泵盖加工工艺及夹具设计

四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 1 四川大学锦城学院 本科生毕业论文 设计 题 目 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 系 别 专 业 学生姓名 学 号 年级 指导教师 二 一四 年 11 月 09 日 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 0 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 专业 机械设计制造及其自动化 学生 指导老师 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计 金属切削机床 公差配合与测 量等多方面的知识 泵盖加工工艺规程及其钻扩铰 18H7 孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计 工 序设计以及专用夹具的设计三部分 在工艺设计中要首先对零件进行分析 了解零件的 工艺再设计出毛坯的结构 并选择好零件的加工基准 设计出零件的工艺路线 接着对 零件各个工步的工序进行尺寸计算 关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量 然 后进行专用夹具的设计 选择设计出夹具的各个组成部件 如定位元件 夹紧元件 引 导元件 夹具体与机床的连接部件以及其它部件 计算出夹具定位时产生的定位误差 分析夹具结构的合理性与不足之处 并在以后设计中注意改进 关键词 工艺 工序 切削用量 夹紧 定位 误差 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 1 Analysis on the head parts of three dimensional modeling and processing technology Major Mechanical engineering and automation student Supervisor ABSTRCT The design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design metal cutting machine tool tolerance and measuring and other aspects of knowledge Fixture design process of drilling pump cover and reaming holes is designed with 18H7 include part machining process design process design and fixture three In process design should first of all parts for analysis to understand part of the process to design blank structure and choose the good parts machining datum design the process routes of the parts then the parts of each step in the process to the size calculation the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design then the special fixture the fixture for the various components of the design such as the connecting part positioning devices clamping element a guide element fixture and machine tools and other components positioning error calculated by the analysis of fixture jig structure the rationality and the deficiency pay attention to improving and will design in Key words process process cutting dosage clamping positioning error 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 2 目 录 1 绪 论 2 1 1 机械加工工艺概述 2 1 2 机械加工工艺流程 2 1 3 夹具概述 3 1 4 机床夹具的功能 4 1 5 机床夹具的发展趋势 5 1 5 1 机床夹具的现状 5 1 5 2 现代机床夹具的发展方向 5 2 工艺规程的设计 7 2 1 零件分析 7 2 2 确定毛坯的的制造形式 8 2 3 制订工艺路线 8 2 4 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 10 2 5 确定切削用量及基本工时 11 3 工艺专用夹具的设计 20 3 1 问题的提出 21 3 2 定位基准的选择 21 3 3 切削力及夹紧力计算 21 3 4 定位误差分析 22 3 5 钻套的设计 22 3 6 夹具设计及操作简要说明 22 4 泵盖零件三维造型的设计 23 参 考 文 献 35 致 谢 38 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 3 1 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的方法改变毛坯的形状 尺寸 相对位置和性质使其 成为合格零件的全过程 加工工艺是工人进行加工的一个依据 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤 采用机械加工的方法 直接改 变毛坯的形状 尺寸和表面质量等 使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程 比如 一个普通零件的加工工艺流程是粗加工 精加工 装配 检验 包装 就是个加工的笼统的 流程 机械加工工艺就是在流程的基础上 改变生产对象的形状 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 每个流程的详细说明 比如 上面说的 粗 加工可能包括毛坯制造 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 细的数据了 比如粗糙度要达到多少 公差要达到多少 技术人员根据产品数量 设备条件和工人素质等情况 确定采用的工艺过程 并将 有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 每个厂都可 能不太一样 因为实际情况都不一样 总的来说 工艺流程是纲领 加工工艺是每个步骤的详细参数 工艺规程是某个厂 根据实际情况编写的特定的加工工艺 1 2 机械加工工艺流程 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一 它 是在具体的生产条件下 把较为合理的工艺过程和操作方法 按照规定的形式书写 成工 艺文件 经审批后用来指导生产 机械加工工艺规程一般包括以下内容 工件加工的工 艺路线 各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备 工件的检验项目及 检验方法 切 削用量 时间定额等 制订工艺规程的步骤 1 计算年生产纲领 确定生产类型 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 4 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 确定各工序的加工余量 计算工序尺寸及公差 6 确定各工序所用的设备及刀具 夹具 量具和辅助工具 7 确定切削用量及工时定额 8 确定各主要工序的技术要求及检验方法 9 填写工艺文件 在制订工艺规程的过程中 往往要对前面已初步确定的内容进行调整 以提高经济 效益 在执行工艺规程过程中 可能会出现前所未料的情况 如生产条件的变化 新技 术 新工艺的引进 新材料 先进设备的应用等 都要求及时对工艺规程进行修订和完 善 1 3 夹具概述 夹具是一种装夹工件的工艺装备 它广泛地应用于机械制造过程的切削加工 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的夹具统称为机床夹具 在现代生产中 机床夹具是一种不 可缺少的工艺装备 它直接影响着加工的精度 劳动生产率和产品的制造成本等 帮机 床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位 机床夹 具设计是一项重要的技术工作 工欲善其事 必先利其器 工具是人类文明进步的标志 自 20 世纪末期以来 现代制造技术与机械制造工艺自 动化都有了长足的发展 但工具 含夹具 刀具 量具与辅具等 在不断的革新中 其 功能仍然十分显著 机床夹具对零件加工的质量 生产率和产品成本都有着直接的影响 因此 无论在传统制造还是现代制造系统中 夹具都是重要的工艺装备 1 4 机床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时 其主要功能是使工件定位和夹紧 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 5 1 机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件 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的过程 定位是通过工件定位基准面与 夹具定位元件面接触或配合实现的 正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要 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的操作 由 于工件在加工时 受到各种力的作用 若不将工件固定 则工件会松动 脱落 因此 夹紧为工件提供了安全 可靠的加工条件 2 机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向 1 对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置 如铣床夹具中的对刀块 它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置 2 导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套 能迅速地确定钻头的位置 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 也具有导 向功能 1 5 机床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高 夹具已从一种辅助工具发展成 为门类齐全的工艺装备 1 5 1 机床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明 目前中 小批多品种生产的工作品种已占工件种类 总数的 85 左右 现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代 以适应市场激烈的 竞争 然而 一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具 另一方面 在多品种生产的 企业中 约 4 年就要更新 80 左右的专用夹具 而夹具的实际磨损量仅为 15 左右 特别 是近年来 数控机床 NC 加工中心 MC 成组技术 GT 柔性制造系统 FMS 等 新技术的应用 对机床夹具提出了如下新的要求 1 能迅速而方便地装备新产品的投产 以缩短生产准备周期 降低生产成本 2 能装夹一组具有相似性特征的工件 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 6 3 适用于精密加工的高精度机床夹具 4 适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具 5 采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置 以进一步提高劳动生产率 6 提高机床夹具的标准化程度 1 5 2 现代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化 高效化 柔性化 标准化四个方面 精密化 随着机械产品精度的日益提高 势必相应提高了对夹具的精度要求 精密化夹具的 结构类型很多 例如用于精密分度的多齿盘 其分度精度可达 0 1 用于精密车削的高 精度三爪卡盘 其定心精度为 5 m 精密心轴的同轴度公差可控制在 1 m 内 又如用于 轴承套圈磨削的电磁无心夹具 工件的圆度公差可达 0 2 0 5 m 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间 以提高劳动生产率 减 轻工人的劳动强度 常见的高效化夹具有 自动化夹具 高速化夹具 具有夹紧动力装 置的夹具等 例如 在铣床上使用电动虎钳装夹工件 效率可提高 5 倍左右 在车床上 使用的高速三爪自定心卡盘 可保证卡爪在 试验 转速为 2600r min 的条件下仍能牢 固地夹紧工件 从而使切削速度大幅度提高 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似 它是指机床夹具通过调整 拼装 组合等 方式 以适应可变因素的能力 可变因素主要有 工序特征 生产批量 工件的形状和 尺寸等 具有柔性化特征的新型夹具种类主要有 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 夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向 标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面 在制订典型夹具结构的基础上 首先进行夹具元件和部件的通用化 建立类型尺寸系列或变型 以减少功能用途相近的 夹具元件和部件的型式 屏除一些功能低劣的结构 通用化方法包括夹具 部件 元件 毛坏和材料的通用化 夹具的标准化阶段是通用化的深入 主要是确立夹具零件或部件 的尺寸系列 为夹具工作图的审查创造良好的条件 目前我国已有夹具零件及部件的国 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 7 家标准 GB T2148 T2259 91 以及各类通用夹具 组合夹具标准等 机床夹具的标准化 有利于夹具的商品化生产 有利于缩短生产准备周期 降低生产总成本 2 工艺规程的设计 2 1 零件分析 泵盖共有六组加工表面 如图 2 1 所示 现分述如下 1 A 面 即大端面 2 4 18 孔 4 9 孔 3 宽 24 槽 4 2 8 孔 5 2 5 孔 6 18 孔 7 8 孔 M12 螺纹 图 2 1 泵盖工件图 2 2 确定毛坯的的制造形式 由零件图可知 其材料为 HT150 该材料具有较高的强度 耐磨性 耐热性及减振性 适用于承受较大应力 要求耐磨的零件 该零件上主要加工面为大端面 4 18 孔 4 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 8 9 孔 宽 24 的槽 2 8 孔 2 5 孔 18 孔 8 孔 M12 螺纹 根据零件材料确定毛坯为铸件 已知零件的类型为大批量生产 故毛坯的铸造方法 用砂型机器造型 此外 为消除残余应力 铸造后安排人工时效处理 由 机械加工工 艺手册 查得该种铸造公差等级为 CT10 11 加工余量等级 MA 选择 H 级 2 3 制订工艺路线 1 工艺路线方案一 工序 10 铸造 工序 20 时效 工序 30 铣 A 面 大端面 工序 40 锪平 4 18 深 2 钻 4 9 孔 工序 50 铣宽 24 的槽 工序 60 钻 2 8 孔 工序 70 配作 2 5 孔 工序 80 钻 扩 铰 18H7 孔 工序 90 钻 8 孔 扩 攻 M12 7H 工序 100 清洗去毛刺 工序 110 验收 工序 120 入库 2 工艺路线方案二 工序 10 铸造 工序 20 时效 工序 30 铣 A 面 大端面 工序 40 铣宽 24 的槽 工序 50 锪平 4 18 深 2 钻 4 9 孔 工序 60 钻 2 8 孔 工序 70 配作 2 5 孔 工序 80 钻 扩 铰 18H7 孔 工序 90 钻 8 孔 扩 攻 M12 7H 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 9 工序 100 清洗去毛刺 工序 110 验收 工序 120 入库 3 工艺方案的分析 上述两个工艺方案的特点在于 方案一与方案二的区别是 方案一把钻 4 18 孔及 9 孔放的相对靠前 这样做为后面工序 24 槽的加工提供了定位基准 节约了夹具设计 的时间 提高了生产效率 故我们采用方案一 具体的工艺过程如下 工序 10 铸造 工序 20 时效 工序 30 铣 A 面 大端面 工序 40 锪平 4 18 深 2 钻 4 9 孔 工序 50 铣宽 24 的槽 工序 60 钻 2 8 孔 工序 70 配作 2 5 孔 工序 80 钻 扩 铰 18H7 孔 工序 90 钻 8 孔 扩 攻 M12 7H 工序 100 清洗去毛刺 工序 110 验收 工序 120 入库 2 4 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 泵盖 零件材料 HT150 毛坯的重量约为 1 4g 生产类型为大批量生产 采用砂 型机铸造毛坯 1 A 面 大端面 表面粗糙度为 Ra12 5 查 切削用量手册 表 2 8 得 单边总余 量 Z 3 0 2 4 18 孔 4 9 孔 因孔的尺寸不大 很难铸造成型 故采用实心铸造 3 宽 24 的槽 因尺寸不大 很难铸造成型 故采用实心铸造 4 2 8 孔 因孔的尺寸不大 很难铸造成型 故采用实心铸造 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 10 5 2 5 孔 因孔的尺寸不大 很难铸造成型 故采用实心铸造 6 18H7 孔 因孔的尺寸不大 很难铸造成型 故采用实心铸造 7 8 孔 扩 攻 M12 7H 因孔的尺寸不大 很难铸造成型 故采用实心铸造 8 不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差 由铸造可直接获得 2 5 确定切削用量及基本工时 工序 10 铸造 工序 20 时效 工序 30 铣 A 面 大端面 1 选择刀具 刀具选取端铣刀 刀片采用 YG8 map5 1 d10 min 85v4 z 2 决定铣削用量 1 决定铣削深度ap0 3 2 决定每次进给量及切削速度 根据 X51 型铣床说明书 其功率为为 4 5kw 中等系统刚度 根据表查出 则齿 2 0mfz in 451810rdvns 按机床标准选取 475wn min 5 89i 107vw 3 计算工时 切削工时 则机动工时为ll0 31l32 min 2 4751021 fnltwm 工序 40 锪平 4 18 深 2 钻 4 9 孔 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 11 工步一 锪平 4 18 深 2 1 选择刀具 刀具选取锪刀 map in 5v 2 决定锪削用量 1 决定锪削深度 因为加工余量不大 故可在一次走刀完成 则 map2 2 决定每次进给量及切削速度 根据 Z525 型立式钻床说明书 其功率为为 7 5kw 中等系统刚度 根据表查出 则齿 2 0mfz in5 98110rdvns 按机床标准选取 275wn min 6 31027vw 当 275r min 时nrzfwm 20754 按机床标准选取 mf 3 计算工时 切削工时 则机动工时为l10l52 in 2751 fnltwm 总的工时 T 4 0 204minmt 工步二 钻 9 孔 确定进给量 根据参考文献 表 2 7 当钢的 f MPab80 时 由于本零件在加工 9 孔时属于低刚度零件 d90 rm 47 0 39 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 12 故进给量应乘以系数 0 75 则 rmf 35 0 29 75 04 39 0 根据 Z525 机床说明书 现取 f 切削速度 根据参考文献 表 2 13 及表 2 14 查得切削速度 所min 18v 以 min 7 491801rdvnws 根据机床说明书 取 故实际切削速度为i 5in 9 17041nvw 切削工时 则机动工时为ml9l5 1ml32in674 02 475321 fnltwm 总的工时 T 4 2 696mint 工序 50 铣宽 24 的槽 1 选择刀具 刀具选取圆柱铣刀 刀片采用 YG8 map0 2 d50 min 75v4 z 2 决定铣削用量 1 决定铣削深度 因为加工余量不大 故可在一次走刀内铣完 则 map0 2 2 决定每次进给量及切削速度 根据 X51 型铣床说明书 其功率为为 7 5kw 中等系统刚度 根据表查出 则齿 2 0fz min6 985710rdvns 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 13 按机床标准选取 275wnmin ri 1 6910275dvw 当 275r min 时nrmzfwm 20754 按机床标准选取 fm 3 计算工时 切削工时 则机动工时为l10l42 in9 27541 fnltwm 工序 60 钻 2 8 孔 确定进给量 根据参考文献 表 2 7 当钢的 f MPab80 时 由于本零件在加工 8 孔时属于低刚度零件 d80 rm 47 0 39 故进给量应乘以系数 0 75 则 rmf 35 0 29 5 根据 Z525 机床说明书 现取 f 切削速度 根据参考文献 表 2 13 及表 2 14 查得切削速度 所min 18v 以 min 4 968101rdvnws 根据机床说明书 取 故实际切削速度为i 75in 6 1041nvw 切削工时 则机动工时为ml8l1ml32in7 025 47321 fnltwm 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 14 总的工时 T 2 0 254minmt 工序 70 配作 2 5 孔 确定进给量 根据参考文献 表 2 7 当钢的 f MPab80 时 由于本零件在加工 5 孔时属于低刚度零件 d50 rm 47 0 39 故进给量应乘以系数 0 75 则 rmf 35 0 29 5 根据 Z525 机床说明书 现取 f 切削速度 根据参考文献 表 2 13 及表 2 14 查得切削速度 所min 18v 以 min 2 5631801rdvnws 根据机床说明书 取 故实际切削速度为i 7in 02 9150nvw 切削工时 则机动工时为mll ml32in057 2 57321 fnltwm 总的工时 T 2 0 114mint 工序 80 钻 扩 铰 18H7 孔 工步一钻孔至 15 确定进给量 根据参考文献 表 2 7 当钢的 f MPab80 时 由于本零件在加工 15 孔时属于低刚度零md150 rm 47 0 39 件 故进给量应乘以系数 0 75 则 rmf 35 0 29 5 根据 Z525 机床说明书 现取 f 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 15 切削速度 根据参考文献 表 2 13 及表 2 14 查得切削速度 所min 18v 以 min 5 31801rdvnws 根据机床说明书 取 故实际切削速度为i 27in 5 101nvw 切削工时 则机动工时为ml2l 71ml32in485 0 7531 fnltwm 工步二 扩孔 8 利用钻头将 孔扩大至 根据有关手册规定 扩钻的切削用量1m8 17 可根据钻孔的切削用量选取 rff 87 0 5 75 06 22 钻 根据机床说明书 选取 mf15 in 4 623321vv 钻 则主轴转速为 并按机床说明书取 实际切in 4 6 5rn min 68rw 削速度为 min 2 41068 7dvw 切削工时 则机动工时为ml2 l4 1l32in184 57 0682 fntw 工步三 铰 孔7H18 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 16 根据参考文献 表 2 25 得rmf 4 0 2 min 12 8v in 65 4 8 19rns 查参考文献 表 4 2 2 按机床实际进给量和实际转速 取 rf 0 实际切削速度 mi 198rnw i 3 v 切削工时 则机动工时为l2ml1 0l2in86 981 fntwm 工序 90 钻 8 孔 扩 攻 M12 7H 工步一 钻 8 孔 确定进给量 根据参考文献 表 2 7 当钢的 f MPab80 时 由于本零件在加工 8 孔时属于低刚度零件 md80 rm 47 0 39 故进给量应乘以系数 0 75 则 rmf 35 0 29 5 根据 Z525 机床说明书 现取 f 切削速度 根据参考文献 表 2 13 及表 2 14 查得切削速度 所min 18v 以 min 4 968101rdvnws 根据机床说明书 取 故实际切削速度为i 75in 6 1041nvw 切削工时 则机动工时为ml65l1ml32in4 02 47321 fnltwm 工步二 扩 8 孔至 10 2 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 17 利用钻头将 孔扩大至 根据有关手册规定 扩钻的切削用量m8 m2 10 可根据钻孔的切削用量选取 rff 87 0 5 75 06 2 钻 根据机床说明书 选取 mf15 in 4 623321vv 钻 则主轴转速为 并按机床说明书取 实际切in 4 6 5rn min 68rw 削速度为 in 17 21068 mdvw 切削工时 则机动工时为ml35 l 1l32in09 157 682 fntw 工步三 攻丝 M12 选择 M12mm 高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距 即f p1 25 fmr 7 5 mincV 机 199r minrDvn 125 701 按机床选取 in 机 6 8 icVm机 基本工时 1203 5 min 7 ltnf 机 工序 100 清洗去毛刺 工序 110 验收 工序 120 入库 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 18 3 工艺专用夹具的设计 为了提高劳动生产率 保证加工质量 降低劳动强度 需要设计专用夹具 有老师 分配的任务 我被要求设计工序 70 钻 扩 铰 18H7 孔 选用机床 Z525 立式钻床 3 1 问题的提出 本夹具主要用于钻 扩 铰 18H7 孔 与其他面没有任何要求 本道工序加工精度 要求不高 为此 只考虑如何提高生产效率上 精度则不予考虑 3 2 定位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准 定位基准的选择必须合理 否则将直接影 响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量 基准选择不当往往会增加工序 或使工艺路线不合理 或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度 特别是位 置精度 要求 因此我们应该根据零件图的技术要求 从保证零件的加工精度要求出发 合理选择定位基准 此道工序后面还有精加工 因此本次铣没有较高的技术要求 也没 有较高的平行度和对称度要求 所以我们应考虑如何提高劳动效率 降低劳动强度 提 高加工精度 由于该零件所设计的为钻 扩 铰 18H7孔的夹具 工件左端面及两侧面 作为定位面 本套设计定位方案 两支承板与工件左端面相配合限制三个自由度 即X轴 转动 Y轴转动 Z轴移动 另一支承板相配合限制两个自由度 即Y轴移动 Z轴转动 螺栓与一侧面相配合限制一个自由度 即X轴移动 这样工件被完全定位 3 3 切削力及夹紧力计算 由资料 机床夹具设计手册 查表 可得 721 切削力公式 式 2 17 Pf KfDF 75 02 14 式中 m10r 3 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 19 查表 得 821 95 0 1 6 HBKp 即 69 0NFf 实际所需夹紧力 由参考 机床夹具设计手册 表 得 12 KFWf 安全系数 K 可按下式计算 由式 2 5 有 6543210 式中 为各种因素的安全系数 见参考文献 16 机床夹具设计手册 表6 可得 21 25 01 32 10 K 所以 46698NFWf 由计算可知所需实际夹紧力不是很大 为了使其夹具结构简单 操作方便 决定选 用手动螺旋夹紧机构 取 25 K16 0 2 螺旋夹紧时产生的夹紧力 由式 2 9 有 5830 210 NtgtQLWz 式中参数由 机床夹具设计手册 可查得 3 9 675 zr 91 2 631 其中 40mL 80NQ 由 机床夹具设计手册 表 得 原动力计算公式 6 由上述计算易得 KW 0 因此采用该夹紧机构工作是可靠的 3 4 定位误差分析 一批工件在卡具中定位时 各个工件所占据的位置不完全一致 因此使加工后 各 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 20 工件加工尺寸的不一致 而形成误差 即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误 差 形成原因有两个 一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成 二是定位基准与限 位基准不重合而造成 根据零件图可知 T 0 28mm T d 0 25mm 96a 04 12sinTDWd 已知孔的形状公差为 0 28 根据经验公式 易知此结果符合 513 3 5 钻套的设计 本次钻孔需钻的是端面上的需要钻 扩 绞的 18H7 孔 由于先钻底孔后还需要扩 绞 所以就应该采用快换式钻套来对各孔进行钻孔加工 通过这种方式 来减少更换钻 套需要消耗的时间 根据实际情况 该 18H7 孔加工情况如下 先用 17 直柄麻花钻 头钻底孔 根据机床夹具标准件可知 具体的快换钻套结构图如下图 3 1 所示 图 3 1 快换钻套 钻套结构参数如下表 表 3 1 钻套基本结构参数 d H D 1D2h1mrC 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 21 公称 尺寸 允 差 2 5 5 6 35 0 025 0 009 52 46 12 5 5 21 32 5 1 图 3 1 快换钻套 因为快换钻套和夹具体是间隙配合 加工的时间快换钻套靠压紧螺钉把他压紧在钻 模板上 以防止加工的时间工件的旋转 由上图可知与 17 快换钻套相配的螺钉的尺寸 为 M6 查机床夹具标准件可知 M6 快换钻套压紧螺钉的具体结构如下图 3 2 所示 图 3 2 钻套螺钉 3 6 夹具设计及操作简要说明 本夹具用于在钻床上加工泵盖端面上的 18 孔 工件以下平面为定位基准 在固定 销和压板板上实现完全定位 采用手动螺旋压板机构夹紧工件 该夹紧机构操作简单 夹紧可靠 钻夹具装配图如下图 3 5 所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 22 图 3 5 装配图 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 23 4 泵盖零件三维造型的设计 三维实体造型的软件非常多 比如Pro E CATIA UG Unigraphics Solidworks 等 这里选用UG NX6 0 作为三维实体造型的软件进行建模 打开UG6 0软件如图1 1所示 点击新建按钮 在此注意 UG所新建的文件名必须是 字母或数字 中文名将无法创建和打开 新建如图1 2所示 图1 1 打开UG 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 24 图1 2新建 新建好后跳入UG界面 点击草图按钮进入到建模模块 如图1 3所示 图1 3进入UG建模模块 首先绘制草图1 工件左端面 所示参数及其界面如图1 4所示 图1 4 草图1 拉伸草图1 如图1 5所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 25 图1 5 拉伸1 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 26 进入草图界面后 绘制草图2 4 9孔 2 5孔 如图1 6所示 图1 6 草图2 拉伸草图2并与拉伸草图1求差 如图1 7所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 27 图1 7 拉伸2 拉伸3 沉孔 18深2 具体参数如图1 8所示 图1 8 拉伸3 上步操作之后所得图形如图1 9所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 28 图1 9 画草图3 R20半圆弧及与其相连的矩形框 如图1 10所示 图1 10 草图3 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 29 拉伸草图3并与拉伸2求 和 如图 1 11所示 图1 11 拉伸3 画草图4 R15及与其相连部分 图形如图1 12所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 30 图1 12 草图4 拉伸草图4并与拉伸3求和 如图1 13所示 图1 13 拉伸4 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 31 孔命令 18H7孔深22 如图1 14所示 图1 14 孔命令 孔1坐标位置确定 如图1 15 1 16和1 17所示 图1 15 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 32 图1 16 图1 17 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 33 倒圆角 R10 如图 1 18 所示 图 1 18 倒圆角 R2 如图 1 19 所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 34 图 1 38 着色处理 如图 1 19 所示 图 1 19 处理之后 如图 1 20 所示 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 35 图 1 20 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 36 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 37 参 考 文 献 1 王仲 刘长吉 连杆机械加工工艺探讨 J 内燃机 1997 1 13 16 2 陈志亮 柴油机连杆加工工艺分析 J 湖南农机 1997 4 22 3 冯日德 6170 柴油机连杆 机体加工中几个难点问题的工艺性研究 D 天津 天津 大学 2003 4 程熙 热能与动力工程机械制造工艺学 M 北京 机械工业出版社 2000 3 5 王启平 机械加工工艺简明手册 哈尔滨 哈尔滨工业大学出版社 2006 56 68 6 SAE International Warrendale Pennsylvania Benchmarking the Industry Powder Forging Makes a Better Connecting Rod J Technical Papers 2005 7 Technological study of liquid die forging for the aluminum alloy connecting rod of an air compressor J journal of materials processing technology 2003 2 462 464 8 崔金岭 柔性夹具的技术研究与创新设计 D 硕士学位论文 苏州 苏州大学机械设 计及自动化 2008 9 顾怀祥 浅谈连杆加工工艺中的一些新技术 J 柴油机设计与制造 2003 2 45 48 10 曾景华 高国清 福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专 题学术年会论文集 C 2005 11 陈志亮 发动机连杆制造工艺改进分析 J 机床与液压 2003 1 281 282 12 干方建 潘晓阳 胡开文 加工误差的综合分析和铣夹具加工应用实例 J 机械设 计与制造工程 2002 31 1 20 23 13 刘燕萍 连杆夹具的设计 J 机械工程与自动化 2004 2 48 51 14 冯之敬 机械制造工程原理 M 北京 清华大学出版社 2005 305 15 郑修本 机械制造工艺学 M 北京 机械工业出版社 1999 236 16 孙丽媛 机械制造及专用夹具 M 北京 冶金工业出版社 2003 17 于俊一 典型零件的制造工艺 M 北京 机械工业出版社 1989 1 18 陈家瑞 汽车构造 M 北京 机械工业出版社 2005 166 19 许峰 满长忠 内燃机工艺制造教程 M 大连 大连理工大学出版社 2006 203 20 严绍华 热加工工艺基础 第二版 M 北京 高等教育出版社 2007 242 21 崔洪 典型零件的设计特点与加工工艺过程分析 J 山东内燃机 2002 2 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 38 22 柯建宏 机械制造技术基础课程设计 M 武汉 华中科技大学出版社 2008 23 庞学慧 武文革 成云平 互换性与测量技术 M 北京 国防工业出版社 2006 24 王先逵 机械加工工艺手册 M 北京 机械工业出版社 2007 25 孟少农 机械加工工艺手册 第一卷 M 北京 机械工业出版社 1991 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 39 四川大学锦城学院本科毕业论文 盖类零件的三维造型与加工工艺分析 40 致 谢 合上漫溢墨香的设计论文 已是夜凉如水 遥望夜空 星光灿烂 历时半载的毕业 设计撰写工作 终于告了一个段落 掩卷而思 心中却惶恐不安 唯恐这份代表我四年 本科学习成果的毕业论文有负师长与亲友的厚望 我深知前进的每一步 都凝聚着众多 的关怀与爱护 在此 我只能借本文一隅表达自己内心的感激之情 感谢我的导师 他将我收入门下 不弃粗砺 悉心教诲 从他那里我不仅学到了许 多知识 而且也被他严谨的治学态度 广博的学识 敏捷的洞察力与谦和的人格魅力深 深的感染 指导老师对我的论文倾注了大量的心血 从选题 提纲的拟订 初稿 修改 稿直至最后定稿 每一个环节都得到了他悉心指导和帮助 师恩似海 终生难忘 感谢在我大学学习期间给予我帮助和关爱的所有同学 特别是同寝的同学为本文在 撰写过程中搜集各种资料 提出各种合理的意见和建议 特别感谢他们 衷心感谢我的母亲 在我的学习和生活中 她给了我无私的关怀和帮助 面对她始 终如一的理解 宽容和鼓励 我的感激之情难以用言语表达 但愿学有所成 能报于万 一 最后 感谢百忙之中抽出时间评阅的老师和参加论文答辩的老师 并向他们致以深 深的谢意