资源描述
1 引言 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。 自新中国成立以来，我国的制造技术与制造业得到了长足发展，一个具有相当规模和一定技术基础的机械工业体系基本形成。改革开放二十多年来，我国制造业充分利用国内国外两方面的技术资源，有计划地推进企业的技术改造，引导企业走依靠科技进步的道路，使制造技术、产品质量和水平及经济效益发生了 显著变化，为推动国民经济的发展做出了很大的贡献。尽管我国制造业的综合技术水平有了大幅度提高，但与工业发达国家相比，仍存在阶段性差距。进入二十一世纪，我国发展经济的主导产业仍然是制造业，特别是在我国加入世贸组织后，世界的制造中心就从发达国家迁移到了亚洲，我国有廉价的劳动力和广大的消费市场，因此，我国工业要想发展，就需要有相应的技术和设备来支持。 工艺设计是在学习机械制造技术工艺学及机床夹具设计后，在生产实习的基础上，综合运用所学相关知识对零件进行加工工艺规程的设计和机床夹具的设计，根据零件加工要求制定出可行的 工艺路线和合理的夹具方案，以确保零件的加工质量。 在设计 易拉罐 机械加工工艺过程时要 通过查表法准确的确定各表面的总余量及余量公差， 合理选择 机床加工设备以及相应的 加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩 等用来 提高加工精度，保证 其 加工质量。 在实际生产中，由于零件的生产类型、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，直到零件最后加 工成型。 本毕业设计的内容是易拉罐工艺规程制定，详细讨论易拉罐从毛坯到成品的机械加工工艺过程，分析总结易拉罐零件的结构特点、主要加工表面，并制定相 应的机械加工工艺规程。 2 工艺规程设计 对于机器中的某一零件，可以采用多种不同的工艺过程完成。在特定条件下，总存在一种相对而言最为合理的工艺规程，将这工艺规程用工艺文件形式加以规定，由此得到的工艺文件统称工艺规程。 工艺规程是生产准备、生产组织、计划调度的主要依据，是指导工人操作的主要技术文件，也是工厂和车间进行设计或技术改造的重要原始资料。工艺规程的制订须严 格按照规定的程序和格式进行，并随技术进步和企业发展，定期修改完善。 (1) 根据机械加工工艺规程进行生产准备（包括技术准备）。在产品投入生产以前，需要做大量的生产准备和技术准备工作，例如，技术关键的分析与研究；刀、夹、量具的设计、制造或采购；设备改装与新设备的购置或定做等。这些工作都必须根据机械加工工艺规程来展开。 (2) 机械加工工艺规程是生产计划、调度、工人的操作、质量检查等的依据。 (3) 新建或扩建车间（或工段），其原始依据也是机械加工工艺规程。根据机械加工工艺规程确定机床的种类和数量，确定机床的布 置和动力配置，确定生产面积的大小和工人的数量等 . 确定毛坯的制造形式 铸造性能所涉及的主要是铸件的质量问题，铸件结构设计时，必须充分考虑适应合金的铸造性能。缩孔，缩松，裂纹，冷隔，浇不足、气孔等多种铸造缺陷，造成铸件很高的废品率。 零件材料为铝合金。考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本 ,保证零件工作的可靠 ,采用铸造。零件轮廓尺寸不大，再者，考虑到铸造方法生产工艺简单、生产周期短、适合批量生产，故可以采用铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。为了消除压铸后的残余应力，在压铸完成后的 将铸件低温加热过程中使合金产生强化，以消除应力即人工时效。 基面的选择 基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可 以使加工质量得到保证，生产效率得以提高，否则，加工工艺规程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 基准的概念及其分类 基准是指确定零件上某些点，线，面位置时所依据的那些点、线、面，或者说是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。 按其作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。 设计基准是指零件设计图上用来确定其他点， 线，面位置关系所采用的基准。 工艺基准是指在加工或装配过程中所使用的基准。工艺基准根据其使用场合的不同，又可分为工序基准，定位基准，测量基准和装配基准四种。 (1) 工序基准 在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸，形状，位置的基准，及工序图上的基准。 (2) 定位基准 在加工时用作定位点基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点，线，面。 (3) 测量基准 在测量零件已加工表面的尺寸和位置时所采用的基准 (4) 装配基准 装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。 基准问题 的分析 分析基准时，必须注意以下几点： (1) 基准是制订工艺的依据，必须是客观存在的。当作为基准的是轮廓要素，如平面，圆柱面等时，容易直接接触到，也比较直观。但是有些作为基准的是中心要素，如圆心，球心，对称轴线等时，则无法触及，然而它们却也是客观存在的。 (2) 当作为基准的要素无法触及时，通常由某些具体的表面来体现，这些表面称为基面。如轴的定位则可以外圆柱面为定位基面，这类定位基准的选择则转化为恰当地选择定位基面的问题。 (3) 作为基准，可以是没有面积的点，线以及面积极小的面。但是工件上代表这种基准的 基面总是有一定接触面。 (4) 不仅表示尺寸关系的基准问题如上所述，表示位置精度的基准关系也是如此。 定位基准的选择 选择定位基准时应符合两点要求： (1) 各加工表面应有足够的加工余量，非加工表面的尺寸，位置符合设计要求； (2) 定位基准应有足够大的接触面积和分布面积，以保证能承受打打切削力，保证定位稳定可靠。 定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未经加工的表面作为定位基准，这种基准被称为粗基准。若选择已加工的表面作为定位基准，则这种定位基准称为精基准。粗基准考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量， 而精基准考虑的重点是如何减少误差。在选择定位基准时，通常是保证加工精度要求出发的，因而分析定位基准选择的顺序应从精基准到粗基准。 (1) 精基准的选择。选择精基准的目的是使装夹方便正确可靠，以保证加工精度。主要应该考虑基准重合和统一基准的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），为了加工精基准面才选择了粗基准面。 (2) 粗基准的选择。对于刚性差、批量较大、要求精度较高的箱体，一般要粗、精加 工分开进行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精加工。这样，可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力对加工精度的影响，并且有利于合理地选用设备等。而箱体零件一般都选择重要孔（如主轴孔）为粗基准，但随着生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的共建装夹方式是不同的。大批生产时，毛坯精度较高，可直接以主轴孔在夹具上定位，采用专用夹具装夹。 制订工艺路线 拟订零件的机械加工工艺路线是制订工艺规程的一项重要工作，拟订工艺路线时主要解决的问题有：选定各加工表面的加工方法；划分加工 阶段；合理安排各工序的先后顺序；确定工序的集中和分散程度。 制订工艺路线时需要考虑的主题要问题有：怎样选择定位基准，怎样选择加工方法，怎样安排加工顺序以及热处理、检验等工序。而制订工艺路线的出发点， 应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可考虑采用加工中心配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工序内容设计 由于生产类型为大批生产，故采用相关机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高 生产率，除此之外，还应降低生产成本。 工艺路线方案： 工序 1：粗铣上表面 23.88 工序 2：钻 4.35 四个销孔 工序 3：钻螺纹底孔及攻螺纹 工序 4：粗铣槽 26.98 19.74 19.26 13.24 10.9 工序 5：铣 R0.8 工序 6：清洗 工序 7：终检 工序 1：粗铣上表面 23.88 进给量的确定：根据机械加工手册，按机床功率 5-10KW，工件 -夹具系统钢厚为中等条件，该工序的每齿进给量 fz取 0.08mm/z 铣削速度计算：根据切削手册，按镶齿铣刀 d/z=80/10的条件（ d=80mm， z=10）选取。切削速度 v取 44.9m/min，有公式 n=1000v/ d.可求得该工序铣刀转速为 d vn 1000=mm80 m in/m94410 00 ，=178.65r/min。 参照切削手册所列 X51立式铣床的主轴转 速，取转速 n=160r/min,再将此公式代入上述公式重新计算，可求出该工序的实际切削速度 v为 m i n/2.401 0 0 0 80m i n/1 6 01 0 0 0 mmmrdnv 该工序切削用量为： 主轴转速 n=160r/min, 切削速度 v=42.2m/min 背吃刀量 aP=1.5 每齿进给量 zf =0.08mm/z 基本时间 tm的计算 根据机械加工手册中铣刀铣平面基本时间 tj计算公式可求出该工序的基本时间 tj=fmz 21 lll 当主偏角 kr= 90 时 切入行程 1l = mm31ad-d5.0 2e2 切出行程 2l = mm31 式中 mm88.23l mm1l2 mm1215580805.031add5.0l 222e21 m i n/1 2 8m i n/1 6 0/1 0 2/08.0nzfff zxnmz mmrrzmm 则该工序的基本时间 tj为 tj = fmz21 lll = s6.20m in34.0128 11288.23 辅助时间 tf的计算 辅助时间 tf与基本时间 tj的关系为 tf= tj2.015.0，则工序的辅助时间分别如下： tf 05.36.2015.0 所以工序 1的总时间 tdjs05.2305.36.20 工序 2：钻 4.35 四个销孔 （ a）钻孔 5 确定进给量 f：根据切削手册，选 m114d0 时， rmm /47.039.0f ，进给量应乘系数 0.75， rmm /35.029.075.047.039.0f 根据 Z535机床说明书，现取 f =0.25mm/r, 切削速度：根据切削手册查得切削速度 min/18 mv ，所以 m in/22925 1810001000n s rdw v 根据机床说明书，取 min/195 rnw ，故实际切削 速度为： m in/3.151000 195251000 2020 mndv 切削工时，根据切削手册 22 钻孔的基本时间 tj计算公式可求出钻孔的基本时间 tjfft n 21nj lllL 式中切入行程 11 (1 2 )2Ddl c tgmm 切出行程 412 lmm 式中 mml 5 ， mml 12 ， 02.6154214212D 1 c t gc t gl K rmm 基本时间 tj为 fft n 21nj lllL s6.3195 102.65 辅助时间 tf为 tf = s5.015.06.3 总时间 s15.45.06.3t （ b） 扩孔为 mm5.4 孔 采用刀具： mm5.4 专用孔钻 进给量： 7.02.19.0f ）（ m m /r84.063.0 查机床说明书取 f=0.72mm/r 机床主轴转速：取 n=68r/min,则其切削速度 min/26.8 mv 切削工时： mml 5.4 mml 31 mml 33 snft 8.1272.068 5.10335.41 辅助时间 tf： tf = s93.115.08.12 总时间： s7.1493.18.12 （ c）铰刀工步 背吃刀量的确定：取 ap=0.04mm 进给量的确定：根据切削手册，选取该工步的每转进给量 f=0.3mm/r 切削速度的计算：根据切削手册，切削速度 v=4m/min,由公式 n=1000v/ d,求得该工序铰刀转速 m in/6.791614.3 41000n r根据切削手册所列 Z525立式钻床的主轴转速 n=97r/min,将此转速代入公式 重新计算，可求得该工序的实际切削速度 min/8.4 mv 。 基本时间 tj： fft n 21nj lllL s34.21973.0 3335.4 辅助时间 tf： tf = s2.334.2115.0 工序 2所有时间 sttj 54.242.334.21ft 工序 3：钻螺纹底孔及攻 #5/16-18UNC 螺纹 （ a） 钻螺纹底孔 由切削手册得 rmm /1.005.02.0f min/20 mv m in/57.10616 2010001000n s rd v 选 Z525立式钻床 按机床取 min/1360n20 r再代入公式得 min/62.25 mv 倒角 采取 min/1360nw r，手动进给。 （ b）攻螺纹 #5/16-18UNC 根据切削手册查的，取 v=0.1m/s, min/238ns r按机床选取 min/195nw r，则 v=4.9m/min 攻螺纹工时 tm：12l l llfn f n s4.8m in14.01195 2335 辅助时间 tf： s26.115.04.8tf 工序 4：粗铣槽 26.98 19.74 19.26 13.24 10.9 （ a）粗铣槽 26.98 进给量的确定：根据切削手册 14，按机床功率为 5 10Kw,工件 -夹具系统钢 度为中等条件选取该工序，每齿进给量 fz取为 0.08mm/z 铣削速度计算：根据切削手册，按镶齿铣刀， d/z=80/10（ d=80mm,z=10）的条件选取，切削速度 v 可取 44.9m/min。由公式d v1000n 可求得该工序铣刀转速为 : m in/65.17880 9.4410001000n rd v 参照切削手册所 列 X51立式铣床的主轴转速，取转速 n=160r/min,再将此公式代入上述公式重新计算，可求出该工序的实际切削速度 v为 m in/2.401 0 00 801601 0 00 mdnv 该工序切削用量为：主轴转速 n=160r/min, 切削速度 v=42.2m/min，背吃刀量 ap=2mm,每齿进给量 zf =0.08mm/z 切削工时：根据切削手册中铣刀铣平面的基本时间 tj计算公式可求出该工序的基本时间 tj为 tj = f 21mzlll m i n/1 2 8m i n/1 6 0/10/08.0nzfnff zmz mmrrzzmm tj = s5.1412 8 1398.26 辅助时间 tf： s35.43.05.14t f 工序的总时间 s7.835.45.14tttfj （ b）粗铣槽 19.74 进给量的确定：根据切削手册，按机床功率为 5 10Kw,工件 -夹具系统钢度为中等条件选取该工序，每齿进给量 fz取为 0.08mm/z 铣削速度计算：根据切削手册，按镶齿铣刀， d/z=80/10（ d=80mm,z=10）的条件选取，切削速度 v 可取 44.9m/min。由公式d v1000n 可求得该工序铣刀转速为 : m in/65.17880 9.4410001000n rd v 参照切削手册所列 X51立式铣床的主轴转速，取转速 n=160r/min,再将此公式代入上述公式重新计算，可求出该工序的实际切削速度 v为 m in/2.401 0 00 801601 0 00 mdnv 该工序切削用量为：主轴转速 n=160r/min, 切削速度 v=42.2m/min，背吃刀量 ap=2mm,每齿进给量 zf =0.08mm/z 切削工时：根据切削手册中铣刀铣平面的基本时间 tj计算公式可求出该工序的基本时间 tj为 tj = f 21mzlll m i n/1 2 8m i n/1 6 0/10/08.0nzfnff zmz mmrrzzmm tj = s12.11128 1374.19 辅助时间 tf： s3.33.012.11t f 工序的总时间 s45.143.312.11tttfj （ c）粗铣槽 19.26 进给量的确定：根据切削手册，按机床功率为 5 10Kw,工件 -夹具系统钢度为中等条件选取该工序，每齿进给量 fz取为 0.08mm/z 铣削速度计算：根据切削手册，按镶齿铣刀， d/z=80/10（ d=80mm,z=10）的条件选取，切削速度 v 可取 44.9m/min。由公式d v1000n 可求得该工序铣刀转速为 : m in/65.17880 9.4410001000n rd v 参照切削手册所列 X51立式铣床的主轴转速，取转速 n=160r/min,再将此公式代入上述公式重新计算，可求 出该工序的实际切削速度 v为 m in/2.401 0 00 801601 0 00 mdnv 该工序切削用量为：主轴转速 n=160r/min, 切削速度 v=42.2m/min，背吃刀量 ap=2mm,每齿进给量 zf =0.08mm/z 切削工时：根据切削手册中铣刀铣平面的基本时间 tj计算公式可求出该工序的基本时间 tj为 tj = f 21mzlll m i n/1 2 8m i n/1 6 0/10/08.0nzfnff zmz mmrrzzmm tj = s9.10128 1326.19 辅助时间 tf： s27.33.09.10t f 工序的总时间 s2.1427.39.10tttfj （ d）粗铣槽 13.24 进给量 的确定：根据切削手册，按机床功率为 5 10Kw,工件 -夹具系统钢度为中等条件选取该工序，每齿进给量 fz取为 0.08mm/z 铣削速度计算：根据切削手册，按镶齿铣刀， d/z=80/10（ d=80mm,z=10）的条件选取，切削速度 v 可取 44.9m/min。由公式d v1000n 可求得 该工序铣刀转速为 : m in/65.17880 9.4410001000n rd v 参照切削手册所列 X51立式铣床的主轴转速，取转速 n=160r/min,再将此公式代入上述公式重新计算，可求出该工序的实际切削速度 v为 m in/2.401 0 00 801601 0 00 mdnv 该工序切削用量为：主轴转速 n=160r/min, 切削速度 v=42.2m/min，背吃刀量 ap=2mm,每齿进给量 zf =0.08mm/z 切削工时：根据切削手册中铣刀铣平面的基本时间 tj计算公式可求出该工序的基本时间 tj为 tj = f 21mzlll m i n/1 2 8m i n/1 6 0/10/08.0nzfnff zmz mmrrzzmm tj = s08.812 8 1324.13 辅助时间 tf： s42.23.008.8t f 工序的总时间 s5.1042.208.8tttfj （ e）粗铣槽 10.9 进给量的确定：根据切削手册，按机床功率为 5 10Kw,工件 -夹具系统钢度为中等条件选取该工序，每齿进给量 fz取为 0.08mm/z 铣削速度计算：根据 切削手册，按镶齿铣刀， d/z=80/10（ d=80mm,z=10）的条件选取，切削速度 v 可取 44.9m/min。由公式d v1000n 可求得该工序铣刀转速为 : m in/65.17880 9.4410001000n rd v 参照切削手册所列 X51立式铣床的主轴转速，取转速 n=160r/min,再将此公式代入上述公式重新计算，可求出该工序的实际切削速度 v为 m in/2.401 0 00 801601 0 00 mdnv 该工序切削用量为：主轴转速 n=160r/min, 切削速度 v=42.2m/min，背吃刀量 ap=2mm,每齿进给量 zf =0.08mm/z 切削工时：根据切削手册中铣刀铣平面的基本时间 tj计算公式可求出该工序的基本时间 tj为 tj = f 21mzlll m i n/1 2 8m i n/1 6 0/10/08.0nzfnff zmz mmrrzzmm tj = s98.612 8 139.10 辅助时间 tf： s09.23.098.6t f 工序的总时间 s07.909.298.6tttfj 工序 5：铣 R0.8 进给量的确定： 根据切削手册按机床功率为 5 10Kw 工件 夹具系统钢度为中等条件选取该工序每齿进给量 fz取为 0.08mm/z 铣削速度计算： 根据切削手册按镶齿铣刀 d/z=80/10（ d=80mm,z=10）的条件选取，切削速度 v可取 44.9m/min。由公式d v1000n 可求得该工序铣刀转速为 m i n/65.17880 m i n/9.4410001000n rmd v 参照切削手册所列的 X51 立式铣床的主轴转速，取转速 n=160r/min，再将公式代入上述公式重新计算，可求出该工序的实际切削速度 v为 m in/2.401 0 00 801601 0 00 mdnv 该工序切削量为：主轴转速 n=160r/min, 切削速度 v=42.2m/min，背吃刀量ap =2mm,每齿进给量 zf =0.08mm/z 切削工时：根据切削手册中铣刀铣平面的基本时间 tj计算公式可求出该工序的基本时间 tj为 tj = f 21mzlll s15.2128 126.1 辅助时间 tf； s65.03.009.21t f 该工序的总时间 s8.265.015.2tttfj 工序 6：清铣 工序 7：终检 参考文献 1刘守勇 机械制造工艺与机床夹具 M 北京： 机械工业出版社， 2000 5 2甄瑞麟 模具制造工艺学 M 北京：清华大学出版社 2005 1 3潘宝权 模具制造工艺 M 北京： 机械工业出版社， 2004 9 4王伯平 互换性与测量技术 M 北京： 机械工业出版社， 2002 5李益民 机械制造工艺设计简明手册 M 北京： 机械工业出版社， 1993 6 6李云程 模具制造技术 M 北京： 机械工业出版社， 2002 2 7陈孝康 周兴隆 实用模具技术手册 M 北京：中国轻工业出版社， 2001 1 8 李德群 中国模具设计大典 ： 第 2卷 轻工模具设计 M 江西 :科学技术出版，2003 5 9彭建生 模具设计与加工 速查手册 M 北京：机械工业出版社， 2005 6 10 申开智 塑料成型模具 M 北京：中国轻工业出版社， 2002 9 11丁闻 实用塑料成型模具设计手册 M 西安：西安交通大学出版社， 1993 12 12黄诚驹 李鄂琴 逆向工程项目实训教程 M 北京：电子工业出版社， 2004 9 13陆宁 实用注塑模具设计 M 北京：中国轻工业出版社出版， 1997 14王孝培 塑料成型工艺及模具简明手册 M 北京：机械工业出版社， 2000 6 15陈志刚 塑料模具设 计北京：机械工业出版社， 2002 16初利宝 Pro ENG INEER Wildfire 模具设计 M 北京：北京大学出版社， 2005 17曹岩 Pro ENG INEER Wildfire 模具设计实例精解 M 北京：机械工业社，2005 1 18曹宏深 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