2105柴油机转速器盘加工工艺规程制订及夹具设计

西南农业大学本科毕业设计（论文）-1-2105柴油机转速器盘加工工艺规程制订及夹具设计西南农业大学工程技术学院专业名称：机械设计制造及其自动化班级：2001级3班学生姓名：指导教师：摘要：工艺规程是工装设计、制造和确定零件加工方法与加工路线的主要依据，它对组织生产、保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有着直接的影响，因此是生产中的关键工作。夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响着机械加工的质量，生产效率和成本，因此，夹具设计是机械工艺准备和施工中的一项重要工作。本文对2105柴油机转速器盘的结构和工艺进行了分析，确定了机械加工工艺路线，制订出了零件的铸造工艺方案和机械加工工艺规程，并为加工零件上直径10mm的孔设计了一套专用钻床夹具。关键词：加工工艺；铸造工艺；工艺规程；夹具设计Abstract：Theprocessisthebaseoffrockdesign、manufacturing、themethodofmachiningandmachiningroute.Itsfunctionisflowing:organizingproduce,controllingquality,enhancingproductivity,reducingcost,reducingproduceperiods,improvingworkconditions,etc.So,theprocessplanningisthecorepartofproduce.Fixtureisveryimportantequipmentinprocessofmachinemanufacturingbecauseitcandirectlyaffectthequalityofproductsandproductivityandcost.Sofixturedesigningisalsoabasilicaportioninmachineprocesspreparativeandmanufacture.Thisthesisisabouttheanalysiswiththecraftworkandthestructureofthe2105speedgovernortraywhichisusedforthedieselengine,makesuretheprocessroute,establishthefoundryprocessprojectandtheprocessplanningoftheparts,anddesignasetofappropriativefixturefortheborewithdiameter10mm.KeyWords：Grouptechnology;Foundrytechnology;Processplanning;Fixturedesign西南农业大学本科毕业设计（论文）-2-文献综述自新中国成立以来，我国的制造技术与制造业得到了长足发展，一个具有相当规模和一定技术基础的机械工业体系基本形成。改革开放二十多年来，我国制造业充分利用国内国外两方面的技术资源，有计划地推进企业的技术改造，引导企业走依靠科技进步的道路，使制造技术、产品质量和水平及经济效益发生了显著变化，为推动国民经济的发展做出了很大的贡献。尽管我国制造业的综合技术水平有了大幅度提高，但与工业发达国家相比，仍存在阶段性差距。进入二十一世纪，我国发展经济的主导产业仍然是制造业，特别是在我国加入世贸组织后，世界的制造中心就从发达国家迁移到了亚洲，我国有廉价的劳动力和广大的消费市场，因此，我国工业要想发展，就需要有相应的技术和设备来支持。一、机械加工工艺规程制订1.1机械加工工艺过程的定义机械加工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状，尺寸，相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的全过程。机械加工工艺过程直接决定零件及产品的质量和性能，对产品的成本、生产周期都有较大的影响，是整个工艺过程的重要组成部分。1.2机械加工工艺过程的组成组成机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又是由安装、工位、工步及走刀组成的。⑴工序是指一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。工序是制定劳动定额、配备工人及机床设备、安排作业计划和进行质量检验的基本单元。⑵安装是工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。⑶当应用转位（或移位）加工的机床（或夹具）进行加工时，在一次装夹中，工件（或刀具）相对于机床要经过几个位置依次进行加工，在每一个工作位置上所完成的那一部分工序，称为工位。采用多工位加工可以减少装夹的次数，减少装夹误差，提高生产率。⑷工步是加工表面在切削刀具和切削用量（仅指主轴转速和进给量）都不变的情西南农业大学本科毕业设计（论文）-3-况下所完成的那一部分工艺过程。⑸在一个工步中，如果要切掉的金属层很厚，可分几次切削，每切削一次就称为一次走刀。1.3机械加工工艺规程的定义规定产品或零部件制造过程和操作方法等的工艺文件，称为工艺规程，它是企业生产中的指导性技术文件。1.4机械加工工艺规程的作用及内容1.4.1机械加工工艺规程的主要作用①机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原材料和毛坯的供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。②机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定生产产品的进度计划和相应的调度计划，并能做到各工序科学地衔接，使生产均衡、顺利，实现优质、高产和低消耗。③机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。根据它和生产纲领，才能确定所需机床的种类和数量、工厂的面积、机床的平面布置、生产工人的工种、等级和数量、以及各辅助部门的安排等。1.4.2机械加工工艺规程包括的内容机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。机械加工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中，以机械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。1.5制订机械加工工艺规程的原则及步骤在一定的生产条件下，以最少的劳动消耗和最低的费用，按计划加工出符合图纸要求的零件，是制订机械加工工艺规程的基本原则。制订机械加工工艺规程的步骤如下：①根据零件的生产纲领决定生产类型；②分析零件加工的工艺性；西南农业大学本科毕业设计（论文）-4-③选择毛坯的种类和制造方法；④拟订工艺过程；⑤工序设计；⑥编制工艺文件。二、夹具设计2.1夹具的概念及组成在机床上装夹工件所使用的工艺装备称为机床夹具。夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。机床夹具由定位元件、夹紧装置、对刀及导引元件、连接元件、夹具体、其他装置或元件组成。定位元件、夹紧装置和夹具体是夹具的基本组成部分。2.2夹具的类型及作用按夹具的应用范围分类有通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具等；按夹具上的动力源分类有手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具、切削力及离心力夹具等。机床夹具的主要作用为：①易于保证加工精度，并使一批工件的加工精度稳定；②缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低生产成本；③减轻工人操作强度，降低对工人的技术要求；④扩大机床的工艺范围，实现一机多能；⑤减少生产准备时间，缩短新产品试制周期。2.3夹具的定位和夹紧定位是指确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程。夹紧是指工件定位后将其固定，使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作。工件在夹具中的定位通常有以下四种情况：完全定位、部分定位、欠定位、重复定位。工件在夹具中的夹紧是由夹具的夹紧装置完成的。夹紧装置通常由动力装置和夹紧机构两大部分组成。典型的夹紧机构有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、圆偏心夹紧机构、定心夹紧机构、铰链夹紧机构、联动夹紧机构等。夹紧动力装置有气动夹紧装置、液压西南农业大学本科毕业设计（论文）-5-夹紧装置、电磁夹紧装置、真空夹紧装置等。三、CAFD与CAPP3.1CAFD的概况在过去的十几年中，研究人员的研究重点放在发展和改善计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)和计算机辅助工艺规划(CAPP)方面。只是在最近20年来，CAFD才发展成为CAD/CAM集成技术的一个重要组成部分，并且成为CAPP的一个重要方面，它是CIMS环境下设计和制造之间的连接纽带。随着CAD/CAM系统在工业中的建立，CAFD（计算机辅助夹具设计）很自然地应用到了夹具设计当中。由于夹具对制造成本和制造周期的影响非常大，研究人员才开始注意到CAFD的重要作用，并把缩短加工准备周期作为CAFD的一个重要目标。一些学者介绍了一种交互式的CAFD软件，该软件环境拥有夹具元件库和通过菜单选择夹具的组装顺序，这是最初的与CAD软件相配合，利用CAD处理图形的能力，并与使用者的经验相联系的第一代交互式I-CAFD(interactcomputer-aidedfixturedesign，I-CAFD)夹具设计系统。80年代中期发展而来的第二代CAFD，根据变异式(variant)和生成式(generative)两种方法产生了基于成组技术(GT)和基于知识(KB)的两类CAFD系统。在变异式夹具设计方法中，属于同一部件族的工件被认为具有相似的加工特征，相似的操作和安装顺序，所以设计者可以通过对现有的设计稍加变化，就可获得对另一相似工件的夹具设计。通过成组技术的编码系统，对夹具库中原有的相似的夹具元件做相应的调整，从而适应新的工件的加工要求。当无法恢复相似的夹具时，就可以使用生成式夹具设计方法，产生新的夹具设计方案，将新产生的夹具编码添加到夹具库中，为下次设计作参考之用。90年代发展起来的CAFD是第三代，这个时代CAFD的特点是转向了以产品夹具结构为目的，实际生产应用为导向的夹具的软件设计上。目前，CAFD的发展大大降低了制造研制周期，优化了制造加工过程，验证了制造工艺流程，在FMS及CIMS中正发挥着越来越重要的作用。计算机辅助夹具设计可归纳为四种方法：部分自动化夹具设计、夹具自动设计法(AFD)、参数夹具设计、据已有夹具方案进行夹具设计。3.2CAPP的概况CAPP是一种通过计算机技术来辅助工艺人员以系统化方法确定零件从毛坯到成品的制造方法的技术。西南农业大学本科毕业设计（论文）-6-CAPP的基本原理是：①将零件的特征信息以代码或数据的形式，输入计算机，并建立起零件信息的数据库；②第二、把工艺人员编制工艺的经验、工艺知识和逻辑思想以工艺决策规则的形式输入计算机，建立起工艺决策规则库（工艺知识库）；③把制造资源、工艺参数以适当的形式输入计算机，建立起制造资源和工艺参数库；④通过程序设计充分利用计算机的计算、逻辑分析判断、存贮以及编查询等功能来自动生成工艺规程。CAPP的设计方法有三种：派生式方法、创成式方法、人工自能方法。在CAD/CAPP/CAM集成系统中，CAPP是连接CAD和CAM之间的桥梁和纽带。CAD数据库信息只有经过CAPP系统才能变成CAM的加工信息。集成化的CAPP系统能够直接接收CAD的零件信息，进行工艺规划，生成有关工艺文件，并以工艺设计结果和零件信息为依据，经过适当的后置处理，生成NC程序，从而实现CAD/CAPP/CAM的集成。CAPP发展的趋势总体说来，CAPP的发展具有三大趋势:集成化趋势、工具化趋势、智能化趋势。未来的CAPP系统不仅要与CAD和CAM集成，还要与制造自动化系统(MAS)、管理信息化系统(NHS)以及质量监测与控制系统(CAQ)等集成。四、夹具技术的发展趋势4.1CAFD的发展趋势计算机技术的发展为夹具设计提供了有利的工具。CAFD系统已经从对二维绘图软件的二次开发发展到实现与三维绘图软件的集成设计，使夹具的结构表达更清晰。三维绘图软件成为