1、全日制普通本科生毕业论文一种包装机箱体的加工工艺分析及夹具设计PROCESS ANALYSIS AND FIXTURE DESIGN OF THE BOX OF A PACKING MACHINE全套完整版说明书，CAD 图纸，联系153893706学生姓名：学 号：200841914108年级专业及班级：2008 级机制（1）班指导老师及职称： 副教授学 部：理工学部2提交日期：2012 年 5 月全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集
2、体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业设计作者签名：年 月 日目 录摘要1关键词11 前言22 零件的分析22.1 零件的作用.22.2 零件的工艺分析.33 工艺规程的设计33.1 确定毛坯的制造形式 .33.2 基准的选择 .33.2.1 粗基准的选择33.2.1 精基准的选择43.3 制定工艺路线 .43.3.1 机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定53.3.2 确定切削用量及基本工时64 专用夹具的设计214
3、.1 问题的指出 .214.2 夹具的设计 .214.2.1 定位基准的选择214.2.2 切削力及夹紧力的计算.224.2.3 定位误差的分析.234.2.4 夹具安装及操作的简要说明.285 结论29参考文献30致谢311一种包装机箱体的加工工艺分析及夹具设计学 生指导老师： 摘 要：包装机箱体是承载压力和连接各零部件，因此要求箱体能够承受压力，以及箱体与其他零部件的密封性，在编制加工工艺时，要考虑到各个接触面的各项精度以及形状与位置公差等。在设计加工箱体斜面上的螺纹孔专用夹具时，由于孔是自由公差，所以为了缩短加工时间，采用两个斜面挡块来使箱体工件定位，再使用两铰链支座，使得装夹工件就方便
4、了，斜面挡块的与水平位置倾斜 14，保证了被加工斜面在水平位置，使用钻模以及钻模套来准确的定孔的加工位置。关键词：工艺；机械加工；夹具。PROCESS ANALYSIS AND FIXTURE DESIGN OF THE BOX OF A PACKING MACHINEAuthor:LiuGengqiu Tutor:ZhangLan(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract：Packaging machine body is bearing pre
5、ssure and connecting parts, thus require that the box body able to withstand the pressure, as well as the body and other parts of the seal, in the preparation process, taking into account each contact surfaces and the precision of shape and position tolerance.In the design and processing of box incl
6、ined screw hole on the special fixture, the hole is free tolerance, so in order to shorten the processing time, the two inclined planes to the workpiece positioning block box, and then use the two hinge support, makes the workpiece clamping convenience, inclined block and the horizontal position inc
7、lined 14 DEG, ensured by processing slope in a horizontal position, the use of jigs and drill the die sleeve to accurate positioning hole machining position.2Key words：Technics ；machining；fixture。1 前言就目前而言“复合、高速、智能、精密、环保”已成为当今机床工业技术发展的主要趋势。其中，高速加工可以有效地提高机床的加工效率、缩短工件的加工周期。包装机械是指完成全部或部分包装过程的机器。包装过程包括成
8、型、充填封、口裹、包等主要包装工序以及清洗、干燥、杀菌、贴标、困扎、集装、拆卸等前后包装工序，转送、选别等其他辅助包装工序。 1包装是对被包装物所采取的一种保护性措施，包装的主要目的在于保护产品的使用价值。因此，包装中还要顾及到物品在流通中的运输、装卸、存贮保管和销售的方便； 此外，包装的装潢还起到美化、宣传和推销的作用。包装加工是产品在生产中的最后环节，是提高产品的商品价值不可忽视的重要环节 2。包装机箱体要达到其性能要求，就得在机械加工方面得到保证，机械加工行业现在有了高速的发展，特别是数控技术的发展，提高了高精密零件的加工精度以及加工效率。铸造技术也有极大的提高，各式样的铸造方式使得铸件
9、达到很高的要求 3。在设计加工箱体斜面上的螺纹孔专用夹具时，由于孔是自由公差，所以为了缩短加工时间，采用两个斜面挡块来使箱体工件定位，再使用两铰链支座，使得装夹工件就方便了，斜面挡块的与水平位置倾斜 14，保证了被加工斜面在水平位置，使用钻模以及钻模套来准确的定孔的加工位置，有钻模套加工孔无需画线定位，直接就可以加工，提高了加工效率。本次设计是对包装机箱体工艺编制，以及某一道工序夹具的设计，其设计的目的在于回顾自己大学四年所学的专业知识，提高自身的专业知识的理论水平，在工作之前就有一次自己独自搞一个题目的锻炼，从中提高自己分析问题、解决问题的能力，为以后工作打下一定的基础。我们学完了大学的全部
10、基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的设计.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。2 零件的分析2.1 零件的作用包装机械是指完成全部或部分包装过程的机器。包装过程包括成型、充填封、口裹、包等主要包装工序以及清洗、干燥、杀菌、贴标、困扎、集装、拆卸等前后包装工序，转送、选别等其他辅助包装工序。包装机箱体则是承载这个压力和连接各零部3件，因此要求箱体能够承受压力，以及箱体与其他零部件的密封性，在编制加工工艺时，要考虑到各个接触面的各项精度以及形状与位置公差等 4。2.2 零件的工艺分析包装
11、机箱体的加工表面共 5 组：1.以 R160 上表面为中心的，2180 孔的加工有一定的位置要求，孔的表面有一定的粗糙度要求；圆 2R139 上的 6 个 M18 的螺纹孔；R 156 上的 4 个 M18 的螺纹孔；以及 220 圆上 8 个 10 的通孔，有一定的精度要求；磨削 R160 表面时候保证它的厚度 16cm；2.以 550524 的底表面为中心的，宽 27.5cm 台阶和宽 25cm 台阶的磨削加工；以及底表面宽 60cm 的磨削加工；加工 2120 的孔有一定的位置要求，以及孔上的2140 的阶台，及阶台上的 12 个均匀分布的 M6 的螺纹孔；宽 27.5cm 台阶和宽25
12、cm 台阶上的 4 个 M8 的螺纹孔有一定的位置要求；宽 60cm 表面上的 6 个 21 的孔有一定的精度要求。 3.以 260 孔为加工中心的，260 孔的镗削，并保证一定的精度；310 阶台面的磨削，以及台面上 8-M12 螺纹孔；4.以 150 孔为加工中心的，150 孔的镗削，并保证一定的精度；200 阶台面的磨削，以及台面上 6-M12 螺纹孔；5.以 2宽 265cm 斜面为加工中心的，斜面的磨削，以及 265cm 阶台上 20-M8 螺纹孔的加工；具体加工时应加工好一组表面后以这个表面为基准来加工另一表面，选择基准时考虑基准重合误差，尽量使用同一个基准进行加工。3 工艺规程的
13、设计3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为 HT200，铸件壁厚大于 10mm 小于 20mm，硬度 148-222HB，大批量生产 8000 件，毛坯质量 92kg 小于 100kg，零件结构一般，查机械制造工艺设计简明手册 5表 1.3-1 毛坯的制造采用金属型浇注,加工余量等级 F。3.2 基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。3.2.1 粗基准的选择4对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。对于轴类零件而言，以外圆为粗基准是完全
14、合理的，此零件采用车床自定心三爪卡盘装夹，限制四个自由度，是不完全定位，然后进行车削。3.2.2 精基准的选择精基准的选择重要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。3.3 制订工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,由于生产类型为大批生产，故采用万能机床配以专用工夹具，并使工序集中来提高生产率。除此之外，还应降低生产成本。工艺路线如下：工序一 以箱体下底面为粗基准，半精铣削上表面 R160 的平面；选用 X53T 立式铣床。工序二 以加工好的上表面为精基准，粗精铣削下表面各面，加工铣削箱体底面：宽 2
15、7.5cm 平面，宽 25cm 平面，以及宽 60cm 平面；选用 X53T 立式铣床。工序三 以箱体下底面为基准，粗，精磨削上表面 R160 的平面达到表面粗糙度要求；选用 M7140 卧轴矩台平面磨床。工序四 以上表面为精基准，粗，精铣削 310 端面；使用 X53T 立式铣床。工序五 以上表面为精基准，粗，精铣削 200 的端面；使用 X53T 立式铣床。工序六 用专用夹具粗，精铣削加工两斜面；使用 X53T 立式铣床。工序七 下表面为精基准，镗削加工孔 2180，达到表面粗糙度要求；加工下表面的孔 120 以及 140 的阶台，保证 120 和孔 180 的中心线在同一直线上，加工端面
16、孔 260 和 150 保证他们的位置精度,使用 T612 卧式铣镗床；工序八 上表面为精基准，镗削加工孔 260，达到表面粗糙度要求, 使用 T612卧式铣镗床；工序九 上表面为精基准，钻削加工孔 150，达到表面粗糙度要求, 使用 Z535立式钻床；工序十 下表面为定位基准，钻削加工上表面 10M18 的螺纹孔并铰孔达到要求；钻削加工上表面 810 的通孔；钻削加工 140 阶台上的 M6 的螺纹孔, 使用 T6125卧式铣镗床。工序十一 左端面为定位基准，钻削加工 285 右端面上 8M12 并铰孔达到要求,使用 Z535 立式钻床；工序十二 右端面为定位基准，钻削加工 175 左端面上
17、 6M12 的螺纹孔；并铰孔达到要求, 使用 Z535 立式钻床；工序十三 使用专用夹具分别加工两斜面上的螺纹孔 20M8，达到精度要求, 使用Z535 立式钻床；工序十四 刮平 43mm,使用 Z535 立式钻床；工序十五 终检。以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。3.3.1 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为 HT200，铸件壁厚大于 10mm 小于 20mm，硬度 148-222HB，大批量生产8000 件，毛坯质量 92kg 小于 100kg，零件结构一般，查机械制造工艺设计简明手册 5表 1.3-1 毛坯的制造采用金属型浇注,表 2.2-3 公差等级
18、 CT7-9，取 CT9，表2.2-5 加工余量等级 F。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）箱体的上下表面,高度尺寸为 402 mm。3.0查机械制造工艺设计简明手册 5表(2.2-4)，,取高度方向的余量为 4mm，即铸造尺寸为 410mm。 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大及最小之分。由于本设计规定零件是大批生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。上表面的尺寸加工余量和工序间余量及公差计算如下：毛坯的
19、名义尺寸是：402+4=406mm毛坯的最小尺寸是：402+3.5=405.5mm毛坯的最大尺寸是：402+5=407mm6半精铣后的最小尺寸：405.5-2.5=403mm半精铣后的最大尺寸：407-2.5=404.5mm精磨后尺寸与零件图尺寸相同，厚度尺寸 16mm。（2）左右端面,长度尺寸为 550 mm。3.0查机械制造工艺设计简明手册 5表(2.2-4), 右端面取余量 4mm，左端面4mm，即铸造尺寸为 558mm，厚度为 76mm。此 处 已 删 除Fig.1 Socket Cap Screw2. 六角头螺栓 -A 级（GB5782-86 摘录） ，查机械设计课程设计手册 10
20、P37 页表 3-9。螺纹规格 d=M20，公称长度 l=100mm，性能等级 8.8 级，表面氧化，A 级的六角头压螺栓的标记为：螺栓 GB 5782-86 M1660。7图 2 六角头螺栓Fig.2 Hexagon Headed Bolt3. 六角螺母（GB52-76 ）查 金属切削机床夹具设计手册 9 P101 页。标记：细牙普通螺纹，直径 20mm，螺距 1mm 的六角螺母：螺母 M16 GB52-76。图 3 六角螺母Fig.3 Hexagon Die Nut4. 六角薄螺母-A 级-倒角（ GB6172-86）查机械设计手册 11 P45 页。（1）材料 : 45 按 GB699-
21、65优质碳素结构钢号和一般技术条件 12。（2）热处理：HRC3540。（3）其他技术条件按 GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件 13。螺纹规格 D=M16 性能等级为 10 级，不经表面处理，A 级的 1 型六角螺母的标记为：螺母 GB6170-86 M16。零件图形如附图所示。8图 4 六角薄螺母Fig.4 Hexagon Thin Die Nut5. 垫圈（GB97.1-85 ）查金属切削机床夹具设计手册 9P109 页。（1）材料 : 45 按 GB699-65优质碳素结构钢号和一般技术条件 12。（2）热处理：HRC3540。（3）其他技术条件按 GB2259-80机床夹具
22、零件及部件技术条件 13。公称尺寸 d=16mm 性能等级为 140HV 级，不经表面处理，标记为：垫圈 GB848-85 16-140HV。零件图形如附图所示。图 5 垫圈Fig.5 Grommet6.钻模套：可换钻套 GB2264-80（1）材料：d 26mm T10A 按 GB1298-77优质碳素结构钢号和一般技术条件12.；（2）热处理：T10AHRC58-64；20 渗碳深度为 0.8-1.2mmHRC58-64。（3）其他技术条件按 GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件 13。9标记：钻套 7F712k612GB2264-80图 6 钻模套Fig.6 Drill Jig
23、Cover7.底座：图 7 底座Fig.7 Foundation（1）时效处理；（2）材料：HT200；8.支座：支座一：10图 8 支座Fig.8 Pedestal（1）材料：HT200；（2）时效处理；支座二： 4.2.3 夹具安装及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，为提高劳动生产率，所以本夹具中有两处采用了铰链连接，由于斜面上加工孔的要求不高所以不影响其加工精度。安装：1.将底座螺栓栓在工作台上，2.将定位斜块 1 使用螺钉固定在底座上，3.将定位斜块 2 使用螺钉固定在底座上，4.接着安装铰链支座，使用螺钉固定在底座上，5.安装钻模板，以及将钻模安装在钻模板上，6.调试。安装好了之
24、后应注意钻模板的水平位置以及加紧力。5 结论一个零部件其质量的高低取决于设计、加工等因素，那么机械加工就是不可缺少的一部分，零件从设计好，到拿到工厂去加工，要加工出合格的产品，就必须在工艺以及夹具上下工夫，工艺编制的合不合理，夹具结构设计的合不合理这些都是很重要的因素。因此在加工零件之前，要认真的分析，然后编制合理的工艺和夹具设计。11包装机械是指完成全部或部分包装过程的机器。包装过程包括成型、充填封、口裹、包等主要包装工序以及清洗、干燥、杀菌、贴标、困扎、集装、拆卸等前后包装工序，转送、选别等其他辅助包装工序。包装机箱体则是承载这个压力和连接各零部件，因此要求箱体能够承受压力，以及箱体与其他
25、零部件的密封性，生活各处都有使用包装机的机器，因此，在生活以及工程上获得广泛的应用本次设计的是包装机箱体的加工工艺分析及夹具的设计，包装机箱体是承载这个压力和连接各零部件，因此要求箱体能够承受压力，以及箱体与其他零部件的密封性，因此要合理的编制零件加工工艺以及专用夹具的设计。此次设计涉及到的知识面很广，涉及到了材料力学 、 机械工程材料 、 机械制造技术基础 、 机械制造装备设计 、 公差配合与技术测量 、 机械设计 、 工程材料与热处理等课程的相关知识，同时还联系到了生产实习中的一些经验，应用到的知识广、全面。随着社会的快速发展，制造业的不断更新，制造能力和质量的飞速发展与更加高精、高速、高
26、能。而对与一个走机械制造专业方向的人来说，社会对他们的要求已愈来愈高，搞工艺不但要会搞工艺，更要能搞设计、搞开发、搞创新，懂得材料、设备、控制所以，搞自己的专业，要在自己专业的道路上搞出成就，就应该时时充实自己，更新自己，增加自己的专业知识及其它综合能力；更新自己的思维方式和思想观念。更加明确自己的人生观，价值观，世界观。力争将自己培养成有志向、有道德、懂科学、爱国家，能适应不同社会环境的优秀社会主义青年。通过本次的毕业设计，使我明白了自己的差距和不足之处。特别是对于知识的总体把握上有所欠缺，以及对于零件分析得不够透彻，编制出的工艺不是很符合工厂实际加工的情况，零件专用夹具的设计其结构也不是很
27、合理，但是通过指导老师的帮助，已基本解决这些问题。在设计的过程当中，让自己体会到了设计的乐趣，体会到战胜困难的激动，体会到了成功所带来了喜悦。为以后初到公司工作积累一定的经验。30参考文献1 雷伏元主编.自动包装机原理M.天津科学技术出版社,1986.2 高德主编.包装机设计M.北京:化学工业出版社,2005. 3 汪再文.世界包装机械发展趋势J.中国包装行业.2005,10.19.4 陈润洁.全国包装机械标准化工作现状及展望J.2008.5 李益民.机械制造工艺设计简明手册M. 机械工业出版社, 2011 年6 艾兴.切削用量简明手册M. 机械工业出版社, 1994 年7 王光斗,王春福.机
28、床夹具设计手册M. 上海科学技术出版社,2000,118 刘鸿文.材料力学M.第四版. 高等教学出版社,2004,19 浦林祥.金属切削机床夹具设计手册M.机械工业出版社,1995.10 吴宗泽.机械设计课程设计手册M.高等教育出版社,2006,5.11 成大先.机械设计手册M. 北京:化学工业出版社，2004.1 12 李平福. 优质碳素结构钢号和一般技术条件.技术标准出版社,1965,613 机床夹具零件及部件技术条件.技术标准出版社,1983,2. 14 张淑娟,全蜡珍.画法几何与机械制图M. 北京：中国农业出版社，2007.815 濮良贵,纪名刚.机械设计M. 北京：高等教育出版社，2
29、009.5 16 周兆祥. 农业机械执行标准手册M.黑龙江：黑龙江人民出版社, 200317 李文双. 机械制造工程学M.北京：黑龙江科学技术出版社18 乔治.高等机械设计M. 刘作毅译 . 世界图书出版公司,2001 年19 郑修本. 机械制造工程学M. 机械工业出版社，1999 年20 方子良. 机械制造基础M. 哈尔滨工业大学出版社，2003 年21 孙恒. 机械原理M. 北京：高等教育出版社，2001 年22 郭庆文. 农业动力学M. 上海：上海交通大出版社，1992 年23 徐学林. 互换性与测量技术基础M. 长沙. 湖南大学出版社，2007.824 史迪芬.实用构思图册M.石则昌译
30、，高等教育出版社，1998 年25 Creveling C M. Tolerance Design：A Handbook for Developing OprimalSpecificationsAddison-Wesley,199726 Gao J S，Chase K W，Magleby S P. Generalized 3D tolerance analysis ofmechanical assemblies with small kinematic adjustments. llE Transactions199830：367-37731致 谢在这几个月的毕业设计中，我首先要感谢我的指导老
31、师张岚，张老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，循序善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。谢谢各位老师在百忙中抽身参加我们的毕业设计。4 年的大学生活即将结束，也许我将不会再有机会进入校园能如此静心深入地学习知识，我将不会再有机会聆听各位尊敬师长的教诲，我记得家人曾经对我讲过这个世界上只有两颗真心，一颗是父母对子女的爱心，一颗是老师对学生的关心。在此，我对你们表示深深的感谢。我勤恳忘我地检查凝结学习的结晶，完成了这篇毕业设计。完成后，我没有丝毫的沾沾自喜，反倒是更多的忐忑不安，当我自以为懂得越多的时候，越来越多的知识是我所不明白的。我发现由于我自身才疏学浅，专业深度不够，尽管指导老师费尽心思地指点我，可是我这个笨学生完成的毕业设计仍有很多不到之处。或许这是我个人能力的桎梏吧，肯请各位老师多加指点，让我大学期间的最后一次作业能给我带来更多的收获。再次谢谢各位老师。我还要感谢学校的领导，由于你们的领导，学校有了长足的发展，在这四年里改变了自己的思维方式，锻炼了自己各方面的能力，确定了今后自己的发展目标。最后祝愿湖南农业大学，母校的明天更加辉煌！培养出一批批有志、有德、博学的优秀社会人才。
