定位座的加工工藝制定及輔具的設(shè)計(jì)講解.doc

摘 要 隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)樾?、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。而對于數(shù)控加工,無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對一些工藝問題(如對刀點(diǎn)、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產(chǎn)品。本文根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，針對具體的零件，進(jìn)行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程序編制。通過整個工藝的過程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控設(shè)備在保證加工精度，加工效率，簡化工序等方面的優(yōu)勢。高效率、高精度加工是數(shù)控機(jī)床加工最主要特點(diǎn)之一。利用數(shù)控機(jī)床加工，其產(chǎn)品加工的質(zhì)量一致性好，加工精度和效率均比普通機(jī)床高出很多，尤其在輪廓不規(guī)則、復(fù)雜的曲線或曲面、多工藝復(fù)合化加工和高精度要求的產(chǎn)品加工時，其優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)機(jī)床所無法比擬的。本課題對異性體、復(fù)雜的曲線、多工藝復(fù)合化加工進(jìn)行探索，設(shè)計(jì)出三種切實(shí)可行的工藝流程及工藝裝備。在產(chǎn)品的加工過程中，工件在夾具內(nèi)的定位和夾緊顯得特別重要。須根據(jù)六點(diǎn)定位對產(chǎn)品進(jìn)行合理的定位，欠定位、完全定位還是過定位都須根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)過程決定。夾具是涵蓋了從加工到組裝的幾乎所有操作過程的一種裝夾設(shè)備。由于大量的加工操作需要裝夾，夾具設(shè)計(jì)在制造系統(tǒng)中就變得非常重要，它直接影響加工質(zhì)量，生產(chǎn)率和制造成本。本文通過分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工要求，制定了一套較合理的夾具設(shè)計(jì)，從而為保證該零件的加工精度將提供一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的工藝裝備，具有一定的實(shí)用價值。通過對各種定位夾緊裝置的分析比較，選擇并組合了一套既能夠滿足加工要求的，又比較簡潔的裝置，并對各工步進(jìn)行數(shù)控編程。關(guān)鍵詞：數(shù)控加工，工藝流程，工藝裝備，夾具設(shè)計(jì),加工方案,進(jìn)給路線此處省略 NNNNNNNNNN字。如需要完整說明書和CAD圖紙等。互聯(lián)網(wǎng)騰訊公司 二四柒伍玖伍玖零玖捌 小麥設(shè)計(jì)信得過。本設(shè)計(jì)已通過答辯！長期有效目 錄1緒論12零件分析22.1零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)22.2.1零件圖紙的工藝分析22.2.2加工內(nèi)容以及相關(guān)要求32.2.3加工要點(diǎn)分析32.2.4零件圖紙上的尺寸標(biāo)注32.2.5分析變形情況32.2.6零件的精度要求43毛坯的選擇43.1分析毛坯的加工余量43.2零件毛坯形狀及余量的確定44機(jī)床的選擇45零件加工定位基準(zhǔn)的選擇55.1工件的裝夾55.2零件粗基準(zhǔn)的選擇55.3零件精基準(zhǔn)的選擇66選擇并確定工藝裝備66.1刀具尺寸的選擇66.2刀具材料的選擇76.2.1刀具材料性能76.2.2各種刀具材料76.3量具的使用表86.4切削用量的確定86.4.1主軸轉(zhuǎn)速的確定96.4.2進(jìn)給速度的確定106.4.3背吃刀量的確定117切削液的選擇128工藝方案的制訂128.1加工方案的制訂128.2刀具卡片的制訂138.3工藝過程卡148.4工序卡1611精度檢驗(yàn)40總結(jié)41致謝42參考文獻(xiàn)43附錄441緒 論隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競爭的日趨激烈,產(chǎn)品更新速度越來越快,復(fù)雜形狀的零件越來越多,精度要求越來越高,多品種、小批量生產(chǎn)的比重明顯增加,激烈的市場競爭使產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來越短,傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法已難以適應(yīng)這種多樣化、柔性化與復(fù)雜形狀零件的高速高質(zhì)量加工要求?？茖W(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本提出了越來越高的要求。機(jī)械加工工藝過程自動化是實(shí)現(xiàn)上述要求的重要技術(shù)措施之一。他不僅能夠提高品質(zhì)質(zhì)量和生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，還能改善工人的勞動條件，但是采用這種自動和高效率的設(shè)備需要很大的初期投資，以及較長的生產(chǎn)周期，只有在大批量的生產(chǎn)條件下，才會有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。隨著消費(fèi)向個性化發(fā)展，單件小批量多品種產(chǎn)品占到70%-80%，這類產(chǎn)品的零件一般采用通用機(jī)床來加工。而通用機(jī)床的自動化程度不高，基本上由人工操作，難于進(jìn)一步提高生產(chǎn)率和保證質(zhì)量。特別是由曲線、曲面組成的復(fù)雜零件，只能借助靠模和仿行機(jī)床或者借助畫線和樣板用手工操作的方法來完成，其加工精度和生產(chǎn)率受到極大影響。為了解決上述問題，滿足多品種、小批量，特別是結(jié)構(gòu)復(fù)雜精度要求高的零件的自動化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的、通用的，能夠適應(yīng)產(chǎn)品頻繁變化的“柔性”自動化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床才得已產(chǎn)生和發(fā)展。數(shù)控技術(shù)是數(shù)字控制（Numerical Control）技術(shù)的簡稱。它采用數(shù)字化信號對被控制設(shè)備進(jìn)行控制，使其產(chǎn)生各種規(guī)定的運(yùn)動和動作。利用數(shù)控技術(shù)可以把生產(chǎn)過程用某中語言編寫的程序來描述，將程序以數(shù)字形式送入計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ玫臄?shù)字計(jì)算裝置進(jìn)行處理輸出，并控制生產(chǎn)過程中相應(yīng)的執(zhí)行程序，從而使生產(chǎn)過程能在無人干預(yù)的情況下自動進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。采用數(shù)控技術(shù)的控制系統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)（Numerical Control System）。根據(jù)被控對象的不同，存在多種數(shù)控系統(tǒng)，其中產(chǎn)生最早應(yīng)用最廣泛的是機(jī)械加工行業(yè)中的各種機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)。所謂機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就是以加工機(jī)床為控制對象的數(shù)字控制系統(tǒng)。安裝有數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。它是數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床本體的結(jié)合體。數(shù)控車床是數(shù)控系統(tǒng)與車床本體的結(jié)合體；數(shù)控車床是數(shù)控系統(tǒng)與車床本體的結(jié)合體。除此之外還有數(shù)控線切割機(jī)床和數(shù)控加工中心等。數(shù)控機(jī)床是具有高附加值的技術(shù)密集型產(chǎn)品，是集機(jī)械、計(jì)算機(jī)、微電子、現(xiàn)代控制及精密測量等多種現(xiàn)代技術(shù)為一體的高度機(jī)電一體化設(shè)備。數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生使傳統(tǒng)的機(jī)械加工發(fā)生了巨大的變化，這不僅表現(xiàn)在復(fù)雜工件的制造成為可能，更表現(xiàn)在采用了數(shù)控技術(shù)后使生產(chǎn)加工過程真正實(shí)現(xiàn)了自動化。高效率、高精度加工是數(shù)控機(jī)床加工最主要特點(diǎn)之一。數(shù)控加工取代傳統(tǒng)加工占據(jù)生產(chǎn)制造的主導(dǎo)地位已成為一種趨勢，但由于歷史的原因，傳統(tǒng)的加工設(shè)備與先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床并存，是目前乃至今后很長一段時期內(nèi)大多數(shù)制造企業(yè)的設(shè)備現(xiàn)狀。如何從工藝的角度根據(jù)各企業(yè)的設(shè)備現(xiàn)狀、產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模、零件結(jié)構(gòu)形式與加工精度要求等方面來合理地進(jìn)行產(chǎn)品工藝方案設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮企業(yè)現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備與傳統(tǒng)設(shè)備的加工效率，使企業(yè)設(shè)備資源與人力資源得到充分利用，需要從多個方面來探討。其中數(shù)控編程系統(tǒng)正向集成化，網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展。本課題來源于生產(chǎn)，是對所學(xué)知識的應(yīng)用，它包括了所學(xué)的全部知識，在數(shù)控專業(yè)上具有代表性，而且提高了綜合運(yùn)用各方面知識的能力。程序的編制到程序的調(diào)試，零件的加工運(yùn)用到了所學(xué)的AutoCAD、 CAXA制造工程師軟件、機(jī)床操作、子程序、刀具的選擇、零件的工藝分析、數(shù)學(xué)處理、工藝路線等一系列的內(nèi)容。這將所學(xué)到的理論知識充分運(yùn)用到了實(shí)際加工中，切實(shí)做到了理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。 32零件分析2.1零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。軸的長徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細(xì)長軸，大多數(shù)軸介于兩者之間。軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準(zhǔn)，它們的精度和表面質(zhì)量一般要求較高，其技術(shù)要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定，主要要求如下：1. 尺寸精度比一般的零件的尺寸精度要求高。軸類零件中支承軸頸的精度要求最高，為IT5IT7；配合軸頸的尺寸精度要求可以低一些，為IT6IT9。2. 形狀精度高。3. 位置精度高，其一般軸的徑向跳動為0.010.03，高精度的軸為0.0010.005。4. 表面粗糙度比一般的零件高，支承軸頸和重要表面的表面粗糙度Ra常為0.10.8um，配合軸頸和次要表面的表面粗糙度Ra為0.83.2um。軸類零件一般常用的材料有45鋼、40Cr合金鋼、軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，還有20CrMoTi、20Mn2B、20Cr等。軸類零件最常用的毛坯是棒料和鍛件，只有一些大型或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸，在質(zhì)量允許時才采用鑄件。由于毛坯經(jīng)過鍛造后，能使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，可獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強(qiáng)度。所以除了光軸、直徑相差不大的階梯軸可使用熱軋料棒料或冷拉棒料外，一般比較重要的軸大都采用鍛件。另外軸類零件的毛坯還需要經(jīng)過熱處理。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：1. 節(jié)約材料，減輕重量盡量采用等強(qiáng)度的外形尺寸，或大的截面系數(shù)的截面形狀。2. 易于軸上零件的精確定位，穩(wěn)固裝配拆卸和調(diào)整。3. 采用各種減少應(yīng)力應(yīng)用和提高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施。4. 便于加工制造和保證精度。軸類零件中工藝規(guī)程的制訂，直接關(guān)系到工件質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。一零件可以有幾種不同的加工方法，但只有某一種較合理，在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程中，須注意以下幾點(diǎn)：1.零件圖工藝分析中，需理解零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、精度、材質(zhì)、熱處理等技術(shù)要求，且要研究產(chǎn)品裝配圖，部件裝配圖及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。2.滲碳件加工工藝路線一般為：下料鍛造正火粗加工半精加工滲碳去碳加工（對不需提高硬度部分）淬火車螺紋、鉆孔或車槽粗磨低溫時效半精磨低溫時效精磨。3.粗基準(zhǔn)選擇：有非加工表面，應(yīng)選非加工表面作為粗基準(zhǔn)。對所有表面都需加工的鑄件軸，根據(jù)加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面，讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準(zhǔn)，同時，粗基準(zhǔn)不可重復(fù)使用。4.精基準(zhǔn)選擇：要符合基準(zhǔn)重合原則，盡可能選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能在多數(shù)工序中用同一個定位基準(zhǔn)。盡可能使定位基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)重合。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準(zhǔn)。2.2.1零件圖紙的工藝分析在了解零件形狀和結(jié)構(gòu)之后，應(yīng)檢查零件視圖是否正確、足夠，表達(dá)是否直觀、清楚，繪制是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)，尺寸、公差以及技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn)是否齊全、合理等。本次設(shè)計(jì)的工件為軸數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂，零件的圖紙包括：一張零件圖。其中零件圖中的圖形都是采用主視圖的畫法，這樣就已經(jīng)能夠表達(dá)清楚零件的各部分尺寸。圖紙當(dāng)中有對臺階回轉(zhuǎn)件數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂各部分表面粗糙度的要求大部分為3.2m。零件的精度要求需要從尺寸公差、表面粗糙度等方面綜合分析。此處省略 NNNNNNNNNN字。如需要完整說明書和CAD圖紙等?；ヂ?lián)網(wǎng)騰訊公司 二四柒伍玖伍玖零玖捌 小麥設(shè)計(jì)信得過。本設(shè)計(jì)已通過答辯！長期有效圖2-1 零件圖 夾緊裝置的設(shè)計(jì)1.夾緊機(jī)構(gòu)根據(jù)生產(chǎn)類型，此夾具的夾緊機(jī)構(gòu)不宜復(fù)雜，采用螺旋夾緊方式。螺栓直徑暫用M8. 2.夾緊力的計(jì)算（1）加工兩孔時受力分析加工時，鉆削軸向力F與夾緊力F1同向，作用在定位支承上，而鉆削扭距T1則有使工件緊靠于可調(diào)支承之勢，所用鉆頭直徑小，切削力矩不大。因此，對加工此孔來說，夾緊是可靠的，不必進(jìn)行夾緊力校核。加工時，鉆削軸向力F有使工件繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的趨勢，而鉆削扭矩T2又有使工件翻轉(zhuǎn)的趨勢，為防止上述兩種趨勢的發(fā)生，夾具的夾緊機(jī)構(gòu)具有足夠的夾緊力和摩檫力矩，為此需進(jìn)行夾緊的校核。1）鉆削軸向力F F=9.81Cd設(shè)f=0.25mm，已知d0=11mm其余參數(shù)查文獻(xiàn)5得： F=9.8161.2110.250.70.866=2167.15（N）2）鉆削力距T2T=9.81=9.810.0311110.250.866=9.866（Nm）3）使工件轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)距T3和使工件翻轉(zhuǎn)的力距M0由圖4-7知T3=FLM0=F0L1式中：F0為翻轉(zhuǎn)力，F(xiàn)0=T2/L1，L1為翻轉(zhuǎn)力臂，L1=L=d0/2D0/2得T3=FL=2167.150.015=32.51（Nm）M0=F0L1=9.866/0.011（0.015+0.011/2-0.040/2）=0.48（Nm）4）防轉(zhuǎn)夾緊力F3和防轉(zhuǎn)夾緊力F3根據(jù)力學(xué)平衡原理，由圖4-7知：F3fr+2FnfrKT3 F3D/2FM0其中，r為當(dāng)量摩檫半徑，查表3-3得： r=1/3(D1-D3/D1-D)=1/3(0.04-0.028/0.04-0.028)=0.018(mm) 得F3=KT3/2rf=1.532.51/20.0180.15=9.30.56(N)F3=2KM0/D=21.50.48/0.028=51.42(N) 5)夾緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的夾緊為F3。根據(jù)初步選用螺栓直徑為M6mm,由參考文獻(xiàn)9查得，采用M8的螺栓十，許用夾緊力F3=5800N。F3F3”，顯然M6螺栓無法滿足要求?，F(xiàn)改用M16螺栓，許用夾緊力F3=10500N，F(xiàn)3F3”。M8螺栓可滿足夾緊要求3.2.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明本夾具用于在立式鉆床上加工泵殼的鉆2-M5，工件以與此相平行的下平面為及其側(cè)面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在短銷、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用轉(zhuǎn)動A型壓板夾緊工件。當(dāng)加工完一邊，可松開螺釘、螺母、支承釘來加工另一邊。如夾具裝配圖所示。3.4小結(jié)對專用夾具的設(shè)計(jì)，可以了解機(jī)床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的給以性能。本夾具設(shè)計(jì)可以反應(yīng)夾具設(shè)計(jì)時應(yīng)注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)工藝性等問題。結(jié)束語這次畢業(yè)設(shè)計(jì)給我們提供了一個應(yīng)用自己所學(xué)知識的機(jī)會，從到圖書館查找資料到對夾具精度分析。并且從網(wǎng)上查找相關(guān)文章進(jìn)行滲透，都對我所學(xué)的知識進(jìn)行了檢驗(yàn)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說花費(fèi)了我的最大苦心，不知道怎么去下手，中途有過放棄的思想，但一想到其他專業(yè)人員會設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的興致就來了。其實(shí)設(shè)計(jì)思路是最重要的，只要你的設(shè)計(jì)思路是成功的，那你的設(shè)計(jì)已經(jīng)成功了一半。因此我們應(yīng)該在設(shè)計(jì)前做好充分的準(zhǔn)備，像查找詳細(xì)的資料，為我們設(shè)計(jì)的成功打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。制作過程是一個考驗(yàn)人耐心的過程，不能有絲毫的急躁，馬虎，要心平氣合的一步一步來，失敗了再想想其它的方法?？傮w來說，通過這次設(shè)計(jì)我受