1、定位座的加工工艺制定及辅具的设计讲解 摘 要 随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析
2、，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。高效率、高精度加工是数控机床加工最主要特点之一。利用数控机床加工，其产品加工的质量一致性好，加工精度和效率均比普通机床高出很多，尤其在轮廓不规则、复杂的曲线或曲面、多工艺复合化加工和高精度要求的产品加工时，其优点是传统机床所无法比拟的。本课题对异性体、复杂的曲线、多工艺复合化加工进行探索，设计出三种切实可行的工艺流程及工艺装备。在产品的加工过程中，工件在夹具内的定位和夹紧显得特别重要。须根据六点定位对产品进行合理的定位，欠
3、定位、完全定位还是过定位都须根据实际的生产过程决定。夹具是涵盖了从加工到组装的几乎所有操作过程的一种装夹设备。由于大量的加工操作需要装夹，夹具设计在制造系统中就变得非常重要，它直接影响加工质量，生产率和制造成本。本文通过分析结构特点和加工要求，制定了一套较合理的夹具设计，从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。通过对各种定位夹紧装置的分析比较，选择并组合了一套既能够满足加工要求的，又比较简洁的装置，并对各工步进行数控编程。关键词：数控加工，工艺流程，工艺装备，夹具设计,加工方案,进给路线此处省略 NNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和CAD图纸等。互联网
4、腾讯公司 二四柒伍玖伍玖零玖捌 小麦设计信得过。本设计已通过答辩！长期有效目 录1绪论 12零件分析 22.1零件的结构特点 22.2.1零件图纸的工艺分析 22.2.2加工内容以及相关要求 32.2.3加工要点分析 32.2.4零件图纸上的尺寸标注 32.2.5分析变形情况 32.2.6零件的精度要求 43毛坯的选择 43.1分析毛坯的加工余量 43.2零件毛坯形状及余量的确定 44机床的选择 45零件加工定位基准的选择 55.1工件的装夹 55.2零件粗基准的选择 55.3零件精基准的选择 66选择并确定工艺装备 66.1刀具尺寸的选择 66.2刀具材料的选择 76.2.1刀具材料性能 7
5、6.2.2各种刀具材料 76.3量具的使用表 86.4切削用量的确定 86.4.1主轴转速的确定 96.4.2进给速度的确定 106.4.3背吃刀量的确定 117切削液的选择 128工艺方案的制订 128.1加工方案的制订 128.2刀具卡片的制订 138.3工艺过程卡 148.4工序卡 1611精度检验 40总结 41致谢 42参考文献 43附录 441绪 论随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈,产品更新速度越来越快,复杂形状的零件越来越多,精度要求越来越高,多品种、小批量生产的比重明显增加,激烈的市场竞争使产品研制生产周期越来越短,传统的加工设备和制造方法已难以适应这种多样化、柔性化
6、与复杂形状零件的高速高质量加工要求。科学技术和社会生产的不断发展，对机械产品的性能、质量、生产率和成本提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一。他不仅能够提高品质质量和生产率，降低生产成本，还能改善工人的劳动条件，但是采用这种自动和高效率的设备需要很大的初期投资，以及较长的生产周期，只有在大批量的生产条件下，才会有显著的经济效益。随着消费向个性化发展，单件小批量多品种产品占到70%-80%，这类产品的零件一般采用通用机床来加工。而通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难于进一步提高生产率和保证质量。特别是由曲线、曲面组成的复杂零件，只能借助靠模和仿行机
7、床或者借助画线和样板用手工操作的方法来完成，其加工精度和生产率受到极大影响。为了解决上述问题，满足多品种、小批量，特别是结构复杂精度要求高的零件的自动化生产，迫切需要一种灵活的、通用的，能够适应产品频繁变化的“柔性”自动化机床。数控机床才得已产生和发展。数控技术是数字控制（Numerical Control）技术的简称。它采用数字化信号对被控制设备进行控制，使其产生各种规定的运动和动作。利用数控技术可以把生产过程用某中语言编写的程序来描述，将程序以数字形式送入计算机或专用的数字计算装置进行处理输出，并控制生产过程中相应的执行程序，从而使生产过程能在无人干预的情况下自动进行，实现生产过程的自动化
8、。采用数控技术的控制系统称为数控系统（Numerical Control System）。根据被控对象的不同，存在多种数控系统，其中产生最早应用最广泛的是机械加工行业中的各种机床数控系统。所谓机床数控系统就是以加工机床为控制对象的数字控制系统。安装有数控系统的机床称为数控机床。它是数控系统与机床本体的结合体。数控车床是数控系统与车床本体的结合体；数控车床是数控系统与车床本体的结合体。除此之外还有数控线切割机床和数控加工中心等。数控机床是具有高附加值的技术密集型产品，是集机械、计算机、微电子、现代控制及精密测量等多种现代技术为一体的高度机电一体化设备。数控机床的产生使传统的机械加工发生了巨大的变
9、化，这不仅表现在复杂工件的制造成为可能，更表现在采用了数控技术后使生产加工过程真正实现了自动化。高效率、高精度加工是数控机床加工最主要特点之一。数控加工取代传统加工占据生产制造的主导地位已成为一种趋势，但由于历史的原因，传统的加工设备与先进的数控机床并存，是目前乃至今后很长一段时期内大多数制造企业的设备现状。如何从工艺的角度根据各企业的设备现状、产品生产规模、零件结构形式与加工精度要求等方面来合理地进行产品工艺方案设计，充分发挥企业现有数控设备与传统设备的加工效率，使企业设备资源与人力资源得到充分利用，需要从多个方面来探讨。其中数控编程系统正向集成化，网络化和智能化方向发展。本课题来源于生产，
10、是对所学知识的应用，它包括了所学的全部知识，在数控专业上具有代表性，而且提高了综合运用各方面知识的能力。程序的编制到程序的调试，零件的加工运用到了所学的AutoCAD、 CAXA制造工程师软件、机床操作、子程序、刀具的选择、零件的工艺分析、数学处理、工艺路线等一系列的内容。这将所学到的理论知识充分运用到了实际加工中，切实做到了理论与实践的有机结合。 2零件分析2.1零件的结构特点 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可
11、分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，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。轴类零件中支承轴颈的精度要求最高，为IT5IT7；配合轴颈的尺寸精度要求可以低一些，为IT6IT9。2. 形状精度高。3. 位置精度高，其一般轴的径向跳动为0.010.03，高精度的轴为0.0010.005。4. 表面粗糙度比一般的零件高，支承轴颈和重要表面的表面粗糙度Ra常为0.10.8um，
12、配合轴颈和次要表面的表面粗糙度Ra为0.83.2um。轴类零件一般常用的材料有45钢、40Cr合金钢、轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，还有20CrMoTi、20Mn2B、20Cr等。轴类零件最常用的毛坯是棒料和锻件，只有一些大型或结构复杂的轴，在质量允许时才采用铸件。由于毛坯经过锻造后，能使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，可获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。所以除了光轴、直径相差不大的阶梯轴可使用热轧料棒料或冷拉棒料外，一般比较重要的轴大都采用锻件。另外轴类零件的毛坯还需要经过热处理。轴的结构设计原则：1. 节约材料，减轻重量尽量采用等强度的外形尺寸，或大的截面系数的截面形状。2. 易于轴上零
13、件的精确定位，稳固装配拆卸和调整。3. 采用各种减少应力应用和提高强度的结构措施。4. 便于加工制造和保证精度。轴类零件中工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件可以有几种不同的加工方法，但只有某一种较合理，在制订机械加工工艺规程中，须注意以下几点：1.零件图工艺分析中，需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求，且要研究产品装配图，部件装配图及验收标准。2.渗碳件加工工艺路线一般为：下料锻造正火粗加工半精加工渗碳去碳加工（对不需提高硬度部分）淬火车螺纹、钻孔或车槽粗磨低温时效半精磨低温时效精磨。3.粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都
14、需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。4.精基准选择：要符合基准重合原则，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。2.2.1零件图纸的工艺分析在了解零件形状和结构之后，应检查零件视图是否正确、足够，表达是否直观、清楚，绘制是否符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标准是否齐全、合理等。本次设计的工件为轴数控加工工艺规程制订，零件的图纸包括：一张零件图。其中零件图中的图形都是采用主视图的画
15、法，这样就已经能够表达清楚零件的各部分尺寸。图纸当中有对台阶回转件数控加工工艺规程制订各部分表面粗糙度的要求大部分为3.2m。零件的精度要求需要从尺寸公差、表面粗糙度等方面综合分析。此处省略 NNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和CAD图纸等。互联网腾讯公司 二四柒伍玖伍玖零玖捌 小麦设计信得过。本设计已通过答辩！长期有效图2-1 零件图 夹紧装置的设计1.夹紧机构根据生产类型，此夹具的夹紧机构不宜复杂，采用螺旋夹紧方式。螺栓直径暂用M8. 2.夹紧力的计算（1）加工两孔时受力分析加工时，钻削轴向力F与夹紧力F1同向，作用在定位支承上，而钻削扭距T1则有使工件紧靠于可调支承之势，所用钻头直
16、径小，切削力矩不大。因此，对加工此孔来说，夹紧是可靠的，不必进行夹紧力校核。加工时，钻削轴向力F有使工件绕O点旋转的趋势，而钻削扭矩T2又有使工件翻转的趋势，为防止上述两种趋势的发生，夹具的夹紧机构具有足够的夹紧力和摩檫力矩，为此需进行夹紧的校核。1）钻削轴向力F F=9.81Cd设f=0.25mm，已知d0=11mm其余参数查文献5得： F=9.8161.2110.250.70.866=2167.15（N）2）钻削力距T2T=9.81=9.810.0311110.250.866=9.866（Nm）3）使工件转动的转距T3和使工件翻转的力距M0由图4-7知T3=FLM0=F0L1式中：F0为翻
17、转力，F0=T2/L1，L1为翻转力臂，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）防转夹紧力F3和防转夹紧力F3根据力学平衡原理，由图4-7知：F3fr+2FnfrKT3 F3D/2FM0其中，r为当量摩檫半径，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
18、.48/0.028=51.42(N) 5)夹紧机构产生的夹紧为F3。根据初步选用螺栓直径为M6mm,由参考文献9查得，采用M8的螺栓十，许用夹紧力F3=5800N。F3F3”，显然M6螺栓无法满足要求。现改用M16螺栓，许用夹紧力F3=10500N，F3F3”。M8螺栓可满足夹紧要求3.2.7夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在立式钻床上加工泵壳的钻2-M5，工件以与此相平行的下平面为及其侧面和水平面底为定位基准，在短销、支承板和支承钉上实现完全定位。采用转动A型压板夹紧工件。当加工完一边，可松开螺钉、螺母、支承钉来加工另一边。如夹具装配图所示。3.4小结对专用夹具的设计，可以了解机床夹具在切
19、削加工中的作用：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题，如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。结束语这次毕业设计给我们提供了一个应用自己所学知识的机会，从到图书馆查找资料到对夹具精度分析。并且从网上查找相关文章进行渗透，都对我所学的知识进行了检验。这次毕业设计可以说花费了我的最大苦心，不知道怎么去下手，中途有过放弃的思想，但一想到其他专业人员会设计，设计的兴致就来了。其实设计思路是最重要的，只要你的设计思路是成功的，那你的设计已经成功了一半。因此我们应该在设计前做好充分的准备，像查找详
20、细的资料，为我们设计的成功打下坚实的基础。制作过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，马虎，要心平气合的一步一步来，失败了再想想其它的方法。总体来说，通过这次设计我受益匪浅。在摸索该如何画出夹具零件图时的过程中，也特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力。在让我体会到了搞设计艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。 参考文献1于华.数控机床的编程及实例.北京：机械工业出版社，1996 2 顾 京.数控加工编程及操作. 北京高等教育出版社,20033. 孙竹.数控机床编程与操作.北京：机械工业出版社，19964. 杨伟群.数控工艺培训教程（数控车部分）.清华大学出版社,20025
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