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1、中央电视广播大学毕业设计 题目：壳体的加工工艺编制及工装设计 学校名称：中央电视广播大学 指导老师： 学生姓名： 学 号： 专 业：机 械 制 造 入学时间：2013年5月20日 摘 要这次毕业设计的题目是：某航空发动机燃油泵附件壳体加工工艺规程设计及工装设计。 某航空发动机燃油泵附件壳体是某航空发动机的重要零部件之一，属于典型的小型复杂箱体类零件。他的结构比较复杂，其加工质量的好坏将直接影响到柴油机的整体性能。 通过对零件图的分析可知：燃油泵附件壳体的孔、油路孔及底面座孔的技术要求加高，是重要的平面，因此需要精细加工。 由零件的年生产纲领可以确定该零件为大批量生产。毛坯采用ZL105-II-
2、T7的铸铝由机器进行砂模铸造。 粗加工时，选取燃油泵附件壳体的上下底面互为基准；精加工时，选取加工过的燃油泵附件壳体底面为基准。以底面及底面上的两个销进行定位，即“一面两销”式定位。 在查阅了一些相关的资料，并仔细地分析了113厂的燃油泵附件壳体加工工艺路线和其它一些同类产品的生产线状况后，才具体地制定了这次设计的工艺方案。实际的机械加工工序安排，遵循着：先主要、后次要，先粗后精，先面后孔等原则。 根据生产批量和生产实际情况，工序的安排采用了工序集中和工序分散相结合的办法，并从传统设备加工的模式转为现代化数控加工.当按工序集中原则组织过程时，还普遍的采用了自动化程度较高的高效五轴数控机床和工艺
3、装备。这样，大大地提高了生产率。 工艺方案中的工序30至45，采用了高效五轴数控机床，在自动线上进行加工。因此，需要设计“一面两销”式专用夹具。其中一销为短圆柱销，另一销为削边销，分别限制六个自由度。关键词： 壳体 定位基准 自由度目 录第一章 前言1 1、 燃油泵附件壳体的工作原理1 2、 本次设计的任务2第二章 零件的分析2 1、 零件的作用及性能2 2、 燃油泵附件壳体的主要技术条3第三章 零件的工艺规程设计3 1、 确定毛坯的铸造形式4 2、 制定工艺路线4 3、刀具的选择和切削用量的确定14 4、 确定切削用量 15 5 、工艺装备及精加工数控程序分析17第四章 夹具设计33 1、
4、问题的提出33 2、 夹具设计34 致谢39 参考资料40 第 3 页 共 4 页 第一章 前言1.1 燃油泵附件壳体的工作原理在一定条件和一定范围内，发动机工作时，各方面的控制及检测系统随时启动，保证随时将发动机的能量，温度和压力情况随时反应在相应的电器系统中，以便我们随时可以监控产品的性能工作用途：该壳体有三个功能：1） 将附件-31的电磁铁、压力信号器导线通过电磁头和发动机相连；2） 安装11电磁铁（冷却电磁铁）、12电磁铁（“OP”特殊状态电磁铁）。3） 通过油路将定压油引入两个电磁铁，或将定压油接回油。注：11电磁铁（冷却电磁铁），通过它的转换，决定发动机是否进入涡轮冷却状态。12电
5、磁铁（“OP”特殊状态电磁铁），通过它的转换，决定发动机是否对加力燃油流量进行切换。 电磁铁内部不加工空腔为导线通过腔，决不能和燃油相通，所以加工油路必须精确，避免和内部空腔相通。1.2 本次设计的任务根据生产批量和生产实际情况，从传统设备加工的模式转为自动化程度较高的高效五轴数控机床和工艺装备，当按工序集中原则组织过程，这样，大大地提高了生产率。编制附件壳体加工工艺及设计制造过程中的工装夹具。为了更好的适应市场经济的形式，我们也需要了解加工过程中的费用问题。就是如何用最少的钱做出最好的产品。通过此次设计，我逐渐意识到了经济方案在工程中的重要性，合并工序，节省工装，高效能利用数控设备等方法这将
6、对我在今后的工作中起到重要的作用。首先是对工件进行加工工序的确定，并且进行工艺分析，装夹方式的选择，切削用量的确定。再对刀具进行了选择。然后就工艺路线进行编程加工。第二章 零件的分析2.1 零件的作用及性能此类壳体是某航空产品燃油附件的电气控制的系统，控制发动机的电气工作原理和指示，是控制产品加工与调试随时控制在发动机在运行过程中的温度压力，润滑情况，以便在发动机运行过程中更好的控制发动机。2.2 燃油泵附件壳体的主要技术条件2.2.1 HB76100铸件针孔率不超过二级；2.2.2 表面铬酸阳极化，除Ug 表面外；2.2.3 螺纹首尾按HB5829-83（0CT100010-81）2.2.4
7、 油路孔的轴向位移在100mm上不超过0.05，未标注油路孔表面粗糙度Ra值为6.32.2.5 用工艺保证孔P、C、T、与相配合零件位置相符；2.2.6 视图中写有字样的凸台12高h0.5，表面粗糙度Ra值为6.3，字体用5 号GB44573-84，按BDB-11打钢印，字母及数字表面涂HO4-2/GJB384A-96黑色磁漆。2.2.7 在长度、上保证粗糙度及极限偏差；2.2.8 *尺寸用工具保证；2.2.9 *尺寸为倒角R11.5或任意曲线；2.2.10 在铬酸盐溶液中用空气P=0.3920.1MPa（411kgf/cm2）检查密封性，时间3分钟，试验内腔Ug及所有油路；2.2.11 用燃
8、油P=2.940.49（30+5kgf/cm2）试验强度，时间5分钟，试验内腔Ug及所有油路；2.2.12 拔模斜度1，未注铸造圆角R6。第三章 零件的工艺规程设计3.1 确定毛坯的铸造形式（毛坯图） 由零件的年生产纲领可以确定该零件为大批量生产。毛坯采用ZL105-II-T7的铸铝由机器进行砂模铸造。铸造尺寸公差按HB6103-86CT6。为注铸造圆角R3。为注铸造拔模斜度1。铸件按T7热处理HB76-100。毛坯基准应无毛刺、平整、光滑。 3.2 制定工艺路线在查阅了一些相关的资料，并仔细地分析了某厂的燃油泵附件壳体加工工艺路线和其它一些同类产品的生产线状况后，才具体地制定了这次设计的工艺
9、方案。实际的机械加工工序安排，遵循着：先主要、后次要，先粗后精，先面后孔等原则。3.2.1 图纸分析3.2.1.1 加工内容：此零件加工包括铣平面、铣凸台、研平面、钻孔、绞孔、倒角、镗孔、倒角圆弧，攻螺纹、铣槽、划窝、去毛刺、打字、试验、铬酸阳极化等内容。3.2.1.2 工件坐标系：该零件加工需翻面，从图纸上尺寸标注分析应设置2个坐标系，2个工件零点均定于装夹后的5.5通孔（精加工）。工艺方案中的工序30至45，采用了高效五轴数控机床，在自动线上进行加工。因此，需要设计“一面两销”式专用夹具。其中一销为短圆柱销，另一销为削边销（菱形销），分别限制六个自由度。图1 （定位图）装夹平端面，设置工件
10、原点。此端面做精加工面，以后不再加工。工件坐标系的原点位置是（图1）中5.5（圆柱销）孔，它在工件装夹完毕后，通过找正确定，它反映的是工件与机床零点之间的距离位置关系。工件坐标系一旦固定，一般不作改变。工件坐标系与编程坐标系两者必须统一，即在加工时，工件坐标系和编程坐标系是一致的。3.2.1.3 工件零点与数控设备工作台中心重合。 力求设计、工艺、与编程计算的基准统一。 尽量减少装夹次数，尽可能做到在一次定位后就能加工出全部待加工表面。 避免采用占机人工调整方案。 夹具要开畅，其定位、夹紧机构不能影响加工中的走刀3.2.1.4 公差处理：尺寸公差取中值。根据相关标准，确定零件未注尺寸公差；分析
11、零件结构，确定零件毛坯尺寸及粗加工工艺3.2.2 设备分析数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密加工精度高,质量容易保证,发展前景十分广阔,因此掌握数控加工中心的加工编程技术尤为重要。 该壳体的主要精加工内容都可安排在DMU60P设备上，该设备X最大行程600mm、Y最大行程600mm、Z最大行程500mm，A轴最大行程+45度、-30度，C轴可360度运动。拥有60把刀位，主轴头能进行立式及卧式的功能转换和相应的加工；重复定位精度为0.008mm。可进行5轴4联动的加工运动，是德国DMG公司5轴加工中心的系列产品，加工范围广泛
12、，可进行钻孔、铣削、镗孔、攻丝、绞孔等加工功能。 使用德国Millplus操作系统，可进行G指令编程及对话式编程。可完成壳体零件多面体的加工，在产品工艺安排上，尽可能发挥该设备的功能优势，减少装加次数，节省工装成本。程序、工装、刀具的固化，可减少批量生产时调试准备的运转周期。3.2.3 工艺设计工步和走刀路线的确定，按加工过程确定走刀路线如下：走刀路线是指数控加工过程中刀具相对于被加工件的运动轨迹和方向。加工路线的合理选择是非常重要的，因为它与零件的加工精度和表面质量密却相关。在确定走刀路线是主要考虑下列几点： 保证零件的加工精度要求。 方便数值计算，减少编程工作量。 寻求最短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率。 尽量减少程序段数。 保
