曲轴箱泵体机械加工工艺规程及工装设计.doc
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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作目录摘要Abstract1、 前言12、 生产纲领2 2.1计算生产纲领决定生产类型 2 2.2计算生产节拍 33、 零件的分析3 3.1零件的作用 3 3.2零件的工艺性分析 34、 零件的相关工艺规程设计4 4.1确定毛坯的制造形式 4 4.2基准的选择5 4.3制定工艺路线7 4.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定9 4.5确定切削用量及基本工时95、 夹具的设计 29 5.1机床夹具概述 29 5.2机床夹具的主要功能 29 5.3机床夹具的发展趋势 30 5.4问题的提出 32 5.5夹具设计 32 5.6夹具的简要说明35
2、 5.7夹具外购零件参数356、设计心得36致谢 38参考文献 39摘要 本次毕业设计是关于箱体类零件的机械加工工艺规程及工装设计，结合箱体加工的重点和难点，从箱体的结构分析入手，系统地从定位基准选择、夹具的设计、各种刀具参数选择以及切削用量的选择等方面进行了研究，在工艺系统方面保证了产品的加工质量。曲轴箱是一种典型的箱体零件，它的作用是容纳和支承其内的所有零部件，保证它们相互之间的正确位置，使彼此之间能协调地运转和工作。曲轴箱的顶面与孔、箱体前后两个中心孔的精度要求较高，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面及孔的粗精加工分开。在制定曲轴箱泵体工艺过程中，还确定了切削参数，工时定额，并填写
3、了工序卡片。还设计了一套气动钻孔夹具，并进行了定位误差分析。关键词：工艺过程、定位基准、切削参数、专用夹具、定位误差分析Abstract This graduation project is about the box parts machining process and fixture design, combined with the box body processing key point and the difficulty, from the box body structure analysis, systematically from the locating datum s
4、election, fixture design, all kinds of cutting tool parameter selection and the choice of cutting amount and so on, in the process system to ensure the quality of the product processing.Crankcase is a typical box part,its role is to hold and all the parts inside the bearing to ensure the correct pos
5、ition between them,so that better coordination to operate and work.Split the crankcase and the bearing bore surface, the to major rough surface and hole finishing operations separately. In the development process card. Were designed a drill hole jig join bearing and boring model, and location error
6、analysis out.Key words: Process, the locating datum, cutting parameters, special jig, positioning error analysis1、 前言四年的大学生活接近尾声时，我们进行了为期近四个月的毕业设计。毕业设计是对大学四年来我们所学到的基础知识和专业知识的一次系统性的总结与综合运用，同时也是培养我们分析问题和解决问题能力的良好的机会，而且毕业设计也是大学教学的最后一个重要环节。因此，认真踏实地做好这次毕业设计不仅意味着我们能否顺利毕业，而且对今后我们走上工作岗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意
7、义。另外，毕业设计还可以培养我们独立思考，开发思维和协调工作的能力，这对今后踏入社会以后能否尽快地适应社会也有很大的帮助。机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。这是因为工业、农业、国防和科学技术的现代化程度，都会通过机械工业的发展程度反映出来。人们之所以要广泛使用机器，是由于机器既能承担人力所不能或不便进行的工作，又能较人工生产改进产品的质量，特别是能够大大提高劳动生产率和改善劳动条件。机械工业肩负着为国民经济各个部门提供技术装备和促进技术改造的重要任务，在现代化建设的进程中起着主导和决定性的作用。所以通过大量设计制造和广泛使用各种各样先进的机器，就能大大加强和促进国民经济
8、发展的力度，加速我国的社会主义现代化建设。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。我们这些即将
9、大学毕业的机械工程及自动化专业的学生，要进行对本专业所学习的知识进行综合的运用和掌握，为此我们要进行毕业设计，要自己动手进行思考问题，为社会主义现代化建设的发展贡献力量，也要从此迈出展现自己价值的第一步。本次设计是根据生产的要求，设计曲轴箱泵体的加工工艺设计夹具。所用机床主要是铣床、钻床以及加工中心等。本次设计要求是单班制年产5000台；夹具设计须定位准确，夹紧可靠。以及节约劳动力，节约生产成本，提高生产的效率。但由于本人的水平有限，结合生产实际应用设备的能力有限，故没有能够做到很详细的设计，而且还有许多地方有待改进，请老师给以指导和批评。2 生产纲领2.1 计算生产纲领决定生产类型生产纲领是
10、企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划（计划期常为一年，所以生产纲领也称年产量。）。本次设计的曲轴箱泵体的年产量为5000台,设备品率为17%，机械加工废品率为0.5%，现制定该零件的机械加工工艺流程。技术要求:(1) 铸件尺寸公差按GB6414-1999CT要求；(2) 未注铸造圆角R12,拔模斜度130,未注倒角145 ,未注壁厚2；(3) 铸件技术条件JB2702-80-II-Y2要求；(4) 在(3040)104Pa压力下作水压试验1min,不得漏水和浸润；(5) 表面喷丸处理；(6) 硬度HB80,试样抗拉强度b270MPa；(7) 压铸件材料为ADC12；(8) 带*标记的螺孔
11、及底孔根据配套要求加工。生产纲领 N=Qn(1+a%+b%) =5000(1+17%+0.5%) =5875(件/年)年产量为5875件，现通过计算, 生产纲领对工厂的生产过程和生产组织有着决定性的作用，包括各工作点的专业化程度，加工方法，加工工艺设备和工装等。同一种产品，生产纲领不同也会有完全不同的生产过程和专业化程度，即有着完全不同的生产组织类型。根据生产专业化程度的不同，生产组织类型可分为单件生产，成批生产，和大量生产三种，其中成批生产可分为大批生产，中批生产和小批生产，下表1是各种生产组织管理类型的划分，从工艺特点上看单件生产与小批生产相近，大批生产和大量生产相近，因此在生产中一般按单
12、件小批，中批，大批大量生产来划分生产类型，这三种类型有着各自的工艺特点。生产类型零件年生产类型（件/年）重型机械中型机械轻型机械单件生产520100小批生产510020200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500030000大量生产1000500050000表1 生产组织管理类型的划分所以综上所述，根据生产类型和生产纲领的关系，可以确定该产品的生产类型为大批量生产2。2.2 计算生产节拍 生产节拍=22天12个月8小时60分单双班90%/生产纲领=2212860190%/5000=22.8分钟。3、 零件的分析3.1零件的作用曲轴箱
13、是一种典型的箱体零件，它的作用是容纳和支承其内的所有零部件，保证它们相互之间的正确位置，使彼此之间能协调地运转和工作。3.2零件的工艺性分析填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求：（查表1.4-28机械制造工艺设计简明手册），箱体共有三组加工面，它们之间有一定的要求。现分析如下：1，以箱体结合面为中心的加工表面这组加工表面包括：铣箱体结合面，镗孔55，钻孔、攻丝4-M8-7H的螺纹孔，其中主要加工表面为箱体结合面，即零件的上端面。2，以轴承孔为中心的加工表面这组加工表面包括：镗47mm轴承孔，钻孔、攻丝3-M6的螺纹孔，铣左右端面，钻孔、攻丝6-M6，各孔口倒角145。3，以其他表面为加工表面
14、这组加工表面包括：铣箱体的底面，钻4-11通孔，钻孔12，钻孔、攻丝M6-7H的螺纹孔，攻丝M10-7H。4，这三组加工表面之间有一定的要求，主要是：(1) 结合面必须位于距离为公差值0.04mm的两平行平面内；(2) 销孔必须位于直径为公差值0.03mm的孔内，该孔位于相对于基准F（结合面）、A（轴承孔端面）及C（底座轴线）所确定的理想位置上；(3) 保证55孔中心距轴承孔端面67JS70.09mm；(4) 保证尺寸55JS90.03mm.由以上分析可知，对于这三组加工表面而言，可以先加工箱体上下端面，然后借助于专用夹具对另外两组进行加工，并保证它们之间的精度要求。4、 零件的相关工艺规程设
15、计4.1 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HT200。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。由于箱体年产量为5000台，已达到大批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，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。4.2 基准的选
16、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。4.2.1 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。
17、(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。4.2.2 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
18、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，表示位精度的关系也是如此1。4.2.3 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。
19、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。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。对于本箱体，先以毛坯底面为粗基准来加工箱体结合
20、面的。先保证精基准的表面粗糙度，可以以结合面作为统一的基准。在以后的加工过程中精度就会得到提高。利用以及定位并夹紧，可达到完全定位及夹紧的目的。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。4.3 制
21、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。工艺路线一：1、 按图铸造，清砂，按毛坯二级精度
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