外筒工艺及磨床夹具设计

外筒工艺及磨床夹具设计,工艺,磨床,夹具,设计 本科毕业设计论文 题 目 外筒工艺及磨床夹具设计 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 指导教师 毕业时间 2014年6月 设计 论文 毕业 任务书 一、题目 外筒工艺及磨床夹具设计 二、指导思想和目的要求 机械加工工艺与夹具设计是全面地综合运用有关专业课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。毕业设计（论文）是培养自学能力、综合应用能力、独立工作能力的重要教学实践环节。在毕业设计中，独立承担一部分比较完整的工程技术设计任务。发挥主观能动性，积极性和创造性，在毕业设计中着重培养独立工作能力和分析解决问题的能力，严谨踏实的工作作风，理论联系实际，以严谨认真的科学态度，进行有创造性的工作，认真、按时完成任务。 三、主要技术指标 1. 机械中英文材料 2. 外筒的CAD制图 3. 外筒加工工艺过程综合卡 4. 磨床夹具设计图 5. 设计论文 四、进度和要求 第一阶段：第八学期第1，2周，完成零件CAD制图， 撰写开题报告 第二阶段：第八学期第3，4周，修改并完成文献综诉与译文，； 第三阶段：第八学期第5，6周，外筒工艺设计的初步思想； 第四阶段：第八学期第7，8周，研读工艺规程设计资料，制定零件加工工艺规程； 第五阶段：第八学期第9，10周，磨床夹具设计与计算，绘制制定零件图； 第六阶段：第八学期第11，12周，完善磨床夹具设计，画出夹具装配图。 第七阶段：第八学期第13，14周，拟定毕业设计论文框架，整理和撰写设 计论文，形成终稿，送审，修改，并装订。 五、主要参考书及参考资料 [1] 闫光明,侯忠滨,张云鹏.现代制造工艺基础[M]西安:西北工业大学出版社,2007. [2] 狄瑞坤,潘晓弘,樊晓燕.机械制造工程[M]杭州：浙江大学出版社.2001. [3] 薛源顺,机床夹具设计[M]北京：机械工业出版社.2000 [4] 许建新,孔宪光,张振明,CAPP技术综述[J]CAD/CAM与制造业信息化.2002. [5] 蔡瑾,段国林,李翠玉,李德红,夹具设计技术发展综诉[J]河北工业大学报，2002. [6] 魏米,吴大春,机械加工工艺路线的拟定[J],民营科技,2008. [7] 曾爱新,浅谈机械加工工艺的发展趋势[J],职培园地,2002. 学生 指导教师 系主任 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、公差配合与测量等多方面的知识。通过对知识的综合运用，设计了外筒零件的加工工艺规程及夹具的设计。外筒加工工艺规程及磨床的夹具设计包括零件加工的工艺设计、工序设计以及磨床夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对外筒零件进行分析，了解外筒零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好外筒零件的加工基准，设计出外筒零件的工艺路线；接着对外筒零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后重点进行磨床夹具的设计，磨床夹具设计的要点，选择设计出夹具的各个组成部件，如夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。设计磨床夹具是为了生产过程中能方便快捷的完成磨平面工序的加工，从而提高生产效率。通过夹具设计掌握所学的机械知识，使之相互联系，进一步使理论和实践相结合，并巩固了知识点。 关键词:外筒零件，工艺规程，磨床夹具 I ABSTRACT The design content of the mechanical manufacturing technology and machine tool fixture design, tolerance matching and measurement of aspects of knowledge. Through the integrated use of knowledge, design of the outer barrel parts machining process planning and fixture design. External processing technical process and grinding machine of fixture design including parts processing process design, process design and grinding machine fixture design three parts. Must first foreign tube parts in process design were analyzed, and the outer tube parts technology to design the structure of blank, and choose good outer barrel parts processing benchmark, sticking out of the barrel parts design process; Then foreign tube parts size of each work step of the process, the key is to determine the process equipment for each process and cutting parameter; Then the grinding machine fixture design, the main points of the grinding machine fixture design, select design out of the component parts of the fixture, such as clamping components and guide components, clip specific connection with machine parts and other parts; Calculated at the exit of fixture locating position error, analysis the rationality of the fixture structure and deficiency, and pay attention to the improvement in the later design. Grinding machine fixture is designed to process that can be convenient and quick plane grinding process to complete the processing, thus improve the production efficiency. Through the knowledge of the mechanical fixture design master what they have learned, to connect with each other, further to combine theory and practice, and consolidate the knowledge. Key words：Outside the cylinder,Process planning,Grinding machine fixture II 目 录 第一章 绪 论 1 第二章 工艺方案分析 2 2.1 外筒的零件图的分析 2 2.1.1 外筒零件结构特点 3 2.1.2 外筒零件的作用 3 2.1.3 外筒零件的工艺分析 3 第三章 外筒零件的工艺规程设计 4 3.1 确定毛坯 4 3.1.1 毛坯的选择 4 3.1.2 绘制毛坯图 5 3.2 拟定工艺路线 5 3.2.1 各表面加工方法 5 3.2.2 定位基准的选择 16 3.2.3 加工阶段的划分 17 3.2.4 工序的集中与分散 17 3.2.5 热处理工序的安排 18 3.2.6 辅助工序的安排 19 3.2.7 重要工序的分析 19 3.3 加工余量的确定 21 3.4 尺寸链计算 22 第四章 外筒零件磨平面工序的磨床夹具设计 24 4.1 定位装置的设计 24 4.2 夹紧装置的设计 24 4.3 绘制夹具总图 25 4.4 夹具操作过程简述 25 4.5 夹具精度校核 25 第五章 结 论 27 参考文献 28 致 谢 29 毕业设计小结 30 附 录 31 1 第一章 绪 论 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。机械加工（简称“机加”）是制造技术中的重要组成部分。随着我国经济不断发展，产业结构的调整，企业改革不断深化。目前，我国制造技术水平与先进国家相比还有较大差距，为适应我国工业发展，在总结经验和加强基础研究上都加大投入，提高加工工艺水平，成为发展工业的重要环节之一。 随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，合金结构钢的需求日益增多，使合金结构钢的加工性研究也随之深入。合金结构钢的广泛应用促进了合金结构钢加工技术的发展，同时加工技术的发展又拓展了合金结构钢的应用领域，因此合金结构钢的加工技术正成为研究的热点之一。而在对合金结构钢材料进行加工的过程中有许多内容值得我们进行探究，例如加工温度、切削表面、切削内应力等等。 本文的主要内容是外筒零件的加工工艺与磨床夹具设计。它的整个加工过程中涉及到毛坯的选择、加工余量的计算、工艺路线的确定、机床夹具定位装置的设计和辅助工序的选择等内容。叙述了外筒零件机械加工工艺过程，从以下几个方面展开研究： 1.外筒零件的结构特点和工艺分析； 2.零件的工艺规程设计； 3.加工中刀具的选择及应用； 4.夹具的设计及注意事项。 2 第二章 工艺方案分析 2.1外筒的零件图的分析 外筒的零件图如图2-1所示 图2- 1外筒零件图 2.1.1外筒零件结构特点 该零件是薄壁零件，原材料为无发纹钢，左右对称，中间钻有中心孔，表面粗糙度要求为Ra3.2，表面的位置精度：心轴的跳动量不大于0.05mm，外圆的椭圆度和锥度不大于0.03mm，端面K对内孔A的跳动量不大于0.01mm的外筒装置用做承受巨大冲击力。 2.1.2 外筒零件的作用 本零件为某助力器的外筒。它里面装的是活塞与活塞一起组成执行机构。外筒的两轴劲与飞机的方向舵操纵系统相连接，帮助驾驶员用较小的力量去操纵笨重的操纵面。 2.1.3外筒零件的工艺分析 设计零件的机械加工工艺过程，是生产技术准备工作的一个重要组成部分。外筒零件可以采用不同的工艺过程制造出来，但是正确合理的工艺过程，应满足下列基本要求： （1）保证产品的质量符合设计图和技术条件所规定的要求； （2）保证劳动高的生产率； （3）保证经济的合理性； 从零件的结构和基本功能来看，为保证内外圆的同轴度和两端面平行度要求，外筒零件的加工应采取互为基准和反复加工的原则。其基本工艺过程是粗车外圆及端面→调头粗车另一端面及外圆→钻孔、扩孔→热处理→精车→磨平面→磨内孔。 第二章 外筒零件的工艺规程设计 3.1 确定毛坯 3.1.1毛坯的选择 毛坯的种类和制造方法对零件的加工质量、生产率、材料消耗及加工成本都有影响。选择合适毛坯，可减少机械加工的劳动量，提高材料利用率，降低机械加工成本，但毛坯制造成本增加，两者是相互矛盾的。 选择毛坯时，应考虑现有生产条件，如现有毛坯的制造水平和设备情况，外协的可能性等。随着毛坯制造专业化生产的发展，目前毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的应用越来越多，如精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料的应用日益广泛，这些方法可大大减少机械加工量，节约材料，有十分显著的经济效益，我们在选择毛坯时，应充分考虑，在可能的条件下，尽量采用零件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的标注，应根据零件的功能和经济合理地决定。过高的要求会增加加工难度，过低的要求会影响工作性能，两者都是不允许的。 目前，材料的选择既要满足产品的使用要求，又要考虑产品成本，尽可能采用常用材料，机械加工零件的毛坯种类通常有以下几种：铸件、锻件、型材、焊接件、其它毛坯，其中： 铸件：适合做形状复杂零件的毛坯； 锻件：适合做受力复杂的重要零件的毛坯； 型材：适合做精度要求较高的中小型零件的毛坯； 焊接件：适合做单件小批生产和大型零件及样机试制的毛坯。 根据外筒的作用以及其尺寸较小、形状简单，大批量生产的要求，所以最好选模锻件，根据设计图要求，表面硬度35-45HB，选Ф89.5×371.2的30CrMnSiA毛坯。 3.1.2绘制毛坯图 外筒零件材料应选取30CrMnSiA，模锻件。如图3-1所示。 图 3-1 毛坯 尺寸: 外筒长为371.2mm 外筒端直径为Ф89.5mm 3.2 拟定工艺路线 3.2.1 各表面加工方法 工序0-毛坯 外筒零件材料应选取30CrMnSiA 模锻件。表面缺陷非加工表面允许至公差之半，加工面允许至余量之半，模锻斜度为3度，允许错模≤0.3，或留毛边≤0.5，模锻件按HB5024-77标准/Π。 工序5-车端面，钻中心孔，车外圆，如图3-2所示： 图3-2 车端面、钻中心孔、车外圆 选用C6140车床，选用YT14车刀，粗车端面2.4mm，保证轴长368.8mm。打中心孔，钻头直径Ф1.5mm。用车刀车外圆，进给量为0.4mm/r，背吃刀量为0.5mm,保证外圆②直径Ф85.5mm，外圆③直径Ф75mm，外圆④直径Ф61mm。 工序10-调头粗车端面和外圆，打中心孔，如图3-3所示： 图3-3 粗车端面和外圆，打中心孔 选用C6140车床，选用YT14车刀，粗车端面2.4mm，保证轴长368.8mm。打中心孔，钻头直径Ф1.5mm。用车刀车外圆，进给量为0.4mm/r，背吃刀量为0.5mm,保证外圆②直径Ф85.5mm，外圆③直径Ф75mm，外圆④直径Ф61mm 工序15-钻、扩孔Ф30。如图3-4所示： 图3-4 钻、扩孔Ф30 选用C6140车床，钻孔①：刀具选用麻花钻头Ф30，塞规Ф30H9，保证孔①Ф30mm，深度在219.8mm以上，表面粗糙度Ra=0.8。扩孔②：刀具选用扩孔钻头，保证孔②Ф61.3mm，深度在162.2mm。 工序20-钻、扩孔。如图3-5所示： 图3-5 钻、扩孔 同样选用C6140车床，钻孔①：刀具选用麻花钻头Ф30，塞规Ф30H9，保证孔①Ф30mm，深度在219.8mm以上。扩孔①：刀具选用扩孔钻头，保证孔②Ф61.3mm，159.2mm的孔。 工序25-铣圆弧及侧平面。如图3-6所示： 图3-6 铣圆弧及侧平面 选用铣床XK6132，专业夹具，刀具选择铣刀QT14。铣侧平面①、铣圆弧②、铣侧平面③，保证表面粗糙度Ra=1.6，圆弧面半径R38mm,，工件高度为78.3±0.5mm。 工序30-铣平面。如图3-7所示： 图3-7 铣平面 选用铣床XK6132，QT14 铣刀，分别铣平面确保各平面长23.2mm、21.2mm、21.2mm、23.2mm，平面宽76±0.4mm。 工序35-钳工去毛刺。如图3-8所示： 图3-8 钳工去毛刺 选用钳工台，锉刀，外表面去毛刺。 工序40-中间检验。如图3-9所示： 图3-9 中间检验 在检验台用游标卡尺、尺规等，检验尺寸①39.2mm、②23.2 mm、③145.2±0.5mm、④Ф21.2mm、⑤36.2mm、⑥23.2mm、⑦147.2±0.5mm、⑧21.2mm，减小误差，确保精度。 工序45-热处理。如图3-10所示： 图3-10 热处理 采用井式炉，淬火并回火，确保表面硬度HRC=35~45，吹砂。 工序50-精车端面及外圆。如图3-11所示： 图3-11 精车端面及外圆 选用C6140车床，YT14车刀，三爪卡盘夹具，精车端面1.2mm，确保轴长365.2mm,精车外圆②、③、④，确保外圆尺寸为Ф84.5mm、Ф74mm、Ф60mm。 工序55-精车端面及外圆。如图3-12所示： 图3-12 精车端面及外圆 选用C6140车床，YT14车刀，三爪卡盘夹具，精车端面1.2mm，确保轴长364mm,精车外圆②、③,确保外圆尺寸为Ф84.5mm、Ф74mm。 工序60-镗内孔及砂轮越程槽。如图3-13所示： 图3-13 镗内孔及砂轮越程槽 镗刀，镗内孔4mm，镗砂轮越程槽，越程槽底面相对B面跳动度不超0.03mm。 工序65-镗内孔及砂轮越程槽。如图3-14所示： 图3-14 镗内孔及砂轮越程槽 镗刀，镗内孔4mm，镗砂轮越程槽，越程槽底面相对C面跳动度不超0.03mm。 工序70-镗螺纹底孔及退刀槽。如图3-15所示： 图3-15 镗螺纹底孔及退刀槽 镗螺纹底孔、镗退刀槽，退刀槽相对C面跳动度不超过0.015mm 工序75-镗螺纹底孔及退刀槽，如图3-16所示： 图3-16 镗螺纹底孔及退刀槽 镗螺纹底孔、镗退刀槽，退刀槽相对B面跳动度不超过0.015mm。 工序80-车螺纹，如图3-17所示： 图3-17 车螺纹 车螺纹，螺纹刀，保证螺纹尺寸：M76×1.5—5Hmm。 工序85-车螺纹。如图3-18所示： 图3-18 车螺纹 车螺纹，螺纹刀，保证螺纹尺寸：M76×1.5—5Hmm。 工序90-磨平面。如图3-19所示： 图3-19 磨平面 选用磨床M7120，砂轮，磨4个平面，粗糙度为Ra0.8，确保精度。 工序95-钻孔8-Ф8。如图3-20所示： 图3-20 钻孔8-Ф8 选用钻床ZK2103A，Ф8钻头，Ф8H8塞规，钻8-Ф8的孔。 工序100-钻孔Ф2Ф4。如图3-21所示： 图3-21 钻孔φ2φ4 选用钻床ZK2103A，分别用Ф2、Ф4钻头，Ф2H9、Ф4H9塞规，钻Ф2、Ф4的孔。 工序105-钻孔Ф1.5。如图3-22所示： 图 3-22 钻孔φ1.5 选用钻床ZK2103A，Ф1.5钻头，塞规，钻6-Ф1.5的孔，3孔120度均布。 工序110-磨内孔。如图3-23所示： 图3-23 磨内孔 选用磨床M7120，金钢石砂轮，磨Ф66mm的内孔，保证表面粗糙度为Ra0.4。 工序115-磁力探伤。如图3-24所示： 图3-24 磁力探伤 采用CY-2000磁粉探伤仪，检验零件内外表面是否有缺陷。 工序120-镀铬。如图3-25所示： 图3-25 镀铬 选用电炉，表面G和H镀铬，铬层厚3~7μm，保证表面粗糙度为Ra0.4。 工序125-抛光。如图3-26所示： 图3-26 抛光 选用抛光机，表面G和H抛光，保证表面粗糙度为Ra0.4。 工序130-镀镉。如图3-27所示： 图3-27 镀镉 选用电炉，除表面P和Q外，其余外表面镀隔8~10μm，保证表面粗糙度为Ra0.8，其他Ra3.2. 工序135-发蓝。如图3-28所示： 图3-28发蓝 选用井式炉，表面P和Q发蓝，其他Ra0.8 工序140-最终检验。 按零件图的尺寸及要求检验。 3.2.2 定位基准的选择 在设计工艺路线时，最重要的问题之一要考虑位置精度保证问题。为保证位置精度一般常采用以下四种方法： a、一次安装 在一次安装的条件下，可以保证有较高的位置精度因为一次安装时所加工的各表面的位置精度主要取决于设备的精度。而与定位误差定位基准误差无关。 b、互为基准 有位置精度要求的两个表面，在加工时，用其中任何一个表面作为定位基准来加工另一个表面.用这种方法来保证位置精度，称为互为基准。 c、同一基准 有位置精度要求的两个表面，在加工时，都采用另一个表面作为定位基准。用这两种方法保证这两个表面间的位置精度，称为同一基准法。 d、不同基准 有位置精度要求的两个表面，在加工时。采用两个不同的表面，作为各自的定位基准。这种方法，称为不同基准法。 根据以上原则，粗基准：以外圆柱面为粗基准； 精基准：以外圆、内孔和端面为精基准。 所以外筒零件选择端面销钉定位和侧平面定位。 3.2.3 加工阶段的划分 1．基面先行原则 用作精基准的表面，应优先加工。因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小，所以任何零件的加工过程，总是先对定位基准面进行粗加工和半精加工，必要时还要进行精加工。 2．先粗后精原则 各个表面的加工顺序一般是按照粗加工——半精加工——精加工——光整加工的顺序进行，这样才能逐步提高加工表面的精度和减少表面粗糙度。 3．先主后次原则 零件上的工作面及装配精度要求较高的表面，属于主要表面，应先加工。自由表面、键槽、紧固用的螺孔和光孔等表面，精度要求较低，属于次要表面，可穿插进行，一般安排在主要表面达到一定精度后，最终精加工之前加工。 4．先面后孔原则 对于箱体类、支架类、机体类的零件，一般先加工平面，后加工孔。这样安排加工顺序，一方面是用加工过的平面定位，稳定可靠；另一方面是在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度。 根据外筒零件加工工序的过程，确定在工序5-10为粗加工阶段，工序25-30为半精加工阶段，工序50为精加工阶段。 3.2.4 工序的集中与分散 在设计工艺路线时，当选定了各表面的加工方法和确定了阶段划分以后，就可将同一阶段中的个加工表面组合成若干工序，组合时可采用集中或分散的原则。 1、工序集中的特点： （1）采用高效专用设备及工艺装备，生产率高； （2）工件装夹次数减少，易于保证表面间位置精度，还能减少工序间运输量，缩短生产周期； （3）工序数目少，可减少机床数量、操作工人和生产面积，还可简化生产计划和组织工作。 2、工序分散的特点： （1）设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，工人容易掌握，生产准备工作量少，又易于平衡工序时间，易适应产品更换； （2）可采用最适合的切削用量，减少基本时间； （3）设备数量多，操作工人多，占用生产面积大。 工序集中与工序分散各有利弊，应根据生产类型，现有生产条件，工件结构特点和技术要求等，进行综合分析后选用，因此，对于产量较小时，为简化计划、调度等工作，选取工序集中原则，较便于组织生产。对于钢性较差且精度要求高的精密工件，则工序应适当分散，对尺寸和重量大的工件，由于安装和运输困难，一般宜采用工序集中原则组织生产。 因此外筒零件的加工批量大，结构和各个加工面的加工，需要不同的加工方法和不同的夹具，不能将多个加工面放在同一道工序中进行加工，所以选用工序分散原则。 3.2.5热处理工序的安排 为了提高材料的力学性能，改善材料的切削加工性和消除工件内应力，在工艺过程中要适当安排一些热处理工序。 ⑴改善工件材料切削加工性能的热处理（如退火、正火、调质等），一般安排在切削加工之前。 ⑵为了消除内应力而进行的热处理（如人工时效、退火、正火等），最好安排在粗加工之后。有时为减少运输工作量，对精度要求不太高的零件，把去除内应力的人工时效或退火安排在切削加工之前（即在毛坯车间）进行。 ⑶为了改善材料的力学物理性能，半精加工之后，精加工之前常安排淬火、渗碳淬火等热处理工序。对于整体淬火的零件，淬火前应将所有切削加工的表面 进行完。对于那些变形较小的热处理（如高频感应加热淬火、渗氮），有时允许安排在精加工之后。 ⑷对于高精度精密零件（如铰刀、精密丝杠、精密齿轮等），在淬火后安排冷处理（使零件在低温介质中继续冷却到零下80℃）以稳定零件的尺寸。 所以在外筒加工工序过程中，热处理安排在工序45，采用井式炉，淬火并回火，确保表面硬度HRC=35~45。 3.2.6 辅助工序的安排 外筒零件工序40和工序140检验工序是主要的辅助工序，它是保证产品质量的主要措施。除了在每道工序的进行中，操作者都必须自行检验外，还应在下列情况下安排单独的检验工序： ⑴粗加工阶段结束之后； ⑵重要工序之后； ⑶零件从一个车间转到另一个车间时； ⑷特种性能（磁力探伤、密封性等）检验之前； ⑸零件全部加工结束之后。 除检验工序外，还要在相应的工序后面考虑安排去毛刺、倒棱边、去磁、清洗、涂防锈油等辅助工序。应该认识到辅助工序仍是必要的工序，缺少了辅助工序或是对辅助工序要求不严，将会给装配工作带来困难，甚至使零件不能使用。例如，液压助力器外筒未去净毛刺和锐边，将使外筒不能装配在液压助力器上，且将危及工人的安全。 3.2.7 重要工序的分析 1、工序的分类 在产品质量的形成过程中包括多个工序过程，其定义分为三类： （1）一般工序：对产品形成质量起一般作用的工序； （2）关键工序：对产品形成质量，特别是关键性能质量起至关重要作用的工序； （3）特殊工序：其结果不能通过后面的检验和试验，而只能通过使用后才能完全验证的工序。 工序质量控制是过程质量控制的基本点，是现场质量控制的重要内容。工序质量控制，是在加强一般工序质量控制的同时，采取有效的控制方法，对关键工序和特殊工序进行重点控制，保证工序经常处于受控状态。 关键工序是影响产品关键特性所对应的工序，也就是对产品质量影响最大的工序。 2、如何做好关键工序控制 建立关键工序控制点，首先必须抓住关键工序的关键质量特性，同时，还要把管“结果”（质量特性）转变成管“因素”（工序要素）。具体地讲，就是把一种产品或一种零件，应用质量分析找出关键工序的关键质量特性。其次，利用因果分析图等方法进行工序分析，找出影响关键质量特性的支配性工序要素，并将这些要素展开，直到便于管理为止。最后，对这些要素建立标准，落实责任者，进行重点特殊管理，以此来保证产品或零件质量。 一般按以下步骤和要求操作： （1）确定工序控制点，编制工序控制点明细表。应根据产品质量特性分级、工艺规范和存在的质量问题，按建立管理点规则的要求，确定产品生产现场应建立的工序控制点，编制工序控制点明细表。 （2）编制工序控制点的有关文件。由技术部门设计并绘制控制点工艺流程图。该图是在制品或零件工艺流程中表示工序管理点所在工序位置的图。 由技术部门组织工艺员、质管员进行工序分析，找出影响管理点（质量特性）的支配性工序要素，经过验证核实后，编入工序质量分析表。该表是单元工序设计所用的一种基础表，是作业指导书、设备周期点检卡、工装周期检查卡等工序文件编写的依据，它的左半部分是应用系统图法，以保证工序制品质量特性为目标，按人、机器、材料、方法、环境进行展开，可展开一次、两次或多次，直到能够管理为止。展开时，只展开对保证工序制品质量起支配作用的工序要素，或需进行重点特殊管理的工序要素。能按常规标准或规章制度进行管理的工序要素，可不列入该表中进行展开。 由工艺部门负责制定工序管理点的作业标准和检验规程，并编制作业指导书和工序质量管理点表。作业指导书是装配性工业指导工人操作的文件，在大批量生产企业，每工序均应编制，成批或小批生产企业，则只在关键工序和建立管理点工序编有该类文件。作业指导书一般有“工序图”和“工艺参数和加工方法说明栏”两部分，内容应尽可能详细具体，据此操作，即可达到工艺规范的质量要求。工序质量管理点表（自检表）是用来指导操作工人进行质量检验的检验规程，对一般结构简单的工件，可与“作业指导书”合印在一张表上；对结构复杂，检验项目多的零件，可单独印成一张表；该类表是由工序检验图和表格说明两部分组成的。 （3）对支配性工序要素进行重点特殊管理。设备、工具、计量、检验、生产、供应等部门，应根据工序质量表的要求，对与本部门职能有关的支配性工序要素制订管理办法、应用周期点检卡、工装周期检查卡等来进行重点特殊管理。 （4）建立控制手段。质量管理部门应组织质量管理员和工艺人员，收集数据，进行计算处理；当工序处于稳定状态时，则要建立数据记录表和控制图或其他形式的控制手段。 （5）建立关键工序控制点管理制度和自检管理制度，制度应明确规定奖励办法。 （6）组织学习，熟悉规定。分别组织操作工人和检验员学习有关工序管理点的技术文件和规章制度，并经过考试达到要求。 （7）创造实施条件。组织有关部门研究解决工序管理点实施所需条件，如补充量具仪器、增添工位器具、印刷所需图表等。 （8）组织实施，进行试运行。组织工人实施中，各部门要密切配合，质量管理部门进行诊断并提出改进建议。 （9）正式纳入关键工序控制。技术部门和质量管理部门共同组织有关人员，对关键工序控制文件的充分性适宜性和有效性进行评审。通过评审的，正式纳入关键工序控制，如未通过评审的，则进行改进。 3.3 加工余量的确定 1、 加工余量： 指加工过程中所切去的金属层厚度。余量有总加工余量和工序余量之分。总加工余量（亦称毛坯余量）：由毛坯转变为零件的过程中，在某加工表面上切除金属层的总厚度，称为该表面的总加工余量（亦称毛坯余量）。一般情况下，总加工余量并非一次切除，而是分在各工序中逐渐切除，故每道工序所切除的金属层厚度称为该工序加工余量（简称工序余量）。工序余量：是相邻两工序的工序尺寸之差，毛坯余量是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。由于工序尺寸有公差，故实际切除的余量大小不等。 2、影响加工余量的因素主要影响因素分单项介绍如下: （1）前工序形成的表面粗糙度和缺陷层深度（Ra和Da）; （2）前工序形成的形状误差和位置误差（△x和△w） 综上所述，影响工序;加工余量的因素可归纳为下列几点： （1）前工序的工序尺寸公差(Ta) ; （2）前工序形成的表面粗糙度和表面缺陷层深度（Ra+Da）; （3）前工序形成的形状误差和位置误差（△x、△w）; （4）本工序的装夹误差（εb）; 3、确定加工余量的方法 （1）查表修正法(目前应用最广); （2）经验估计法(只适用于单件、小批生产); （3）分析计算法(目前应用较少); 由于该零件在选取毛坯时留的加工余量不是太大，所以在粗加工阶段单边端面留1mm余量以防止零件变形，而在精加工时留余量为零，达到图纸要求。 3.4 尺寸链计算 其中有关的尺寸链计算：如图3-29所示： X 图3-29 尺寸链示意图 所以封闭环的基本尺寸等于增环的基本尺寸减去减环的基本尺寸，即 180=364-X X=184 封闭环的上偏差等于增环的上偏差减去减环的下偏差。 0.2=0.3-EI EI=0.1 封闭环的下偏差等于增环的下偏差减去减环的上偏差。 -0.2=0-ES ES=0.2 得：X=184 第四章 外筒零件磨平面工序的磨床夹具设计 4.1 定位装置的设计 工件在夹具中的定位，对保证加工精度起着重要作用。在加工之前，必须使它相对于刀具和机床占有正确的位置，它包括工件在夹具中的定位、夹具在机床上的安装，以及夹具对刀具和整个工艺系统的调整等工作过程。本次主要设计外筒零件在磨平面工序中磨床夹具中的定位。 工件以76±0.4mm的平面为基准装入圆弧槽，限制了Y轴上下跳动,为了防止工件在X轴左右移动，对工件再用圆柱销进行一次定位，两个自由度。更好的保证零件的同轴度加工，这种定位方法简单可行。 4.2 夹紧装置的设计 定位和夹紧是安装工件密切相关的两个问题，必须同时考虑。它关系到工件的加工质量。为了确保工件在整个加工过程中始终保持在定位元件所确定的准确位置上，必须将工件夹紧，且尽量使夹紧迅速、使用方便和易于制造。 在外筒磨平面这道工序中，采用单件多位夹紧机构。将螺母拧紧，通过浮动件把力分散到零件的几个点上进行加紧。 4.3 绘制夹具总图 磨床夹具装配图如图4-1所示： 图4-1磨床夹具装配图 4.4 夹具操作过程简述 加工时，将螺母7略转几圈不必取下，旋转放下拉杆10，揭开压板5，将工件放入，放下压板，提起拉杆，锁紧螺母即可加工。本夹具体结构简单、操作方便，适合于小型薄壁零件的成批生产。 4.5 夹具精度校核 影响76±0.4的误差分析。 1） 基准不重合误差δ定基=0.4mm 2） 由于这里是平面定位，定位误差δ定位 很小，可以忽略不计。 3） 因为夹紧力所引起的变形对该原始尺寸没有影响，则夹紧所致的误差δ夹紧 为零 4） 砂轮安装的不准确并不影响平面的位置尺寸，所以不考虑δ夹安 5） 与加工方法有关的误差δ加工。圆弧槽的位置尺寸误差、调刀误差、砂轮的跳动、机床工作台面的倾斜和变形等所引起的加工误差，可根据生产经验并参照经济加工精度，大约取0.2mm。 以上诸项可能造成的最大误差为0.20mm，这小于工序误差0.4mm，所以该夹具能够保证工件的精度要求。 第五章 结 论 本次设计是对外筒零件的加工工艺规程及一些专用夹具(磨床)设计，要求绘制零件图、毛坯图、工艺图、夹具装配图、夹具部分零件图。它的制造及相关夹具设计涉及到机械制造专业多方面的内容包括从毛坯的选择、选择生产类型、零件的结构工艺性分析、零件的加工工艺路线、零件的加工方法的确定、加工阶段的划分、加工顺序的安排、设备及工艺装备的选择、加工余量的确定、工序尺寸公差的确定等等方面考虑，同时还要考虑机械加工生产率和技术经济性分析。该文从零件分析，工艺规程的设计，机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定，专用夹具设计四个方面对工艺路线及平面磨床夹具的设计做了详细的阐述。 本设计论文虽然基本满足生产要求，但自动化程度、生产效率低，耗时耗力由于所学知识和时间有限，加上缺乏实践经验，在设计写作过程中难免出现错误，不足之处敬请老师批评指正。 参考文献 [1] 闫光明，侯忠滨，张云鹏。现代制造工艺基础[M]西安：西北工业大学出版社，2007. [2] 狄瑞坤，潘晓弘，樊晓燕。机械制造工程[M]杭州：浙江大学出版社。2001. [3] 薛源顺，机床夹具设计[M]北京：机械工业出版社，2000 [4] 许建新，孔宪光，张振明，CAPP技术综述[J]CAD/CAM与制造业信息化。2002. [5] 蔡瑾，段国林，李翠玉，李德红，夹具设计技术发展综诉[J]河北工业大学报，2002. [6] 魏米，吴大春，机械加工工艺路线的拟定[J]，民营科技，2008. [7] 曾爱新，浅谈机械加工工艺的发展趋势[J]，职培园地，2002。 致 谢 本论文是在阎老师直接指导下开展，从设计图的绘制到论文写作阎老师在百忙之中挤出时间关注我们的进度，多次给予指正修改才完成论文。老师严谨的治学作风、高尚的学术品质、热情的待人态度给我留下了深刻的影响。同时在设计图CAD的软件运用、资料的收集等方面。得到了同学们积极的帮助，占用了他们许多宝贵的时间，在此论文完成之际，谨向严老师以及帮助我的同学表示衷心的感谢！ 同时也感谢学校的老师以及关心我们的领导，督促鼓励我们，我们才能够更好的完成这次的毕业设计！ 最后向在百忙之中评阅本次毕业设计并提出宝贵意见的各位老师们表示最诚挚的谢意！ 毕业设计小结 时间如流水细而不断，看起来漫长，却无时无刻不在逝去；想挽留，但无力回天，一伸手，有限的时光却在指间悄然溜走，18周的时间就这样过去了，我的毕业设计终于结束了。在这期间我收获了很多让我体会到有笑有累的光阴。非常感谢学校的老师一直陪伴着我们，每当思路上遇到困难的时候都是因为你们的帮助。 在此要感谢我的指导老师--阎光明对我悉心的指导和帮助。在设计过程中，我们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。在整个论文撰写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。而且大大提高了独立思考的能力，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。总之虽然这次的毕业设计结束了，但我学到了很多，但我知道这只是一个开始而已。我要对自己的有更高的要求，才能作为动力不断的取得新的成绩。 论文设计中让我学会了不少东西。原来那种浮夸的心态没有了，取而代之的是脚踏实地的努力工作学习。当我摆正自己的心态，以积极乐观向上的心态投入到设计当中，突然觉得心中又多了一份人生的感悟，这次毕业设计让我深刻的体会到了专业的重要性，让我给自己有了一个更好的定位，为将来的工作打好了基础。 附 录 附录1——外筒零件图 附录2——外筒加工工艺卡片 附录3——磨床夹具装配图 32