辅助零件加工加强套的工装设计与制造机械制造专业.docx

尊敬的评委老师，亲爱的的同学们，大家好，是机械工程及自动化专业的毕业生，今天我答辩的题目是辅助零件加工加强套的工装设计与制造。我将从以下4个方面来进行论述： 一、绪论 二、加强套加工工艺设计及分析 三、夹具的设计 四、结论 1.我先对本篇文章做一个简介。 人们常说的车床主要包括普通车床、立式车床、自动车床、转塔车床和回转车床、多刀半自动车床、数控车床等。 普通车床主轴转速和进给量调整范围大，适用于单件、小批生产和修配车间。 立式车床适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件。 自动车床能自动上下料，重复加工一批同样的工件，适用于大批、大量生产。 转塔车床和回转车床能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架，适用于成批生产。 多刀半自动车床有单轴、多轴、卧式和立式之分。 数控机床是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床。 普通车床是由人工操纵能对轴、盘、环等多种类型工件进行多种工序加工的卧式车床。常用于加工工件的内外回转表面、端面和内外各种螺纹，采用相应的刀具和附件，还可以进行钻孔，扩孔攻丝和滚花等。拨叉类零件以其良好的操纵性和良好的稳定性广泛应用于各种机床中，主要对各种机床起到支撑，辅助加工的作用。该零件的结构虽然不太复杂，但其过程涉及了机械加工工艺的很多方面，是机械加工的基础的体现。 2.数控加工工艺的特点 (1)数控机床加工精度高。一般只需一次加工即能达到加工部位的精度，而不需分粗加工、精加工。 (2)在数控机床上工件一次装夹，可以进行多个部位的加工，有时甚至可完成工件的全部加工内容。 (3)由于刀具库或刀架上装有几把甚至更多的备用刀具，因此，在数控机床上加工工件时刀具的配置、安装与使用不需要中断加工过程，使加工过程连续。 (4)根据数控机床加工时工件装夹特点与刀具配置、使用的特点区别于普通机床加工时的情况，工件的各部位的数控加工顺序可能与普通、机床上加工工件的顺序也有很大的区别。 此外根据数控机床高速、高效、高精度、高自动化等特点，数控加工还具有以下工艺特点： 1)切削量用比普通机床大。 2)工序相对集中。 3)较多地使用自动换刀(ATC)。 4)首件需试切削。 5)工艺内容更具体更详细，工艺要求更严密更精确。 数控加工时，产品的质量完全靠数控工艺和数控程序来保证。产品加工的具体细节在进行工艺设计和程序编制时必须全面考虑，只有设计正确才能保证产品加工的质量要求。在数控加工朝高速、超高速和复合化加工方向发展的趋势下，对技术人员就提出了更高的要求。 3.数控机床与普通机床相比具有的优越性 普通机床加工时，其加工成本相对较低，工序较长，且工步中很多具体细节由技术工人来完成，对技术工人的水平要求相对较高。数控机床加工工艺相比较普通机床加工工艺的优越性有以下几点： (1)数控加工工艺的“内容十分具体、工艺设计工作相当严密”。数控机床加工工艺与普通机床加工工艺相比较，由于采用数控机床加工具有加工工序少，所需专用工装数量少等特点，克服了普通传动工艺方法的弱点，一般说来，数控加工的工序内容要比普通机床加工的工序内容复杂。从编程来看，加工程序的编制要比普通机床编制工艺规程复杂。 (2)数控加工的工艺“复合性”。采用数控加工后，工件在一次装夹下能完成镗、铣、铰、攻丝等多种加工，因此，数控加工工艺具有复合性特点，也可以说数控加工工艺的工序把传统工艺中的工序“集成”了，这使得零件加工所需的专用夹具数量大为减少，零件装夹次数及周转时间也大大减少了，从而使零件的加工精度和生产效率有了较大的提高。 .4本文的框架结构 本文一共分为四章，第一章是绪论，对全文内容进行一次提纲性的概括，起到总领的作用。第二章对零件进行工艺分析。第三章是工艺路线的制定。第四章是钻Φ15H7孔的专用夹具设计。 接下来是本文的第二部分：.加强套加工工艺设计及分析 1.年产量和批量的确定 1.1生产纲领的确定 生产纲领：零件5000件/每年 N=Qn(1+a%)(1+b%) N---零件的年产纲领(件/年) Q---产品的年产量(台/年) n---每台产品中该零件的数量(件/台) a%---备品率 b%---废品率 年产量: Q＝生产纲领*每台件数×（1+备品率）×（1+废品率） 备品率，废品率均取为1%，带入后计算有， Q＝5100件 月产量＝Q/12=425件 Days=24天 日产量（一天3班）＝月产量/Days=17.70件 1.2生产量类型的确定 已知此加强套的生产纲领为5000件/年，零件的质量是2.26Kg/个，查《机械制造工艺设计简明手册》第2页表1.1-2，可确定该换档叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 1.3零件的作用 支承套零件图如图2.1所示，为便于加工中心定位、装夹Φ100f9外圆，和尺寸均在前面工序中用普通机床完成，零件材料为45号钢。 1.4毛坯的选择及毛坯图的绘制 在制订零件机械加工工艺规程之前,还要对零件加工前的毛坯种类及其不同的制造方法进行选择。由于零件机械加工的工序数量、材料消耗、加工劳动量等都在很大程度上与毛坯的选择有关，故正确选择毛坯具有重大的技术经济意义。常用的毛坯种类有：铸件、锻件、型件、焊接件、冲压件等，而相同种类的毛坯又可能有不同的制造方法。 选择毛坯应该考虑生产规模的大小，它在很大程度上决定采用某种毛坯制造方法的经济性。 选择毛坯应该考虑工件结构形状和尺寸大小。例如，形状复杂和薄壁的毛坯，一般不能采用金属型铸造；尺寸较大的毛坯，往往不能采用模锻、压铸和精铸。 选择毛坯应考虑零件的机械性能的要求。相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其机械性能往往不同。例如，。强度要求高的零件多采用锻件，有时也可采用球墨铸铁件。 选择毛坯，应从本厂的现有设备和技术水平出发考虑可能性和经济性。用这些毛坯制造方法后，可大大减少机械加工量，有时甚至可不再进行机械加工，其经济效果非常显著。 1.5定位基准的分析 在制定零件加工工艺规程时，正确选择定位基准对保证加工表面的尺寸精度和相互位置精度的要求以及合理安排加工顺序都有重要的影响。 合理选择定位基准是制定工艺过程中要解决的首要问题。基准的选择实际上就是基面的选择问题。在第一道工序中，只能使用毛坯的表面作为定位基准，这种定位基面就称为粗基面。在以后各工序的加工中，可以采用已经切削加工过的表面作为定位基面，这种定位基准面就称为精基准面。 关键词： 1.基准就是零件上用以确定其它点、线、面，的位置所依据的点、线、面。 2.基准包括设计基准和工艺基准，工艺基准包括定位基准，工序基准，测量基准，装配基准。 3.设计基准：设计图样上所采用的基准。 4.工艺基准：工艺过程中采用的基准。包括定位基准、工序基准、测量基准和装配基准四种基准。 5.精基准：利用已加工过的表面作定位基准；粗基准：在加工初始时用毛坯未加工的表面作定位基准确即毛基准。 基准选择原则 1 粗基准原则 A尽可能用精度要求高的主要表面作粗基准； B用不加工面作粗基准，且该面与要加工面有一定的位置精度要求； C余量均匀原则； D作粗基准的表面要尽量光整、光洁、有一定的面积—便于装夹； E不能重复使用原则。 2 精基准选择原则 A基准重合原则—尽可能使设计基准和原始基准重合； B互为基准原则—两个位置精度要求较高的表面互为基准； C基准不变原则—统一基准。 D便于装夹原则。 加工本零件基准的选择 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。 精基准的选择有利于保证加工精度，并使工件装夹方便。 精基准的选择首先考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则。 1.6工艺路线的拟订 由于生产类型为中批生产，故采用万能机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中，来提高生产率。除此之外，还应降低成本,所以全部采用手动夹紧机构。 （1）机加工工序的安排原则 主要原则有先基准后其它；先粗后精；先面后孔；先主后次4条原则。 （2）该设计拟定的工艺路线 这种方案采用加工中心进行加工，加工中心仅需1道工序、1套夹具、1台机床。体现了数控加工的工艺“复合性”。因此，数控加工工艺具有复合性特点，也可以说数控加工工艺的工序把传统工艺中的工序“集成”了，这使得零件加工所需的专用夹具数量大为减少，零件装夹次数及周转时间也大大减少，从而使零件的加工精度和生产效率有了很大的提高。 （3）其它工序的安排 ①检验 为了保证零件制造质量，防止产生废品，需要在以下场合安排检验： 粗加工全部结束后，工时较长和较重要工序后，最终加工之后。 ②去毛刺 零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工后，安排去毛刺。 ③清洗 零件在进入装配前，安排清洗，在拟定工艺路线时，必须同时确定各工序所采用的机床、刀具、辅助设备及工艺装备，切削用量的选择和生产节拍的符合设计。机床和工装的选择应尽量做到合理，经济，使之与被加工零件的生产类型，加工精度和零件的形状尺寸相适应。 1.7机床的选择 1、机床的加工规格范围应与零件的外部形状，尺寸相适应。 2、机床的精度应与工序要求的加工精度相适应 3、机床的生产率应与被加工零件的生产类型相适应。大批量生产尽量选用生产率高的专用机床，组合机床或自动机床。 4、机床的选择应与现有条件相适应。做到尽量发挥现有设备的作用，并尽量做到设备负荷平衡。 刀具的选择 刀具的选择也包括刀具的类型，构造和材料的选择，主要应根据加工方法、工序应达到的加工精度、粗糙度、工件的材料形状、生产率和经济性等因素加以考虑，原则上尽量采用标准刀具，必要时采用各种高生产率的专用刀具。 夹具的选择 正确设计和使用夹具，对保证加工质量和提高生产效率、扩大机床使用范围既减轻劳动强度都有重要意义。同时，使用夹具还有助于工人掌握复杂或精密零件的加工质量及解决较为复杂的工艺问题等。具体情况见后面的夹具设计部分。 量具的选择 量具的选择应做到量具的精度应与零件的加工精度相适应；量具的量程应与被测零件的尺寸大小相适应；量具的类型应与被测表面的性质、生产类型、生产方式相适应。 加工面尺寸的确定 加工面的尺寸作为确定刀具的形状大小，和计算机动时间的前提十分重要。加工面的长度和切入超出用来计算机动时间，加工面的直径和宽度，用来选择刀具。这里，我们把沿刀具进给的方向规定为长度，而把垂直于刀具进给的方向规定为宽度。对于加工件为圆面时，宽度和长度相等。 毛坯余量及加工余量的确定 （1）毛坯余量的确定 （2）加工余量的确定，通常有三种方法： ①经验估计法：这是工艺人员根据经验进行估算。所有加工余量一般偏大。 ②查表修正法：以生产实践和实验研究的资料制成的表格为依据，应用时再结合加工实际情况进行修正。 ③分析计算法：根据一定的试验资料和计算公式进行计算，这样确定的余量比较经济合理，因受切削条件的改变和实验数据不全所限，应用较少。 切削用量的确定 基本原则是：首先选择一个尽可能大的切深，其次选择一个较大的进给量，最后，在刀具耐用度和机床功率允许条件下选择一个合理的切削速度。 1、切深的选择 切深的选择应根据工件的加工余量和工艺系统刚度来确定。粗加工时，除留下半精加工、精加工的余量之后的余量来确定的量，往往采用逐渐减小的方法逐步提高加工精度和表层质量。 2、进给量的确定 在粗加工时，进给量的选择主要考虑工艺系统刚度和强度。工艺系统刚度和强度好时，进给量可大一些：反之，进给量就要小一点。 3、切削速度的选择 切削速度主要根据工件材料和刀具性质来确定。在切深和进给