泵壳体零件加工工艺及夹具设计说明书.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流泵壳体零件加工工艺及夹具设计说明书.精品文档.湖 南 科 技 大 学毕 业 设 计( 论 文 )题目作者学院专业学号指导教师二一 年 月 日摘 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,目的是通过完成此次毕业设计,熟练掌握机械加工的流程,为成为合格工艺工程师打下坚实基础。泵壳体零件的工艺规程及其铣顶面的工装夹具设计及钻孔夹具的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。通过对零件进行分析设计了两条工艺路线,通过分析比较选择了一个更加合理的方案;设计出毛坯的结构和零件的加工基
2、准,计算各个工部的工序进行尺寸并且决定出各个工序的工艺装备及切削用量;设计了铣刀夹具和钻孔两套夹具。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。关键字: 壳体;定位误差;专用夹具;工艺规程Abstract The design of a w
3、ide range of knowledge covering manufacturing engineering and machine tool fixture design, metal-cutting machine tools, tolerance and measurement, etc. The purpose is to graduate by completing the design, mastering machining processes, to become a qualified process engineers laid a solid foundation.
4、Technical rules and milling fixture top surface of the pump casing parts of the design include parts machining process design, process design, and special fixture design three parts. Through the analysis and design of the two parts of the process route, through the analysis and comparison of selecti
5、ng a more reasonable option; design and processing benchmark rough structure and components, were calculated for each step of Industry and determine the size of each step of the process equipment and cutting; milling fixture design and drilling two fixtures. In the process design to first analyze th
6、e parts to understand parts of the process re-design of the rough structure, and select the machining datum good parts, design parts of the process line; then the part of each step of the process to calculate the size of a key It is to determine the technical equipment and cutting each step; then de
7、dicated fixture design, select the design of the individual components of the fixture, such as positioning elements, clamping elements, guide elements, clamp connecting the machine parts and other components; positioning errors in the calculation of the fixture, analyze rationality and shortcomings
8、fixture structure and design of attention to the improvement in the future.Key Words: Case; Positioning error; Special fixture; Process planning目 录第一章 绪论11.1 选题背景和意义11.1.1 选题的背景11.1.2 选题的意义11.2 夹具设计发展概况11.2.1 国内夹具发展史11.2.2 国外夹具发展史21.2.3 国内外机床夹具发展现状21.2.4 机床夹具的发展方向21.3 本文主要研究工作4第二章 零件的分析52.1 零件的作用52.
9、2 零件的工艺分析52.3 泵壳零件加工的主要问题与工艺过程设计所应采取的相应措施62.4泵壳体的材料、毛坯以及热处理72.4.1毛坯种类的确定72.4.2 毛坯的形状及尺寸的确定72.4.3 毛坯材料的热处理7第三章 工艺规程的设计93.1 确定毛坯的制造形式93.2 基面的选择93.3 制定工艺路线93.3.1 工艺路线方案一103.3.2 工艺路线方案二113.4 各工序加工设备、刀具、量具选用以及机械加工余量的确定113.5确定切削用量以及基本工时13第四章 铣床专用夹具的设计28图4.2 夹具底座294.1 专用夹具设计的基本要求294.2 定位基准的选择294.3 定位方案的选择.
10、304.4 定位误差分析与计算304.5 工件夹紧方式的确定304.6 导引方式以及导引元件的确定314.7 夹具体的设计31第五章 钻孔专用夹具的设计335.1 专用夹具设计的基本要求335.2定位基准的选择345.3定位方案的选择355.4工件夹紧方式的确定365.5 导引方式以及导引元件的确定375.6 夹具体的设计37第六章 总结39参考文献40致 谢41第一章 绪论1.1 选题背景和意义 1.1.1 选题的背景 机械制造工艺对产品的质量控制起着重要作用,夹具是能够使产品按一定的技术要求准确定位和牢固加紧的工艺装置,它主要用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测、展示、运输等
11、。工件的工艺分析及夹具设计是工艺工程师必备的专业素质。通过完成毕业设计,可以使设计者掌握机械加工的流程,为成为合格工艺工程师打下良好的基础。 研究协会的统计表明,目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产企业所制造的产品品种经常换代,以适应市场的需求与竞争。然而,一般企业都仍习惯于大量采用传统的夹具,一般具有中等生产能力的工厂里,大约拥有数千甚至上万套夹具;另一方面,在多品种生产的企业中,每隔三到四年就要有50%到80%左右的夹具需要更新,而夹具实际的磨损量仅为10%到20%左右。 1.1.2 选题的意义对夹具创新设计的研究,在机械制造方面当中有着重要的意义: A
12、保证加工精度 用机床夹具装夹工件,能准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置关系,可以保证加工精度。 B 提高生产效率 机床夹具能快速地将工件定位和夹紧,可以减少辅助时间,提高生产效率。 C 减轻劳动强度 机床夹具采用机械、气动、液动夹紧装置,可以减轻工人的劳动强度。 D 扩大机床的工艺范围 利用机床夹具,能扩大机床的加工范围,例如,在车床或钻床上使用镗模可以代替镗床镗孔,使车床、钻床具有镗床的功能.1.2 夹具设计发展概况 1.2.1 国内夹具发展史 我国国内的夹具源于20世纪60年代,当时创办了面向机械行业的天津组合夹具厂,和面向航空工业的保定向阳机械厂,以后又建立了多个生产组合夹具元件的工
13、厂。在当时全国年产组合夹具元件量曾达到800万件的水平。20世纪80年代以后,两厂又各自独立研发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统,不仅满足了我国国内的需求,而且还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口一些NC机床、加工中心,而由国外所生产的配套孔系夹具,价格非常昂贵,现大都由国内配套,节省了大量外汇。 1.2.2 国外夹具发展史 从国际上看俄国、德国和美国是生产组合夹具的主要国家。当前国际上的夹具企业多为中小企业,专用夹具、可调整夹具大多只能接受本地区与国内订货,而通用性强的组合夹具已渐渐成为国际贸易中的一个品种。有关夹具和组合夹具的产值与贸易额尚缺乏统计资料,但欧美市场上一套用于加
14、工中心的夹具,而组合夹具的大型基础件更为昂贵。由于我国在组合夹具技术上有历史的积累与性能价格比的优势,随着我国加入WTO与制造业全球一体化的趋势,尤其是电子商务的日益发展,其中蕴藏着很大的商机,具有进一步扩大出口量的良好前景。 1.2.3 国内外机床夹具发展现状 研究协会的统计表明,目前中、小批多品种生产的工件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,以适应市场的需求与竞争。然而,大多数企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具,一般在具有中等规模的工厂,里约拥有数千甚至近万套专用夹具;另一方面,在多品种生产的企业当中,每隔34年就要更新50%80左右专用夹具,而
15、夹具的实际磨损量仅为10%20左右。近年来,数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统、等新加工技术的应用,对机床夹具提出了如下一些新的要求: A 能迅速并方便地装备新产品的投产,以缩短生产所准备的周期,降低生产成本; B 能装夹一组有相似性特征的工件; C 能适用精密加工的高精度机床夹具; D 能适用各种现代化制造技术的新型机床夹具; E 采用以液压站等为动力源的高效夹紧机构,以进一步减轻劳动强度,提高劳动生产率; F 提高机床夹具的标准化程度。 1.2.4 机床夹具的发展方向 随着国民经济的高速发展,对机械装备制造业提出了越来越高的要求。作为生产各种工业产品与民用产品的重要工艺装备,夹具已
16、发展成为了一门产业。专用机床夹具产品的应用也愈来愈广泛了,优秀夹具的应用对产品的加工成本质量和生产效率产生了很大的影响。现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化模块化和通用经济化等四个方面。 A 精密化 随着机床加工精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度,对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m,夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm,平行度高达0.01mm/500mm。德国戴美乐公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台,其等高误差为0.03mm;精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内;夹具重复安装的定位精度高达5m;瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精
17、度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级,世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然为了适应不同行业的需求和经济性,夹具有不同的型号,以及不同档次的精度标准供选择。 B 高效化 为了提高机床的生产效率,双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间,各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等,快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具,加紧和松开工件只用12秒,夹具结构简化,为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间,瑞典3R夹具仅用1分钟,即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国杰金斯公司的球锁
18、装夹系统,1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上,球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具,起到缩短停机时间,提高生产效率的作用。 C 模块化夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件,快速组装成各种夹具,已成为夹具技术开发的基点。省工、省时,节材、节能,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础,应用CAD技术,可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程,既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案,又能积累使用经验,了解市场需求,不断地改进和完善夹具系统
19、。 D 通用经济 夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统,一次性投资比较大,只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强,应用范围广,通用性好,夹具利用率高,收回投资快,才能体现出经济性好。德国demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具,仅用品种、规格很少的配套元件,即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强,使得夹具的通用性好,元件少而精,配套的费用低,经济实用才有推广应用的价值。1.3 本文主要研究工作 某泵壳体零件机械加工工艺及其典型夹具设计是本次课题的研究内容,对此研究翻阅大量的资料,首先了解机械加工的工艺过程,也就是用切削的方法去改变毛坯的形状、尺寸与材
20、料的物理特性,以达到零件所需要的精度与粗糙度等要求。为了能具体的说明其整个过程,使工件按照零件图的技术要求加工出来,就需要制定复杂的机械加工工艺规程作为生产的指导性技术文件,这也是本次课题的目的。在这个设计过程当中,我们还必须考虑工件的夹紧与定位.定位的正确与否直接影响到工件的加工精度。夹具是加工工件时,为完成某道加工工序,用来正确快速安装工件的装置.它对保证加工精度、提高生产率与减轻工人劳动量有着很大作用。这是本次设计的重点与难点。第二章 零件的分析2.1 零件的作用题目所给定的是泵壳体零件,它是一种起支撑、连接其他零件与承受负荷的零件,也是机器与部件的基础零件。它通过底面、上端面与侧面的孔
21、或螺纹孔来和管道或其他壳体零件连接在一起,使这些零件之间保持正确的位置关系,并通过壳体的孔来进行液体或气体的传输。因此壳体零件的加工直接影响到机器的性能、精度与寿命。零件图毛坯图如图2.1所示:图2.1 毛坯图2.2 零件的工艺分析 从零件结构看,该零件结构简单形状位置精度要求不高,表面粗糙度一般,用一般的加工方法即可达到工艺要求。 该壳体可以分成三组加工表面,且三者之间与其各内部之间存在着一定的位置关系,现分述如下: 壳体底面 粗糙度Ra25 壳体顶面 粗糙度12.5 30H7孔 粗糙度Ra6.3 48H7孔 粗糙度Ra6.3、Ra12.5 12孔 粗糙度Ra25 M6螺纹 4-16 粗糙度
22、Ra25 4-7孔 6-14孔 粗糙度Ra25 6-7孔 285槽 粗糙度Ra12.5 6孔 粗糙度Ra25 12孔 粗糙度Ra6.3、Ra25 2-M6螺纹 30端面上12孔 粗糙度Ra25 30端面上20孔 粗糙度Ra12.5、Ra252.3 泵壳零件加工的主要问题与工艺过程设计所应采取的相应措施 机体是机器和部件的基础零件,由它将机器与部件中的许多零件连接成一个整体,并使之保持正确的相互位置,彼此能互相协调地运动。 各种泵壳类零件由于功用不同,形状结构也存在很大差别,但结构上也存在着相同的特点: A 尺寸一般,泵壳体尺寸一般,大小适中。 B 形状复杂 其复杂程度取决于安装在泵壳上的零件的
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- 壳体 零件 加工 工艺 夹具 设计 说明书
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