高壓氣瓶固定支耳加工工藝設計

本科論文目錄30497摘要 I31717Abstract II28078引言 1106281零件分析 3200041.1零件的用途 3299011.2零件的圖紙分析 4113661.3零件的結構工藝分析 518651.4零件的生產類型 592902毛坯的選擇 6277062.1確定毛坯種類 6327032.2確定鍛件余量及形狀 6273012.3繪制毛坯圖 7172163機械加工基準，工藝路線的設計 842183.1定位基準的確定 8314483.1.1選擇粗基準 8113.1.2選擇精基準 8133743.2工藝路線的制定 9230933.2.1選擇表面加工方法 9140323.2.2確定工藝過程中的加工方案 9130363.2.3工藝路線分析 11206064加工設備及工藝裝備的選擇 12110164.1根據(jù)不同的工序選擇不同的機床 1217554.2選擇加工設備和工藝設備 12249585工序尺寸和切削用量的確定 14138105.1加工余量、工序尺寸的確定 14162406夾具設計 22129496.1夾具結構和類型 22321886.2支耳夾具設計 22297506.2.1明確夾具設計任務和生產綱領 22306986.2.2夾具定位裝置 22109026.2.3夾緊力的計算和技術要求 24163026.2.4夾具精度分析 241476結論 2615704參考文獻 2727462附錄1加工中心程序清單 2919690致謝 34本科論文摘要本次設計的課題是高壓氣瓶固定支耳機械加工工藝設計，廣泛用于國防軍事領域的武器和武器裝備、航空航天、光電儀器儀表等多個行業(yè)。以導彈系統(tǒng)中的高壓氣瓶為例，高壓氣瓶的固定安裝對導彈和發(fā)射裝置的作戰(zhàn)效能及安全性有著重要的影響。有此可見，高壓氣瓶固定支耳的設計至關重要。即固定了氣瓶又實現(xiàn)了氣瓶與裝置之間的震動傳導，對導彈的精準打擊有了保障。、零件支耳由于環(huán)境比較苛刻，對材料性能和結構作用有較大的要求。耐高溫，高壓，耐磨，沖擊振動，質量輕，設計小巧。本文根據(jù)零件的生產要求，并進行了機械制造工藝規(guī)程設計。高壓氣瓶固定支耳是帶有一定弧度的薄片，使用時，在圓形周邊外圍平均設置三個支耳，在三個支耳上分別設置固定孔，并通過銷釘將固定孔固定在支腳上。而三個支耳之間用鋼帶卡箍纏繞固定。并對零件進行工藝分析合理安排工序，安排合理的加工路線，手動編出程序加工出最終零件，模擬觀察在自己加工過程中所犯的錯誤找出不足加以改正，如背吃刀量、毛坯、進給量等等一系列參數(shù)。還要利用CAD制出圖紙，根據(jù)圖紙加工實物，最終完成畢業(yè)設計。關鍵詞：氣瓶；機械加工；工藝設計；編程AbstractThesubjectofthisdesignisthedesignofthemechanicalprocessingtechnologyforhigh-pressuregascylinderfixedlugs,whichiswidelyusedinmanyindustriessuchasweaponsandweaponryinthedefensemilitaryfield,aerospace,andphotoelectricinstruments.Takingthehigh-pressuregascylinderinthemissilesystemasanexample,thefixedinstallationofthehigh-pressuregascylinderhasanimportantimpactontheoperationalefficiencyandsafetyofthemissileandthelauncher.Itcanbeseenthatthedesignofthefixedlugsofthehigh-pressuregascylinderisveryimportant.Thatis,thegascylinderisfixedandthevibrationtransmissionbetweenthegascylinderandthedeviceisrealized,whichguaranteesthepreciseattackofthemissile.1.Duetotheharshenvironment,thepartsearshavegreaterrequirementsonmaterialperformanceandstructure.Hightemperature,highpressure,wearresistance,shockandvibration,lightweight,compactdesign.Inthispaper,accordingtotheproductionrequirementsofparts,andthedesignofmechanicalmanufacturingprocessregulations.Thefixinglugsofthehigh-pressuregascylinderarethinsliceswithacertaincurvature.Wheninuse,threelugsarearrangedontheperipheryofthecircularperiphery.Fixingholesarerespectivelyprovidedonthethreelugs,andthefixingholesarefixedonthefeetbypins.Thethreelugsarewoundandfixedwithsteelbandclamps.Processanalysisofthepartsandarrangetheprocessesreasonably,arrangeareasonableprocessingroute,manuallycompiletheprogramtoprocessthefinalparts,simulateandobservethemistakesmadeduringtheirprocessing,findouttheshortcomingsandcorrectthem,suchasbackeatingknifeamount,roughAseriesofparameterssuchasfeedrate.WealsoneedtouseCADtomakedrawings,processtheobjectsaccordingtothedrawings,andfinallycompletethegraduationdesign.Keywords:mechanicalprocessing;processdesign;programming引言機械制造行業(yè)代表一個國家的工藝加工制造水平，也是我們國家經濟的支柱、民眾經濟的重要產業(yè)，機械行業(yè)現(xiàn)在發(fā)展的飛快，也在對我們的生活產生了許多影響，對于管理經營和文化都有著非凡的影響。隨著當今社會的不斷發(fā)展，制造行業(yè)的突飛猛進，現(xiàn)如今制造技術和自動化水平的好壞已成為衡量一個國家經濟發(fā)展水平的標準[1]。隨著需求者的需求，生產產品的加速和產品更新的速度以及生產效率和制造質量也越來越高，在機械加工工藝方面衡量出了一個標準。先進的機械制造業(yè)主要特點在于具備自動化技術及設備，當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控加工，實現(xiàn)車間的機械自動化，使人擺脫勞苦力，實行機電一體化標準的自動化車間，用來提高國家制造能力、水平以及效率，提高對市場需求的適應能力、與他國制造業(yè)競爭能力，達到并滿足市場千變萬化的需求，從而提高我國在世界工業(yè)上的地位[2]。在我們實際生活生產當中，對于某個零件，通常不可能使用單一機床或某種加工方法來完成，是需要采用多種類型機床以及數(shù)控并且還需要一定的工藝過程。在零件加工過程中，不僅要符合要求還要有適當?shù)募庸し椒āC械設計，制造和自動化學科在國民經濟中處于極其重要的位置。它在其他技術領域中起著輔助作用，并成為國民經濟中各個行業(yè)的基礎。機械工業(yè)的發(fā)展也將帶動其他技術和產業(yè)的發(fā)展。各種自動化機械設備大大提高了勞動生產率，減輕了工人的勞動強度。各種大型成套設備的成功開發(fā)使各種關鍵項目的建設成為可能；實現(xiàn)集成電路的高度集成制造，并將存儲容量提高一倍；航空航天以及各種武器裝備的開發(fā)和生產，科學技術和教育的發(fā)展，都取決于機械設計和制造技術的進步。工藝加工設計的發(fā)展有著日新月異的變化，有著高速、高精度、多智能化等的發(fā)展趨勢和方向，也是衡量著一個國家的現(xiàn)在化設備應用程度的一個核心標志。作為制造大國的我們，不能安于現(xiàn)狀要立強不息，更要抓住機會不斷發(fā)展加大力度創(chuàng)新，提升企業(yè)的綜合實力，爭取達到專業(yè)頂端水平。不僅要采取發(fā)展我們自己的工業(yè)加工技術的一大措施，并且在核心的工業(yè)制造技術上實行限制政策，總之，堅定不移地沿著發(fā)展我們特色的工業(yè)制造技術的這一方向走下去，加強并提高我們的數(shù)控方向上的技術，這也已經變成了世界上的國家增大自己的發(fā)展速度和在這一方向的社會地位的重要途徑，開啟了機械數(shù)控制造工業(yè)和工藝設計技術的新篇章[4]1零件分析1.1零件的用途所設計的零件支耳是高壓氣瓶上固定裝置上的重要組成零件之一。廣泛用于大型民航客機，軍用飛機，航空火箭，導彈，艦船，裝甲炮等領域。例如，機載緊急滑梯或救援船通常位于機艙門的內部，并且由五個部分組成：可充氣部件，氣瓶與氣瓶固定部件，外包裝部件和救援包部件。在緊急情況下，空姐通過使用手動或自動方式來打開安全通道滑梯?；菰诖蠹s六秒鐘內完全充氣，因此乘客和機組人員可以安全，迅速地撤離事故飛機，并在水被迫降落時充當救生船以確保其人身安全[5]。氣瓶的穩(wěn)定固定直接關系到人身安全，可以說氣瓶的固定極為重要，而支耳零件在整個高壓氣瓶固定裝置上又起著至關重要的作用，它的設計與加工有著格外嚴格的要求。在一圓型體的周邊平均設置三個支耳,三個支耳上設置固定孔,固定孔通過銷子與支腳固定。而三個支耳之間用鋼帶卡箍纏繞固定。此技術制作成本低,單人可操作,省時省力，安全可靠。如圖1.1和圖1.2零件的三維圖。圖1.1零件的三維圖圖1.2零件的三維圖1.2零件的圖紙分析該零件主要加工表面是由外圓表面、內圓表面、中心臺、端面和腰型孔、多處R10倒角組成。其中內外圓弧精度要求比較高，表面粗糙度要求較高，該零件為帶有弧度的薄片，在加個過程中應采用專用夾具。由圖紙可知零件的毛坯為鍛件，由于支耳零件外形特殊所以采用4個零件放在一起進行加工，一塊料能加工出來4個零件。大大縮短了時間提高了效率。加工時采用如圖1.3零件的圖紙分析。圖1.3零件的圖紙分析1.3零件的結構工藝分析對支耳零件進行結構工藝分析，支耳的整體尺寸為φ80×90mm弧形鈦合金材料，根據(jù)加工要求以及公差和表面粗糙度等可以確定需有(1)下料、(2)粗車兩端，(3)平磨精磨兩端保證總長，(4)線切割外圓弧留量，考慮到支耳為薄片，進行厚度留量，防止下序普車時受熱變形，再線切30mm寬的凸臺。(5)普車外圓臺切除余量。由于支耳的弧度，薄片，使車床加工時難以裝夾。需要設計工裝夾具。夾具形如圓柱，旋轉后方便車工加工。夾具外圓弧與支耳內圓弧吻合接觸，外有擋片壓在支耳上，擋片與支耳，夾具圓柱間緊密接觸，并有螺釘固定。一次裝夾可安裝4個支耳，加快車工加工速率。便于拆卸安裝。（6）數(shù)控銑，選取直徑5銑刀銑中心臺上的腰型孔，后換直徑12的銑刀按原軌跡運行，除去干涉部分。（7）線切割，精切外圓弧和中心臺R10倒角。（8）最后鉗修10處R10倒角，并除去其余毛刺，等工藝過程。要加工面是工件上下表面的加工、上表面的階梯臺的加工、工件兩端面的加工與中心臺的加工、中心臺中心有完全貫穿的腰型孔。工件上下表面以及中心臺腰型孔部位是與其他部件直接接觸的，對其加工精度等都是會有很大的影響，而且工件的下表面與氣瓶直接接觸，要保證同軸配合。其表面粗糙度要達到Ra3.2μm。1.4零件的生產類型根據(jù)產品生產的重復程度和工作的專業(yè)化程度，大致可以把生產過程分為大量生產、單件生產和成批生產類型。零件的生產綱領N則由下式計算:N=Q×n×(1+a)×(1+b)(1-1)式中:Q--產品的年產量n--單臺產品中該零件的數(shù)量a--備品率，以百分數(shù)計b--廢品率，以百分數(shù)計根據(jù)上述的公式，零件的生產要求和圖紙復雜程度，結合給定的數(shù)據(jù)與分析，可計算出零件支耳的生產綱領，進而確定出其生產類型。該零件應該為小批量或者中批量生產。2毛坯的選擇2.1確定毛坯種類機械加工零件的毛坯形式有5種類型鑄件：對于形狀較為復雜的毛坯，通?？梢允褂描T造方法進行制造。目前，大多數(shù)鑄件是通過砂型鑄造制成的。對于需要高尺寸精度的小型鑄件，可以使用特殊的鑄件，例如永久鑄件，精密鑄件，壓力鑄件。熔模鑄造，離心鑄造等。鍛件：鍛件經過鍛造后可獲得連續(xù)且均勻的金屬纖維結構。因此，鍛件的機械性能更好，并且它們通常用于具有復雜應力的重要鋼部件中。其中，自由鍛件的精度和生產率較低，主要用于小批量生產和大型鍛件的制造。模型鍛件的尺寸精度和生產率高，主要用于產量大的中小型鍛件。型材：型材主要包括板，條，線等。常用的截面形狀為圓形，正方形，六邊形和特殊截面形狀。根據(jù)其制造方法，可分為兩類：熱軋和冷拔。較大尺寸，較低精度，用于通用機械零件。冷拔型材具有較小的尺寸和較高的精度，主要用于對毛坯精度要求較高的中小型零件。焊接零件：焊接零件主要用于單件小批量生產和大型零件以及原型生產。其優(yōu)點是制造簡單，生產周期短，節(jié)省材料和減輕重量。但是，其抗振性差，變形大，需經時效處理后才能進行機械加工。其他毛坯：其他毛坯包括沖壓件，粉末冶金件，冷擠壓件，塑料壓制件等。經上述進行對比，高壓氣瓶固定支耳機械加工工藝設計的毛坯選的是鍛件類型的，支耳的截面形狀是圓弧形。而形狀復雜的采用鑄造方法制造,但支耳屬于薄壁零件不宜用砂型鑄造，其他鑄造成本太高。小批量生產的小型件來說，還要考慮本廠的毛坯制造水平、設備條件等因素。不宜選擇鑄件，該加工零件的毛坯材料為鈦合金，而且零件的外形也比較復雜，鍛件的工藝性能好，不易變形，成本也比較低，因此選用鍛件作為毛坯，進行鍛造加工。2.2確定鍛件余量及形狀根據(jù)零件的材料的要求，支耳零件所需加工的毛坯應為鍛件。根據(jù)零件是中小批量生產，所以選擇毛坯制造方法為鍛造方法，材料為鈦合金，借鑒網上的一些資料并參考機械制造手冊書籍。確定毛坯各個尺寸的機械加工總余量，生產毛坯時的公差要求等，最終得到毛坯圖上的尺寸與公差要求。在機械加工中，確定毛坯、工藝加工路線后，就必須要確定加工零件的加工余量。加工余量的大小與加工成本有著密不可分的聯(lián)系。如果預留的加工余量過多，則會浪費材料，并且會增加切削時間，增加工具和機床的損耗并增加成本[10]，這是非常不經濟的。如果加工余量太小，則前一工序的錯誤和缺陷將無法得到糾正，加工后的零件將很容易被丟棄，從而增加了成本。因此，合理確定加工余量可以大大降低成本，提高工件質量。2.3繪制毛坯圖支耳零件毛坯圖為圓柱毛坯。在繪制毛坯圖輪廓時用粗實線，零件的實體用雙點劃線繪制，比例選擇1:1。繪制毛坯圖時毛配圖上面應該標注出毛坯的尺寸、公差、技術要求，以及圓角半徑。⑴未注線性尺寸公差和角度公差按GB/T1804-m執(zhí)行，未注形狀公差和位置公差按GB/T1184-k執(zhí)行。⑵零件加工表面上，不應有劃痕、擦傷等損傷零件表面的缺陷。⑶去銳角，尖角如圖2.2所示。圖2.2零件的毛坯圖3機械加工基準，工藝路線的設計3.1定位基準的確定定位基準在機械加工中起著至關重要的作用，并且也是過程規(guī)程設計中最重要的任務之一。定位基準的確定分為兩類：一是粗基準的確定，二是精基準的確定。不同的選擇對加工面精度有巨大的影響。為了提高產品的加工質量和生產效率，有必要正確選擇基準?；鶞蔬x擇的差異將導致加工工藝路線不同，這可能會導致耗時且勞動密集型，并影響生產效率。因此，選擇正確的基準非常重要。3.1.1選擇粗基準在實際的生產和加工過程中，當零件開始加工時，所有表面均未加工，只能將毛坯面當作定位參考。這種未加工工件的表面稱為粗基準，在選擇粗基準時，為了確保零件上重要表面的加工余量均勻，應選擇重要表面作為粗基準。零件上有一些重要的工作表面，具有很高的精度。為了滿足加工精度要求，在粗加工時應使加工余量盡可能均勻。還應確?？梢詾榱慵拿總€加工表面分配足夠的加工余量。應選擇加工余量最小的表面作為粗基準[19]。在對零件支耳進行毛坯加工時，車倆側端面皆選擇另一端面為粗基準面進行加工。線切割零件時，從穿絲孔中穿入進而加工，加工選擇的也是粗基準?？傊?，對加工沒有精度要求或是有下一步的精加工時，均可選擇粗基準為參考。3.1.2選擇精基準加工后的表面稱為精細基準。以粗基準加工完成的作為精基準進行工件加工。選擇精基準應遵循以下原則。以設計基準為定位基準，以避免不重合為重合原理的基礎，為避免參考轉換中的錯誤，對每個加工面進行加工采用相同的參考處理作為標準統(tǒng)一原則。精加工表面余量小而均勻，來提高加工表面本身的精度作為參考原理，提高加工表面本身的精度，提高重要表面成分的相互定位精度，并使剩余量小而均勻。統(tǒng)一作為參考原則。最后，它還應符合標準化，安全性和可靠性以及易于操作的原則[19]。支耳零件是一個薄片，有著許多精度要求。加工時應選擇已加工的表面作為參考基準，也就是精基準。支耳的內外圓都有精度要求，要選進行粗加工留量，在選擇粗加工表面進行精加工。支耳的加工部位是一個腰型孔，腰型孔沒有精度要求但位置有著精度要求，為了避免產生誤差對零件與其他部件配合出現(xiàn)影響或者精度達不到要求，所以應該選擇以中心臺面為基準面，以圖紙上邊界到腰型孔的數(shù)值來作為定位，進行加工從而達到要求。3.2工藝路線的制定3.2.1選擇表面加工方法根據(jù)各個表面的加工圖紙中的要求以及各種加工方法中能達到的經濟精度和表面粗糙度，氣瓶固定支耳零件的主要表面的加工方法和數(shù)據(jù)查《幾何量公差與檢測》所得如表格3.1所示表3.1支耳表面的加工方法零件左右表面粗車（IT12）-精磨（IT8）零件外圓表面線切割（IT12）-精車（IT8）零件內圓表面線切割（IT8）零件上表面線切割（IT8）零件的腰型孔精銑（IT8）零件的外圓與孔干涉表面粗銑（IT12）零件的外圓臺線切割（IT12）-精車（IT8）3.2.2確定工藝過程中的加工方案由于各表面加工再加個過程中的方法及粗精基準已基本確定，現(xiàn)按照先粗加工后精加工，先對面加工后對孔加工，先基準面加工的原則來加工零件[11]如表格3.2，3.3所示。表3.2零件的加工工藝過程方案一工序號工序名稱工序內容1下料下料Φ80mmx90mm的圓柱2普車車齊一端后，加工另一端保證總長84.5mm3磨床磨平一端后，掉頭加工另一端保證總長84±0.2mm4鉗工臺在圓柱上打Φ6的穿絲孔，位置靠大外圓5線切割裝夾外圓，線切內圓R45.3±0.05mm外圓R50mm（留量1mm）并保持R2,R5的特性切8mm距圓心29mm的突出臺寬度30mm7數(shù)控車專用夾具，車外圓端面R46.8±0.05mm寬度25mm8加工中心銑R4.25mm圓心距10mm的腰型孔續(xù)表工序號工序名稱工序內容Φ12鉆頭加工外圓面與腰型孔干涉位置9線切割外圓弧R49±0.1切除耳朵兩側R10倒角10鉗工臺去毛刺，倒角R10（共10處）11質檢檢驗入庫表3.3零件的加工工藝過程方案二工序號工序名稱工序內容1下料下料外圓Φ145mm內圓Φ85mmx90mm的圓環(huán)2普車車齊一端后，加工另一端保證總長84.5mm3磨床磨平一端后，掉頭加工另一端保證總長84±0.2mm4車車內外圓5線切割外圓R50mm（留量1mm）并保持R2,R5的特性切8mm距圓心29mm的突出臺寬度30mm6數(shù)控車專用夾具，車外圓端面R46.8±0.05mm寬度25mm7加工中心銑Φ8.5mm圓心距10mm的腰型孔Φ12鉆頭加工外圓面與腰型孔干涉位置8線切割外圓弧R49±0.1切除耳朵兩側R10倒角9鉗工臺去毛刺，倒角R10（共10處）10質檢檢驗入庫加工工藝過程方案對比分析：方案一：零件加工過程中粗加工和精加工連續(xù)進行，這樣加工時裝夾次數(shù)少，減少了工人的勞動時間，不僅省時省力，而且還能保證精度要求。加工過程數(shù)控車采設計工裝夾具。但是加工起來比較麻煩。尤其是線切割，加工耗時長效率低。方案二：零件的加工過程中先進行粗加工，然后進行精加工，這樣加工時精度雖然提高了不少，加工過程步驟增多，而難度并沒有減少。其余加工過程類同，加工過程數(shù)控車也采設計工裝夾具。相比較之下，方案二零件下料外圓Φ145mm內圓Φ85mmx90mm的圓環(huán)，使用料遠遠多于方案一，而步驟并沒有明顯的減少，難度也沒有降低。所以為了保證加工效率，并且提高加工精度，采用專用夾具。采用精度高的線切割進行加工，因此本次加工采取方案一進行。3.2.3工藝路線分析由于環(huán)境比較苛刻，對材料性能和結構作用有較大的要求。耐高溫，高壓，耐磨，沖擊振動，質量輕，設計小巧。要求：選取棒料鈦合金為原材料進行加工支耳，外形為帶有弧度的薄片，內弧與氣瓶瓶身弧度吻合，中間有臺內帶固定孔。編排工藝規(guī)程時考慮到支耳為薄片，先去零件的長度尺寸要求，在加工外圓。線切割進行厚度留量，防止車時受熱變形，在數(shù)控車切除余量時。通常情況下，根據(jù)零件加工原則在同時需要鉆孔和銑平面的時候，一般先銑削平面，再加工腰型孔，重要加工表面切削余量準確，加工起來才比較精確[6]。4加工設備及工藝裝備的選擇4.1根據(jù)不同的工序選擇不同的機床加工過程中考慮到零件的加工的精度和粗糙度要求及生產率，從而選擇不同的加工機床①工序1支耳零件的毛胚的加工，而且表面粗糙度要求低，所以工序采用低精度、高效率的臥式帶鋸床進行加工。②工序2為車平兩端面，無高精度要求，所以工序采用高效率的CA6140車床進行加工。③工序5至工序8為零件表面進行加工，表面精度要求較高，所以工序采用較高精度、高效率的線切割床加工。④工序7銑腰型孔，加工外圓面與腰型孔干涉位置，表面精度要求高，所以工序采用較高精度、高效率的XA6132加工中心進行加工。⑤工序6數(shù)控車進行外圓的精加工，采用精度較高，且高效的數(shù)控車床加工。4.2選擇加工設備和工藝設備支耳零件機械加工藝方案設計后，主要在沈陽華信四通機械制造有限公司的現(xiàn)有設備進行加工，因此，方案設計時要考慮可用的具體設備如表4.1所示：表4.1零件的加工設備和工藝設備工序號工序內容設備刀具1下料Φ80mmx90mm的圓柱鋸床2車齊一端后，加工另一端保證總長84.5mm車床合金外圓刀3磨平一端后，掉頭加工另一端保證總長84±0.2mm磨床4在圓柱上打Φ6的穿絲孔，位置靠大外圓鉆床麻花鉆5裝夾外圓，線切內圓R45.3±0.05mm線切割床外圓R50mm（留量1mm）并保持R2,R5的特性切8mm距圓心29mm的突出臺寬度30mm7專用夾具，車外圓端面R46.8±0.05mm寬度25mm數(shù)控車合金外圓刀8銑Φ8.5mm圓心距10mm的腰型孔加工中心麻花鉆續(xù)表工序號工序內容設備刀具Φ12鉆頭加工外圓面與腰型孔干涉位置麻花鉆9外圓弧R49±0.1線切割床切除耳朵兩側R10倒角10去毛刺，倒角R10（共10處）鉗工臺銼刀11檢驗入庫5工序尺寸和切削用量的確定5.1加工余量、工序尺寸的確定工具的主要加工表面如圖紙所示，要求各個工序的加工標準與設計標準一致。可以由《機械制造工藝設計簡明手冊》中表2.3-8至表2.3-20內孔加工余量來確定孔的余量[13]。表2.3-21至表2.3-24平面加工余量來確定各個表面的加工余量，確定所需加工表面的工序尺寸如表5.1所示。表5.1零件的加工余量、表面粗糙度加工對象工序內容加工余量(mm)工序尺寸(mm)表面粗糙度左端面車磨2.50.587.5873.2右端面車磨2.50.584.5843.2臺階面線切割車2.0Φ100Φ93.63.2里圓表面線切割Φ90.63.2外圓表面線切割車線切割1.00.3Φ100Φ98Φ983.2腰型孔數(shù)控銑Φ8.5×103.2耳片線切割83.2干涉面數(shù)控銑Φ133.2工序2：為粗車支耳零件是兩端面，選用車床、三爪夾具，刀具選擇硬質合金外圓車刀。根據(jù)《機械切削工藝參數(shù)速查手冊》1.2.3切削用量的選擇原則，粗車是背吃刀量取最大，切削深度：=2.5mm。進給量f：根據(jù)工件材料、刀桿尺寸、工件直徑及背吃刀量，刀具選擇硬質合金刀具，直徑φ80，齒數(shù)為4,查《機械制造技術基礎課程設計指導》表5.8根據(jù)刀具的材料選擇進給量和切削速度取f=0.15mm，車削速度應為V=100m/min。機床主軸轉速n：（5-1）式中V－車削速度，m/min；－被切削直徑，mm。將參數(shù)代入：，n取400r/min實際切削速度V’：（5-2）式中n－機床主軸轉速，r/min；－被切削直徑，mm。將參數(shù)代入：m/min機動時間：（5-3）式中l(wèi)－被切削層深度，l=90mm；－刀具切入長度，；－刀具切入長度，t－走刀次數(shù)，t=4。將參數(shù)代入：粗車另一端面與之類似，省略計算。工序3：平磨倆端面至圖紙尺寸本工序為精磨支耳零件的兩端面，選用磨床、專用夾具，銅絲，：切削深度：=0.5mm。進給量f：刀具選擇硬質合金刀具，直徑φ80,查《機械制造技術基礎課程設計指導》表5.8根據(jù)刀具的材料選擇進給量和切削速度取f=0.15mm，速度應為V=80m/min。將參數(shù)代入（5-1）機床主軸轉速計算公式中得：，n取320r/min式中V－車削速度，m/min；－被切削直徑，mm。將參數(shù)代入（5-2）實際切削速度計算公式中得：m/min式中n－機床主軸轉速，r/min；－被切削直徑，mm。將參數(shù)代入（5-3）機動時間計算公式中得：式中l(wèi)－被切削層深度，l=90mm；－刀具切入長度，；－刀具切入長度，t－走刀次數(shù)，t=4。平磨另一端面與之類似，省略計算。工序5：線切割內圓，外圓本工序為線切割內圓，外圓，選用線切割床、專用夾具，銅絲切削深度：=3mm。進給量f：《機械制造技術基礎課程設計指導》表5.8根據(jù)選擇進給量和切削速度取f=0.15mm，速度應為V=60m/min將參數(shù)代入（5-1）機床主軸轉速計算公式中得：，n取260r/min式中V－車削速度，m/min；－被切削直徑，mm。將參數(shù)代入（5-2）實際切削速度計算公式中得：m/min式中n－機床主軸轉速，r/min；－被切削直徑，mm。機動時間：（5-4）式中l(wèi)－被切削周長，；－刀具切入長度，；t－走刀次數(shù)，t=1。將參數(shù)代入：工序6：車中心臺圓表面本工序為車中心臺圓表面，選用數(shù)控車床、專用夾具，刀具選擇硬質合金外圓刀。切削深度：=2mm。進給量f：刀具選擇硬質合金刀具，直徑φ100，齒數(shù)為4,查《機械制造技術基礎課程設計指導》表5.8根據(jù)刀具的材料選擇進給量和切削速度取f=0.15mm，車削速度應為V=100m/min將參數(shù)代入（5-1）機床主軸轉速計算公式中得：，n取300r/min式中V－車削速度，m/min；－被切削直徑，mm。將參數(shù)代入（5-2）實際切削速度計算公式中得：m/min式中n－機床主軸轉速，r/min；－被切削直徑，mm。將參數(shù)代入（5-3）機動時間計算公式中得：式中l(wèi)－被切削層深度，l=50mm；－刀具切入長度，；－刀具切入長度，t－走刀次數(shù)，t=4。工序7：線切割R10倒角本工序為線切割內圓，外圓，選用線切割床、專用夾具，銅絲切削深度：=2mm。進給量f：刀具選擇硬質合金刀具，直徑φ80，齒數(shù)為4,查《機械制造技術基礎課程設計指導》表5.8根據(jù)刀具的材料選擇進給量和切削速度取f=0.15mm，車削速度應為V=100m/min將參數(shù)代入（5-1）機床主軸轉速計算公式中得：，n取400r/min式中V－車削速度，m/min；－被切削直徑，mm。將參數(shù)代入（5-2）實際切削速度計算公式中得：m/min式中n－機床主軸轉速，r/min；－被切削直徑，mm。將參數(shù)代入（5-4）機動時間計算公式中得：式中l(wèi)－被切削周長，；－刀具切入長度，；t－走刀次數(shù)，t=1。工序8：銑腰型孔本道工序是鉆φ8.5腰型孔，應該選用直徑為φ5的高速鋼鉆頭。進給f：查《鉆削切削用量選擇參考表》中的表5-17：工件材料為鈦合金，選擇合金一欄中的數(shù)據(jù)，可以查到鉆孔的進給量：f=0.61-0.75mm/r取f=0.7mm/r：根據(jù)工件類型、高速鋼刀具，查《鉆削切削用量選擇參考表》表“高速鋼鉆頭加工不同材料的切削速度”得：將參數(shù)代入（5-1）機床主軸轉速計算公式中得：，n取900r/min式中V－車削速度，m/min；－被切削直徑，mm。將參數(shù)代入（5-2）實際切削速度計算公式中得：m/min式中n－機床主軸轉速，r/min；－被切削直徑，mm。機動時間：（5-5）式中l(wèi)－被切削層深度，；－刀具切入長度，；－刀具切入長度，；t－走刀次數(shù)，t=2。將參數(shù)代入：本道工序是除去腰型孔的干涉部分，應該選用直徑為φ12的高速鋼鉆頭。進給f：查《鉆削切削用量選擇參考表》中的表5-17：工件材料為鈦合金，選擇合金一欄中的數(shù)據(jù)，可以查到鉆孔的進給量：f=0.61-0.75mm/r取f=0.7mm/r：根據(jù)工件類型、高速鋼刀具，查《鉆削切削用量選擇參考表》表“高速鋼鉆頭加工不同材料的切削速度”得：將參數(shù)代入（5-1）機床主軸轉速計算公式中得：，n取660r/min式中V－車削速度，m/min；－被切削直徑，mm。將參數(shù)代入（5-2）實際切削速度計算公式中得：m/min式中n－機床主軸轉速，r/min；－被切削直徑，mm。將參數(shù)代入（5-5）機動時間計算公式中得：式中l(wèi)－被切削層深度，；－刀具切入長度，；－刀具切入長度，；t－走刀次數(shù)，t=2。6夾具設計6.1夾具結構和類型由于高壓氣瓶固定裝置支耳是帶有一定弧度的薄片，加工時不宜裝夾，對于這種帶有弧度的薄片支耳，車工是不能直接加工的，強行加工會有支耳破裂的風險，必須設計一個夾具，夾具設計要方便車工的加工，拆卸簡單，還要加快加工速度。在設計和加工過程中，機床專用加工夾具有很多種類型，總體來說大致可以分為以下幾種：通用夾具，專用夾具，可調夾具，組合夾具，隨行夾具[6]。在本次設計中所涉及的夾具是大多數(shù)類型中比較常見的專用夾具，再設計中應滿足一下要求：⑴在車削過程中，由于主軸轉速高，需要設計對刀裝置，對刀裝置需要與夾具剛性連接。⑵車削加工時，夾具設計必須有定位鍵或者是定位裝置，從而確定夾具在機床上的位置，并且保證它的精度。本文所設計的是加工尺寸為直徑100×長110的圓柱工裝夾具。由于該氣瓶支耳固定零件不規(guī)則，通用零件無法夾持或者無法保證其尺寸要求，所以必須設計專用夾具來進行定位和裝夾。6.2支耳夾具設計6.2.1明確夾具設計任務和生產綱領⑴加工工件的零件圖⑵零件的工序卡表⑶生產綱領如表6.1所示表6.1生產綱領工件名稱支耳夾具類型專用夾具材料45#生產類型大批量生產機床型號車床同時裝夾工件數(shù)4個6.2.2夾具定位裝置加工時以圓柱臺階面，壓塊和臺階倆端面確定三個自由度，四個φ為12的孔確定另外三個自由度，定位元件包括四個壓塊，4個螺栓和螺母，如表6.2所示。零件滿足自由度要求，即支耳零件完全定位，如圖6.1所示。支耳零件的固定主要靠螺栓擰緊力，壓塊零件支耳面與面接觸為防止零件和螺栓之間有擦傷，加大對支耳零件的固定。圖6.1專用夾具結合夾具裝配圖可以看出，該夾具是通過4個螺釘4個壓塊進行定位。，夾具形如圓柱，旋轉后方便車工加工。夾具外圓弧與支耳內圓弧吻合接觸，外有擋片壓在支耳上，擋片與支耳，夾具圓柱間緊密接觸，并有螺釘固定。一次裝夾可安裝4個支耳，主要優(yōu)點是方便零件的裝夾，所用的費用少并且節(jié)省工時。加快車工加工速率。便于拆卸安裝。表6.2夾具零件序號名稱數(shù)量材料1螺釘4鐵2支耳4鈦合金3壓塊4鐵4M12螺母4鐵5圓柱1鐵6.2.3夾緊力的計算和技術要求⑴根據(jù)夾具來估算夾緊的可靠性：對加工此工序來說，夾緊力有足夠的安全系數(shù)，可不進行夾緊力驗算。⑵根據(jù)夾具技術條件的制定原則與方法，本次設計夾具的技術條件如下：裝配時定位銷與零件左側面貼和、軸線與定位板側面垂直。夾具底座安裝在工作臺面保持水平貼合，最大間隙不大于0.02[21]。6.2.4夾具精度分析在夾具設計完成后，還應該對夾具的精度進行分析，從而確保設計的夾具是否能夠滿足工件的加工要求。在加工工序所規(guī)定的精度要求中，與夾具密切相關的是被加工表面的位置精度，位置尺寸和相互位置關系的要求[19]。影響該位置精度的因素可分為定位基準基，安裝，加工三部分組成，夾具應滿足各個部分的誤差之和不超過工序所允許的限度。⑴定位基準是指加工表面所利用已加工過的表面為參考面，來保證被表面的精度要求。它們之間的誤差主要由工藝規(guī)范確定，參考面的精度高所以被加工表面的精度要求也高，所以固定基準誤差幾乎為零。⑵安裝的誤差主要是指與工件在夾具上以及夾具在機床上安裝的有關誤差，它包括定位誤差，夾持引起的誤差，機床夾具安裝時認為的誤差[24]。這些主要是安裝面和機床之間引起的誤差，通過調整刀具位置和修正表面安裝都可以減少安裝誤差或者基本可以基本消除這些誤差。⑶加工產生的誤差是指工藝加工過程中系統(tǒng)的變形、磨損和加工過程中不準確調整造成的原始尺寸誤差。它主要包括機床相關的誤差，刀具磨損，刀具和切削軸之間不同軸以及工件和工具變形或者熱變形產生的誤差?？偟膩碚f這些寫誤差一般是不可以避免，但是為了保證加工的精度，需要降低這些誤差的數(shù)值。以上諸因素都是造成被加工表面位置誤差的原因，它們在原始尺寸方向上的總和應小于該尺寸的總的公差，即應滿足不等式總的公差≥定位基準產生的公差+安裝產生的公差+加工產生的公差這個公式稱為計算不等式，每個產生的公差都按照最大值計算，當然這些誤差通常不會按照最大值出現(xiàn)，所以在校核的計算過程中，它的總公差會遠遠小于它所要求的公差[21]。所以通過以上分析該夾具設計合理。圖6.3支耳零件實物本科論文結論本次工藝設計，對設計的多種方案進行對比和查閱相關材料及所學的理論與實踐知識，經過分析，改進，審核，解決了諸多問題。一是對支耳零件進行嚴謹工藝流程，即要嚴格確保產品質量，也要加快加工速率。為此設計一個夾具，夾具設計要方便生產車間的加工，拆卸簡單，還要加快加工速度。二是在軍事武器上，為導彈發(fā)射提供燃料并實現(xiàn)震動傳導，確保了擊中目標的準確性。在交通行業(yè)中，作為安全設備。發(fā)生危險瞬間充氣來保障安全，支耳在實際使用中有著顯著的作用。根據(jù)相關的工藝設計理論，以及相關的國家標準，進行設計，方案合理可行，對同類產品機加工工藝方案設計有一定的代簽意義，可供相關技術人員參考。本次畢業(yè)設計存在許多難點，在選取材料的時候還需考慮加工性能以及工件的應力情況，不同材料硬度也是不同的，必須保證工件的使用壽命，對于實物加工方面通過多種機床以及工序來進行加工，要考慮到是否需要專用夾具來對工件進行生產，也要考慮市場的競爭性。這些難點都已經攻克但我們依舊相信還有更大的困難等著我們。我們同樣也有著長風破浪會有時,直掛云帆濟滄海的勇氣來面對。參考文獻[1]尹成湖.機械制造設計基礎課程設計[D].北京:高等教育出版社,2008.2[2]彭文生等.機械設計與機械原理[M].武漢:華中理工大學出版社,2007.3：26-35[3]陳宏鈞.實用機械加工工藝手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003.5：96[4]濮良貴.機械設計[M].北京:高等教育出版社,2012.3：132[5]王凡.實用機械制造工藝設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008.11：75[6]李益明.機械制造工藝設計簡明手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009：86[7]楊國僑.撥叉的加工工藝設計和模具設計[D].浙江:浙江科學研究所2016.1.24[8]甘永立.幾何量公差與檢測[M].上海:科學技術出版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)中都給予了我悉心的指導。這幾個月以來，班主任杜芳靜老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想給我以無微不至的關懷，在此謹向杜老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。當然還有我的論文指導老師對我的關心和支持尤為重要。每次遇到難題，我最先做得就是向鄧老師尋求幫助，而老師每次不管忙或閑，總會抽空來找我線上語音，然后一起商量解決的辦法。同時，本片畢業(yè)論文的寫作也得到了馮海博、于滿等同學的熱情幫助。感謝在整個畢業(yè)設計期間和我密切合作的同學，和曾經在各個方面給予過我?guī)椭幕锇閭儯诖?，我再一次真誠地向幫助過我的老師和同學報以感謝!

論文的研究方法和手段有哪些

（1）調查法

調查法是科學研究中最常用的方法之一。它是有目的、有計劃、有系統(tǒng)地搜集有關研究對象現(xiàn)實狀況或歷史狀況的材料的方法。一般是通過書面或口頭回答問題的方式獲得大量數(shù)據(jù)，進而對調查中收集的大量數(shù)據(jù)進行分析、比較、總結歸納，為人們提供規(guī)律性的知識。

（一）典型例子

調查法中最典型的例子是問卷調查法。它是通過書面提問收集信息的一種方法，即調查人員編制調查項目表，分發(fā)或郵寄給相關人員，詢問答案，然后收集、整理、統(tǒng)計和研究。

（二）研究步驟

1.確定調查課題

確定題目時要注意選題是否具有研究的必要性和可能性，同時要注意選題切忌太大，也要避免無意義的重復勞動。

2.制定調查計劃

要明確調查課題、調查目的、調查對象、調查范圍、調查手段、調查步驟、時間安排。

3.收集材料

收集材料時要盡可能保持材料的客觀性，盡可能采取多種手段或途徑。

4.整理材料

將收集到的材料進行整理，以便后續(xù)總結歸納、形成結論。

5.總結研究

對整理完的材料進行分析、總結、歸納，得出一般性的結論。

（三）特點

調查法相對其他研究方法來說較為耗時耗力，但也有其優(yōu)勢，即獲得的一手資料信息真實具體，能夠對研究對象有更加準確、清晰的認識。

（2）觀察法

觀察法是指人們有目的、有計劃地通過感官和輔助儀器，對處于自然狀態(tài)下的客觀事物進行系統(tǒng)考察，從而獲取經驗事實的一種科學研究方法。

（一）典型例子

皮亞杰的兒童認知發(fā)展理論就是通過觀察法提煉總結出來的；兒童心理學創(chuàng)始人——普萊爾，也是在一次次地使用觀察法后，提出了兒童心理