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畢業(yè)設計（論文）開題報告書
課題名稱 基于UG填料箱蓋的機械加工工藝規(guī)程設計
學生姓名
學 號
院（系）、專業(yè)
指導教師
2010年 月 日
一、課題的來源、目的意義（包括應用前景）、國內外現(xiàn)狀及水平
課題是解放牌汽車的填料箱蓋（附圖1），其主要作用是保證對箱體起密封作用，使箱體在工作時不致讓油液滲漏。填料箱主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料函的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不讓泵內的水流不流到外面來也不讓外面的空氣進入到泵內。始終保持水泵內的真空！當泵軸與填料摩擦產生熱量就要靠水封管住水到水封圈內使填料冷卻！保持水泵的正常運行。
隨著生產水平日益提高，UG已廣泛應用于實際生產,隨著CAD/CAM軟件加工及快速成型等先進制造技術的不斷發(fā)展，以及這些技術在模具行業(yè)中的普及應用，模具設計與制造領域正發(fā)生著一場深刻的技術革命，傳統(tǒng)的二維設計及模擬量加工方式正逐步被基于產品三維數(shù)字化定義的數(shù)字化制造方式所取代。在這場技術革命中，逐步掌握三維CAD/CAM軟件的使用，并用于數(shù)字化設計與制造是其中的關鍵。 我國模具工業(yè)發(fā)展前景非常廣闊。國內制造加工設備廠商己普遍看好中國市場。隨著對設計質量與制造要求的不斷提高，以及CAD/CAM技術在制造業(yè)中的大規(guī)模推廣應用，UG等軟件的應用也是企業(yè)走向世界、提高產品競爭力最根本的基礎。
UG在目前國內制造業(yè)中應用還不廣泛,，露出生產效率低，精度不高，生產周期長等不足。
二、課題研究的主要內容、研究方法或工程技術方案和準備采取的措施
現(xiàn)針對以上所述的幾點局限，我將利用UG軟件強大的建模功能以及CAM功能對填料箱蓋的加工工藝規(guī)程進行設計。
我將分五步來完成本課題的設計與制作。
第一步：結合我的課題查閱相關的資料
我將在學校及公司資料室借閱大量與之有關的資料。來吸收相關的知識。利用當今網絡資源廣泛收集有用的資料。通過社會調查和人際交往來獲得有關信息。
第二步：信息整理
通過第一步的準備。我將收集到大量而無序的信息。在這個階段我將篩選和整理有用信息，使之系統(tǒng)法。
第三步：方案制訂與分析
在這個階段我將根據(jù)需要和我查的有關資料來制訂幾套原理方案。并通過驗證對比選取最佳方案確定下來。
第四步：裝置制作
在這個階段我將把我所構思的裝置成型。
第五步：實驗總結，論文寫作
通過以上工作。裝置制作完成。最后將通過論文發(fā)布我的設計情況。
三、現(xiàn)有基礎和具備的條件
1 已學機械夾具的理論基礎知識；
2 部分設計參考圖；
3 學校圖書館相關書籍、資料；
4 UG建模等相關知識；
5 可上網查閱相關電子文獻；
（1）夾具設計手冊
（2）切削手冊
四、總的工作任務，進度安排以及預期結果
完成用UG填料箱蓋工藝規(guī)程的設計分析。
以下是我的進度安排：
20***年*月*日至**月**日 搜集資料，完成開題報告
20***年*月*日至**月**日 填料箱蓋的數(shù)據(jù)的計算及工藝規(guī)程的確定。
20***年*月*日至**月**日 部分填料箱蓋工藝有關夾具圖和總工程圖。
20***年*月*日至**月**日 外文資料翻譯，完成設計說明書。
20***年*月*日至**月**日 畢業(yè)設計文件打印， 畢業(yè)答辯。
該系統(tǒng)設計將能滿足課題的要求，能滿足用UG設計工作需求，本設計力求縮短產品生產周期，實現(xiàn)填料箱蓋在低成本下生產,保證市場中的可行性。
五、指導教師審查意見
指導教師（簽名）
年 月 日
六、教研室審查意見
教研室主任（簽名）
年 月 日
七、院（系）審查意見
院（系）主任（簽名）
年 月 日
備 注
學生實習報告
院（系）：機械與能源工程系 專業(yè)： 機械設計及其自動化 班級：
姓名：
一、 實習的主要內容：
2008年1月至4月我自主到佛山興欣華龍公司實習，由于工作需要我分配在公司車間實習，實習的主要內容有：
1、參加由公司組織的理論知識的學習，由有經驗的領導、工程師授課，學習公司的文化、以及公司的發(fā)展前景、主要產品的生產流程和必要的技術要求以及一些改進方向、公司必須保留和更新發(fā)展的技術核心等等。
2、 在有經驗的師傅的指導下，親自動手操作機床、熟悉工件加工路線以及工藝技術要求、學習零件加工時的技藝、同時也要求設計一些簡單實用的零件，為以后設計或改進設計做準備。
二、實習取得的經驗及收獲：
（一）通過一段時間在佛山興欣華龍印刷機械公司的實習，雖然辛苦但取得的經驗和收獲還是很多的：
1、首先讓自己對社會有了一定的了解，對公司的文化、產品有了一定的認識，為自己在以后的人生路上做了一個很好的鋪墊，逐步養(yǎng)成了吃苦耐勞的精神和團結一致的團隊精神。
2、通過學習我們掌握了工藝的一些基本知識，如工藝路線的設計、零件的受力分析、切削用量的確定以及夾具的夾緊設計。在實際生產過程中對零件的工藝、公差、粗造度、等的選擇和應用有了初步的理解。
（二）經過多次的深入佛山興欣華龍印刷機械公司參觀學習及實際操作，對我的畢業(yè)設計起到一個必要的鋪墊，為我的畢業(yè)設計能順利的完成起到了舉足輕重的作用，收獲眾多：
1、在公司車間實習時對公司的主要產品加工工藝規(guī)程、工藝要求以及加工時夾具的夾緊方式和定位有了較清楚的認識，為我設計奠定了基礎。
2、深入車間和整機裝配現(xiàn)場參觀實習比簡單的從書本上去獲得知識更快、更形象。為夾具設計和裝配提供了一個鮮明的模型和概念，減少了對它的陌生感。
三、存在的不足及建議
通過實習我本人感覺到還有很多不足的地方：
1、學習了四年的書本知識初步了解了機械行業(yè)的基礎知識，且理論知識并不扎實，所以在實際生產操作中覺得有點吃力。
2、初到公司缺乏工作經驗，很多的工作感到無從下手，沒有一個完整的頭緒，很難單獨去接受一個實際的課題。
通過實習后我的一點建議：
1、學校應該注重學生的實際動手能力，加強學生的實踐能力的培養(yǎng)，如增加學生的在校實習的機會和延長學生的實踐活動的時間、更加注重在老師的指導下讓學生真正的參與到實踐中去。
2、畢業(yè)設計期間學校是否能考慮組織學生到生產現(xiàn)場去參觀實習，讓學生接受最為直接的設計基本知識，比憑空去設想更有效果。
3、學生在假期應該自主到企業(yè)實際操作，在實踐中學習。如打假期工也是一種很好的學習方式，對我們的能力有很大的提高。
實習報告
讀了四年的大學，然而大多數(shù)人對本專業(yè)的認識還是不夠,在大四一期末學校曾組織我們到株洲南方航空動力有限公司進行了兩個星期的見習，但由于當時所學知識涉及本專業(yè)知識不多，所看到的東西與本專業(yè)很難聯(lián)系起來,所以對本專業(yè)掌握并不是很理想。
?今年1月份至4月,我為了更多了解零件加工過程、產品工藝路線等，加深對零件機加感性認識，開闊視野，了解相關設備及技術資料，熟悉典型零件的加工工藝，我自主來到了佛山欣興華龍機械有限公司實習。
了解這些工廠的生產情況，與本專業(yè)有關的各種知識，各廠工人的工作情況等等。第一次親身感受了所學知識與實際的應用，PLC應用了，電子技術在機械制造工業(yè)的應用了，精密機械制造在機器制造的應用了，等等理論與實際的相結合，讓我們大開眼界,也是對以前所學知識的一個初審.通過這次生產實習，進一步鞏固和深化所學的理論知識，彌補以前單一理論教學的不足,為畢業(yè)設計和以后的工作打好基礎。?
佛山欣興華龍機械有限公司是集涂裝印刷設備研發(fā)、生產制造、銷售、服務于一體的企業(yè)。產品遠銷至東南亞各國。公司全面推行ISO9001質量體系認證，在華龍機械有限公司的實習,了解了目前制造業(yè)的基本情況,做一些具體實踐的操作,觀察各種傳動系統(tǒng)的各個零件的生產加工過程及其裝配過程,使許多自己從書本上學的知識鮮活了起來,明白了本專業(yè)在一些技術制造上的具體應用。
公司有三臺加工中心和幾臺數(shù)控機床及多臺液壓自動車床。數(shù)控機床及液壓自動車床的體積小,價格相對比較便宜,加工比較方便,加工精度極高,而且也大大提高了加工效率,但是加工中心體積大,價格昂貴,而且對環(huán)境要求較高,這就提高了產品的成本,一般選擇加工經濟性較高的零件或者精度要求高的關鍵零件。?
在公司的實習中,極大地豐富了自己關于零件加工工藝的知識,拓展了自己的知識面.在這次實習中,感觸最深的是了解了數(shù)控機床在機械制造業(yè)中的重要性,它是電子信息技術和傳統(tǒng)機械加工技術結合的產物，它集現(xiàn)代精密機械、計算機、通信、液壓氣動、光電等多學科技術為一體，具有高效率、高精度、高自動化和高柔性等特點，是尖端工業(yè)所不可缺少的生產設備.目前我國絕大部分數(shù)控機床都是出自國外先進制造商,無論在數(shù)量上,精度,性能指標上,中國制造業(yè)都遠遠落后于發(fā)達國家,需要我們奮起直追。?
?歷時將近3個月的實習結束,該次實習,真正到達機械制造業(yè)的第一前線,了解了我國目前制造業(yè)的發(fā)展狀況也粗步了解了機械制造也的發(fā)展趨勢.在新的世紀里,科學技術必將以更快的速度發(fā)展，更快更緊密得融合到各個領域中,而這一切都將大大拓寬機械制造業(yè)的發(fā)展方向。
?它的發(fā)展?趨勢可以歸結為“四個化”：柔性化、靈捷化、智能化、信息化.即使工藝裝備與工藝路線能適用于生產各種產品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調的柔性,使生產推向市場的時間最短且使得企業(yè)生產制造靈活多變的靈捷化,還有使制造過程物耗,人耗大大降低,高自動化生產,追求人的智能于機器只能高度結合的智能化以及主要使信息借助于物質和能量的力量生產出價值的信息化。
?當然機械制造業(yè)的四個發(fā)展趨勢不是單獨的，它們是有機的結合在一起的，是相互依賴，相互促進的。同時由于科學技術的不斷進步，也將會使它出現(xiàn)新的發(fā)展方向。前面我們看到的是機械制造行業(yè)其自身線上的發(fā)展。然而，作為社會發(fā)展的一個部分，它也將和其它的行業(yè)更廣泛的結合。2１世紀機械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在它的全球化、網絡化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調的綠色制造等。它將使人類不僅要擺脫繁重的體力勞動，而且要從繁瑣的計算、分析等腦力勞動中解放出來，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動，智能化促進柔性化，它使生產系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應能力。當然這一切還需要我們大家進一步的努力。
4
目 錄
內容提要.....................................................................................................................?
SUMMARY...............................................................................................................П
1 課題提出的背景和意義..................................................................................1
1.1 課題的研究背景...............................................................................................1
1.2 UG的應用前景及UG軟件應用的意義..................................................1
2 零件的分析..........................................................................................................2
2.1 零件的作用 2
2.2 零件的工藝分析 .3
3 工藝規(guī)程設計 .4
3.1 毛坯的制造形式 .4
3.2 基準面的選擇 .4
3.3 制訂工藝路線 .4
3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .6
3.5 確定切削用量及基本工時 .7
4 基于UG專用夾具設計 ..20
4.1 問題的指出 20
4.2 夾具設計 20
4.3 定位誤差的分析 21
4.4 利用UG對夾具的建模 21
4.5 基于UG的夾具建模過程概述..................................................................22
5 全文總結............................................................................................................30
參考文獻 31
致 謝 33
內容提要
油液的滲漏問題一直是汽車行業(yè)關注的問題，而填料箱蓋的設計就成為了最為關鍵的環(huán)節(jié)。如何解決填料箱蓋的工藝規(guī)程如何縮短產品的設計周期是目前亟待解決的問題，本畢業(yè)設計就是將利用UG對填料箱蓋的工藝規(guī)程進行設計，并進行工藝夾具設計。
設計中,我首先對零件的進行分析,根據(jù)零件的用途以及加工要求以及產品的批量我確定零件的所用材料,然后根據(jù)零件的尺寸設計零件加工工藝過程。設計中我先假設兩條加工路線，經過多方面對比最后確定對零件的加工路線。隨后在設計好的工藝路線，我確定加工各工序的加工余量，計算各步工時。
在確定零件的加工工序后，我選擇對零件的第4道工序加工12孔進行夾具設計。考慮到12孔中6-φ13.5，2-M10,4-M10,為平均分布，在設計中我將采用氣動夾緊，采用心軸定位，可卸鉆模板與止口配合實現(xiàn)五點定位，設計中的定位精度高可與工件一起裝卸。
最后，我將運用目前正廣泛使用的UG軟件，利用其強大的建模功能將零件和夾具進行建模并進行裝配，最后生成爆炸圖。在最后環(huán)節(jié)中，為了介紹UG軟件的建模功能我將將詳細地介紹填料箱蓋夾具體的建模過程。
在設計中對UG的應用將有效地縮短產品設計周期。使整個設計看起來形象。
SUMMARY
Oil leakage issue is a concern of the automotive industry, and fill covers the design has become the most crucial link. Covers how to solve the packing process in order to shorten the product design cycle is the urgent need to solve the problem, the graduation project is to use UG Covers to fill the order of the design and conduct of fixture design.
In the desire, Firstly i analysis the part , I ascertain the material of the part use according to uses and the batches processing request if the product , the dimension according to the part designs that the part processes procedure and then. I assume two processes first in design, by that many ways contrasts ascertain the treating route to the part finally. Follow in designing the good handicraft route, I ascertain the treating margin processing every working procedure's, calculating working hour of every step.
After i ascertain the process of the part ,i decide to design the grip of the 4th work setp ,Conciding the 2-M10 , 4-M10,6-φ13.5 holes scatter averagely to 12 holes,I will adopt pneumatic fastening motion , adopt a mandril to fix position in design, may remove drill form board and stop may load and unload together with workpiece in coordination with realizing allocation accuracy height in at 5 o'clock fixing position , designing that.
I will use the UG software into gratuate design that broadly used at present finally, the model function making use of whose building big and powerful carries out the part and the clamp building the model and picture carrying out assembling , generating explosion finally. In the final step, I will introduce model buliding proess of UG software , I will sqeeze the cover introducing the filling box detailedly building model process concretely.
In design, the application to UG will shorten the product design cycle effectively. Make the whole design seem image.
全文總結
本文是針對如何提高填料箱蓋的加工質量以及如何縮短產品生產周期提出的基于UG的填料箱蓋的工藝規(guī)程及夾具設計。本文的重點是對填料箱蓋加工路線的確定，制定工序卡片，然后對工序4中的鉆12孔進行專用夾具設計。最后利用UG的建模功能對零件以及夾具零件進行建模，最后進行夾具與零件進行裝配，生成爆炸圖。在本次設計中，我主要從以下方面得到了收獲：
（1） 在工藝規(guī)程設計的方面，對基準面的選擇是十分重要的，正確合理的基準面對加工質量的保證，生產率的提高有很大的作用。最終經過多方面的比較最終確定零件的粗基準和精基準，在工藝路線的確定方面，我設計出了兩個不同的方案，兩個方案的不同之處在于對零件加工的順序不一樣，經過多方面的分析，我最張選擇了工藝路線方案二，并對其進行了改進。
（2） 在確定工藝路線后，對工件的加工余量以及工時的確定也是十分重要的，我查閱了《工藝手冊》及《切削手冊》，對切削力進行計算，對工件的強度進行校核，最終確定零件的切削用量以及各工序的工時。
（3） 在進行對工序4的加工12孔進行專業(yè)夾具設計，由于12孔中，
6-φ13.5，2-M10,4-M10,為均分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設計基準為兩對稱孔中心距，由于難以使工藝基準與設計基準統(tǒng)一，選擇以φ65外圓面作為定位基準。在選定定位基準后，夾緊方式的選擇成了重點，考慮到夾具的體積和夾緊裝卸的方便性，所以采用氣動夾緊。最終確定夾具的結構。
（4）在對零件和夾具進行UG的建模時，我對UG的軟件的認識及應用又有了一個新提高。最終對零件和夾具進行裝配。
畢業(yè)設計(論文)
1 緒論
隨著社會的發(fā)展，能源問題成為全球共同的話題，而石油作為不可再生能源，一直是各個國家最為關注的。世界各國在努力尋求解決石油緊缺問題的方法。其實石油問題的解決不外乎兩點，一是開發(fā)新能源，二是減少資源的浪費。如何解決石油的泄漏問題是本設計研究的關鍵。汽車中石油的泄漏主要體現(xiàn)在填料箱蓋上。本設計的課題將就填料箱蓋的工藝規(guī)程及夾具的設計。
當今國內的工業(yè)社會，尚處于發(fā)展階段,制造工業(yè)占主導地位。而在實際生產中產品的加工路線的確定對企業(yè)的生存有著至關重要的影響。隨著三維建模軟件的日益廣泛的應用，產品的設計周期明顯縮短，且工件報廢率明顯下降，本設計對填料箱蓋工藝路線以及夾具的設計正是基于目前廣泛的Unigrafics軟件，通過本軟件的建模和工程圖功能，能有效地提高生產率，更形象地反映工藝夾具的工作情況。
2 零件的分析
2.1 零件的作用
零件的制造工藝方法可以分為材料成形法，材料去除法以及材料累加法。根據(jù)零件的特性以及從經濟性的角度分析，經過一系列的性能比較，HT200是相對適合的材料，毛壞的成型方法為鑄造。
本設計是首先對零件進行分析，確定零件加工的工藝規(guī)程，設計加工工序，然后根據(jù)要求設計夾具，利用UG的建模功能設計夾具的各個組件，最后將各組件組裝成裝配圖，最后導出工程圖。
題目所給定的零件是汽車的填料箱蓋如圖2.1所示，其主要作用是保證對箱體起密封作用，使箱體在工作時不致讓油液滲漏。填料箱主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料函的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不讓泵內的水流不流到外面來也不讓外面的空氣進入到泵內。始終保持水泵內的真空。當泵軸與填料摩擦產生熱量就要靠水封管住水到水封圈內使填料冷卻，保持水泵的正常運行。
圖2.1 填料箱蓋三維圖
2 .2 零件的工藝分析
填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術要求，如圖2.2所示： ，
1.以ф65H5（）軸為中心的加工表面。
包括：尺寸為ф65H5（）的軸，表面粗糙度為1.6, 尺寸為ф80的與ф65H5（）相接的肩面, 尺寸為ф100f8()與ф65H5（）同軸度為0.025的面. 尺寸為ф60h5()與ф65H5（）同軸度為0.025的孔。
2.以ф60h5()孔為中心的加工表面。
尺寸為78與ф60H8()垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨。
3. 以ф60H8()孔為中心均勻分布的12孔,6-ф13.5,4-M10-6H深20孔深24及4-M10-6H。
4.其它未注表面的粗糙度要求為6.3,粗加工可滿足要求。
圖2.2填料箱蓋零件圖
3 工藝規(guī)程設計
3.1 毛坯的制造形式
零件材料為HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產量為1000件，屬于中批生產的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這從提高生產率、保證加工精度上考慮，也是應該的。
3.2 基準面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。
3.2.1 粗基準的選擇
對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。按照有關的粗基準選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準。若工件每個表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應選擇加工余量最小的表面為粗基準。）,所以本設計選擇軸的ф65的外圓面作為粗基準。
3.2.2 精基準的選擇
按照有關的精基準選擇原則（基準重合原則；基準統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準，但是隨便著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法：
當中心孔直徑較小時，可以直接在孔口倒出寬度不大于2MM的錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。
采用錐堵或錐套心軸。
精加工外圓亦可用該外圓本身來定位，即安裝工件時，以支承軸頸本身找正。
3.3 制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為中批生產的條件下，考慮采用普通機床以及部分高效專用機床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。
3.3.1 工藝線路方案一
工序Ⅰ 銑削左右兩端面。
工序Ⅱ 粗車ф65，ф85，ф75，ф155,ф100外圓及倒角。
工序Ⅲ 鉆ф30孔、擴ф32孔，锪ф43孔。
工序Ⅳ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋
工序Ⅴ 精車ф65外圓及與ф80相接的端面.
工序Ⅵ 粗、精、細鏜ф60H8（孔。
工序Ⅶ 銑ф60孔底面
工序Ⅷ 磨ф60孔底面。
工序Ⅸ 鏜ф60孔底面溝槽。
工序Ⅹ 研磨ф60孔底面。
工序Ⅺ 去毛刺，終檢。
3.3.2 工藝路線方案二
工序Ⅰ 車削左右兩端面。
工序Ⅱ 粗車ф65，ф85，ф75，ф155外圓及倒角。
工序Ⅲ 鉆ф30孔、擴ф32孔，锪ф43孔。
工序Ⅳ 精車ф65外圓及與ф80相接的端面.
工序Ⅴ 粗、精、細鏜ф60H8（孔。
工序Ⅵ 銑ф60孔底面
工序Ⅶ 磨ф60孔底面。
工序Ⅷ 鏜ф60孔底面溝槽。
工序Ⅸ 研磨ф60孔底面。
工序Ⅹ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋
工序Ⅺ 去毛刺，終檢。
3.3.3 工藝方案的比較與分析
上述兩個方案的特點在于：方案一是采用銑削方式加工端面，且是先加工12孔后精加工外圓面和ф60H8（孔。；方案二是使用車削方式加工兩端面，12孔的加工放在最后。兩相比較起來可以看出，由于零件的端面尺寸不大，應車削端面，在中批生產中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。
但是仔細考慮，在線路二中，工序Ⅳ 精車ф65外圓及與ф80相接的端面。
然后工序Ⅹ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。
這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會引起已加工表面變形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工藝路線確定如下：
工序Ⅰ 車削左右兩端面。
工序Ⅱ 粗車ф65，ф85，ф75，ф155,ф100外圓及倒角。
工序Ⅲ 鉆ф30孔、擴ф32孔，锪ф43孔。
工序Ⅳ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋
工序Ⅴ 精車65外圓及與80相接的端面.
工序Ⅵ 粗、精、細鏜ф60H8（孔。
工序Ⅶ 銑ф60孔底面
工序Ⅷ 磨ф60孔底面。
工序Ⅸ 鏜ф60孔底面溝槽。
工序Ⅹ 研磨ф60孔底面。
工序Ⅺ 去毛刺，終檢。
以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”。
3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“填料箱蓋”零件材料為HT200，硬度為HBS190~241，毛坯質量約為5kg，生產類型為中批生產，采用機器造型鑄造毛坯。
根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
（1）外圓表面(ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155)考慮到尺寸較多且相差不大，為簡化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結構取為ф84、ф104、ф160的階梯軸式結構，除ф65以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為R6.3um,只要粗車就可滿足加工要求,以ф155為例,2Z=5mm已能滿足加工要求。
（2）外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差。鑄件輪廓尺寸(長度方向>100~160mm,故長度方向偏差為 mm，其余量值規(guī)定為3.0~3.5 mm.現(xiàn)取3.0 mm。
（3）內孔。毛坯為實心。兩內孔精度要求自由尺寸精度要求，R 為
6.3,鉆——擴即可滿足要求。
（4）內孔ф60H8()。要求以外圓面ф65H5（）定位，鑄出毛坯孔ф30。
粗鏜ф59.5 2Z=4.5
精鏜 ф59.9 2Z=0.4
細鏜ф60H8() 2Z=0.1
(5) ф60H8()孔底面加工[10]。
1. 研磨余量 Z=0.010~0.014 取Z=0.010
2. 磨削余量 Z=0.2~0.3 取Z=0.3
3. 銑削余量 Z=3.0—0.3—0.01=2.69
(6)底面溝槽，采用鏜削，經過底面研磨后鏜可保證其精度。Z=0.5
(7) 6—孔及2—M10—6H孔、4—M10—6H深20孔。均為自由尺寸精度要求。
1．6—孔可一次性直接鉆出。
2．攻螺紋前用麻花鉆直徑為ф8.5的孔。
鉆孔 ф8.5 ，攻螺紋 M10。
3.5 確定切削用量及基本工時
3.5.1 工序Ⅰ：車削端面、外圓
本工序采用計算法確定切削用量、加工條件。
工件材料：HT200，鑄造。
加工要求：粗車ф65、ф155端面及ф65、ф80、ф75、ф100，ф155外圓，表面粗糙度值R 為6.3。
機床：C620—1臥式車床。
刀具：刀片材料為YG6，刀桿尺寸為16mmX25mm,k=90°,r=15°=12 r=0.5mm。
計算切削用量。
（1）粗車ф65、ф155兩端面
確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向單邊余量為3mm，則毛坯長度方向的最大加工余量為4.25mm,分兩次加工,a=2mm計。長度加工方向取IT12級，取mm。確定進給量f當?shù)稐U16mmX25mm, a<=2mm時,以及工件直徑為ф160時。
f=0.5~0.7mm/r
按C620—1車床說明書取f=0.5 mm/r計算切削速度 ,切削速度的
計算公式為
V=(m/min) (3.1)
式中, =1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2修正系數(shù)k 見,即k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97
所以
V=
=66.7(m/min)
確定機床主軸轉速
n===253(r/min)
按機床說明書與253r/min相近的機床轉速有230r/min及305r/min。現(xiàn)選取305r/min。如果選230m/min，則速度損失較大。所以實際切削速度 V=80m/min
計算切削工時，取
L==42mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm
t==0.59(min)[4]
（2）粗車ф160端面
確定機床主軸轉速:
n===133(r/min)
取133r/min相近的機床轉速有120r/min及150r/min。現(xiàn)選取150r/min。如果選120m/min，
則速度損失較大。所以實際切削速度 V=75.4m/min
計算切削工時，取
L==80mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm
t==2.21(min)
L==28mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm
t==0.82(min)
3.5.2 工序Ⅱ：粗車65,80,75,100外圓以及槽和倒角
切削深度:先84車至80以及104車至100。
進給量:
V=(m/min)
=
=66.7(m/min)
確定機床主軸轉速:
n===204(r/min)
按機床選取n=230 r/min。所以實際切削速度
V===75.1 m/min檢驗機床功率: 主切削力
F=CFafvk (3.2)
式中：CF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15
k=(
k=0.73
所以
F=900
切削時消耗功率
P=
C630-1機床說明書可知[4], C630-1主電動機功率為7.8KW,當主軸轉速為230r/min時,主軸傳遞的最大功率為2.4KW,所以機床功率足夠,可以正常加工。
檢驗機床進給系統(tǒng)強度:已知主切削力F=598N,徑向切削力F
F=CFafVk (3.3)
式中: CF530, x=0.9, y=0.75, n=0
k=(
k=0.5
所以
F=530
而軸向切削力
F=CFafvk
式中: CF=450, x=1.0, y=0.4, n=0
k=(
k=1.17
軸向切削力
F=450
取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進給機構可承受的最大縱向力為3550N,故機床進給系統(tǒng)可正常工作。
切削工時：
t=
式中： L=105mm, L=4mm, L=0
所以
t=
（1）粗車65外圓
實際切削速度
V==
計算切削工時，取
L=17mm, L=3mm, L=0mm
t=
（2）粗車75外圓
取 n=305r/min
實際切削速度
V==
計算切削工時[16]，取
L=83mm, L=3mm, L=0mm
t=
（3）粗車100外圓
取 n=305r/min
實際切削速度
V==
計算切削工時[4]，取
L=15mm, L=3mm, L=0mm
t=
（4）車槽.采用切槽刀，r=0.2mm
取 f=0.25mm/r
n=305r/min
計算切削工時
L=9mm, L=3mm, L=0mm
t=
3.5.3 工序Ⅲ 鉆擴mm、及锪孔。轉塔機床C365L
（1）鉆孔
f=0.41mm/r
r=12.25m/min[5]
按機床選?。?
=136r/min所以實際切削速度
切削工時計算：
， =10mm， =4mm
=
（2）鉆孔mm
根據(jù)有關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔的進給量與切削速度之關系為
f=（1.2~1.3）
v=（）
公式中、為加工實心孔時的切削用量
得 =0.56mm/r
=19.25m/min
并令： f=1.35
=0.76mm/r
按機床取f=0.76mm/r
v=0.4=7.7m/min
按照機床選取
所以實際切削速度：
切削工時計算：
， ，
=
（3）锪圓柱式沉頭孔
根據(jù)有關資料介紹，锪沉頭孔時進給量及切削速度約為鉆孔時的1/2~1/3，故
f=
按機床取f=0.21mm/r
r=
按機床選取：
所以實際切削速度為：
切削工時計算：
， ，
=
3.5.4 工序Ⅳ 鉆6—13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24
（1）鉆6-13.5
f=0.35mm/r
V=17mm/min
所以 n==401(r/min)
按機床選?。?
所以實際切削速度為：
切削工時
， ， 則：
=
t=6t=60.157=0.942min
（2）鉆2底孔Φ8.5
f=0.35mm/r
v=13m/min
所以n==487r/min
按機床選取
實際切削速度
切削工時
， ， 則：
=
（3）4深20，孔深24，底孔Φ8.5
f=0.35mm/r
v=13m/min
所以 n==487r/min
按機床選取
實際切削速度
切削工時
， ， 則：
=
（4）攻螺紋孔2
r=0.2m/s=12m/min
所以
按機床選取
則
實際切削速度
計算工時
， ， 則：
=
（5）攻螺紋4-M10
r=0.2m/s=12m/min
所以
按機床選取
則
實際切削速度
計算工時
， ， 則：
=
3.5.5 工序Ⅴ：精車Φ65mm的外圓及與Φ80mm相接的端面
車床：C616
（1）精車端面
Z=0.4mm
計算切削速度[19]，切削速度的計算公式為（壽命選T=90min）
式中,,
根據(jù)1023r/min。如果選995r/min，則速度損失較大。
所以實際切削速度：
計算切削工時
， ， ， 則：
=
（2）精車Φ65外圓
2Z=0.3
f=0.1mm/r
式中,
所以實際切削速度
計算切削工時
， ， 則：
=
（3）精車外圓Φ100mm
2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r
取
實際切削速度
計算切削工時
， ， 則：
=
3.5.6 工序Ⅵ：精、粗、細鏜mm孔
（1）粗鏜孔至Φ59.5mm
2Z=4.5mm則
Z=2.25mm
查有關資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉數(shù)為無級調數(shù)，故以上轉數(shù)可以作為加工時使用的轉數(shù)。
， ， 則：
=
（2）精鏜孔至Φ59.9mm
2Z=0.4mm， Z=0.2mm
f=0.1mm/r
v=80m/min
計算切削工時
， ， 則：
=
（3）細鏜孔至mm
由于細鏜與精鏜孔時共用一個鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細鏜孔，故切削用量及工時均與精樘相同。
f=0.1mm/r
=425r/min
V=80m/min
3.5.7 工序Ⅶ：銑Φ60孔底面
銑床：X63
銑刀：選用立銑刀 d=10mm L=115mm 齒數(shù)Z=4
切削速度：參照有關手冊，確定v=15m/min
=477.7r/min
采用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書
取 =475r/min
故實際切削速度為：
當時，工作臺的每分鐘進給量應為
查機床說明書，剛好有故直接選用該值。
計算切削工時
L=（60mm-30mm）=30mm
倒角1x45°采用90°锪鉆。
3.5.8 工序Ⅷ：磨Φ60孔底面
(1) 選擇磨床：
選用MD1158（內圓磨床）
(2) 選擇砂輪：
結果為A36KV6P 20x6x8mm
(3)切削用量的選擇：
砂輪轉速 ，m/s
軸向進給量
徑向進給量
(4)切削工時計算：
當加工一個表面時
式中 L：加工長度 L=30mm
b：加工寬度 b=30mm
：單位加工余量 =0.2mm
K： 系數(shù) K=1.1
r： 工作臺移動速度（m/min）
：工作臺往返一次砂輪軸向進給量
： 工作臺往返一次砂輪徑向進給量
則 。
3.5.9 工序Ⅸ： 鏜Φ60mm孔底溝槽
內孔車刀 保證t=0.5mm，d=2mm。
3.5.10 工序Ⅹ： 研磨Φ60mm孔底面
采用手工研具進行手工研磨：Z=0.01mm。
4 基于UG專用夾具設計
為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過各方面的比較,決定設計圖中的孔、螺紋的銑床專用夾具。本夾具將用于數(shù)控加工中心或數(shù)控銑床，刀具為麻花鉆，立銑刀，絲錐。
4.1 問題的指出
本夾具主要用來加工孔及螺紋，由于工藝要求不高，因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。
4.2 夾具設計
4.2.1 定位基準的選擇
由零件圖可知，12孔中，6—13.5在圓周上均勻分布,2—M10，4—M10也為對稱分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設計基準為兩對稱孔中心距，由于難以使工藝基準與設計基準統(tǒng)一，只能以65外圓面作為定位基準。
為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對12孔進行加工。同時，為了縮短輔助時間，準備采用氣動夾緊。
4.2.2 切削力及夾緊力的計算
刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為13.5。
則軸向力：
F=Cdfk (4.1)
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
氣缸選用。當壓縮空氣單位壓力P=0.6MP,夾緊拉桿。
N=
N>F
鉆削時 T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,鉆削時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。
4.3 定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口，而該定位元件的尺寸公差為，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。
4.4 夾具設計及操作的簡要說明
如前所述，在設計夾具時，為提高勞動生產率，應首先著眼于機動夾具，本道工序的鉆床夾具選用氣動夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢必要增大氣缸直徑，而這將使整個夾具過于龐大。因此，應設法降低切削力。目前采取的措施有兩個：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情況下，適當提高壓縮空氣的工作壓力（由0.5M增至0.6 M）以增加氣缸推力。結果，本夾具結構比較緊湊。
4.5 基于UG的夾具建模過程概述
根據(jù)上述計算與設計,確定的夾具的夾具體的設計，最終確立夾具的結構[17]。
基于UG的夾具體的建模過程：
第一步,新建一個文件名為“jiajuti"文件類型為（*prt),單位：mm的文件如圖4.1所示：
圖4.1 創(chuàng)建新文件
第二步，插入一個長為310mm，寬280mm,25mm的長方體。生成實體模型如圖4.2所示：
圖4.2 長方體特征
第三步，選擇成形特征下的凸墊，選擇生成長方體的一個棱邊為水平參考，凸墊的長250mm，寬310mm，高度為185mm。生成特征如下4.3圖示：
圖4.3 凸墊特征
第四步，創(chuàng)建長210mm,寬度190mm,深度310mm腔體特征如下4.4圖所示：
圖4.4 腔體特征
第五步，創(chuàng)建拉伸異形定位孔，具體做法如下
(1)在草繪環(huán)境下，繪出孔的草圖；
(2)進入建模環(huán)境下，拉伸草繪完成的草圖剖面完成結果如下4.5圖所示：
圖4.5 異形孔特征
第六步，創(chuàng)建夾具體的其他的三個異形定位孔，具體做法如下：
1.創(chuàng)建XOZ和YOZ平面；
2.點擊UG菜單中的插入命令中的關聯(lián)復制中鏡像特征；
3.選擇上一步生成的異形定位孔，然后選擇鏡像平面XOZ，確定完成；
4.選擇生成的兩個異形定位孔，選擇鏡像平面YOZ，確定完成四個定位孔的繪制如4.6圖所示：
圖4.6 異形孔特征
第七步，生成夾具體的四個夾緊定位孔并插入螺紋特征。
1.利用UG中的簡單孔功能，根據(jù)孔的定位參數(shù)繪制一個孔；
2.在繪制好的孔中插入螺紋特征；
3.插入基準軸Z軸；
4.利用UG工具欄中的環(huán)形特征生成其余3個孔，選擇生成的孔簡單孔和孔內螺紋，
選擇Z軸，輸入數(shù)量4，角度為90度，生成4個螺紋孔如4.7圖示。
圖4.7 螺紋孔特征
第八步，在夾具體上創(chuàng)建一個夾緊拉桿的了孔創(chuàng)建如4.8圖所示。
圖4.8 拉桿孔特征
最后創(chuàng)建完成的實體模型如圖4.9所示：
圖4.9 夾具體型特征
經過一系列的設計和零件裝配，最終夾具與零件的裝配圖如圖4.10所示：
圖4.10 裝配圖
爆炸組件如圖4.11所示：
圖4-11 爆炸圖
全文總結
本文是針對如何提高填料箱蓋的加工質量以及如何縮短產品生產周期提出的基于UG的填料箱蓋的工藝規(guī)程及夾具設計。本文的重點是對填料箱蓋加工路線的確定，制定工序卡片，然后對工序4中的鉆12孔進行專用夾具設計。最后利用UG的建模功能對零件以及夾具零件進行建模，最后進行夾具與零件進行裝配，生成爆炸圖。在本次設計中，我主要從以下方面得到了收獲：
（1） 在工藝規(guī)程設計的方面，對基準面的選擇是十分重要的，正確合理的基準面對加工質量的保證，生產率的提高有很大的作用。最終經過多方面的比較最終確定零件的粗基準和精基準，在工藝路線的確定方面，我設計出了兩個不同的方案，兩個方案的不同之處在于對零件加工的順序不一樣，經過多方面的分析，我最終選擇了工藝路線方案二，并對其進行了改進。
（2） 在確定工藝路線后，對工件的加工余量以及工時的確定也是十分重要的，我查閱了《工藝手冊》及《切削手冊》，對切削力進行計算，對工件的強度進行校核，最終確定零件的切削用量以及各工序的工時。
（3） 在進行對工序4的加工12孔進行專業(yè)夾具設計，由于12孔中6-φ13.5，
2-M10,4-M10,為平均分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設計基準為兩對稱孔中心距，由于難以使工藝基準與設計基準統(tǒng)一，選擇以φ65外圓面作為定位基準。在選定定位基準后，夾緊方式的選擇成了重點，考慮到夾具的體積和夾緊裝卸的方便性，所以采用氣動夾緊。最終確定夾具的結構。
（4）在對零件和夾具進行UG的建模時，我對UG的軟件的認識及應用又有了一個新提高。
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致謝
經近三個月的時間，我的畢業(yè)設計終于告一段落了。一路走來，這三個月的時間可以算是我大學三年來最充實的一段生活。畢業(yè)設計不僅讓我把三年所學的專業(yè)知識融會貫通，達到專業(yè)學習的要求，而且在通過在解決遇到困難時與老師同學的共同探討，最后將問題、疑點逐個解決我深切地體會到合作精神的重要性。更明白了學無止境的道理，人只有在不停地探索和解決問題中才能進步。
在此，我要特別感謝陳志剛老師的對我的教導和幫助，他總是不厭其煩地指出我設計中的問題，耐心地幫我解決設計中的問題；另外我還要感謝在工廠實習時領導和同事們的幫助，他們豐富的生產經驗以及在公司的一些資料給了設計很大的幫助；另外還有在我遇到困難時在一直鼓勵我支持我的室友們。
畢業(yè)設計的完成也預示我的大學生活就將劃上一個句號，我的人生又將迎來一個嶄新的起點。大學生活結束了，但畢業(yè)設計的一點一滴將永遠留在我的心里。畢業(yè)后，我將用自己的滿腔熱誠迎接挑戰(zhàn)，把三年所學的知識應用到工作中，不斷完善自我，努力做好工作。
32