泥浆泵Y型管加工工艺与工装夹具设计【镗φ231两对称孔】【钻φ35孔】【说明书+CAD】
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广东技术师范学院天河学院
本科毕业设计开题报告
题 目: 泥浆泵Y型管加工工艺与工装设计
系 别: 机电工程系
专 业: 机械设计制造及其自动化
姓 名: 王达
学 号: 2008611743121
指导教师: 王敏之
2011年 12 月 31 日
- 6 -
本科毕业设计开题报告
系别
机电工程系
专业
机械设计制造及其 自动化
班级
本机制081
姓名
王达
学号
2008611743121
联系方式
13570973597
题目
泥浆泵Y型管加工工艺与工装设计
一、 选题背景
中国泥浆泵市场发展迅速,产品产出持续扩张,国家产业政策鼓励泥浆泵产业向高技术产品方向发展,国内企业新增投资项目投资逐渐增多。投资者对泥浆泵行业的关注越来越密切,这使得泥浆泵行业的发展需求增大。
泥浆泵有着深远的社会价值。当今世界各国加大了石油资源开采的力度。同时我国对中西部地区大开发,对母亲河黄河、长江及各水系如澜沧江、金沙江、鸦龙江等的开发应用,综合治理。铁路、桥梁、隧道、大小水电站层出不穷,对泥浆泵的需求正在逐渐增多。
因此可以看出社会与市场对泥浆泵的需求量是非常大的,而且将会越来越大。所以通过创新生产出优良的泥浆泵,提高它的稳定性,安全性和使用性能就显得十分必要了。而Y型管又是泥浆泵的重要零件之一,所以泥浆泵Y型管加工工艺与工装设计是一个非常重要的课题。
二、课题设计
2.1课题的内容
为了提高生产率和经济性,为了能提高生产效益,我们必须通过分析零件,列出不同的方案,通过对比选择更优的加工方案,确定加工路线。归纳起来主要以下内容:
(1)、完成泥浆泵Y型管加工工艺与工装设计的综述,外文资料的翻译(2000字 符);
(2)、完成Y型管加工工艺路线的拟定(生产类型为中批);完成一副镗夹具和一副铣夹具的草图;
(3)、根据拟定的Y型管加工工艺路线和夹具草图,完成所有参数、尺寸的计算、查表和确定;
(4)、完成整套工艺规程的设计以及两副夹具的装配图与零件图(折合2涨0 # 以上图纸);
(5)、完成设计说明书(至少8000字以上)。
通过优化设计和精密计算,生产出符合要求甚至优于要求的Y型管,从而提高泥浆泵的安全性和增强其使用性能,比如:降低机械工作时的噪声,改善工作环境,有益于工作者的身心健康。
2.2课题的目的
(1)创新性的生产出符合要求的Y型管,解决工程实际问题,提高生产效率
(2)通过创新设计,生产出满足不同需求的Y型管,解决市场需求
(3)掌握机械加工和装配方面的基本理论知识
(4)巩固学过的知识,包括:制图知识,机械制造技术知识,CAD、UG软件等
(5)掌握如何设计铣床夹具,镗床夹具
(6)掌握制定零件加工工艺过程,产品装配工艺过程方法
(7)学会分析影响加工质量的原因,了解先进制造技术,想方设法改进技术
2.3课题的意义
机械加工所用的工艺装备主要是刀具、夹具,以及计量器具和辅具,工艺装备的选择或设计是否合理,对工件加工的精度、表面质量、制造成本和生产率等至关重要.对于一些几何形状复杂,或者精度很高,或者两者兼而有之的零件,如果不使用专门的工艺装备,根本就无法加工,即使不使用专门的工艺装备能加工出来,生产效率也是极低的. 而且加工中心在生产实际中的应用已越来越广泛,使得机械制造的理念与过程发生了显著的变化.工艺装备设计如果比较合理与先进,在保证加工精度和表面粗糙度的同时,还可以获得高的生产率。
本课题主要研究的是泥浆泵Y型管加工工艺和工装设计. 通过综合运用大学期间所学知识,编制Y型管加工工艺过程, 分别设计镗夹具、钻夹具和铣夹具各一副,巩固以前的所学知识,提高自身的能力,从而为今后踏上社会打好坚实的专业知识基础。
三、课题研究现状
3.1国外研究现状
CAPP的开发、研制是从60年代末开始的,在制造自动化领域,CAPP的发展是最迟的部分。世界上最早研究CAPP的国家是挪威,始于1969年,并于1969年正式推出世界上第一个CAPP系统AUTOPROS;1973年正式推出商品化的AUTOPROS系统。 在CAPP发展史上具有里程碑意义的是CAM-I于1976年推出的CAM-I’S Automated Process Planning系统。取其字首的第一个字母,称为CAPP系统。目前对CAPP这个缩写法虽然还有不同的解释,但把CAPP称为计算机辅助工艺过程设计已经成为公认的释义
美国推出的CAPP课题到目前为止,已经取得了长足的进步。作为CAPP中的关键技术之一——工序工步排序,工序工步排序是工艺设计与否的关键,也是工艺设计的难点之一。它在很大程序决定了CAPP系统的应用水平,同时也是衡量CAPP系统智能化和实用化程度的一个重要标志。最近几年,研究人员对CAPP的工序工步排序理论与方法进行了广泛的研究和深入的探索,将人工智能技术、人工神经网络,面向对象方法和特征技术等引入到CAPP系统中。
3.2国内研究现状
国内钻井泵现状轻使钻井泵功率在9 55kw以下,主要配套于4000m以下钻机,因此,轻便钻井泵的市场前景基本依从于4000m以下钻机的使用现状和发展。根据2000年的统计,中国拥有钻机1000余台,占世界钻机总量的32%,其中中石油集团公司拥有702台。
目前中国泥浆泵Y型管加工主要还是以小批量生产为准,对夹具的使用比较少,更不用说是组合夹具,都是通过工人们的划线加工,和试切法加工,所以中国的Y型管加工工艺工序细且长,装夹的次数多,不能形成一条流水线生产的生产线。当然,在中国比较有实力的生产商使用了先进的工艺工装和工装夹具,但,还是脱离不了工序长、工时长、耗能大等问题,所以生产效率不高,工时长,产品的次品率高,产品的性能低,不利于市场的需求。在机械方面国内的起步晚于国外,特别在制造工艺方面,现在国外广泛采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。但是我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。国内的数控机床普及率还是很不高,我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。国内在夹具的标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面尚处于起步阶段。
四、课题设计方案
4.1设计方案选型与分析
由于Y型管的管孔直径远大于40-50mm所以选择毛坯为铸件,首先铸出3个孔
方案一:1、毛坯选择Y型管铸件
2、以Y型管管孔为粗基准粗设计镗床夹具加工Y型管的3个孔
3、镗床精加工孔
4、以Y型管分叉2个管脚作为基准设计铣床夹具初加工端面
5、精加工端面
方案二:1、毛坯选择Y型管铸件
2、用组合双面铣床粗加工Y形管的两端面
3、精加工两端面
4、以Y型管管孔为粗基准粗设计镗床夹具加工Y型管的3个孔
5、精镗Y型管的3个孔
4.2方案的确定
选择方案二:先加工两个端面,由于先切除了毛坯的表面凹凸不平和表面夹砂等缺陷,在加工分布在平面上的孔时,划线找正方便。而且镗刀开始镗孔时不会因为端面有高低不平而产生冲击振动,损坏刀刃。Y型管的3个孔系属于同轴孔系,需先确定基准平面后保证3孔的中心线在同一水平面,保证中心线的装配精度要求。因此选择先确定面再确定孔,先分别粗加工3孔后再精加工主要考虑加工时产生的切削热变形,粗加工时切削量较大,加上孔对装配的精度要求采取粗加工精加工分开,有利于减小由于加工热变形产生的误差
4.3方案的特点及创新
由于零件孔对与装配精度的需求,加工平面时应减小装甲保证两面的位置精度,所以采用双面铣的组合专用机床,再在镗床对孔进行加工。这样可以减少工装夹具的设计量,同时可以保证上下端面的平行度要求,同时也保证加工孔的需求,有利于校正毛坯孔的精度
五、预期成果
本次设计的零件为中批生产,设计工艺与工装有利于保证生产的精度要求,同时减小夹具的设计量,规范化生产,提高加工效率。
六、设计主要步骤
1绪论
2.Y型管工艺规程设计
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
2.1.2零件的工艺分析
2.2箱体零件加工的主要问题
2.2.1主要加工问题分析
2.2.2孔和平面加工顺序
2.2.3孔系加工方案选择
2.3加工定位基准选择
2.3.1粗基准选择
2.3.2精基准选择
2.4工艺路线的确定
2.5加工余量工序,毛坯尺寸的选择
2.6加工工时确定
2.7小结
3.专用夹具设计
3.1镗夹具设计
3.1.1工件夹紧分析
3.1.2定位方案分析和定位基准选择
3.1.3定位元件的设计
3.1.4定位误差分析
3.1.5切削力计算与夹紧力分析
3.1.6镗套支架及家具体设计
3.1.7小结
3.2钻夹具设计
3.2.1工件夹紧分析
3.2.2定位方案分析和定位基准选择
3.2.3定位元件设计
3.2.4定位误差分析
3.2.5切削力计算与夹紧力分析
3.2.6钻套与钻模板设计
3.2.7小结
4结论
参考文献
致谢
附录一:外文翻译
附录二:文献综述
七、进度计划
序号
任务名称
开始时间
结束时间
1
选题
2011.12.2
2011.12.5
2
查阅中、外文献资料,外文资料翻译,确定系统设计方案
2011.12.10
2011.12.25
3
开题
2011.12.26
2012.1.8
4
进行毕业设计
2012.2.27
2012.3.12
5
中期检查
2012.3.13
2012.4.2
6
上交毕业设计正稿打印版及电子材料,毕业设计及设计说明书光盘,完成毕业答辩ppt
2012.5.8
2012.5.14
7
毕业答辩
2012-05-15
2012-05-21
七、参考文献
[1] 王先逵,机械制造工艺学(第二版)。北京:机械工业出版社2006.1
[2] 陆剑中,孙家宁,金属切削原理与刀具。北京:机械工业出版社 2005.1
[3] 梁旭坤,焦建雄,机械制造基础(公差,配合,材料热加工分册)。长沙:中南大学出版社 2006.6
[4] 李益民,机械制造工艺设计简明手册。北京:机械工业出版社
[5] 龚定安等主编,《机床夹具设计》,西安交通大学出版社 1999
[6] 数字化手册编委会,《设计夹具设计手册》,机械工业出版社 2009.2
[7] 张世友,箱体类零件加工工艺分析。哈尔滨技师学院,哈尔滨,科技信息2010.2(17)
[8] 王凡 宋建新主编,《实用机械制造工艺设计手册》,机械工业出版社2008.5
附录:文献综述与外文翻译
指导教师意见:
指导教师签名: 年 月 日
教研室审核意见:
教研室主任签名: 年 月 日
备注:本开题报告须装入学生的毕业设计(论文)档案袋存档。
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夹具
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