法蘭盤(831004)機(jī)械加工工藝及工裝夾具設(shè)計(jì)【鉆4-φ9孔】【說明書+CAD】

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1999年國際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（CIRP）第46屆年會(huì)主席吉川教授（日本）在報(bào)告中指出，世界上各個(gè)發(fā)達(dá)工業(yè)國經(jīng)濟(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)，主要是制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。在各個(gè)國家企業(yè)生產(chǎn)力的構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占55%~65%，日本及亞洲四小龍的發(fā)展，在很大程度上都是依靠他們重視制造技術(shù)。 發(fā)達(dá)工業(yè)國家，例如美國、日本、德國、瑞士等國的專家、教授已將制造科學(xué)與信息科學(xué)、材料科學(xué)、生物科學(xué)一起列為當(dāng)今時(shí)代四大支柱之一。而美國由于近年來缺乏對(duì)制造科學(xué)的重視，使他們?cè)S多產(chǎn)品缺乏競(jìng)爭(zhēng)能力。為此，美國政府已將先進(jìn)制造計(jì)劃列為國家預(yù)算唯一重點(diǎn)支持的科技領(lǐng)域，這已經(jīng)引起美國、歐洲、日本在制造技術(shù)上新一輪的競(jìng)爭(zhēng)。 制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)和工業(yè)化的產(chǎn)業(yè)主體，是社會(huì)進(jìn)步與富民強(qiáng)國之本。任何一個(gè)大國（我不是說像新加坡這樣的城市國家）為了自身的發(fā)展和安全，都將裝備制造業(yè)的發(fā)展和升級(jí)作為國家戰(zhàn)略來對(duì)待，高度發(fā)達(dá)的裝備制造業(yè)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的必備條件，也是一個(gè)國家綜合競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志。制造業(yè)在中國現(xiàn)階段至少有五個(gè)方面的作用：第一是我們國家經(jīng)濟(jì)高速增長的發(fā)動(dòng)機(jī)；第二是推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)；第三是科技創(chuàng)新的重要載體；第四是勞動(dòng)就業(yè)的主要部門；最后也是國家安全的一個(gè)基本保證。中國制造業(yè)在改革開放25年間得到了快速的增長，就是中國進(jìn)出口是平衡的。中國制造業(yè)也面臨非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因?yàn)槲覀円咭粭l新型工業(yè)化的道路，就必須要以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，工業(yè)化促進(jìn)信息化，走出一條科技含量高，經(jīng)濟(jì)效益好，資源消耗低，環(huán)境污染少，人力資源得到充分利用、充分發(fā)揮的新型工業(yè)化道路，這是我們的目標(biāo)。 一般人只認(rèn)識(shí)到機(jī)械制造工業(yè)必須依靠信息科學(xué)、材料科學(xué)來改造自己，這只是問題的一方面；而另一方面，信息科學(xué)、材料科學(xué)也必須依賴制造技術(shù)來取得的進(jìn)展。例如，在計(jì)算機(jī)發(fā)展中最關(guān)鍵的問題高密集度的大規(guī)模集成電器與存儲(chǔ)器件的制做，有賴于制造技術(shù)的發(fā)展。 當(dāng)前我國機(jī)械制造廠（公司）第一線工程技術(shù)人員主力大部分是20世紀(jì)八十年代的機(jī)械制造及其工藝裝備專業(yè)的畢業(yè)生。在學(xué)校學(xué)習(xí)的知識(shí)是西方發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)四十年代的制造技術(shù)，知識(shí)已非常陳舊；而且工廠實(shí)習(xí)的設(shè)備和制造技術(shù)已老化。 我所選擇的題目就是通過優(yōu)化工藝和設(shè)計(jì)專業(yè)夾具來達(dá)到提高生產(chǎn)率和減小加工誤差的目的，這一課題可以把我四面來學(xué)到的機(jī)械制造知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐也是對(duì)我學(xué)習(xí)的一次檢驗(yàn)。 2、 研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題（根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)一步具體化） 設(shè)計(jì)法蘭盤的加工工藝，年產(chǎn)三十萬件。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以系統(tǒng)的把大學(xué)里的專業(yè)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中去，提高自己的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，鍛煉自己的自主能力和查閱資料的能力，以此提高自己的綜合素質(zhì)來適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。 本課題的基本內(nèi)容：法蘭盤加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 1、法蘭盤加工工藝 1、 制訂法蘭盤加工工藝規(guī)程，關(guān)鍵是工序的劃分和定位基準(zhǔn)的選擇。在設(shè)計(jì)開始的過程中，我們必須要認(rèn)真分析零件圖，了解其盤體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和相關(guān)的技術(shù)要求，對(duì)盤體零件的每一個(gè)細(xì)節(jié)，都應(yīng)仔細(xì)的分析，如盤體加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意盤體零件各孔系自身精度（同軸度、圓度、粗糙度等）和它們的相互位置精度（軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求），盤體零件的尺寸是整個(gè)零件加工的關(guān)鍵，必須弄清盤體零件的每一個(gè)尺寸。繪制零件圖是一個(gè)重點(diǎn)，同時(shí)因?yàn)楸P體零件比較復(fù)雜,所以也是一個(gè)難點(diǎn)。我們采用autoCAD軟件繪制零件圖，一方面增加我們對(duì)零件的了解認(rèn)識(shí)，另一方面增加我們對(duì)autoCAD軟件的熟悉。 工序的劃分 確定加工順序和工序內(nèi)容，安排工序的集中和分散程度，劃分工序階段，這項(xiàng)工作與生產(chǎn)綱領(lǐng)有密切關(guān)系，具體可以根據(jù)生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等。生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序次數(shù)；如批量小時(shí)可采用在通用機(jī)床上工序集中原則，批量大時(shí)即可按工序分散原則，組織流水線生產(chǎn)，也可利用高生產(chǎn)率的通用設(shè)備，按工序集中原則組織生產(chǎn)。 2、夾具設(shè)計(jì)可能遇到的問題： 工件定位是否正確，定位精度是否滿足要求，工件夾緊牢固是否可靠等等。 工件在夾具中的定位精度，主要與定位基準(zhǔn)是否與工序基準(zhǔn)重合、定位基準(zhǔn)與定位元件的配合狀況等因素有關(guān)，可提高夾具的制造精度，減少配合間隙，就能提高夾具在機(jī)床上的定位精度，夾具中出現(xiàn)過定位時(shí)，可通過撤消多余定位元件，使多余定位元件失去限制重復(fù)自由度的能力，增加過定位元件與定位基準(zhǔn)的配合間隙等辦法來解決。 夾緊必須可靠，但夾緊力不可過大，以免工件或夾具產(chǎn)生過大變形?？刹捎枚帱c(diǎn)夾緊或在工件鋼性薄弱部位安放適當(dāng)?shù)妮o助支撐。夾具的設(shè)計(jì)必須要保證夾具的定位準(zhǔn)確和機(jī)構(gòu)合理,考慮夾具的定位誤差和安裝誤差。我們將通過對(duì)工件與夾具的認(rèn)真分析,結(jié)合一些夾具的具體設(shè)計(jì)事例,查閱相關(guān)的夾具設(shè)計(jì)資料,聯(lián)系在工廠看到的一些盤體零件加工的夾具來解決這些問題。 3、 特色與創(chuàng)新之處 不管是什么零件的機(jī)械加工，盤體都可以當(dāng)作一個(gè)典型的零件來看待，不管是加工路線的分析、工序卡的設(shè)計(jì)、工序尺寸的計(jì)算等等，都是很典型的。所以這個(gè)設(shè)計(jì)很有代表性。 基本使工藝路線達(dá)到最優(yōu)化的程度，設(shè)計(jì)的夾具有比較多的創(chuàng)新并滿足裝夾要求。 4、 擬采取的研究方法、步驟、技術(shù)路線 制定工藝規(guī)程的研究途徑和可行性分析 毛坯的選擇： 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和零件結(jié)構(gòu)選擇毛坯，毛坯的類型一般在零件圖上已有規(guī)定。對(duì)于鑄件和鍛件應(yīng)了解其分模面、澆口、冒口位置和拔模率，以便在選擇定位基準(zhǔn)和計(jì)算加工余量時(shí)有所考慮。如果毛坯是棒料或型材，則按其標(biāo)準(zhǔn)確定尺寸規(guī)格，并決定每批加工件數(shù)。 毛坯的種類和其質(zhì)量對(duì)機(jī)械加工的質(zhì)量有密切的關(guān)系。同時(shí)對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、節(jié)約材料、降低成本有很大的影響。法蘭盤毛坯材料為灰鑄鐵（HT200），硬度范圍在150～200HBS，承受中等載荷。采用砂型鑄造方法，由于大批量生產(chǎn)故宜采用實(shí)體模樣（金屬模）進(jìn)行兩箱造型，這不僅簡(jiǎn)化了造型和合箱操作，還因型砂緊實(shí)度較為均勻，鑄件的表面質(zhì)量得到提高。在切削加工前進(jìn)行石墨化退火處理，消除鑄件表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織（大量滲碳體出現(xiàn)）以便進(jìn)行切削加工。 擬訂工藝路線： 表示零件的加工順序及加工方法，分出工序，安裝或工位及工步等。并選擇各工序所使用的機(jī)床型號(hào)、刀具、夾具及量具等。擬訂工藝路線從實(shí)際出發(fā)，理論聯(lián)系實(shí)際和工人結(jié)合起來。常常需要提出幾個(gè)方案，進(jìn)行分析比較后再確定。 計(jì)算切削用量、加工余量及工時(shí)定額： 查閱《切削用量手冊(cè)》等資料并進(jìn)行計(jì)算確定。目前，對(duì)單件小批量生產(chǎn)不規(guī)定切削用量，而是由操作工人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)自行選定，但對(duì)于自動(dòng)線和流水線，為保證生產(chǎn)的節(jié)拍，必須規(guī)定切削用量，并不能隨意改變。計(jì)算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工質(zhì)量以保證最終加工質(zhì)量。工時(shí)定額一般按各工廠的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)積累起來的統(tǒng)計(jì)資料來估算。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，工藝的改進(jìn)，新工藝，新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，工時(shí)定額應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的修改。 對(duì)機(jī)械加工工藝規(guī)程基本要求可歸結(jié)為質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。雖然有時(shí)互相矛盾，但只要把它們處理好，就會(huì)成為一個(gè)統(tǒng)一體。在三個(gè)要求中，質(zhì)量是首要的。質(zhì)量表現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)，質(zhì)量不能保證，根本談不上數(shù)量；質(zhì)量和生產(chǎn)率之間是密切聯(lián)系的，在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)該不斷地最大限度地提高生產(chǎn)率，滿足生產(chǎn)量的要求。如果兩者矛盾，則生產(chǎn)率要服從于質(zhì)量，應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下解決生產(chǎn)率問題。在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能的節(jié)約耗費(fèi)，減少投資，降低制造成本，這就是經(jīng)濟(jì)性。 因此，法蘭盤的工藝規(guī)程研究途徑應(yīng)該體現(xiàn)質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一，達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理及可行的最優(yōu)方案。 夾具設(shè)計(jì)的研究途徑和可行性分析 法蘭盤座鏜、銑、鉆等工序使用的專用夾具，此類夾具的特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)率高。 夾具設(shè)計(jì)最關(guān)鍵是要求對(duì)工件定位正確，且滿足定位精度要求。為了解決此問題，首先得了解影響定位精度的因素。然后采取措施解決具體的問題。如定位基準(zhǔn)與定位元件的配合狀況和影響定位精度，那么可以提高夾具的制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機(jī)床上的定位精度。 除此之外，選擇夾具的類型與結(jié)構(gòu)型式必須與零件生產(chǎn)批量大小相適應(yīng)，夾具結(jié)構(gòu)與零部件應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，從而保證夾具操作方便、夾緊可靠、使用安全、并有合理的裝卸空間。 5、 擬使用的主要設(shè)計(jì)、分析軟件及儀器設(shè)備 本次設(shè)計(jì)采用計(jì)算機(jī)繪圖，軟件為AUTOCAD2010,文檔類軟件為OFFICES2003。 6、參考文獻(xiàn) [1]．趙志修 . 機(jī)械制造工藝學(xué)[M] . 機(jī)械工業(yè)出版社，1988 [2]．李洪 . 機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M] . 北京出版社，1994 [3]．東北重型機(jī)械學(xué)院等 . 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，第二版[M] . 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998 [4]．艾新，肖詩綱 . 切削用量手冊(cè)[M] . 機(jī)械工業(yè)出版社，1985. [5]．Wang Xiankui, Liu Chengying, Li Zhizhong,ect. THCAPP: Computer Aided Process Planning System in an Integrated Environment. Tsinghua Science and Technology, 1996.1(2): 119-123. 注： 1、開題報(bào)告是本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的一個(gè)重要組成部分。學(xué)生應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書的要求和文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果，在開始撰寫論文之前寫出開題報(bào)告。 2、參考文獻(xiàn)按下列格式（A為期刊，B為專著） A：[序號(hào)]、作者（外文姓前名后，名縮寫，不加縮寫點(diǎn)，3人以上作者只寫前3人，后用“等”代替。）、題名、期刊名（外文可縮寫，不加縮寫點(diǎn)）年份、卷號(hào)（期號(hào)）：起止頁碼。 B：[序號(hào)]、作者、書名、版次、（初版不寫）、出版地、出版單位、出版時(shí)間、頁碼。 3、表中各項(xiàng)可加附頁。 7