本科毕业论文-空气压缩机.doc

沈阳职业技术学院毕业设计第一章、空气压缩机简介2 第一节、空气压缩机的作用和类型3一、作用3二、类型3 第二节、回旋式空气压机泵体的结构和工作原理5 一、泵体组成的零部件5 二、回转式空气压缩机工作原理7第二章、空气压缩机的三维造型及装配9 第一节、轴承座的三维设计9 第二节、曲轴的三维设计14 第三节、空气压缩机泵体重要零部件的设计过程141.1设置工作目录141.2曲轴的绘制14第四节、泵体的装配21第三章、轴承的加工工艺23 第一节、生产纲领23第二节、零件结构公用分析24第三节、确定毛坯25 第四节、选择设备及工艺装备27第五节、工序设计及工艺文件的填写27 (一)、工序设计27(二)、填写工艺文件291、填写机械加工工艺过程综合卡292、填写指定工序的机械加工工序卡29第一章、空气压缩机简介空气压缩机（英文为：aircompressor）是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。空气压缩机的种类空气压缩机的种类很多，按工作原理可分为容积式压缩机，速度式压缩机，容积式压缩机的工作原理是压缩气体的体积，使单位体积内气体分子的密度增加以提高压缩空气的压力；速度式压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度，使气体分子具有的动能转化为气体的压力能，从而提高压缩空气的压力。我国的空气压缩机行业的市场规模均为8%以上的增速增长，2010-2011年增长率甚至超过了28%，市场规模扩张迅速。然而，在规模如此巨大的市场上，过去很长一段时间由外资企业掌握绝大部分市场。2009年度，我国空气压缩机行业共有生产企业近400家，其中内资企业数量接近90%，实现销售收入总额约为60亿元，占全行业的40%;外资企业数量接近10%，实现销售收入总额约为90亿元，占全行业的60%。第一节、空气压缩机的作用和类型一、作用空气压缩机(空压机)是一种将空气进行压缩从而提高气体压力或输送气体的机器。随着气压技术的不断发展，空压机在生产建设领域得到了广泛的应用。压缩机是制冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩冷凝膨胀蒸发(吸热)的制冷循环。压缩机一般由壳体、电动机、缸体、活塞、控制设备(启动器和热保护器)及冷却系统组成。冷却方式有油冷和自然冷却两种。空气压缩机是气源装置中的主体，它是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。常见空气压缩机的用途。传统的空气动力:风动工具，凿岩机，风镐，气动扳手，气动喷砂;仪表控制及自动化装置:如加工中心的刀具更换等，车辆制动，门窗启闭;喷气织机中用压缩空气吹送纬纱以代替梭子;食品、制药工业利用压缩空气搅拌浆液等。二、类型空气压缩机（空压机）的种类很多。1、按工作原理可分为三大类：容积型、动力型（速度型或透平型）、热力型压缩机。 2、按润滑方式可分为无油空压机和机油润滑空压机。3、按性能可分为：低噪音、可变频、防爆等空压机。4、按用途可分为：冰箱压缩机、空调压缩机、制冷压缩机、油田用压缩机、天然气加气站用、凿岩机用、风动工具、车辆制动用、门窗启闭用、纺织机械用、轮胎充气用、塑料机械用压缩机、矿用压缩机、船用压缩机、医用压缩机、喷砂喷漆用。5、按型式可分为：固定式、移动式、封闭式。容积式压缩机直接依靠改变气体容积来提高气体压力的压缩机。活塞式压缩机是容积式压缩机，其压缩元件是一个活塞，在活塞式空气压缩机气缸内做往复运动。回转式压缩机是容积式压缩机，压缩是由旋转元件的强制运动实现的。滑片式压缩机是回转式变容压缩机，其轴向滑片在同圆柱缸体偏心的转子上作径向滑动。截留于滑片之间的空气被压缩后排出。液体-活塞式压缩机是回转容积式压缩机，在其中水或其它液体当作活塞来压缩气体，然后将气体排出。罗茨双转子式压缩机属回转容积式压缩机，在其中两个罗茨转子互相啮合从而将气体截住，并将其从进气口送到排气口。没有内部压缩。螺杆压缩机是回转容积式压缩机，在其中两个带有螺旋型齿轮的转子相互啮合，使两个转子啮合处体积由大变小，从而将气体压缩并排出。螺杆式空气压缩机中的螺杆压缩组件，采用最新型数控磨床内部制造， 并配合在线激光技术，确保制造公差精确无比 。其可靠性和性能可确保 压缩机的运转费用在使用期内一直极低。调整压缩机、一体式压缩机和干燥剂系列都是L/LS系列压缩机中的新产品。速度型压缩机是回转式连续气流压缩机，在其中高速旋转的叶片使通过它的气体加速，从而将速度能转化为压力。这种转化部分发生在旋转叶片上，部分发生在固定的扩压器或回流器挡板上。离心式压缩机属速度型压缩机，在其中有一个或多个旋转叶轮（叶片通常在侧面）使气体加速。主气流是径向的。轴流式压缩机属速度型压缩机，在其中气体由装有叶片的转子加速。主气流是轴向的。混合流式压缩机也属速度型压缩机。其转子的形状结合了离心式和轴流式两者的一些特点。喷射式压缩机利用高速气体或蒸汽喷射流带走吸入的气体，然后在扩压器上将混合气体的速度转化为压力。永磁变频压缩机由于变频化的螺杆空压机利用了变频器的无级调速特点，通过控制器或变频器内部的PID调节器，能平缓启动；对用气量波动比较大的场合，又能快速调节响应。第二节、回旋式空气压机泵体的结构和工作原理一、泵体组成的零部件下面是全封闭旋转式压缩机的泵体如上图一所示，泵体主要组成部分有：气缸、滚套、曲轴、轴承（包括上轴承和下轴承）、叶片、弹簧、消音器等。下面对上述主要零部件作简要介绍1. 曲轴的结构与用途：压缩机的曲轴是由主轴颈，是压缩机内部传送动力的装置。在主轴颈的下部装有电动机，主轴颈的上部在泵体中旋转。曲轴是压缩机的主要部件之一，它接受电动机以扭矩形式传来的动力，电机带动曲轴旋转，曲轴的偏心部分带动滚套旋转，从而压缩气体而做功。曲轴在轴中心线处有阶梯形深孔，与上油桨配合部尺寸较大，这种设计既有利于工艺过程中排除切屑、污物，更主要的是在上油桨泵油运转过程中有利于在孔内形成较高的油压，提高输油能力。日本三洋设计的小孔内插入油气分离器的长销。由于销的插入进一步缩小了孔的间隙，达到既可形成高的油压，又有利于油气分离，减小向压缩机外排油，保证油池内油面稳定。2. 滚套的结构与用途：滚套是用来在气缸中压缩气体的。随着滚套的旋转带来气缸容积的不断变化。滚套在泵体中的安装尺寸必须与气缸紧密配合，以减少气体的泄漏。3. 气缸结构与作用：压缩机的气缸呈元宝形，中间是气缸工作腔，在工作时被叶片分成高压腔和低压腔，在低压腔中装有进气管，气体由进气管吸入。由于滚套在气缸中做往复旋转运动，汽缸要承受相当大的变应力和热应力，故要求汽缸要有足够的强度，即耐热耐压性。气缸的加工要求很高，特别是光洁度，以实现与滚套的严密配合，减少气体泄漏，提高制冷效率。 气缸的端面分布几个螺栓孔，是用来连接上下轴承，以封闭整个泵体的。4. 叶片的结构和作用：叶片装在气缸叶片槽中，在泵体工作时，叶片通过弹簧的作用，随着滚套的旋转上行和下行，叶片将气缸的工作腔划分为高压腔和低压腔。由于随着曲轴的高速旋转，叶片不断往复直线冲击，因此对叶片的材质和表面加工光洁度都有很高的要求。5. 上、下轴承的结构和作用：上、下轴承是用来固定曲轴，封闭气缸的工作腔用的。轴承上根据泵体的排气不同 而设有不同的排气孔，如果泵体为上排气方式，那么上轴承上有排气孔，如果泵体为下排气方式，那么下轴承上有排气孔。5.1. 阀片的结构和作用：阀片是压缩机的主要部件，与带排气孔的轴承安装在一起，如图二中所示。在压缩机运行过程中，阀片起着分配气体的作用，相当于泵体的气门。阀片的结构和性能的好坏对压缩机的好坏与性能有直接的影响。因此，要求阀片的结构合理，弹性大小合适，使阀片在相应压力和转速下能及时关闭和打开，尽量减小气阀开闭时的阻力，以减少压缩机的功耗。5.2 阀背板的结构和作用：阀背板安装在阀片上用来固定阀片，可以采用铆接的方式进行连接，也可以使用螺栓进行连接。阀背板的翘起高度是一个很重要的设计参数，直接影响阀片的抬起。除上述主要零件外，泵体中还有一些其它的零件，包括消音器、上油桨等，在这里不做详细介绍。二、回转式空气压缩机工作原理概括来说，压缩机在制冷系统中所起的作用就是：吸入低温低压气体，压缩成高温高压气体，并排放到系统中去的不断循环的过程。如下图所示旋转式压缩机的工作过程。空白部分表示已压缩及排气过程，另一空白部分表示吸气过程。A图是转子处于滑片槽的最近处，工作容积处于吸气结束状态，其内为吸气压力。B图是转子转过某一角度的位置，此时气缸容积被滑片分隔为两个容积，右边的一个工作容积和吸气腔相通，处于吸气状态；左边一个工作容积比a图位置时缩小，容积内气体处于压缩状态，压力比吸气压力高。C图的位置是右边的工作容积继续扩大，左边的工作容积处于继续缩小的状态。D图的位置是右边的工作容积继续扩大，气体不断由吸气孔进入。左边的工作容积继续减少，气体的压力继续升高。假设这时该工作容积内的气体压力已经升高到略高于排气阀背部的压力（冷凝压力），则排气阀被开启。这个工作容积内的气体有一部分通过排气阀排出，开始排气过程。E图的位置是右边的工容积继续进行吸气的过程，而左边的工作容积继续进行排气过程F图的位置是左边的工作容积已缩小到零，排气过程结束，排气阀关闭。右边的工作容积扩大到最大，吸气压力下的气体充满到整个气缸的工作容积。吸气过程结束。由此可见，转子压缩机一转中是分别在气缸内两个工作容积实现一个完整的吸气、压缩、和排气的过程的。二、泵体的装配顺序以及装配过程中需注意的问题1、零部件的装配顺序各个零部件在经过充分洗净之后，在恒温状态下进行组装，首先将滚套安装到曲轴的曲柄处，测量滚套外径到曲轴异侧外径的最大距离；然后将上轴承和气缸组装到一起，调整偏心间隙，用螺栓固定，插入曲轴和滚套，形成组件；之后装入消音器、叶片，旋转曲轴检测最小间隙；最后，在曲轴一直旋转的状态下装入下轴承，用螺栓固定，装入弹簧。2、泵的装配过程中要注意的问题2.1扫描间隙如下图三所示，标注为扫描间隙的点即是滚套在气缸内运动的最小间隙点，也是泵体高压腔和低压腔的分界点。如果此处间隙大，则增加气体的泄漏量，也就是直接影响压缩机的COP值；反之如果此处间隙小，那么泵体在旋转过程中就会产生不顺畅的现象，这也是不允许的。因此在泵体各个零部件的装配中，此处间隙值是非常重要的一个参数，要严格控制此处间隙。一般情况下，根据压缩机系列不同，间隙值控制在1030不等。2.2零部件各处配合间隙2.2.1叶片与气缸叶片槽配合间隙泵在工作中，叶片在气缸叶片槽中，不停的往复高速运动，这就对二者之间的配合间隙有较严格的要求。因此为了保证配合间隙，在装配之前要对工件进行精密测量，对尺寸进行分组管理，使两工件的配合间隙满足要求再进行装配。2.2.2气缸与滚套厚度方向配合间隙同叶片与气缸叶片槽的配合一样，气缸与滚套的厚度方向也有严格的尺寸配合要求，同样要对其进行分组管理后再进行装配。装配过程中一定要严格控制间隙，否则将会引起下面的问题:间隙过小噪声和磨损增大、功率上升、耐久性能降低等间隙过大制冷能力下降、效率低2.3 零部件状态为了防止压缩机的异常磨损和异常的噪声，在零件上绝对不能发生锈、伤、毛刺等现象，零件在取放过程中必须注意防止磕碰。零件表面不能有水分、油污和脏物。三、泵体的工作过程下面对压缩机泵体的工作过程做简单阐述：吸气过程：如上图四所示，滚套在按图示方向旋转时，气缸吸气腔内容积不断扩大，腔内压力降低，气体由气缸上的进气口吸进来，进入气缸低压腔内，开始吸气过程。压缩过程：随着滚套不断旋转，容腔排气的容积在不断缩小，容积变小压力增大，当滚套继续旋转运动，气体继续被压缩，当压力达到一定值足以克服阀片的弹力时，轴承排气口的阀片被打开，被压缩的高压气体从排气口排出。泵体完成气体压缩输送工作。第二章、空气压缩机的三维造型及装配 第一节、轴承座的三维设计（1）选择【文件】/【新建】命令或者单击工具栏中的按钮，在弹出的【新建】对话框中的【类型】选项组中选取【零件】选项。(2)在【子类型】选项组中选取【实体】选项，同时取消【使用缺省模板】选项中的选中状态，表示不采用系统的默认模板。最后在【名称】文本框中输入零件名“quzhou”。单击【确定】按钮后，系统弹出【新文件选项】对话框，在【模板】选项组中选择mmns_part_solid选项，表示将要建立的实体零件采用毫米（mm）、牛顿（N）、秒（s）单位制。（3）对话框中的【确定】按钮后就进入了Pro/E系统的零件模块。（4）菜单中依次选择【插入】/【拉伸】命令或者在绘图区右侧单击按钮，然后单击“放置”上滑面板的“定义”按钮，设置“TOP”为草绘面，接受“RIGHT” 为默认参考平面，方向为“右”，单击“草绘”按钮接受缺省参照。（5）创建如图1.2.1所示的草绘界面图，绘制完成后，单击进入拉伸实体的建模环境。（6）如图1.3.2所示，选取（指定深度）命令，输入拉伸高度“16.5”，单击完成实体拉伸特征。（7）在绘图区右侧单击按钮，然后单击“放置”上滑面板的“定义”按钮，设置零件上表面为草绘面，接受“RIGHT” 为默认参考平面，方向为“右”，单击“草绘”按钮接受缺省参照。（8）创建如图1.3.3所示的草绘平面，绘制完成后，单击进入拉伸实体的建模环境。10）在绘图区右侧单击按钮，然后单击“放置”上滑面板的“定义”按钮，设置“TOP”面为草绘面，接受“RIGHT” 为默认参考平面，方向为“右”，单击“草绘”按钮接受缺省参照。（11）创建如图1.3.5所示的草绘平面，绘制完成后，单击进入拉伸实体的建模环境。12）如图1.3.6所示，选取（拉伸至与所有曲面相交）命令，点击（移除材料）命令，单击完成实体拉伸特征。（13）在绘图区右侧单击按钮，然后单击“放置”面板上的“定义”按钮，设置“FROUNT”面为草绘面，接受“TOP” 为默认参考平面，方向为“顶”，单击“草绘”按钮接受缺省参照。（14）创建如图1.3.7所示的草绘平面，绘制完成后，单击进入拉伸实体的建模环境。（15）如图1.3.8所示，选取（指定角度）命令，单击完成实体旋转特征。（16）在绘图区右侧单击按钮，然后单击“放置”上滑面板的“定义”按钮，设置“TOP”表面为草绘面，接受“RIGHT” 为默认参考平面，方向为“右”，单击“草绘”按钮接受缺省参照。（17）创建如图1.3.9所示的草绘平面，绘制完成后，单击进入拉伸实体的建模环境。（18）如图1.3.10所示，选取（拉伸至与所有曲面相交）命令，点击（移除材料）命令，单击完成实体旋转特征。（19）在绘图区右侧单击按钮，然后单击“放置”上滑面板的“定义”按钮，设置“TOP”表面为草绘面，接受“RIGHT” 为默认参考平面，方向为“右”，单击“草绘”按钮接受缺省参照。（20）创建如图1.3.11所示的草绘平面，绘制完成后，单击进入拉伸实体的建模环境。第二节、曲轴的三维设计一空气压缩机泵体重要零部件的设计过程1.1设置工作目录（1）新建文件夹在电脑E盘分区建立一个名为“空气压缩机泵体”的文件夹。（2）启动Pro/E程序后，点击菜单栏上的【文件】【设置工作目录】。在弹出的“选取工作目录”对话框中的查找范围下拉菜单中找到刚刚建立的“空气压缩机泵体”文件夹，并点击该对话框的【确定】按钮，完成Pro/E工作文件夹的选取。1.2曲轴的绘制（1）选择【文件】/【新建】命令或者单击工具栏中的按钮，在弹出的【新建】对话框中的【类型】选项组中选取【零件】选项。(2)在【子类型】选项组中选取【实体】选项，同时取消【使用缺省模板】选项中的选中状态，表示不采用系统的默认模板。最后在【名称】文本框中输入零件名“quzhou”。单击【确定】按钮后，系统弹出【新文件选项】对话框，在【模板】选项组中选择mmns_part_solid选项，表示将要建立的实体零件采用毫米（mm）、牛顿（N）、秒（s）单位制。（3）对话框中的【确定】按钮后就进入了Pro/E系统的零件模块。（4）菜单中依次选择【插入】/【拉伸】命令或者在绘图区右侧单击按钮，然后单击“放置”上滑面板的“定义”按钮，设置“TOP”为草绘面，接受“RIGHT” 为默认参考平面，方向为“右”，单击“草绘”按钮接受缺省参照。（5）创建如图1.2.1所示的草绘界面图，绘制完成后，单击进入拉伸实体的建模环境。 图1.2.1 图1.2.2（6）完成草绘，在拉伸特征界面中输入拉伸厚度为“168”，如图1.2.2所示，完成实体拉伸特征建模特征。（7）在绘图区选取命令，如图1.2.3所示，以曲面F6为基准面，偏移距离为“26.5”，建立基准面。 图1.2.3 图1.2.4（8）单击“确定”按钮，如图1.2.4所示，建立基准平面“DTM1”。（9）再次在绘图区选取命令，如图1.2.5所示，以曲面F6为基准面，偏移距离为“45.8”，建立基准面。 图1.2.5 图1.2.6（10）单击“确定”按钮，如图1.2.6所示，建立基准平面“DTM2”。（11）在绘图区右侧单击按钮，然后单击“放置”面板上的“定义”按钮，设置“DTM1”为草绘面，接受“RIGHT” 为默认参考平面，方向为“右”，单击“草绘”按钮接受缺省参照。（12）创建如图1.2.7所示的草绘界面图，绘制完成后，单击进入拉伸实体的建模环境。 图1.2.7 图1.2.8（13）选取对称拉伸命令，如图1.2.8所示，拉伸距离为“10.8”，单击完成实体拉伸。（14）再次在绘图区右侧单击按钮，然后单击“放置”面板上的“定义”按钮，设置“DTM2”为草绘面，接受“RIGHT” 为默认参考平面，方向为“右”，单击“草绘”按钮接受缺省参照。（15）创建如图1.2.9所示的草绘界面图，绘制完成后，单击进入拉伸实体的建模环境。 图1.2.9 图1.2.10（16）选取对称拉伸命令，如图1.2.10所示，拉伸距离为“10.8”，单击完成实体拉伸。（17）如图1.2.11所示，在绘图区右侧单击按钮，然后单击“集”，选取该图的实体两端端线为参照，定义“D”为“1.00”，单击完成倒角特征。图1.2.11（18）在绘图区右侧单击按钮，然后单击“放置”面板上的“定义”按钮，设置“TOP”为草绘面，接受“RIGHT” 为默认参考平面，方向为“右”，单击“草绘”按钮接受缺省参照。（19）创建如图1.2.12所示的草绘界面图，绘制完成后，单击进入拉伸实体的建模环境。 图1.2.12 图1.2.13（20）如图1.2.13所示，选取（拉伸至与所有曲面相交）命令，并且点击（移除材料）按钮，单击完成实体拉伸特征。（21）在绘图区右侧单击按钮，然后单击“放置”面板上的“定义”按钮，设置“FROUNT”为草绘面，接受“TOP” 为默认参考平面，方向为“右”，单击“草绘”按钮接受缺省参照。（22）创建如图1.2.14所示的草绘界面，绘制完成后，单击进入拉伸实体的建模环境。 图1.2.14 图1.2.15（23）如图1.2.15所示，选取（对称拉伸）命令，点击（移除材料）命令，输入拉伸距离为“3”， 单击完成实体拉伸特征。（24）在绘图区右侧单击按钮，然后单击“放置”面板上的“定义”按钮，设置零件上端面为草绘面，接受“RIGHT” 为默认参考平面，方向为“右”，单击“草绘”按钮接受缺省参照。（25）创建如图1.2.16所示的草绘界面，绘制完成后，单击进入拉伸实体的建模环境。 图1.2.16 图1.2.17（26）如图1.2.17所示，选取（指定深度拉伸）命令，点击（移除材料）命令，输入拉伸距离为“60”， 单击完成实体拉伸特征。（27）在绘图区右侧单击按钮，然后单击“放置”面板上的“定义”按钮，设置“RIGHT”面为草绘面，接受“TOP” 为默认参考平面，方向为“顶”，单击“草绘”按钮接受缺省参照。（28）创建如图1.2.18所示的草绘界面，绘制完成后，单击进入拉伸实体的建模环境。 图1.2.18 图1.2.19（29）如图1.2.19所示，选取（指定角度）命令，点击（移除材料）命令，单击完成实体旋转特征。（30）在绘图区右侧单击按钮，然后单击“放置”面板上的“定义”按钮，设置零件上端面为草绘面，接受“RIGHT” 为默认参考平面，方向为“右”，单击“草绘”按钮接受缺省参照。（31）绘制如图1.2.20所示的草绘界面，绘制完成后，单击进入拉伸实体的建模环境。 图1.2.20 图1.2.21（32） 如图1.2.21所示，选取（拉伸至下一曲面）命令，点击（移除材料）命令，单击完成实体拉伸特征。第三节、空压机的其他部分第四节、泵体的装配一、泵体的装配顺序以及装配过程中需注意的问题1、零部件的装配顺序各个零部件在经过充分洗净之后，在恒温状态下进行组装，首先将滚套安装到曲轴的曲柄处，测量滚套外径到曲轴异侧外径的最大距离；然后将上轴承和气缸组装到一起，调整偏心间隙，用螺栓固定，插入曲轴和滚套，形成组件；之后装入消音器、叶片，旋转曲轴检测最小间隙；最后，在曲轴一直旋转的状态下装入下轴承，用螺栓固定，装入弹簧。2、泵的装配过程中要注意的问题2.1扫描间隙如下图三所示，标注为扫描间隙的点即是滚套在气缸内运动的最小间隙点，也是泵体高压腔和低压腔的分界点。如果此处间隙大，则增加气体的泄漏量，也就是直接影响压缩机的COP值；反之如果此处间隙小，那么泵体在旋转过程中就会产生不顺畅的现象，这也是不允许的。因此在泵体各个零部件的装配中，此处间隙值是非常重要的一个参数，要严格控制此处间隙。一般情况下，根据压缩机系列不同，间隙值控制在1030不等。2.2零部件各处配合间隙2.2.1叶片与气缸叶片槽配合间隙泵在工作中，叶片在气缸叶片槽中，不停的往复高速运动，这就对二者之间的配合间隙有较严格的要求。因此为了保证配合间隙，在装配之前要对工件进行精密测量，对尺寸进行分组管理，使两工件的配合间隙满足要求再进行装配。2.2.2气缸与滚套厚度方向配合间隙同叶片与气缸叶片槽的配合一样，气缸与滚套的厚度方向也有严格的尺寸配合要求，同样要对其进行分组管理后再进行装配。装配过程中一定要严格控制间隙，否则将会引起下面的问题:间隙过小噪声和磨损增大、功率上升、耐久性能降低等间隙过大制冷能力下降、效率低2.3 零部件状态为了防止压缩机的异常磨损和异常的噪声，在零件上绝对不能发生锈、伤、毛刺等现象，零件在取放过程中必须注意防止磕碰。零件表面不能有水分、油污和脏物。第三章、轴承的加工工艺第一节、生产纲领根据该零件。该产品年产量5000件，设其备品率为5%，废品率为1%，现制定该零件的机械加工工艺规程。NQn（1%）（1+%）50001（15%）（11%）5302件年生产纲领是指某种产品（或零件）包括备品或废品在内的年产量。根据生产的产品特征，如产品的尺寸外形、质量等，以及生产纲领中年产量的不同，其生产可分为单件生产、成批生产和大量生产三种生产类型。 单件生产 单个地生产不同结构和尺寸的产品，并且很少重复。例如重型机器制造、专用设备制造及新产品试制等。 成批生产 一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。每批制造的相同产品的数量称为批量。根据批量的大小，成批生产又可分为小批生产、中批生产和大批生产。机床制造属于成批生产。 大量生产 产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个零件的某一道工序的加工。例如汽车、拖拉机、电动机等的制造都是以大量生产的方式进行的。各种生产类型的工艺过程特点，如下表1-1所示。 表1-1生产类型与生产纲领的关系生产纲领某类零件的年产量（件/年）产品类型重型机械中型机械轻型机械单件生产520100成批小批510020200100500中批1003002005005005000大批20010006005000500050000大量生产1000500050000由表1-1得生产类型：大批生产类型审查零件图工艺性第二节、零件结构公用分析轴承座适用于支撑轴类零件的，镗孔的目的是为了满足滚动报告轴承的外圆和轴承的配合要求，或者是滑动轴承外圆与轴承孔的配合，两个孔是用于固定轴承座的，单边固定是出于满足结构和安装位置的要求。零件分析主要包括：分析零件的几何形状、加工精度、技术要求，工艺特点，同时对零件的工艺性进行研究。1、抄画零件图。了解零件的几何形状、结构特点以及技术要求，如有装配图，了解零件在所装配产品中的作用。零件由多个表面构成，既有基本表面，如平面、圆柱面、圆锥面及球面，又有特形表面，如螺旋面、双曲面等。不同的表面对应不同的加工方法，并且各个表面的精度、粗糙度不同，对加工方法的要求也不同。2、确定加工表面。找出零件的加工表面及其精度、粗糙度要求，结合生产类型，可查阅工艺手册（或附录表）中典型表面的典型加工方案和各种加工方法所能达到的经济加工精度，选取该表面对应的加工方法及经过几次加工。查各种加工方法的余量，确定表面每次加工的余量，并可计算得到该表面总加工余量。3、确定主要表面。按照组成零件各表面所起的作用，确定起主要作用的表面，通常主要表面的精度和粗糙度要求都比较严，在设计工艺规程是应首先保证。零件分析时，着重抓住主要加工面的尺寸、形状精度、表面粗糙度以及主要表面的相互位置精度要求，做到心中有数。第三节、确定毛坯1、选择毛坯制造方法毛坯的种类有：铸件、锻件、型材、焊接件及冲压件。确定毛坯种类和制造方法时，在考虑零件的结构形状、性能、材料的同时，应考虑与规定的生产类型（批量）相适应。对应锻件，应合理确定其分模面的位置，对应铸件应合理确定其分型面及浇冒口的位置，以便在粗基准选择及确定定位和夹紧点时有所依据。2、确定毛坯余量。查毛坯余量表（参见附录），确定各加工表面的总余量、毛坯的尺寸及公差。余量修正。将查得的毛坯总余量与零件分析中得到的加工总余量对比，若毛坯总余量比加工总余量小，则需调整毛坯余量，以保证有足够的加工余量；若毛坯总余量比加工总余量大，怎考虑增加走刀次数，或是减小毛坯总余量。3、 绘制毛坯图。4、 毛坯轮廓用粗实线绘制，零件实体用双点画线绘制，比例尽量取1:1。毛坯图上应标出毛坯尺寸、公差、技术要求，以及毛坯制造的分模面、圆角半径和拔模斜度等。5、 工艺路线的拟定零件机械加工工艺过程是工艺规程设计的中心问题。其内容主要包括：选择定位基准、安排加工顺序、确定各工序所用机床设备和工艺装备等。零件的结构、技术特点和生产批量将直接影响到所制定的工艺规程的具体内容和详细程度，这在制定工艺路线的各项内容时必须随时考虑到。以上各方面与零件的加工质量、生产率和经济性有着密切的关系，“优质、岗产、低耗”原则必须在此化解中得到统一的解决。因此，设计时应同时考虑几个方案，经过分析比较，选择出比较合理的方案。1、定位基准的选择正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容也是保证零件加工精度的关键。定位基准分为精基准、粗基准及辅助基准。在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工的表面做为定位基准(粗基准)。在后续工序中，则使用已加工表面作为定位基准(精基准)。为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度，可在工件上某部位作一辅助基准，用以定位。选择定位基准时，既要考虑零件的整个加工工艺过程，又要考虑零件的特征、设计基准及加工方法，根据粗、精基准的选择原则，合理选定零件加工过程中的定位基准。通常在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来，即先选择零件表面最终加工所用精基准和中间工序所用的精基准，然后再考虑选择合适的最初工序的粗基准把精基准面加工出来。2、拟定零件加工工艺路线在零件分析中确定了各个表面的加工方法以后，安排加工顺序就成了工艺路线拟定的一个重要环节。通常机加工顺序安排的原则可概括为十六个字：先粗后精、先主后次，先面后孔、基面先行。按照这个原则安排加工顺序时可以考虑先主后次，将零件分析主要表面的加工次序作为工艺路线的主干进行排序，即零件的主要表面先粗加工，再半精加工，最后是精加工，如果还有光整加工，可以放在工艺路线的末尾，次要表面穿插在主要表面加工顺序之间；多个次要表面排序时，按照主要表面位置关系确定先后；平面加工安排在孔加工前；最前面的是粗基准面的加工，最后面工序的可安排清洗、去毛刺及最终检验。对热处理工序、中间检验等辅助工序，以及一些次要工序等，在工艺方案中安排适当的位置，防止遗漏。对于工序集中与分散、加工阶段划分的选择，主要表面粗、精加工阶段要划分开，如果主要表面和次要表面相互位置精度要求不高时，主要表面的加工尽量采取工序分散的原则，这样有利于保证主要表面的加工质量。根据零件加工顺序安排的一般原则及零件的特征，在拟定零件加工工艺路线时，各种工艺资料中介绍的各种典型零件在不同产量下的工艺路线（其中已经包括了工艺顺序、工序集中与分散和加工阶段的划分等内容），以及在生产实习和工厂参观时所了解到的现场工艺方案，皆可供设计时参考。第四节、选择设备及工艺装备设备（即机床）及工艺装备（即刀具、夹具、量具、辅具）类型的选择应考虑下列因素：1、零件的生产类型；2、零件的材料；3、零件的外形尺寸和加工表面尺寸；4、零件的结构特点；5、该工序的加工质量要求以及生产率和经济性等相适应。选择时还应充分考虑工厂的现有生产条件，尽量采用标准设备和工具。设备及工艺装备的选择可参阅有关的工艺、机床和刀具、夹具、量具和辅具手册。根据设计零件的不同的特点，可有选择地进行以下几方面的工艺论证：1、对比较复杂的零件，可考虑两个甚至更多的工艺方案进行分析比较，择优而定，并在说明书中论证其合理性。2、当零件的主要技术要求是通过两个甚至更多个工序综合加以保证时，应对有关工序进行分析，并用工艺尺寸链方法加以计算，从而有根据地确定该主要技术要求得以保证。3、对于影响零件主要技术要求且误差因素较复杂的重要工序，需要分析论证如何保证该工序技术要求，从而明确提出对定位精度、夹具设计精度、工艺调整精度、机床和加工方法精度甚至刀具精度（若有影响）等方面的要求。4、其它的在设计中需要应加以论证分析的内容。第五节、工序设计及工艺文件的填写(一)、工序设计对于工艺路线中的工序，按照要求进行工序设计，其主要内容包括：1、划分工步。根据工序内容及加工顺序安排的一般原则，合理划分工步。2、确定加工余量。用查表法确定各主要加工面的工序（工步）余量。因毛坯总余量已由毛坯（图）在设计阶段定出，故粗加工工序（工步）余量应由总余量减去精加工、半精加工余量之和而得出。若某一表面仅需一次粗加工即成活，则该表面的粗加工余量就等于已确定出的毛坯总余量。3、确定工序尺寸及公差。对简单加工的情况，工序尺寸可由后续加工的工序尺寸加上名义工序余量简单求得，工序公差可用查表法按加工经济精度确定。对加工时有基准转换的较复杂的情况，需用工艺尺寸链来求算工序尺寸及公差。4、选择切削用量。切削用量可用查表法或访问数据库方法初步确定，再参照所用机床实际转速、走刀量的档数最后确定。5、确定加工工时。对加工工序进行时间定额的计算，主要是确定工序的机加工时间。对于辅助时间、服务时间、自然需要时间及每批零件的准备终结时间等，可按照有关资料提供的比例系数估算。(二)、填写工艺文件1、填写机械加工工艺过程综合卡工艺过程综合卡的格式参见附录。该工艺过程综合卡包含上面内容所述的有关选择、确定及计算的结果。机械加工以前的工序如铸造、人工时效等在工艺过程综合卡中可以有所记载，但不编工序号，工艺过程综合卡在课程设计中只填写本次课程设计所涉及到的内容。2、填写指定工序的机械加工工序卡工序卡的格式参见附录。该工序卡除包含上面内容所述的有关选择、确定及计算的结果之外，在工序卡上要求绘制出工序简图。工序简图按照缩小的比例画出，不一定很严格。如零件复杂不能在工序卡片中表示时，可用另页单独绘出。工序简图尽量选用一个视图，图中工件是处在加工位置、夹紧状态，用细实线画出工件的主要特征轮廓。30机械装备系机制专业 12 机制05班14号奎京