PAGE6--本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告題目：泥漿泵上閥體加工工藝與工裝設(shè)計(jì)系別：專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：2011年12月30日本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告系別專業(yè)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)聯(lián)系方式題目泥漿泵上閥體加工工藝與工裝設(shè)計(jì)一、選題背景泥漿泵，是指在鉆探過(guò)程中向鉆孔里輸送泥漿或水等沖洗液的機(jī)械。泥漿泵是鉆探設(shè)備的重要組成部分。在常用的正循環(huán)鉆探中﹐它是將地表沖洗介質(zhì)──清水﹑泥漿或聚合物沖洗液在一定的壓力下，經(jīng)過(guò)高壓軟管﹑水龍頭及鉆桿柱中心孔直送鉆頭的底端，以達(dá)到冷卻鉆頭、將切削下來(lái)的巖屑清除并輸送到地表的目的。常用的泥漿泵是活塞式或柱塞式的，由動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)泵的曲軸回轉(zhuǎn)，曲軸通過(guò)十字頭再帶動(dòng)活塞或柱塞在泵缸中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在吸入和排出閥的交替作用下，實(shí)現(xiàn)壓送與循環(huán)沖洗液的目的。泥漿泵的上閥體是泥漿泵的一個(gè)重要組成部分，也是泥漿泵的易損件之一。在生產(chǎn)過(guò)程中,泥漿泵閥要求能承受高壓和具有良好的密封性,所以泥漿泵閥體的制造很重要。產(chǎn)品質(zhì)量是一個(gè)綜合性的問(wèn)題，與設(shè)計(jì)、工藝技術(shù)、工裝設(shè)備、管理和人員素質(zhì)等多個(gè)因素有關(guān)，但與工藝技術(shù)的關(guān)系最為密切。也由于泥漿泵閥要求能承受高壓和具有良好的密封性。因此，在泥漿泵生產(chǎn)改良之前，首先應(yīng)進(jìn)行閥體工藝設(shè)計(jì)（本設(shè)計(jì)主要以研究泥漿泵上閥體為重點(diǎn)），使加工工件的整個(gè)工藝過(guò)程都能實(shí)現(xiàn)科學(xué)操作。機(jī)械加工工藝規(guī)程簡(jiǎn)稱工藝規(guī)程，是指導(dǎo)機(jī)械加工的主要技術(shù)文件。它是把藝過(guò)程的有關(guān)內(nèi)容，用文字以及表格的形式寫(xiě)成工藝文件，一般應(yīng)包括下列內(nèi)容：零件的加工工藝路線，各工序的具體加工內(nèi)容，切削用量，工時(shí)定額以及所采用的設(shè)備和工藝裝備等。工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織管理工作、計(jì)劃工作的依據(jù)。原材料的準(zhǔn)備、毛坯的制造、設(shè)備和工具的購(gòu)置、專用工藝裝備的設(shè)計(jì)制造、勞動(dòng)力的組織、生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃的安排等工作都是依據(jù)工藝規(guī)程來(lái)進(jìn)行的。工藝規(guī)程是新建或擴(kuò)建工廠或車間的基本資料。在新建擴(kuò)建或改造工廠或車間時(shí)，需依據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)類型及工藝規(guī)程來(lái)確定機(jī)床和設(shè)備的數(shù)量及種類，工人工種、數(shù)量及技術(shù)等級(jí)，車間面積及機(jī)床的布置等。夾具在機(jī)械加工中具有重要的作用，它能保證加工精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，能以優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的工藝去完成零件的加工和產(chǎn)品的裝配。二、課題設(shè)計(jì)2.1課題的內(nèi)容該課題主要對(duì)泥漿泵上閥體的加工工藝進(jìn)行分析與對(duì)其中兩道工序進(jìn)行工裝設(shè)計(jì)。本閥體加工工藝與工裝的設(shè)計(jì)是建立在合理組裝泥漿泵的前提下進(jìn)行的，結(jié)合了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)與機(jī)械制造工藝學(xué)的知識(shí)，完成上閥體加工工藝路線的分析與擬定（生產(chǎn)類型為中批）和針對(duì)其中兩道工序分別設(shè)計(jì)一副鏜夾具和一副銑夾具。本次課題加工工藝路線的擬定是根據(jù)泥漿泵上閥體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，以及所用毛坯生產(chǎn)數(shù)量、現(xiàn)有生產(chǎn)條件和科技進(jìn)步等原始數(shù)據(jù)和資料加以綜合研究，采用相應(yīng)的加工方法的設(shè)備（機(jī)床和工裝）并按照規(guī)定的加工步驟，直接改變毛坯形狀、尺寸、表面質(zhì)量和材質(zhì)，使毛坯逐步成為符合零件圖樣要求的合格零件。在銑床夾具設(shè)計(jì)和鏜床設(shè)計(jì)的過(guò)程中運(yùn)用到了誤差分析、加工精度與零件強(qiáng)度的計(jì)算設(shè)計(jì)出符合加工要求的機(jī)床夾具，以保證加工精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率為目的2.2課題的目的1.了解和掌握機(jī)械工藝學(xué)的知識(shí)，把理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合起來(lái)，完成泥漿泵上閥體的工藝路線的擬定（生產(chǎn)類型為中批）。2.鞏固機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的方法，根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求與生產(chǎn)要求，結(jié)合所學(xué)的夾具設(shè)計(jì)的知識(shí)，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3.培養(yǎng)自身識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫(xiě)技術(shù)文件的能力。4.培養(yǎng)自身查閱與使用相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)、圖表、文獻(xiàn)的能力。5.培養(yǎng)獨(dú)立思考、、獨(dú)立解決困難的能力。2.3課題的意義本課題主要是對(duì)泥漿泵上閥體進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和工裝設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)等相關(guān)課程的理論及生產(chǎn)實(shí)踐的知識(shí)去分析和解決上閥體工藝規(guī)程和機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)的問(wèn)題，并使所學(xué)專業(yè)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固和深化。進(jìn)一步學(xué)習(xí)工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的一般方法，了解和掌握常用箱體設(shè)計(jì)、計(jì)算方法，培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，特別是總體設(shè)計(jì)和計(jì)算的能力。通過(guò)計(jì)算和繪圖，學(xué)會(huì)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料等，培養(yǎng)工藝設(shè)計(jì)的基本技能。同時(shí)利用畫(huà)圖軟件設(shè)計(jì)可有如下的優(yōu)點(diǎn)：1.減少勞動(dòng)強(qiáng)度。2.減少各工序間的周轉(zhuǎn)時(shí)間。3.便于修改設(shè)計(jì)。4.易于建立標(biāo)準(zhǔn)圖紙和標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)。5.易于廣泛應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)圖和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。專用夾具是在制造加工過(guò)程中使工件定位和夾緊的特殊工具。眾所周知，夾具是提供支撐和夾緊工件的設(shè)備。夾具能消除制造過(guò)程中由于個(gè)體標(biāo)注、定位和頻繁檢查引起的誤差，使工件質(zhì)量保持基本一致，從而減少操作時(shí)間，提高產(chǎn)品質(zhì)量。由于這些不可替代的功能和優(yōu)勢(shì)，夾具廣泛運(yùn)用于工廠的實(shí)際生產(chǎn)。三、課題研究現(xiàn)狀3.1國(guó)外研究現(xiàn)狀?yuàn)A具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。

一、高精隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對(duì)夾具的制造精度要求更高高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)±5μm，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler（戴美樂(lè)）公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm；瑞士EROWA柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá)2～5μm。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。

二、高效為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來(lái)越多。為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開(kāi)工件只用1～2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多任務(wù)位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國(guó)Jergens（杰金斯）公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)在線更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。

三、模塊、組合夾具組件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具組件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開(kāi)發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算器輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立組件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過(guò)程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與組件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開(kāi)發(fā)的公共平臺(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。

四、通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國(guó)demmeler（戴美樂(lè)）公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套組件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。組件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，組件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價(jià)值。3.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀目前中國(guó)制造業(yè)發(fā)展迅猛，以前的我國(guó)制造業(yè)普遍使用剛性專機(jī)加工各種各樣的零部件，導(dǎo)致改型和生產(chǎn)個(gè)零部件周期較長(zhǎng)。隨著我國(guó)制造業(yè)發(fā)展和各種各種零件的需求與日俱增，加工設(shè)備和工藝也向著柔性化的方向轉(zhuǎn)變。加工裝備的柔性概念和需求主要體現(xiàn)在對(duì)設(shè)備快速性和適應(yīng)性的需求上，因此制造商不得不尋求柔性和產(chǎn)量之間的最佳組合。當(dāng)然，在滿足了柔性的條件下、也有著不同的解決方案，如：模塊化、可變換化、可重新配置化、在線兼容性等。目前在我國(guó)，中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10~20％左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求.1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。（1）標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。（2）精密化隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤(pán)，其分度精度可達(dá)±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤(pán)，其定心精度為5μm。（3）高效化高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤(pán)，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。四、課題設(shè)計(jì)方案4.1設(shè)計(jì)方案選型與分析方案一：粗、半精銑B面去毛刺粗、半精銑左端面去毛刺粗銑2×Φ275端面去毛刺粗鏜孔2×Φ195粗、半精銑12槽去毛刺鉆孔Φ14、Φ22、Φ26锪孔锪4-Φ36至R面、4-Φ20锪平、5-Φ40锪平去毛刺鉆螺紋底孔攻螺紋去毛刺檢查方案二粗、半精刨B面粗、半精刨左端面粗銑2×Φ275端面粗鏜孔2×Φ195粗、半精銑12槽鉆孔Φ14、Φ22、Φ26锪孔锪4-Φ36至R面、4-Φ20锪平、5-Φ40锪平鉆螺紋底孔攻螺紋去毛刺檢查分析優(yōu)缺點(diǎn)：（1）方案二是用刨床對(duì)B面和左端面進(jìn)行加工，但刨床是用刨刀對(duì)工件的平面、溝槽或成形表面進(jìn)行刨削的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)床。使用刨床加工，刀具較簡(jiǎn)單，但生產(chǎn)率較低（加工長(zhǎng)而窄的平面除外），因而主要用于單件，小批量生產(chǎn)及機(jī)修車間，在大批量生產(chǎn)中往往被銑床所代替。（2）方案一在工序中在銑完平面后安排倒角去毛刺，這不僅避免劃傷工人的手，而且給以后的定位及裝配得到可靠的保證（3）方案一符合粗精加工分開(kāi)原則4.2方案的確定根據(jù)上面的分析，方案一為合理、經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體如下：粗、半精銑B面去毛刺粗、半精銑左端面去毛刺粗銑2×Φ275端面去毛刺粗鏜孔2×Φ195粗、半精銑12槽去毛刺鉆孔Φ14、Φ22、Φ26锪孔锪4-Φ36至R面、4-Φ20锪平、5-Φ40锪平去毛刺鉆螺紋底孔攻螺紋5-M20-6H、9-M24-6H、4-M24-6H（鉆深33攻深27）去毛刺檢查4.3方案的特點(diǎn)及創(chuàng)新及時(shí)去毛刺，不僅可以提高生產(chǎn)的安全性而且可以保證定位精度。工序分散，有效的利用機(jī)床，適合中批量生產(chǎn)。五、預(yù)期結(jié)果采用本人設(shè)計(jì)的方案，可以使零件的表面粗糙度，尺寸精度及形位公差能達(dá)到零件圖上的技術(shù)要求。并能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成工藝過(guò)程卡片和工序卡，并針對(duì)其中兩道工序分別設(shè)計(jì)出一副鏜床夾具和一副銑床夾具。六、設(shè)計(jì)主要步驟1泥漿泵上閥體加工工藝1.1泥漿泵上閥體的工藝分析1.2泥漿泵上閥體的工藝要求及工藝分析1.2.1泥漿泵上閥體的技術(shù)要求1.3加工工藝過(guò)程1.4確定各表面加工方案1.4.1在選擇各表面及孔的加工方法時(shí)，要綜合考慮以下因素1.4.2平面的加工1.4.3孔的加工方案1.5確定定位基準(zhǔn)1.5.1粗基準(zhǔn)的選擇1.5.2精基準(zhǔn)選擇的原則1.6工藝路線的擬訂1.6.1工序的合理組合1.6.2工序的集中與分散1.6.3加工階段的劃分1.6.4加工工藝路線方案的比較1.7泥漿泵上閥體的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定1.7.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求1.7.2泥漿泵上閥體的偏差計(jì)算1.8確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）1.9時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排2專用夾具設(shè)計(jì)2.1鏜孔夾具設(shè)計(jì)2.1.1研究原始質(zhì)料2.1.2定位基準(zhǔn)的選擇2.1.3切削力及夾緊分析計(jì)算2.1.4誤差分析與計(jì)算2.1.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明2.1銑面夾具設(shè)計(jì)2.2.1研究原始質(zhì)料2.2.2定位基準(zhǔn)的選擇2.2.3切削力及夾緊分析計(jì)算2.2.4誤差分析與計(jì)算2.2.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明七、進(jìn)度計(jì)劃序號(hào)任務(wù)名稱開(kāi)始時(shí)間結(jié)束時(shí)間1選題2011-12-42011-12-102查閱中、外文獻(xiàn)資料，外文資料翻譯，確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2011-12-112011-12-243開(kāi)題2011-12-262012-1-84進(jìn)行畢業(yè)設(shè)