说明书

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摘 要:本课题来自常州万德福兰陵电器有限公司的实际课题,要求通过网上查阅资料以及现场调研,对扣板的工装设计、制造以及三维造型;对零件的工艺结构及加工过程有一个全新的了解,最终完成加工工艺的编制和部分工装夹具设计。扣板为高压真空断路器合闸保持机构中的一个很重要的零件,该零件中的Φ16孔的位置精度要求较高。此次课题要求学生结合企业实际对该扣板的检验工装设计、对相关零件的加工工艺进行编制、对工装夹具进行三维实体造型和15000各字符的外文翻译。通过此次毕业设计,使我对零件的加工工艺编制及工装夹具的设计有了一定的认识,提高了我的综合运用所学知识的能力和设计能力,同时也培养了我独立使用工程手册和资料的能力。

关键词:扣板 位置精度 检测 夹具 设计 加工工艺 三维造型

Abstract: This project from Telford Lanling Electric Co., Ltd. Changzhou

practical issues require access to information through the Internet and

on-site investigation, the pinch of the tooling design, manufacturing,

and three-dimensional modeling; on the part of the process structure and

process are a new understanding, and ultimately complete the process of

preparation and some fixture design. Pinch to maintain a high voltage

vacuum circuit breaker switch on a very important institution in part,

the part of the Φ16 hole location with high precision.The project

requires students to combine actual business of the pinch test fixture

design, the relevant parts of the processing technology for the

preparation of three-dimensional solid modeling fixture and 15,000

foreign language translation of the characters. With this graduation,

so I'm part of the process of the preparation and fixture designs have

a certain understanding, to improve my knowledge of integrated use of

the capacity and design capability, but also works independently of my

training manual and data capabilities.

Key words: gusset plate processing fixture location accuracy

1. 前言

应说明本论文(设计)选题缘由、课题的目的和意义、对本课题国内外研究情况的评述、本课题要研究的主要问题及研究(设计)的思路、方法等等。

制造技术已经是生产、国际经济竞争、产品革新的一种重要手段,所有国家都在寻求、获得、开发和利用它。它被看作是现代国家经济上获得成功的关键因素。制造技术已经不是单纯的制造工艺方法和产品设计,它是一个从产品概念到最终产品的集成活动和系统,是一个功能体系和信息处理系统。我国的制造技术经过40多年的发展,已进入了发展最迅速、实力增强最快的新阶段。但是与工业发达国家相比,我国的机械工业的水平还存在着阶段性的差距,主要表现在机械产品质量和水平不够高、技术开发能力不够强、科技投资少。

本课题研究对象是某型号扣板位置精度检验工装设计、制造计,其指导思想是在保证质量的前提下达到高生产率、经济性(包括利润和经济效益)。课题的研究重点是扣板的位置精度检验工装设计、制造及其三维造型。工艺是使原材料、半成品成为产品的方法和过程。各种机械的制造方法和过程的总称为机械制造工艺。工艺是生产中最活跃的因素,它既是构思和想法,又是实在的方法和手段,并落实在由工件、刀具、机床、夹具所构成的工艺系统中,所以它包含和涉及的范围很广,需要多门学科知识的支持,同时又和生产实际联系十分紧密。

课题的主要任务有以下几点:

1)对扣板检验工装进行设计和三维实体建模

2)完成扣板工装设计的工艺过程卡和工艺卡片各一份;

3)完成一篇相关课题的外文资料的翻译;

4)完成设计说明书。

通过本课题的训练,可以对加工工艺的编制及工装夹具的设计要点有了全新的了解,同时提高自己的独立设计的能力。

2. 扣板的分析

2.1 扣板的作用

扣板为高压真空断路器合闸保持机构中的一个重要零件。真空断路器合闸保持机构通过主轴、扣板轴以及分闸半轴的三轴连动,形成一个完整的合闸保持动作,在真空断路器工作中可提高合闸保持的有效性和分闸的可靠性以及工作的稳定性。

2.2 扣板的工艺要求

图(1) 扣板

扣板中的Φ16孔的位置精度要求较高,这样能保证真空断路器合闸保持的有效性及工作的稳定性。对此我们对扣板提出以下的工艺要求:

(1)轴孔精度:轴孔的尺寸误差和几何形状误差会造成轴承与孔的配合不良,因此对轴孔的精度要求较高,轴孔尺寸精度为IT7级。

3(0.450.001)ITaDDai (1)

式中 a—公差等级系数 i-标准公差因子

(2) Φ16孔的位置精度: 公差值前面加注Φ,公差带式直径为公差值的圆内的区域。圆公差带的中心点的位置由相对于基准A和B的理论正确尺寸确定由图可知:Φ16孔的两个中心线的交点必须位于直径为公差值0.11的圆内,该园的圆心位于由相对基准A和B(基准直线)的理论尺寸所确定的点的理想位置上。其表面粗糙度为6.3,对扣板加工工艺要求很高。

3.扣板位置精度检验工装夹具的设计

高压真空断路器属于电力系统保护装置,解决真空开关串联运行的动静态均压问题,提高真空开关串联开断的可靠性。这样对断路器中的合闸和分闸机构提出了更高的要求,而扣板做为合闸保持机构中的一个最重要的机构,它的工装设计、位置精度、工艺设计关系到高压真空断路器的安全可靠性。因此设计一个专用的扣板位置精度检验工装夹具来检验扣板的位置精度要求是十分必要的。

3.1.明确设计要求,认真调查研究,收集有关资料

这是具体进行设计前的准备阶段。这时,根据夹具设计任务书的要求认真研究并收集资料。

(1) 研究被加工的零件,明确夹具设计任务。

(2) 了解零件的生产批量和对夹具需要情况,以确定所采用夹具结构的合理性和经济性。

(3) 了解测量座的结构和规格,以及测量的调整方法。

(4) 收集有关本次课程设计夹具零件标准(国标、布标、企标、厂标),典型夹具结构图册,夹具设计指导资料等

(5) 了解有关工厂制造、使用次类夹具情况及制造夹具的能力和经验等。

(6) 收集国内外有关设计、制造同类夹具资料,吸收其中先进而又结合本次课程设计实际情况的合理部分。

3.2.确定夹具的结构方案

确定扣板位置精度检验工装夹具的结构方案,是根据工件生产批量的大小,所用的机床设备、工件的技术要求、结构特点和使用要求来确定夹具的结构。在这个阶段,一般按下列步骤进行。

(1) 确定工件的定位方案。根据工序简图给出的定位方案,选取相应结构形状的定位元件,并确定定位元件的尺寸公差等级及其配合公差带。根据工序简图规定的定位基准选用短销大平面组合,短定位销于工件定位孔配合也就是Φ8孔,限制5个自由度。平面限制一个自由度,实现工件的正确定位。

图(2)扣板工序简图

① 计算尺寸公差等级

定位孔和定位销的基本尺寸为8mm属于>6至10mm尺寸段,其基本尺寸的计算值为尺寸分段的始、末两个尺寸的几何平均值,即

6107.75Dum

标准公差因子i为

330.450.0010.457.750.0017.750.90iDDum

有上述轴孔尺寸配合精度为IT7

716160.9014.4ITium

其值经过尾数化整,IT7的标准公差数值为14mm。

② 确定配合公差带

轴为Φ80-0.006 mm 孔为Φ8+0.0360 mm

图(3)轴为Φ80-0.006 mm 和孔为Φ8+0.0360的尺寸公差带图 由孔、轴尺寸的公差带图可知,

Dmax=Φ8.036 mm Dmin =8 mm

ES=+0.036 mm EI =0 mm

Th = Dmax - Dmin =ES-EI =0.036 mm

dmax =8 mm dmin =7.994 mm

es= 0 mm es=-0.006 mm

Ts= dmax- dmin = es- es=0.006 mm

根据标注公差IT7=14.4um可知,

轴和孔的尺寸在公差范围内,所以为合格的尺寸。

(2) 确定夹紧机构

针对此扣板的工艺特征,此夹具采用可拆卸式的压板和舌板进行夹紧和装夹。压板和舌板的设计如下图。

图(4) 压板

上述压板采用的材料是45钢,技术要求为锐角倒钝,调质 HB220~250.

图(5)舌板