机械制造技术课程设计-箱体零件加工工艺及钻3-M5孔夹具设计.docx

摘要本次毕业设计是对箱体三维建模以及机械加工工艺方案的设计，在此基础上对工序170钻攻右端面3-M5螺纹钻孔夹具设计，设计需要对专用夹具进行三维建模，最后再对该零件的所有加工工序进行必要的计算，包括切削三要素的计算确定以及工序时间的计算等。该箱体生产纲领为大批生产，加工路线长，有多个有较高精度要求的孔和面需要加工，并且待加工的面之间还存在一定的位置公差，在对其按机械加工工艺要求设计工艺路线时，还应考虑到生产成本和生产效率的问题。在对该箱体夹具设计时，分析对该零件的加工要求，应限制几个自由度，及零件的表面特征而确定出定位方案与定位误差，而后分析夹紧力的方向及大小与夹紧点的位置，在此基础上考虑夹紧的效率与夹紧的刚度和强度的需求进而确定出专用夹具的夹紧方案。在确定夹具的基本方案后根据生产条件确定出夹具动力装置的类型，最后对专用夹具进行装配图和主要零件图的绘制。关键词：箱体，工艺，夹具ABSTRACTThisgraduationprojectisthedesignofthree-dimensiona1mode1ingandmachiningprocessschemeofda14gearbox.Onthisbasis,thefixturedesignoftwogroupsofbearingho1esandreversegearho1esforroughboringofprocess80iscarriedout.Thedesignneedstocarryoutthree-dimensiona1mode1ingofthespecia1fixture,andfina11ycarryoutnecessaryca1cu1ationsfora11machiningprocessesofthepart,Itinc1udestheca1cu1ationanddeterminationofthreecuttinge1ementsandtheca1cu1ationofprocesstime.Thegearboxhas1argeproductionbatch,1ongprocessingroute,mu1tip1eho1esandsurfaceswithhighaccuracyrequirementsneedtobeprocessed,andthereisacertainpositionto1erancebetweenthesurfacestobeprocessed.Whendesigningtheprocessrouteaccordingtothemachiningprocessrequirements,theproductioncostandproductionefficiencyshou1da1sobeconsidered.Whendesigningthefixtureforthegearbox,ana1yzetheprocessingrequirementsforthepart,1imitsevera1degreesoffreedomandthesurfacecharacteristicsoftheparttodeterminethepositioningschemeandpositioningerror,andthenana1yzethedirectionandsizeofthec1ampingforceandthepositionofthec1ampingpoint.Onthisbasis,considertherequirementsofc1ampingefficiency,c1ampingstiffnessandstrength,andthendeterminethec1ampingschemeofthespecia1fixture.Afterdeterminingthebasicschemeofthefixture,thetypeoffixturepowerdeviceisdeterminedaccordingtotheproductionconditions.Fina11y,theassemb1ydrawingandmainpartdrawingofthespecia1fixturearedrawn.Keyword:Gearbox,Processes,Fixture摘要IABSTRACTII第1章绪论21.1 课题目的及意义21.2 国内外发展动态31.3 主要研究内容4第2章零件工艺规程的设计62.1 零件的作用及工艺分析62.2 确定零件毛坯制造方式并绘制毛坯图62.3 定位基准的选择82.4 拟订机械加工工艺过程92.5 刀具、夹具及量具的选取14第3章各工序切削参数的计算17计算各工序切削参数17第4章钻床夹具的设计334.1 工件定位方案的分析334.2 定位元件的设计334.3 刀具对定装置设计344.4 夹紧力计算344.5 夹具的内部结构及使用说明34第5章总结与展望375.1 总结375.2 展望37参考文献38致谢39第1章绪论1.1 课题目的及意义本课题来源于生产实践。工装夹具是工艺装备的重要组成部分，是工艺过程中最活跃的因素之一，并直接影响产品的质量、生产效率及加工成本。随着科学技术的不断进步，机械产品的数量递增，与之相适应的机床夹具得到迅猛的发展。因此研究出快捷、即能保证机械加工精度，又能满足生产需求的夹具设计，具有十分重要的意义！加工工艺设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计;另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。我们这次毕业设计的课题是箱体签件加工工艺与夹具设计，绘制箱体零件零件图一张;绘制夹具装配图及零件图一张；对箱体零件进行工艺分析。其中需要我们了解箱体零件主要起到支承、固定作用。这次毕业设计与机械设计制造及其自动化有比较全面的相关的知识体系。机械制造工艺与夹具是机械制造业的基础，是生产高科技产品的保障。离开了它，就不能开发制造出先进的产品和保证产品质量，不能提高生产率，降低成本和缩短生产周期。加之通过毕业设计实习调研，完成该课题可对我们大学四年期间所学的知识进行一次较为全面的专业训练，可以培养我们掌握如何运用过去所学的知识去解决生产中实际问题的方法，增强从事本专业实际工作所必需的基本能力和开发研究能力，为我们以后走上工作岗位打下一个良好的基础。1.2 国内外发展动态国外的研究现状如图1-1所示是一种车床夹具，主要由数字控制的支承元件、定位元件和夹紧元件组成的装置，可以代替机床工作台或固定在机床工作台上，能够做出多种布局的机电程控式夹具。该夹具在空间异型薄壁零件加工、飞机蒙皮切边、复合材料零件修整与钻孔、飞机装配和激光焊接等方面得到广泛应用。西班牙某公司研制了一种Torrestoo1夹具系统,如图1-2所示。在一个零件的设计生产中，夹具设计制造的费用占到整个过程费用的10<0%o夹具因需要一定的生产成本和准备周期，故广泛用于成批、大量生产中。世界上还有许多基于T型槽的夹具系统，比较著名的有：WharIonUnitoOI（英格兰）,YCII（俄罗斯），CATIC（中国），Ha1der（德国）系统。基于销钉的组合夹具主要是通过基座上的定位孔实现对夹具元件精确定位和紧固作用的，主要的系统有：B1ucoTechnik（德国，美国），APP（德国），Qu-Co（美国），Stevens（美国），Carr1ane（美国），SAFE（美国），TJMGS（中国），CPII（俄罗斯）。国内的研究现状随着数控机床与加工中心在实际生产中的普遍应用，满足高适应要求的夹具在计算机集成制造系统（CIMS）与柔性制造系统（FMS）发展的形势下应运而生。国内加工设备已具有相当规模，加工在生产中已占有较大的比重并将继续扩大，而与之对应的机床夹具却并未受到足够的重视。工件的加工精度取决于夹具，在加工工艺稳定的条件下，利用此夹具加工零件的精度有保障。国内企业对传统工装夹具历来比较重视，但对数控机床夹具的应用却缺乏足够的认识和规划。全行业绝大多数国有企业完成了改制或民营化，大规模以上法兰盘企业中，国有企业仅剩9家，民营企业成为一支生力军，已经有几家法兰盘公司在国内外成功上市，利用资本市场资金实现企业的发展，有几家超过10亿元的法兰盘企业集团成立，兼备重组趋势显现，一批企业争相进行大规模的技术改造，添置现代化工艺装备，搬迁扩建，完成了企业脱胎换骨的改造，建造试验台架，“十一五”期间法兰盘行业开发了一大批具有自主知识产权的新产品。随着行业装备条件、技术水平的不断提高，我国法兰盘产品也在向更高层次发展。国内法兰盘行业的总体水平将大大提升，关键法兰盘技术将逐步得到突破，中国将成为优质法兰盘的生产制造和出口国。助1.3 主要研究内容1、研究内容本次设计详细分析了箱体零件的工艺性，制定了一套低成本的机械加工工艺规程，包括工艺过程卡和工艺卡片的制定，计算了各道工序的工序尺寸以及加工定时，设计了主要工序的专用夹具并绘制了夹具装配图和零件图。对于这次的毕业设计，我从以下这几点做了准备：2.设计完成成果(1)箱体零件机械加工工艺过程卡片；(2)箱体零件机械加工工序卡片；(3)箱体零件图、毛坯图、三维模型；(4)专用夹具三维装配模型、装配图、零件图;(5)设计说明书一份；第2章零件工艺规程的设计零件的作用及工艺分析图27箱体零件详图箱体零件形状不是规则零件，毛坯采用铸造成型，主要加工面为箱体底面、顶面、左右端面，另外需要加工的重要表面有姬2J7、¢40J7、¢47/7、姬4内孔以及各端面的螺纹孔，零件的整体表面的粗糙度不是很高的。零件半成品是具有热处理要求的铸件。为了确保装配的可靠性跟操作的准确性，零件的精度有很高的要求。2.1 确定零件毛坯制造方式并绘制毛坯图一般零件的毛坯主要有三种形式，包括毛坯铸件、毛坯锻件以及毛坯棒料等。各种毛坯具有各自不同的特点，其中铸造毛坯具有高强度的特点，适合用于形状比较简单的零件制造毛坯。锻造毛坯适合用于钢制零件，在这三种毛坯当中锻造毛坯的力学性能是最好的,特别注意的一点是尺寸特别大的零件受到尺寸的限制一般采用自由锻，另外中小型零件可以选择模锻，具有复杂形状的零件不可采用自由锻；对于形状比较复杂的零件可以采用铸造毛坯；具有回转外圆柱面的零件一般采用成型棒料作为毛坯。技术要求：1 .铸件是不许有裂纹、气孔、疏松等缺陷。2 .去除毛刺飞边，未注倒角C1.5,未注圆角R2-R3o3 .未注表格面粗糙度为12.5m04 .毛坯需经人工时效，以消除内应力。5 .内孔公差要求：40J7>52J7>47J76 .没有标注的公差原那