机械设计与制造专业毕业设计论文—支架加工工艺及工装设计.doc
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1、职业技术学院Sichuan Vocational and Technical College毕 业 设 计题 目支架加工工艺及工装设计所属系部机械工程系所属专业机械设计与制造所属班级学 号学生姓名指导教师起讫日期2011年10月-2012年5月职业技术学院教务处制 四川职业技术学院毕业设计任务书题 目支架加工工艺及工装设计所属系部机械工程系所属专业机械设计与制造所属班级指导教师学生姓名学 号一、毕业设计(论文)内容与要求(包括设计或研究内容、主要指标与技术参数,并根据课题性质对学生提出具体要求):内容:生产成批量的拖拉机倒档拨叉机械加工工艺及工装设计要求:1. 零件图 毛坯图 (各一张 A1以
2、上) 2. 机械加工工艺过程卡及工序卡 一套 3. 夹具设计零件图 夹具装配图 ( 各一张 A1) 4. 毕业设计设计说明书 一套二、原始依据(包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等)1. 本设计是在学习完所有专业基础课程上完成的;2. 本设计是根据一般机械加工工艺要求完成设计内容;3. 根据本设计可以实现该零件的加工;4. 通过本次设计,能够提高知识运用能力。 三、主要参考文献1王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.哈尔滨工业大学出版社,19842刘平安主编.AutoCAD2008机械设计实例精粹.机械工业出版社,20083赵如福主编.金属机械金属加工工艺人员手册.机械工业出版
3、社,19914徐嘉元主编.机械制造工艺学(含机床夹具设计).机械工业出版社,19995赵岩铁主编.公差配合与技术测量.北京航空航天大学出版社,19956薛源顺主编.机床夹具设计.机械工业出版社,20007叶寒芳主编.课程设计指导书.全国农机校联络中心机制专业委员会,19918吕思科主编.机械制图.北京理工大学出版社,20029机械制造工艺及设备设计手册编写组编.机械制造工艺及设备设计手册.机械工业出版社,1989系部审核意见 签名: 年 月 日 四川职业技术学院 学生毕业设计答辩情况记载表题 目支架加工工艺及工装设计所属系部机械工程系所属专业机械设计与制造所属班级指导教师学生姓名学 号答辩小组
4、成员姓 名专业技术职务或职称所属单位或部门本人签字答辩时间记录人答辩小组提出的主要问题及学生回答问题情况答辩小组组长签名:(至少三个问题) 年 月 日四川职业技术学院毕业设计综合评定表题 目支架加工工艺及工装设计所属班级指导教师姓名学生姓名 职称学 号 部门指导教师评语 指导教师: 年 月 日 答辩小组评语 总评成绩: 答辩小组负责人: 年 月 日前 言机械制造业是国民经济的支柱产业,现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快,对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求,也就对机械加工工艺等提出了要求。 在实际生产中,由
5、于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同,针对某一零件,往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的,而是需要经过一定的工艺过程。因此,我们不仅要根据零件具体要求,选择合适的加工方法,还要合理地安排加工顺序,一步一步地把零件加工出来。机械加工工艺规程制订 生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的运输、保管于准备,产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理,部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又由安
6、装、工位、工步及走刀组成。规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件,称为工艺规程。机械加工工艺规程的主要作用如下:1.机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原料和毛坯的供应,进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造,编制生产作业计划,调配劳动力,以及进行生产成本核算等。2.机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定进度计划,实现优质高产和低消耗。3.机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。根据它和生产纲领,才能确定所须机床的种类和数量,工厂的面积,机床的平面布置,各部门的安排。机械加工工艺规程的种类机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片,是两个主要的工
7、艺文件。对于检验工序还有检验工序卡片;自动、半自动机床完成的工序,还有机床调整卡片。机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。机械加工工序卡片是每个工序详细制订时,用于直接指导生产,用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。制订机械加工工艺规程的原始资料 制订机械加工工艺规程时,必须具备下列原始资料:1.产品的全套技术文件,包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。2.毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图,了解毛坯余量,结构工艺性,以及铸件分型面,浇口、冒口的位置,以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。3.车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具
8、的性能、规格及精度状况;生产面积;工人的技术水平;专用设备;工艺装备的制造性能等。4.各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。目 录1.零件工艺分析11.1 零件的功用、结构和特点11.2 主要加工表面及要求12.选择毛坯,确定毛坯尺寸22.1 毛坯选择22.2 毛坯尺寸的确定22.3 绘出毛坯图33.选择加工方法、制定工艺路线33.1 机械加工工艺设计33.2 制定机械加工工艺路线3 3.3工艺方案的比较与分析43.4 确定工艺过程方案54.选择加工设备及刀具、夹具、量具6 4.1 选择机床64.2 选择夹具64.3 选择刀具64.4 选择量具 75.工序计算75.1
9、 确定工序尺寸75.2切削用量及基本时间的确定86.填写工序卡片157.支架夹具设计157.1 工序的工艺分析157.2 定位方案及定位元件选择和设计177.3 夹紧装置设计187.4 夹具使用说明20结论21致谢22参考文献231.零件的工艺分析图1-1零件图1.1零件的功用、结构和特点功用:起支撑作用。由于该工件工作时要承受一定的力,因此要求有一定的强度、刚度和韧性。结构和特点:支架是不常见但是我们从整体分析可得它是通过和的两个同轴孔同轴连接,从而起支撑作用的零件。零件底面A是正方形的结构,它应当是同安装部位通过它上面的4个的孔用螺栓连接固定,因此对孔的精度要求不高。另外就是所有垂直于和轴
10、线的三个螺纹孔,它们应当是用于安装止转螺钉的。再有就是的孔和的螺纹孔,它们应当是用于长螺栓的拉紧,所以对同轴度的要求不高。1.2 主要加工表面及要求由零件图可知,其材料为HT200,该材料为灰铸铁,具有较高强度,耐磨性,耐热性及减振性,适用于承受较大应力和要求耐磨零件。由零件图可知,和为设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为三组:1.以底面A为主要基准的加工表面:这一组加工表面包括:面B、面C、面D。2.以和孔为加工表面这一组加工表面包括,的内孔和倒角及的内孔和倒角。3.各安装孔和螺纹孔这一组加工表面包括,和的安装孔,以及和和的螺纹孔这三组的加工表面有着一定的位置要求,主要是:1. 孔内
11、与内孔中心线同轴度公差为0.09;2. 孔端面与端面的距离为;孔A端面与B端面的距离为。由以上分析可知,对这三组加工表面而言,先加工第一组,再加工第二组,再加工第三组。由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知,上述技术要求是可以达到的,零件的结构工艺性也是可行的。 2.选择毛坯,确定毛坯尺寸2.1 毛坯选择根据零件材料确定毛坯为灰铸铁,通过查询资料(可知灰铸铁的密度为,通过对毛坯的分析:体积(V=长x宽x高)毛坯重量约为12kg。年产量为5万件,根据资料得此生产类型为大批量,可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由于和的孔需要铸造出来,故还需要安放型心。此外,为消除残余应力,铸造后应安
12、排人工时效进行处理。2.2 毛坯尺寸的确定我们通过查机械制造工艺设计手册-王绍俊表1-49的方法确定各加工表面的总余量得到下表。加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值的端面A160x160H4.5的孔H4的端面BH4.5的端面CH4的端面DH4的孔H4的侧面EH3.5的侧面EH20的侧面EH12的侧面HH12的侧面JH16的底面AH12表2-1由参考文献可知,铸件主要尺寸的公差如下表:主要加工表面零件尺寸总余量公差CT的端面A160x1604.53.2的孔42.2的端面B4.53.2的端面C43.2的端面D43.2的孔42.2的侧面E3.52.2的侧面E202.2的侧面F122.2的侧面H1
13、22.2的侧面J162.2的底面A122.2表2-22.3 绘制毛坯图根据以上资料确定毛坯的个尺寸,绘出如图所示的毛坯图:图3-13.选择加工方法,制定工艺路线3.1 机械加工工艺设计(1)基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一,基面的选择正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得到提高。否则,加工工艺过程会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法进行。 (2)粗基面的选择 对一般复杂的零件来说,以外圆、装配面作为基准是合理的,按照有关零件的粗基准的选择原则:当零件有不加工表面时,应选择这些不加工的表面作为粗基准,当零件有很多个不加工表面的时候,则应当选择与加工表面要求
14、相对位置精度较高、使加工余量均匀的不加工表面作为粗基准。从零件的分析得知,HT200支架以外圆和底平面A作为粗基准。 (3)精基面的选择 精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准,称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差,零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得到保证。为使基准统一,先选择底面A和的孔作为精基准。3.2制定机械加工工艺路线方案一:工序05:铸造工序10:热处理工序15:时效工序20:粗铣底面A 工序25:上端面B,下端面C,上端面D, 侧面E、侧面F、J工序30:粗(半精)镗、工序35:钻各小孔工序40:攻
15、各螺纹工序45:去毛刺 工序50:检验工序55:清洗、入库方案二:工序5:铸造工序10:热处理工序15:时效工序20:粗铣底面A工序25:粗(半精)镗、工序30:粗铣上端面B,下端面C,上端面D工序35:粗铣侧面E、侧面F、J工序40:钻各小孔工序45:攻各螺纹工序50:去毛刺工序55:检验工序60:清洗、入库方案三:工序5:铸造工序10:热处理工序15:时效工序20:粗铣底面A工序25:上端面B,下端面C,上端面D工序30:粗(半精)镗、工序35:粗铣侧面E、侧面F、J工序40:分别侧面E、侧面F、J钻、攻各螺纹孔 工序45:钻安装孔工序50:去毛刺工序55:检验工序60:清洗、入库3.3
16、工艺方案的比较与分析这三种工艺方案相比较最主要的区别在于,对各孔的加工和对侧面E、侧面F、J的铣削工序的不同。虽然第一种方案相对于第二、三种方案要少一道工序,有利于工艺规程的制订,但是也存在以下两个不足之处:因为我们此次是大批大量生产,在确定工艺时应尽量使用常用的加工方式和常用设备的基础上,提高生产率以便于提高企业的收入。在加工各端面时,第一种方案采用的是先把要铣削的面全部铣削出来。而第二、三种方案,则是先把较大面铣削,这样既能很好的保证各面的平行度同时也只需一个简单的夹具,一次装夹即可完成加工,为整个工件的生产节约了时间。另外,在钻孔和攻螺纹上,第一、二种方案是先用钻床统一加工各孔再对所需螺
17、纹进行加工,而第三种方案是先钻要加工螺纹的孔再攻螺纹,再钻要加工螺纹的孔再攻螺纹,最后在用钻床钻安装用的孔。第二种方案和第三种方案相比较它们对加工精度没有太大的影响,加工的产品也能达到技术要求,但第三种更适合大批量生产的工序分散要求。机械加工时应该遵从以下四点基本原则: 先粗后精 先面后孔 先主后次 先基准后其它所以综合考虑后我选择第三种方案为最优方案3.4确定工艺过程方案根据拟定方案,通过我们的经济分析确定工艺方案如下表所示:工序号名称内容设备05铸造 毛坯的铸造10正火铸造的毛坯正火处理的到综合的力学性能15时效消除铸造、正火造成的内应力20粗铣以底端面和的外圆定位粗铣A基面X602525
18、粗铣以A面和的外圆定位粗铣B面X602530粗铣以上端面B、加强板及外圆为定位粗铣C面X602535粗铣以上端面B、加强板及外圆定位粗铣D面X602540粗镗、半精镗以上端面D及外圆为定位粗(半精)镗孔T61645粗镗、半精镗以底面A及定位粗(半精)镗孔T61650粗铣以上端面D及和中端面F为定位粗铣E面面X602555粗铣以底面A及和侧面E定位粗铣F面X602560粗铣以底面A及和侧面E定位粗铣J面X6025 65钻 以上端面D及和侧面F定位钻E面的的螺纹底孔Z52570攻以上端面D及和侧面F定位攻E面的的螺纹Z52575钻以底面A及和侧面E定位钻F面的的螺纹底孔Z52580攻以底面A及和侧
19、面E定位攻F面的的螺纹Z52585钻以底面A及和侧面E定位钻J面的的螺纹底孔Z52590攻以底面A及和侧面E定位攻J面的的螺纹Z52595钻以底面A及和侧面定位钻的安装孔可调式立式双轴钻床100钻以底面A及和侧面定位以导向钻的螺纹底孔可调式立式双轴钻床105攻以底面A及和侧面定位以导向攻的螺纹可调式立式双轴钻床110钻以上端面B及侧面E和孔定位钻的安装孔可调式立式四轴钻床115去毛刺、涂漆去毛刺、非接合面涂漆120总检、入库检验各零件尺寸合格入库表3-14.选择加工设备及刀具、夹具、量具由于生产类型为大批量,故加工设备以专用机床为主,辅以少量通用机床,其生产方式以专用机床专用夹具为主,辅以少量
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