典型轴类的普车工艺毕业论文.doc
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1、摘 要 在实习过程中,本人身为技术员参与了工厂接到的项目之一医疗器械冷冻器的加工过程,在装配环节中其中的一个零件轴出现问题,遂以其为毕业论文的题目。进一步研究典型轴类的加工工艺,其中本零件的10一端卡簧槽用白钢条磨成的刀进行加工,未标明公差的尺寸按GBT1804-2000进行加工,对典型轴加工的工艺、装夹方式、刀具选择、尺寸控制等进行了详细的讨论。关键词:尺寸控制;装夹方案;刀具选择;加工工艺目 录绪论一、 概 述11.1 机械工业的发展状况11.2 机械制造业的发展趋势21.3 我国与国外先进存在的差距和实施策略3二、 工艺方案分析52.1 零件图52.2零件图分析52.3确定加工方法62.
2、4确定加工方案6三、 工件的装夹73.1定位基准的选择73.2定位基准选择的原则73.3确定零件的定位基准73.4装夹方式的选择83.5车床常用装夹方式8四、 刀具及切削用量84.1选择刀具的原则84.2选择车削用刀具94.3对刀94.4确定切削用量9五、尺寸控制及技术要求105.1尺寸控制105.2 轴类零件加工的技术要求10六、 典型轴类零件加工工艺116.1 轴类零件加工的工艺分析116.2 典型轴类零件加工工艺126.3 注意事项13七, 结束语15参考文献15致谢15一、 概 述(一) 机械工业的发展状况进入新世纪以来,世界机械工业进入了前所未有的高速发展阶段,对比其他行业,机械工业
3、发展具有以下七大特征: (1)地位基础化 发达国家重视装备制造业的发展,不仅在本国工业中所占比重、积累、就业、贡献均占前列,更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质基础,是现代化经济不可缺少的战略性产业,即使是迈进“信息化社会”的工业化国家,也无不高度重视机械制造业的发展。 (2)经济规模化 全球化的规模生产已经成为各大跨国公司发展的主流。在不断联合重组,扩张竞争实力的同时,各大企业业纷纷加强对其主干业务的投资与研发,不断提高系统成套能力和个性化,多样化市场适应能力。 (3)发展不平衡 以2003年为例,销售额名列世界前500位的企业几乎来自北美洲、亚洲、欧洲,所占比例高达9
4、9%,显示了三大洲在世界机械工业发展中的绝对统治地位。 (4)结构调整深化 发达国家加大了产业转移的力度,机械产品中附加值低的产品被安排到市场潜在需求发展中国家生产。为适应市场需求的变化,各大生产商纷纷采取专业化生产,“单品种,大批量”已成为很多强企业生产方式的新特色。同时,以生产者为主导的生产方式逐步向以消费者为主导的定制生产方式转变。服务的个性化成为竞争成败的重要因素。 (5)全球化方式发生新变化 传统的全球化方式有两种:一是以母国为生产基地,将产品销往其他国家;二是在海外投资建立生产制造基地,在国外制造产品,销售到东道国或其他国家。其特点是:自己拥有制造设施与技术,产品完全由自己制造;在
5、资源的利用上,仅限于利用东道国的原材料、人员或资金等。 随着信息技术革命,管理思想与方法的根本性变化,企业组织形式也发生了变化,这些变化发生在跨国公司,并将成为新型全球化方式而发展下去。这种变化的主要特征是:广泛利用别国的生产设施与技术力量。在自己可以不拥有生产设施与制造技术所有权的情况,制造出最终产品,并进行全球销售。机械制造业公司在全球范围建立零部件的加工网络,自己负责产品的总装与营销。原材料调配、零部件采购全球化已成为世界机械制造工业的发展趋势。 (6)跨国并购加剧 现代并购不再一味的强调对抗竞争,强强联合成立企业获得竞争优势的主要手段。这时机械制造业全球化过程中大公司谋求生存发展的一大
6、特点。而且趋饱和的市场。日渐激烈的市场竞争。投资建厂的风险增大,也使得更多企业开始采用联合并购的手段。在建厂的前提下,优化企业产品结构,以达到提高生产能力、扩大市场份额,获取规模效益的目的。以高技术为内涵的行业来自技术创新的威胁,使跨国公司走上了联合之路,以形成强大的技术创新能力。机械制造业大企业间的战略并购,导致了机械工业资源的重新配置。使得世界机械工业的竞争格局出现了协作型的局面。 (7)产品高技术化 以信息技术为代表的现代科学技术发展,对机械制造业提出了更高、更新要求的各国家和地区,特别是发达国家更重视发展机械制造业,充分体现了机械制造业作为高新技术产业化在推动整个社会技术进步和产业升级
7、中不可替代的基础作用。高新技术的迅猛发展起到了推动、提升和改造的作用。信息装备技术、工业自动化技术、数控加工技术、机器人技术、先进的发电和输配电技术、电力电子技术、新材料技术和新型生物、环保装备技术等当代高新技术成果开始广泛应用于机械工业,其高新技术含量已成为市场竞争取胜的关键。(二) 机械制造业的发展趋势 先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术,先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是:高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品,因此,面向21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方
8、面:(1) 精密化 精密加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加上(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米(1nm=0.001m)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此,它促进了机械科学、光学科学、测最科学和电子科学的发展。美国1997年首次制造出直径仅为60m的静电微型电机,以及几十微米的微型齿轮、弹簧及微型机构。武汉大学研制成纳米级超微电极,将其插入活体细胞后首次测出细胞内部神经递质的动态信息。只前各国科学家正在进
9、行微型机器人的研究,微型机器人可以潜入人体血管、脏器去疏通血管、诊治疾病。据国外预测,21世纪将是微型机械电子技术和微型机器人的时代,因此有人将纳米技术与微型机械称为21世纪的核心技术。(2) 自动化 自动化技术的成功应用,不但提高了效率,保证了产品质量,还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化,可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC,MC,CAM,FMS,CIM,IMS等来完成。在末来的自动化技术实施过程中,将更加重视人在自动化系统中的作用。同时自动化开始面向中小型企业,以经济实用为出发点,满足不断发展的产品多样化和个
10、性化需要。(3) 信息化 信息、物质和能源是制造系统的三要素。随着计算机、自动化与通讯网络技术红制造系统中的应用,信息的作用越来越重要。产品制造过程中的信息投入,己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程,最终形成的产品可看作是信息的物质表现,因此可以把信息看作是一种产业,包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化,以适应21 世纪高柔性生产的需要。 (4) 柔性化 随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高,促使产品更新换代的速度不断加快,这就要求现代企业必须具
11、备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性,是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力,它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务,完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。柔性制造自动化的形式很多,如美国提出的敏捷制造(AM)其主线就是高柔性生产。上海同济大学张曙教授提出的独立制造岛(AMI)也是高柔性生产模式。(5) 集成化集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接,是经过统一规划设计,分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实
12、现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成,功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成,同时还要强调人的集成,由于系统中不可能没有人,系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关,凶此在技术上集成的同时,还应强调管理与人的集成。集成化生产将成为面向21世纪占主导的生产方式。 (6) 智能化 智能化是而向21世纪制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节,通过模拟人类专家的智能活动,取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动,在制造过程中系统能自动监测其运行状态,在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数,以达到最佳状态和具
13、备自组织能力。例如机器人加工就是将机床与机器人、传感器、控制器组合而成的智能制造系统,它具有信息处理和知觉反馈、决策能力,可同时控制指挥多种操作,从而能提高效率、保证质量和降低成本。智能化是柔性自动化和集成自动化的新发展和重要组成部分。(三) 我国与国外先进存在的差距和实施策略改革开放30年,通过技术改造和引进国外先进制造技术,使我国的制造工业有了长足的进步,但和先进国家相比还存在很大差距,表现存:一是产品创新能力较差。开发周期长。二是制造工艺装备落后,成套能力不强,我国大多数企业目前还采用较落后的制造工艺与技术装备进行生产。优质高效低耗工艺的普及率不足 10%,数控机床、精密设备不足5%。三
14、是生产自动化和优化水平低,资源综合利用率低。我国平均劳动生产率为0.263万美元,而美国为9.37万美元。我国能源综合利用率仅为32%左右,比国外的先进水平低10多个百分点。四是管理粗放,协作能力较差,国际市场开拓能力弱。我国多数企业缺少现代化管理的概念、方法和手段,众多的企业机构臃肿,富裕人员一般多达30-40%。五是工程技术人员知识陈旧,跟不上时代的要求。面对这样形势。发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列,必须采取相适应的措施和策略。(1) 加强政策与法规建设,建立强有力的宏观调控机制 在市场经济环境下,国家仍应制订科学的制造产业规
15、划和制造技术进步的总体规划,以及相应的法规政策。避免重复建设、重复生产和重复引进的事情发生,要尽可能减少和避免市场盲日竞争造成的损失。继续鼓励科技创新政策,一些技术改造和先进技术推广,仍需国家给予支持。对于引进外资,建立合资企业,应有利于我国制造技术的发展,有利于提高产品在国内市场上竞争力为原则。(2) 发展适应我国国情的生产模式对于一些先进的制造技术和先进的制造模式,要根据我国现实存在的技术水平和能力向前发展,避免盲目的追求目前实施有一定困难的理想的先进科学制造技术。例如我国的人工智能(AI)的研究尚处于低级和起步阶段,进展困难,其理由是我们对人类思维活动的实质尚知甚少,基于人工智能的智能机
16、器,在智能水平上,远远不能与人类专家智能相比,因此想以人工智能全而取代制造过程中人类专家智能,进行独立分析、判断和决策等任务是不现实的,这只是未来的发展方向。(3) 加强企业问合作近些年规模经济在国内显示出强人的竞争力和整体效益,其成功之处在于企业问既通过竞争获得了发展的动力、提高了水平,又能够各具特色地发展自己,从而在无意间形成优势互补,在竞争中相互依存并共同获得利益。由此,竞争绝不是企业间合作的障碍,应该在竞争中建立合作意识,企业问的团结就是效益。(4) 提高制造业现代化管理水平现代管理核心是信息管理、物质管理、质量管理、生产过程管理和市场信息管理、加强企业人力的培养同时与国际接轨,开展I
17、S09000系列管理体系认证,加快现代企业制度改革,为先进制造技术的发展奠定良好的基础。综上所述,我国的制造业发展已进入了高速发展阶段,沿海地区的民营企业已经具备足够的经济实力来使企业迈向现代化,先进设备的引进和大量专业人才的涌入使许多沿海地区的制造业水平迅速提高。但足整体发展很不均衡,地区之间的差距越拉越大,这是很突出的问题。随着国家决策的科学化、民主化进程不断深入,相信我国的制造业会更快速、更健康地发展。二、 工艺方案分析二 零件图2.2零件图分析该零件表面由圆柱、键槽、等表面组成,尺寸标注完整,选用毛坯为45#钢,18mm150mm,无热处理和硬度要求。2.3确定加工方法加工方法的选择原
18、则是保证加工表面的精度和表面粗糙度的要求,由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多,因而在实际选择时,要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差等要求全面考虑。图上几个精度较高的尺寸,因其公差值较小,所以加工时有取平均值,而取其基本尺寸。通过以上数据分析,考虑加工的效率和加工的经济性,最理想的加工方式为车削。根据加工零件的外形和材料等条件,选用CA6140车床。2.4确定加工方案零件上比较精密表面加工,常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的,还应正确的确定毛坯到最终成形的加工方案。毛坯先夹持两端轮廓露小头,先用中心钻打中心孔,
19、再用卡箍箍紧一头,用两顶尖夹持的方式夹装,然后先车同轴,将右端毛坯车成16的过中心轴,然后车15的通轴,12的圆柱、10的圆柱,倒角。再换白钢磨成的卡簧沟刀,车卡簧沟。然后换向车出11的长圆柱,最后铣键槽,表面镀锌处理。该典型轴加工顺序为:预备加工-车端面-钻孔-粗车右端轮廓-精车右端面轮廓-调头-车端面-粗车轮廓-精车轮廓-倒角-铣键槽-表面镀锌处理。三、 工件的装夹3.1定位基准的选择 在制定零件加工的工艺规程时,正确的选择工件的定位的基准有着十分中的意义。定位基准选择的好坏,不仅影响零件加工的位置精度,而且对零件个表面的加工顺序也有很大的影响。合理的选择定位基准是保证零件加工精度的前提,
20、还能简化加工工序,提高加工效率。3.2定位基准选择的原则 1)基准重合原则。为了避免基准不重合误差,方便加工,应选用工序基准作为定位基准,尽量使用工序基准,定位基准、原点三者统一。 2)便于装夹的原则。所选的定位基准应能保证定位准确、可靠,定位夹紧简单、易操作,敞开性好,能够加工尽可能多的表面。 3)便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下,保证对刀的可能性和方便性。3.3确定零件的定位基准 (1)合理地选择定位基准,对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于该传动轴的几个主要配合表面(Q、P、N、M)及轴肩面(H、G)对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求,它
21、又是实心轴,所以应选择两端中心孔为基准,采用双顶尖装夹方法,以保证零件的技术要求。 (2)粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆,车端面、钻中心孔。但必须注意,一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔,而应该以毛坯外圆作粗基准,先加工一个端面,钻中心孔,车出一端外圆;然后以已车过的外圆作基准,用三爪自定心卡盘装夹(有时在上工步已车外圆处搭中心架),车另一端面,钻中心孔。如此加工中心孔,才能保证两中心孔同轴。3.4装夹方式的选择 为了工件不至于在切削力的作用下发生位移,使其在加工过程始终保持正确的位置,需将工件压紧压牢。合理的选择加紧方式十分重要,工件的装
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