火箭帽机械加工工艺规程及夹具设计毕设论文.doc
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1、目 录1 绪论111 机械制造工业在国民经济中的作用 112 机械制造的发展12 机械加工工艺过程的基本知识221基本概念222 工艺规程及其作用623生产纲领与生产类型 63 制订工艺规程的原则和方法 831 制订工艺规程的原则 832 制定工艺规程的方法 84 毛坯的选择 105 工件的装夹 1151 工件定位的基本知识1152 六点定位原则1253 工件的夹紧146 工艺方案的拟定 1561 划分加工阶段1562 定位基准的选择1563 选择加工方法1764 决定工序的集中与分散1865 安排加工顺序197 加工余量的确定 2171 加工余量的概念2172 影响加工余量的因素2173 确
2、定加工余量的方法228 机械加工工艺规程设计 2381 生产纲领、生产类型2382 零件的分析238.3 工艺规程的设计 2484 工序尺寸和工序链的计算 2685 切削参数的计算2786 校核机床功率289 夹具设计 2891 零件在本工序的加工要求分析2892 确定夹具的类型2993 夹紧力的计算2910 结论31参考文献 32致谢 331 绪论11 机械制造工业在国民经济中的作用机械制造工业在国民经济中起着特殊重要的作用,它为各个经济部门提供先进的技术装备,为人民生活提供所需的机械商品,为国防事业提供现代化的武器。我国社会主义建设的迅猛发展,在很大程度上决定于机械制造工业的技术水平和能力
3、,它是技术进步最重要的标志。12 机械制造的发展 从机械加工发展过程来看,新产品的开发与机械加工方法是息息相关的,尤其是在制造产品材料的发展与机械加工方法关系极为密切。20世纪初,高强度材料和高温合金相继出现,传统的切削加工方法有时难以达到精度和经济性的要求。在生产的迫切需要下,就要通过各种渠道,借助于多种能量形式,去探索新的工艺方法,于是各种区别于传统切削加工方法的新型特种加工方法应运而生。三十多年来,这类新的加工方法相继试验成功。例如,用电火花成型穿孔加工、电火花磨削和电火花线电极加工等电蚀加工。又如电解加工,它是利用金属产生阳极溶解的原理,将工件加工成型的工艺,它已成功地应用到炮管膛线、
4、涡轮叶片、锻模型腔以及齿轮、花键、异形孔等复杂型面、型孔中去。仍年代后,高能密度束流加工技术迅速发展并逐步用于科研和生产实践,它主要包括激光加工、电子束加工和离子束加工等。这些方法不仅可以加工、些特随、特脆和特殊性能的材料,而且能够加工一些特殊形状的零件,以及极小孔和极蒲的零件。随着机械制造和仪器制造中的各种脆性材料和难加工材料的不断出现,超声加工现已得到应用和发展。上述的加工原理完全不同于传统切削加工原理,故将这些新加工方法统称为特种加工,又称为“新工艺”。 近几年来,在精密加工方法上也有较大的发展,例如超精密加工和超精密磨削日益应用。这些方法和传统的切削加工互相配合,从而推动了机械制造工业
5、的飞速发展。 2 机械加工工艺过程的基本知识零件的机械加工可以有多种不问的工艺方案,尽管各种方案都能生产出合格产品,但从提高产品质量、生产效率以及经济效益来看,可能其中有一种最佳方案。本窜即是从零件随材料、形状、尺寸、技术条件以及生产类型等方面进行综合分疥,以便正确地选择毛坯、加工余虽、加工方法、加工顺序及定位力案等旨在合理地制订零件机械加工工艺过程,以确定其最佳工艺方案。2.1 基本概念 2.1.1 生产过程 机械制造的整个生产过程包括:原材料的运输和保管生产的准备工作,毛坯的制造,零件的切削加工,部件和产品的装配、检验、油漆和包装等。田此,生产过程是招将原材料转变为成品的全过程。它是指原材
6、料到成品之间的各个相互联系的劳动过程的总和。 这里所指“原材料” 、“成品”的概念是相对的。因为生产过程一般是相对一个工厂或一个车间而言的。例如:铸造厂的原材料是生铁、燃料、熔剂年,而成品则是铸件;齿轮车间的原材料是锻造毛坯,而成品则是加工合格的齿轮。前者是一个I:厂的生产过程,后者是一个车间的生产过程。 现代化的大规模生产,其发展趋势是组织专业化生汽即将十分复杂的机械制造生严过程分教在许多工厂进行,以完成各毛坯和零部件的加工,最后集小到个工厂制造出完整的机械产品。例如,汽车制造厂的生产过程,就是利用很多其他工厂的成品(轴承、轮胎、电器、发动机等)和本厂制造的部分零部件来完成整辆汽车的装配。这
7、时,汽车厂的原材料是共他工厂的成品,而汽车厂的成品是装配后经检验、试车合格的汽车。 组织专业化生产的目的是提高生产效率,降低生产成本,有利于技术与组织的现代化管理。 2.1.2 工艺过程及其组成 在生产过程中,直接改变生产对象的形状、尺才、相对位置和性质等,使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。机械小产酌工艺过程一股包括毛坯制造工艺过程、机械加工工艺过程、热处理工艺过程以及装配工艺过程等。 、机械加工工艺过程 广义上的机械加工是包括利用机械力对各种工件进行加工的方法,本章指利用机械闭削加工方法,按照一定顺序逐步将毛坯或原材料改变形状、尺寸和表面质量,使之成为符合技术要求零件,这一过程称为机械
8、加工工艺过程。 机械加工工艺过程是机械制造生产过程中的重要组成部分。、机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程由一系列工序组成,每一道工序又可分为若干个安装、工位、工制及工作行程。(1) 工序 由一个或一组工人,在一个工作地对同一个或同时对几个工件历连续完成的那一部分工艺过al称为一个工序。如图81所示的固定轴,当生产件数不多时,其工艺过程见表81。由此可知,固定轴的工艺过程包括5个工序。 划分工序主要取决于加工对象(工件)、工作地点(设备)、操作工人等要素是否改变。这三个要素中有一个改变,即构成不同的工序。其次,对某一具体零件的加工,在时间上应保持连统如果中断加工时间,也构成不同的工序。 工序
9、是组成工艺过程最基本的单元。 (2)、安装 工件(或装配单元)经一次装央后历完成的那一部分工序称为安装。安装是工序的一部分。如图8l所示,在第一道车削工序中应有两次安装。第一次将棒料装夹在三爪自定心卡盘上,粗车、精车34mm外围表面和端平面,第二次调头,夹已加工好的34mm 外圆面,粗车、精车M22mm外圆面,并车端面、车螺纹、倒角。增加安装次数会影响工件的加工精度,使工件几何要素之间产生位置误差,同时也会增加装卸时的辅助工作时间。因此,加工过程中应尽量减少安装次数。(3)、工位 大批量生产中,为了提高机械加工的生产效电往往相本来需要几个工序才能完成机械加工的零件,采用专用的可转位工作台或呵转
10、位央具,以一次安装并在一个工序 中集中完成加工。工件在一次安装后,与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备固定部分所占据的每一个位置,称为工位。如图82所示,在多工位专用机床上加工尺寸公差等级为IT6的孔。该工序只对工件进行一次装夹(工位1为装卸工位),利用回转工作台,在不同助工位上对每一个工件顾序地进行钻孔、扩孔及铰孔加工。显然,多工位机床加工可减少装夹次数。因而能减少辅助工时,提高生产效率。(4)、工步 工步是组成工序的基本单元。在加工表面和刀具不变的情况情连续完成的那一部分工序,称为一个工步。如图81所示,在第一道工廖的第一次安装中,可分为三个工步:粗车34mm外圆,精车加34mm外圆以
11、及车端平面。将粗车、精车同一外因面视为不同的工步,是因为使用的刀具变化了,车外圆柱面和车端平面视为不同的工步,是因为加工表面和切削刀具都变化了。 有些工序内容并不改变工件的形状、尺寸和表面粗糙度,但它是完成工步所必需的,如更换刀具等,此为辅助工步。 为了提高生产效率,有时采用多把切削刀具,对多个被加工表面同时进行加工,构成复合工步。如图83所示,在车床尾座上装有钻头和两把外圆车刀,一次进给行程可同时加工出两个外圆而和一个内圆柱表面。复合工步在工艺文件中视为一个工步。 如果零件在一个工位中需要连续进行几个完全相同的工步时,这些工步在工艺文件上仍被视为一个工步。例如,零件的某个平面上需连续钻几个尺
12、寸、精度相同的孔。尽管加工表面不断变化但仍视为一个工步。(5)、工作行程 工作行程是构成工步的基本单元。刀具以进给速度相对工件所完成 一次进给运动的工步部分,称为工作行程。即在同一个工步中,有时加工余量较大不能一次切除,需要分几次切削,每一次切削进给称为一次工作行程。以上将机械加工工艺过程分为工序,工序又进一步细分为安装、工位、工步以及工作行程,其目的是为了便于制订工艺文件(工艺规程),同时也便于对不同的工艺过程进行分析、对比。2.2 工艺规程及其作用一个零件的机械加工,其工艺过程是多种多样的。工程技术人员的任务是要制订出一个经济合理、切实可行的工艺过程方案,并且制成表格,用文字的形式予以规定
13、。这种规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法的工艺文件,就叫做工艺规程。、工艺规程的内容工艺规程限了确定零件的毛坯种类以外,还应包括以下内容:1)、工件加工工艺路线及所经过的车间、工段、班组。2)、各工序的内容及所采用的机床和工艺装备(刀具、夹具、量具、辅具等)。3)、工件的检验项目及检验方法。4)、加刀时所采用的切削用量。5)、工时定额及工人技术等级等。、工艺规程的作用 1)、工艺规程是组织生产的指导性技术文件,它是工艺过程中的“大法”。一切生产和管理人员必须严格遵守,以实现文明生产、文明管理。 2)、工艺规程是做好生产准备工作的依据。在产品投人生产以就刀具、夹具、模具、量具等工艺装备的设计
14、、制造或采购原材科、毛坯的准备,必要设备的改超或添置等都应以工艺规程作为依据来安排和组织实施。 3)、工艺规程是新建或扩建工厂和车间场地的依据。可根据产品、生产规模、工艺路线等决定设计厂房、包括布局设备、确定工厂、车间的占地面积等。 工艺规程一经批准实施以后,还应在实践中不断改进与完善,以求生产和工艺过程获得最佳的经济效益,但必须由工程技术人员事先下达工艺文件更改通知单。23生产纲领与生产类型 、生产纲领 生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。其主要内容包括产品的类型、型号以及各类型产品全年、每季度或每月的产量。 产品中某一零件的生产纲领,除计划规定的数量以外,还必须包括一定
15、的备品率和废品率。零件的年生产纲领可用下式计算 MNn(1+)(1+)式中 M零件的年生产纲领; N产品的年生产纲领; n每一产品中该零件的个数; 该零件的备品率,; 该零件的平均废品率。 生产纲领的大小对工厂企业的设备、人员以及整个生产规模起着重要作用。生产纲领是划分生产类型的依据。、生产类型生产类型是企业(或车间、工段、班组、工作地)生产专业化程度的分类,一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。生产类型的划分由产品的年生产纲领和零件质量、复杂程度诸因素决定。表82是根据零件的年生产纲领和零件的重量划分生产类型的参考数据。(1) 单件生产 单件生产是生产的件数不多,不能只就字面而理解为
16、生产一件。单件生产以生产过程中各工作地点的工作完全不重复或不定期重复为标志,即事先不决定是否再重复生产。例如,新产品试制、机修车间维修配件的生产、工艺装备的生产、设备自制备等,都属于单件生产。 单件生产的特点是:大多采用通用工艺装备和机床设备;各机床上变换的零件加工没有一定的规律,零件多采用划线和试切法加工;工艺文件采用极简单的过程卡片;依靠技术熟练的操作工人保证加工质量。(2) 成批生产 周期性地、成批地制造某一相同零件,每隔一定时间再重复进行,这种生产称为成批生产,批量可按月或按季度投产。根据批量大小,成批生产又可分为大批、中批、小批量生产。 成批生产的特点是:机床设备用期性地变换零件加工
17、;根据批量大小可以采用通用工艺装备和通用机床,也可以采用专用工艺装备和专用机床;机床在车间内通常是按工艺过程的先后顺序排布;操作方式多采用调整法加工,部分也采用试切法加工,工艺文件有内容详细的工艺卡片,重要的零件应考虑单独编制工序卡片。小批生产与单件生产的工艺特点比较接近,大批生产与大量生产的工艺特点比较接近。因此,生产实践中常有“单件小批生产”“大批大量生产”的提法,而成批生产仅指中批生产。一般机床厂、电机厂、电器厂的产品,多属于成批生产。(3)大量生产 一种固定不变的产品长期地、不间断地在同一工作地点进行,这种生产类型称为大量生产。其主要标志是机床设备长年累月地重复某一相同的工序,如轴承、
18、标准件的制造,多用于大量生产类型。 由上述分析可知,生产类型不向,工艺过程将干变万化。由此,工程技术人员在组织生产、制订工艺文件时,必须依据生产类型。由上述分析可知,生产类型不同,工艺过程将千变万化。由此,工程技术人员在组织生产、制订工艺文件时,必须依据生产类型。3 制订工艺规程的原则和方法31 制订工艺规程的原则 制订工艺规程的原则是,在一定的生产条件下,按计划周期的规定,以最少的劳动消耗和最低廉的费用,可靠地加工出合格的产品零件。为此,在制订工艺规程时,应紧密联系生产实际,根据零件的技术要求和生产纲领,充分挖掘设备潜力,使加工零件的工艺过程在技术上先进、经济上合理、并使劳动条件逐步改善。3
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