箱体的工艺及夹具设计毕业论文

机电一体化毕业设计说明书 、课程设计论文没有图.你自已根据设计对付一张图吧1 绪 论机械制造工业是为现代化建设提供各种机械装备的部门，在国民经济的发展中具有十分重要的地位。机械制造工业的发展规模和水平是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志，因此，我国一贯都把发展机械制造工业作为发展国民经济的战略重点之一。建国40多年来，机械制造工业的发展取得了很大的成绩，逐步形成了产品门类基本齐全，配置比较合理的机械制造工业体系，成为全国最大的产品部门之一。目前，机械制造工业除了为国家建设提供各种普通机械、农业机械、运输机械、电力机械、重型机械、仪表和各种机床外，还能提供各种大型的成套设备，在高新技术产品的开发方面，也取得了长足的进步。我国机械制造工业虽然取得了很大的进步，但与工业发达的国家相比，在生产能力、技术水平、管理水平和劳动生产率等方面，还有很大的差距。因此，我国的机械制造工业今后的发展，除了不断提高常规机械生产的工艺装备和工艺水平外，还必须研究开发优质高效精密工艺，为高新技术产品的生产提供新工艺、新装备，加强基础技术研究，强化和掌握引进技术，提高自主开发能力，形成常规制造技术与先进制造技术并进的机械制造工业结构。1.1 机械制造工艺学的现状及面临的形势机械工业是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。它的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经和经济实力的重要标志。经过五十多年的发展，机械工业已经成为我国工业中产品门类比较齐全，也具有相当规模和一定技术基础的支柱产业之一。我们通过引进技术的消化吸收，有计划的推进企业的技术改造，引导企业走科技进步的道路，使制造技术、接机械产品的性能及企业的经济效益都发生了显著变化。一批又一批的先进技术在生产中得到应用于普及，大批企业在关键工序中也增加了先进、精密、高效的关键设备，约有10%的企业进入高科技企业行列，60%以上的企业建立了专门的技术开发机构。但与先进国家相比我们的还是有一定的距离，表现在制造技术的落后、设计方法与手段、制造工艺、制造自动化及管理等等都远落后于发达国家。90年代到21世纪初我国有计划经济转向市场经济过渡，也初步建立了形的经济体制的时期，也是国际产业结重组、国际分工不断深化、科技技术突飞猛进发展的时期。在经济和科技技术、市场等各个方面我们不断与世界接轨。我们抓住机遇，迎接挑战坚决贯彻“以科技为先导，以质量主体”的方针，进一步推动企业的振兴。而要实现振兴就必须不断提高企业的产品自主开发能力和制造技术水平。1.2 机械制造工艺的发展机械制造工艺学的研究范畴是零件的机械加工和装配的工艺过程。采用硬度比工件高的切削刀，在力的作用下使工件的材料发生分离，从而获得所需的形状、尺寸和表面质量，在进行装成机器。随着科学的发展，出现虚度赢得很高的加工材料，这些材料很难用传统的切削或磨削的方法来加工，某些极小的形状不规则的空隙、型腔也很难用创痛的加工方法获得，于是出现了应用电能、声能、光能或者化学能等来加工金属的特殊加工技术。但另一方面科技的发展对机械产品的精度提出越来越高的要求，特别是宇航器件和集成元件的制造，原有的加工方法已不能满足我们高精度和高表面的需求，于是各种超精密加工方法就应运而生，且加工精密的等级在不断的提高。制造自动化及其发展是机械制造行业中的最新技术进步的又一个标志，但随着数控加工的应用的推广，CAD和CAM逐步进入实用阶段，特别是柔性制造系统（FMS）的出现，提高生产效率，降低成本，同时也保证了产品的质量和改善了劳动条件。目前，计算机集成制造系统（CIMS）正在研究和开发，也即将投入使用，它的出现将会更大程度的改变现代世界的机械行业。2 零件的说明2.1 零件图（见零件图）2.2 零件的功用此零件为铸件（ZG25Ⅱ）机械强度和抗争性较好，该零件安装在煤水车转向架部车轴两端部，起到储存润滑油的作用，零件的两侧叉口分别与侧架上的叉口面相配合对轴箱安装起导向的作用，车轴由箱体椭圆孔伸入箱体内，箱内由内侧面定位装有轴瓦，耳座中装弹簧盖板可以用铁板将窗口盖住，掀开铁板由箱体窗口向箱内注油，油不宜加多，以免由窗口溢出，顶面的圆台与侧面架叉口的上面配合。2.3 零件的工艺分析本设计所要的加工的零件，材料为ZG25Ⅱ，毛坯的铸件Ⅱ级其主要的机械性能：布氏硬度HB≥131 抗拉强度。σ=45Kgf/mm = 441MPPa由箱体的零件图上显示以下几个加工面：（1）工件顶窗台面Q （2）工件顶圆台面P （3）底面N （4）侧面R（5）两侧叉口凸台面P和叉口侧面Q （6）箱体内方台 （7）箱体内侧壁 （8）内侧壁侧面 （9）φ196mm孔侧壁（10）孔2侧壁（11）φ21mm耳座孔（12）M8×1.25mm的螺纹底孔、攻丝本零件加工表面的位置精度及形状精度要求不高，表面粗糙度要求较低。2.4 箱体零件的主要技术要求2.4.1．主要平面的形状精度和表面粗糙度箱体的主要平面是装配基准，并且往往是加工时的定位基准，所以，应该有较高的平面度和较小的表面粗糙度，否则，直接影响箱体加工时的定位精度，影响箱体与机座总装时的接触刚度和相互位置精度。2.4.2．孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度箱体上的轴承支撑孔本身的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度都要求较高，否则，将影响轴承与箱体孔的配合精度，使轴的回转精度下降，也易使传动件产生震动和噪声。轴箱的支承孔的尺寸精度为IT6，圆度和圆柱度公差不超过孔径公差的一半，表面粗糙度值为Ra0.63-0.322.4.3.主要孔和平面的相互位置精度同一轴线的孔应有一定的同轴度要求，各支承孔之间也应有一定的孔距尺寸精度和平行度要求，否则，不仅装配有空难，而且使轴的运转情况恶化，温度升高轴承磨损加剧，主要平面间及主要平面对支承孔之间垂直度公差为0.1-0.04mm。3.确定零件的生产类型零件的生产类型一般可以分为大量生产、成批生产、和单件生产三种类型，不同的生产类型有不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的年产量，计算公式为：N=Qm(1+a%)(1+b%)式中N——零件的生产纲领Q——产品的年产量m——每台产品中该零件的数量a%——备品率b%——废品率在本次设计中，箱体重50K，年产量为500台，m=1件/台，a%=3% ，b%=0.5%则N=500×1×（1+3%）（1+0.5%）=517件/年又已知该零件〈100Kg ，年生产量为500-5000台，则由文献[4]查表1-3知该生产类型为中批生产，属批量生产。4毛坯的确定影响毛坯选择的因素通常包括：（1）零件结构形状和外形尺寸（2）零件材料的工艺性及对材料的组织的要求（3）零件对毛坯的精度，表面的粗糙度和表面层的性能的要求。（4）零件生产纲领的大小。（5）现有生产能力和发展的前途。由于零件材料为ZQ25Ⅱ，结构复杂，尺寸较大，只能采用砂型铸造的方法制造毛坯，手工砂箱铸造的铸件，当采用手工木模造型时，由于木模本身的制造精度不高，使用中易受潮易变形，加之手工造型的误差大，为此必须留下有较大的加工余量。另外工件使用时要求承受较大的冲击力，所以铸件后除进行热处理消除直径为20的内应力，减小变形，铸件本身不值得有裂纹、疏松等致命性的缺陷，而且由于是大批量的生产，毛坯的外形必须光洁，不允许有飞刺及尖棱的凸起，不得带有钢渣，以免影响到后续加工，尤其是铸模分型处理更要注意。为了提高生产率减低成本，保证加工质量。毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度和铸造方法等因素有关。毛坯铸造时应防止砂眼和气孔的产生，为了减少毛坯制造时产生的残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体浇铸时应安排时效处理。5箱体加工工艺过程分析5.1定位基准的选择 ：拟订工艺路线的第一步就是选择定位基准，为使所选的定位基准能保证整个机械加工工艺过程的顺利进行，通常应先考虑如何精基准来加工各个表面，然后考虑如何把作为精基准的表面加工出来。精基准的具体选择原则如下：（1）基准重合原则：应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准，也就是说应尽量使定位基准与设计基准相重合。这样可以避免由于基准不重合产生的定位误差。（2）基准统一原则：采用统一原则可以避免基准转换造成的误差，可以减少夹具数量和简化夹具设计，可以减少装夹次数，便于工序集中，简化工艺过程，提高生产率（3） 互为基准原则：加工表面和定位表面互相转换的原则。一般适用于精加工和光磨加工等。（4） 自为基准的原则：有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，在加工时就应该尽量选择加工表面本身作为精基准。（5） 便于装夹原则应选定位可靠，装夹方便的表面为基准，所选的精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支承面积较大的表面。5.2 粗基准的选择：选择粗基准主要是选择第一道加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面的位置关系具有重要影响。因此，在选择粗基准时，一般遵循下列原则：（1） 保证相互位置要求原则（2） 保证加工表面加工余量合理分配的原则（3） 便于工件装夹原则（4） 粗基准在同一尺寸方向上只允许使用一次的原则。5.3.加工阶段的划分零件的加工质量要求较高或结构较为复杂时，一般工艺路线较长，工序较多，通常在安排工艺路线时，将其分成几个阶段。（1） 粗加工阶段此阶段主要任务是高效的切除各表面上的大部分余量，并加工出精基准。（2） 半精加工阶段使主要表面消除加工后留下的误差，使其达到一定的精度，为精加工作好准备，并完成一些精度要求不高的表面的加工。（3） 精加工阶段主要是保证零件的尺寸、形状、位置精度及表面粗糙度达到或基本达到图样上所规定的要求。精加工切除的余量很小。应当指出的是，加工阶段的划分不是绝对的，在应用时要灵活掌握。为避免过多的尺寸换算，通常防在半精加工或精加工阶段钻削。5.4.工序集中与分散工序集中的特点：有利于采用高生产率的机车，减少工件装夹次数，节省装夹工作时间，有利用保证各加工面的相互位置精度。减少工序数目，缩短了工艺路线，也简化了生产计划和组织工作，专用设备和工艺装备较复杂，生产准备周期长，更换产品较困难。工序分散的特点：可使每个工序使用的设备和夹具比较简单，调整比较容易，工艺路线长，设备和工人数量多，生产占地面积较大，有利用选择合理的切削用量。5.5.工序顺序的安排5.5.1机械加工工序的安排一般遵循以下原则：1) 先基准后其他2) 先粗后精3) 先主后次4) 先面后孔5.5.2辅助工序的安排1）检验工序2） 去毛刺及清洗3） 特殊需要的工序为了满足上述要求，针对本次的设计，特别指出以下：我们选择箱体的重要孔的毛坯孔为粗基准，由于铸造箱体毛坯时，形成轴孔、其他支撑孔及箱体内壁的型芯是一起防入的，因此还能较好的保证各孔的轴线与箱体不加工内壁的相互位置，避免装入箱体内零件在运转时与箱体内壁相碰。精基准的选择,该轴箱的侧面和侧面孔既是装配基准，又是设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循基准重合的原则，实现箱体零件一面两孔的典型定位方式，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了基准统一的原则。此外，侧面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。箱体的加工表面虽然多，但主要是一些孔和平面。通常平面的加工精度较易保证，而精度要求较高的支承孔以及孔与孔间、孔与平面的相互位置精度则较难保证，往往成为生产中的关键.5.6箱体加工工艺的过程中，应将保证孔的精度作为重点5.6.1工艺顺序为先面后孔加工顺序通常为先加工作为精基准的平面，然后以加工好的平面定位加工孔。由于箱体的孔一般是分布在外壁和中间隔壁的平面上的，先加工平面可切去铸件表面的凹凸不平及夹砂等缺陷，这样有利于以后的孔加工，保护刀具对到和调整等。5.6.2加工阶段粗、精分开箱体的结构比较复杂，加工精度要求比较的高，所以，箱体的主要加工表面一般都明确的划分为粗、精加工两个阶段。粗、精加工阶段分开的优点如下：1) 避免粗加工产生的变形破坏已精加工过的表面精度由于粗加工切削余量大，切削力大，夹紧力大，切削热量大，因而引起工件的弹性变形和热变形也大。若粗、精加工分开，则在粗加工后，由以上原因引起的变形充分表现出来，在精加工阶段能在余量中获得修正。2) 便于及时发现毛坯的缺陷由于粗加工时要切去大部分加工余量，因而粗加工阶段时可以在各加工表面上及时发现缺陷。3) 有利于保证加工精度，也有利于保护机床的精度和合理使用机床。因为粗、精不在同一工序进行，粗加工可以发挥粗加工机床高生产率的潜力，精加工可以发挥精密机床的精密特长。5.7．工序间安排时效处理箱体的毛坯比较复杂，铸件内应力较大，为了消除内应力，减少变形，保证精度的稳定性，铸造后安排人工时效处理（加热到500-550℃，加热速度50-120℃/小时，保温4-6小时，冷却速度〈=30℃/小时，出炉温度〈=120℃〉5.8.选择箱体的底面和侧面作为加工孔和其他表面的精基准由于底面和侧面是空的设计基准，并与箱体的两端面在位置上有直接联系，故选底面和侧面为定位基准，不仅消除了孔加工时的基准不重合误差，而且由于定位基准的统一，在同工序多次安装加工各表面时，夹具设计也简化。此外，底面的面积大，定位稳定可靠，安装误差较小。加工各孔时，由于箱口朝上，所以更换导向套，安装调整刀具、测量孔径尺寸、观察加工情况都很方便。5.9．孔系的加工生产中保证孔距精度的方法有以下几种（1）找正法1）划线找正法，为提高划线找正的精度，可采用试切法。2）用心轴和块规找正法 ，用这种方法，孔距精度可达到+/-0.03毫米。3）样板找正法， 此法找正比较迅速，工艺装备不太复杂，孔距精度可达到+/-0.05毫米。4）用定心套找正法，能保证精度0.02毫米左右，操作技术要求较高。（2）镗模法 采用镗模可以大大提高机床-夹具-工件-刀具之间的工艺系统刚度和抗振性，此外，可节省调整找正的辅助时间，并可采用高效率的定位、夹紧装置，生产率高。（3）坐标法坐标法镗孔是按孔系间相互位置的水平和垂直坐标尺寸的关系，在普通镗床、立式铣床、坐标镗床等借助测量装置，调整主轴在水平和垂直方向的相对位置，来保证孔距精度的一种镗孔方法，因此，孔距精度取决于坐标移动精度。5.10.箱体的检验箱体检验包括以下几个方面（1）各加工的表面粗糙度及外观检查，通常用表面粗糙度样块和目测的方法。（2）孔的尺寸精度检验， 一般采用塞规或采用内径千分尺、内径千分表等万能量具。（3）孔和平面的几何形状精度， 圆度或圆柱度误差常用内径千分尺、内径千分表检验，平面度误差常用涂色法或用平尺和厚薄规检验，当精度要求较高时，可采用仪器检验。（4）孔系的相互位置精度孔心距、孔轴心线间平行度误差、孔轴心线垂直误差以及孔轴心线与端面垂直度误差的检验可利用检验棒、千分尺，百分表，直角尺以及平台等相互组合而进行测量，孔系同轴度可利用检验棒来测量，如果检验棒能自由推入同轴线的孔内，即表明误差在允许范围内。10 结论毕业论文是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整箱体加工工艺和夹具设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种系统的适用条件，各种设备的选用标准，各种夹具的适用范围，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。和老师的沟通交流更使我从经济的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求，通过这次毕业设计让我提前了解了很多知识，这是很珍贵的。提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心，无论是机械加工还是设计，我都采用了一些新的技术和设备，他们有着很多的优越性但也存在一定的不足，这新不足在一定程度上限制了我们的创造力。比如在夹具设计上就有很大的不足，在这个机械制造业被高度重视的社会中，这无疑是很让我自身感到遗憾的，可这些不足正是我们去更好的研究更好的创造的最大动力，只有发现问题面对问题才有可能解决问题，不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我更会关注新技术新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识，更好的为祖国的四化服务。总之，设计是灵活性很大的创造过程，同时也认识了自己的不足，为今后的设计，工作打下了坚实的基础。11致 谢为期三个月的毕业设计即将接近尾声，在指导老师的亲切指导和同学的帮助下，此次设计才得以完成。首先，向本设计的指导老师表示最诚挚的谢意。在自己紧张的工作中，仍然尽量抽出时间对我们进行指导，时刻关心我们的进展状况，督促我们抓紧学习。老师给予的帮助贯串于设计的完全过程，从借阅参考资料到现场的实际操作，他都给予了指导，不仅使我们学会逗乐书本中的知识，更学会了学习操作方法。也懂得了如何把握设计重点，如何合理安排时间和论文的编写，同时在毕业设计过程中，他和我们在一起共同解决了设备出现的各种问题。其次，要向给予此次毕业设计帮助的老师们，以及同学们以诚挚的谢意，在整个设计过程中，他们也给我很多帮助和无私的关怀，更重要的是为我们提供不少技术方面的资料，在此感谢他们，没有这些资料就不是一个完整的论文。总之，本次设计是在老师的指导下和同学的帮助下共同完成的，在设计的三个月里，我们合作的非常愉快，教会了我许多道理，是我人生的一笔财富，我再次向给予我帮助的老师和同学表示感谢在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。 并向本文所参考的文献的作者们表示我最真诚的谢意。祝我们的母校在未来的发展中越办越好。X年X月X日12参考文献参考文献：［1］荆长生主编.机械制造工艺学.西安:西北工业大学出版社,1997.［2］周世学主编.机械制造工艺与夹具.北京:北京理工大学出版社,1999.［3］朱派龙,孙永红主编.机械制造工艺装备.西安:西安电子科技大学出版社,2006.［4］刘守勇主编.机械制造工艺与机床夹具.北京:机械工业出版社,1996.［5］张耀宸主编.机械加工工艺设计实用手册.北京:航空工业出版社,1993.［6］王季琨,沈中伟,刘锡珍主编.机械制造工艺学.天津:天津大学出版社,2004.［7］张德泉,陈思夫,林彬主编.机械制造装备及其设计.天津:天津大学出版社,2003［8］李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.北京:机械工业出版社,1993.［9］李云主编.机械制造工艺及设备设计指导手册.北京:机械工业出版社,2001.［10］周伟平主编.机械制造技术.武汉:华中科技大学出版社,2002.［11］徐嘉元,曾家驹主编.机械制造工艺学.北京:机械工业出版社,1999.［12］张树森主编.机械制造工程学.沈阳:东北大学出版社,2001.［13］张龙勋主编.机械制造工艺学课程设计指导书及习题.北京:机械工业出版社,2007.[14] 李洪主编.机械加工工艺手册.北京：北京出版社，1990.[15] 机械制造技术基础课程设计指导教程，[16]徐圣群主编.简明机械加工工艺手册.上海：上海科学技术出版社，1991.