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湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书 题 目：上接头通管机械加工工艺及相关工序夹具设计 学 院： 兴湘学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2010963042 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2014年5月 湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号 2010963042 姓名 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 上接头通管机械加工工艺设计及相关夹具设计 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评 价 该同学所完成的上接头通管机械加工工艺及相关夹具设计原理基本正确，符合设计原理。毕业设计说明书的论述合理，设计计算方法正确，格式符合要求。所绘制的装配图与零件图错误较少，基本达到工程图的要求。 该同学具备了一定的专业理论的综合运用能力，正确制定设计方案和解决问题的能力，工程能力，设计能力，计算机制图，及外语能力。整个毕业设计工作体现了学科教学计划的基本要求，所完成的工作基本达到了本科毕业设计要求，推荐成绩为“及格”，可参与答辩。评阅人： 2010年5月 日 湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）鉴定意见 学号： 2010963042 姓名： 朱乃明 专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 页 图 表 张论文（设计）题目： 上接头通管机械加工工艺设计及相关夹具设计 内容提要： 上接头通管是我国航天机械上面的重要零件,它的工艺的良好性直接关乎整个机械的运转和安全，航空航天事业是我国在国际上确定自身的国际地位的支柱产业，也是实现我国成为世界上的航天大国、航天强国的必由之路。上接头通管主要是用于航天机械上的部件，其工艺精度对于我国航天机械的发展具有十分重要的意义。而零件的质量最终由工艺所决定，故该零件的工艺规程的制定是相当关键和重要的。选择该零件的机械加工工艺作为毕业设计的题目，一方面可以巩固自己在机械专业方面的知识，另一方面，由于零件具有一定的复杂性，在确定加工工艺方法上也能锻炼我的独立思考、勇于创新的能力。此次设计涉及到我所学到的大学所有的知识，还有其他文献上的知识，让我大开眼界，丰富了我的知识面。指导教师评语 该同学所完成的上接头通管机械加工工艺及相关夹具设计原理基本正确，符合设计原理。毕业设计说明书的论述合理，设计计算方法正确，格式符合要求。所绘制的装配图与零件图错误较少，基本达到工程图的要求。 该同学具备了一定的专业理论的综合运用能力，正确制定设计方案和解决问题的能力，工程能力，设计能力，计算机制图，及外语能力。整个毕业设计工作体现了学科教学计划的基本要求，所完成的工作基本达到了本科毕业设计要求，推荐成绩为“及格”，可参与答辩。指导教师： 年 月 日答辩简要情况及评语答辩小组组长： 年 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任： 年 月 日湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目： 上接头通管机械加工工艺设计及相关夹具设计 学号： 2010963042 姓名： 朱乃明 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 吴继春 系主任： 一、主要内容及基本要求 上接头通管是用于连接零件与零件之间的零件，其主要是用于航空航天机械之中，由于行业的特殊性导致该零件的各方面加工要求都很高。 所以该零件的工艺规程是最重要的。我的设计图纸包括一张上接头 夹具装配图和22张工艺卡片。该设计最重要的是夹具的选择和设计。从零件的特殊性看，定位和限制自由度出发是选择夹具的出发点。该题目还涉及到数控程序的编制，也是此次设计的内容。 二、重点研究的问题 1，上接头机械加工工艺 工序 2，夹具的设计 3，数控程序的编程 三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1收集资料，查询相关文献2014年1月18日2月22日2掌握上接头通管机械加工的技术要求，进行方案构思与设计2014年2月23日3月8日3完成夹具的的设计和相关数据的计算2014年3月9日3月31日4绘制装配图和零件图草图2014年4月1日5月2日5完成装配图和零件图的设计2014年5月3日5月15日6撰写毕业设计说明书及英文文献翻译2014年5月16日5月26日7交毕业设计说明书，准备答辩2014年5月27日5月28日四、应收集的资料及主要参考文献1 王光斗.机床夹具设计手册M.上海：上海科学技术出版社，2000.2 王先逵，李旦.机械加工工艺手册（第三版）.北京： 机械工业出版社.20073 陈宏钧.实用机械加工工艺手册(第3 版).北京：机械工业出版社.20094 赵如福.金属机械加工工艺人员手册M.上海：上海科学技术出版社，2006.5 王先逵机械制造工艺学M北京：机械工业出版社，2006.6 佟济机械制造工艺发展现状分析J黑龙江：黑龙江八一农垦大学，2011.7 明兴祖、熊显文数控加工技术M北京：化学工业出版社，2011.8 孙恒、陈作模、葛文杰.机械原理M.北京：高等教育出版社，2011.9 濮良贵、纪名刚.机械设计M.北京：高等教育出版社，2010.10 李建跃.机械制造基础（II）M.湖南：中南大学出版社，2009.11 管文华、梁旭坤.计算机绘图AutoCAD 2004 中文版教程M.湖南：中南大学出版社，207.12 孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导M .北京：冶金工业出版社，2002.13 王启平主编.机床夹具设计M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.14 赵大兴.工程制图M. 北京：高等教育出版社，2004.15 赵志锋.我国机械制造技术的现状及发展趋势J. 湖南： 湖南农机杂志社，2011.16 周正祯.大力发展先进机械制造技术J. 黑龙江科技信息,2007.17 刘斌,刘安心.先进制造技术与先进制造模式J.机械制造与自动化,2009.18 李雷.绿色制造机械制造业的发展趋势J.甘肃科技,2009.19 艾兴，肖诗纲主编.切削用量手册M.北京：机械工业出版社,200620 武永利.机械制造技术新发展及其在我国的研究和应用J.机械制造与自动化， 目录 摘要1ABSTRACT2第1章 绪论31.1 我国机械制造技术的现状及发展趋势31.1.1 中国机械制造技术的发展现状31.1.2制造的含义31.1.3 机械制造业的发展41.1.4 机械制造业的重要性51.1.5 机械制造技术的特点61.1.6 我国机械制造技术的发展趋势71.2 毕业设计选题依据及意义8第2章 上接头通管工艺性分析92.1 上接头通管的作用92.2 上接头通管的工艺分析92.3 上接头通管的技术要求102.4 确定零件的生产类型122.5 审核零件的工艺性12第3 章上接头通管工艺规程的制定133.1 工艺规程相关概述133.2 毛坯的选定133.3 拟定工艺路线133.4 基准的选择153.5 确定主要表面的加工余量173.6 确定主要表面的切削用量193.7 设备及其工艺装备确定21第4 章上接头通管第120 道工序的夹具设计224.1 机床夹具的相关概念224.2 工件的夹具选择及在夹具上的定位23 4.2.1 工件的夹具选择23 4.2.2 工件在夹具上的定位24 4.2.3 夹具定位误差分析25第5 章上接头通管第110 道工序数控程序编制265.1 立式加工中心简介265.2 数控程序的编制26结论35摘要科技作为先进生产力的集中体现和主要标志，不仅是一个国家综合国力的体现，更是一个国家国际竞争力的核心。特别是改革开放以来，我国的科技事业取得了举世瞩目的伟大成就，在航天领域更是有了长足发展，中国成为继美国、俄罗斯之后，第三个拥有载人航天技术的国家。航空航天事业是我国在国际上确定自身的国际地位的支柱产业，也是实现我国成为世界上的航天大国、航天强国的必由之路。航天机械的发展和提高，对于我国航空航天事业的发展起着至关重要的作用。上接头通管主要是用于航天机械上的部件，其工艺精度对于我国航天机械的发展具有十分重要的意义，所以该零件的工艺规程的制定是相当关键和重要的。本毕业课题主要是应运所学的知识对上接头通管的工艺规程进行设计，并对其第120 道工序的加工所需的工装夹具进行设计和对该道工序的数控程序进行编制。上接头通管属于在结构上相对较复杂的轴类零件，加工精度要求较高，在该零件的主要表面上粗糙度的要求也相对较高，而且还存在旋转面上孔的加工，故该零件的加工要通过多个种类的机床来加工用以保证其加工要求。选择上接头通管的机械加工工艺及其相关夹具设计作为我的毕业设计的课题，一方面能够巩固我在大学阶段所学的机械专业知识，另一方面也为我将来从事机械行业打下了坚实的基础。关键词：上接头通管，工艺规程，工装夹具，数控编程 ABSTRACTAerospace industry is our country in the international community to determine its own international position of the pillar industries, but also the realization of China to become the worlds space powers, space powers only way. Development and improvement of aerospacemachinery, for the development of Chinas aerospace industry plays a vital role.Pass on the connector pipe is mainly used in aerospace mechanical components, the process precision machinery for the development of Chinas space is very important, so that part of the process to develop procedures are critical and important. The graduation project is on the main pipe joints through technical rules for the design, and its first 110 machining processes required for fixture design and NC program of the procedure for the preparation. Pass on the connector tube is relatively complex in structure of the shaft parts, machining high precision, in the part on the surface roughness of the main requirements is relatively high, but there is also rotating surface hole machining, so that parts of the processing machine through a plurality of types to process to ensure its processing requirements. Select the connector through the tube machining process and its associated fixture design as the subject of my graduation, I have one hand to consolidate what they have learned at the university level mechanical expertise, on the other hand for my future in the machinery industry has laid a solid foundation.Keywords:Is connected through tube，Technical Schedule，Fixture，CNC programming第1章 绪论1.1 我国机械制造技术的现状及发展趋势1.1.1 中国机械制造技术的发展现状在我国加入世界贸易组织WTO 之后，我国的工业增加总值虽然在不断的增加，但是工业增长值的增加量还是不及德国的40%，更仅仅只能达到美国的22%左右，由于人才的大量流失，使得我国的科研水平也只是在一个非常低的平台上而已。在很多高新科技产品上，我国还不具备制造出来的能力，所以只能通过进口来调节我们制造业的构架。所以就现在而言，我国的机械制造与发达国家相比，还只能说处于一个较低的阶段。由于我国的制造技术与国际上存在着较大的差距，现在我国必须开始“一手抓基础，一手抓科技”的战略方针。在本世纪初，日本和德国先后提出了“计算机集成制造”这个全新的制造技术的发展方向，我国抓住了机会，逐渐提出了关于计算机集成制造的各种各样的战略方针，在全国各大机械类强校下放了很多CIMS 课题项目，让我国从高校开始就能够培养出大量的人才，为将来我国进一步的部署发展战略打下了坚实的基础。不过，由于一个行业发展质的改变不是一时半会就能够实现的，由于数控加工中心的价格相对于普通数控车床、数控铣床的价格要告诉很多，并没有及时的普及开来，这些问题还需要我国在将来根据我国的国情，一步步的发展下去，为成为世界制造业强国作出更多的努力。20 世纪末，我国加入了世界贸易组织，使得我国的各行各业都与世界接轨了，制造业也不例外。与世界接轨，意味着我国的机械制造业将接受来自世界各地的制造行业的挑战，也为我国制造业步入全世界提供了一个良好的平台。在WTO 的舞台下，我国机械制造业的工作人员要不停的从国外的先进制造技术中吸取经验，开拓创新，为我国制造业在世界上地位的进一步提升打下良好的基础。1.1.2制造的含义机器制造业即机械工业,它作为其他经济部门的生产手段决定着一切经济部门的发展水平,因此,一个国家工业化程度如何,机械工业的发展水平成为其重要标志之一。机械制造过程就是指从原材料开始到成品出厂的全部劳动过程，它既包括毛坯的制造，零件的机械加工和热处理，机器的装配、检验、测试和涂装等主要了劳动过程，还包括专用工具、夹具、量具和辅具的制造、机械的包装、工件和成品的储存和运输、加工设备的维修，以及动力供应等辅助劳动过程。了解了生产的含义，对制造的概念就不难理解。制造可以理解为制造企业的生产活动，即制造也是一个输入输出系统，其输入也是生产要素，输出是具有使用价值的产品。关于制造企业的界定目前还没有统一标准。按国际惯例，生产企业通常可以划分为三种大的类别：第一产业、第二产业和第三产业。第一产业系指直接利用自然资源的种植业、养殖业和采矿业，如农业、林业、渔业、畜牧业、矿业、采石业、石油业等。第二产业系指将第一产业生产的原料转化为产品的企业，如冶金、钢铁、化工、石油精炼、机械、电子、轻工、纺织、制药、建筑、能源、电力、食品、出版等。第三产业通常指金融和服务行业，如金融、保险、交通、运输、商业、通讯、教育、法律、医疗、保健、娱乐、餐饮、旅游、服务、房地产等。制造业属于第二产业的范畴，美国将第二产业中除了建筑业和能源工业外以外的其他行业均视为制造业。上面所说的“制造”是一个“大制造”的概念，是对“制造”的广义理解。按照这样的理解，制造应包括从市场分析、经营决策、工程设计、加工装配、质量控制、销售运输直至售后服务的全过程。在当今的信息时代，广义制造的概念已为越来越多的人所接受。但传统上，制造及制造过程常被理解为从原材料或半成品经加工和装配后形成最终产品的具体操作过程，包括毛坯制作、零件加工、检验、装配、包装、运输等。这是一个“小制造”的概念，是对“制造”的狭义理解。按照这种理解方式，制造过程主要考虑企业内部生产过程中的物质流，而较少涉及生产过程中的信息流。显然，在新的形势下，狭义理解制造存在着严重不足。尽管如此，从专业和技术的角度出发，制造的狭义理解仍然是合理的，因为物料形态的变化始终是制造活动的核心，如何使物料形态按照人们预期的目标发生转变，是工程技术研究的永恒主题。1.1.3 机械制造业的发展人类文明的发展与制造业的进步密切相关。早在石器时代，人类就开始利用天然石料制作工具，用其猎取自然资源为生。到了青铜器和铁器时代，人们开始采矿、冶炼、铸锻工具，并开始制作纺织机械、水利机械、运输车辆等，以满足以农业为主的自然经济的需要。此时，采用的是作坊式的以手工劳动为主的生产方式。直至18世纪70年代，以瓦特改进蒸汽机为代表，引发了第一次工业革命，产生了近代工业化的生产方式，手工劳动逐渐被机器生产所代替，机械制造业逐渐形成规模。到19世纪中叶，电磁场理论的建立为发电机和电动机的产生奠定了基础，从而迎来了电气化时代。以电力作为动力源，使机械结构发生了重大的变化。与此同时，互换性原理和公差制度应运而生。所有这些使机械制造业发生了重大变革，并进入了快速发展时期。20世纪初，内燃机的发明，使汽车开始进入欧美家庭，引发了机械制造业的又一次革命。流水生产线的出现和泰勒科学管理理论的产生，标志机械制造业进入了大批量生产（MassProduction）的时代。以汽车工业为代表的大批量自动化生产方式使得生产率获得极大的提高，从而使机械制造业有了更迅速的发展，并开始成为国民经济的支柱产业。二次世界大战后，电子计算机和集成电路的出现，以及运筹学、现代控制论、系统工程等软科学的产生和发展，使机械制造业产生了一次新的飞跃。传统的自动化生产方式只有在大批量生产的条件下才能实现，而数控机床的出现则使中小批量生产自动化成为可能。科学技术的高速发展，促进了生产力的极大提高。传统的大批量生产方式已难以满足市场多变的需要，多品种、中小批量生产日渐成为制造业的主流生产方式。20世纪80年代以来，信息产业的崛起和通讯技术的发展加速了市场的全球化进程，市场竞争更加激烈。为了适应新的形势，在机械制造领域提出了许多新的制造哲理和生产模式，如计算机集成制造（CIM）、精良生产（LP）、并行工程（CE）、敏捷制造（AM）等。进入21世纪，机械制造业正向自动化、柔性化、集成化、智能化和清洁化的方向发展。1.1.4 机械制造业的重要性机械制造业是国民经济的基础产业, 它的各项经济指标占全国工业的比重高达四分之一至五分之一，它的发展直接影响到国民经济各部门的发展,也影响到国计民生和国防力量的加强,因此,各国都把机械制造业的发展放在首要位置，努力提高本国机械制造技术。随着机械产品国际市场竞争的日益加剧,各大公司都把高新技术注入机械产品的开发中,作为竞争取胜的重要段。工业是国民经济的主导。没有好的机械制造技术，就没有好的工业，没有巩固的国防，何谈人民的便利、国家的富强。所以，提高机械制造技术，实现国家工业化，并进而实现工业、农业、科学技术和国防的现代化，乃是世界各国发展本国经济，改变落后面貌，建设独立国富民强国家的普遍道路。 近代工业是从手工业发展起来的。十八世纪兴起的第一次产业革命，使机器和机器体系取代了手工劳动而成为近代大工业的技术基础。也只是到了这个时候，工业才最终形成为一个独立的并在整个社会在产生过程中发挥主导作用的社会物质生产部门。机器的广泛使用，必然要求用机器生产机器。十九世纪初，建立了近代机器制造业，从而使机械化生产推广到了工业的各个部门，促进了能源产业、原料工业以及国民经济其他部门的发展，改变了工业和农业生产的面貌。正如马克思所指出的“大工业必须掌握它的作为特征的生产资料，即机器本身，并且必须用机器生产机器。这样，它方才有它的适当的技术基础，有它的本身的立足点。” 机械设备、生产工具作为社会生产力发展水平的物质标准，作为自然学科等知识形态的生产力转化为直接的现实的生产力的载体，作为人类社会认识自然和改造自然的物质手段，是近代社会新的生产力的代表，是人类社会不断发展的技术基础。近代世界技术、经济的发展历史证明，每一次重大的技术、经济变革，无不是从新机器的发明开始的。而每一项重要新机器的发明，从蒸汽机、电动机到原子能设备、电子计算机，都把生产力向前推进了一大步，都把社会生产提高到了一个新水平。与此同时，机械工业本身也在两个多世纪的发展过程中，成长为现代化工业中一门众多的大工业部门，在国民经济中占有日益重要的地位和作用。 机械工业作为一个生产机器设备、生产工具的工业部门，在国民经济的发展中担负着十分重要的任务，起着非常重要的作用。首先机械工业是国民经济的装备部。无论农业、重工业、轻工业、交通运输业、邮电业、商业以及国防建设和科学文教卫生事业的发展，都需要机械工业提供多样的、符合需要的装备。其次，机械工业是国民经济的“改造部”。一个国家要使整个国民经济建立在现代化的基础上，就需要依靠技术进步，不断地对国民经济各个部门进行技术改造。这就要求机械工业不断向国民经济各个部门提供先进的现代化技术装备，以保证国民经济技术改造的需要。第三，机械工业是国民经济的服务部。它不仅要为重工业服务，而且要为农业、轻工业和国民经济其他部门服务;不仅要为基本建设服务，而且要为现有企业的挖潜、革新、改造服务；不仅要为满足国内需要服务，而且要为扩大出口服务；不仅要为生产建设提供劳动手段，而且要为满足人民生活的需要向市场提供坚固耐用、物美价廉的消费品。 由机械工业的性质、任务决定，机械制造业是国民经济赖以发展的基础，在国民经济的发展中占有很重要的地位，在社会经济发展中有很大的作用。机械制造业是国家经济实力和科技水平的综合体现，是每一个大国任何时候都不能掉以轻心的关键行业，而根本的根本就是要提高本国的机械制造技术水平。1.1.5 机械制造技术的特点（1）机械的制造是用来对产品生产进行控制和设计的控制系统工程。尤其是对先进制造技术、信息和能源控制技术、全自动控制技术以及现代化的管理技术的采用，用这些先进的技术来对零件的设计和制造、零件的出售和使用维护等多个方面上起到了很大的作用。机械制造技术会不停的吸取各式各样的新的研发成果，把这些新的技术用来和传统的生产制造技术相联合，使生产过程能够运用到对能源方向、通讯方向和材料方向的系统的设计里。（2）制造技术是把全世界市场上所用竞争的统一于一个整体的其中一个方面。在市场经济当中，最主要的竞争力是提高产品的生产效率。1980 年之后，市场经济的步伐走得更快，几乎覆盖到了全球的每一个角落里，机械制造行业在市场经济下的主要矛盾方面也发生了质的变化，现在全新的矛盾是由成本、时间和生产质量这三个主要因素组成的，它彻底的取代了上个世纪的关于生产效率方面的矛盾。到了现在，最新型的制造技术融合了这三个对立面，让它们成为了一个整体。（3）作为一个集成度极其高的技术领域机械制造技术，很多的制造工厂为了提升自身在市场经济下的综合实力，把现代化的制造技术深入的应用到了自己工厂的实际生产当中，而一个国家也把它应用在整个祖国的各个行业当中，使本国的国民经济与整体的实力得到进一步的提升。到此，先进制造技术已经不再是单纯的制造，而是一个复合的、充满了生命力的整体。（4）自从上个世纪的1980 年以来，美国、日本、英国、德国等在制造行业占有很大优势的国家利用着全世界经济一体化的趋势，开始在地球上了每一个发展中国家“强取豪夺”着自己的领地，一方面能够让该发展中国家经济得到一定的提升，另一方面也是更重要的方面是也让自己国家在经济全球化的形势下抢占了有力的先机，而在这个时候，机械制造技术成为一个全世界用来衡量该国的经济发展水平的标志，机械制造技术越发达的国家，就越能在经济全球化的情况下把握先机。1.1.6 我国机械制造技术的发展趋势市场经济在全球范围内不断的扩大，每个国家为了占取有利的地位而不断的发展着自身的科学技术水平，使得制造行业当中的各个企业都必须拿出百分之百的努力来适应变化了的环境，它们要制造出质量更好、价格更合理、使用更方便的产品，而且在销售服务方面，还必须更加深入的贯彻“顾客就是上帝”的思想，全心全意的为消费者服务，为顾客提供更好的信誉保障。总之，在新世纪新的市场环境下，机械制造行业的发展总体来说是往以下几个方向发展的：（1）向高精度化方向发展：通过提高产品的精度，我国的航空航天航海事业也能够进一步的发展，“嫦娥奔月”、“蛟龙入海”均体现出了我国机械制造业的精度也已经达到了一个全新的高度。（2）向高速度方向发展：提高速度意味着可以产品的加工制造能够给在一个更短的周期内完成，对于现在这个高速发展的社会是必不可少的。（3）向柔性化方向发展：现代化的机械加工已经不在是单纯的在机床上进行加工制造，而是更多的通过计算机辅助设计制造来完成加工过程。（4）向绿色化方向发展：大自然是人类的朋友，人类的一切发展都离不开自然界，在上个世纪的工业化发展过程当中，大自然已经遭受了人类足够的破坏，到现在，为了将来的可持续发展，绿色发展已经成为了机械行业不可避免要讨论的问题，所以在现在，废气、废液的回收利用已经成为了机械行业发展的一个趋势18面对越来越激烈的国际市场竞争，我国机械制造业面临着严峻的挑战。我们在技术上已经落后，加上资金不足，资源短缺，以及管理体制和周围环境还存在许多问题，需要改进和完善，这些都给我们迅速赶超世界先进水平带来极大的困难。但另一方面，随着我国改革的不断深入，对外开放的不断扩大，为我国机械制造业的振兴和发展提供了前所未有的良好条件。当今，制造业的世界格局已经和正在发生重大的变化，欧、亚、美三分天下的局面已经形成，世界经济重心开始向亚洲转移已出现征兆，制造业的产品结构、生产模式也在迅速变革之中。所有这些又给我们带来了难得的机遇。挑战与机遇并存，我们应该正视现实，面对挑战，抓住机遇，深化改革，以振兴和发展中国的机械制造业为己任，励精图治，奋发图强，以使我国的机械制造业在不太长的时间内，赶上世界先进水平1.2 毕业设计选题依据及意义上接头通管是我国航天机械上面的重要零件，它的工艺的良好性直接关乎整个机械的运转和安全，航空航天事业是我国在国际上确定自身的国际地位的支柱产业，也是实现我国成为世界上的航天大国、航天强国的必由之路。航天机械的发展和提高，对于我国航空航天事业的发展起着至关重要的作用。上接头通管主要是用于航天机械上的部件，其工艺精度对于我国航天机械的发展具有十分重要的意义，而零件的质量最终由工艺所决定，故该零件的工艺规程的制定是相当关键和重要的，必须反复推敲实验已达到最优工艺，由于本人水平有限，编制的工艺规程或多或少有些不合理之处，望各位予以指出。选择该零件的机械加工工艺作为毕业设计的题目，一方面可以巩固自己在机械专业方面的知识，另一方面，由于零件具有一定的复杂性，在确定加工工艺方法上也能锻炼我们独立思考、勇于创新的能力。第2章 上接头通管工艺性分析2.1 上接头通管的作用上接头通管是用于连接零件与零件之间的零件，其主要是用于航空航天机械当中，由于该行业的特殊性导致该零件的各方面加工要求均较高，也为航空航天时提供了更好的安全保证。其三维零件图如图2.1 所示：图2.1 上接头通管三维零件图2.2 上接头通管的工艺分析分析该上接头通管的零件图可以看出，该零件为一个轴类件，相对于70.51mm的圆柱面，在该圆柱面的两侧都存在同轴度0.10mm的工艺要求，故采用数控车床来对这段进行加工。而在该零件中间部分85.7mm圆柱面处的切槽部分有相对于70.51mm的平行度要求为0.4的工艺要求，故此处要采用立式加工中心来对这段进行数控加工。在距离该轴右端225mm处有一个的沉孔，该孔的最大径为8.8mm，最小径为5.6mm，这两个孔有同轴度0.1mm的要求，并且在轴的右部有六组在圆柱面上角度相差120的通孔，需要多轴联动才能对其进行加工，所以在这里的加工选用的是四轴加工的方式在立式加工中心上进行加工。在左端的通孔57.8mm、57.37mm与57.32mm对于70.51mm也有同轴度的要求，需保证同轴度要求为0.1mm，在这里采用减震刀头与螺纹刀片安装在数控车床来进行加工。除此之外，整个零件的粗糙度都要达到Ra3.2及以上的要求，所以整个零件的加工过程需粗加工在普通车床，半精加工和精加工在数控车床、立式加工中心、电火花机床上来进行加工来保证粗糙度的要求。2.3 上接头通管的技术要求根据上接头通管的零件图，将上接头通管的全部技术要求列于表当中，如表2.1所示：表2.1 上接头通管的技术要求表加工表面尺寸及偏差（mm）公差等级及精度等级表面粗糙度要求Ra（um）形位公差要求上接头通管70.51外圆IT93.2上接头通管70.36 外圆IT103.2上接头通管70.56 外圆IT113.2上接头通管64.87 外圆槽IT90.8上接头通管65.43 外圆IT113.2上接头通管64.31 外圆槽IT113.2上接头通管85.7外圆85.70.2IT100.8上接头通管57.8内孔IT101.6上接头通管57.37 内孔IT93.2上接头通管57.32 内孔IT93.2上接头通管72.4内孔IT90.8上接头通管75.555 内孔75.555IT143.2上接头通管80.98 内孔IT83.2上接头通管左端上T 型槽总长46mm，左端宽25.4mm,右端宽35.5mm 长14.3mm，深7.26mmIT143.2上接头通管左端下通孔6.35IT183.2上接头通管左端下沉头孔大孔6.350.2mm 小孔3.20.05mm小孔顶端至中心距离12.70.2mmIT123.2上接头通管中部槽宽4.8mm 长33mm深1mmIT143.2上接头通管中部沉头孔大孔8.8mm 深5.3mm，小孔5.6mm 打通IT143.2上接头通管中部沉头孔同一截面内120孔深度100.2mmIT133.2上接头通管中部环形槽深度0.60.1mm长度11.20.2mmIT123.2上接头通管右端82.5mm 起5 组回转面通孔每组通孔相隔每隔27.5mm 为一组，一组三个通孔，孔间隔120孔径 30，相邻两组通孔角度相差30IT143.2上接头通管右端螺纹右端起49.20.25mm 长度，锯齿形螺纹D1= mmD2=mmD3=mmIT123.22.4 确定零件的生产类型上接头通管零件具有互换性，标准化和系列化的特点，产品结构稳定、自动化程。符合大批量生产生产的特点，大批大量生产带来的产品品质的提高和成本的降低是显而易见的，使企业能更好的面对愈来愈快的市场需求和激烈的竞争。所以上接头通管零件生产类型为大批量生产。2.5 审核零件的工艺性分析上接头通管的零件图可以得知，该零件的加工精度要求较高，其中内孔mm、mm、 mm、mm 的加工精度更是达到了Ra0.8 的加工要求，所以在该零件的加工过程中，需要使用数控加工中心精加工来保证零件的粗糙度要求，其他的大部分零件部分也需要使用数控车床和数控铣床来进行加工，也可以在上述条件下采用经济的方法来保证质量加工出来，所以可以说，该零件的工艺性较好。第3 章上接头通管工艺规程的制定3.1 工艺规程相关概述机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件5。机械加工工艺规程是对一个零件加工中的所有问题的规定，每一个加工步骤都必须严格的执行，这是一份零件加工的技术章程，也是对零件加工过程管理和操作的原则文件。一般而言，机械加工工艺规程不能够随便的改动，它的制定一经过一道道严格的程序才能够得到成品的，所以，工艺规程的制定过程是一项严格的过程，它的正确性是一个零件能否正确的加工出来的最重要的指标。3.2 毛坯的选定由零件的用途及零件的加工要求可以知道，该零件需要抗腐蚀、抗疲劳和抗水滴性能强，所以在这里选用17-4PH 不锈钢来作为零件加工所需的材料，该材料具有高强度、高硬度和抗腐蚀的特性，能满足零件的需求。由零件的形状可知，该零件为旋转体零件，所以选用采用17-4PH 不锈钢的圆钢来作为零件加工的毛坯，通过锯床直接从长的圆钢上锯下来作为加工所用的毛坯，又零件最大外圆为85.7mm 总长为442.95mm，所以选用的圆钢尺寸为直径85.7mm，总长为4450.3mm 大小的17-4PH 圆钢。3.3 拟定工艺路线由机械制造工艺学可知拟定工艺路线的一般原则如下：（1）先加工基准面，再加工其他表面只有先加工出了精基准表面，才能为后续的精加工进行定位，才能保证零件加工时所要求的定位精度，当加工面的精度要求很高时，精加工前一般应先精修一下精基准。（2）先加工平面，后加工孔定位基准一般都选用平面来作为定位面，因为以平面作为定位面能够很高的保证定位的精度，以面定位之后再对孔进行加工是工艺工序安排的一般原则。（3）先加工主要表面，后加工次要表面主要表面是用来装配或者在使用时非常关键的表面，所以主要表面的精度一定要保证，而次要表面虽然不那么重要，但是次要表面也在零件的使用中起到了必不可少的作用，所以要先加工主要表面再加工次要表面。（4）先安排粗加工工序，再安排精加工工序一般来说，粗加工和精加工是可以安排在同一道工序当中来完成的，但是对于一些精度和表面质量要求非常高的零件来说，粗加工和精加工如何安排在一道工序中进行的话，很可能就难以保证加工的精度，在这种情况下，应该使它的精加工与粗加工分开来进行。上述为一般的工序顺序安排的原则，但是总存在一些特殊的情况，对于特殊的情况，我们按照如下的方式来进行处理：1）对于工件的某些部分，为了保证加工精度，粗、精加工最好分开进行。粗加工在加工的过程当中，由于不需要考虑太多的尺寸精度和表面粗粗糙度的因素，所以加工出来的加工表面很可能存在着内应力，如果在粗加工的后面马上安排精加工的话，工件很有可能受到应力的影响，影响到精加工的精度，产生废品。所以，在这种情况下，一般会在粗加工和精加工之间还安排一些抵消应力的工序。比如说时效处理。2）合理地选用设备。为了提高资源的利用率，粗加工和精加工一般要分别使用不同的精度的机床来进行加工，一般而言，粗加工一般在功率大，但是所加工出来的零件精度不太高的机床上来完成，而精加工则使用精度更高的数控机床来完成。这样一来，就可以合理的提高资源（机床）利用率。根据该零件上接头通管的尺寸公差要求，为使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，初步确定零件的加工工艺路线如下：工序00：备料，选取足够长的90mm 直径的圆钢；工序10：下料，从足够长的90mm 直径的圆钢上锯下4471mm 长度的毛坯；工序20：顶尖支承，在普通车床上车外面87.50.1mm，并倒角；工序30：在普通车床上用软爪装夹，车端面，定长4450.3mm，钻孔500.5mm，并倒角，车外圆720.2mm，定长mm；工序40：在普通车床上软爪装夹，车端面，定长4440.3mm，镗孔70.50.2mm，并倒角；工序50：在数控车床上用软爪和尾座装夹，加工各外圆及槽，并保证85.70.1mm的圆柱度不大于0.05mm，倒圆角；工序60：标印；工序70：在数控车床上，按零件实际尺寸车正软爪外圆及其支靠面，全跳动不大于0.02；以软爪和中心架按图装夹工件，拉直70.51圆柱面， 全跳动不大于0.05，按零件实际尺寸车正软爪内孔及其支撑面，车右端面，保证尺寸158.750.13mm，并加工各阶梯内孔及其内端面，倒角；工序80：在数控车床上，按零件实际尺寸车正软爪内孔及其支靠面，全跳动不大于0.02，以软爪和中心架按图装夹工件，拉直85.70.1外柱面，全跳动不大于0.05；车端面保证总长442.950.15mm，并加工各内孔、槽和螺纹；工序90：在立式珩磨机上按图装夹,找正内孔跳动不大于0.05，珩磨内孔到Ra0.8，并保证内孔尺寸mm；工序100：在立式加工中心上，去不完全螺纹，并用螺纹塞规检查；工序110：在立式加工中心上，以三爪卡盘（车工已加工好的软爪）定位固定 A外柱面，尾座顶尖支撑80.98端（加数控堵头），加工五处回转面通孔300.2mm 及沉孔mm 深100.2mm 和与沉孔同一圆面相差120的160.2mm 的孔；工序120：在立式加工中心上，将数控堵头小头朝外地装入专用夹具定位固定工件70.56外柱面，尾座专用堵头支撑工件80.98端，加工该零件左端T形槽。工序130：在立式加工中心上 将数控堵头小头朝外地装入工件80.98的孔内以三爪 卡盘（车工以加工好的软爪）定位固定工件85.70.1外柱面，尾座顶 尖支 撑工件52.37端（加数控堵头），加工该零件左端T 形槽和沉台6.350.2mm，同时加工孔3.20.05mm 以及6.35mm；工序140：在电火花机床上加工R5.560+0.1mm 的圆弧槽；工序150：钳工去毛刺作倒角，保证T 形槽两侧修抛量一致；工序160：标印；工序170：清洗；工序180：检验；工序190：包装。3.4 基准的选择在机械加工中，基准是非常重要的。基准选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，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。所加工工件的每一个需加工面都需要基准来保证加工的质量。所谓基准，就是在机械零件某道工序的加工过程中作为参照面来确定零件尺寸的点、线和面。在机械零件中，根据所使用地方的不同，可以分为工艺基准和设计基准。设计基准指在绘制零件图时，作为零件其他面的参照面（或者点、线）的基准，称之为设计基准；工艺基准指工艺基准顾名思义可知，是指零件在机械加工过程中所能使用到的所有的基准。在机械加工工艺中，工艺基准根据它的使用功能不同，分别对应于机械加工工艺中的装配、测量、定位可以分为装配基准、定位基准和测量基准。1) 装配基准在每一道工序中机械加工中，要对工件进行装夹，在装夹时所使用的基准就是装配基准。2) 测量基准在每一道工序加工完成后，要对工件加工的尺寸精度和公差进行测量，在这里使用的基准叫做测量基准。3) 定位基准定位基准是零件装夹时，要保证零件的庄街精度，保证加工出来后的零件能够达到所需的要求的基准。在最初的工序中，工件还只是一个毛坯，所以在这时只能以未加工过的表面作为基准面，这个基准称为粗基准。之后的每道工序中都具有了已加工表面作为基准，这种基准叫做精基准。而定位置基准对零件的制造加工至关重要，必须认真分析零件的结构特点选择合理的粗精基准。粗基准的选择有以下几条原则：（1）若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准；（2）在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件上每个表面都要加工，则应该以加工余量最小的表面作为粗基准；（3）在与上项相同的前提条件下，若零件上有的表面不需加工，则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准；（4）选用粗基准的表面应尽量平整光洁，不应有飞边、浇口、冒口及其他缺陷。精基准的选择要遵循以下一些原则：（1）“基准重合”原则；（2）“基准统一”原则；（3）“互为基准”原则；（4）“自为基准”原则。根据该零件图与已经确定的机械加工工艺路线来确定基准如下：1、 零件端面加工时：以上接头通管的外圆柱面及队称中心线为加工基准。2、85.70.1 外圆柱面加工：以零件左端凸台的中心线为加工基准。3、上接头通管左端外圆柱部分的加工：以圆柱的中心线以及上接头通管右端85.7 0.1圆柱面为加工基准。4、圆柱体mm、mm、mm、mm、mm 等圆柱体内孔孔的加工： mm 外圆柱面、 mm 内孔为加工基准。5、零件左端T 形槽及T 形槽对称面的沉头孔和通孔： mm 外圆柱面中心线、左端端面。6、沉头孔中心线。3.5 确定主要表面的加工余量所谓加工余量是指在加工过程中从加工表面切去金属层厚度，分为工序余量和总余量。工序余量是指某一表面在一道工序中切去的金属层厚度。工序加工余量：相邻两工序的工序尺寸之差；工序余量有两种计算方法： （1）对于被包容面： = a b （3.1） （2）对于包容面： = b a （3.2）上述两式中： 、本工序余量；a前工序基本尺寸；b本工序基本尺寸。需注意的是对于外圆和孔等回转表面，加工余量为双边余量，以直径方向计算；平面加工余量则是单边余量，即为实际的切削层厚度加工总余量：指零件从毛坯变为成品切除金属层总厚度，它的值就是每道工序的工序余量的总和,即：毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差，同时也是各工序加工余量之和。 = + + + +
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