1、山东科技职业学院 1 山东科技职业学院 毕 业 设 计 ( 论 文 ) 论文题目 :机械加工工艺分析与改进设计 系 别 : 机电学院 专 业 : 机械制造与自动化 班 级 : 09 华特 学生姓名 : 牛磊 学 号 : 20093308126 指导教师 : 赵秀顺 2012 年 4 月 山东科技职业学院 2 学生姓名 牛磊 学号 200930308126 所在院系 机电学院 专业班级 09 华特 指导教师 赵秀顺 职称 高级工程师 题目 机械加工的工艺分析与改进设计 课题类别 机械加工 预计完成时间 2012 年 4 月 本课题研究的意义，拟研究的主要问题、重点和难点，预期结果： 本课题是对
2、制动杆零件工艺规程及 40 30 面铣削夹具的 设计 ，对此研究我查阅了大量的资料，首先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、尺寸和材料的物理机械性质成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。 在整工艺规程个设计过程中 ,我们将学习到更多的知识。 （ 一）我们必须仔细了解零件结构，认真分析零件图 ,培养我们独立识图能力 ,增强我们对零件图的认识和了解 ,通过对零件图的绘制 ,不仅能增强我们的绘图能力和运用 autoCAD 软件的能力。 （二）制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算、工时定额计算、定位误差分析等。在整个设计中也是非常重要的 ,通过这些设计 ,不仅让我们更为全面地了
3、解零件的加工过程、加工尺寸的确定 ,而且让我们知道工艺路线和加工余量的确定 ,必须与工厂实际的机床相适应。 这对以前学习过的知识的复习 ,也是以后工作的一个铺垫。 （三）在这个设计过程中 ,我们还必须考 虑工件的安装和夹紧 .安装的正确与否直接影响工件加工精度 ,安装是否方便和迅速 ,又会影响辅助时间的长短 ,从而影响生产率 ,夹具是加工工件时 ,为完成某道工序 ,用来正确迅速安装工件的装置 .它对保证加工精度、提高生产率和减轻工人劳动量有很大作用。这是整个设计的重点 ,也是一个难点。 在设计工艺规程之后，我还要进行 40 30 面铣削夹具的设计。 夹具 又称 卡具 。从广义上说，在工艺过程中
4、的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。 夹具的主要作用表现在以下几个方面。 （一） 缩短辅助时间，提高劳动生产率 （二） 确保并稳定加 I 精度，保证产品质量 （三） 降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强度 （四） 机床的加工范围得到扩大 山东科技职业学院 3 论文主要内容（提纲）： 根据不同的研究对象拟采用不同的研究手段（途径），本课题包括两方面内容： 制动杆加工工艺的设计和夹具设计 制定工艺规程的研究途径和可行性分析 毛坯的选择： 根据生产纲领和零件结构选择毛坯，毛坯的类型一般在零件图上已有规定。对于铸件和锻件应了解其分模面、浇口、冒口位置和拔模率，以便在选择定
5、位基准和计算加工余量时有所考虑。如果毛坯是棒料或型材，则按其标准确 定尺寸规格，并决定每批加工件数。 毛坯的种类和其质量对机械加工的质量有密切的关系。同时对提高劳动生产率、节约材料、降低成本有很大的影响。制动杆毛坯材料为灰铸铁（ HT150），硬度范围在 150 200HBS，承受中等载荷。采用砂型铸造方法，由于大批量生产故宜采用实体模样（金属模）进行两箱造型，这不仅简化了造型和合箱操作，还因型砂紧实度较为均匀，铸件的表面质量得到提高。在切削加工前进行石墨化退火处理，消除铸件表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（大量渗碳体出现）以便进行切削加工。 拟订工艺路线： 表示零件的加 工顺序及加工方
6、法，分出工序，安装或工位及工步等。并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。拟订工艺路线从实际出发，理论联系实际和工人结合起来。常常需要提出几个方案，进行分析比较后再确定。 计算切削用量、加工余量及工时定额： 查阅切削用量手册等资料并进行计算确定。目前，对单件小批量生产不规定切削用量，而是由操作工人根据经验自行选定，但对于自动线和流水线，为保证生产的节拍，必须规定切削用量，并不能随意改变。计算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工质量以保证最终加工质量。工时定额一般按各工厂的 实际经验积累起来的统计资料来估算。随着生产的发展，工艺的改进，新工艺，新技术的不断出现，工时定额应进行相
7、应的修改。 对机械加工工艺规程基本要求可归结为质量、生产率和经济性。虽然有时互相矛盾，但只要把它们处理好，就会成为一个统一体。在三个要求中，质量是首要的。质量表现在机械产品的各项技术性能指标，质量不能保证，根本谈不上数量；质量和生产率之间是密切联系的，在保证质量的前提下，应该不断地最大限度地提高生产率，满足生产量的要求。如果两者矛盾，则生产率要服从于质量，应在保证质量的前提下解决生产率问题。在保证质量的前 提下，应尽可能的节约耗费，减少投资，降低制造成本，这就是经济性。 因此制动杆的工艺规程研究途径应该体现质量、生产率和经济性的统一，达到经济合理及可行的最优方案。 夹具设计的研究途径和可行性分
8、析 制动杆镗、铣、钻等工序使用的专用夹具，此类夹具的特点是针对性强、结构紧凑、操作简便、生产率高。 山东科技职业学院 4 夹具设计最关键是要求对工件定位正确，且满足定位精度要求。为了解决此问题，首先得了解影响定位精度的因素。然后采取措施解决具体的问题。如定位基准与定位元件的配合状况和影响定位精度，那么可以提高夹具的制造精度，减小配合间隙就能 提高夹具在机床上的定位精度。 除此之外，选择夹具的类型与结构型式必须与零件生产批量大小相适应，夹具结构与零部件应具有足够的刚度和强度，从而保证夹具操作方便、夹紧可靠、使用安全、并有合理的装卸空间。 进度安排： 第 1 周：接受任务书，理解设计课题的主要任务
9、，查找相关的中外文资料，调查国内外现状，写相关调研报告，初步完成外文翻译工作。 第 2 周：分析给定参考资料，复原设计加工零件工作图。 第 3 周：设计加工工艺过程卡和加工工序卡。 第 4 周：工装夹具结构方案设计。 第 5 周：初步绘制工装夹具装配图。 第 6 周：完成绘制工装夹具装配图。 第 7 周：拆画一套夹具零件图。 第 8 至 11 周：支架及其工装夹具三维造型。 第 12 周：编写设计计算说明书提交初稿。 第 13 周：修改图纸和说明书并打印。 第 14 周：论文整理、装订和参加答辩。 山东科技职业学院 5 参考资料： 1 祁志红机械制造基础 M，北京：电子工业出版社， 2006.
10、 2 王道宏机械制造技术 M，杭州：浙江大学出版社， 2004. 3 何七荣机械制造工艺与工装 M，北京：高等教育出版社， 2003. 4 王茂元金属切削加工方法与设备 M，北京：高等教育 出版社， 2003. 5 倪森寿机械制造工艺与装备 M，北京：化学工业出版社， 2003. 6 周伟平机械制造技术 M 武汉：华中科技大学出版社， 2002. 7 张福润等机械制造技术 M武汉：华中科技大学出版社， 2002。 8 徐惠元、曾家驹机械制造工艺学 M北京：机械工业出版社， 2002. 9 刘志刚机械制造基础 M北京；高等教育出版社， 2002. 10 王明耀、张兆隆机械制造技术 M，北京：高等
11、教育出版社， 2002. 11 Case-Based Reasoning in Conceptual DesignJ， CADDM,1998. 指导教师意见： （签章） 年 月 日 山东科技职业学院 6 院系意见： （签章） 年 月 日 山东科技职业学院 7 目录 第一章 :机械加工工艺分析 9 1、 1 件结构的工艺性分析及毛坯的选择 9 1、 2 定位基准的选择 9 1、 3 加工工序的设计 10 1、 4 工艺路线的拟定 10 第二章：制动杆零件的加工工艺分析 11 2、 1 毛坯的制造形式 11 2、 2 基准面的选择 11 2、 3 制订工艺路线 12 2、 4 机械加工余量、工序尺
12、寸及毛坯尺寸的确定 14 2.5 确定切削用量及基本工时 16 第三章： 30*40 专用夹具的设计 17 3、 1 专用夹具的设计要求 17 3、 2 夹具设计 18 辞谢 22 参考资料 23 山东科技职业学院 8 摘要 本课题是对制动杆零件工艺规程及 40 30 面铣削夹具的设计，对此研究我查阅了大量的资料，首先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、尺寸和材料的物理机械性质成为具有所需要的 一定精度、粗糙度等的零件。 在整工艺规程个设计过程中 ,我们将学习到更多的知识。 （一）我们必须仔细了解零件结构，认真分析零件图 ,培养我们独立识图能力 ,增强我们对零件图的认识和了解
13、,通过对零件图的绘制 ,不仅能增强我们的绘图能力和运用autoCAD 软件的能力。 （二）制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算、工时定额计算、定位误差分析等。在整个设计中也是非常重要的 ,通过这些设计 ,不仅让我们更为全面地了解零件的加工过程、加工尺寸的确定 ,而且让我们知道工艺路线和加工余量的确定 ,必须与工厂实际的机床相适应。 这对以前 学习过的知识的复习 ,也是以后工作的一个铺垫。 （三）在这个设计过程中 ,我们还必须考虑工件的安装和夹紧 .安装的正确与否直接影响工件加工精度 ,安装是否方便和迅速 ,又会影响辅助时间的长短 ,从而影响生产率 ,夹具是加工工件时 ,为完成某道工序 ,用
14、来正确迅速安装工件的装置 .它对保证加工精度、提高生产率和减轻工人劳动量有很大作用。这是整个设计的重点 ,也是一个难点。 在设计工艺规程之后，我还要进行 40 30 面铣削夹具的设计。 夹具又称 卡具 。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具 。 夹具的主要作用表现在以下几个方面。 （一）缩短辅助时间，提高劳动生产率 （二）确保并稳定加 I 精度，保证产品质量 （三）降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强度 （四）机床的加工范围得到扩大 （关键词：工艺编程 工艺分析 夹具设计） 山东科技职业学院 9 第一章 :机械加工工艺分析 1、 1 零件结构
15、的工艺性分析及毛坯的选择 1、零件的工艺性分析 :是指所设计的零件在满足要求的前提下制造的可行性和经济性。相同的零件其结构工艺性可以相差很大。 2、零件的结构工艺性分析包括：零件尺寸和公差标注，零件的组成要素和整体结 构的分析。 3、工艺性分析的内容 1）审查零件图是否完整。 2）分析技术要求是否合理。例如：加工表面的尺寸精度、形状精度、相互位置精度是否合理，还有表面质量要求以及热处理要求是否合理。 4、毛坯的选择 1） 毛坯的种类 铸造毛坯：适合做形状复杂的零件。 锻造毛坯：适合做形状简单的零件。 型 材 ：适合做轴、平板类零件。 焊接毛坯：适合做板类、框架类零件。 2）毛坯选择的原则 选择
16、原则：毛坯的形状和尺寸应尽量接近零件的形状和尺寸以减少机械加工。 毛坯选择应考虑的因素： 生产纲领大小：对于大批量生产应选择高精度 的毛坯，以减少机械加工，节省材料。 现有生产条件：要考虑现有毛坯制造水平和设备条件。 1、 2 定位基准的选择 1|、基准的定义：在零件图上或实际零件上，用来确定其他点、线 面位置时所依据的那些点、线、面就称为基准。 2、基准的分类 1）设计基准：零件图上用来确定其点线面位置的基准。 2）工艺基准：是加工、测量、装配过程中使用的基准。 3、基准的选择 粗基准：采用毛坯上未加工的表面作为基准。 精基准：采用加工过的表面作为基准。 基准的选择遵循以下四个原则 山东科技
17、职业学院 10 1）基准重合原则：（ 1）设计基准与定位基准不重合误差只 会发生在用调整法获得加工尺寸的情况。 （ 2）基准不重合误差值等于设计基准与定位基准之间的差值。 2）基准统一原则 :整个工艺过程或有关几道工序采用同一个定位基准来定位。 采用基准统一原则有利于：（ 1）简化工艺过程的制定及夹具的设计。 （ 2）避免基准转换带来误差。 3) 互为基准：使加工面间有较高的位置精度，又使其加工余量小而均匀，可采用反复加工互为基准原则。 4）自为基准：不能提高加工面的位置精度，只能提高自身的精度。 1、 3 加工工序的设计 1、加工余量的概念 1)总加工余量：指零件加工程中某加工表面切去总金属
18、层的厚度。 2)工序余量：一道工序内切去金属层的厚度，为相邻两工序的尺寸差。 1、 31 加工余量确定的方法 1）经验估值法：靠经验估值确定，一般用于小批量生产。 2）查表法：根据手册中的数据确定，应用较多。 3）分析计算法：根据试验资料和公式计算，综合确定比较真实科学，用于大量生产。 2、加工方法和方案的选择 1）根据加工表面的技术要求确定加工方法和方案。 2）要考虑被加工材料的性质。 3)要考虑生产纲领，及生产率和经济效率。 4）要考虑现有设备和生产条件。 1、 4 工艺路线的拟定 1、工艺规程的定义：规定产品或零件的制造工艺过程和操作方法等工艺文件称为工艺规程。 2、工艺路线的内容与步骤： 1）分析零件图和产品装配图。 2）对零件图和装配图进行工艺审查 3）由零件生产纲领确定生产类型 4）确定毛坯种类 5）拟定零件加工工艺路线 6）确定各工序所用机床设备和工艺装备
