模具设计与制造.docx
《模具设计与制造.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模具设计与制造.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
模具设计与制造
襄樊职业技术学院（毕业）论文
欧式焊枪电气丝接口的工艺及夹具设计
专业：
模具设计与制造
学生：
指导教师：
教学单位：
毕业届：
目录
目录4
摘要5
前言5
1、制定工艺规程6
1.1零件的分析6
1.1.1零件的作用6
1.1.2零件的工艺分析6
1.2确定零件毛坯7
1.3拟定工艺路线8
1.4、确定主要工序尺寸及公差9
1.5确定各工序的设备：
刀具、量具和辅助工具11
2、夹具的结构设计11
2.1夹具体11
2.1.1夹具体分析12
2.1.2夹具体的结构绘制草图12
2.1.3夹具体材料选择12
2.2支撑脚13
2.3钻模板14
2.4衬套14
2.5钻套、铰套15
2.6螺母15
2.7垫块15
结论16
致谢17
参考文献18
欧式焊枪电气丝接口的工艺及夹具设计
学生：
靳肖
指导教师：
刘琼
机械电子信息工程学院
摘要
本文以欧式焊枪电气丝接口为例，系统的阐述了二氧化碳保护焊机、焊枪和焊机接口处两个工件加工的工装设计过程。
送气丝插座和送气丝插头体是气体保护焊上焊把和焊机在连接时的两个重要零件。
.送气丝插座和插头体配合实现了焊枪和焊机的连接，按动焊把上的点动开关，焊丝就会在送丝轮的驱动下，把焊丝从插座送丝孔经插头体上的送丝孔输出，保护气体与焊丝同步经送气孔进入焊枪。
在经过插头体之后均匀地包围在焊丝周围，这样就可以实现气体保护焊接的目的。
并根据要求详细介绍了制定工艺的具体过程，夹具及其结构的设计。
经研究分析，此工艺设计简单便于工件加工，且具有较好的实用性。
对焊枪电气丝接口的结构的设计，对其进行结构形状作出详细地分析，焊枪电气丝接口的结构工艺性分析及工艺规程的确定，零件及夹具结构的设计计算。
对夹具的结构及主要零部件进行设计。
关键字：
二氧化碳保护焊电气丝接口焊枪
前言
随着我国生产技术进步，机械制造行业产品的质量、精度的不断提高，使得焊枪技术也不断的得到发展。
现在已经逐步从手工操作到智能化机器人焊接，世界各国及国内以焊接业为主导的生产厂（如锅炉、桥梁、重型及工程机械行业）一直在积极地采用国际先进的焊接工艺和设备。
利用这些先进的工艺和设备提高了焊接质量，降低了焊接成本，改善了工人的劳动条件。
焊接工艺不仅可以满足企业及工厂对于零件结合时的各种工艺要求，而且自动化程度高，便于操作，因此得到了越来越广泛的应用。
但目前由于市场竞争激烈，提高生产率，使工艺合理化以及降低成本显得十分重要。
同时，对于焊枪的电气丝接口的工艺研究也得到的人们的重视并得到了迅猛的发展。
因此对于焊枪电气丝接口进行工艺设计分析具有一定的现实意义，本课题主要就二氧化碳保护焊机上的、焊枪和焊机接口处两个工件的加工的工艺设计以及其零部件的设计分析。
1、制定工艺规程
拟定零件切削加工工艺路线就是把加工工件所需的各个工序按顺序排列出来。
它主要包括确定加工方法，安排加工顺序，选择机床及夹具、量具、刃具等。
最佳工艺路线主要是从产品质量、生产率和经济性三个方面考虑。
1.1零件的分析
1.1.1零件的作用：
送气丝插座和送气丝插头体是气体保护焊上焊把和焊机在连接时的两个重要零件。
保护焊的送气丝插座固定在焊机上，而插头体与焊枪相连接，工作时插头体要和插座连接在一起，并且还要保证两个零件上的电、气、丝三个孔在装配后有一个同轴度要求和三个孔还有一个位置度要求。
它们配合安装后不能出现漏气现象。
送气丝插座和插头体配合实现了焊枪和焊机的连接，按动焊把上的点动开关，焊丝就会在送丝轮的驱动下，把焊丝从插座送丝孔经插头体上的送丝孔输出，保护气体与焊丝同步经送气孔进入焊枪。
在经过插头体之后均匀地包围在焊丝周围，这样就可以实现气体保护焊接的目的。
1.1.2零件的工艺分析：
有附图送气丝插座和插头体零件图可知，其材料为H62。
该材料
+
双相黄铜。
按成份称为“六四黄铜”，它的强度较高，硬度约为45HBS，并且有一定的耐蚀性。
广泛用来制作电器上，要求导电耐蚀性及适当强度的结构件，如螺栓、螺母、垫圈、弹簧及机械中的轴套等，是应用广泛的合金，有商业黄铜之称。
在此用黄铜（H62）是因为：
该零件上有两个孔是作为电极孔，要求材料必须有良好的导电性。
同时为CO2酸性气体。
对金属有一定的腐蚀性。
综合考虑，因此选H62做为该零件的首选材料。
插头体：
1）2—
mm孔轴线间夹角为
2）孔
与
之间轴线夹角也为
3）
孔的轴线到零件中心线有一个位置精度要求为：
插座：
1）
孔轴线间夹角为
2）孔
到中间
孔轴线之间角度误差为
3）
孔到插座中心线之间的位置精度要求为：
两零件上各孔之间的同轴度将影响两零件装配后的同轴精度，不能达到预期目的。
因此在加工它们时最好将几个孔一次装夹后同时加工出来。
由参考文献中有关孔的加工经济精度及机床能达到的位置精度对比可知：
上述插头体和插座的精度要求可以达到，零件的结构工艺性也是可以满足的。
1.2确定零件毛坯
根据零件材料和结构确定毛坯为型材、及H62的黄铜棒。
型材加工余量大，工作尺寸小，工件形状简单，适用于各种生产类型、生产成本低等优点。
综合考虑生产要求，通过查《常用重量计算手册》得知，该零件毛坯质量约为0.4Kg。
毛坯简图如下：
图1-1毛坯简图
1.3拟定工艺路线
由于两工件的工艺基本相同，经老师同意，在此只拟定插头体的工艺路线。
根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济加工精度。
确定各表面的加工方法：
图1-2插头体
表1-1各表面加工总余量：
加工面
基本尺寸
加工余量值
说明
R面
φ27.3mm
3
精度高、属于配合表面
P面
φ27mm
3
精度比R面降低1级
N面
2
精车端面N面为基准面
M面
2
精度比N面降1级
1）、精车毛坯、使其外圆直径为
，
2）、N、粗车——半精车——精车
3）、R、精车——半精车——精车
4）、P、粗车——精车
5）、M、粗车——精车
根据基准先行、先主后次、先面后孔、先粗后精的加工原则，将N面放在最前加工。
然后依次为R、P，最后为M端面。
表1-2初步拟定加工工艺路线如下：
工序号
工序内容
05
型材H62黄铜棒，粗车毛坯使其直径为φ30；粗车N面、半精车N面、精车N面，保证其表面粗糙度为3.2
10
粗车R面、半精车R面、精车R面，保证其外圆为φ27.5、粗糙度为
15
粗车P面、精车P面、保证其外圆为φ27mm
20
粗车M端面、精车M端面，保证工件全长为36
，并为M端面倒角1X45O
25
钻φ10的通孔、扩为φ11.8、铰φ12+00027，孔口倒角1X45O
30
钻台阶孔，先钻φ4.5通孔，然后铰孔φ5+00015，深为12。
孔口倒角1X45O
35
钻台阶孔、先钻φ4.5孔深为22；然后钻φ5.8的孔、孔深为12；铰φ6+00018，孔口倒角
40
钻直径为φ3的孔，19
45
钻φ3.6的孔，深为6.5mm
50
手动攻螺纹M4、深5
1.4、确定主要工序尺寸及公差
在本次设计中主要为钻孔的几个工序最为重要：
工序25、钻
的孔至
、钻
孔。
表1-3各工步的余量和工序尺寸及公差列于下表：
加工表面
加工方法
余量
公差等级
工序尺寸及公差
φ10
钻
5
——
φ10
φ11.8
扩
0.9
——
φ11.8
φ12H10
铰
0.1
H10
φ11.8+00027
3-φ4.5
钻
1.5
——
φ3
φ5
扩
0.9
——
φ4.8
φ5H8
铰
0.1
H8
φ4.8+00015
φ6
钻
0.9
——
φ4.8
φ6H8
铰
0.1
H8
φ5.8+00018
φ3
钻
0.5
——
φ1.0
φ4
钻
0.5
——
φ3
孔和孔之间的位置精度均有钻模来保证。
1.5确定各工序的设备：
刀具、量具和辅助工具
由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜以通用机床为主；其生产方式以通用机床加通用夹具为主，辅以少量专用夹具，工件在各机床装卸及各机床间的传递均由人工完成。
刀具的选择主要取决于各工序加方法、工件材料、加工精度、所用机床性能、生产率及经济性等。
选择主要确定刀具材料、型号、主要切削参数，在生产中尽量采用标准刀具。
机床的选择是由零件的加工精度和生产率所决定的。
要根据已确的工艺基本特征，结合零件的结构和质量要求选择出既能保证加工质量又经济合理的机床和工艺装备。
量具的选择：
主要是根据根据生产类型和所要求检验的精度来选的。
单件小批量生产中应采用标准的通用量具，如：
游标卡尺、千分尺等大批量生产中，一般应根据所检验的精度要求设计专用量具，如塞尺等。
夹具选择要与工件的生产类型相适应，通用夹具在单件小批量生过程中经常选用，如三爪卡盘、平口嵌。
如要求位置精度和角度误差或工件形状复杂，无法采用通用夹具时，应设计出适应工件原理的专用夹具。
2、夹具的结构设计
2.1夹具体
本次夹具设计主要是为了保证钻孔工序，钻
孔，其它几个孔之间的角度误差和位置误差。
而设计的夹具，该夹具适用于
摇臂钻。
夹具设计首先要满足经济性原则即在保护产品质量和生产效率条件下完成工艺过程所需工装的费用作为选择分析的基础。
对不同方案进行比较，使工装的制造费用及其使用维修费用最低。
2.1.1夹具体分析：
夹具体是整个夹具的重要支撑部分，它的强度和精度将直接影响到整个钻模的精度。
因此设计时必须慎重对待。
在本次设计中要在一次装夹过程中完成对两个工件工件上各孔的加工。
首先、考虑夹具体要有一定的长度；再者在工作过程中夹具承受的正压力和扭矩都是在不断变化，所以夹具体的强度也一定要考虑。
2.1.2夹具体的结构绘制草图：
图2-1夹具体
2.1.3夹具体材料选择：
由结构分析，夹具体最好采用铸件、材料为HT200。
这种材料属于珠光体灰铸铁，铸件的最小抗拉强度为
，能承受较大的正压力和冲击载荷，同时该材料还具有良好的铸造性能和切削加工性，而且价格低廉、易于获得，故应用最为广泛。
适宜于大批量生产，故在此选用HT200作为该铸件的材料。
铸件经时效处理，变形量小；同时铸件的减振性和抗振性能都比较好。
还具有很大的抗压强度，因此用铸件制作夹具体。
但如小批量生产时，也可以采用焊接件，一般焊接件要比铸件轻
；生产周期短，但用钢板焊接时容易产生热变形，故要求有较高的焊接成本。
焊接成形之后还需进行退火处理，从而这一系列的制造工艺将使其成本大大提高。
2.2支撑脚
2.2.1夹具体设计好之后，只完成3支撑结构的一半，还要考虑它在工件时的平行度和垂直度等一系列问题。
在此、除了夹具体本身来保证外，还需要在夹具体上设计支撑脚来保证夹具支撑结构的上述问题。
2.2.2支撑脚的结构参考其它支撑脚结构特点，经老师指导设计出本结构中的支撑脚。
草图如下：
图2-2支撑脚
2.2.3支撑脚材料为45钢，经车削加工保证表面粗糙度为
，经调质、发蓝即可作为零件使用，数量为8个。
2.2.4支撑脚和夹具体采用过盈配合，装配后要进一步精加工，它们的装配关系如下图所示：
图2-3支撑脚和夹具体装配关系
装配后先以C面为粗基准，把D面加工一次，然后以D面为精基准对C面进行加工。
最后精磨D面，使其表面粗糙度为1.6，这一系列工序完成后，再加工其上的衬套孔。
这样才能更好保证夹具的各工作面的平行度垂直度要求。
2.3钻模板
2.3.1钻模板是保证几个孔的位置精度和角度公差的重要零件，参考送丝机插头体零件上几个孔参数，将钻模板设计草图如下：
图2-4钻模板
2.3.2材料选为
，这种材料淬火变形量很小，适用于加工2模具。
它上面孔的成型过程由线切割加工，然后直接淬火即可作为零件使用，无需再精加工。
2.4衬套
衬套是为了固定钻模和夹持零件所用，其材料为45钢；其上孔由CA6140车床进行调质处理到200~220HBS，最后用内圆磨床进行磨削加工。
图2-5衬套
2.5钻套、铰套
钻套、铰套由所钻孔的大小决定，其材料均为
，孔由线切割加工完成，淬火、发蓝处理，即可作零件用，经淬火后硬度为
草图形状如下：
图2-6钻套、铰套
2.6螺母
螺母和衬套配合来夹持工件所用：
螺距为1.5、螺母下方要留出屑孔，材料为Q235。
绘制草图如下：
图2-7螺母
2.7垫块
垫块上要设置一个和送气丝插头体端部倒角相配合的锥面，才能更好的将工件定位夹紧。
其材料为45钢，形状草图如下。
图2-8垫块
结论
毕业设计是对所学知识的一次大总结，在设计之前，收集有关设计课题研究方面的资料、文献是最为重要的。
在设计工作开始时，只有对课题研究的内容充分地了解，才会有设计目的和方向；所以收集、查阅有关文献资料是必要的。
在设计之前首先应该对国内外的焊枪接口技术发展的现状和发展趋势有所了解，以便在设计过程中能够正确、合理地完成此课题任务。
通过本次设计，我学会了如何对一个零件进行合理分析；如何就零件的各种不同的公差要求相应的设计出一套完整的工转来满足加工零件的需要。
同时，在本次设计过程中同时了解了如何编写技术文件，正确使用设计手册。
更培养了我们严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作态度，从而实现了从一名学生到工程技术人员的过渡。
总之，本次设计让我受益非浅，各方面的能力都有了提高。
但由于本人设计能力有限，再加上实践能力和经验不足，设计中难免有不足之处。
但不管怎么样通过设计使我各方面的能力都得到了提高，为今后工作和学习奠定了坚实的基础，我认为这才是最重要的。
致谢
为期六个月的毕业设计即将接近尾声，在刘琼老师的亲切指导和同学的帮助下，此次设计才得以完成，在此向所有给予我此次毕业设计指导和帮助的老师和同学表示最诚挚的感谢。
首先，向本设计的指导老师——刘琼老师表示最诚挚的谢意。
在自己紧张的工作中，仍然尽量抽出时间对我们进行指导，时刻关心我们的进展状况，督促我们抓紧学习刘老师给予的帮助贯串于设计的完全过程，从借阅参考资料到现场的实际操作，她都给予了指导，不仅使我学会运用书本中的知识，更学会了学习操作方法。
也懂得了如何把握设计重点，如何合理安排时间和论文的编写，同时在毕业设计过程中，她和我们在一起共同解决了设备出现的各种问题。
其次，要向给予此次毕业设计帮助的老师们，以及同学们以诚挚的谢意，在整个设计过程中，他们也给我很多帮助和无私的关怀，更重要的是为我们提供不少技术方面的资料，在此感谢她们，没有这些资料就不是一个完整的论文。
另外，也向给予我帮助的所有同学表示感谢。
总之，我的设计是老师和同学共同完成的结果，在设计的六个月里，我们合作的非常愉快，教会了我许多道理，是我人生的一笔财富，我再次向给予我帮助的老师和同学表示感谢！
参考文献
[1]王运炎，机械工程材料.北京：
机械工业出版社.2003年7月第7版:
179～234
[2]刘友才、肖继德.，床夹具设计.北京：
机械工业出版社.1991年:
17～194
升级会员 