給予我?guī)椭完P愛的所有同學，特別是同寢的同學為本文在 撰寫過程中搜集各種資料，提出各種合理的意見和建議，特別感謝他們！ 衷心感謝我的母親，在我的學習和生活中，她給了我無私的關懷和幫助，面對她始 終如一的理解、寬容和鼓勵，我的感激之情難以用言語表達，但愿學有所成，能報于萬 一。 最后，感謝百忙之中抽出時間評閱的老師和參加論文答辯的老師，并向他們致以深 深的謝意! 四川大學錦城學院本科畢業(yè)論文 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 27 參 考 文 獻 [1]王仲，劉長吉 .連桿機械加工工藝探討[J].內(nèi)燃機，1997，1:13~16 [2]陳志亮.柴油機連桿加工工藝分析[J].湖南農(nóng)機，1997，4:22 [3]馮日德.6170 柴油機連桿、機體加工中幾個難點問題的工藝性研究[D].天津：天津 大學，2003 [4]程熙.熱能與動力工程機械制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.3 [5]王啟平.機械加工工藝簡明手冊.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社.2006.56～68 [6]SAE International， Warrendale， Pennsylvania .Benchmarking the Industry: Powder Forging Makes a Better Connecting Rod[J]. 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