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1、摘要 设计课题为“橡胶切割机的主要零件的设计和加工工艺的制定”，此专用机床要求能对橡胶输送带接头进行快速加工，并保证加工面的精度。机床整机结构设计，是对机床总体布局及机床零部件进行设计计算。应对工件进行必要分析，结合实际情况，合理的设计工件的尺寸，选择机械加工方法，设计机床进给、制定加工工艺，根据零件特性设计专用夹具，提出工件专用夹紧装置和送料机构的可能性结构并进行分析。关键词：专用机床；工艺制定；定位元件；夹紧装置；机床设计Abstract The design task for this paper is “Rubber cutting machine mainly zero design
2、 and processing technology products ”. This special machine tool is required to processing the conveyer-belt-joint rapidly and ensure the precision of processing surface. The design for the whole structure, is a process of framing and calculating the general layout and parts of this machine. Its nec
3、essary to analysis each parts, combined with the actual situation ,designing the size of work piece ,choose mechanical method, devise the machine-tool-feed-program and develop processing technology. Based on zero characteristics design professional fixture .Come up with possible structure of work pi
4、ece special-clamping-device and conveying-mechanism, and analysis their reliability.Keywords：special machine tool；technology development；locating element ；clamping-device ； design of machine.目录摘要IIIAbstractIV目录V1 绪论11.1本课题的研究内容和意义11.2国内外的发展概况11.3 橡胶切割机的发展前景11.4 本课题应达到的要求22 零件分析32.1 零件的工艺性分析和零件图的审查32
5、.2 零件的生产纲领及生产类型32.3 零件的加工工艺分析42.4 选择毛坯42.4.1 确定毛坯的成形方法42.4.2 铸件结构工艺性分析42.4.3 铸造工艺方案的确定43 工艺规程设计63.1 基准设计63.1.1粗基准的选择63.1.2精基准的选择63.2 表面加工方案的选择63.3制定机械加工工艺路线73.4 确定机械加工余量及工序尺寸73.5 确定切削用量及基本工时103.5.1 工序30：粗、精铣后平面103.5.2 工序40：粗、精铣凸台端面（号平面）123.5.3 工序50：铣25mm槽两侧面（号平面）153.5.4 工序60：粗、精铣4个29mm7.5mm的小凸台163.5
6、.5 工序70:钻削、铰削加工直径为8mm的8个螺栓孔183.5.6 工序80：钻削、铰削加工直径为7mm的4个螺栓孔203.5.7 工序90：钻削两个4mm的孔224 夹具系统设计244.1 机床夹具概述244.1.1 工件装夹的实质244.1.2 机床夹具的功能244.1.3 机床夹具要点254.2 工件的加工工艺分析254.3 定位方案及定位基准的选择254.3.1 工件的定位分析254.3.2 工件定位方案及定位基准的选择264.4 确定夹具的结构方案264.4.1 确定定位方案，设计定位元件264.4.2 确定夹紧方式和设计夹紧机构274.4.3 夹紧力计算274.4.5 支承销最小
7、截面的计算294.5 钻套、钻模板设计294.6 定位误差概述314.6.1 定位误差产生原因314.6.2 夹具精度分析315 总结与展望33致谢34参考文献35V橡胶切割机的主要零件设计和加工工艺制定1 绪论1.1 本课题的研究内容和意义 在机械加工过程中，橡胶切割方法常用是手工切割、半自动切割及数控切割机切割。手工切割灵活方便，但切割质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后续加工工作量大，同时劳动条件恶劣，生产效率低。半自动切割机中仿形切割机，切割工件的质量较好，由于其使用切割模具，不适合于单件、小批量和大工件切割。其它类型半自动切割机虽然降低了工人劳动强度，但其功能简单，只适合一些较规则形状
8、的切割。专业切割机相对手动方式来说，可有效地提高橡胶切割地效率、切割质量，减轻操作者地劳动强度。在我国的一些中小企业甚至在一些大型企业中使用手工切割方式还较为普遍。 我国机械工业橡胶使用量已达到3亿吨以上，橡胶的切割量非常大；随着现代工业的发展，对橡胶切割加工的工作效率和产品质量的要求也同时提高。因而专业切割机的市场潜力还是很大、市场前景比较乐观。 专业橡胶切割机的诞生，对于提高生产效率降低生产成本具有重要意义。此项研究也是对大学四年所学课程的一次总复习，它将机械制图、机械设计和工艺分析，夹具设计等机械设计制造主要专业课程紧密联系在一起，利用所学的机械与控制相关知识来解决实际的生产问题，将理论
9、设计与实际运用联系起来，需要考虑多方面的问题，如成本、定位方案，加工精度的控制和机械设备使用寿命等等。1.2 国内外的发展概况 改革开放20多年来，国内橡胶加工工业经历了持续快速发展的过程，到了2005年我国橡胶加工总量已达3亿吨，约占世界橡胶加工总量的35%，主要的橡胶产品轮胎、传送带等产量均居世界第一位。橡胶业依然是国内重要的支柱产业之一，在满足人民橡胶产品消费，出口创汇，为其他产业提供支持，解决就业问题等方面发挥重要作用。今年来随着橡胶行业结构调整和产业升级的升入，通过国内技术的改造和国外先进技术的引进和吸收，橡胶行业的装备和技术水平大幅提高，企业自主创新能力也有所增强，生产效率不断提高
10、，品种范围迅速扩展，生产已从劳动密集型向科技型转换。淘汰落后装备和工艺，光、机、电、气动、液压、传感、计算机技术的复合应用，为橡胶附加值提高和新产品开发提供了强有力的保障，橡胶产品休闲化，个性化，高档化趋势日益明显，橡胶产品出口以年均19%的速度增长，出口成品自给率也提高到70%，彻底扭转了橡胶进口量高于出口量的局面，增强了行业的国际竞争力。但我国橡胶行业的整体水平与世界先进国家相比仍有较大差距。应对整个橡胶领域的飞速发展有了一个总体认识，以期待找出与国外差距和今后提高科技水平的方向。1.3 橡胶切割机的发展前景 （1）复合化发展。随着橡胶机械技术的发展，机械复合技术和复合加工技术逐渐成熟，在
11、每一台机床上都可以符合多重任务完成各种生产要求。这样的复合生产将是新一轮的先进生产方式，橡胶切割行业的技术研究应该更加注重复合化发展，研究建造出可以完成多重任务完成各种生产要求的橡胶切割机。 （2）实现橡胶切割的全面智能化。过去的人工控制切割已经不能满足橡胶机械管理的发展需求。未来的控制需要通过计算机对切割机的操控，使我们的橡胶切割向智能化迈进，在整个系统中，智能化也成为数控发展的又一大突破。 （3）现代高精度化。加紧技术研究，提高精密度。因为精度化更加迎合了现代高科技产品的高要求，符合了新的时代发展要求。所以要适应时代新的发展要求必须加快精度研究的步伐。 （4）趋向柔性化发展。引进柔性自动化
12、技术，对于切割过程中复杂规格的橡胶件，保证规格的高要求，准精度。这样的柔性技术能够满足市场对产品的高要求，改变市场供不应求的现状。是一项先进的而有时效性的切割技术，它已经成为切割机发展的主流趋势。 （5）结合电子计算机实现网络化。网络的力量在21世纪已经无法阻挡，切割系统网络化也是历史之必然。要加紧切割机与网络结合生产研发，结合网络优势综合开发新的切割机项目。这样的发展一定会促进网络带动切割技术的新一代变革。1.4 本课题应达到的要求 通过参观现有的 熟悉橡胶切割机的内部构造和工作原理。并找出切割机主要零件加工中会存在的不足之处，初步设定主要零件（基础板）的加工方案。熟练掌握金属加工工艺设计，
13、工装设计，了解并会查找相关数据，熟练掌握零件的工艺分析要领，对铸造工艺也要掌握，以便对铸件出现的缺陷进行分析，掌握六点定位原理、并能对零件的定位进行分析计算，选择合适的定位元件和夹紧方式，能够熟练掌握机械制图的相关标准并能熟练使用CAD进行二维图纸的绘制，三维模型的建立，结合实际对夹具在生产中对生产效率的提高提出可行性的改进建议。全套知识梳理完后写设计说明书并进行设计答辩。 2 零件分析2.1 零件的工艺性分析和零件图的审查 该零件图的视图正确，完整，尺寸，公差及技术都符合要求。但是，零件的加工过程，需要有较高的平面度，某些地方需要较细的表面粗糙度，各装配基面要求有一定的垂直度和平行度。否则会
14、影响机器设备的性能和精度。 图1 基础板2.2 零件的生产纲领及生产类型 生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。按生产纲领与生产类型的关系确定。 零件的生产纲领为 N=Qn(1+a+b) 其中，产品的年产量Q=10000台/年，每台产品中该零件的数量n=1,零件备品率a=4%，零件废品率b=1%。Q=100001(1+4%+1%)=10500件/年 从计算结果可知，该零件生产类型为成批生产2.3 零件的加工工艺分析基础板共有22个机械加工表面，其中，两组（共八个）直径为8mm的螺栓孔与上表面（平面）有垂直度要求；三个宽度为29mm的装轴承壳的凸台表面（平面）有平行度要求。现分述如下：两组（八
15、个）直径为8mm的螺栓孔两组（八个）直径为8mm的螺栓孔与上表面的垂直度公差为0.2mm，螺栓孔中心线与凸台右表面的尺寸要求为14.5mm；两组8mm的孔中心线之间有平行度公差0.1mm； 三个宽度为29mm的凸台 三个宽度为29mm的凸台面之间有公差为0.1mm的平行度要求。凸台与轴承壳相连的面（平面），其表面粗糙度为Ra1.6。由凸台连接的轴承壳确定的两根轴，轴线与29mmX7.5mm的小凸台有公差为0.1mm的平行度要求(以小凸台边缘为基准)。从上分析可知，基础板的加工精度不是很高。因此，可以先将精度低的加工面加工完后，再以加工过的表面为定位基准加工精度较高的凸台面和8mm孔。2.4 选择毛坯2.4.1 确定毛坯的成形方法该零件材料为Q235，考虑
