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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毕业设计文献综述
题 目: 泥浆泵Y型管加工工艺与工装设计
Design of Mud Pump Y-tube Process
Equipment and Fixture
系 别: 机电工程系
专 业:机械制造及其自动化
姓 名:
学 号:
指导教师:
日 期: 2012 年 月 日
引 言
现代制造工艺技术是先进制造技术的重要组成部分,也是其最有活力的部分。产品从设计变为现实是必须通过加工才能完成,工艺是设计和制造的桥梁,设计的可行性往往会受到工艺的制约,工艺往往会成为“瓶颈”,因此工艺方法和水平是十分重要的。不是所有的设计的产品都能加工出来,也不是说有设计的产品通过加工都能达到预定的技术性能要求。
“设计”和“工艺”都是重要的,把“设计”和“工艺”对立和割裂起来是不对的,应该用广义制造的概念统一起来。人们往往看重产品设计师的作用,而未能正确评价工艺师的作用,这是影响制造技术发展的一个关键。
同样的设计可以通过不用的工艺方法来实现,工艺不同,所用的加工设备,工艺装备也不同,其质量也会有差别工艺是生产活动中最活跃的因素,有了某种工艺方法才有相应的工具和设备出现[1]
机床夹具是机械制造业中不可或缺的重要工艺设备,可以保证机械加工质量,提高生产效率,降低生产成本,减轻劳动强度,实现生产过程自动化,使用专用夹具还可以改变原机床用途和扩大机床使用范围,实现一机多能,所以夹具在机械加工中发挥着重要作用,大量专用机床夹具的采用为大批量生产提供了必要条件。[2]
本课题是针对泥浆泵Y型管的加工进行工艺路线的设定,同时根据该零件的特殊外形而设计出适应拟定加工路线的专用夹具。
1.加工工艺路线的确定与分析
本次设计的Y型管工艺与工装夹具,应先有工艺再由工艺路线来确定所需的夹具。由零件图来分析,Y型管的尺寸较大,是个类箱体式的零件,因此所采用工艺以加工箱体类零件工艺类似。
编制加工箱体类零件的工艺路线,应注意一下要点:
1:先面后孔的顺序,先加工面由于切除毛坯表面的凹凸不平,表面夹砂等,方便后面加工孔时的找正划线。
2:粗精加工分开,粗加工时产生的切削力,夹紧力,切削热对加工精度有重大影响,如果立即进行精加工,粗加工后产生各种原因引起的变形没显现出来,从而影响最终精度。
3:合理安排工序集中与分散。
4:安排适当的热处理工序,铸造后应安排热处理消除内应力。[3]
本次设计主要遵循以上几点,设计出较为合理的加工工艺路线,减少加工成本。
2.毛坯余量的确定
机械加工余量的大小,不仅影响机械零件毛坯尺寸,而且也影响工艺装备尺寸,设备的调整,材料的消耗,切削用量的选择,加工工时的多少。因此正确的确定机械加工余量,对于节约金属材料,降低刀具耗损,减少工时,从而降低产品制造成本,保证加工质量具有重要意义。[4]
3.加工路线选择
平面加工路线选择:一般有5种选择
1.粗铣-半精铣-精铣-高速铣 2.粗刨-精刨-研磨或刮研 3.粗铣-半精铣-粗磨-研磨
4.粗拉-精拉 5粗车-半精车-精车-金刚石车
孔的加工路线选择:一般有4种
1.钻-粗拉-精拉 2.钻-扩-铰 3钻-精镗-金刚镗 4.钻-粗磨-精磨-研磨[1][5]
根据本次设计的实际情况,平面加工路线选择路线1,孔加工路线选择2与3
4.机械加工时间定额确定
时间定额由基本时间,辅助时间,布置工作地时间,休息和生理需要时间,准备与终结时间组成。本次设计主要着重考虑基本时间的确定。
其中
加工长度 刀具切入长度 刀具切出长度 进给次数 加工余量 背吃刀量 进给量 机床主轴转速 切削速度 加工直径 所有数据单位(mm)[1][6]
5.机床夹具设计
机床夹具按照加工方式不同而有不同的夹具,通常用的有:车床夹具,铣床夹具,镗床夹具,钻床夹具,拉床夹具等等。本次设计只只针对Y型管设计了一个镗床夹具与一个钻床夹具,因此本文只讨论镗与钻夹具。
(1)镗床夹具:镗床夹具又称镗模,主要用于加工箱体,支座等零件上的孔或者孔系。采用镗模,可以不受镗床精度影响而加工出有较高精度要求的孔系。镗模不仅广泛用于镗床和组合机床,也可以用在一般机床(车床,铣床等)上用于加工有较高精度要求的孔及孔系。
镗床夹具具有钻床夹具的特点,有镗套引导镗刀或镗杆进行镗孔,工件上孔或孔系的位置精度主要由镗床夹具的精度保证。
(2)钻床夹具:钻床夹具也习惯称钻模,使用钻模加工时,是通过钻套引导刀具进行加工。钻模主机要用于加工中等精度,尺寸较小的孔或孔系。使用钻模可提高孔及孔系间位置精度,同时节省划线找正的辅助时间,其结构简单,制造方便,因此钻模在批量生产中得到广泛应用。[7]
6.切削力的计算
(1)镗削力计算:镗孔与车削孔的与原理一样,选用车削力计算公式即可。
切削力公式:
(2)钻削力计算:钻削力 钻削力矩 [8][9]
7.国内外机械制造工艺的发展
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。国内最早开发的CAPP系统是同济大学的修订式TOJICAP系统和西北工业大学的创成式CAOS系统,其完成的时间都在80年代初。经过20多年的历程,国对CAPP技术已进行了大量的探讨与研究,无论在研究的深度上和广度上都不断取得进展。[10]
8.总结
国民经济的发展和进步,在很大程度上取决于机械制造技术水平发展。可以看到,当今信息技术的发展,使传统的制造业革新了它原来面貌,但这决不是削弱了它的重要地位,这一点已为不少国家经济发展的历史所证明。
随着计算机,微电子,信息和自动化技术在制造技术领域的迅速应用,产品更新周期变短,促使机械制造技术向以下方向发展:
(1) 向高柔性化和自动化发展
(2) 精密加工和超精密加工将日益广泛
(3) 发展高速切削,强力切削
(4) 多种加工技术并行发展
现代制造技术在传统的技术基础上不断吸收机械,电子,信息等将其综合应用于产品设计,加工装配,检验测试,经营管理乃至售后服务回收的全过程,以实现优质,高效,优质,低耗,清洁灵活的生产。[1][11]
参考文献
[1] 王先逵主编 机械制造工艺学 北京:机械工业出版社 2006.1
[2] 李名望主编 机床夹具设计实例教程 北京:化学工业出版社 2009.8
[3] 张世友 箱体类零件的加工工艺分析 哈尔滨 机械与电子2010.17
[4] 孙本绪 熊万武编 机械加工余量手册 北京:国防工业出版社 1999.11
[5] 杨叔子主编 机械加工工艺师手册 北京:机械工业出版社 2001.8
[6] 孟少农主编 机械加工工艺手册 北京:机械工业出版社 1992
[7] 李鸣望主编 机床夹具设计实例教程 北京:化学工业出版社 2009.8
[8] 陆剑中 孙家宁主编 金属切削原理与刀具 北京:机械工业出版社 2005.1
[9] 王先逵主编 机械加工工艺手册(第二版)1工艺基础卷 北京:机械工业出版社 2006.12
[10] 于靖华,基于特征的箱体零件CAPP系统的研究。大连,大连大学机械工程学院
1001—2265(2006)06—0094—03
[11] 袁广主编 机械制造工艺与夹具 北京:人民邮电出版社
[12] Charles F.Carter,JR. Rapid Manufacturing Technology for Casting Mould,1999
[13] Charles F.Carter,JR. Rapid Manufacturing Technology for Casting Mould,1999
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