可旋转端盖加工工艺和夹具设计.doc
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1、 可旋转端盖加工工艺和夹具设计毕 业 论 文题目:可旋转端盖加工工艺和夹具设计学生姓名:杨嘉伟学号:15230101078专业班级:机械设计制造及其自动化2班指导教师:刘诗汉企业导师:皱积享二级学院:机电工程学院2019年 1月可旋转端盖加工工艺和夹具设计摘 要本课题是结合企业生产实际,在为客户生产其所需锁具过程中提出来的。主要任务是拟定锁具端盖加工工艺,并设计相应的专用夹具。分析了端盖零件的结构特点和以往同类型产品不同点。合理制定出属于自己的加工方案,包括新产品的材料选择、毛坯制造、工艺路线的拟定、夹具体设计、机床选择、刀具选择,在保证产品质量的前提下,减少生产成本,提高企业出货量。设计中同
2、时包含了端盖工艺流程卡、零件图、夹具图、装配图。关键词:夹具;端盖;零件图 可旋转端盖加工工艺和夹具设计PROCESSING TECHNOLOGY AND FIXTURE DESIGN OF ROTATING END COVERABSTRACT The structural characteristics of the end cover parts are analyzed. We will work out our own processing plans, including the selection of materials for new products, the selecti
3、on of rough manufacturing, the selection of process routes, the specific design of clips, the design of special measuring tools, the selection of machine tools, and the selection of tools, and reduce production costs under the premise of ensuring the quality of products. Improve the shipment volume
4、of enterprises. The design also includes the end cover process card, part diagram, fixture diagram, assembly diagram. The biggest advantage is that the original processing program can be produced using old-fashioned equipment for rocker drilling machines. The basic course of mechanical design allowe
5、d me to get full use from practice. In the design, it is clear that the importance of product quality and production cost can not be separated from the reasonable design of the process plan. On the basis of the existing production equipment, scientific formulation conforms to the actual production p
6、rocess. Under the premise of ensuring product quality, reducing production costs and improving production efficiency is my greatest contribution to the enterprise. It is also the biggest advantage for our enterprises to improve their competitiveness.Key words: fixture; piston; part drawing 可旋转端盖加工工艺
7、和夹具设计目 录1 绪 论11.1 实习单位简介11.2 实习情况简介11.3 课题来源21.4 论文内容安排22 工艺规程的制定32.1 零件结构形状分析32.2 确定毛坯材质及制造形式42.3 基准面的选择62.3.1 粗基准的选择62.3.2精基准的选择72.4 制定工艺路线72.4.1 工艺路线制定8表23 工序流程82.5 选择加工设备和工艺装备92.5.1 通用机床选用92.5.2 刀具选择92.5.3 选择锁具端盖量具92.6 确定锁具端盖切削用量及基本工时93 夹具设计123.1 拟定夹具体结构123.2 存在误差分析123.3 定位装置的选择123.4 夹紧装置的选择133.
8、5 切削力及夹紧力的计算143.6 确定夹具体结构和总体结构163.7 夹具设计及操作的简要说明184 总 结19参考文献20致 谢211 绪 论端盖加工工艺及镗孔刀具、夹具设计为本课题的研究内容,对此查阅相关资料,首先,我们明晰端盖是机械生产中采取最广泛的部件之一。我们还需要商酌其被加工工艺和夹具设计是不是对配件质量和生产成本起作用。其次还需要明白机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和物理性质。成为企业所需要的精度、粗糙度的零件。为了规定工艺,使工件能够按照零件图的技术要求进行加工,需要制定复杂的机械加工程序,作为生产的指导性技术文件。本研究旨在探讨制定加工过程规则的意义和作
9、用。(1)我们必须具体明晰零件的结构特点,运用自身知识独立分析,并绘制零件图,我们不但提高我们的绘图能力,还提高使用Autocad软件的能力。 (2)通过相关的工艺尺寸计算、工时计算、误差分析等明细工作。让我不仅对零件加工方法和夹具使用 都有了更全面的了解,而且还让我们知道加工路线和加工利润率的确定。必须与工厂的实际机床兼容。对我们以前学到的知识的回顾也是未来工作的基础。 (3)因可旋转端盖需要批量生产,所以考虑设计专用夹具时要考虑到员工操作性能,夹具的耐用程度。这是整个设计的重点,也是一个难点。1.1 实习单位简介江门市运航船舶设备制造有限公司在中国快速发展海上旅游业的背景下建立。贵公司产品
10、包括有船用移动门、移动船、船舱水压门、游船(艇)、海洋科考船、油船、货船各类工程船、渔船等船舶,同时也承接各类五金零件批量生产。1.2 实习情况简介 我所在实习的单位所经营的范围包括有五金制品,是我所学的专业对口。在这几个月的时间内触碰较多的还是冲压模具。冲压模具在锁具制品中应用十分广泛,黄铜把手制品,大门锁面板,电子锁面板都涉及到冲压。一个好的黄铜把手离不开一个好的冲压模具。冲压模具不仅影响到产品的质量,还影响到生产效率和安全。一台大型的冲压机可产生20吨的压力,模具也要承受20吨的压力。可想而知,要是模具有裂痕,冲压时候飞出来的碎片不仅影响到生产工人的安全还会影响到下一个工序甚至下下下一个
11、工序的生产,所以说模具损坏将会给厂家带来不可挽救的损失。在工作这段时间,熟悉使用CAD制图软件,掌握本厂的产品生产工艺,并在此基础上认识了安全生产的重要性。企业营运的流程开始接到订单起那一刻就体现了我们作为技术人员的重要性,不仅要对自己所设计工艺负责,还需亲自检验产品是否达到客服所要求的。我在此期间充分认识到模具夹具都是直接影响生产效率的最重要的部分,是产品质量的有着密不可分的关系。1.3 课题来源一把锁是由多个零件装配而成的,主要零件包括锁板、锁芯套、手柄、盖板、端盖、锁芯、弹簧、钢珠等。不同种类的锁具其端盖的结构各不相同。为保证端盖的加工质量,每一种锁具端盖都有特定的加工工艺和工装夹具。本
12、课题就是在为客户生产特定锁具过程中提出来的。制定工艺规程时,为保证生产效率,降低成本的前提下科学合理拟定工艺规程并设计相应的专用夹具。1.4 论文内容安排首先拿到产品零件图要对零件分析,熟悉端盖零件在锁具中的作用和装配位置,指出技术关键位置。了解零件形状结构、表面粗糙度、尺寸精度和相互位置才能制定出合理的工艺路线。结合工艺加工路线和现有的生产设备,判断该设备是否具有生产能力。因车床无法钻孔,所以结合产品设计要求制定出符合生产的夹具体。这就包括定位分析、切削力及夹紧力的计算、钻孔与工件之间的排屑等问题。2 工艺规程的制定2.1 零件结构形状分析可旋转端盖主要用锁具开关的外端部分,主要用于保证锁具
13、密闭性。厂家要求加工精度相对同类型产品不高。端盖零件图具体尺寸及技术要求如图2.1所示。图2.1 端盖工件图图2.2 零件三维图设计基准是在零件图上用以确定其他点、线、面位置的基准。由图2.1得知,22、40、60具有同一圆心,因此该圆心为端盖轴向的设计基准。顶面40圆面作为径向设计基准得到槽线的相对位置以及底面的相对位置。40是跟锁具机构配合,与矩形槽、60端面有位置关系。所以在工艺路线制定时应尽可能选择加工顶面作为工艺精基准。40、60外圆面的表面粗糙度值1.6,表面粗糙度直接影响到锁具整体的使用寿命。40外圆面与锁具结构相配合的,矩形槽装配密封胶圈。表面粗糙度影响零件的耐磨性、稳定性、疲
14、劳强度、抗腐蚀性、密封性、测量精度。所以在制定工艺路线时应保证端盖的粗糙度要求,否则加工出来的端盖零件起不到密封作用。图2-1表述上有一组外圆面与60端面有垂直关系。2.2 确定毛坯材质及制造形式零件加工有众多的因素直接影响生产的合格率,其中包括调试机器生产出来的次品,工人装夹分神压伤工件表面等。因端盖零件的表面粗糙度要求高,在运输过程和安装过程中,不能保证每个产品都完好无缺,这就需要制造更多的零件以备更换。所以假设废品率为0.25%,备品率为19%,每台设备年生产合格产品为25万,两班倒生产该零件。依据设计要求Q=250000件/年为合格品,n=1件/台为每台设备每次装夹一个工件;结合生产实
15、际,备品率和 废品率分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领得到每设备每年生产。 (2-1) 纲领为每台设备需生产量为298244件/年。锁具端盖作为锁具末端结构应具备防尘,防水等特点。使用材料应具有一定的耐腐蚀性能和一定的强度才能保证锁具整体的使用寿命。现市面上的锁具材质一般有钢材、锌合金、铜、铝合金四种材料。四种金属都具有各自的优缺点,应分析四种材料的工艺性能、使用性能、经济性能还包括(1)(1)生产纲领的大小;(2)现有的生产设备;(3)加工成本。表2-1 机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型(零件重2000kg)中型(零件重1002000kg)轻型(零件重10
16、0kg)单件生产5以下10以下100以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据,该零件的月工序数不低于3050,毛坯重量100为轻型,确定为大批量生产。大批量生产往往会固定一台设备或多台设备进行生产。为满足生产纲领,根据企业现有的生产设备有大型锻压设备和卧室热室压铸机两种生产设备。先分析锻压和压铸对零件产生的影响。表2-2 锻压与压铸优缺点分析优点缺点锻压产品质量好不能成型复杂零件压铸可压铸复杂零件容易有气泡根据表2-2可得,
17、该零件属于复杂零件,锻压不适合该零件生产。卧式热室压铸机主要性能如下:(1)低熔点合金材料:广泛运用锌合金、镁合金等熔点低的材料进行压铸生产。(2)压铸容易实现自动化:实际生产中由于压铸成型出来的产品温度高,但时效处理快,合模成型时间短,操作空间大,所以可使用机械臂等自动化设备进行脱模操作。(3)小型零件生产:容易得到壁薄、尺寸精度高的零件。还可以一模多个生产。根据零件的结构特点和卧式热室压铸机生产设备具体性能,该零件属于复杂型零件且单边壁厚为9mm,内孔22尺寸精度要求高,所以可使用卧式热室压铸机压铸生产。 自从锁具发明以来,有木制锁、青铜锁等强度低的材料。当代锁具生产广泛使用钢、铜、铝合金
18、、锌合金等强度高的新型材料,各种金属都有不同的工艺性能。现分析如下: 钢材:压铸生产中所使用的模具材料为钢材,生产所需的煤油燃料成本增加,模具的使用寿命下降,所以钢材不适用于压铸成型; 铜:熔点相比钢材而言低300,时效处理时间长。压铸成本高,模具使用寿命短; 铝合金:压铸表面质量难以达到要求,表面气孔多; 锌合金:压铸性能好,可以压铸复杂零件,尺寸精度高且电镀后大大提高了锌合金的耐腐蚀性。所以,分析各材料的压铸性能,适合压铸机生产的只有锌合金,应选用锌合金作为毛坯材料。但锌合金有1、2、3、5、7号锌合金其材料性能也有所不同,根据零件结构特点应选用便于成型加工和容易得到高精度的材料。3号锌合
19、金适合压铸成型加工,适合电镀,铬化处理提升耐腐蚀性,因锁具端盖的零件是应用到锁具末端,不参与机械结构运动,只需起到密封、防尘作用即可。所以对此要求强度不高。所以选择3号锌合金作为锁具端盖的毛坯材料。“端盖” 零件材料为3号锌合金 ,查机械加工工艺手册, 各种铸件的性能比较,3号锌合金的硬度HB为82,密度=6.6(),计算端盖零件毛坯的重量约为0.565。2.3 基准面的选择确定基准在加工工艺首先要做的重要步骤,定位基准是不是合理,可以保证加工精度和加工的效率,因此本次的端盖加工工艺也必须保证基准是可取的,这样才会避免生产出来的端盖都是废品。2.3.1 粗基准的选择(1)选取粗基准的主要原则主
20、要是能够保证零件上相互位置精度和尺寸精度,能够保证加工同轴度和同心度,能够保证加工余量最小,还有粗基准能出现一次,不能重复使用。(2)粗基准还需要表面平滑,还有保证表面形状同轴同心,具有一定的面积可以方便装夹,以保证稳定和定位准确。根据上述的粗基础的选择原则,结合压铸成型特点:(1)零件表面光滑平整;(2)入水口和排气口有披峰,零件顶面为排气口,零件底面侧边为入水口;可以选择光滑的22内壁为粗基准。2.3.2精基准的选择精基准选择主要考虑保证工件夹具和加工精度,还需要保证加工方便可靠。主要包括以下方面。(1)基准重合端盖22内孔、60端面、40端面同轴同心(2)基准统一加工锁具端盖零件过程中尽
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