飞机发房外舱蒙皮制造毕业设计

飞机发房外舱蒙皮制造毕业设计 机械工程 系 飞机制造技术 专业 毕业设计（论文）题目 学生姓名 学号 0721432 指导教师 职称 2009 年 11 月 24 日 0 毕业设计（论文）任务书 ............................................................................................................... 2 前 言........................................................................................................................................... 3 一、 飞机制造技术概论 ............................................................................................................... 3 1、 飞机制造技术概论 ........................................................................................................... 3 2、 飞机制造技术特点 ........................................................................................................... 4 3、 飞机制造的主要部分 ....................................................................................................... 4 二、 飞机制造中的互换和协调 ................................................................................................... 4 1、 结构分析 ........................................................................................................................... 4 2、 互换 ................................................................................................................................... 5 3、 协调 ................................................................................................................................... 5 三、 飞机图纸的绘制 ............................................................................................................... 5 四、 飞机零件的制造 ..................................................................................................................... 8 1、发房外舱蒙皮制造 ............................................................................................................. 8 2、 合理选材........................................................................................................................... 8 3、 工艺方案的选择与确定 ................................................................................................... 9 4、发房外舱蒙皮工艺规程如下： ......................................................................................... 9 五、 工艺规程的设计 ................................................................................................................... 14 第一章 工艺分析 ................................................................................................................. 14 第二章 夹具的设计 ............................................................................................................. 22 第三章 刀具设计 ................................................................................................................. 25 六、 飞机的装配 ........................................................................................................................... 28 1、 装配准确度技术要求 ..................................................................................................... 28 2、部件装配工艺设计的内容 ............................................................................................... 28 七、 飞机制造技术的发展方向 ................................................................................................. 29 八、 结束语................................................................................................................................... 30 九、 谢辞....................................................................................................................................... 30 十、 参考文献 ............................................................................................................................... 31 ......................................................................................................... 33 ................................................................................................. 34 ............................................................................................. 35 ............................................................................................. 37 1 机械工程系 飞机制造技术专业 学生姓名 郭峰亮 学号 0721432 一、毕业设计（论文）题目 发房外舱蒙皮制造 二、毕业设计（论文）时间 2009 年 10月 20 日至 2009 年11月 24 日 三、毕业设计（论文）地点： 陕 西 航 空 职 业 技 术 学 院 四、毕业设计（论文）的内容要求： （一）工艺规程设计 1. 飞机零件的工艺性分析及确定生产类型 2. 确定毛坯种类、材料规格，画出毛坯图 3. 工艺路线的安排和分析说明 4. 详细设计工序 5. 画出工序简图 6. 填写工艺路线单、工序卡、检验卡等工艺文件并汇订成册 7. 填写专用工装夹具申请单内容 8. 工艺问题的探讨，如表面粗糙度、精度、变形及尚存问题的探究 （二）工艺装备设计 1.专用夹具设计 2.专用刀具设计 3.专用量具设计 （三）毕业设计说明书 1.封面、封底 2.设计任务书 3.工艺设计和计算分析部分 4.专用工装设备设计计算部分 5.设计小结 6.参考文献 指导教师 包凌之 年 月 日 批 准 年 月 日 2 毕业设计是三年高职课程的最后学习阶段，同时也是冲刺的关键时刻，通过 毕业设计的训练，可以检验我的学习成绩，培养我综合运用所学知识和技能，独 立解决工程技术的能力，进行工程技术人员所必须具备的基本能力的初步训练， 使自己毕业后能尽快的胜任工程技术工作。 在毕业设计过程中，我学会了了解工程技术问题，如何综合运用基础理论和 专业知识，培养了综合应用知识的能力，学习怎样查阅运用技术资料，学习怎样 在技术工作中贯彻有关方针及上级部门的技术文件。学习本专业工程设计的一般 程序和方法，明确什么是正确的设计方法和思想，树立实事求是严肃认真的科学 工作作风。 毕业设计整个过程分为三个阶段。首先在实习基地，了解了有关的技术，管 理及设备现状及发展趋势，收集有关的技术条件和资料，与师傅沟通为拟定设计 方案奠定基础；第二阶段是设计过程，先熟悉题目和相关资料，绘制零件图和毛 坯图，拟定工艺规程，然后根据重点工序的要求制定专用夹具，明确定位方案选 用专用刀具量具，然后再编写说明书，为答辩准备资料，争取以优异的成绩完成 毕业设计。第三阶段是毕业答辩。. 1、 飞机制造技术概论 飞机制造技术所涉及的领域包括装配、铸造、锻造、成形、机械加工、特种 加工、焊接、热处理和表面处理、工艺检测等方面，它是随着一个国家的科学与 技术的进步而不断发展的，社会的需求和市场的竞争也推动着飞机制造技术的不 断更新和发展。 飞机是一种重于空气的飞行器，它是一种依靠自身的动力产生升力来支持其 自身在空中飞行的特殊机器。它或用于空有人员、物资，或用用于空中作战。在 结构上飞机有以下几个重要部分：主要用于装载人员、物资和燃料的机身；主要 用于产生升力及装载燃料的机翼；控制飞行方向和保证飞行稳定性的襟翼、副翼、 尾翼及其操纵系统；用于起飞和着陆的起落架及其辅助系统；用于导航通信等的 仪表、特设系统等。飞机结构不但尺寸大、外形复杂，而且其机体结构主要是由 大量形状复杂、连接面多、工艺刚性小以及在加工和装配过程中都会产生变形的 钣金件或非金属薄壁零件组成的薄壳结构，这就决定了它的制造过程与一般机械 制造有不同的特殊要求： ? 飞机外形严格的气动要求和结构的互换协调。 ? 严格控制飞机的结构重量。 在航空技术高度发达的今天，研制一种新型飞机，从的提出、试制 生产到投入使用，一般都要经过几年甚至十几年的时间，这是一个很复杂的过程， 简单的归纳起来，飞机研制工作的一般过程大致为： 概念性设计——初步设计——方案审查——详细设计——设计审查——原 型机试制——设计定型、颁发TC——原型机试飞——批生产准备。 3 2、 飞机制造技术特点 由于飞机结构复杂，零件及连接件数量又多，且大多数零件在自身重量下刚 度较小，而组合成的外形又有严格的技术要求等特点，在飞机制造中，除了那些 形状规则、刚性好的机械加工零件外，大多数零件，特别是那些形状复杂、尺寸 大、附性小的钣金零件，都必须用体现零件尺寸和形状的专用工艺装备来制造， 以确保其形状和尺寸的准确度。 一般机械产品零件的刚度比较大，连接产生的变形小，故装配准确度主要取 决于零件的制造准确度；而飞机装配是由大量刚性较小的钣金零件或薄壁机械加 工件在空间组合、连接的结果，故飞机装配准确度在很大程度上取决于装配型架 （夹具）的准确度。此外，在飞机装配中还有定位和连接产生的应力和变形（如 铆接应力和变形、焊接应力和变形），装配件从装配型架上取下还要产生变形等， 为保证飞机装配工作的顺利进行，希望进入装配个阶段的零件、组合件和部件具 有生产互换性，在装配过程中，零件、组合件和部件具有生产互换性，可以不对 工件进行试装和修配，能减少大量的手工修配工作量，节省大量工时，缩短装配 周期，有利于组织均衡的、有节奏的生产。在飞机成批生产中，许多钣金零件， 机械加工件、装配个阶段的装配单元、部件都采用生产互换的方法。因此在飞机 制造中一般采取互换和协调的方法以保证飞机装配的准确度。 3、 飞机制造的主要部分 飞机工艺装备是飞机制造中必备的一种设备或工具，用来保证飞机产品的质 量，提高劳动生产率，减轻劳动强度，降低产品成本，从而提高产品的竞争能力。 飞机工艺装备分为两大类：一类为直接用于零件的成形和飞机装配过程中的生产 工艺装备；另一类为作为生产工艺装备的制造依据和统一标准的标准工艺装备。 随着现代科学技术最新成果的不断涌现，设计、制造飞机工艺装备主要内容已从 传统的机械加工向机电结合、数字测量方向发展。飞机制造技术也已转向采用新 的综合技术工作法，建立以飞机产品数字建模技术为主导，并广泛采用新技术和 综合化的完整工艺制造体系的新方向发展。 飞机零件的制造包括飞机零件的机械加工（如整体壁板的加工、梁类零件的 加工、缘条长桁类零件的加工、框类零件的加工、接头类零件的加工和钛合金零 件的加工等）和飞机钣金工艺（如蒙皮零件成形、整体壁板成形、落压零件成形、 型材零件成形和钛合金钣金零件成形等）两大类。 飞机制造过程的主要环节是飞机的装配，飞机装配过程就是将大量的飞机零 件按图纸、技术条件进行组合、连接的过程。 1、 结构分析 由传统的飞机制造模式可知，由于飞机产品的特殊性，飞机制造技术及其过 程与一般的机械制造有着明显的不同，有自己的独特之处。在采用传统的飞机制 造模式来制造薄壁结构的飞机时，由于飞机结构的特点，大部分的结构零件，特 别是与外形有关的零件，多为尺寸大、刚性小、形状和配合关系复杂、容易变形 的钣金件和型材零件。这些零件不能用一般的机械加工的方法来制造，而是利用 大量标准和专用的工艺装备来制造，在将这些零件装配成组合件和部件时，其装 配的准确度和互换性的保证方法，也不能像一般的机械产品那样靠零件的制造准 确度本身来保证，而必须要以上述工艺装备来保证。工艺装备不仅是制造产品的 手段，而且是保证产品装配协调和互换的依据。因此，要保证飞机的制造准确度 4 以及生产中的协调性和互换性，首先必须保证各种生产工艺装备的制造准确度和 协调准确度。 2、 互换 飞机制造中的互换性（即完全互换性）是指相互配合的飞机结构单元（部件、 组件或零件）在分别制造后进行装配或安装时，除设计规定的调整外，不需选配 和补充加工（如切割、锉铣、钻铰、敲修等）即能满足所有几何尺寸，形位参数 和物理功能上的要求。飞机制造中的互换性分为几何形状互换性和物理功能互换 性两个方面的内容。它是由飞机结构和生产上的特点所决定的。互换性只是对同 一飞机结构单元于言的。飞机制造中的互换要求包括气动力外形的互换要求、部 件对接接头的互换要求、强度互换要求、重量（包括重心）互换要求等方面。 在飞机制造中，当飞机的零件、组合件、段件和部件具有生产和使用互换性 时，不但可以减少装配和对接时的修配工作量，节省大量工时，缩短生产周期， 降低生产成本，有利于组织有节奏的批量生产，而且可避免出现由于强迫装配而 产生的装配变形，以及飞机结构内产生的装配残余应力的集中。同时，当飞机某 个零件、组合件、段件或部件在使用中被损坏后，能用备件迅速更换，不会由于 局部的损坏而影响飞机的正常使用，从而可延长飞机的使用寿命，保证飞机的使 用性能。 3、 协调 飞机制造中的协调性是指两个或多个相互配合和对接的飞机结构单元之间、 飞机结构单元与它们的工艺装备之间、成套的工艺装备之间配合尺寸和形状的一 致性程度。一致性程度越高，则其协调性越好，协调准确度越高。协调性仅指几 何参数而言。 ? 保证协调准确度的基本方法 按独立制造原则进行协调：对于相互配合的零件，当按独立制造原则对其进 行协调时，协调准确度实际上要低于各零件本身的制造准确度。 按相互联系原则进行协调：如果其他条件相同，那么当采用独立制造和相互 联系制造两种不同的原则时，即使零件制造的准确度相同，得到的协调准确度也 不同；按相互联系原则能得到更高的协调准确度，而且在尺寸传递过程中，公共 环节数量越多，协调准确度也就越高。 按相互修配（或补偿）原则进行协调：当采用相互修配原则进行协调时，协 调准确度仅取决于将零件A的尺寸传递给零件B这一环节的准确度。 ? 协调方案的确定以及协调图表 飞机的机体主要由大量外形复杂的钣金零件组成，在我国现阶段，对于钣金 零件所采取的协调方法（即尺寸传递体系）大体上分为模拟量传递、数字量传递 和模拟量与数字量混合传递3种方式。在确定协调方案时必须先了解飞机机种上需要重点进行协调的部位，以根据不同的机型和结构特点做出正确决策。 飞机图纸的装配图如下： 5 零件——垫板、外舱侧盖蒙皮、接头插耳、加强梗如下图： 6 向 1：1 1:1 7 J-J 1:1 1、发房外舱蒙皮制造 飞机蒙皮是构成飞机气动外形的关键零件，一般采用闸压滚弯、拉伸成形的 方法制造，蒙皮制造技术是衡量一个国家飞机制造能力 和水平的重要标志之一。因此蒙皮制造技术对于我国航空制造业具有十分重要的意义。 1、蒙皮制造的特点： 1 外形复杂，协调准确度高。 2不允许划伤和鼓动。一般构成气动外形，表面光滑流线。 3结构尺寸大，相对厚度小，刚性差。 4采用切面样板制造或样板为 制造依据，并按模胎、切线样板、检验夹 具、拉形模控制外形 5 需要大型专用设备 6 要求操作工人的技术水平较高。 2、 合理选材：机机体钣金零件常用材料种类有铝及铝合金、镁合金、钛及 钛合金、碳素钢、合金钢及不锈钢等，而此次设计蒙皮所采用的材料均为LY12，LY12在退火和新淬火状态下塑性尚可，可热处理强化。焊接性能不好，未热处理 焊缝的强度为基体的60% ~ 75%，焊缝塑性低。抗蚀性不高，有晶间腐蚀倾向， 阳极氧化处理、涂漆或包铝可大大提高抗蚀能力。要合理地、有区别地选择结构 各部分的材料，既要满足静强度要求，又要具有良好的抗疲劳性能。高强度铝合 金LC4比铝铜合金LY12的静强度高约20%左右，但是LC4的疲劳性能却较差，对于毛刺、细小裂纹很敏感，故发动机机舱蒙皮不用LC4而用LY12。 2 控制应力水平：在较低的应力作用下，结构不易产生疲劳裂纹 3 避免构件形状和截面的急剧变化，应尽可能逐渐过渡或用较大的圆弧光滑 连接。 8 3、 工艺方案的选择与确定 ? 热处理 LY12经退火处理（LY12-M）抗拉强度小于245Mpa，伸长率为12%。LY12经过淬火和自然时效（LY12-CZ），当型材厚度小于5.0mm时，抗拉强度为392Mpa，屈服强度为294Mpa，伸长率为10%；当型材厚度在5.1~10.0mm之间时，抗拉强度为412Mpa，屈服强度为294Mpa；当型材厚度在10.1~20.0mm之间时，抗拉强度为422Mpa，屈服强度为364 Mpa；当型材厚度在20.0~40.0mm之间时，抗拉强度为441Mpa，屈服强度为313Mpa；当型材厚度大于40.0mm时，抗拉强度为392Mpa，屈服强度为294Mpa；以上状态下伸长率均为10%。 ? 技术条件 JT00-7 普通铆接技术条件 JT00-64 飞机零件、组件、部件重量控制 4、发房外舱蒙皮工艺规程如下： 图号 名称 蒙皮 1、 下料：按尺寸 材料牌LY12-M0- 1400X1200 号 ? 2、 首件检验 图纸尺612X987 寸 3、填写路线卡相关内 零件净3.964 容 重 热处理 淬火 实验 钢印 表面处 理 样板工艺编号 数机床状态表编 名称 装备 量 设备 号 模胎、 10A-533/1015 1 切扳31244-60 机 433 工序工种 工序内容 机床设工艺装备 号 备 下料 工序 1 下料自检材料牌号，表面质量 工 检 检验检验材料牌号、厚度、炉批号及表面质量 百分表 工 2 下料按尺寸划线 卷尺 工 3 下料去毛刺 工 检 检验表面质量、切割容差，打印材料牌号印， 工 所有钢印打在毛料端头50mm范围之内 9 成型 工序 1 钣金检查来料：表面质量、材料牌号 工 2 拉伸调整机床，选择工作台，安装模胎，擦ML-2A 模胎 工 净模胎表面，并在表面涂20#机油 3 钣金按10AY240除油 模胎 工 4 热处淬火 模胎 理工 5 拉伸按模胎横向拉伸成形 ML-2A 模胎 工 6 钣金按模胎及工艺规程草图划线切割，按工 工 艺规程留阳极化耳子，在阳极化耳子钻 孔 7 钣金按模胎修整，按工艺规程要求打印图号 模胎、百 工 钢印 分表 检 检验 表面质量、贴胎间隙。按ST00-21称重 模胎、5KG台秤 3、 垫板、加强梗钣金件的制造 飞机钣金零件的协调 J-J 1:1 飞机钣金零件的协调包括零件之间相互协调、零件与装配工艺装备之间 的协调。 ? 作用 飞机钣金零件的协调可以减少装配和对接时的修配工作量，节省大量工 时，缩短生产周期，降低生产成本有利于组织有节奏的批量生产，而且可避 免出现由于强迫装配而产生的装配变形，以及飞机结构内产生的装配残余应 力的集中，保证飞机的使用性能。 ? 依据 协调依据内容包括：数据尺寸、样板、标准工艺装备、移形工艺装备和 10 标准实样。 协调图表编制依据与其他指令性工艺文件的关系：产品图纸生产大纲— —工艺总方案——标准工装协调图表——部件装配协调图表——钣金零件协 调图表——钣金零件制造生产文件。 ? 编制原则 ?、 在具备一定物质、技术条件下，尽量采用数字量传递法，CAD/CAM工作法适用于各型飞机的研制、试制和批生产。 ?、 采用模拟量传递法时，也要根据飞机特点、生产批量以及钣金零 件的复杂程度，选择不同的协调方法： a、 大、中型飞机采用模线样板——表面标准样件工作法；小型飞机（歼 击机）可用模线样板——标准样件工作法。 b、 研制、试制阶段，以模线样板工作法为主，并辅以少量的立体协调 依据；批生产阶段，可根据产品的产量和各厂的经验，采用表面标准样件工 作法或标准样件工作法。 c、 座舱、进气道、整流罩、发动机短舱、翼根等双曲度钣金零件，应 采用表面标准样件工作法；而对单曲度钣金零件，则采用模线样板工作法。 d、 “按两个制造依据协调法”，是指钣金工艺零件的某一工艺装备，同 时按样板和反模型（或其他立体依据）制造；按样板精加工一部分工作面， 按反模型（或其他立体依据）精加工另一部分工作面。样板和反模型分别作 为该工艺装备的制造依据。该法积累误差大，应少用，如必须采用时，应确 定合理的定位基准，以减少定位误差。 ?、 综合应用法，是模拟量向数字量传递法过渡的一种方法，对于尚 不完全具备CAD/CAM物质条件时采用。 ? 步骤 ?、 确定全机协调部位； ?、 选择各部位的协调方法； ?、 编制协调图表； ?、 确定各种工艺装备及技术条件。 4、 模线样板及工装的设计（简要）与使用 模线是由模线设计员根据设计所发出的图纸而绘制的图样；模线通常分 为理论模线和结构模线两大类，理论模线按飞机理论图绘制，结构模线根据 设计所发出的结构图绘制。样板是按照模线或数据而加工成的专用量具。 钣金工艺垫板工艺规程：如下： 图 名称 垫 号 板 4、 下料：按尺寸 材CY12-M0-? 1100X100 料1 牌 号 5、 首件检验 图987X35 纸 尺 寸 11 3、填写路线卡相关内零0.096 容 件 净 重 热 处 理 实胶印 验 表黄色阳极 面化涂H06-3 处锌黄环氧 理 自干底漆 样板名工艺装编号 数机床状态表编号 称 备 量 设备 模胎、 10A-533/015 1 切扳31244-6043 机 8 工序号 工种 机工艺装备 床 设 备 下料工 序 1 下料工 自检材料牌号，表面质量 检 检验工 检验材料牌号、厚度、炉批号及表面质量 百分表 2 下料工 按尺寸划线 卷尺 3 下料工 剪切去除毛刺 检 检验工 表面质量、切割容差，打印材料牌号印， 卷尺 成型工 序 1 钣金检查来料：表面质量、材料牌号，规格 工 尺寸 2 拉伸擦净模胎及板材表面。 模胎 工 3 钣金按模胎手工成形 模胎 工 4 钣金按模胎及工艺规程草图划线切割 模胎 工 5 钣金按模胎修整，按工艺规程要求盖图号胶 模胎 工 印 检 检验表面质量、贴胎间隙，切割容差，查料 工 印、图号印、打检印 6 检验按JT00-21要求进行称重 2KG天平 工 12 7 表面表面处理 处理 8 钣金按工艺规程要求盖图号印、胶印 工 检 检验检查零件外观质量，表面热处理是否符 工 合工艺规程规定 钣金工艺加强梗工艺： 图 名称 加强 号 梗 6、 下料：按尺寸 材料LY12-M0-? 1400X840 牌号 1.2 7、 首件检验 图纸652X1317 尺寸 3、填写路线卡相关内容 零件3.964 净重 热处淬火 理 图号标签 印 表面 处理 样板工艺装备 编号 数机床状态表编号 名称 量 设备 模胎、 落10A-533/1015 1 切扳31244-6043 压模 10A-533/0160 机 3 2T 落锤 工序工种 工序内容 床工艺装备 号 设备 下料工序 1 下料工 自检材料牌号，表面质量 检 检验工 检验材料牌号、厚度、炉批号及表面质 百分表 量 2 下料工 按给定的尺寸划线 卷尺 3 下料工 剪切 检 检验工 按10A-T28检验。打印材料牌号，并开 0.02卡尺 合格证 成型工序 1 钣金工 检查来料：表面质量，规格状态，料 印或合格证 2 落压工 安装落压模，用钢索加固，擦净落压2T落压模 13 模，检查落压模表面是否好 落 锤 3 落压工 按落压模垫板橡皮渐次压制成型，随2T落压模 时穿插局部放料，防止顶角压裂。 落 锤 4 落压工 除油 5 热处理退火 工 6 落压工 注意除油润滑，随时打光消除褶皱，2T落压模 切余料至靠胎。 落 锤 检 检验工 工序检验：贴模容差，表面质量，盖 落压模 工序检印 7 钣金 按落压模修整零件直至贴合，划线切 割。 8 热处理淬火 工 9 钣金工 修整淬火变形，完全贴合后，划线切 型胎 割留余量，去毛刺，打图号印 检 检验工 按工艺规程模胎验收：（1）零件贴胎 间隙 （2）查料印、淬火印（3）表面质量 10 检验工 按JT001-31规定对零件称重 5KG台秤 1、设计题目是Y8飞机上的发房蒙皮，在飞机上为构成飞机整体气动外形和 受力构件，为减飞机重量；选用铝合金材料（LY12-M）。因为铝合金的重量轻，强 度高，对震动和冲击载荷承受能力虽不及镁，却也能满足，并且经济性能好，还 是常用材料，市场范围广，疲劳强度高，有良好的切削性能，耐腐蚀性好。因在 高空运行，因而必须加以防护，进行化学氧化，并涂漆保护。其整体图如 14 1.零件的功用： 零件上设置有6个插耳和4个铆接垫板压板，将整张蒙皮固定并与长珩或框 架连接。和其余支座Y8—5750一起工作，起到转动支撑作用。蒙皮上开设有两 个类方形可焊接的开口，主要为方便检测和维修。 Φ12、Φ16为支撑孔，起到支撑轴的作用。 耳片上Φ6.5H8孔内装有螺栓，耳片见装有摇臂连杆。 Φ3H7为定位孔。 4—Φ10是支座孔，内有螺栓，有Φ20沉孔用以螺母位置，起到支承连接作用。 M6是螺母孔，此处为加润滑油和检验其中轴承工作状况专用装以螺钉，配 合使用为视孔。 2、零件的工艺性分析 该零件是发动机蒙皮类零件，形状比较规则，尺寸精度，形状精度较高，零 件的焊接点和铆接点比较多，零件的主要技术邀请分析如下： ?零件上的Φ24H9孔是重要孔，装配的装轴承，将会承受复杂的交变载荷， 振动强烈，它要求装配可靠，转动灵活，孔表面粗糙度值要小，孔的表面质量要 高，孔的中心轴线和底面加工要求严格。孔口不允许倒角。避免安装轴承时，因 变形和轴线偏移而影响各滚动体之间的正常应力分布，使轴承的使用寿命下降， 所以轴承孔Φ24H9是重要部位。 15 ?Φ6.5H8、2—Φ5H8装配时，孔端面之间要安装摇臂和Y8—5710上的零件，如果摇臂倾斜，位置不正。就会影响摇臂和轴承的正常工作、甚至会导致锁 口无法锁住锁芯，无法完成锁紧动作，可能引起其他零件损伤。如果造成其它零 件的损坏操纵性能可能将大大降低，故耳片上的孔是重要孔，同轴度和孔距和Φ52H9孔的距离要保证，使夹具保证孔的位置正确，用同心铰刀铰销Φ6.5H8和2—Φ5H8，保证同轴要求。 ?锪制Φ10、Φ20、Φ21孔端面时一定要保证其端面到孔中心间的距离。 确保装配质量，避免给以后的部装车间安装时带来困难。 ?铸件要求不能有砂眼，疏松等缺陷，以免影响 系统强度和钢度，在载荷的作用下，不致于发生损伤和事故现象。 ?由于零件形状、结构复杂，壁板、筋板薄而高。因而钢度差，易变形，表 面容易压伤，因此在夹紧和加工工件时和夹具设计时应特别加以注意和考虑。 ?底板 底面 耳片上的间槽面表面粗糙度值为1.6要求较高，则用夹具和立铣来完成。 3.零件的结构分析 本项零件为发动机蒙皮类零件，从构形来看个表面并不太复杂，但从零件的 整体结构上看结构比较复杂，有多处圆弧过度，有斜螺栓孔，长珩薄而形状特殊， 不规则。 从精度方面来看，主要工作表面的精度为IT7—IT8，Φ52H9的工作表面粗糙度为0.8，Φ46通孔表面粗糙度为1.6，精度为IT8级，耳片内表面表面粗糙度 为1.6，精度为IT8。 位置关系精度要求也较高，Φ24H9的孔轴线到Φ16通孔轴线的距离为110+0.2mm分别到底面的距离为66+0.2mm，95.5+0.2mm范围内，耳片与耳片相差120?+0.2′范围内。 从材料方面分析，铝合金材料的抗腐蚀性能差，易腐蚀，为提高抗腐蚀性能， 采用化学氧化的方法，使表面形成防护膜层，此氧化膜层对油漆的结合性好，但 氧化层薄而软，使用过程中易划伤和擦伤，因此氧化后喷漆，尤是在高空飞行中。 1计算节律确定生产类型。 ?计算节律： 节律t=(T/Q)?η 其中：Q—年产量，为50架； T—每年的工作时间； η—机床效率。0.94～0.96取0.95 则：t=(T/Q)?η=〔（365-55.7-7）?8?60?0.95〕/〔50?1?（1+10%）〕 =2530(min) ?确定生产类型 N=Q?n(1+α)(1+β) 其中：Q—为年产量，为50架； n—为该零件的单机数量，n=1件； α—该零件备品率取0.5%； β—该零件废品率去10%。 N=50?1?（1+0.5%）（1+10%） 16 =57.75<100 因此为单件小批量生产。 2 确定零件的毛坯及技术条件的制订。 （1）毛坯的选择 因为该零件结构复杂，形状特殊，只承受一般载荷，并且属于单件小批量生 产，材料为为LY12-M，易氧化腐蚀易划伤，焊接性能较差，且熔点低，因此采 用焊接件显然其工艺性能较差，经济性也不佳，如果采用模锻件，则因其数量较 少为小批生产，这样成本高而且不经济，且形状复杂，模具制造困难，并且铝合 金的材料熔点低，有加工硬化现象，其锻造工艺行也差。综上所述，采用砂型铸 造，铝合金的铸造性能良好，线收缩率为1.0—1.3%，有较高的流动性，热裂倾向小，成本低，市场范围广，能满足设计要求。但铝合金硬度低，抗蚀性差，易 氧化，铸造时需加硫碘保护。铸件要求不能有砂眼，硫松，缩孔等缺陷，以保证 零件的强度硬度刚度，在载荷的作用下，不致于发生意外事故和损伤现象。 （2）毛坯的技术条件 根据铝合金铸件技术标准（HB965-70）和铸造铝合金技术标准（HB965-70） 及铸件尺寸公差（HB0-1-67）确定如下： 铸件的拔模斜度1?15′； 铸件尺寸公差按照HB0—1—67验收； 铸件技术条件按HB965—82； 按?类铸件检验； 铸件未著圆角尺=1毫米； 铸件100%荧光检查。 3制订机械加工工艺规程的原则和依据， 原则： （1）保证产品的质量符合图纸和技术条件所规定的要求， （2）保证高的生产效率和改善劳动条件； （3）保证合理的经济性 依据： （1）零件图及技术条件（包括零件的材料状态及工厂下发的技术文 件）； （2）毛坯图及技术要求； （3）生产量； （4）生产条件等； 4工艺方案的论证及工艺路线的确定。 <一>基准的选择 粗基准的选择原则： 选择工件上余量小的表面为基准，这样可以保证表面加工时有足够余量防止 由于余量小而产生废品。 被选择粗基准的表面应具备：定位准确，夹紧可靠，并且使夹具结构简单， 操作方便。 定位面应尽量接近尺寸被加工表面。。防止加工时由于力矩过大而产生振动。 如果已能用精基准定位时，一般不重复使用粗基准。 分膜面，有浇冒口的表面不宜选作定位基准。 零件粗基准的选择： 按照粗基准的选择原则，保证不加工表面与加工表面位置要求，应选择不加 工表面为粗基准，故应以Φ16孔内表面为第一毛（粗）基准,来加工底面。来保 17 证地面与B面垂直度不大于0.2。 精基准的选择： 精基准用于工件的精加工的定位基准，选精基准着重保证工件位置精度和装 夹方便考虑，在精基准的选择中本次设计中遵循下列原则： 基准重合原则； 基准同意原则。 该项零件精基准的确定。 底平面加工后，以此平面作为加工孔及面的定位基准，基本上实现于基准重 合原则，比面较大，定位加紧可靠。在加工过程中，可能出现基准不重合，这时， 就需进行尺寸链的计算。 工艺方案的拟定及工艺方案的分析。 工艺路线的拟定。 为了包横该项零件的几何形状，尺寸精度，位置精度，技术要求和表面质量 等制定合理的工艺路线。因为此零件生产纲领为单件小批量生产，通常尽量采用 通用的工、量、夹具，并 考虑工序要集中，以提高生产率和减少机床数量，使 生产成本降低。 针对以上的具体情况，提出以下两种方案： 方案?：砂型铸件 LY12-M HB=60 工序：1.铣切底平面（铣前去毛刺，冒口划线） 2.钻4—Φ4.6+0.16孔（在钻模）（钻前去毛刺倒圆； 3车Φ12H7，Φ16H7孔及孔口端面。 4.车另一端Φ16H7和孔端面。 5.车Φ16孔和孔口端面。 6.铣槽口35+0.2（立铣） 7.铣7+0.2槽型，（立铣和铣具）（铣前锉修去毛刺） 8.铣各处耳片4-0.16；5-0.16耳片处形。（立铣） 9.钻绞各孔Φ3H8、Φ3.5H8、Φ5H8、Φ6.5H8，锪平Φ20（除 铣后毛刺，车滑过渡） 10.钻—锪—扩到制成螺纹M6—2（前划线） 11.车成一端Φ20H9（车前荧光检查总检孔表面处理） 12.车另一端Φ20H9 方案?：砂型铸件 ZL101—T4 HB=60 工序：1.在镗床上镗铣底平面。 2.铣削4—Φ4.5+0.16。 3.镗Φ12H7，Φ16H7孔及孔口端面。 4.镗铣另一端Φ16H7和孔端面。 5.车Φ16孔和孔口端面。 6.铣槽35+0.2（立铣）。 7.铣各耳片。 8.铣模型7+0.2 9.钻孔Φ3H8、Φ3.5H8、Φ6.5H8，锪平Φ20 10.钻—锪—扩制成螺纹M6 11.镗Φ20H9 12.镗另一端Φ20H9。 18 2）上述两种方案的比较和分析. 这两种方案的共同点，尽量考虑了加工分为粗加工和精加工两个阶段，先取 的粗精基准，然后再利用取得的基准加工其他表面，取得粗精基准的方法也一样， 先以底面10mm的上表面为粗基准，用铣刀铣出底平面或镗出，然后以底平面 为精基准来加工孔和耳片及钻孔。在制螺纹M6时都采用钻—锪—扩的方法，能保证要安装和加工简单，还能满足其精度要求。 两个方案的不同点：方案?是在镗床上用端铣刀盘安装上用飞刀来加工底平 面， 粗基准定孔的内表面，然后来镗Φ12、Φ16、Φ20H9的，能保证其同轴度的要求也能保证孔的精度。 两种方案的分析比较如下： 用立铣铣切底平面，装夹容易简便，使用深口虎钳夹紧，另加一个轴助支承 即可，加工方便，易于找正。在镗床上加工底平面，以侧面为粗基准，表面积比 较大，定位可靠，需要三个轴助支承，找正后加紧，找正安装零件的时间较长， 并且找正比较麻烦，夹紧时三个压板需逐渐均匀的压紧，易变形，影响了生产率 的提高，镗床的加工费用比铣床高，故用铣床加工底平面比较经济，生产率高。 加工Φ12H7，Φ16H7方案?采用车床上车孔，尺寸公差等级IT6—IT8表面 粗糙度值Ra0.8—1.6um，车孔的方法能满足此孔的精度要求。还可用一套车床 夹具保证其位置精度，平行度?Φ0.2的要求，方案?采用镗孔的方法，镗孔时 尺寸公差等级为IT5—IT7，表面粗糙度值Ra0.4—0.2，大大超出了尺寸要求的精度。然镗孔能很好的校正孔轴线的偏斜，且适应性较强，但是综合其经济性，镗 孔比车孔的费用高的多，而且车孔的适应性和适用性比镗孔更加强，而且镗床适 用与大孔的镗削。所以，综合考虑，最后采用车床上的车制此孔。 加工耳片凸台内侧端面时方案?、?都采用立铣刀来加工。易于进刀和保证 耳片的尺寸精度和位置精度。 其他工序在加工孔时方案?、?都采用工序集中的原则，易于保证之间的位 置关系，但是有可能使校正时间多，不利于提高生产效率，然而可以配一套钻模 来完成其的要求。 最后通过比较，确定方案?，根据是第1种工艺方案，制定出详细的工序划分如下： 毛坯是砂型铸件，清理后，要按照以下程序处理，砍沙—热处理—除油—热 水洗—酸处理—冷水洗—硝酸法氧化—冷水洗—干燥。在毛坯车间，需调整零件 的变形，去除浇冒口，达到毛坯的技术要求，然后送到机力车间加工。 如需要在库房保存三个月以上则需油封。 工序： 5：钳工：检查毛坯生产批号，持检印及合格印证，去除浇冒口，表面型砂 和局部不平整。 19 42 10划线：按上图；保证B面与加工面不垂直度不大于0.2 15铣工：按上图示及线，以B面为基准装夹铣底平面，保证底平面与B面垂不度不大于0.2 20钳工：除铣后毛刺。锐边倒圆R=0.3mm 25按下页图示全面协调个加工部位尺寸线。 划线：零件对称中心线引至侧面供钳工钻孔用。 30钳工：按下图示，在钻模上用中心线找正装夹，钻4—Φ4.5H8 35车工：按下图示，车Φ13H8，Φ16H8孔及孔口端面 40车工：按上页图示车另一端Φ16H8孔和孔口端面。 45车工：按上页图示加工Φ16H8和孔口端面，端面仅光平允许局部加工不 出。 50铣工：按上页图铣槽Φ12+0.2，允许局部加工不出，底面与毛面接平 55钳工：按上页图示，锉修Φ16H8孔口端面车工未车到之处，与车工加工 面齐平，除Φ12?0.4槽处铣后去毛刺并锉修使加工面与非加工面平滑过渡，锪 Φ20。 60划线：按下页图示 65铣工：铣下页图所示7?0.2槽形深度按划线。 70铣工：按图示4-0.16、5-0.16耳片形 75钳工：除铣后毛刺图示8?0.1尺寸加工面非加工面平滑过渡 打左右件标记处 20 其余25 23 80钳工：钻绞图示各孔：Φ3H8、Φ3.5H8、Φ5H8、Φ6.5H8，锪平Φ20 85划线：按图示 90钳工：按图示及先钻Φ4.2锪平Φ10后，扩孔到Φ5，制成螺纹M6—2， 锉修3耳片中R5，并在筋扳处打批次件号Y80121。 95萤光检查：100%萤光检查。 100总检：?按交接状态03124—22／47，要求4—Φ8.2加工为Φ4.5。 ?称重0.906?0.465kg（0.465kg为工艺余量） 105表面处理：铬酸阳极化 21 110表面处理：涂军绿色H04—2环氧硝基磁漆。 115车工：以Φ36H7孔定位车成一端Φ52H9 120车工：以已车成Φ20H9定位，车成另一端Φ20H9两孔不同心度不大于0.05。 125成检：根据上述工序安排，编出机械加工过程卡及工序卡片。 5. 机械加工余量和工序尺寸（公差）的确定 加工余量在留得合理，过大的余量将浪费材料，浪费工时，增加机床刀具及 能源的损失，余量过小则不一定能保证质量，如无法修正上一道工序的误差和加 工后的痕迹，造成超差或废品。由于铝合金材料性能好，因此没有精度较高的表 面都可以采用一次铣去余量的方法加工，加工总余量即为毛坯余量。 确定工序公差： 根据零件图及其技术要求和装配情况。除去零件图上有特殊注明的公差外， 一般尺寸公差按HB5800—82。铸件尺寸公差按HB6103—86。到以上为止，工艺设计就结束了。使我进一步的理解了所学过的理论知识，及具体的运用所学的知 识。 Y8—5370—111支座结构形状复杂，底平面与孔的轴线有平行度要求。Φ20H9孔的位置，尺寸精度要求较高，IT7级与轴承配合表面粗糙度要求Ra=0.8，Φ16H8孔的尺寸精度8级，表面粗糙度要求Ra=1.6。耳片上Φ6.5H8孔轴线距Φ16孔轴线尺寸16?0.2。这些位置精度的要求在加工时很难保证通过划线找正， 误差太大，无法保证产品质量，而且装夹零件相当麻烦，因此考虑必须设计一套 专用夹具，来确保工件上孔的相对位置，可靠方便的安装夹紧工件，这样既可以 确定产品质量又可以提高生产效率，还可以降低劳动强度，所以设计夹具是完全 必要的。 ?定位基准的选择： 根据精基准选择原则，在选择定位基准时尽量与原始基准一致，避免产生基 准不重合误差，而且在选择主要定位基准时，优先选取面积最大的平面，因此选 取底平面为主要定位基准面。而且考虑到零件的形状不规则，其他侧面都不为零 22 件加工面，不能选择为精基准。因此选择其中一孔为定位基准孔，从而决定了采 用通过底平面和孔Φ16H8孔来定位的方法，这是车削夹具。 而铣耳片的一套铣具，是根据近定位原则，采用Φ16孔内壁和侧面来定位的方法。 ?定位方案的确定 1.在加工孔Φ13H8，Φ18H8孔的方案论证： 加工此处时是在车床上加工的，则夹具是安装在机床主轴上的。是由主轴带 动夹具体旋转，刀具进给来切削工件的。 2.在加工耳片内处和耳片上的各孔时。 加工此处是在铣床上加工的，则工件装夹在铣床上，夹具安装在铣床工作台 上，以螺栓定位，也可以键定位。由主轴带动刀具旋转来铣削工件的。 加工Φ3H8、Φ3.5H8、Φ5H8、Φ6.5H8时，由于距Φ16孔轴线的位置要求较严，两耳片间距离较近。考虑由夹具来保证位置精度要求。由于其孔较小，如 果采用机铰，则铰刀直径小，刚性较差，又要保证其同心要求，这样增加机床的 应用时间，又降低了生产效率。最后决定由夹具来保证孔的位置要求，钻初孔由 钳工用手用同心铰刀绞制，钳工绞孔切削速度低，余量也不大，被加工材料为易 加工材料，劳动强度也不大，刀具的耐用度也提高了。这样满足了孔的尺寸精度 和位置精度要求。 夹紧机构的选择，由于工件形状不规则，批量不大，尽量考虑使夹具结构简 单，决定采用手动的螺旋压板夹紧机构。决定在两端采用“T”型压板，压爪同时两处压紧零件，既增大了压紧面积，又使夹紧机构简单，在压板的尾部设置了 调节支撑，通过调节支撑的高低，使前后等高。保证夹具夹紧工件的可靠，为防 止双头螺栓在旋紧螺母时，跟着一同旋转，或松开螺母时螺栓也旋转，在双头螺 栓与夹具体连接处均匀点焊三点，保证夹具的正常使用。同时为了工件装卸方便， 压板的压爪都要能够退出工件。 考虑到45号钢的综合机械性能良好，经调质后有较高的强度硬度韧性，选 用45号钢制造压板，HRC35—40，能很好的满足要求。 ?定位元件的确定及所限制的自由度 根据零件的尺寸位置要求：在铣具中X，Y，Z三方向的全部自由度都要限制才能保证全部原始尺寸。定位板为一平面可以限制三个自由度X，Y，Z的转动，考虑到零件底面两孔定位时，为避免发生过定位现象，采用一个圆柱销和菱形销 来实现定位。圆柱销限制了2个自由度X，Y的平动。再加上菱形销共同限制了 一个自由度Z的平动，这样“一面两销”便得定位可靠，符合六点定位原则。 在车床夹具中也采用“一面两销”的形式。 ?夹具在机床上的定位及固定方法： 车具是将夹具通过主轴孔来定位固定的， 铣具是将夹具通过两键与机床工作台联接的。 当利用底板两销定位时用螺栓压板进行夹紧元件后，加工过程中须保证 110+0.2，66?0.31，95.5?0.43。 23 下面对这些尺寸进行精度分析： 根据查角度误差表格，因此最后决定夹具的制造误差取?5′下面计算一下 Φ36H8孔的角度误差， 查表：70?0.37，66?0.31 计算角度误差 tanα1=（70+0.37）/（66+0.31）=0.309727 则 α1=17.209?=17?12′32″ tanα2=（70-0.37）/（66-0.31）=0.30674 则 α2=17.053?=17?3′10″ 所以 δ=?（17?12′32″-17?3′10″）=?9′22″ 因夹具制造误差一般选取零件误差的1/2 1/5，根据实践情况先取1/3，则取 后取角度误差为?3′ 计算一下由定位板的制造误差而引起的误差： tan (4?+5′）= x1/45 X1=tan(4?-5′)*45=2.927 Tan(4?-5′)= x2/45 x2= Tan(4?-5′) *45=2.807 所以 由于?5′引起的位置误差为 δ1=2.927-2.867=0.06 δ2=2.867-2.92=-0.06 17?08′方向上由于零件将安装在夹具定位板上，因此这个角度只引起角度 误差。 因为在保证这些位置精度时，采用的定位方法是统一的。 下面来计算一下定位误差： 由于采用一面两销定位，计算定位误差如下： 圆柱销与零件孔之间采用H8/f7配合。 圆柱销Φ4.5 f7（-0.01，-0.020），则入体后为Φ4.49-0.012 。 圆柱孔Φ4.5H8，即为Φ4.5+0.018 两孔（零件上孔）间的距离110?0.2 在选取b时，一般不考虑距离公差，而按基孔制间隙配合H8/f7， 最小间隙： 两销之间距离为L?L定=110+0.2=110.2 所以 b=（4.5*0.01）/[2*（0.65+0.02）=0.3mm 为了加工方便，降低成本，选用标准件 δ定位1X=α+?1+α定位1=0.018+0.01+0.12=0.04 δ定位2X=δ定位1X+2L=0.04+0.65*2=1.34 δ定位3X=α1+?1+α定1=0.018+0.01+0.012 δ定位4X=α2+?2+α定2=0.018+0.01+0.012=0.04 最大斜度atctg[（α1+?1+α定1+α2+?2+α定2）/2L] =0.0153??1′ 分析影响尺寸95.5?0.43误差 由于定位基准与原始基准不重合，因此产生基准不重合误差：δ定基=0.1 采用“一面两销”定位在此方向上的定位误差：δ定位=δ定位1x=0.04 因夹紧力所引起的变形方向对该原始尺寸无影响则 δ夹紧=0 车具在车床上安装误差δ夹安，对原始尺寸在此方向上无影响 δ夹安=0 24 调整误差两项 δ调整=0.01mm 钻头的引偏量 ?x Φ6.5FT（+0.028+0.013） Φ6.5h6（-0.009） ??1max=0.028-（-0.009）=0.037 ?X=（X/2+δ+B）*?Xmax/H =[（15+71）/2+20+9+9]*0.037/（15+11） =0.072 总误差按概率法合成 δ总=Σδ=0.1+0.04+0.01+（2*0.72） =0.034 =0.1845 由于总误差0.1845<0.2mm尚有一定精度储备，所以可以认为该铣具能保证 工件尺寸的精度要求。 影响原始尺寸66?0.31的误差分析。 由于定位基准不重合所产生基准不重合误差 δ定基=0.1 定位误差 δ定位=?0.06 因夹紧力所引起的夹紧误差，δ夹紧很小，可以忽略 δ夹紧=0 刀具的安装误差对该原始尺寸无影响。 故：δ安装=0 调整误差也可分为两项 δ调整=0.01mm 钻头引偏量?X尺寸同前所计算为0.072 δ引偏=0.072 ?δ总=0.1+0.06*2+0.2+0.01+0.072*2= =0.574mm<0.62mm 故车具完全可以保证尺寸66?0.31精度要求。 通过验算这几处重要尺寸都能满足位置精度要求，则其余精度分析此处省略 不写。 通过这次夹具设计，使我懂得了在保证夹具精度的前提下，应尽量使夹具结 构简单，成本降低。设计出的夹具在生产中便于使用，方便生产。而且更进一步 地学习了夹具的精度计算分析。 在图纸上（零件图）B-B剖面 耳片上Φ5H8精度要求较高，为IT8级，表面粗糙度 ，同轴度要求不小 于0.02mm 考虑到用绞刀难于保证其同轴度要求，决定设计一套同心绞刀，绞刀与主轴 采用浮动式连接，但是由于零件结构复杂，形状不规则，被加工孔的孔径较小， 25 设计出的绞刀直径较长，这样绞刀的长径比大，造成系统的刚性差，在加工过程 中，容易 引起颤动和容易使刀具损坏，影响加工质量。由于夹具设计中考虑到 了尺寸110?0.2等尺寸的位置要求，由夹具来保证此孔的位置，最后决定设计 一套带有前后手用同心绞刀。由于绞刀的加工余量小，齿数多，刚性和异向性好， 绞孔后孔的公差等级可达到IT6-IT7，甚至IT5级，表面粗糙度可达到Ra1.6-0.4 um,由于绞刀设计有前后引导部分，从而保证Φ5H8孔的精度要求。 由于铝合金材料属于易加工材料，设计一套绞刀对零件的加工部分进行粗精 加工，手绞时切削速度低，刀具切削工件时震动小，劳动强度也不大，刀具的耐 用度高，这样既保证了产品质量，又降低了夹具制造成本。 1. 绞刀的构造 由于被加工部位是双耳片的同心孔，为保证其同轴度要求，刀具设计带有前 后引导，加工一个耳片的孔时，以另一个孔为引导，切削部分设计带有前倒锥。 校正部分带有后倒锥，只起校正和修光作用。 2.绞刀的材料 根据刀具设计手册，当其直径d<10mm时，绞刀采用整体式结构，在选择 刀具材料时要满足以下特点： 刀具材料本身必须有较高的硬度和耐磨性。 刀具必须有足够的强度和韧性。 刀具应具有良好的坚硬性。 刀具材料应有良好的导热性。 根据上述要求选择绞刀材料（zl101-74）的特殊性能考虑：由于铝合金熔点 低，耐蚀性差，易氧化，强度高，塑性大，切削性能好，决定采用 高速钢材料（w18cr4v）制造绞刀，其特点是其使用强度及韧性部较好，刀磨后切削韧锋利， 特别是高速钢的导热性和坚硬都很好，能满足材料的切削要求。 3．铰刀的主要结构要素的选取： ?铰刀的直径公差对被加工孔的尺寸精度，铰刀的加工成本和铰刀的使用寿 命有直接的影响。铰孔时，绞刀的径向跳动，切削用量，积屑瘤的产生，绞刀的 震动以及铝合金零件加工时不允许使用冷却液等原因的影响，使铰孔后出现扩张 现象。所以铰刀的直径公差就由被加工孔的公差，铰孔时产生的扩张量，铰刀制 造公差和备磨量来决定。 根据HB3538-85绞刀直径公差。 精锻时：被加工孔ΦH8+0.022，材料zl101-74，IT8级的标准公差为0.02，则 绞刀的切削部分最大直径 dmax=Dmax-P扩张=5.022-0.15*0.022=5.018mm dmin= Dmax-P扩张-G=5.022-0.15*0.022-0.35*0.022=5.01 mm 故绞刀的切削部分直径为5 即5.018 同理，可得粗铰时d为4.918-0.008 ? 绞刀的齿数与槽型Z=1.5 选取Z=6为了方便制造 韧磨 选用直线齿背型齿间角 =80? ?绞刀的几何角度 a 为减轻劳动强度，获得良好的异向性，偏角kr=1 ? b 由于绞刀的前角规定在切深剖面内表示，为制造方便，提高刀齿强度， 26 取rp=0? c 绞刀切削刃上的后角取 a?=8?,ap=12?(减少摩擦)，刀具切削部分不留刃带，后倒锥留有刃带（0.15宽）主要起挤压导向作用。 ?工作部分的直径与长度的确定 a 前倒锥L3=0.5*45?便于绞刀引入工作，并保护刀刃 b 切削部分的长度L1=（1.3—1.4）A cotkr=6mm c 校准部分和倒锥部分，为减少绞刀与孔壁间的摩擦，校正部分沿全长磨 出倒锥，取倒锥量0.01 d 前后引导部分根据此项零件的实际情况，取前引导长度为35mm，后引导长73，前后颈部长取5，总长为170mm,尾部长30mm 根据HB3528-85技术条件，前后引导的公差按IT9，其他尺寸见刀具图 4 绞刀的主要技术条件 a 工作部分HRC60-65，其余HRC35-40 b 前引导部分切削部分相对于后引导和颈向跳动最小0.015 c 绞刀前刀面，后刀面与韧带粗糙度前后引导部分为 d 绞刀刀刃不允许有烧伤，前刃，裂纹，毛刺，磨钝缺陷 e 非磨削表面热处理后发蓝 f 打标记示例：90YD-126/Y8-5730-111-1/2，Φ5H8 1 刀具的作用 在零件的Φ52H9外轮上有锪窝，和四个底版孔处有锪窝。由于考虑到，尤 其是Φ52H9外轮上的锪窝，它是在斜45?的情况下进行的，过去是由钳工在钻 床上进行初孔为引导锪窝，工件在加工过程中，操作工人必须用手紧紧稳住零件， 保持平衡，防止转动和倾斜，劳动条件不好，加工出的表面由于震动较大质量不 好，为此设计一把锪钻，在床子上加工此窝，当钻完初孔后，在主轴上安装自动 定心的钻夹头，装上锪钻，以初孔为前引导进行锪窝，，这样既保证了产品质量， 又减轻了操作工人的劳动强度，提高了生产率。 2 结构简图如图示（暂略） 为了方便制造和刃磨刀具，导销锪钻采用可拆卸联结，设置一退销孔。 3 刀具材料 由于被加工材料为铝合金（zl101-74）熔点低，易熔化，强度高，塑性大， 切削性能好，决定采用塑钢材料（w18cr4v）制造切削部分（锪钻头）。导销与柄 部采用45#钢，主要为了节约高速钢材料，降低成本，锪钻头部与柄部对焊。 4 锪钻的直径的确定 锪窝时：被加工材料（zl101-74）标准公差IT12级，由HB59-82，技术要求：Φ10H12+0.18，扩张量取0.4IT制造公差取0.35IT 则刀头直径：dmax=Dmax-0.4IT=10.018-（0.4+0.35）*0.18=10.108 dmin= Dmax-（0.4+0.35）IT=10.108-（0.4+0.35）*0.18=10.045 则刀头部分直径为Φ10+0.108+0.045即Φ10-0.05 其余角度和刀具号参数都已选取，工作部分及柄部尺寸也固定了。这里就不 叙述具体见刀具图。 通过设计刀具使我体会到刀具对提高生产效率降低成本有着直接的影响，并 且使进一步学习了刀具相关知识。 27 由于飞机结构不同于一般机械，在装配过程中，不能单靠零件自身的形状和 尺寸的加准确性来装配出 合格零件，而须采用一些特殊装备，他们是专用生产 设备，在完成飞机产品从零组件到部件的装配以及总装配过程中。用于控制其形 状，几何参数，且具有定位功能。装配我型架是其中主要的一类。 发房侧盖的装配用到的工具和设备有型架、托架、定位件、手提铆机。装配 时 骨架的定位组合、垫板蒙皮的上架定位保持零件的准确形状，限制零件变形。 具体装配过程见装配工艺路线卡。 1、 装配准确度技术要求 飞机装配准确度技术要求的主要内容： ?、气动外缘准确度：包括外缘型值要求、外缘波纹度要求和表面平滑度要 求。 ?、部件相对位置准确度：包括机翼、尾翼位置要求和操纵面位置要求。 ?、内部结构件位置准确度：包括基准轴线位置要求。 ?、结构件间配合准确度：包括不可卸零件间配合要求、叉耳对接接头配合 要求和围框对接接头配合要求。 ?、部件功能性准确度：重量、重心、重量平衡、清洁度、密封性、接触电 阻、表面保护、操纵性等的产品图样和设计技术条件所规定的装配技术要求。 2、部件装配工艺设计的内容 ? 单件划线 根据飞机的结构工艺特征，合理地进行工艺分解，将部件划分为装配单元。 ? 确定装配基准和装配定位方法 部件装配基准是指保证飞机外形准确度所采用的外形零件的定位基准。装配 基准是根据飞机气动外缘准确度要求在飞机结构设计时确定的。装配工艺设计的 任务是采用合理的工艺方法和工艺装备来保证装配基准的实现。 装配定位方法是指确定装配单元中各组成元素相互位置的方法。定位方法是 在保证产品图样和技术条件要求的前提下，综合考虑操作简便、定位可靠、质量 稳定、开敞性好、工装费用低和生产准备周期短等因素之后选定的。 ? 准确度和互换以及装配协调的工艺方法 为了保证部件的准确度和互换协调要求，必须制定合理的保证准确度的工艺 方法和保证互换协调的协调方法。其内容包括制订装配协调方案、确定协调路线、 选择标准工艺装备、确定工装和工装之间的协调关系、利用设计补偿和工艺补偿 的措施等。 ? 状态表 供应技术状态是对装配单元中各组成元素在符合图样规定外而提出的其他 要求，也就是对零、组、部件提出的工艺状态要求。 ? 工序、工步组成及各构造元素的装配顺序 装配过程中的工序、工步组成包括：装配前的准备工作；零、组件的定位、 夹紧、连接；系统、成品安装；互换部位的精加工；各种调整、试验、检测；清 洗、称重和移交，以及工序检验和总检等。 装配顺序是指装配单元中各构造元素的先后安装次序。 ? 设备及工装 工作内容包括： 28 ?、编制通用工具； ?、选择通用设备及专用设备的型号、规格、数量。 ?、申请工艺装备的项目、数量，并对工艺装备的功用、结构、性能提出设 计技术要求。 工艺装备包括以下几类： ?、标准工艺装备：包括标准样件、标准模型、标准平板、标准量规及制造 标工的过渡工装等。 ?、装配工艺装备：包括装配夹具（型架）、对合型架、精加工型架、安装 定位模型（量规、样板）、补铆夹具、专用钻孔装置及钻孔样板等。 ?、检验试验工装：包括测量台、试验台、振动台、清洗台、检验型架、平 衡夹具及试验夹具等。 ?、地面设备：包括吊挂、托架、推车、千斤顶、工作梯等。 ?、专用刀量具：包括钻头、扩孔钻、铰（拉、镗）刀、锪钻、塞规（尺） 及其他专用测量工具等。 ?、专用工具：包括拧紧、夹紧、密封、铆接、钻孔的工具等。 ?、二类工具：顶把、冲头等 综观飞机制造业近百年的历史，尤其是近几十年来的发展史，飞机制造技术 的发展由民用运输和军事用途强烈需求所牵引，并受到世界经济和科学技术发展 的推动，形成了今天飞速发展和广泛应用的局面。 机体零件加工：由于现代飞机尺寸增大，蒙皮厚度增加，以及成形性能较差 的钛合金、铍合金、不锈钢板材的应用，对钣金成形技术提出更高的要求。不断 使用各种大尺寸、大功率的型材拉弯机、蒙皮拉型机、强力旋压机和压力超过 100兆帕(约1000公斤力/厘米2)的橡皮成形压床，并不断向超塑性成形、加热成 形、真空蠕变成形、半模或无模成形技术方向发展。 大型整体结构件的加工，如机翼整体壁板、翼梁、加强框等，它们形状复杂、 切削加工量大、自身刚度差，采用工作台面很大（有的长达数十米）的、带有多 个高速铣削头的现代数控铣床上加工。整体壁板的加工采用带真空吸盘的大面积 工作台；加工立体形状复杂的大型框架，如座舱风挡骨架、舱门、窗框等，采用 多坐标联动的数控铣床或立体靠模铣床（见数控加工）。加工切削性能不好的材 料和形状复杂的零件，采用电加工、化学铣切等特种加工工艺。 飞机机加技术：飞机大型复杂整体结构件采用高速数控加工技术，广泛应用 先进的CAD/CAPP/CAM系统广泛应用CAD/CAPP/CAM/CAE自动化设计制造应用软件以及DFX等并行工程，并有足够的工艺知识数据库、切削参数数据库、各种 化的技术资料作为使能工具。 材料的发展趋势：钛合金和复合材料含量大大提高，钢和铝逐渐降低，但是 铝合金里面的铝锂合金比重提高。复合材料在飞机结构上已成功地用于制造舱 门、舵面、垂直尾翼和直升机的旋翼。 飞机制造的连接工艺：熔焊用于起落架、发动机架等钢制件的连接；接触点 焊和滚焊用于不锈钢和铝合金钣金件的连接；金属胶接用于制造蜂窝结构。胶接 制件表面光滑，疲劳特性好，但对于胶接面的准备、加温、加压控制都有严格要 求。现代飞机制造技术将采用电子束焊、钛合金扩散连接、胶铆、胶接、螺接、 29 胶接点焊等多种连接工艺。 飞机的部件装配和总装工作工作量占直接制造（即不包括生产准备、工艺装 备制造）工作量的50％～70％，飞机零件连接方法以铆钉连接为主，在重要接 头处还应用螺栓连接且手工劳动是主要工作方式，工作量很大，加之飞机制造中 要使用大量的成形模胎、模具、装配型架和供协调用的标准工艺装备（样板、标 准样件等），使得生产准备工作十分繁重，飞机生产的周期比较长。现代飞机制 造技术将广泛应用计算机辅助设计和制造技术提高飞机生产的自动化程度，自动 压铆机取代手工铆接，提高铆接生产率，改进铆接质量，改善装配工人的劳动条 件，大量压缩生产准备工作量和缩短飞机生产的周期。 短暂而又宝贵的毕业设计结束了，在这段时间内使我又一次对自己所学过的 知识进行了小结。从构思、分析到设计，涉及的领域包括画几何、机械制图、金 属材料、材料力学、机械制造工艺学、钣金制造工艺等。此外在毕业设计过程中 我接触到了很多应用软件包Word、Excel、AutoCAD、等。 通过此次毕业设计，我深刻的认识到，想成为一个合格的设计人员，只靠书 本上所学到的理论还远远不够，在今后工作中我们还要不断的学习。我们必须把 理论用于实践，从实践中锻炼自己。 通过这次毕业设计，让我对飞机零件的设 计、工艺规程的编制、工装的设计有了进一步的认识，也对飞机零件的制造有了 一定的感性认识。对以后工作带来了很大帮助，为今后工作打下了良好的基础 在此，我要特别的感谢指导老师的耐心指导，才使我的毕业设计得以顺 利完成。 在整个毕业设计过程中，我学到了很多知识，我深受感触，在此，感谢 所有支持和指导我们实习的老师，向你们道声你们辛苦了。 两个多月的实习，使我的理论知识有了更加深刻的巩固，对此专业知识有了 深刻的了解，明确的认识到做一名机械工人所应具备的各方面的知识，及从事此 工作应有的认真负责的态度，对我以后从事工作有了很大的帮助。 毕业设计是三年高职课程的最后学习阶段，同时也是冲刺的关键时刻，通过 毕业设计的训练，可以检验我的学习成绩，培养我综合运用所学知识和技能，独 30 立解决工程技术的能力，进行工程技术人员所必须具备的基本能力的初步训练， 使自己毕业后能尽快的胜任工程技术工作。 在毕业设计过程中，我学会了了解工程技术问题，如何综合运用基础理论和 专业知识，培养了综合应用知识的能力，学习怎样查阅运用技术资料，学习怎样 在技术工作中贯彻有关方针及上级部门的技术文件。学习本专业工程设计的一般 程序和方法，明确什么是正确的设计方法和思想，树立实事求是严肃认真的科学 工作作风。 两个多月是短暂的，在我们即将迈入工作岗位的时候，给予我们一个锻炼的 机会，使我明确了许多知识，给予了我们一次实践的机会。在此，特向全体老师 表示衷心的感谢！ 1、《航空制造工程手册—飞机装配》 航空工业出版社 《航空制造工程手册》总编委会 主编 1993、12 2、《航空制造工程手册—飞机钣金工艺》 航空工业出版社 《航空制造工程手册》总编委会 主编 1993、12 3、《飞机原理与构造》 西北工业大学出版社 杨华保 主编 2007、07 4、《飞机零件加工于成型工艺》 陕西航空职业技术学院机械工程系 陈新刚 主编 2007、12 5.《机械制造工艺学》江南大学，上海机械专科学校，郑修本和冯冠大主编 1995年 6.《机械制造工艺学》东北工学院，宋振武，黎明工学院，庄佩康主编，内 部发行，1984年 7.《互换性原理与测量技术基础》刘翼和主编，中央广播电视大学出版社。 1994年。 8.《飞机装配工艺学》王云渤主编，国防工业出版社，1989年。 9.《航空概论》史超礼编，陕西科技出版社，1993年。 10.《机械制造工艺学》顾宗衔主编，陕西科技出版社，1993年。 11.国家标准：《公差与配合》（GB1800-1804-790. 12.企业标准：《滑轮架安装技术条件》（Y8JT-39-68）。 13.企业标准：《襟翼制造技术条件》（Y8JT-39-890 14.业标准：《螺栓连接技术条件》（Y8JT-00-2）。 15.《机床夹具设计》西北工业大学出版社，戴陆武主编1990年，西安。 16.《机床夹具设计手册》东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽 车厂工人大学编，上海科技出版社，1980年。 17.《机械零件》西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，霍良贵主编， 高等教育出版社，1989年。 18.企业标准：《钻套内径公差》（10AB43-73）。 19.《工程材料》航空工业出版社 王于林 主编 1992年。 31 20.企业标准：《通用零件》（10AB1-787） 21.企业标准：《机床夹具零件》 （10A B11-87）。 22.《金属材料及热处理》职工高等工业专科学校周志明主编。 22.航空工艺装备设计手册，刀具设计，国防工业出版社。1984年。 32 姓 名 郭峰亮 学号 0721432 专业 飞机制造技术 答辩时间 2010-5-14 答辩地点 毕业设计（论文）题目 发房外舱蒙皮制造 答辩组成员 本 人 陈 述 答 辩 组 提 问 回 答 问 题 情 况 答 辩 过 程 要 点 结 论 答辩委员会主任签字： 年 月 日 33 姓 名 郭峰亮 学号 0721432 专业 飞机制造技术 毕业设计（论文）题目 发房外舱蒙皮制造 项 目 及 评 分 标 准 指导教师 评阅教师 答辩委员会 序号 项 目 内 容 小计 评分（10） 评分（5） 评分（5） 设计态度认真，全面优秀完成 1 毕业设（论文）任务书要求 （20分） 查阅文献资料及使用工具书能 2 力强，设计（论文）资料充分 可靠 （10分） 设计（论文）方案正确，实验 数据完整、真实可靠，成果技3 术指标达到设计规定要求，有 一定的难度、深度 （15分） 独立工作能力强，具有坚实的 4 理论基础，并能用于实际，能 分析、解决问题 （20分） 设计（论文）说明书及图纸规 5 范符合要求、文字工整、文章 通顺 （10分） 有创新能力及实用价值 6 （10分） 陈述简明扼要，回答问题 思路清晰，有充分的理论依据，7 论点正确，主要问题回答正确 （15分） 8 合 计 答辩委员会主任（签名）： 答辩委员会委员（签名）： 日期： 年 月 日 34 陕西航空职业技术学院 系部 机械工程系 专业 飞机制造技术 设计（论文）题目 发房外舱蒙皮制造 成绩总评 学生姓名 郭峰亮 学号0721432 指导教师 包凌之 职称 高级讲师 评阅教师 包凌之 职称 高级讲师 答辩委员会主任（签字） 年 月 日 35 毕业设计（论文）答辩委员会评语： 答 辩 委 员 会 成 员 签 字 姓 名 职 称 工 作 单 位 签 字 36 姓 名 郭峰亮 学号 0721432 专业 飞机制造技术 毕业设计（论文）题目 发房外舱蒙皮制造 评阅教师评语： 评阅教师： 年 月 日 37 专 业： 飞机制造技术 班 级： 07214 32 学 生： 郭 峰 亮 指导老师： 包 凌 之 0 第 1 页 钣金工艺垫板工艺规程共 9 页 产品 零件名称 垫板 材料牌号 CY12-M0-?1 毛坯种类 钣金薄壁件 型号 步 骤 1.下料：按尺寸 1100X100 2. 首件检验 3. 填写路线卡相关内容 图纸黄色阳极化涂H06-3锌黄987X35 零件净重 0.096 实验 胶 印 表面处理 尺寸 环氧自干底漆 样板 数 工艺装备 模胎 编号 10A-533/015 状态表编号 31244-60438 1 机床设备 切扳机 名称 量 1 （垫板—左下角） （垫板——右上角） 工序工 种 内 容 机床设备 工艺装备 号 下料工序 1 下料工 自检材料牌号，表面质量 2 检 检验工 检验材料牌号、厚度、炉批号及表面质量 百分表 2 下料工 按尺寸划线 卷尺 3 下料工 剪切去除毛刺 检 检验工 表面质量、切割容差，打印材料牌号印， 卷尺 成型工序 1 钣金工 检查来料：表面质量、材料牌号，规格尺寸 2 拉伸工 擦净模胎及板材表面。 模胎 3 钣金工 按模胎手工成形 模胎 4 钣金工 按模胎及工艺规程草图划线切割 模胎 5 钣金工 按模胎修整，按工艺规程要求盖图号胶印 模胎 表面质量、贴胎间隙，切割容差，查料印、图号印、打检检 检验工 印 6 检验工 按JT00-21要求进行称重 2KG天平 7 表面处理 表面处理 3 8 钣金工 按工艺规程要求盖图号印、胶印 检 检验工 检查零件外观质量，表面热处理是否符合工艺规程规定 4 第 4 页 钣金工艺加强梗工艺共 9 页 产品LY12-M0-? 零件名称 加强梗 材料牌号 毛坯种类 钣金件 型号 1.2 步 骤 1. 下料：按尺寸 1400X840 2. 首件检验 3. 填写路线卡相关内容 图纸黄色阳极化涂H06-3锌黄652X1317 零件净重 3.964 实验 胶 印 表面处理 尺寸 环氧自干底漆 热处工艺装模胎、 10A-533/1015 数切扳机 淬火 编号 状态表编号 31244-60433 1 机床设备 理 备 落压模 10A-533/0160 量 2T落锤 5 工序工 种 内 容 机床设备 工艺装备 号 下料工序 1 下料工 自检材料牌号，表面质量 6 检 检验工 检验材料牌号、厚度、炉批号及表面质量 百分表 2 下料工 按给定的尺寸划线 卷尺 3 下料工 剪切 检 检验工 按10A-T28检验。打印材料牌号，并开合格证 0.02卡尺 成型工序 1 钣金工 检查来料：表面质量，规格状态，料印或合格证 安装落压模，用钢索加固，擦净落压模，检查落压模表面2 落压工 2T落锤 落压模 是否好 按落压模垫板橡皮渐次压制成型，随时穿插局部放料，防3 落压工 2T落锤 落压模 止顶角压裂。 4 落压工 除油 5 热处理工 退火 6 落压工 注意除油润滑，随时打光消除褶皱，切余料至靠胎。 2T落锤 落压模 检 检验工 工序检验：贴模容差，表面质量，盖工序检印 落压模 7 钣金 按落压模修整零件直至贴合，划线切割。 7 8 热处理工 淬火 修整淬火变形，完全贴合后，划线切割留余量，去毛刺，9 钣金工 型胎 打图号印 按工艺规程模胎验收：（1）零件贴胎间隙 检 检验工 （2）查料印、淬火印（3）表面质量 10 检验工 按JT001-31规定对零件称重 5KG台秤 8 第 7 页 发房外舱蒙皮工艺规程共 9 页 产品 零件名称 蒙 皮 材料牌号 LY12-M0-? 毛坯种类 钣金薄板件 型号 步 骤 1. 下料：按尺寸 1400X1200 2. 首件检验 3. 填写路线卡相关内容 图纸黄色阳极化涂H06-3锌黄612X987 零件净重 3.964 实验 钢 印 表面处理 尺寸 环氧自干底漆 热处 数淬火 工艺装备 模胎 编号 10A-533/1015 状态表编号 31244-60433 1 机床设备 切扳机 理 量 9 工序工 种 内 容 机床设备 工艺装备 号 下料工序 1 下料工 自检材料牌号，表面质量 10 检 检验工 检验材料牌号、厚度、炉批号及表面质量 百分表 2 下料工 按尺寸划线 卷尺 3 下料工 去毛刺 表面质量、切割容差，打印材料牌号印，所有钢印打在毛检 检验工 料端头50mm范围之内 成型工序 1 钣金工 检查来料：表面质量、材料牌号 调整机床，选择工作台，安装模胎，擦净模胎表面，并在2 拉伸工 ML-2A 模胎 表面涂20#机油 3 钣金工 按10AY240除油 模胎 4 热处理工 淬火 模胎 5 拉伸工 按模胎横向拉伸成形 ML-2A 模胎 按模胎及工艺规程草图划线切割，按工艺规程留阳极化耳6 钣金工 子，在阳极化耳子钻孔 7 钣金工 按模胎修整，按工艺规程要求打印图号钢印 模胎、百分表 检 检验 表面质量、贴胎间隙。按ST00-21称重 模胎、5KG台秤 11