高压气瓶固定支耳加工工艺设计

本科论文目录30497摘要 I31717Abstract II28078引言 1106281零件分析 3200041.1零件的用途 3299011.2零件的图纸分析 4113661.3零件的结构工艺分析 518651.4零件的生产类型 592902毛坯的选择 6277062.1确定毛坯种类 6327032.2确定锻件余量及形状 6273012.3绘制毛坯图 7172163机械加工基准，工艺路线的设计 842183.1定位基准的确定 8314483.1.1选择粗基准 8113.1.2选择精基准 8133743.2工艺路线的制定 9230933.2.1选择表面加工方法 9140323.2.2确定工艺过程中的加工方案 9130363.2.3工艺路线分析 11206064加工设备及工艺装备的选择 12110164.1根据不同的工序选择不同的机床 1217554.2选择加工设备和工艺设备 12249585工序尺寸和切削用量的确定 14138105.1加工余量、工序尺寸的确定 14162406夹具设计 22129496.1夹具结构和类型 22321886.2支耳夹具设计 22297506.2.1明确夹具设计任务和生产纲领 22306986.2.2夹具定位装置 22109026.2.3夹紧力的计算和技术要求 24163026.2.4夹具精度分析 241476结论 2615704参考文献 2727462附录1加工中心程序清单 2919690致谢 34本科论文摘要本次设计的课题是高压气瓶固定支耳机械加工工艺设计，广泛用于国防军事领域的武器和武器装备、航空航天、光电仪器仪表等多个行业。以导弹系统中的高压气瓶为例，高压气瓶的固定安装对导弹和发射装置的作战效能及安全性有着重要的影响。有此可见，高压气瓶固定支耳的设计至关重要。即固定了气瓶又实现了气瓶与装置之间的震动传导，对导弹的精准打击有了保障。、零件支耳由于环境比较苛刻，对材料性能和结构作用有较大的要求。耐高温，高压，耐磨，冲击振动，质量轻，设计小巧。本文根据零件的生产要求，并进行了机械制造工艺规程设计。高压气瓶固定支耳是带有一定弧度的薄片，使用时，在圆形周边外围平均设置三个支耳，在三个支耳上分别设置固定孔，并通过销钉将固定孔固定在支脚上。而三个支耳之间用钢带卡箍缠绕固定。并对零件进行工艺分析合理安排工序，安排合理的加工路线，手动编出程序加工出最终零件，模拟观察在自己加工过程中所犯的错误找出不足加以改正，如背吃刀量、毛坯、进给量等等一系列参数。还要利用CAD制出图纸，根据图纸加工实物，最终完成毕业设计。关键词：气瓶；机械加工；工艺设计；编程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引言机械制造行业代表一个国家的工艺加工制造水平，也是我们国家经济的支柱、民众经济的重要产业，机械行业现在发展的飞快，也在对我们的生活产生了许多影响，对于管理经营和文化都有着非凡的影响。随着当今社会的不断发展，制造行业的突飞猛进，现如今制造技术和自动化水平的好坏已成为衡量一个国家经济发展水平的标准[1]。随着需求者的需求，生产产品的加速和产品更新的速度以及生产效率和制造质量也越来越高，在机械加工工艺方面衡量出了一个标准。先进的机械制造业主要特点在于具备自动化技术及设备，当今世界各国制造业广泛采用数控加工，实现车间的机械自动化，使人摆脱劳苦力，实行机电一体化标准的自动化车间，用来提高国家制造能力、水平以及效率，提高对市场需求的适应能力、与他国制造业竞争能力，达到并满足市场千变万化的需求，从而提高我国在世界工业上的地位[2]。在我们实际生活生产当中，对于某个零件，通常不可能使用单一机床或某种加工方法来完成，是需要采用多种类型机床以及数控并且还需要一定的工艺过程。在零件加工过程中，不仅要符合要求还要有适当的加工方法。机械设计，制造和自动化学科在国民经济中处于极其重要的位置。它在其他技术领域中起着辅助作用，并成为国民经济中各个行业的基础。机械工业的发展也将带动其他技术和产业的发展。各种自动化机械设备大大提高了劳动生产率，减轻了工人的劳动强度。各种大型成套设备的成功开发使各种关键项目的建设成为可能；实现集成电路的高度集成制造，并将存储容量提高一倍；航空航天以及各种武器装备的开发和生产，科学技术和教育的发展，都取决于机械设计和制造技术的进步。工艺加工设计的发展有着日新月异的变化，有着高速、高精度、多智能化等的发展趋势和方向，也是衡量着一个国家的现在化设备应用程度的一个核心标志。作为制造大国的我们，不能安于现状要立强不息，更要抓住机会不断发展加大力度创新，提升企业的综合实力，争取达到专业顶端水平。不仅要采取发展我们自己的工业加工技术的一大措施，并且在核心的工业制造技术上实行限制政策，总之，坚定不移地沿着发展我们特色的工业制造技术的这一方向走下去，加强并提高我们的数控方向上的技术，这也已经变成了世界上的国家增大自己的发展速度和在这一方向的社会地位的重要途径，开启了机械数控制造工业和工艺设计技术的新篇章[4]1零件分析1.1零件的用途所设计的零件支耳是高压气瓶上固定装置上的重要组成零件之一。广泛用于大型民航客机，军用飞机，航空火箭，导弹，舰船，装甲炮等领域。例如，机载紧急滑梯或救援船通常位于机舱门的内部，并且由五个部分组成：可充气部件，气瓶与气瓶固定部件，外包装部件和救援包部件。在紧急情况下，空姐通过使用手动或自动方式来打开安全通道滑梯。滑梯在大约六秒钟内完全充气，因此乘客和机组人员可以安全，迅速地撤离事故飞机，并在水被迫降落时充当救生船以确保其人身安全[5]。气瓶的稳定固定直接关系到人身安全，可以说气瓶的固定极为重要，而支耳零件在整个高压气瓶固定装置上又起着至关重要的作用，它的设计与加工有着格外严格的要求。在一圆型体的周边平均设置三个支耳,三个支耳上设置固定孔,固定孔通过销子与支脚固定。而三个支耳之间用钢带卡箍缠绕固定。此技术制作成本低,单人可操作,省时省力，安全可靠。如图1.1和图1.2零件的三维图。图1.1零件的三维图图1.2零件的三维图1.2零件的图纸分析该零件主要加工表面是由外圆表面、内圆表面、中心台、端面和腰型孔、多处R10倒角组成。其中内外圆弧精度要求比较高，表面粗糙度要求较高，该零件为带有弧度的薄片，在加个过程中应采用专用夹具。由图纸可知零件的毛坯为锻件，由于支耳零件外形特殊所以采用4个零件放在一起进行加工，一块料能加工出来4个零件。大大缩短了时间提高了效率。加工时采用如图1.3零件的图纸分析。图1.3零件的图纸分析1.3零件的结构工艺分析对支耳零件进行结构工艺分析，支耳的整体尺寸为φ80×90mm弧形钛合金材料，根据加工要求以及公差和表面粗糙度等可以确定需有(1)下料、(2)粗车两端，(3)平磨精磨两端保证总长，(4)线切割外圆弧留量，考虑到支耳为薄片，进行厚度留量，防止下序普车时受热变形，再线切30mm宽的凸台。(5)普车外圆台切除余量。由于支耳的弧度，薄片，使车床加工时难以装夹。需要设计工装夹具。夹具形如圆柱，旋转后方便车工加工。夹具外圆弧与支耳内圆弧吻合接触，外有挡片压在支耳上，挡片与支耳，夹具圆柱间紧密接触，并有螺钉固定。一次装夹可安装4个支耳，加快车工加工速率。便于拆卸安装。（6）数控铣，选取直径5铣刀铣中心台上的腰型孔，后换直径12的铣刀按原轨迹运行，除去干涉部分。（7）线切割，精切外圆弧和中心台R10倒角。（8）最后钳修10处R10倒角，并除去其余毛刺，等工艺过程。要加工面是工件上下表面的加工、上表面的阶梯台的加工、工件两端面的加工与中心台的加工、中心台中心有完全贯穿的腰型孔。工件上下表面以及中心台腰型孔部位是与其他部件直接接触的，对其加工精度等都是会有很大的影响，而且工件的下表面与气瓶直接接触，要保证同轴配合。其表面粗糙度要达到Ra3.2μm。1.4零件的生产类型根据产品生产的重复程度和工作的专业化程度，大致可以把生产过程分为大量生产、单件生产和成批生产类型。零件的生产纲领N则由下式计算:N=Q×n×(1+a)×(1+b)(1-1)式中:Q--产品的年产量n--单台产品中该零件的数量a--备品率，以百分数计b--废品率，以百分数计根据上述的公式，零件的生产要求和图纸复杂程度，结合给定的数据与分析，可计算出零件支耳的生产纲领，进而确定出其生产类型。该零件应该为小批量或者中批量生产。2毛坯的选择2.1确定毛坯种类机械加工零件的毛坯形式有5种类型铸件：对于形状较为复杂的毛坯，通常可以使用铸造方法进行制造。目前，大多数铸件是通过砂型铸造制成的。对于需要高尺寸精度的小型铸件，可以使用特殊的铸件，例如永久铸件，精密铸件，压力铸件。熔模铸造，离心铸造等。锻件：锻件经过锻造后可获得连续且均匀的金属纤维结构。因此，锻件的机械性能更好，并且它们通常用于具有复杂应力的重要钢部件中。其中，自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批量生产和大型锻件的制造。模型锻件的尺寸精度和生产率高，主要用于产量大的中小型锻件。型材：型材主要包括板，条，线等。常用的截面形状为圆形，正方形，六边形和特殊截面形状。根据其制造方法，可分为两类：热轧和冷拔。较大尺寸，较低精度，用于通用机械零件。冷拔型材具有较小的尺寸和较高的精度，主要用于对毛坯精度要求较高的中小型零件。焊接零件：焊接零件主要用于单件小批量生产和大型零件以及原型生产。其优点是制造简单，生产周期短，节省材料和减轻重量。但是，其抗振性差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。其他毛坯：其他毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤压件，塑料压制件等。经上述进行对比，高压气瓶固定支耳机械加工工艺设计的毛坯选的是锻件类型的，支耳的截面形状是圆弧形。而形状复杂的采用铸造方法制造,但支耳属于薄壁零件不宜用砂型铸造，其他铸造成本太高。小批量生产的小型件来说，还要考虑本厂的毛坯制造水平、设备条件等因素。不宜选择铸件，该加工零件的毛坯材料为钛合金，而且零件的外形也比较复杂，锻件的工艺性能好，不易变形，成本也比较低，因此选用锻件作为毛坯，进行锻造加工。2.2确定锻件余量及形状根据零件的材料的要求，支耳零件所需加工的毛坯应为锻件。根据零件是中小批量生产，所以选择毛坯制造方法为锻造方法，材料为钛合金，借鉴网上的一些资料并参考机械制造手册书籍。确定毛坯各个尺寸的机械加工总余量，生产毛坯时的公差要求等，最终得到毛坯图上的尺寸与公差要求。在机械加工中，确定毛坯、工艺加工路线后，就必须要确定加工零件的加工余量。加工余量的大小与加工成本有着密不可分的联系。如果预留的加工余量过多，则会浪费材料，并且会增加切削时间，增加工具和机床的损耗并增加成本[10]，这是非常不经济的。如果加工余量太小，则前一工序的错误和缺陷将无法得到纠正，加工后的零件将很容易被丢弃，从而增加了成本。因此，合理确定加工余量可以大大降低成本，提高工件质量。2.3绘制毛坯图支耳零件毛坯图为圆柱毛坯。在绘制毛坯图轮廓时用粗实线，零件的实体用双点划线绘制，比例选择1:1。绘制毛坯图时毛配图上面应该标注出毛坯的尺寸、公差、技术要求，以及圆角半径。⑴未注线性尺寸公差和角度公差按GB/T1804-m执行，未注形状公差和位置公差按GB/T1184-k执行。⑵零件加工表面上，不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。⑶去锐角，尖角如图2.2所示。图2.2零件的毛坯图3机械加工基准，工艺路线的设计3.1定位基准的确定定位基准在机械加工中起着至关重要的作用，并且也是过程规程设计中最重要的任务之一。定位基准的确定分为两类：一是粗基准的确定，二是精基准的确定。不同的选择对加工面精度有巨大的影响。为了提高产品的加工质量和生产效率，有必要正确选择基准。基准选择的差异将导致加工工艺路线不同，这可能会导致耗时且劳动密集型，并影响生产效率。因此，选择正确的基准非常重要。3.1.1选择粗基准在实际的生产和加工过程中，当零件开始加工时，所有表面均未加工，只能将毛坯面当作定位参考。这种未加工工件的表面称为粗基准，在选择粗基准时，为了确保零件上重要表面的加工余量均匀，应选择重要表面作为粗基准。零件上有一些重要的工作表面，具有很高的精度。为了满足加工精度要求，在粗加工时应使加工余量尽可能均匀。还应确保可以为零件的每个加工表面分配足够的加工余量。应选择加工余量最小的表面作为粗基准[19]。在对零件支耳进行毛坯加工时，车俩侧端面皆选择另一端面为粗基准面进行加工。线切割零件时，从穿丝孔中穿入进而加工，加工选择的也是粗基准。总之，对加工没有精度要求或是有下一步的精加工时，均可选择粗基准为参考。3.1.2选择精基准加工后的表面称为精细基准。以粗基准加工完成的作为精基准进行工件加工。选择精基准应遵循以下原则。以设计基准为定位基准，以避免不重合为重合原理的基础，为避免参考转换中的错误，对每个加工面进行加工采用相同的参考处理作为标准统一原则。精加工表面余量小而均匀，来提高加工表面本身的精度作为参考原理，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，并使剩余量小而均匀。统一作为参考原则。最后，它还应符合标准化，安全性和可靠性以及易于操作的原则[19]。支耳零件是一个薄片，有着许多精度要求。加工时应选择已加工的表面作为参考基准，也就是精基准。支耳的内外圆都有精度要求，要选进行粗加工留量，在选择粗加工表面进行精加工。支耳的加工部位是一个腰型孔，腰型孔没有精度要求但位置有着精度要求，为了避免产生误差对零件与其他部件配合出现影响或者精度达不到要求，所以应该选择以中心台面为基准面，以图纸上边界到腰型孔的数值来作为定位，进行加工从而达到要求。3.2工艺路线的制定3.2.1选择表面加工方法根据各个表面的加工图纸中的要求以及各种加工方法中能达到的经济精度和表面粗糙度，气瓶固定支耳零件的主要表面的加工方法和数据查《几何量公差与检测》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车（IT12）-精磨（IT8）零件外圆表面线切割（IT12）-精车（IT8）零件内圆表面线切割（IT8）零件上表面线切割（IT8）零件的腰型孔精铣（IT8）零件的外圆与孔干涉表面粗铣（IT12）零件的外圆台线切割（IT12）-精车（IT8）3.2.2确定工艺过程中的加工方案由于各表面加工再加个过程中的方法及粗精基准已基本确定，现按照先粗加工后精加工，先对面加工后对孔加工，先基准面加工的原则来加工零件[11]如表格3.2，3.3所示。表3.2零件的加工工艺过程方案一工序号工序名称工序内容1下料下料Φ80mmx90mm的圆柱2普车车齐一端后，加工另一端保证总长84.5mm3磨床磨平一端后，掉头加工另一端保证总长84±0.2mm4钳工台在圆柱上打Φ6的穿丝孔，位置靠大外圆5线切割装夹外圆，线切内圆R45.3±0.05mm外圆R50mm（留量1mm）并保持R2,R5的特性切8mm距圆心29mm的突出台宽度30mm7数控车专用夹具，车外圆端面R46.8±0.05mm宽度25mm8加工中心铣R4.25mm圆心距10mm的腰型孔续表工序号工序名称工序内容Φ12钻头加工外圆面与腰型孔干涉位置9线切割外圆弧R49±0.1切除耳朵两侧R10倒角10钳工台去毛刺，倒角R10（共10处）11质检检验入库表3.3零件的加工工艺过程方案二工序号工序名称工序内容1下料下料外圆Φ145mm内圆Φ85mmx90mm的圆环2普车车齐一端后，加工另一端保证总长84.5mm3磨床磨平一端后，掉头加工另一端保证总长84±0.2mm4车车内外圆5线切割外圆R50mm（留量1mm）并保持R2,R5的特性切8mm距圆心29mm的突出台宽度30mm6数控车专用夹具，车外圆端面R46.8±0.05mm宽度25mm7加工中心铣Φ8.5mm圆心距10mm的腰型孔Φ12钻头加工外圆面与腰型孔干涉位置8线切割外圆弧R49±0.1切除耳朵两侧R10倒角9钳工台去毛刺，倒角R10（共10处）10质检检验入库加工工艺过程方案对比分析：方案一：零件加工过程中粗加工和精加工连续进行，这样加工时装夹次数少，减少了工人的劳动时间，不仅省时省力，而且还能保证精度要求。加工过程数控车采设计工装夹具。但是加工起来比较麻烦。尤其是线切割，加工耗时长效率低。方案二：零件的加工过程中先进行粗加工，然后进行精加工，这样加工时精度虽然提高了不少，加工过程步骤增多，而难度并没有减少。其余加工过程类同，加工过程数控车也采设计工装夹具。相比较之下，方案二零件下料外圆Φ145mm内圆Φ85mmx90mm的圆环，使用料远远多于方案一，而步骤并没有明显的减少，难度也没有降低。所以为了保证加工效率，并且提高加工精度，采用专用夹具。采用精度高的线切割进行加工，因此本次加工采取方案一进行。3.2.3工艺路线分析由于环境比较苛刻，对材料性能和结构作用有较大的要求。耐高温，高压，耐磨，冲击振动，质量轻，设计小巧。要求：选取棒料钛合金为原材料进行加工支耳，外形为带有弧度的薄片，内弧与气瓶瓶身弧度吻合，中间有台内带固定孔。编排工艺规程时考虑到支耳为薄片，先去零件的长度尺寸要求，在加工外圆。线切割进行厚度留量，防止车时受热变形，在数控车切除余量时。通常情况下，根据零件加工原则在同时需要钻孔和铣平面的时候，一般先铣削平面，再加工腰型孔，重要加工表面切削余量准确，加工起来才比较精确[6]。4加工设备及工艺装备的选择4.1根据不同的工序选择不同的机床加工过程中考虑到零件的加工的精度和粗糙度要求及生产率，从而选择不同的加工机床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、高效率的卧式带锯床进行加工。②工序2为车平两端面，无高精度要求，所以工序采用高效率的CA6140车床进行加工。③工序5至工序8为零件表面进行加工，表面精度要求较高，所以工序采用较高精度、高效率的线切割床加工。④工序7铣腰型孔，加工外圆面与腰型孔干涉位置，表面精度要求高，所以工序采用较高精度、高效率的XA6132加工中心进行加工。⑤工序6数控车进行外圆的精加工，采用精度较高，且高效的数控车床加工。4.2选择加工设备和工艺设备支耳零件机械加工艺方案设计后，主要在沈阳华信四通机械制造有限公司的现有设备进行加工，因此，方案设计时要考虑可用的具体设备如表4.1所示：表4.1零件的加工设备和工艺设备工序号工序内容设备刀具1下料Φ80mmx90mm的圆柱锯床2车齐一端后，加工另一端保证总长84.5mm车床合金外圆刀3磨平一端后，掉头加工另一端保证总长84±0.2mm磨床4在圆柱上打Φ6的穿丝孔，位置靠大外圆钻床麻花钻5装夹外圆，线切内圆R45.3±0.05mm线切割床外圆R50mm（留量1mm）并保持R2,R5的特性切8mm距圆心29mm的突出台宽度30mm7专用夹具，车外圆端面R46.8±0.05mm宽度25mm数控车合金外圆刀8铣Φ8.5mm圆心距10mm的腰型孔加工中心麻花钻续表工序号工序内容设备刀具Φ12钻头加工外圆面与腰型孔干涉位置麻花钻9外圆弧R49±0.1线切割床切除耳朵两侧R10倒角10去毛刺，倒角R10（共10处）钳工台锉刀11检验入库5工序尺寸和切削用量的确定5.1加工余量、工序尺寸的确定工具的主要加工表面如图纸所示，要求各个工序的加工标准与设计标准一致。可以由《机械制造工艺设计简明手册》中表2.3-8至表2.3-20内孔加工余量来确定孔的余量[13]。表2.3-21至表2.3-24平面加工余量来确定各个表面的加工余量，确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、表面粗糙度加工对象工序内容加工余量(mm)工序尺寸(mm)表面粗糙度左端面车磨2.50.587.5873.2右端面车磨2.50.584.5843.2台阶面线切割车2.0Φ100Φ93.63.2里圆表面线切割Φ90.63.2外圆表面线切割车线切割1.00.3Φ100Φ98Φ983.2腰型孔数控铣Φ8.5×103.2耳片线切割83.2干涉面数控铣Φ133.2工序2：为粗车支耳零件是两端面，选用车床、三爪夹具，刀具选择硬质合金外圆车刀。根据《机械切削工艺参数速查手册》1.2.3切削用量的选择原则，粗车是背吃刀量取最大，切削深度：=2.5mm。进给量f：根据工件材料、刀杆尺寸、工件直径及背吃刀量，刀具选择硬质合金刀具，直径φ80，齿数为4,查《机械制造技术基础课程设计指导》表5.8根据刀具的材料选择进给量和切削速度取f=0.15mm，车削速度应为V=100m/min。机床主轴转速n：（5-1）式中V－车削速度，m/min；－被切削直径，mm。将参数代入：，n取400r/min实际切削速度V’：（5-2）式中n－机床主轴转速，r/min；－被切削直径，mm。将参数代入：m/min机动时间：（5-3）式中l－被切削层深度，l=90mm；－刀具切入长度，；－刀具切入长度，t－走刀次数，t=4。将参数代入：粗车另一端面与之类似，省略计算。工序3：平磨俩端面至图纸尺寸本工序为精磨支耳零件的两端面，选用磨床、专用夹具，铜丝，：切削深度：=0.5mm。进给量f：刀具选择硬质合金刀具，直径φ80,查《机械制造技术基础课程设计指导》表5.8根据刀具的材料选择进给量和切削速度取f=0.15mm，速度应为V=80m/min。将参数代入（5-1）机床主轴转速计算公式中得：，n取320r/min式中V－车削速度，m/min；－被切削直径，mm。将参数代入（5-2）实际切削速度计算公式中得：m/min式中n－机床主轴转速，r/min；－被切削直径，mm。将参数代入（5-3）机动时间计算公式中得：式中l－被切削层深度，l=90mm；－刀具切入长度，；－刀具切入长度，t－走刀次数，t=4。平磨另一端面与之类似，省略计算。工序5：线切割内圆，外圆本工序为线切割内圆，外圆，选用线切割床、专用夹具，铜丝切削深度：=3mm。进给量f：《机械制造技术基础课程设计指导》表5.8根据选择进给量和切削速度取f=0.15mm，速度应为V=60m/min将参数代入（5-1）机床主轴转速计算公式中得：，n取260r/min式中V－车削速度，m/min；－被切削直径，mm。将参数代入（5-2）实际切削速度计算公式中得：m/min式中n－机床主轴转速，r/min；－被切削直径，mm。机动时间：（5-4）式中l－被切削周长，；－刀具切入长度，；t－走刀次数，t=1。将参数代入：工序6：车中心台圆表面本工序为车中心台圆表面，选用数控车床、专用夹具，刀具选择硬质合金外圆刀。切削深度：=2mm。进给量f：刀具选择硬质合金刀具，直径φ100，齿数为4,查《机械制造技术基础课程设计指导》表5.8根据刀具的材料选择进给量和切削速度取f=0.15mm，车削速度应为V=100m/min将参数代入（5-1）机床主轴转速计算公式中得：，n取300r/min式中V－车削速度，m/min；－被切削直径，mm。将参数代入（5-2）实际切削速度计算公式中得：m/min式中n－机床主轴转速，r/min；－被切削直径，mm。将参数代入（5-3）机动时间计算公式中得：式中l－被切削层深度，l=50mm；－刀具切入长度，；－刀具切入长度，t－走刀次数，t=4。工序7：线切割R10倒角本工序为线切割内圆，外圆，选用线切割床、专用夹具，铜丝切削深度：=2mm。进给量f：刀具选择硬质合金刀具，直径φ80，齿数为4,查《机械制造技术基础课程设计指导》表5.8根据刀具的材料选择进给量和切削速度取f=0.15mm，车削速度应为V=100m/min将参数代入（5-1）机床主轴转速计算公式中得：，n取400r/min式中V－车削速度，m/min；－被切削直径，mm。将参数代入（5-2）实际切削速度计算公式中得：m/min式中n－机床主轴转速，r/min；－被切削直径，mm。将参数代入（5-4）机动时间计算公式中得：式中l－被切削周长，；－刀具切入长度，；t－走刀次数，t=1。工序8：铣腰型孔本道工序是钻φ8.5腰型孔，应该选用直径为φ5的高速钢钻头。进给f：查《钻削切削用量选择参考表》中的表5-17：工件材料为钛合金，选择合金一栏中的数据，可以查到钻孔的进给量：f=0.61-0.75mm/r取f=0.7mm/r：根据工件类型、高速钢刀具，查《钻削切削用量选择参考表》表“高速钢钻头加工不同材料的切削速度”得：将参数代入（5-1）机床主轴转速计算公式中得：，n取900r/min式中V－车削速度，m/min；－被切削直径，mm。将参数代入（5-2）实际切削速度计算公式中得：m/min式中n－机床主轴转速，r/min；－被切削直径，mm。机动时间：（5-5）式中l－被切削层深度，；－刀具切入长度，；－刀具切入长度，；t－走刀次数，t=2。将参数代入：本道工序是除去腰型孔的干涉部分，应该选用直径为φ12的高速钢钻头。进给f：查《钻削切削用量选择参考表》中的表5-17：工件材料为钛合金，选择合金一栏中的数据，可以查到钻孔的进给量：f=0.61-0.75mm/r取f=0.7mm/r：根据工件类型、高速钢刀具，查《钻削切削用量选择参考表》表“高速钢钻头加工不同材料的切削速度”得：将参数代入（5-1）机床主轴转速计算公式中得：，n取660r/min式中V－车削速度，m/min；－被切削直径，mm。将参数代入（5-2）实际切削速度计算公式中得：m/min式中n－机床主轴转速，r/min；－被切削直径，mm。将参数代入（5-5）机动时间计算公式中得：式中l－被切削层深度，；－刀具切入长度，；－刀具切入长度，；t－走刀次数，t=2。6夹具设计6.1夹具结构和类型由于高压气瓶固定装置支耳是带有一定弧度的薄片，加工时不宜装夹，对于这种带有弧度的薄片支耳，车工是不能直接加工的，强行加工会有支耳破裂的风险，必须设计一个夹具，夹具设计要方便车工的加工，拆卸简单，还要加快加工速度。在设计和加工过程中，机床专用加工夹具有很多种类型，总体来说大致可以分为以下几种：通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具，随行夹具[6]。在本次设计中所涉及的夹具是大多数类型中比较常见的专用夹具，再设计中应满足一下要求：⑴在车削过程中，由于主轴转速高，需要设计对刀装置，对刀装置需要与夹具刚性连接。⑵车削加工时，夹具设计必须有定位键或者是定位装置，从而确定夹具在机床上的位置，并且保证它的精度。本文所设计的是加工尺寸为直径100×长110的圆柱工装夹具。由于该气瓶支耳固定零件不规则，通用零件无法夹持或者无法保证其尺寸要求，所以必须设计专用夹具来进行定位和装夹。6.2支耳夹具设计6.2.1明确夹具设计任务和生产纲领⑴加工工件的零件图⑵零件的工序卡表⑶生产纲领如表6.1所示表6.1生产纲领工件名称支耳夹具类型专用夹具材料45#生产类型大批量生产机床型号车床同时装夹工件数4个6.2.2夹具定位装置加工时以圆柱台阶面，压块和台阶俩端面确定三个自由度，四个φ为12的孔确定另外三个自由度，定位元件包括四个压块，4个螺栓和螺母，如表6.2所示。零件满足自由度要求，即支耳零件完全定位，如图6.1所示。支耳零件的固定主要靠螺栓拧紧力，压块零件支耳面与面接触为防止零件和螺栓之间有擦伤，加大对支耳零件的固定。图6.1专用夹具结合夹具装配图可以看出，该夹具是通过4个螺钉4个压块进行定位。，夹具形如圆柱，旋转后方便车工加工。夹具外圆弧与支耳内圆弧吻合接触，外有挡片压在支耳上，挡片与支耳，夹具圆柱间紧密接触，并有螺钉固定。一次装夹可安装4个支耳，主要优点是方便零件的装夹，所用的费用少并且节省工时。加快车工加工速率。便于拆卸安装。表6.2夹具零件序号名称数量材料1螺钉4铁2支耳4钛合金3压块4铁4M12螺母4铁5圆柱1铁6.2.3夹紧力的计算和技术要求⑴根据夹具来估算夹紧的可靠性：对加工此工序来说，夹紧力有足够的安全系数，可不进行夹紧力验算。⑵根据夹具技术条件的制定原则与方法，本次设计夹具的技术条件如下：装配时定位销与零件左侧面贴和、轴线与定位板侧面垂直。夹具底座安装在工作台面保持水平贴合，最大间隙不大于0.02[21]。6.2.4夹具精度分析在夹具设计完成后，还应该对夹具的精度进行分析，从而确保设计的夹具是否能够满足工件的加工要求。在加工工序所规定的精度要求中，与夹具密切相关的是被加工表面的位置精度，位置尺寸和相互位置关系的要求[19]。影响该位置精度的因素可分为定位基准基，安装，加工三部分组成，夹具应满足各个部分的误差之和不超过工序所允许的限度。⑴定位基准是指加工表面所利用已加工过的表面为参考面，来保证被表面的精度要求。它们之间的误差主要由工艺规范确定，参考面的精度高所以被加工表面的精度要求也高，所以固定基准误差几乎为零。⑵安装的误差主要是指与工件在夹具上以及夹具在机床上安装的有关误差，它包括定位误差，夹持引起的误差，机床夹具安装时认为的误差[24]。这些主要是安装面和机床之间引起的误差，通过调整刀具位置和修正表面安装都可以减少安装误差或者基本可以基本消除这些误差。⑶加工产生的误差是指工艺加工过程中系统的变形、磨损和加工过程中不准确调整造成的原始尺寸误差。它主要包括机床相关的误差，刀具磨损，刀具和切削轴之间不同轴以及工件和工具变形或者热变形产生的误差。总的来说这些写误差一般是不可以避免，但是为了保证加工的精度，需要降低这些误差的数值。以上诸因素都是造成被加工表面位置误差的原因，它们在原始尺寸方向上的总和应小于该尺寸的总的公差，即应满足不等式总的公差≥定位基准产生的公差+安装产生的公差+加工产生的公差这个公式称为计算不等式，每个产生的公差都按照最大值计算，当然这些误差通常不会按照最大值出现，所以在校核的计算过程中，它的总公差会远远小于它所要求的公差[21]。所以通过以上分析该夹具设计合理。图6.3支耳零件实物本科论文结论本次工艺设计，对设计的多种方案进行对比和查阅相关材料及所学的理论与实践知识，经过分析，改进，审核，解决了诸多问题。一是对支耳零件进行严谨工艺流程，即要严格确保产品质量，也要加快加工速率。为此设计一个夹具，夹具设计要方便生产车间的加工，拆卸简单，还要加快加工速度。二是在军事武器上，为导弹发射提供燃料并实现震动传导，确保了击中目标的准确性。在交通行业中，作为安全设备。发生危险瞬间充气来保障安全，支耳在实际使用中有着显著的作用。根据相关的工艺设计理论，以及相关的国家标准，进行设计，方案合理可行，对同类产品机加工工艺方案设计有一定的代签意义，可供相关技术人员参考。本次毕业设计存在许多难点，在选取材料的时候还需考虑加工性能以及工件的应力情况，不同材料硬度也是不同的，必须保证工件的使用寿命，对于实物加工方面通过多种机床以及工序来进行加工，要考虑到是否需要专用夹具来对工件进行生产，也要考虑市场的竞争性。这些难点都已经攻克但我们依旧相信还有更大的困难等着我们。我们同样也有着长风破浪会有时,直挂云帆济沧海的勇气来面对。参考文献[1]尹成湖.机械制造设计基础课程设计[D].北京:高等教育出版社,2008.2[2]彭文生等.机械设计与机械原理[M].武汉:华中理工大学出版社,2007.3：26-35[3]陈宏钧.实用机械加工工艺手册[M].北京:机械工业出版社,2003.5：96[4]濮良贵.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2012.3：132[5]王凡.实用机械制造工艺设计手册[M].北京:机械工业出版社,2008.11：75[6]李益明.机械制造工艺设计简明手册[M].北京:机械工业出版社,2009：86[7]杨国侨.拨叉的加工工艺设计和模具设计[D].浙江:浙江科学研究所2016.1.24[8]甘永立.几何量公差与检测[M].上海:科学技术出版社,2009：106[9]王遐.随车起重机行业扫描[J].工程机械与维修,2006(3)：68-71[10]艾兴、肖诗纲.切削用量简明手册[M].北京:机械工业出版社,2007：56[11]王启平等.机械制造工艺学[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2009：104[12]陈洪涛.数控加工工艺与编程[M].高等教育出版社,2003.8：56[13]刘慧芬等.机床与夹具[M].北京:清华大学出版社,2005：46-67[14]李益民.机械制造工艺设计简明手册[M].北京:机械工业出版社,2016.1.5-20[15]卢秉恒.机械制造技术基础[M].北京:机械工业出版社,2013.13.48-62[16]李益民.机械制造工艺设计简明手册[M].北京:机械工业出版社,2016.1.29-45[17]谢民太.适用于微机械制造的常规加工方法[J].山东工业技术,2019(06).54-66[18]邓文英，郭晓鹏.金属工艺学[M].高等教育出版社,2000.53-78[19]杨配轻,王景辉.机械零件设计及加工工艺研究[J].农机使用与维修,2019(03).55-84[20]奚旗文.农机零部件现代加工技术研究[J].农机化研究,2019(11).52-72[21]甘永立.几何量公差与检测[M].上海:上海科技技术出版社,2013.56-88[22]于荣贤.机械制图与计算机绘图[M].北京:机械工业出版社,2004.50-71[23]宋文建.机械数控零件加工工艺分析[J].山东工业技术,2019(05).52-79[24]黄剑.零件加工精度要求下的机械加工工艺研究[J].科学大众(科学教育),2019(02).48-69[25]谭惠忠,熊晓红.数控加工工艺设计[J].机械工人.冷加工,2005.03.44-61附录1加工中心程序清单铣腰型孔程序编码%N0010G40G17G90G70N0020G91G28Z0.0N0030T00M06N0040G00G90X2.1445Y-.0583S0M03N0050G43Z.2776H00N0060Z-.0373N0070G01X2.1194Y-.0018Z-.0539F9.8M08N0080X2.1397Y.0577Z-.0705N0090X2.1935Y.0902Z-.0871N0100X2.2555Y.0804Z-.1037N0110X2.2968Y.0329Z-.1203N0120X2.2977Y-.0299Z-.1369N0130X2.2581Y-.0786Z-.1535N0140X2.1963Y-.0904Z-.1701N0150X2.1415Y-.0596Z-.1867N0160X2.1194Y-.0008Z-.2033N0170X2.1403Y.0585Z-.2199N0180X2.1944Y.0904Z-.2365N0190X2.2564Y.0799Z-.2531N0200X2.2971Y.032Z-.2697N0210X2.2974Y-.0308Z-.2863N0220X2.2572Y-.0791Z-.3029N0230X2.1954Y-.0902Z-.3195N0240X2.1409Y-.0589Z-.3361N0250X2.1225Y.0002Z-.3527N0260Y.1986N0270G03X2.0694Y.2283I-.0359J-.0018N0280G01X2.0623Y.2232N0290X2.0551Y.2156N0300X2.0536Y.2128N0310X2.0516Y.2043N0320X2.0507Y.1735N0330Y-.1737N0340X2.0519Y-.206N0350G03X2.0926Y-.2335I.0371J.0111N0360G01X2.0949Y-.2329N0370X2.1101Y-.2252N0380X2.1125Y-.2229N0390X2.1175Y-.2148N0400X2.1225Y-.1983N0410Y.0002N0420X2.0241N0430Z-.2346N0440G00Z.2776N0450X2.1445Y-.0583N0460Z-.2346N0470G01X2.1194Y-.0018Z-.2512N0480X2.1397Y.0577Z-.2678N0490X2.1935Y.0902Z-.2844N0500X2.2555Y.0804Z-.301N0510X2.2968Y.0329Z-.3176N0520X2.2977Y-.0299Z-.3342N0530X2.2581Y-.0786Z-.3508N0540X2.1963Y-.0904Z-.3674N0550X2.1415Y-.0596Z-.384N0560X2.1194Y-.0008Z-.4006N0570X2.1403Y.0585Z-.4172N0580X2.1944Y.0904Z-.4338N0590X2.2564Y.0799Z-.4504N0600X2.2971Y.032Z-.467N0610X2.2974Y-.0308Z-.4836N0620X2.2572Y-.0791Z-.5002N0630X2.1954Y-.0902Z-.5168N0640X2.1409Y-.0589Z-.5334N0650X2.1225Y.0002Z-.55N0660Y.1986N0670G03X2.0694Y.2283I-.0359J-.0018N0680G01X2.0623Y.2232N0690X2.0551Y.2156N0700X2.0536Y.2128N0710X2.0516Y.2043N0720X2.0507Y.1735N0730Y-.1737N0740X2.0519Y-.206N0750G03X2.0926Y-.2335I.0371J.0111N0760G01X2.0949Y-.2329N0770X2.1101Y-.2252N0780X2.1125Y-.2229N0790X2.1175Y-.2148N0800X2.1225Y-.1983N0810Y.0002N0820X2.0241N0830Z-.4318N0840G00Z.2776N0850X2.1445Y-.0583N0860Z-.4318N0870G01X2.1194Y-.0018Z-.4484N0880X2.1397Y.0577Z-.465N0890X2.1935Y.0902Z-.4816N0900X2.2555Y.0804Z-.4982N0910X2.2968Y.0329Z-.5148N0920X2.2977Y-.0299Z-.5314N0930X2.2581Y-.0786Z-.548N0940X2.1963Y-.0904Z-.5646N0950X2.1415Y-.0596Z-.5812N0960X2.1194Y-.0008Z-.5978N0970X2.1403Y.0585Z-.6144N0980X2.1944Y.0904Z-.631N0990X2.2564Y.0799Z-.6476N1000X2.2971Y.032Z-.6642N1010X2.2974Y-.0308Z-.6808N1020X2.2572Y-.0791Z-.6974N1030X2.1954Y-.0902Z-.714N1040X2.1409Y-.0589Z-.7306N1050X2.1225Y.0002Z-.7472N1060Y.1986N1070G03X2.0694Y.2283I-.0359J-.0018N1080G01X2.0623Y.2232N1090X2.0551Y.2156N1100X2.0536Y.2128N1110X2.0516Y.2043N1120X2.0507Y.1735N1130Y-.1737N1140X2.0519Y-.206N1150G03X2.0926Y-.2335I.0371J.0111N1160G01X2.0949Y-.2329N1170X2.1101Y-.2252N1180X2.1125Y-.2229N1190X2.1175Y-.2148N1200X2.1225Y-.1983N1210Y.0002N1220X2.0241N1230Z-.6291N1240G00Z.2776N1250X2.1161Y-.0499N1260Z-.6291N1270G01Y.0002Z-.6425N1280Y-.2108Z-.699N1290X2.1126Y-.2167Z-.7009N1300X2.0877Y-.2295Z-.7084N1310X2.0774Y-.2282Z-.7112N1320X2.067Y-.2189Z-.7149N1330X2.0571Y-.2101Z-.7185N1340Y-.1969Z-.722N1350Y.07Z-.7935N1360Y-.1969Z-.865N1370Y-.2101Z-.8685N1380X2.067Y-.2189Z-.8721N1390X2.0774Y-.2282Z-.8758N1400X2.0877Y-.2295Z-.8786N1410X2.1126Y-.2167Z-.8861N1420X2.1161Y-.2108Z-.8879N1430Y.0002Z-.9445N1440Y.1969N1450G03X2.0571I-.0295J0.0N1460G01Y-.1969N1470G03X2.1161I.0295J0.0N1480G01Y.0002N1490X2.1076Y.0982N1500Z-.8264N1510G00Z.2776N1520X2.1161Y-.0499N1530Z-.8264N1540G01Y.0002Z-.8398N1550Y-.2108Z-.8963N1560X2.1126Y-.2167Z-.8981N1570X2.0877Y-.2295Z-.9056N1580X2.0774Y-.2282Z-.9084N1590X2.067Y-.2189Z-.9122N1600X2.0571Y-.2101Z-.9157N1610Y-.1969Z-.9193N1620Y.07Z-.9907N1630Y-.1969Z-1.0622N1640Y-.2101Z-1.0658N1650X2.067Y-.2189Z-1.0693N1660X2.0774Y-.2282Z-1.0731N1670X2.0877Y-.2295Z-1.0759N1680X2.1126Y-.2167Z-1.0834N1690X2.1161Y-.2108Z-1.0852N1700Y.0002Z-1.1417N1710Y.1969N1720G03X2.0571I-.0295J0.0N1730G01Y-.1969N1740G03X2.1161I.0295J0.0N1750G01Y.0002N1760X2.1076Y.0982N1770Z-1.0236N1780G00Z.2776N1790M02%致谢大学四年学习时光已经接近尾声，在此我想对我的母校，我的父母、亲人们，我的老师和同学们表达我由衷的谢意。感谢机自3班所有的任课老师，感谢班主任老师和两位指导老师，是你们让我能够静静地坐下来，在知识的海洋里吸取更多的营养，从而能够进一步为自己的加油充电。通过论文的撰写，使我能够等系统、全面的学习有关机械制造方面的、先进的前沿理论知识，并得以借鉴众多专家学者的宝贵经验，这对于我今后的工作和我为之服务的企业，无疑是不可多得的宝贵财富。由于本理论水平比较有限，论文中的有些观点以及对企业实力的归纳和阐述难免有疏漏和不足的地方，欢迎老师和专家们指正。我做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，论文提纲的确定，中期论文的修改，后期论文格式调整等各个环节中都给予了我悉心的指导。这几个月以来，班主任杜芳静老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀，在此谨向杜老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。当然还有我的论文指导老师对我的关心和支持尤为重要。每次遇到难题，我最先做得就是向邓老师寻求帮助，而老师每次不管忙或闲，总会抽空来找我线上语音，然后一起商量解决的办法。同时，本片毕业论文的写作也得到了冯海博、于满等同学的热情帮助。感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们，在此，我再一次真诚地向帮助过我的老师和同学报以感谢!

论文的研究方法和手段有哪些

（1）调查法

调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。一般是通过书面或口头回答问题的方式获得大量数据，进而对调查中收集的大量数据进行分析、比较、总结归纳，为人们提供规律性的知识。

（一）典型例子

调查法中最典型的例子是问卷调查法。它是通过书面提问收集信息的一种方法，即调查人员编制调查项目表，分发或邮寄给相关人员，询问答案，然后收集、整理、统计和研究。

（二）研究步骤

1.确定调查课题

确定题目时要注意选题是否具有研究的必要性和可能性，同时要注意选题切忌太大，也要避免无意义的重复劳动。

2.制定调查计划

要明确调查课题、调查目的、调查对象、调查范围、调查手段、调查步骤、时间安排。

3.收集材料

收集材料时要尽可能保持材料的客观性，尽可能采取多种手段或途径。

4.整理材料

将收集到的材料进行整理，以便后续总结归纳、形成结论。

5.总结研究

对整理完的材料进行分析、总结、归纳，得出一般性的结论。

（三）特点

调查法相对其他研究方法来说较为耗时耗力，但也有其优势，即获得的一手资料信息真实具体，能够对研究对象有更加准确、清晰的认识。

（2）观察法

观察法是指人们有目的、有计划地通过感官和辅助仪器，对处于自然状态下的客观事物进行系统考察，从而获取经验事实的一种科学研究方法。

（一）典型例子

皮亚杰的儿童认知发展理论就是通过观察法提炼总结出来的；儿童心理学创始人——普莱尔，也是在一次次地使用观察法后，提出了儿童心理