某盘盖零件的机械加工工艺规程设计

某盘盖零件的机械加工工艺规程设计摘要机械加工行业作为一个传统而富有活力的行业，近十几年取得了突飞猛进的发展，在新经济时代，行业呈现了新的发展趋势，由此对其它的质量，性能要求有了新的变化。现在机械加工行业发生着结构性变化，工艺工装的设计与改良已成为企业生存和发展的必要条件，工艺工装的设计与改良直接影响加工产品的质量与性能。作为重型机械零部件企业，在工艺技术上保证生产出高品质低成本的产品是企业能在激烈的市场竞争中立足的关键。零部件的加工工艺直接影响产品的质量和企业的经济效益。本文针对农用机械上的和中零部件体上盘体的加工工艺流程。首先介绍了该农用机械上的零部件体的作用和工艺分析，其次确定毛坯尺寸，然后进行了工艺规程设计并确定零部件休的加工艺规程设计，从机床选取、刀具选取、刀具夹紧方式的选取、刀具动平衡、刀具安全性、切削用量的选取以及冷却技术等方面进行介绍。最后对其零件进行三维建模。此次设计是对零部件体的加工工艺，其零件为工件，具有体积较大，零件结构较复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，用P ro/E对零件进行三维建模，绘制二维工程图。第一章关键词：零部件；加工工艺；工艺流程；Pro/E绪论 1.1研究背景及意义随着我国重型机械工业的发展，尤其是汽车的快速增长，其发展越来越趋向于高速重载化，客户对零部件的性能也提出了更高的要求，因此质量高、性能好、承载大的重型机械零部件市场不仅需求量大，而且一直供不应求。市场的需求永远是第一位的，在多档大扭矩零部件的领域中，我公司的新产品会不断的推陈出新。因此就带来一个新问题，其中的重点之一就是新产品盘体类零件的快速上量，提升能力。本课题设计的目的就是通过对盘类零件进行工艺研究，对生产线进行工艺流程规划，达到适合生产多品种变批量盘体零件加工的目的。 1.2零件制造技术的发展与现状随着机械工业的发展，切削加工得到了进一步的发展，可以说制造技术仍然是最基础的工艺。目前，高速切削代表着切削加工工艺最重要的发展方向。研究表明，在常规的切削速度范围内，切削温度随着切削速度增大而提高，在一定的速度范围内，切削温度太高，任何刀具都无法承受，切削加工不可能再继续下去。但是，当切削速度再增高，切削温度反而降低，切削力也大幅度下降。在高速切削时，切削热的绝大部分被切屑带走，工件基本保持冷态，而切屑温度却要高得多。高速切削就是指切削温度随切速的增加不再显著增长的切削阶段，在高速切削条件下，切削机理与常规加工方法相比产生了变化，切削过程变得比常规切削速度下容易。高速加工的结果与常规速度加工相比，其材料切除率增加2～3倍，主切削力减小了70%，而加工件的表面质量明显提高。目前实际生产中高速切削应用的材料一般为铝、铝合金(含硅量小于 12%)以及铸铁，根据工艺的划分，车削可达到700～7000 m/min；铣削可达到300～6000 m/min；钻削可达到200～1100 m/min。按加工材料分。钛合金200～1000 m/min；钢800～5 000 m/min；铸铁900～6000 m/min；铜1 000～7500 m/min；铝合金 1100～8000 m/min。高速切削加工是一项系统工程，它与多种外围技术相关联，比如机床、刀具、工件特点与性质，另外还有 CAM 技术、加工状态监控技术等。高速切削加工试验(高的切速、小的切深、快的进给)表明，它可以提高加工效率和降低加工能耗(单位功率的材料切除率)，又能获得高的加工精度和表面质量(表面完整性和粗糙度)，尤其适合加工薄壁零件。在汽车工业领域里，高速加工中心的加工效率已经取代了组合机床，它已经逐渐成为柔性生产线主力加工设备，并且有力地推动着大批量生产的柔性化。高速加工作为一种新的技术，其优点是显而易见的，它给传统的数控加工带来了一种革命性的变化，但是，目前既便是在加工机床水平先进的瑞士、德国、日本、美国，对这一崭新技术的研究也还处在不断的摸索研究中。有许多问题有待于解决：如高速机床的动态、热态特性；刀具材料、几何角度和耐用度问题；机床与刀具间的接口技术（刀具的公平衡、扭矩传输）；冷却润滑液的选择；CAD/CAM的程序后处理问题；高速加工时刀具轨迹的优化问题等等。国内在这一方面的研究采尚处于起步阶段，要赶上并尽快缩小与国外同行业间的差距，还有许多路要走。 1.3零部件盘类零件生产技术的发展与现状 19 世纪末，法国巴黎 Panhard­Levassor 机床公司开始制造汽车，它采用的是一种典型的手工生产方式。几乎没有两辆汽车是相同的！第一次世界大战后，以美国福特汽车公司为代表的大批量生产方式逐渐取代以欧洲企业为代表的手工生产方式；但是，福特公司长达10年的时间，仅生产T型车，它的生产设备没有柔性，如果改变品种，不仅耗资巨大，而且要停产一年。市场需求变化加快，产品更新换代的频率越来越高。当前，世界上汽车行业已经从当年流行了半个世纪的美国福特公司所倡导的单一品种，大批量生产模式转到日本丰田公司的多品种、小批量的生产模式。产品换型速度的加快，要求生产设备不但效率高，而且要有良好的柔性，柔性制造系统在国外发达国家已经得到广泛应用。我国组合机床从20世纪初开始向数控和柔性发展，加工中心单元以其所具有高速度、高柔性、高精度、高效率等特点，弥补了传统组合机床方面的不足，不断地得到用户的认同。随着数控加工中心，数控镗削中心等先进加工设备的大规模应用，使得一种新的生产方式加以出现，那就是对具有多品种，大批量（特别是中，小批量）都具有极强的适应性的柔性化生产方式，这类生产线被称为柔性制造线。柔性制造线是随着生产技术的发展，市场需求对产品的功能与质量的要求越来越高，新旧产品换代的周期越来越短，同时产品的复杂程度也越来越高，为了同时提高制造工业的柔性和生产效率，从而在保证质量的前提下，缩短产品生产周期，降低产品成本，始终使中小批量生产能与大批量生产抗衡的要求下应运而生的。目前，柔性制造线在我国还处于开发阶段，与国际先进水平仍有较大差距。 1.4机械制造工艺技术相关知识零部件体机械加工工艺规程的制订（1）根据零件图和产品装配图，对零件进行工艺分析在对零部件体进行工艺规程设计时，应掌握该零件在部件或总成中的位置、公用以及部件或总成对该零件提出的技术要求，明确零件的主要工作表面，以便在拟定工艺规程过程中采取措施予以保证掌握零件的结构形状、材料、硬度及热处理等情况，了解该零件的主要工艺特点，形成工艺规程设计的总体构想。分析零件上有哪些表面需要加工，以及各加工表面的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等方面的技术要求；明确哪些表面是主要加工表面，以便在选择表面加工方法及拟定工艺路线时重点考虑；对全部技术要求应进行归纳整理。（2）计算零件的生产纲领，确定生产类型根据零件图查表可知，零部件为重型零件，根据生产要求将确定该零件为大批量生产。（3）确定毛坯种类和制造方法机械加工中毛坯种类有很多种，如工件、锻件、型材、挤压件、冲压件及焊接组合件等。根据零部件体零件图所选择的材料，零部件体零件加工工程中应达到的技术指标和加工特点，零件生产的经济性，如何选择合适的毛坯种类也是设计重点。其次，如何选择毛坯制造方法也是设计中必不可少的环节，一般地，选择毛坯的制造方法应考虑一下几个方面因素：a、材料的工艺性能；b、毛坯尺寸、形状和精度要求；c、零件生产纲领；d、采用新型材料、新工艺、新技术的可能性。（4）确定毛坯尺寸和公差如何确定毛坯尺寸，也就是如何确定加工余量，对确保加工质量、提高生产率和降低成本都有重要的意义。余量不能确定过大或是过小，所以应当选择合适的方法来确定加工余量，保证零件加工各项尺寸及技术指标。同时，选择合适的尺寸公差对零件加工和零件生产的经济型也有很大的影响。（5）拟定工艺路线拟定工艺路线包括：定位基准的选择；各表面加工方法的确定；加工阶段的划分；工序集中程度的确定；工序顺序的安排。这也将是支座机械加工工艺规程设计制定的重点（6）确定各个工序的加工余量，计算工序尺寸及公差（7）选择各个工序的机床设备及刀具、量具等工艺装备（8）确定各个工序的切削用量和时间定额（9）编制工艺文件 1.5论文的主要内容零部件的加工工艺直接影响产品的质量和企业的经济效益。本文针对某零部件体上盘体的加工工艺流程进行设计。介绍了该农用机械上的零部件体的作用和工艺分析，其次确定毛坯尺寸，然后进行了工艺规程设计并确定零部件休的加工艺规程设计，从机床选取、刀具选取、刀具夹紧方式的选取、刀具动平衡、刀具安全性、切削用量的选取以及冷却技术等方面进行介绍。零部件体零件为工件，具有体积较大，零件结构较复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，其机构设计简单，方便且能满足要求并用Pro/E进行三维建模，绘制二维工程图。具体内容如下：1．对零件进行工艺分析，画零件图。学生在得到设计题目之后，应首先对零件进行工艺分析，其主要内容包括：①对零件的作用以及技术要求进行分析；②对零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙度以及设计基准进行分析；③对零件的材质，热处理及机械加工的工艺性进行分析。2．选择毛坯的制造方法。选择毛坯应该以生产批量的大小、零件的复杂程度、加工表面及非加工表面的技术要求等几方面来综合考虑。正确地选择毛坯的制造方式，可以使得整个工艺过程经济合理，故应慎重进行。在通常情况下，应注意以生产性质来决定。3．制订零件的机械加工工艺路线。①制订工艺路线。在对零件进行分析的基础上，制订零件的工艺路线。对于比较复杂的零件，可以先考虑几个加工方案，经分析比较后，再从中选择比较合理的加工方案。②选择定位基准，进行必要的工序尺寸计算。根据粗、精基准选择原则，合理地选定各工序的定位基准。当某工序的定位基准与设计基准不符合时，则需对它的工序尺寸进行换算。③选择机床及工、夹、量、刃具。机床设备的选用应当既要保证加工质量，又要经济合理。在成批生产条件下，一般是采用通用机床和专用夹具。④加工余量及工序间尺寸与公差的确定。根据工艺路线的安排，要求逐个工序、逐个表面地确定加工余量。其工序间尺寸公差，按经济精度确定。一个表面的总加工余量，应该为该表面各工序间加工余量之和。⑤切削用量的确定。在机床、刀具、加工余量等已确定的基础上，要求学生用公式计算出1-2道工序和切削用量，其余各工序的切削用量可由“机械制造工艺设计手册”中查到。⑥画毛坯图。在加工余量已确定的基础上画毛坯图。毛坯的轮廓要求用实现绘制，零件的实际尺寸用双点划线绘出，比例取1:1。同时，应在图上标出毛坯的尺寸、公差、技术要求、热处理等。⑦填写机械加工工艺过程卡及工序卡片。将前述各项内容以及各工序加工简图，一并填入。第二章零部件的机械加工工艺规程设计2.1.零部件的工艺分析及生产类型的确定不同系列零部件盘体零件具有不同的体积、重量、结构和材质，其加工特性也有较大区别，一个新产品的加工方案是否有效，是否具有合理性，可实施性，必须经过一个严谨的过程。本文所设计的某零部件盘体类零件具有体积小，重量小，结构简单等特点。因此，盘体类零件加工难点较低，但是设计加工工艺时需要从多方面分析，最终选择最优方案。 2.1.1零部件的作用本设计的零件是某一盘盖零件，它是机械箱体系统中的一个重要零件。零部件盘体的主要作用是支承各运动件，保证各平面度，并保证零部件部件正确安装。因此零部件盘体零件的加工质量，不但直接影响机械零部件的装配精度和运动精度，而且还会影响机械的工作精度、使用性能和寿命。零部件主要是实现机械的支撑作用。零部件盘体零件的凸台用来安装零部件，中心的工艺孔 20mm n、用以定位装夹，实现其凸台侧面、腰形槽、圆盘顶面铣加工。各部分尺寸零件图中详细标注如图2.1所示。图 2.1 零部件零件图 2.1.2零部件零件的工艺特点（1）盘体类零件的特点 1）在盘体上有精度较高的凸台、腰形槽及安装基准面等； 2）这些凸台和平面分布在盘体的各个面； 3）各个平面之间有严格的形位公差要求。（2）