浮動(dòng)夾頭工藝及夾具設(shè)計(jì)

浮動(dòng)夾頭工藝及夾具設(shè)計(jì),浮動(dòng),夾頭,工藝,夾具,設(shè)計(jì) 大連交通大學(xué)2009界本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)習(xí)（調(diào)研）報(bào)告 實(shí)習(xí)（調(diào)研）報(bào)告 一、本課題的來源及意義 該課題是我校與遼河油田合作開發(fā)的科研項(xiàng)目，又是來自于生產(chǎn)實(shí)習(xí)的課題。本設(shè)計(jì)題目的浮動(dòng)夾頭是夾持油管的關(guān)鍵部件，其工藝設(shè)計(jì)難度適中。參觀連續(xù)輸油機(jī)以及浮動(dòng)夾頭生產(chǎn)過程，將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來，培養(yǎng)勇于探索的創(chuàng)新精神、提高動(dòng)手能力，加強(qiáng)社會(huì)活動(dòng)能力，嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 二、國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 機(jī)床是機(jī)械加工的工作母機(jī)，制造機(jī)器的機(jī)器。機(jī)床工業(yè)是裝備工業(yè)的核心，其發(fā)展?fàn)顩r對一國制造業(yè)水平的提高有著決定性的意義。我國自2002年成為世界第一的機(jī)床消費(fèi)國以來，機(jī)床行業(yè)供求連續(xù)三年保持了高速增長。2004年全年，我國金屬加工機(jī)床消費(fèi)額約為94.6億美元，占當(dāng)年世界機(jī)床產(chǎn)值的20.9％，繼續(xù)保持世界第一。生產(chǎn)方面，2004年金屬加工機(jī)床產(chǎn)值約合40.6億美元，同比增長達(dá)36.6％，仍居世界第四位。其中，數(shù)控機(jī)床和高精機(jī)床的產(chǎn)量分別為51861臺(tái)和4354臺(tái)，增速分別高達(dá)49.84％和75.28％。加工精度、加工速度等發(fā)面有了明顯的提高，同時(shí)機(jī)床也走出了國門進(jìn)入了北美、歐洲、東南亞等世界各地。2007年世界機(jī)床行業(yè)保持景氣，中國因素顯著。Gardener統(tǒng)計(jì)的29個(gè)主要國家絕大多數(shù)產(chǎn)值保持正增長；中國依然是最大消費(fèi)國家和最大進(jìn)口國，消費(fèi)產(chǎn)值占世界的約1/4，但進(jìn)口第一次實(shí)現(xiàn)減少。2007年我國金切機(jī)床工業(yè)總產(chǎn)值和產(chǎn)品銷售產(chǎn)值同比增長28.0%和28.8%；產(chǎn)品銷售率97.3%，同比增長了0.6個(gè)百分點(diǎn)?？梢哉f我國機(jī)床工業(yè)目前已取得了長足的進(jìn)步。 但從目前來看，我國高檔數(shù)控機(jī)床技術(shù)與國外先進(jìn)水平存在較大差距，導(dǎo)致我國機(jī)床行業(yè)的競爭呈現(xiàn)兩極分化：中低檔市場重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重，大量中小企業(yè)的存在使該市場競爭十分激烈；而高檔市場則基本為國外制造商所壟斷。 而目前國外機(jī)床業(yè)發(fā)展?fàn)顩r是： 1 機(jī)床的高速化 隨著汽車、航空航天等工業(yè)輕合金材料的廣泛應(yīng)用，高速加工已成為制造技術(shù)的重要發(fā)展趨勢。高速加工具有縮短加工時(shí)間、提高加工精度和表面質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，在模具制造等領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛。 2 機(jī)床的精密化　 數(shù)控機(jī)床的定位精度即將告別微米時(shí)代而進(jìn)入亞微米時(shí)代，超精密數(shù)控機(jī)床正在向納米進(jìn)軍。在未來10年，精密化與高速化、智能化和微型化匯合而成新一代機(jī)床。 3 從工序復(fù)合到完整加工 　70年代出現(xiàn)的加工中心開多工序集成之先河，現(xiàn)已發(fā)展到"完整加工"，即在一臺(tái)機(jī)床上完成復(fù)雜零件的全部加工工序。完整加工通過工藝過程集成，一次裝卡就把一個(gè)零件加工過程全部完成。 4 機(jī)床的信息化 　信息化具有語音、文本和視像等通訊功能。與生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，下載工作指令和加工程序。工件試切時(shí)，可在屏幕上觀察加工過程。信息塔實(shí)時(shí)反映機(jī)床工作狀態(tài)和加工進(jìn)度，并可以通過手機(jī)查詢。信息化同時(shí)進(jìn)行工作地?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和刀具壽命管理，以及故障報(bào)警顯示、在線幫助排除。 5 機(jī)床的微型化　　 隨著納米技術(shù)和微機(jī)電系統(tǒng)的迅速進(jìn)展，開發(fā)加工微型零件的機(jī)床已經(jīng)提到日程上來了。微型機(jī)床同時(shí)具有高速和精密的特點(diǎn)，最小的微型機(jī)床可以放在掌心之中，一個(gè)微型工廠可以放在手提箱中。 6 新結(jié)構(gòu)和新材料 　 機(jī)床高速化和精密化要求機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡化和輕量化，以減少機(jī)床部件運(yùn)動(dòng)慣量對加工精度的負(fù)面影響，大幅度提高機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能。 7 直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)　　 在傳統(tǒng)機(jī)床中，電動(dòng)機(jī)和機(jī)床部件是借助耦合元件，如皮帶、齒輪和聯(lián)軸節(jié)等加以連接，實(shí)現(xiàn)部件所需的移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，"機(jī)"和"電"是分家的。直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)是將電動(dòng)機(jī)與機(jī)械部件集成為一體，成為機(jī)電一體化的功能部件。 8 開放式數(shù)控系統(tǒng)　　 目前開放式數(shù)控系統(tǒng)有三種形式：1）全開放系統(tǒng)，即基于微機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)，以微機(jī)作為平臺(tái)，采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的各種功能，通過伺服卡傳送數(shù)據(jù)，控制坐標(biāo)軸電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)。2）嵌入系統(tǒng)，即CNC+PC，CNC控制坐標(biāo)軸電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)，PC作為人機(jī)界面和網(wǎng)絡(luò)通信。3）融合系統(tǒng)，在CNC的基礎(chǔ)上增加PC主板，提供鍵盤操作，提高人機(jī)界面功能，如 Siemens 840Di 和 Fanuc 210i。 9 虛擬機(jī)床和虛擬制造 　　為了加快新機(jī)床的開發(fā)速度和質(zhì)量，在設(shè)計(jì)階段借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以在機(jī)床還沒有制造出來以前，就能夠評價(jià)機(jī)床設(shè)計(jì)的正確性和使用性能，在早期發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的各種失誤，減少損失，提高新機(jī)床開發(fā)的質(zhì)量。 三、實(shí)習(xí)情況 1） 安全第一。對于任何機(jī)械廠，安全始終是重中之重，雖然已經(jīng)歷過金工實(shí)習(xí)和專業(yè)實(shí)習(xí)，進(jìn)場前還是對我們進(jìn)行了安全教育，首先對我們進(jìn)行了一些安全教育和以及在實(shí)習(xí)過程中的安全事項(xiàng)和需注意的項(xiàng)目。比如在進(jìn)加工車間時(shí)了，不允許穿涼鞋進(jìn)廠；進(jìn)廠必須穿長褲；禁止在廠里吸煙，進(jìn)廠后衣服不準(zhǔn)敞開，外套不準(zhǔn)亂掛在身上，不得背背包進(jìn)廠；人在廠里不要成堆，不要站在生產(chǎn)主干道上；在沒有實(shí)習(xí)老師的允許情況下，不準(zhǔn)亂按按扭、開關(guān)； 2） 毛胚的選擇。首先我來到了零件的原是毛坯加工車間，在師傅的指導(dǎo)下，我們了解到在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，毛坯主要有鑄件，鍛件和沖壓件等幾種。鑄件是把熔化的金屬液澆注到預(yù)先制作的鑄型腔中，待其冷卻凝固后獲得的零件毛胚。在一般機(jī)械中，鑄件的重量大都占總機(jī)重量的50%以上，它是零件毛胚的最主要來源。鑄件的突出優(yōu)點(diǎn)是它可以是各種形狀復(fù)雜的零件毛胚，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件毛胚，此外，鑄件成本低廉。但其缺點(diǎn)是在其生產(chǎn)過程中，工序多，鑄件質(zhì)量難以控制，鑄件機(jī)械性能較差。而鍛件是利用沖擊力或壓力使用，加熱后的金屬胚料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得的零件毛胚。鍛件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度往往不及鑄件。但是，鍛件具有良好的內(nèi)部組織，從而具有良好的機(jī)械性能。所以用于做承受重載和沖擊載荷的重要機(jī)器零件和工具的毛胚，沖壓件是利用沖床和專用模具，使金屬板料產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得的制體。沖壓通常是在常溫下進(jìn)行，沖壓件具有重量輕，剛性好，尺寸精度高等優(yōu)點(diǎn)，在很多情況下沖壓件可直接作為零件使用。浮動(dòng)夾頭的毛坯件所采用鑄件，采用的材料為ZG270-500. 3） 加工車間。來到加工車間，這里給我的第一感覺就是太大了車間共分為五部分，分別為車削加工，銑削及其他加工，鉗工，數(shù)控加工，焊接，幾乎是涵蓋機(jī)械加工的各個(gè)方面，大概有五六百人同時(shí)在里面進(jìn)行各種零件加工，雖然我們在學(xué)校的時(shí)候也進(jìn)行過金工實(shí)習(xí)，做過一些零件，對機(jī)床也有一定認(rèn)識(shí)，但是真的處于那種加工零件的氣氛下，有很大的不同，一是我們學(xué)校的機(jī)床都是有一定年代的，很少近年出來的新型加工機(jī)床二是在速度上，我們的加工速度也太慢了，加工同一個(gè)零件，我們需要的時(shí)間大概是這些加工師傅的五六倍，根本不能進(jìn)行工業(yè)化的生產(chǎn)。在此次對加工車間的認(rèn)識(shí)過程中，我更加明白了機(jī)械加工一些流程：木工做木模---鑄造（造砂型，澆注）------熱處理------拋丸----噴底漆----焊---畫中心線-----鉆孔-----車孔------銑平面------鉆鉸----鉗工清理組裝。齒輪零件加工工藝:粗車--熱處理--精車--磨內(nèi)孔--磨芯,軸端面--磨另一端面--滾齒--鉗齒--剃齒--鍘鍵槽--鉗工--完工。車間有三個(gè)用于加工磨頭體的加工中心和幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的體積小，價(jià)格相對比較便宜，加工比較方便，加工中心有一個(gè)刀床和多個(gè)工作臺(tái)同時(shí)對多個(gè)工作面進(jìn)行加工，不僅避免了由于基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差，提高了加工精度，而且也大大提高了加工效率，但是加工中心體積大，價(jià)格昂貴，而且對環(huán)境要求較高，這就提高了產(chǎn)品的成本，一般選擇加工經(jīng)濟(jì)性較高的零件或者精度要求高的關(guān)鍵零件。 4） 裝配車間。任何機(jī)器都是有一個(gè)又一個(gè)零件裝配而來，在裝配車間，這里大概有接近一百多人在進(jìn)行零件的收集和裝配，以及包裝，再發(fā)送至儲(chǔ)貨廠，在這個(gè)車間，工人師傅首先將起所收集的零件進(jìn)行飛類，一便于進(jìn)行組裝，確定裝配方法，裝配順序，所需工具；再進(jìn)行清洗零件，去除油污，銹蝕，涂油，確保機(jī)器組裝以后，表面整潔美觀。在產(chǎn)品裝配完成以后，還要對零件各方面進(jìn)行調(diào)試，檢查運(yùn)動(dòng)件的靈活性，密封性等性能。 5） 質(zhì)保，銷售和售后處理。最后，我們來到質(zhì)檢部門，他們主要是對所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品進(jìn)行隨機(jī)性的抽查，記錄其數(shù)據(jù)，并返回到加工車間，對產(chǎn)品進(jìn)行修正和修改，更好的生產(chǎn)儲(chǔ)合格產(chǎn)品。至于銷售部分，據(jù)銷售相關(guān)部門介紹，由于該企業(yè)采取的訂單式生產(chǎn)，所以銷路一路看好。當(dāng)然機(jī)械制造業(yè)的四個(gè)發(fā)展趨勢不是單獨(dú)的，它們是有機(jī)的結(jié)合在一起的，是相互依賴，相互促進(jìn)的。同時(shí)由于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，也將會(huì)使它出現(xiàn)新的發(fā)展方向。前面我們看到的是機(jī)械制造行業(yè)其自身線上的發(fā)展。然而，作為社會(huì)發(fā)展的一個(gè)部分，它也將和其它的行業(yè)更廣泛的結(jié)合。21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在它的全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造等。它將使人類不僅要擺脫繁重的體力勞動(dòng)，而且要從繁瑣的計(jì)算、分析等腦力勞動(dòng)中解放出來，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動(dòng)，智能化促進(jìn)柔性化，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應(yīng)能力。當(dāng)然這一切還需要我們大家進(jìn)一步的努力。 四、本課題研究目的和內(nèi)容 本課題研究的目的是設(shè)計(jì)切實(shí)可行的工藝規(guī)程，以及設(shè)計(jì)與成產(chǎn)綱領(lǐng)相一致的鉆兩個(gè)孔的專用工裝夾具，并以此鍛煉今后從事自動(dòng)化工藝裝備設(shè)計(jì)工作所具備的基本技能，培養(yǎng)查閱科技資料和選用正確技術(shù)參數(shù)的能力；另外，有助于提高分析問題解決問題的能力，通過運(yùn)用AutoCAD工具進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)繪圖能力。具體內(nèi)容是根據(jù)所給零件圖部分圖樣進(jìn)行復(fù)原設(shè)計(jì)加工零件工作圖，根據(jù)參考資料設(shè)計(jì)加工該零件的工藝規(guī)程和鉆兩個(gè)孔工裝夾具1套，并合理選取加工機(jī)床、刀具、量具；計(jì)算機(jī)繪制零件圖1張和工裝總裝配圖1張；計(jì)算機(jī)拆畫有關(guān)工裝零件圖1套。 五、本課題研究的方法和手段 該浮動(dòng)夾頭的生產(chǎn)加工可通過多種方式完成。例如：1、采用立式加工中心通過編寫輸入加工程序一次裝夾就可以完成大部分加工內(nèi)容，而且能保證較高加工精度并且不需要專用夾具，提高了生產(chǎn)率但加工成本高。2、采用傳統(tǒng)加工法，運(yùn)用銑床、鉆床等并設(shè)計(jì)運(yùn)用專用夾具，也可以完成加工并滿足其設(shè)計(jì)要求，此種方法需要設(shè)計(jì)專用夾具，與前者相比其加工精度和生產(chǎn)率較低但成本卻大大降低。 但通過實(shí)際的實(shí)習(xí)調(diào)研，根據(jù)工件為大批量生產(chǎn)和工廠的現(xiàn)狀和需求，了解目前現(xiàn)場工件的加工工藝過程，了解國內(nèi)外刀具廠的各種刀具產(chǎn)品以及選用和所加工部位的技術(shù)要求。我覺得本零件的加工應(yīng)選用第二種方法，因?yàn)楸玖慵鳛橛凸苓B續(xù)作業(yè)機(jī)中的一個(gè)小零件其形狀并不復(fù)雜、技術(shù)要求也不是很高，在滿足其技術(shù)要求的同時(shí)應(yīng)兼顧生產(chǎn)成本。 六、本課題可行性分析 該零件可通過采用多種機(jī)械加工工藝生產(chǎn)，現(xiàn)制定以下兩種方案。選擇較好的 方案： 工序一：木工做木模 工序二：鑄造 工序三：熱處理，退火處理 工序四：拋丸處理 工序五：噴底漆 非加工面噴涂耐油底漆 工序六：銑冒口面，與毛胚面大致平行。 工序七：焊工藝夾頭 工序八：劃線， 劃孔68，30十字中心線及車線；劃尺寸120，160面線。 工序九：鉆大孔68底孔，至60 工序十: 車 四爪工藝夾頭，用劃針找正，平面尺寸160一面車孔68（0/+0.03），70；棱角倒鈍，將工藝夾頭打托；清理飛刺毛邊。 工序十一：銑以160左面為基準(zhǔn)裝夾找正。銑尺寸160另一面，允許誤差（0/-0.5）， 粗糙度6.3.以68孔和160的車面定位裝夾 銑尺寸120（0/+0.1）雙面粗超度3.2. 工序十二：劃線4個(gè)30孔位置 工序十三：鉆 專用鉆模 工序十四：鏜孔 工序十五：清理 銳邊修鈍；清飛刺，毛邊。 工序十六：組裝 用于夾緊浮動(dòng)夾頭 工序十七：按圖樣要求檢驗(yàn)入庫 七、進(jìn)度安排 第一周： 熟悉給定參考資料和翻譯外文 第二周： 查閱參考資料和分析給定參考資料 第三周： 復(fù)原加工零件工作圖和寫調(diào)研實(shí)習(xí)報(bào)告 第四周： 設(shè)計(jì)加工工藝過程卡和加工工序卡 第五周: 用pro/E設(shè)計(jì)繪制加工件零件圖 第六周： 工裝夾具方案設(shè)計(jì)與選擇 第七周： 設(shè)計(jì)工裝夾具裝配圖 第八周： 設(shè)計(jì)工裝夾具裝配圖 第九周： 設(shè)計(jì)工裝夾具裝配圖 第十周： 拆畫工裝零件圖 第十一周： 拆畫工裝零件圖 第十二周： 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書提交初稿 第十三周： 修改說明書和圖紙并打印 第十四周: 論文整理、裝訂和參加答辯 八、主要參考文獻(xiàn) 1.曾志新 呂明.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).武漢:武漢理工大學(xué)出版社,2007.7 2.郭愛蓮.新編機(jī)械工程技術(shù)手冊.北京:經(jīng)濟(jì)日報(bào)出版社,1991 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