左曲轴箱加工工艺编制培训资料模板.doc

南京理工大学泰州科技学院毕业设计（论文）学院(系)：机械工程学院专 业：机械工程及自动化学 生 姓 名：学 号：设计(论文)题目：170左曲轴箱加工工艺编制及夹具设计起 迄 日 期:02月24日 05月25日设计(论文)地点:南京理工大学泰州科技学院指 导 教 师:杨正文专业责任人:龚光容日期: 月 日摘 要本文是对170左曲轴箱零件加工应用及加工工艺性分析，关键包含对零件图分析、毛坯选择、零件装夹、工艺路线制订、刀具选择、切削用量确实定、加工工艺文件填写。选择正确加工方法，设计合理加工工艺过程。另外还对162左曲轴箱零件两道工序加工设计了专用夹具.机床夹具种类很多，其中，使用范围最广通用夹具，规格尺寸多已标准化，而且有专业工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务专用夹具，则需要各制造厂依据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计关键内容是设计两套气动夹具。关键词：加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具AbstractThis article is about the Pump body parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture.Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design with two sets of pneumatic fixture.Key words: processing technology, processing method, process documentation, fixture目 录摘 要3Abstract4目 录5第1章 绪论11.1 机械加工工艺概述11.2机械加工工艺步骤11.3夹具概述21.4机床夹具功效21.5机床夹具发展趋势31.5.1机床夹具现实状况31.5.2现代机床夹具发展方向4第2章 零件分析52.1 零件作用52.2 零件工艺分析5第3章 工艺规程设计63.1 毛坯制造形式63.2 基准面选择63.2.1粗基准选择63.2.2 精基准选择63.3 制订工艺路线63.3.1 工艺线路方案一73.3.2工艺路线方案二73.3.3 工艺方案比较和分析73.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定83.5 确定切削用量及基础工时83.5.1 工序：铣削底面83.5.3 工序：铣顶面93.5.5 工序：精铣E、F端面103.5.7工序：精、粗、细镗mm孔系113.5.6 工序 钻E、 F面孔12第6章 钻孔夹具设计144.1 问题指出174.2 夹具设计184.2.1 定位基准选择184.2.2 切削力及夹紧力计算184.2.3 气缸选型和计算184.3 定位误差分析284.4 定位元件设计284.5 定位误差分析294.6 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计304.7 夹具精度分析314.8 夹具设计及操作简明说明32总结33参 考 文 献34致 谢35第1章 绪论1.1 机械加工工艺概述机械加工工艺是指用机械加工方法改变毛坯形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件全过程，加工工艺是工人进行加工一个依据。机械加工工艺步骤是工件或零件制造加工步骤，采取机械加工方法，直接改变毛坯形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件过程称为机械加工工艺过程。比如一个一般零件加工工艺步骤是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工笼统步骤。 机械加工工艺就是在步骤基础上，改变生产对象形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个步骤具体说明，比如，上面说，粗加工可能包含毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细数据了，比如粗糙度要达成多少，公差要达成多少。 技术人员依据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采取工艺过程，并将相关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂全部可能不太一样，因为实际情况全部不一样。 总来说，工艺步骤是纲领，加工工艺是每个步骤具体参数，工艺规程是某个厂依据实际情况编写特定加工工艺。1.2机械加工工艺步骤机械加工工艺规程是要求零件机械加工工艺过程和操作方法等工艺文件之一，它是在具体生产条件下，把较为合理工艺过程和操作方法，根据要求形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程通常包含以下内容：工件加工工艺路线、各工序具体内容及所用设备和工艺装备、工件检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各关键工序技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程过程中，往往要对前面已初步确定内容进行调整，以提升经济效益。在实施工艺规程过程中，可能会出现前所未料情况，如生产条件改变，新技术、新工艺引进，新材料、优异设备应用等，全部要求立即对工艺规程进行修订和完善。1.3夹具概述夹具是一个装夹工件工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一个不可缺乏工艺装备，它直接影响着加工精度、劳动生产率和产品制造成本等，帮机床夹具设计在企业产品设计和制造和生产技术准备中占有极其关键地位。机床夹具设计是一项关键技术工作。 “工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步标志。自20世纪末期以来，现代制造技术和机械制造工艺自动化全部有了长足发展。但工具（含夹具、刀具、量具和辅具等）在不停革新中，其功效仍然十分显著。机床夹具对零件加工质量、生产率和产品成本全部有着直接影响。所以，不管在传统制造还是现代制造系统中，夹具全部是关键工艺装备。1.4机床夹具功效在机床上用夹具装夹工件时，其关键功效是使工件定位和夹紧。1机床夹具关键功效机床夹具关键功效是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。（1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置过程。定位是经过工件定位基准面和夹具定位元件面接触或配合实现。正确定位能够确保工件加工尺寸和位置精度要求。（2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变操作。因为工件在加工时，受到多种力作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。所以，夹紧为工件提供了安全、可靠加工条件。2机床夹具特殊功效机床夹具特殊功效关键是对刀和导向。（1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具正确位置。如铣床夹具中对刀块，它能快速地确定铣刀相对于夹具正确位置。（2）导向 如钻床夹具中钻模板钻套，能快速地确定钻头位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也含有导向功效。1.5机床夹具发展趋势伴随科学技术巨大进步及社会生产力快速提升，夹具已从一个辅助工具发展成为门类齐全工艺装备。1.5.1机床夹具现实状况国际生产研究协会统计表明，现在中、小批多品种生产工作品种已占工件种类总数85%左右。现代生产要求企业所制造产品品种常常更新换代，以适应市场猛烈竞争。然而，通常企业仍习惯于大量采取传统专用夹具。其次，在多品种生产企业中，约4年就要更新80%左右专用夹具，而夹具实际磨损量仅为15%左右。尤其是多年来，数控机床（NC）、加工中心（MC）、成组技术（GT）、柔性制造系统（FMS）等新技术应用，对机床夹具提出了以下新要求：1）能快速而方便地装备新产品投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。2）能装夹一组含有相同性特征工件。3）适适用于精密加工高精度机床夹具。4）适适用于多种现代化制造技术新型机床夹具。5）采取液压或气压夹紧高效夹紧装置，以深入提升劳动生产率。6）提升机床夹具标准化程度。1.5.2现代机床夹具发展方向现代机床夹具发展方向关键表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。精密化伴随机械产品精度日益提升，势必对应提升了对夹具精度要求。精密化夹具结构类型很多，比如用于精密分度多齿盘，其分度精度可达0.1；用于精密车削高精度三爪卡盘，其定心精度为5m；精密心轴同轴度公差可控制在1m内；又如用于轴承套圈磨削电磁无心夹具，工件圆度公差可达0.20.5m。高效化高效化夹具关键用来降低工件加工基础时间和辅助时间，以提升劳动生产率，减轻工人劳动强度。常见高效化夹含有：自动化夹具、高速化夹具、含有夹紧动力装置夹具等。比如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提升5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可确保卡爪在（试验）转速为2600r/min条件下仍能牢靠地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提升。柔性化机床夹具柔性化和机床柔性化相同，它是指机床夹具经过调整、拼装、组合等方法，以适应可变原因能力。可变原因关键有：工序特征、生产批量、工件形状和尺寸等。含有柔性化特征新型夹具种类关键有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具柔性化将是夹具发展关键方向。标准化机床夹具标准化和通用化是相互联络两个方面。在制订经典夹具结构基础上，首优异行夹具元件和部件通用化，建立类型尺寸系列或变型，以降低功效用途相近夹具元件和部件型式，屏除部分功效低劣结构。通用化方法包含夹具、部件、元件、毛坏和材料通用化。夹具标准化阶段是通用化深入，关键是确立夹具零件或部件尺寸系列，为夹具工作图审查发明良好条件。现在中国已经有夹具零件及部件国家标准：GB/T2148T225991和各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具标准化，有利于夹具商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。第2章 零件分析2.1 零件作用题目所给定零件是162左曲轴箱（附图1），其关键作用是确保对曲轴起固定作用，保持曲轴正常运行。2.2 零件工艺分析162左曲轴箱零件图中要求了一系列技术要求：（查表1.4-28机械制造工艺设计简明手册）1、底面2、顶面3、左端面4、右端面5、上下凸台面6、各面孔系第3章 工艺规程设计3.1 毛坯制造形式零件材料为硼铸铁，考虑到零件材料综合性能及材料成本和加工成本,确保零件工作可靠,采取铸造。零件轮廓尺寸不大，故能够采取铸造成型，这从提升生产率、确保加工精度上考虑，也是应该。3.2 基准面选择基面选择是工艺规程设计中关键工作之一，基面选择正确和合理，能够使加工质量得到确保，生产率得以提升。不然，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。3.2.1粗基准选择 对于通常轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理。根据相关粗基准选择标准（确保某关键表面加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面全部要求加工，为了确保各表面全部有足够余量，应选择加工余量最小表面为粗基准。）3.2.2 精基准选择根据相关精基准选择标准（基准重合标准；基准统一标准；可靠方便标准），对于本零件，有中心孔，能够以中心孔作为统一基准，不过随便着孔加工，大端中心孔消失，必需重新建立外圆加工基面，通常有以下三种方法：当中心孔直径较小时，能够直接在孔口倒出宽度小于2MM锥面来替换中心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来确保定位精度。3.3 制订工艺路线制订工艺路线出发点，应该是使零件几何形状、尺寸精度和位置精度等技术要求能得到合理确保。在生产纲领已经确定为中批生产条件下，考虑采取一般机床和部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采取专用刀具和专一量具。并尽可能使工序集中来提升生产率。除此以外，还应该考虑经济效果，方便使生产成本尽可能下降。3.3.1 工艺线路方案一工序 粗铣底面。精铣底面工序 粗铣顶面工序 精铣顶面.工序 粗、精、细镗62、48H8（等为中心孔系。工序 钻底面端面、凸台面各面孔工序 去毛刺，终检。3.3.2工艺路线方案二工序 粗铣底面。精铣底面工序 粗铣顶面工序 精铣顶面.工序 粗、精、细镗62、48H8（等为中心孔系。工序 钻底面端面、凸台面各面孔工序 去毛刺，终检。3.3.3 工艺方案比较和分析上述两个方案特点在于：方案一是采取铣削方法加工端面，且是先加工孔后精加工外圆面和62H8（孔。；方案二是使用车削方法加工两端面，12孔加工放在最终。两相比较起来能够看出，因为零件端面尺寸不大，应端面，在中批生产中，综合考虑，我们选择工艺路线二。这么因为钻孔属于粗加工，其精度要求不高，且切削力较大，可能会引发已加工表面变形，表面粗糙度值增大。所以，最终加工工艺路线确定以下：工序 粗铣底面。精铣底面工序 粗铣顶面工序 精铣顶面.工序 粗、精、细镗62、48H8（等为中心孔系。工序 钻底面端面、凸台面各面孔工序 去毛刺，终检。3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定“170左曲轴箱”零件材料为硼铸铁，硬度为HBS190241，生产类型为中批生产，采取机器造型铸造毛坯。依据上述材料及加工工艺，分别确定各加工表面机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸以下：（1） 表面考虑到尺寸较多且相差不大，为简化铸造毛坯外形，（2） 外圆表面沿轴线长度方向加工余量及公差。查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册表2.2-1,铸件轮廓尺寸(长度方向100160mm,故长度方向偏差为 mm.长度方向余量查表2.2-4,其它量值要求为3.03.5 mm.现取3.0 mm。(5) 62H8()孔底面加工.根据表2.3-21及2.3-231. 研磨余量 Z=0.0100.014 取Z=0.0102. 磨削余量 Z=0.20.3 取Z=0.33. 铣削余量 Z=3.00.30.01=2.69(6)底面沟槽.采取镗削,经过底面研磨后镗可确保其精度. Z=0.5(7) 6孔及2M106H孔、4M106H深20孔。均为自由尺寸精度要求。16孔可一次性直接钻出。2查工艺手册表2.320得攻螺纹前用麻花钻直径为8.5孔。钻孔 8.5 攻螺纹 M103.5 确定切削用量及基础工时3.5.1 工序：铣削底面本工序采取计算法确定切削用量加工条件工件材料：硼铸铁，铸造。加工要求：铣底面表面粗糙度值R 为4.3。机床：X6132卧式铣床。刀具：刀片材料为YG6，计算切削用量确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为3mm，则毛坯长度方向最大加工余量为4.25mm,分两次加工,a=2mm计。长度加工方向取IT12级，取mm。确定进给量f:依据切削用量简明手册（第三版）（以下简称切削手册表1.4,当刀杆16mmX25mm, aFJ需。夹具夹紧装置和定位装置1 2夹具中装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联络在一起。定位问题已在前面研究过，其目标在于处理工件定位方法和确保必需定位精度。仅仅定好位在大多数场所下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置对应夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹全部任务。夹紧装置基础任务是保持工件在定位中所取得即定位置，方便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件定位是在夹紧过程中实现，正确夹紧还能纠正工件定位不正确。通常夹紧装置由动源即产生原始作用力部分。夹紧机构即接收和传输原始作用力，使之变为夹紧力，并实施夹紧任务部分。她包含中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床性能、生产批量和加工时具体切削量决定采取手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧另一个形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或和其它元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛一个夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，所以她作用原理和斜契是一样。也利用其斜面移动时所产生压力来夹紧工件。不过这里上是经过转动螺旋，使绕在圆柱体是斜契高度发生改变来夹紧。经典螺旋夹紧机构特点：（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。夹紧装置能够分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，经过螺栓夹紧移动压板。达成夹紧和定心作用。工件经过定位销定位限制了绕Z轴旋转，经过螺栓夹紧移动压板，实现对工件夹紧。而且移动压板定心装置是和工件外圆弧面相吻合移动压板，经过正确圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。经过松紧螺栓实现压板前后移动，以达成压紧目标。压紧同时，实现工件定心，使其定位基准对称中心在要求位置上。刀具：高速钢麻花钻头，尺寸为5。 则轴向力：见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必需考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基础安全系数，1.5; K加工性质系数，1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.53.4气缸选择气缸选择要依据以下方面进行分析：1、类型选择 依据工作要求和条件，正确选择气缸类型。要求气缸抵达行程终端无冲击现象和撞击噪声应选择缓冲气缸；要求重量轻，应选轻型缸；要求安装空间窄且行程短，可选薄型缸；有横向负载，可选带导杆气缸；要求制动精度高，应选锁紧气缸；不许可活塞杆旋转，可选含有杆不回转功效气缸；高温环境下需选择耐热缸；在有腐蚀环境下，需选择耐腐蚀气缸。在有灰尘等恶劣环境下，需要活塞杆伸出端安装防尘罩。要求无污染时需要选择无给气或无气润滑气缸等。 2、安装形式 依据安装位置、使用目标等原因决定。在通常情况下，采取固定式气缸。在需要随工作机构连续回转时（如车床、磨床等），应选择回转气缸。在要求活塞杆除直线运动外，还需作圆弧摆动时，则选择轴销式气缸。有特殊要求时，应选择对应特殊气缸。 3、作用力大小即缸径选择。依据负载力大小来确定气缸输出推力和拉力。通常均按外载荷理论平衡条件所需气缸作用力，依据不一样速度选择不一样负载率，使气缸输出力稍有余量。缸径过小，输出力不够，但缸径过大，使设备粗笨，成本提升，又增加耗气量，浪费能源。在夹具设计时，应尽可能采取扩力机构，以减小气缸外形尺寸。 4、活塞行程和使用场所和机构行程相关，但通常不选满行程，预防活塞和缸盖相碰。如用于夹紧机构等，应按计算所需行程增加1020余量。5、活塞运动速度关键取决于气缸输入压缩空气流量、气缸进排气口大小及导管内径大小。要求高速运动应取大值。气缸运动速度通常为50800/s。对高速运动气缸，应选择大内径进气管道；对于负载有改变情况，为了得到缓慢而平稳运动速度，可选择带节流装置或气液阻尼缸，则较易实现速度控制。选择节流阀控制气缸速度需注意：水平安装气缸推进负载时，推荐用排气节流调速；垂直安装气缸举升负载时，推荐用进气节流调速；要求行程末端运动平稳避免冲击时，应选择带缓冲装置气缸。 图3.1 气缸实物图 6、气缸选型步骤及其类型介绍程序1：依据操作形式选定气缸类型：气缸操作方法有双动，单动弹簧压入及单动弹簧压出等三种方法程序2：选定其它参数：1、选定气缸缸径大小 依据相关负载、使用空气压力及作用方向确定2、选定气缸行程 工件移动距离3、选定气缸系列4、选定气缸安装型式 不一样系列有不一样安装方法，关键有基础型、脚座型、法兰型、U型钩、轴耳型5、选定缓冲器 无缓冲、橡胶缓冲、气缓冲、气压吸震器6、选定磁感开关 关键是作位置检测用，要求气缸内置磁环7、选定气缸配件 包含相关接头（一）单作用气缸 单作用气缸只有一腔可输入压缩空气，实现一个方向运动。其活塞杆只能借助外力将其推回；通常借助于弹簧力，膜片张力，重力等。其原理及结构见下图：图3.2单作用气缸1 缸体；2活塞；3弹簧；4活塞杆；单作用气缸特点是： 1）仅一端进（排）气，结构简单，耗气量小。 2）用弹簧力或膜片力等复位，压缩空气能量一部分用于克服弹簧力或膜片张力，所以减小了活塞杆输出力。 3）缸内安装弹簧、膜片等，通常行程较短；和相同体积双作用气缸相比，有效行程小部分。 4）气缸复位弹簧、膜片张力