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1、 成都理工大學(xué)(崇州校區(qū)) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)設(shè)計(jì)題目:經(jīng)典零件的加工工藝系 別: 自動(dòng)化工程系 專 業(yè): 機(jī)電一體化 班 級(jí): 2010級(jí)1班 姓 名: 肖祥榮 指導(dǎo)教師: 黎輝 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)誠(chéng)信承諾書(shū)本人鄭重聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是本人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下進(jìn)行研究撰寫(xiě)的成果。據(jù)我所知,除了中文特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。與我一同工作的同學(xué)及其他技術(shù)人員對(duì)本文研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。 學(xué)生本人(簽名) :肖祥榮 2013年5月5日學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)指導(dǎo)老師評(píng)語(yǔ) 對(duì) 學(xué)院 專業(yè) 同學(xué)所完成的題目為 的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論
2、文)選題、論文結(jié)構(gòu)、論據(jù)論點(diǎn)、工作量、工作態(tài)度、論文質(zhì)量及存在不足的綜合評(píng)語(yǔ) 是否同意設(shè)計(jì)(論文)提交答辯 同意 口; 不同意 口 指導(dǎo)老師: (簽名)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)審教師評(píng)審意見(jiàn)書(shū)對(duì) 學(xué)院(本科、???、??破瘘c(diǎn)本科、高職、大專)專業(yè) 所完成的題目為: 的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)選題、論文結(jié)構(gòu)、論據(jù)論點(diǎn)、工作量、工作態(tài)度、論文質(zhì)量及存在不足的綜合評(píng)審意見(jiàn): 評(píng)審教師評(píng)審成績(jī): 是否同意設(shè)計(jì)(論文)提交答辯:同意口;修改后答辯 口; 不同意 口 。評(píng)審教師: (簽名) 年 月 日 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯委員會(huì)決議書(shū)學(xué)生 (專業(yè) )題目為: 的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)向?qū)I(yè)答辯委員會(huì)提供以下材料:1.畢
3、業(yè)設(shè)計(jì)(論文)共 頁(yè);中文插圖 張;附圖 幅。2.指導(dǎo)老師 對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的評(píng)語(yǔ)一份。專業(yè)答辯委員會(huì)意見(jiàn)(論文、報(bào)告、回答問(wèn)題等情況): 專業(yè)答辯委員會(huì)決議:該學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)總評(píng)成績(jī) 專業(yè)答辯委員會(huì)主任(簽字): 年 月 日 前言4零件簡(jiǎn)圖51.1零件圖的正確性及完整性分析62.工藝方案的分析與擬定62.1分析零件圖62.2 毛坯的選擇62.2.1確定毛坯的制造形式62.2.2毛坯的熱處理73.機(jī)床的選擇73.1普通銑床的選擇73.2 加工中心的選擇84.工件的裝夾與定位104.1.1工件的裝夾方案104.1.2選擇定位基準(zhǔn)104.2夾具、刀具、量具的選擇 4.2.1 夾具的選擇
4、114.2.2 刀具的選擇124.2.3量具的選擇135.1確定加工余量135.2加工方案選擇各表面及孔135.3 各表面及孔的加工方案145.3.1平面的加工方案145.3.2 孔的加工方案146.1切削用量的選擇原則146.2切削用量的確定146.3進(jìn)給量f的確定166.4切削深度p的確定166.5切削速度c的確定176.6主軸轉(zhuǎn)速n的確定177.擬訂并確定加工工藝方案207.1擬訂加工方案207.2比較并確定最終加工工藝方案228.工序內(nèi)容擬定228.1 工序三的裝夾方案228.2 工步(3)的工藝分析228.3 工步(5)的工藝分析239.數(shù)控加工工藝文件259.1數(shù)控加工工序卡259
5、.2數(shù)控加工刀具卡25結(jié) 束 語(yǔ)26參考文獻(xiàn)28典型零件的加工工【摘要】本文是對(duì)典型零件加工技術(shù)的應(yīng)用及數(shù)控加工的工藝性分析,主要是對(duì)零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、數(shù)控加工工藝文件的填寫(xiě)、數(shù)控加工程序的編寫(xiě)。選擇正確的加工方法,設(shè)計(jì)合理的加工工藝過(guò)程,充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的特點(diǎn)。還重點(diǎn)對(duì)配合零件的加工藝進(jìn)行了分析,最后對(duì)零件自檢數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,和加工的結(jié)果分析。關(guān)鍵詞:數(shù)控技術(shù) 銑削 加工工藝 Mastercam機(jī)械加工 數(shù)控編程CNC milling machine AB matching parts machining pr
6、ocess and programming 前 言數(shù)控機(jī)床(Numerial Control Machine Tool)是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的機(jī)床。它是一種技術(shù)密集度及自動(dòng)化程度很高的機(jī)電一體化加工設(shè)備,是數(shù)控技術(shù)與機(jī)床相結(jié)合的產(chǎn)物,它綜合了應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)及精密機(jī)械等高新技術(shù)。利用數(shù)控機(jī)床加工,其產(chǎn)品加工質(zhì)量好,加工精度和效率均比普通機(jī)床高,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(shí),其優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)機(jī)床所無(wú)法比擬的。它的出現(xiàn)以及所帶來(lái)的巨大效益引起世界各國(guó)科技界和工業(yè)界的重視。隨著數(shù)控機(jī)床已是衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改
7、造的必由之路,是未來(lái)工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)。需要大批量能熟練掌握數(shù)控機(jī)床編程、操作、維修的人員和工程技術(shù)人員。但是我們裝備制造業(yè)仍存在“六有六缺”的隱憂,即有規(guī)模、缺實(shí)力,有數(shù)量、缺巨人,有速度、缺效益,有體系、缺原創(chuàng),有單機(jī)、缺成套,有出口、缺檔次。目前,振興我國(guó)機(jī)械裝備制造業(yè)的條件已具備,時(shí)機(jī)也很有利。我們要以高度的使命感和責(zé)任感,采取有效的措施,克服發(fā)展中存在的問(wèn)題,把我國(guó)從一個(gè)制造業(yè)大國(guó)建設(shè)成一個(gè)制造業(yè)強(qiáng)國(guó),成為世界級(jí)制造業(yè)基地之一。我的題目是配合件加工工藝及銑床夾具設(shè)計(jì),包括銑端面、銑凸臺(tái)、鉆通孔等,對(duì)我們學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行一個(gè)概括總結(jié)。這份畢業(yè)設(shè)計(jì)主要分為4個(gè)方面:1.抄畫(huà)零件圖2. 工藝方
8、案的分析與擬訂3.工藝設(shè)計(jì)4.夾具設(shè)計(jì)。零件圖通過(guò)在AUTOCAD上用平面的形式表現(xiàn)出來(lái),更加清楚零件結(jié)構(gòu)形狀。然后具體分析零件圖由哪些形狀組成,通過(guò)對(duì)零件的工藝分析,可以全面地了解零件,及時(shí)對(duì)零件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求等做必要的修改,進(jìn)而確定該零件是適合在哪臺(tái)數(shù)控機(jī)床上加工,此零件我選擇在加工中心上進(jìn)行是因?yàn)榧庸ぶ行木哂凶詣?dòng)換刀裝置,在一次安裝中,可以完成零件上平面的銑削,孔系的鉆削、鏜削、銑削等多工位的加工。加工的部位可以在一個(gè)平面上,也可以在不同的平面上,因此既有平面又有孔系的零件是加工中心首選的加工對(duì)象,接著分析某臺(tái)機(jī)床上應(yīng)完成零件哪些工序加工等。需要選擇定位基準(zhǔn),零件的定位基準(zhǔn)一方面要能保證
9、零件經(jīng)多次裝夾后其加工表面之間相互位置的正確性,另一方面要滿足加工中心工序集中的特點(diǎn)即一次安裝盡可能完成零件上較多表面的加工。定位基準(zhǔn)最好是已加工面或孔。再確定所有加工表面的加工方法、方案,選擇刀具和切削用量。然后擬訂加工方案確定所有工步的加工順序,進(jìn)行工序劃分;先面后孔的加工順序,因?yàn)槠矫娉叽巛^大,用平面定位比較穩(wěn)定,而且孔的深度尺寸又是以平面為基準(zhǔn)的,故先加工平面后加工孔。最后再將需要的其他工序如普通加工工序插入,并銜接于數(shù)控加工工序序列之中,就得到了要求零件的數(shù)控加工工藝路線。數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用給傳統(tǒng)的制造業(yè)的生產(chǎn)方式,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)帶來(lái)了深刻的變化。也給傳統(tǒng)的機(jī)械,機(jī)電專業(yè)的人才帶來(lái)新的機(jī)遇
10、和挑戰(zhàn)。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我們畢業(yè)生更好的熟悉數(shù)控機(jī)床,確定加工工藝,學(xué)會(huì)分析零件,工裝設(shè)計(jì)。為即將走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。1.零件簡(jiǎn)圖材料45鋼 任務(wù) 設(shè)計(jì)工藝路線 工序,刀具的選擇 切削參數(shù)的確定 定位的確定1.1零件圖的正確性及完整性分析 經(jīng)過(guò)我對(duì)零件圖大體分析,可看出材料給出的有俯視圖,局部剖和拋視圖。其中包括:孔的加工,槽的加工,外形的銑削,曲面的加工等。2.工藝方案的分析與擬定2.1分析零件圖該工件材料為L(zhǎng)Y12,其具有較高的強(qiáng)度、硬度,良好的耐磨性、塑性、韌性,切削性能較好。材料選取鍛成型毛坯零件1:120mm*100mm*26mm。從工件整體上看,該工件結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。一個(gè)矩形
11、板塊高為26mm,板塊四周分別有深度為26mm的圓孔,旁邊R20圓的四分之一,深為10mm。中間有一矩形深槽為20mm。旁邊是多邊形邊框,里面是一曲面。結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單,定位也容易確定。2.2 毛坯的選擇 2.2.1確定毛坯的制造形式 數(shù)控銑床加工時(shí),由于是自動(dòng)化加工,除要求毛坯的余量要充分、均勻,毛坯裝夾要方便、可靠外,還應(yīng)注意到數(shù)控銑床中最難保證的是加工面與非加工面之間的尺寸。該零件為配合件,其形狀較簡(jiǎn)單,但制造模具的材料,要求具有高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨性、適當(dāng)?shù)捻g性、高淬透性和熱處理不變形(或少變形)及淬火時(shí)不易開(kāi)裂等性能。鑄造適用于形狀較復(fù)雜的零件,而鍛造適用于強(qiáng)度較高、形狀較簡(jiǎn)單的零
12、件,最終根據(jù)該零件結(jié)構(gòu)各特點(diǎn)的考慮,確定毛坯的制造形式為鍛造。據(jù)機(jī)械加工技師綜合手冊(cè)表2-10可查得合金工具鋼,牌號(hào)為L(zhǎng)Y12。主要特性為經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后,具有良好的綜合力學(xué)性能、低溫沖擊韌度及低的缺口敏感性。淬透性良好,油淬時(shí)可得到較高的疲勞強(qiáng)度,水淬時(shí)復(fù)雜形狀的零件易產(chǎn)生裂紋。冷彎塑性中等,正火或調(diào)質(zhì)后切削性能好。一般在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用,還可以進(jìn)行碳氮共滲和高頻表面淬火處理。一經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后用于制造中速、中等載荷的零件,如機(jī)床齒輪、軸、蝸桿等,調(diào)質(zhì)并高頻表面淬火后用于制造高硬度、耐磨的零件,如連桿、曲軸、套筒等。根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表3-13查得合金結(jié)構(gòu)鋼LY12,淬火溫度850,冷卻劑為
13、油,回火溫度520,冷卻劑為水,油??估瓘?qiáng)度為980Mpa ,鋼材退火或高溫回火供應(yīng)狀態(tài)下布氏硬度不大于207HBS。從各方面考慮,所得毛坯的材料選用LY12。2.2.2毛坯的熱處理由于毛坯鍛造出來(lái)存在內(nèi)應(yīng)力,為了消除內(nèi)應(yīng)力的對(duì)工件的的影響,毛坯鍛造后應(yīng)先緩冷,然后熱處理淬火(850),中溫回火(520),最后得到的組織為回火索氏體,應(yīng)該零件表層要求有很高的耐磨性,所以調(diào)質(zhì)后再進(jìn)行表面淬火處理。3.機(jī)床的選擇選擇機(jī)床要考慮以下因素:1、機(jī)床規(guī)格應(yīng)與工件的外形尺寸相適應(yīng);2、機(jī)床加工精度應(yīng)與工件加工精度要求相適應(yīng);3、機(jī)床的生產(chǎn)效率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng);4、與現(xiàn)有條件相適應(yīng);5、機(jī)床的加工范
14、圍。3.1普通銑床的選擇根據(jù)工件的尺寸、精度要求、工件的加工類型等所選的普通銑床的型號(hào)為X6132B的臥式萬(wàn)能升降臺(tái)銑床。該機(jī)床的技術(shù)參數(shù)、規(guī)格見(jiàn)下表: 單位:mm技術(shù)參數(shù)規(guī)格工作臺(tái)面積(寬X長(zhǎng))320 X 1320主軸中心線至工作臺(tái)面距離30350主軸中心線至垂直導(dǎo)軌距離215470工作臺(tái)行程縱向機(jī)/手680/700橫向機(jī)/手245/255垂向機(jī)/手300/320主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)18范圍/(r/min)301500工作精度平面度0.02表面粗糙度/um1.6電動(dòng)機(jī)主電動(dòng)機(jī)功率/kW7.5電動(dòng)機(jī)總功率/kW10重量/kg毛重4000凈重2650外形尺寸長(zhǎng)X寬X高2324 X 1770 X 1685
15、生產(chǎn)廠江西省江東機(jī)床廠3.2 加工中心的選擇根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)及形狀, 零件的外形及尺寸, 零件的加工精度及表面質(zhì)量要求,以及學(xué)校設(shè)備的提供,選擇機(jī)床的類型,機(jī)床的規(guī)格,機(jī)床的精度等級(jí)加工中心是一種集銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸、攻螺紋和切螺紋等多種加工于一體,具有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床。根據(jù)工件的尺寸、行程范圍、精度要求、工件的加工類型、主電動(dòng)機(jī)功率和加工該工件所需的換刀次數(shù)等因素所選立式加工中心。因?yàn)榱⑹郊庸ぶ行牡闹鬏S軸心線在空間處于垂直狀態(tài),最適合加工z軸方向尺寸相對(duì)較小的單工位工件,且價(jià)格方面比臥式加工中心便宜,所以我選擇立式加工中心。我所選的機(jī)床型號(hào)為:KT1300VA型立式加工中心。該機(jī)床
16、的技術(shù)參數(shù)、規(guī)格見(jiàn)下表:技術(shù)參數(shù)規(guī)格備注工作臺(tái)工作面尺寸420X720mm工作臺(tái)最大承重500kg工作行程X向510mmY向410mmZ向460mm切削進(jìn)給速度14000mm/min快速移動(dòng)速度X,Y,Z40,40,24m/min主軸主軸錐孔BT40ISO主軸轉(zhuǎn)速3512000r/min主軸端面至工作臺(tái)的距離140600mm主軸至立柱導(dǎo)軌距離460mm自動(dòng)換刀裝置刀庫(kù)容量24把刀具最大直徑(滿庫(kù))80mm刀具最大長(zhǎng)度249mm刀具最大重量7kg換刀時(shí)間(刀對(duì)刀)1.5s定位精度+0.005 -0.005mm重復(fù)定位精度+0.002 -0.002mm主軸電動(dòng)機(jī)功率18.5/22kW外形尺寸長(zhǎng)29
17、20mm寬1800mm高2565mm機(jī)床重量4.7t制造廠北京機(jī)床研究所該加工中心的系統(tǒng)為FANUC OiM型系統(tǒng),該加工中心采用流動(dòng)導(dǎo)軌,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),速度快。機(jī)床部件剛性好,主軸電機(jī)采用的是FANUC AC主軸交流伺服電動(dòng)機(jī),主軸轉(zhuǎn)速的恒功率范圍寬,機(jī)床的主要構(gòu)件剛度高,主軸箱內(nèi)無(wú)齒輪傳動(dòng),主軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲低、振動(dòng)小、熱變形小;該加工中心一方面可以節(jié)省普通機(jī)床上加工所需的大量的工藝裝備,縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,另一方面能夠保證工件的加工質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。4.工件的裝夾與定位4.1夾具、刀具、量具的選擇4.1.1 夾具的選擇 我所選的夾具型號(hào)為Q12160的平口虎鉗 夾具的技術(shù)規(guī)格見(jiàn)下表:型號(hào)技術(shù)規(guī)格
18、/mm外形尺寸 長(zhǎng)/mmX寬/mmX高/mm鉗口寬度鉗口最大張開(kāi)度鉗口高度定位鍵寬度緊固螺栓直徑Q121601601255018M16404 X 230 X 155加工中心采用專用銑床夾具:4.1.2 刀具的選擇產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)序號(hào)刀具編號(hào)刀具規(guī)格名稱刀具材料數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T0180mm鑲齒套式面銑刀高速鋼2粗精銑工件上、下表面,粗精銑其他4側(cè)面2T022mm R型弧形中心鉆高速鋼1鉆2-12 (M10)mm的孔3T0311mm直柄麻花鉆高速鋼1鉆2-12mm(M10)的通孔至11mm4T0411.85mm擴(kuò)孔鉆高速鋼1擴(kuò)2-12(M10)mm的通孔至11.85mm5T051
19、1.95mm直柄機(jī)用鉸刀高速鋼1粗鉸2-12(M10)mm的通孔6T0612mm直柄機(jī)用鉸刀高速鋼1精鉸2-12mm的通孔7T0816mm直柄立銑刀硬質(zhì)合金鋼1銑高為9.5mm,30mm的復(fù)合凸臺(tái)平面;9T098mm直柄立銑刀高速鋼1銑深為4mm的橢圓形槽10T11M10絲攻高速鋼1攻絲2-M104.1.3量具的選擇序號(hào)量具種類量具規(guī)格/mm數(shù)量1游標(biāo)卡尺015012深度千分尺010013內(nèi)徑百分表255014外徑百分表10012515百分表01014.2.1工件的裝夾方案毛坯的初加工,平面加工在普通銑床上完成,銑床用平口虎鉗夾緊工件就能完成其操作。鉆孔,開(kāi)槽,加工曲面等在加工中心上完成,所以
20、只考慮后一步的裝夾與定位。只需要一次裝夾,用一面兩孔定位,即以表面和4-10mm的通孔定位,工件這樣來(lái)完成定位。4.2.2選擇定位基準(zhǔn) 1)粗基準(zhǔn)選擇原則選擇粗基準(zhǔn)時(shí),考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量,使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。粗精準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)遵循以下原則:(1)非加工表面原則。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面,則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗精準(zhǔn),以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。(2)加工余量最小原則。以余量最小的表面作為粗基準(zhǔn),這樣可以保證各表面有足夠的加工余量。(3)重要表面
21、原則。為保證重要表面的加工余量均勻,應(yīng)選擇重要加工面為粗基準(zhǔn)。例如:機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面,因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn),加工床身的底面,再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量,使表層保留而細(xì)致的組織,以增加耐磨性。(4)不重復(fù)使用原則。粗基準(zhǔn)未經(jīng)加工,表面比較粗糙且精度低,二次安裝時(shí),其在機(jī)床上(或夾具中)的實(shí)際位置可能與第一次安裝時(shí)不一樣,從而產(chǎn)生定位誤差,導(dǎo)致相應(yīng)加工表面出現(xiàn)較大的位置誤差。因此,粗基準(zhǔn)一般不應(yīng)重復(fù)使用。(5)便于工件裝夾原則。做為粗基準(zhǔn)表面,應(yīng)盡量平整光滑,以保證定位準(zhǔn)確,夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基
22、準(zhǔn),必要時(shí)需經(jīng)初加工。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置,能保證配合件在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析可知,選擇兩側(cè)面作為配合件加工的粗基準(zhǔn),粗、精銑底面和另兩側(cè)面,鉆2-12的定位通孔并擴(kuò)、粗鉸、精鉸2-12的通孔。2) 精基準(zhǔn)選擇原則(1)基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。(2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則?;鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各加工表面間的相互位置精度,避免或減少因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來(lái)的誤差,并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一,從而可簡(jiǎn)化夾具的設(shè)計(jì)和制造工作,降低成本,縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。例如:軸類零件
23、常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位,這樣不但在一次裝夾中能加工大多書(shū)表面,而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。(3)自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻,可以選擇加工表面本身為定位基準(zhǔn)。例如:磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí),是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外,像拉孔在無(wú)心磨床上磨外圓等,都是自為基準(zhǔn)的例子。(4)互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí),有時(shí)兩個(gè)被加工面,可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如:對(duì)淬火后的齒輪磨齒,是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔,再以孔為基準(zhǔn)磨齒面,這樣能保證齒面余量均勻。(5)便于裝夾原則。所選精基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確穩(wěn)定,裝夾方便可靠,夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單適用,操作方便靈
24、活。同時(shí),定位基準(zhǔn)應(yīng)有足夠大的接觸面積,以承受較大的切削力。此外,還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn),以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置,能保證配合件在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從零件圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析可知,僅用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度,如果使用典型的一面兩孔定位方法,則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位要求,所以選擇一面兩孔即工件底面和通孔2-12(M10)定位,。選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí),考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。5.1確定加工余量加工余量是指加工過(guò)程
25、中所切去的金屬層厚度。加工余量分為加工總余量(毛坯余量)和工序余量。加工總余量(毛坯余量)是毛坯尺寸與零件圖樣的設(shè)計(jì)尺寸之差;工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差。加工余量的大小對(duì)于工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率均有較大的影響。加工余量過(guò)大,會(huì)增加機(jī)械加工的勞動(dòng)量和各種消耗,提高加工成本。加工余量過(guò)小,則不能消耗前工序的各種缺陷、誤差和本工序的裝夾誤差,造成廢品。所以要合理地確定加工余量??偧庸び嗔浚鹤杂慑懠?35mm 工序余量: 粗銑 11.5mm 高速精銑 0.40.5mm 低速精銑 0.10.15mm 粗鉸 0.150.35mm 精鉸 0.050.15mm 數(shù)控加工工藝P1015.2 各表面及孔的
26、加工方案 5.2.1平面的加工方案查機(jī)械加工技師綜合手冊(cè)表5-3可以確定。加工方案:粗銑精銑,經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)為IT7IT9,加工表面粗糙度為6.31.6um,一般不淬硬的平面,端銑表面粗糙度可較低。 5.2.2 孔的加工方案查機(jī)械加工技師綜合手冊(cè)表5-2可以確定。加工方案:鉆擴(kuò)粗鉸精鉸 ,經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)為IT7,加工表面粗糙度為1.60.8um,加工未淬火鋼及鑄鐵的實(shí)心毛坯,也可以用于加工非鐵金屬,粗糙度稍高。6.擬訂并確定加工工藝方案 6.1擬訂加工方案根據(jù)零件圖及相關(guān)技術(shù)要求和工藝、工步劃分的原則來(lái)確定加工工藝方案并選其較合理的作為最終加工方案。加工方案主要工序及工步如下:零件加工方案
27、: 工序1 銑底面和四周側(cè)面 工步(1) 粗、精銑上,下平面 工步(2) 粗、精銑側(cè)面工序2 鉆4X10mm的通孔 工步(1) 劃線找正鉆中心孔 工步(2) 鉆4-10(M8)mm的通孔 工步(3) 擴(kuò)4-10mm(M8)的通孔 工步(4) 粗鉸4-10mm(M8)的通孔 工步(5) 精鉸4-10mm(M8)的通孔工序3 粗精銑其配合面及鉆鉸中孔,加工深為20mm的凹槽, 工步(1) 粗精銑上表面 工步(2) 銑R20mm深為10mm的圓柱凹槽 工步(3) 銑深為10mm的橢圓形凹槽工步(4) 銑多邊形內(nèi)的凹面工步(5) 銑50mmX25mm的曲形凹槽工步(6) 銑40mmX10mm的曲面工步
28、(7) 鉆10mm(8)、18mm的通孔(16)該方案中工序1在普通銑床上加工完成各工步,工序2、3在加工中心上完成各工步。在工序1中用平口虎鉗夾持工件兩側(cè),先加工出工件底面和側(cè)面A,然后在加工中心上完成工序2、3中再鉆,擴(kuò),粗精鉸4-10mm的通孔。以一面兩孔定位即以底面和4-10mm的通孔定位,符合互為基準(zhǔn)原則。將粗精銑其他四周側(cè)面與上表面放在工序二的工步1中是為了盡量減少裝夾次數(shù),盡可能避免或減少裝夾時(shí)間和裝夾產(chǎn)生的誤差。在加工中心中用Mastercam X5編程,實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng),便于達(dá)到精度要求。7.刀具的選擇7.1銑刀D的選擇一般情況下,為減少走刀次數(shù),提高銑削速度和銑削量,保證銑刀有
29、足夠的剛性以及良好的散熱條件,應(yīng)盡量選擇直徑較大的銑刀。銑刀的選擇還應(yīng)考慮零件材料,剛性,加工部位的幾何形狀、尺寸及工藝要求等因素。因此所選硬質(zhì)合金立銑刀D=16mm,齒數(shù)Z=3,硬質(zhì)合金刀具的耐熱性好加工時(shí)可以不用切削液。7.2 銑刀端刃圓角半徑r的選擇銑刀端刃圓角半徑r的大小一般應(yīng)與零件上的要求一致。但粗加工銑刀因尚未切削到工件的最終輪廓尺寸,故可適當(dāng)選得小些,有時(shí)甚至可選為“清角”(即r00.5mm),但不要造成根部“過(guò)切”的現(xiàn)象。因此所選硬質(zhì)合金立銑刀端刃圓角半徑r=1.8mm。7.3 立銑刀幾何角度的選擇為使端面切削刃有足夠的強(qiáng)度,在端面切削刃前刀面上一般磨有棱邊。根據(jù)表7-57查得
30、硬質(zhì)合金立銑刀前角ro=0,后角o=17,副后角o=6,過(guò)渡刃后角17,刀體上齒槽斜角2240,副偏角Kr=34,過(guò)渡刃偏角45,過(guò)渡刃寬度0.81.3mm -機(jī)械加工技師綜合手冊(cè)8.1切削用量的選擇原則數(shù)控編程時(shí),必須確定每道工序的切削用量,并以指令的形式寫(xiě)入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等,對(duì)于不同的加工方法,需選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是:保證零件加工精度和表面粗糙度,充分發(fā)揮刀具切削性能,保證合理的刀具耐用度,并充分發(fā)揮機(jī)床的性能,最大限度提高生產(chǎn)率,降低成本。2、選擇切削用量 (1)決定每齒進(jìn)給量fz 采用對(duì)稱銑削,使用高速鋼立銑刀D=8mm,齒數(shù)Z=5
31、,根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表8-88查得KT1300VA型立式加工中心,其主軸功率18.5/22kW,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表14-69查得高速鋼立銑刀粗銑槽時(shí),槽深e=5mm,則fz=0.010.02mm,但因采用對(duì)稱銑削,故fz=0.01mm -機(jī)械加工技師綜合手冊(cè) (2)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命根據(jù)表3.7查得高速鋼立銑刀后刀面最大磨損限度為0.150.20mm由于銑刀D=8mm,再根據(jù)表3.8查得高速鋼立銑刀的平均壽命為T=60min -切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) (3)決定切削速度V和每分鐘進(jìn)給量Vf查表14-79得到當(dāng)硬質(zhì)合金立銑刀D=8mm,齒數(shù)Z=5,fz=0.01mm時(shí),V=87m/
32、min,在根據(jù)V=(3.14*D*n)/1000算出主軸轉(zhuǎn)速n=3463.38r/min,在根據(jù)Vf=n* fz*z算出每分鐘進(jìn)給量Vf=173.17mm/min (4)切削液的選擇根據(jù)表1-101查得切削液是蘇,蘇,乳(蘇-蘇打水溶液,蘇-帶有亞硝酸鈉、磷酸三鈉、水玻璃溶液、紅礬等防腐添加劑中一種或其混合物的蘇打水溶液,乳-乳化液) -金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)8.2切削用量的確定1. 背吃刀量與側(cè)吃刀量的確定在要求工件表面粗糙度值Ra為1.6um3.2um時(shí),可分粗銑與半加工兩步進(jìn)行,粗銑背吃刀量與側(cè)吃刀量取同。粗銑后留0.5mm1mm的余量,在半精銑時(shí)完成。2. 切削速度與主軸轉(zhuǎn)速的確定根
33、據(jù)查資料可知:LY12的切削速度范圍在70120m/min左右。在設(shè)計(jì)中初步確定為100m/min。主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算為:=1000/()(3.1)其中 切削線速度(m/min); 主軸轉(zhuǎn)速(r/min); 刀具直徑(mm)。根據(jù)公式計(jì)算,再綜合經(jīng)驗(yàn)值確定數(shù)值如下:8的麻花鉆轉(zhuǎn)速3900r/min;10的立銑刀轉(zhuǎn)速3200r/min;5的立銑刀轉(zhuǎn)速6000r/min;3. 進(jìn)給速度的確定進(jìn)給速度與每齒進(jìn)給量有關(guān),即=(3.2)式中 進(jìn)給速度(mm/min); 主軸轉(zhuǎn)速(r/min); 銑刀齒數(shù); 每齒進(jìn)給量(mm/z)。 根據(jù)公式計(jì)算,在綜合經(jīng)驗(yàn)公式:=1/10(3.3)1/20(3.4)確定如下
34、:8的麻花鉆進(jìn)給速度160mm/min;10立銑進(jìn)給速速320mm/min。5立銑進(jìn)給速速320mm/min。8.3進(jìn)給量f的確定 進(jìn)給量是刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于工件的位移量。 粗加工時(shí),進(jìn)給量的選擇主要受切削力的限制。根據(jù)加工材料、刀桿尺寸、工件直徑及已確定的背吃刀量來(lái)選取較大的進(jìn)給量。在半精加工和精加工時(shí),則按表面粗糙度要求,根據(jù)工件材料、刀尖圓弧半徑、切削速度來(lái)選擇合理的進(jìn)給量。當(dāng)切削速度提高,刀尖圓弧半徑增大,或刀具磨有修光刃時(shí),可以選擇較大的進(jìn)給量以提高生產(chǎn)率。粗銑時(shí) 高速鋼銑刀每齒進(jìn)給量 f=0.100.15 mm/z硬質(zhì)合金鋼銑刀每齒進(jìn)給量 f=0.100.25 mm/z精銑
35、時(shí) 高速鋼銑刀每齒進(jìn)給量 f=0.020.05 mm/z硬質(zhì)合金鋼銑刀每齒進(jìn)給量 f=0.100.15 mm/z -數(shù)控加工工藝P165 鉆中心孔時(shí) 鉆頭每齒進(jìn)給量 f=0.050.1mm/r 鉆孔時(shí) 鉆頭每齒進(jìn)給量 f=0.10.2mm/r -數(shù)控加工工藝P165 擴(kuò)孔時(shí) 鉆頭每齒進(jìn)給量 f=0.2mm/r -切削用量手冊(cè)表2.10粗鉸時(shí) 鉸刀每齒進(jìn)給量 f=0.4mm/r -切削用量手冊(cè)表2.24精鉸時(shí) 鉸刀每齒進(jìn)給量 f=0.15mm/r -切削用量手冊(cè)表2.258.4切削深度p的確定切削深度是指在垂直于進(jìn)給方向上,待加工表面與已加工表面間的距離。對(duì)于工藝系統(tǒng)剛性允許時(shí),可以選取較大的切
36、削深度,以減少走刀次數(shù),提高生產(chǎn)效率。對(duì)于零件的精度要求較高時(shí),考慮適當(dāng)留出半精加工和精加工的切削余量。然而對(duì)于數(shù)控加工所留的精加工余量一般情況下比普通加工時(shí)所留余量小。銑削時(shí),精加工余量通常為0.20.8mm。粗加工(Ra1080m)時(shí),一次進(jìn)給應(yīng)盡可能切除全部余量。在中等功率機(jī)床上,背吃刀量可達(dá)810mm。半精加工(Ra 1.2510m)時(shí),背吃刀量取為0.52mm。精加工(Ra0.321.25m)時(shí),背吃刀量取為0.10.4mm。在工藝系統(tǒng)剛性不足或毛坯余量很大,或余量不均勻時(shí),粗加工要分幾次進(jìn)給,一般第一次走刀為總加工余量的2/33/4。當(dāng)工件表面粗糙度值要求為Ra 0.83.2m時(shí),
37、銑削分為粗銑、半精銑、精銑三個(gè)階段進(jìn)行。精銑時(shí)面銑刀的背吃刀量取0.51.0mm??偨Y(jié),本圖的背吃刀量選取如下: 粗加工時(shí) p=3mm -切削用量手冊(cè)P43 精加工時(shí) p=0.5mm -數(shù)控加工工藝P216 粗鉸通孔時(shí) p=0.05mm -切削用量手冊(cè)表2.24 精鉸通孔時(shí) p=0.02mm -切削用量手冊(cè)表2.258.5切削速度c的確定 切削速度是在進(jìn)行切削加工時(shí),刀具切削刃的某一點(diǎn)相對(duì)于待加工表面在主運(yùn)動(dòng)方向上的瞬時(shí)速度。 c主要根據(jù)工件材料、刀具材料和機(jī)床功率來(lái)選擇。 刀具材料好,c可選得高些;Ra要求小的,要避開(kāi)積屑瘤、鱗刺產(chǎn)生的c,高速鋼c刀取小于5m/min,硬質(zhì)合金鋼刀c取較高的
38、c(130160m/min);表面有硬皮或斷續(xù)切削時(shí),應(yīng)適當(dāng)降低c;工藝系統(tǒng)剛性差的,c應(yīng)減小。當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),c可按下式計(jì)算:c=Dn/1000D為工件待加工表面或刀具的最大直徑(mm),n為主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速(rpm或r/min)8.6切削的工時(shí)定額粗銑取53半精銑結(jié)合面的基本時(shí)間粗銑半精銑結(jié)合面(見(jiàn)工藝手冊(cè)表6.2-8)當(dāng)加工兩個(gè)面時(shí)鉆12孔 L=30mm r/min當(dāng)加工兩組孔時(shí)t=鉆攻2-M10鉆 L=25mm r/min =攻L=25mm v=4.9r/min實(shí)切削速度v=鉸孔12 f=0.35 v=21m/min(按工藝手冊(cè)表4.2-2)實(shí)切削速度v=銑端面 v=0.45m/r
39、Z=20 相關(guān)手冊(cè)查工藝手冊(cè)表4.2-39取r/minv=因?yàn)橛兴拿妫詔=0.733min半精銑t=1.4465min因?yàn)橛兴拿?,所以t=5.76min與孔端面的孔一樣,銑時(shí)0.405min ;攻時(shí)0.462min。銑倒角:由查表可知n=68r/min v=8.26m/minL=2mm =9.數(shù)控加工工藝文件9.1數(shù)控加工刀具卡零件加工刀具卡工序號(hào)零件圖號(hào)零件材料鋁合金序號(hào)刀具號(hào)刀具名稱刀具規(guī)格備注直徑長(zhǎng)度1T0110立銑刀10實(shí)測(cè)硬質(zhì)合金2T025的立銑刀5實(shí)測(cè)硬質(zhì)合金3T0312鉆頭12實(shí)測(cè)硬質(zhì)合金4T048鉆頭8實(shí)測(cè)硬質(zhì)合金9.2數(shù)控加工工序卡1) 零件正面數(shù)控加工工序卡材料LY12
40、零件號(hào)夾具名稱虎鉗 壓板工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)轉(zhuǎn)速(r/min)進(jìn)給速度(mm/min)背吃刀量/mm側(cè)吃刀量/mm備注裝夾 毛坯放在平臺(tái)上,先通過(guò)轉(zhuǎn)換壓板位置將上表面用平面刀銑平,用百分表校正拉直,再用20立銑刀將無(wú)壓板側(cè)修整銑直,壓板壓住毛坯。1平面加工T013200320552凹臺(tái)加工T013200320553銑削方形內(nèi)腔T026000320554銑削圓形內(nèi)腔T02600032045 520的工藝孔T03260013045610的工藝孔T04390016044結(jié) 束 語(yǔ)加工工藝主要是確定加工工藝路線,機(jī)械加工余量和切削用量、基本工時(shí)的確定,加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì),保證產(chǎn)品質(zhì)量,節(jié)約能源,降
41、低消耗的重要手段。首先通過(guò)對(duì)零件圖的分析,了解工件的結(jié)構(gòu)形式,明確了具體的技術(shù)要求,影響切削加工性的因素有工件材料的硬度、強(qiáng)度、塑性與韌性等,通過(guò)采用適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に?、合適的刀具材料和切削用量等途徑來(lái)改善金屬材料切削加工性。根據(jù)切削用量選擇原則,合理選擇背吃刀量、進(jìn)給量、切削速度,從而對(duì)工件各組成表面選擇合適的加工方法。再擬訂較為合理的工藝規(guī)程,充分體現(xiàn)質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)在指導(dǎo)老師細(xì)心、耐心的指導(dǎo)和自己的努力下,這次畢業(yè)設(shè)計(jì)圓滿的結(jié)束了,最大的收獲就是自己在完成設(shè)計(jì)的過(guò)程中撐握了這三年來(lái)所學(xué)的知識(shí),同時(shí)也學(xué)到了更多的新知識(shí)。通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)提高了自己對(duì)資料的收集和查閱能力;會(huì)合理應(yīng)用資料和工具軟件解決設(shè)計(jì)問(wèn)題,提高設(shè)計(jì)效率;鍛煉自己分析問(wèn)
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