聯(lián)板的加工工藝及銑Φ36前端面夾具設(shè)計含非標(biāo)8張CAD圖帶編程

聯(lián)板的加工工藝及銑Φ36前端面夾具設(shè)計含非標(biāo)8張CAD圖帶編程,加工,工藝,36,前端,夾具,設(shè)計,非標(biāo),cad,編程 摘要 本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 本次設(shè)計是基于CAD的聯(lián)板的加工工藝規(guī)程和的夾具設(shè)計，包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計、銑Φ36前端面專用夾具的設(shè)計以及選取加工過程中的數(shù)控銑字母工序做自動編程及仿真四大部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：聯(lián)板；加工工藝；夾具設(shè)計；工序；編程；切削用量  Abstract This design involves the knowledge of machine manufacturing technology and fixture design, metal cutting machine tools, tolerance matching and measurement, etc. This design is based on the process rules and fixture design of the connecting plate of CAD, including the process design of parts processing, process design, the design of special fixture for milling front face of 36, and the automatic programming and Simulation of the NC milling alphabet process in the process of selecting and processing. In the process design, we should first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, design the process route of the parts; then calculate the size of the parts in each step, the key is to determine the process equipment and cutting parameters of each step; and then design the special fixture, select and design the fixture. Each component, such as positioning element, clamping element, guiding element, fixture body and machine tool connecting parts and other components, calculates the positioning error of fixture positioning, analyses the rationality and shortcomings of fixture structure, and pays attention to improvement in future design. Key words: joint plate; processing technology; fixture design; process; programming; cutting parameters  III 目 錄 摘要 I ABSTRACT II 第1章 前言 1 1.1課題背景 1 1.2目的 1 1.3選題的依據(jù)及意義 1 1.4夾具的發(fā)展趨勢 2 第2章 零件的分析 3 2.1 零件的作用 3 2.2 零件的技術(shù)要求分析 3 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 5 3.1確定毛坯的制造形式 5 3.2基面的選擇 5 3.3制訂工藝路線 6 3.4工藝路線方案分析 7 3.5機械加工余量的確定 8 3.6確定切削用量及基本工時 10 第4章 夾具設(shè)計 20 4.1定位機構(gòu) 20 4.1.1定位基準(zhǔn)的選擇 20 4.1.2定位元件的確定 21 4.1.3定位誤差分析 21 4.2夾緊機構(gòu) 21 4.2.1夾緊裝置的組成及基本要求 22 4.2.2對夾緊裝置的基本要求 22 4.2.3夾緊元件的選擇 22 4.2.4切削力的計算與夾緊力分析 22 4.3機床夾具的總體形式 23 4.3.1確定夾具體： 23 4.3.2確定聯(lián)接體 24 第五章 加工程序編制及仿真加工 25 5.1數(shù)控編程的分類 25 5.2數(shù)控編程 25 5.2.1創(chuàng)建刀具 26 5.2.2創(chuàng)建幾何體 26 5.2.3創(chuàng)建型腔銑操作 28 5.3數(shù)控仿真加工 29 5.4程序的后處理 30 總結(jié) 31 參考文獻(xiàn) 32 V 第1章 前言 1.1課題背景 隨著機械制造業(yè)的不斷發(fā)展，社會對生產(chǎn)率的要求也越來越高，因此，大批量生產(chǎn)成為時代的要求，機械制造畢業(yè)設(shè)計涉及的內(nèi)容比較多，它是基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課的綜合，是在學(xué)完機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和全部專業(yè)課，并進(jìn)行了專業(yè)實習(xí)實習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是我們對所有課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。 1.2目的 本次畢業(yè)設(shè)計使我們能綜合運用機械制造的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實踐中學(xué)到的技能知識，獨立的分析和解決工藝問題，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也是熟悉和運用有關(guān)手冊，圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實踐機會。 1.3選題的依據(jù)及意義 1. 深入生產(chǎn)實踐調(diào)查研究 在深入生產(chǎn)實踐調(diào)查研究中，應(yīng)當(dāng)掌握下面一些資料：工程圖紙，工藝文件，生產(chǎn)綱領(lǐng)，制造與使用夾具情況等。 2. 確定工件的定位方法和刀具的導(dǎo)向方式 工件在夾具中的定位符合定位原理。合理地設(shè)置定位件和導(dǎo)向件。設(shè)計定位件和導(dǎo)向件時，應(yīng)盡量采用通用標(biāo)準(zhǔn)。 3. 確定工件的夾緊方式和設(shè)計夾緊機構(gòu) 夾緊力的作用點和方向應(yīng)符合夾緊原則。進(jìn)行夾緊力的分析和計算，以確定加緊元件和傳動裝置的主要尺寸。 4. 確定夾具其他部分的結(jié)構(gòu)形式 如分度裝置，對刀元件和夾具體等 5. 繪制夾具總裝配圖 在繪制總裝配圖時，盡量采用1：1比例，主視圖應(yīng)選取面對操作者的工作位置。繪圖時，先用紅線或雙點劃線畫出工件的輪廓和主要表面，如定位表面，夾緊表面和被加工表面等。其中，被加工表面用網(wǎng)紋線或粗實線畫出加工余量。工件在夾具上可看成是一個假想的透明體，按定位元件，導(dǎo)向元件，夾緊機構(gòu)，傳動裝置等順序， 畫出具體結(jié)構(gòu)。 6. 標(biāo)注各部分主要尺寸，公差配合，和技術(shù)要求 7. 標(biāo)注零件編號及編制零件明細(xì)表 在標(biāo)注零件編號時。標(biāo)準(zhǔn)件可直接標(biāo)出國家標(biāo)準(zhǔn)代號。明細(xì)表要注明夾具名稱，編號，序號，零件名稱及材料，數(shù)量等。 8. 繪制家具零件圖 拆繪夾具零件圖的順序和繪制夾具總裝配圖的順序相同。 1.4夾具的發(fā)展趨勢 機械設(shè)計自動化術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，是機械制造業(yè)技術(shù)改造，技術(shù)進(jìn)步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。機械自動化的技術(shù)水準(zhǔn)，不僅影響整個機械制造業(yè)的發(fā)展，而且對國民經(jīng)濟各部門的技術(shù)進(jìn)步有很大直接影響。因此，發(fā)展我國的機械制造業(yè)自動化技術(shù)，符合我國社會主義的基本原則，符合我國現(xiàn)代生產(chǎn)發(fā)展規(guī)律，而如何發(fā)展我國的機械自動化技術(shù)，這里有個技術(shù)政策問題，應(yīng)該實事求是，一切從我國的具體國情出發(fā)，做好各項基礎(chǔ)工作，是我國的機械自動化技術(shù)發(fā)展之路。發(fā)展低成本自動化技術(shù)，潛力大，前廣闊，投資相對較少，而且見效較快，提高自動化程度，可以收到事半功倍的經(jīng)濟效果，適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情。夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。 第2章 零件的分析 2.1 零件的作用 零件，指機械中不可分拆的單個制件，是機器的基本組成要素，也是機械制造過程中的基本單元。其制造過程一般不需要裝配工序?；可以裝配成機器、儀表以及各種設(shè)備的基本制件。一般是一種不采用裝配工序而制成的構(gòu)件，如：螺釘、螺母、彈簧、齒輪等。有時，也將用簡單方式連成的構(gòu)件稱為“零件”，如軸承等。 2.2 零件的技術(shù)要求分析 一： 加工表面的尺寸精度和形狀精度 加工精度是指零件加工后的實際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)的符合程度。 形狀精度是限制加工表面的宏觀幾何形狀誤差。如圓度、圓柱度、平面度、直線度。 1、 聯(lián)板Φ24mm孔，尺寸精度Φ24 二： 加工表面的粗糙度 表面粗糙度(surface roughness)是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷的不平度?。其兩波峰或兩波谷之間的距離（波距）很?。ㄔ?mm以下），它屬于微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小，則表面越光滑。 表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工過程中刀具與零件表面間的摩擦、切屑分離時表面層金屬的塑性變形以及工藝系統(tǒng)中的高頻振動等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕跡的深淺、疏密、形狀和紋理都有差別。 表面粗糙度與機械零件的配合性質(zhì)、耐磨性、疲勞強度、接觸剛度、振動和噪聲等有密切關(guān)系，對機械產(chǎn)品的使用壽命和可靠性有重要影響。一般標(biāo)注采用Ra。 1、 后端面 表面粗糙度Ra6.3 2、 前端面 表面粗糙度Ra6.3 3、 Φ36后端面 表面粗糙度Ra12.5 4、 Φ36前端面 表面粗糙度Ra12.5 5、 2×Φ20孔 表面粗糙度Ra6.3 6、 2×Φ12孔 表面粗糙度Ra6.3 7、 Φ24孔 表面粗糙度Ra3.2 8、 字母 表面粗糙度Ra12.5  第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200灰鑄鐵，鑄件有多種分類方法：按其所用金屬材料的不同，分為鑄鋼件、鑄鐵件、鑄銅件、鑄鋁件、鑄鎂件、鑄鋅件、鑄鈦件等。而每類鑄件又可按其化學(xué)成分或金相組織進(jìn)一步分成不同的種類。如鑄鐵件可分為灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、蠕墨鑄鐵件、可鍛鑄鐵件、合金鑄鐵件等；按鑄型成型方法的不同，可以把鑄件分為普通砂型鑄件、金屬型鑄件、壓鑄件、離心鑄件、連續(xù)澆注件、熔模鑄件、陶瓷型鑄件、電渣重熔鑄件、雙金屬鑄件等。其中以普通砂型鑄件應(yīng)用最多，約占全部鑄件產(chǎn)量的80%。而鋁、鎂、鋅等有色金屬鑄件，多是壓鑄件。 3.2基面的選擇 基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基準(zhǔn)選擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 一：粗基準(zhǔn)的選擇原則 1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。 2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。 3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。 4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。 由以上及零件知，選用后端面作為定位粗基準(zhǔn)。 二： 精基準(zhǔn)選擇的原則 選擇精基準(zhǔn)時要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計技術(shù)要求的實現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。 精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： 用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。 當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。 有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。 3.3制訂工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。再生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。處此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。? 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊》346頁表15-32、15-33、15-34，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 工藝路線方案一： 工序01：鑄造 工序02：時效處理以消除內(nèi)應(yīng)力 工序03：粗銑后端面 工序04：粗銑、精銑前端面 工序05：精銑后端面 工序06：銑Φ36后端面 工序07：銑Φ36前端面 工序08：鉆、鉸2×Φ20孔、2×Φ12孔 工序09：鉆、擴、鉸Φ24孔 工序10：銑字母 工序11：鉗工去毛刺 工序12：檢驗至圖紙要求并入庫 工藝路線方案二： 工序01：鑄造 工序02：時效處理以消除內(nèi)應(yīng)力 工序03：粗銑、精銑后端面；銑Φ36后端面 工序04：粗銑、精銑前端面；銑Φ36前端面 工序05：鉆、鉸2×Φ20孔、2×Φ12孔；鉆、擴、鉸Φ24孔 工序06：銑字母 工序07：鉗工去毛刺 工序09：檢驗至圖紙要求并入庫 3.4工藝路線方案分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是加工工序分散，適合流水線生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時間。加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對大批量生產(chǎn)是很合適的。方案二把工件加工工序分得很紊亂并且很不集中，基準(zhǔn)得不到保證，加工出來的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是中批量生產(chǎn)，所以采用方案一比較合適。 工藝路線方案一： 工序01：鑄造 工序02：時效處理以消除內(nèi)應(yīng)力 工序03：粗銑后端面 工序04：粗銑、精銑前端面 工序05：精銑后端面 工序06：銑Φ36后端面 工序07：銑Φ36前端面 工序08：鉆、鉸2×Φ20孔、2×Φ12孔 工序09：鉆、擴、鉸Φ24孔 工序10：銑字母 工序11：鉗工去毛刺 工序12：檢驗至圖紙要求并入庫 3.5機械加工余量的確定 該零件的材料是HT2000，考慮到此設(shè)計零件的材料性質(zhì)能抗壓，不能抗扭和抗彎。還有毛坯的形狀為對稱形狀。由此改零件應(yīng)選擇鑄造。采用砂型鑄造方法。 砂型鑄造出來的毛坯精度等級IT8，加工余量等級MA-F，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4知。 1、后端面的加工余量 由上述知，鑄造等級IT8，加工余量等級MA-F，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=3.0mm，再由零件圖知，后端面表面粗糙度Ra6.3，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8知，兩步銑削（即粗銑、精銑）即可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=2.5mm 精銑 單邊余量Z=0.5mm 2、前端面的加工余量 由上述知，鑄造等級IT8，加工余量等級MA-F，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=3.0mm，再由零件圖知，前端面表面粗糙度Ra6.3，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8知，兩步銑削（即粗銑、精銑）即可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=2.5mm 精銑 單邊余量Z=0.5mm 3、Φ36后端面的加工余量 由上述知，鑄造等級IT8，加工余量等級MA-F，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=2.0mm，再由零件圖知，Φ36后端面表面粗糙度Ra12.5，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削（即粗銑）即可滿足其精度要求。 4、Φ36前端面的加工余量 由上述知，鑄造等級IT8，加工余量等級MA-F，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=2.0mm，再由零件圖知，Φ36前端面表面粗糙度Ra12.5，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削（即粗銑）即可滿足其精度要求。 5、2×Φ20孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，2×Φ20孔的表面粗糙度Ra6.3，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.3-9知，需經(jīng)鉆、鉸方可滿足其精度要求。首先鉆孔至2×Φ19.8孔，后再鉸2×Φ19.8孔至Φ20。 6、2×Φ12孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，2×Φ12孔的表面粗糙度Ra6.3，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.3-9知，需經(jīng)鉆、鉸方可滿足其精度要求。首先鉆孔至2×Φ11.8孔，后再鉸2×Φ11.8孔至Φ12。 7、Φ24孔的加工余量 因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，Φ24孔的表面粗糙度Ra3.2，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.3-9知，需經(jīng)鉆、擴、鉸方可滿足其精度要求。首先鉆孔至Φ22孔，然后擴Φ22孔至Φ23.8孔，最后再鉸Φ23.8至Φ24孔。 8、其他不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。 3.6確定切削用量及基本工時 工序01：鑄造 工序02：時效處理以消除內(nèi)應(yīng)力 工序03：粗銑后端面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取＝475 當(dāng)＝475r/min時 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計算工時 切削工時： ，， 則機動工時為 工序04：粗銑、精銑前端面 工步一：粗銑前端面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取＝475 當(dāng)＝475r/min時 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計算工時 切削工時： ，， 則機動工時為 工步二：精銑前端面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取＝600 當(dāng)＝600r/min時 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計算工時 切削工時： ，， 則機動工時為 工序05：精銑后端面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取＝600 當(dāng)＝600r/min時 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計算工時 切削工時： ，， 則機動工時為 工序06：銑Φ36后端面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75 當(dāng)＝475r/min時 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計算工時 切削工時： ，， 則機動工時為 工序07：銑Φ36前端面 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75 當(dāng)＝475r/min時 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計算工時 切削工時： ，， 則機動工時為 工序08：鉆、鉸2×Φ20孔、2×Φ12孔 工步一：鉆2×Φ19.8孔 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2 則機動工時為 工步二：鉸2×Φ19.8孔至Φ20 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2 則機動工時為 工步三：鉆2×Φ11.8孔 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2 則機動工時為 工步二：鉸2×Φ11.8孔至Φ12 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2 則機動工時為 工序09：鉆、擴、鉸Φ24孔 工步一：鉆孔至Φ22 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1 則機動工時為 工步二：擴Φ22孔至Φ23.8 利用擴孔鉆將Φ18孔至Φ19.8，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 則主軸轉(zhuǎn)速為，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1 則機動工時為 工步三：鉸Φ23.8孔至Φ24 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1 則機動工時為 工序10：銑字母 1、選擇刀具 刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)XK7132型數(shù)控銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取＝475 3）計算工時 切削工時： ，， 則機動工時為 工序11：鉗工去毛刺 工序12：檢驗至圖紙要求并入庫 第4章 夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計銑Φ36前端面的銑床夾具。 4.1定位機構(gòu) 在夾具設(shè)計中，定位方案不合理，工件的加工精度就無法保證。工作定位方案的確定是夾具設(shè)計中首先要解決的問題。 設(shè)計夾具是原則上應(yīng)選該工藝基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。無論是工藝基準(zhǔn)還是定為基準(zhǔn)，均應(yīng)符合六點定位原理。 1、 “點”的含義；“點”表示對自由度的限制，與直接接觸點不同； 2、 支承點必須適當(dāng)分布； 3、 夾具上的定位元件與工件的定位基準(zhǔn)始終保持緊密接觸或配合，才能起到限制自由度的作用； 4、 定位與夾緊的概念就分清：將夾具上定位元件抽象轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的定位支承點，每個支承點限制某一方面的自由度，并不是說工件已失去了在該方面移動或轉(zhuǎn)動的可能性。這種可能性需要用夾緊裝置夾限制。 工件定位時，影響加工精度要求的自由度必須限制，不影響加工精度要求的自由度可以限制也可不限制，視加工時的具體情況而定。 因此，按照工件加工要求確定工件必須限制的自由度數(shù)是工件定位中應(yīng)解決的首要問題。 4.1.1定位基準(zhǔn)的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。由零件圖和工藝過程得，選前端面和下端面及左端面作為定位基準(zhǔn)。 4.1.2定位元件的確定 本工序選用的定位基準(zhǔn)為后端面和下端面及左端面定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是支承板和A型固定式定位銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計主要是對支承板和A型固定式定位銷進(jìn)行設(shè)計。 1、后端面與支承板相配合，限制三個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸移動。 2、下端面與支承板相配合，限制兩個自由度，即X軸移動和Z軸轉(zhuǎn)動。 3、左端面與A型固定式定位銷相配合，限制一個自由度，即Y軸移動。 工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位，故設(shè)計合理。 4.1.3定位誤差分析 一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準(zhǔn)的誤差。 形成原因有兩個，一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。 根據(jù)零件圖可知，以前端面定位加工Φ36孔時，前端面與支承板接觸好，=0。 ≠0、≠0時，造成定位誤差的原因是相互獨立的因素時(、 、等)，應(yīng)將兩項誤差相加，即 4.2夾緊機構(gòu) 將工件定位后的位置固定 下來稱為夾緊，夾緊的目的是保持工件在定位中所獲得的正確位置，使其在外力(實緊力、切削力、離心力等外力)作用下，不發(fā)生移動和振動。 4.2.1夾緊裝置的組成及基本要求 1、動力裝置；夾緊力的未源于人力或者某片動力裝置用人力對工件進(jìn)行夾緊稱為手動夾策。用各種動力裝置產(chǎn)生來緊作用力進(jìn)行來緊稱為機動來緊。共用的動力裝置有:液壓、氣動、電磁、電動和真空裝置等 2、夾緊機構(gòu)，一般把夾緊元件和中間傳遞機構(gòu)和成為夾緊機構(gòu)。 （1）中間傳遞機構(gòu)它是在動力裝置與夾緊元件之間，傳遞夾緊力的機構(gòu)。其主要作用有:改變作用力的方向和大小:夾緊工件后的自鎖性能，保證夾緊可靠，尤其在手動夾具中, （2）夾緊元件是執(zhí)行元件，它直接與工件接觸，最終完成夾緊任務(wù)。 4.2.2對夾緊裝置的基本要求 （1）能保證工件定位后占據(jù)的正確位置。 （2）夾緊力的大小要適當(dāng)、穩(wěn)定，既要保證工件在整個加工過程中的位置穩(wěn)定不變，振動小，又要使工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形，夾緊力穩(wěn)定可減少夾緊誤差。 （3）夾緊裝置的復(fù)雜程度與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。工件的生產(chǎn)批量越大，允許設(shè)計越復(fù)雜、效率越高的夾緊裝置。 （4）工藝性好，使用性好。其結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，便于制造和維修:盡可能使用標(biāo)準(zhǔn)夾具零部件；操作方便、安全、省力。 4.2.3夾緊元件的選擇 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇用臺虎鉗、導(dǎo)板、導(dǎo)板支座、螺桿、螺桿支座、螺桿和滾花螺母進(jìn)行夾緊工件。本工序為銑削余量小，銑削力小，所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 4.2.4切削力的計算與夾緊力分析 本夾具是粗銑Φ36前端面，粗糙度不高，只有粗銑一步工序，故按粗銑時計算切削力。 計算切削力如下： 查《簡明機床夾具設(shè)計手冊》表3-3得切削力計算公式： 由粗銑Φ36前端面的工時計算知，，=0.2mm，，，， 由《簡明機床夾具設(shè)計手冊》表3-3知 即 =7495N 所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K= 式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得： K=2.153，當(dāng)計算K<2.5時，取K=2.5 孔軸部分由M8螺母鎖緊，查表得夾緊力為5315N 4.3機床夾具的總體形式 機床夾具的總體形式一般應(yīng)根據(jù)工件的形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機床等因素來確定。 夾具的組成歸納為： 1）定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。 2）夾緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。 3）導(dǎo)向及對刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。 4） 動力裝置在成批生產(chǎn)中，為了減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)率，常采用氣動、液動等動力裝置。 5） 夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過它將整個夾具安裝在機床上。 6）其他元件及裝置 根據(jù)加工需要來設(shè)置的元件或裝置。 4.3.1確定夾具體： 夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具上的各種裝置和無件通過夾具體連接成一個整體。故夾具體的形狀與尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及夾具與機床的連接。 對夾具體的要求： 1、有足夠的強度與剛度，在加工過程中，夾具體在切削力、夾緊力的作用下，應(yīng)不會產(chǎn)生不允許的變形和振動。 2、尺寸穩(wěn)定，為保證夾具加工后尺寸穩(wěn)定，對鑄造夾具體要進(jìn)行時效處理；對焊接夾具體要進(jìn)行退火處理，以削除內(nèi)應(yīng)力。 3、對構(gòu)工藝性好，在保證強度和剛度的前提下，夾具體應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單，便于制造、裝配和檢驗；體積小、重量輕以便于操作。對于移動或翻轉(zhuǎn)夾具，其重量一般不宜超過10kg， 4.3.2確定聯(lián)接體 聯(lián)接體是將導(dǎo)向裝置與夾具體聯(lián)接的工件，設(shè)計時主要考慮聯(lián)接體的剛性，合理布置聯(lián)接體的位置，給定位元件、夾緊機構(gòu)留出空間。此夾具體的聯(lián)接裝置通過定向鍵來定位。  第五章 加工程序編制及仿真加工 5.1數(shù)控編程的分類 數(shù)控編程主要分為手工編程與自動編程。 （1）手工編程 整個程序的編制過程是由人工完成的。這要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備有機械加工工藝知識和數(shù)值計算能力。對于點位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，數(shù)控編程計算較簡單，程序段不多，手工編程即可實現(xiàn)。 （2）自動編程 用計算機把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說數(shù)控編程的大部分工作有計算機來實現(xiàn)。 5.2數(shù)控編程 在建好模之后就是加工了， 加工就是對零件圖的幾何元素進(jìn)行數(shù)據(jù)定義，根據(jù)工藝規(guī)程輸入各種參數(shù)，如：切削深度、每次切深、加工余量、刀具參數(shù)、起刀點、退刀點等各種切削用量和參數(shù)。 用自動化編程軟件UG在計算機上進(jìn)行刀具位置軌跡 計算，選取控制元素和島嶼等，計算機生成刀位文件。動態(tài)顯示刀具軌跡，刀具軌跡可進(jìn)行編修。 啟動軟件，進(jìn)入加工頁面（圖5.1），準(zhǔn)備加工零件 圖5.1加工頁面 5.2.1創(chuàng)建刀具 選擇創(chuàng)建刀具，彈出對話框（圖5.2）選中，輸入刀具體名稱（圖5.2）。點擊選擇進(jìn)入對話框，輸入刀具參數(shù)（圖5.3）刀具直徑為1，長度為75mm，刀刃為2。后面的刀具以這種方法繼續(xù)創(chuàng)建麻花鉆、立銑刀。 圖5.2刀具對話框 圖5.3刀具參數(shù)對話框 5.2.2創(chuàng)建幾何體 1.選擇創(chuàng)建幾何體，彈出對話框（圖5.4）。選中 ，輸入幾何體名稱。點擊確定，進(jìn)入對話框（圖5.5），設(shè)置安全距離為10mm，點擊選擇自動判斷 選擇工件上表面，建立工件坐標(biāo)系。（圖5.6） 圖5.4對話框 圖5.5MCS 圖5.6工件坐標(biāo)系 2.選擇創(chuàng)建幾何體，彈出對話框（圖5.7）。選中，輸入幾何體名稱。點擊確定，進(jìn)入對話框（圖5.8） 圖5.7幾何體 圖5.8對話框 3.點擊指定部件，進(jìn)入對話框，選擇幾何體，選中要加工的零件。點擊指定毛坯，進(jìn)入對話框圖5.9 選中自動塊，毛坯創(chuàng)建完成。 圖5.9毛坯的設(shè)定 5.2.3創(chuàng)建型腔銑操作 點擊按鈕 出現(xiàn)選擇第二個 型腔銑mill-contour 進(jìn)入設(shè)置切削參數(shù)，選擇需要的銑刀。刀軌的設(shè)置選擇 跟隨部件的銑切削方式，刀具平面直徑為百分之70每刀深度為1mm，切削方式為層優(yōu)先。如下圖（圖5.10）。 圖5.10凹槽加工刀路 5.3數(shù)控仿真加工 單擊“深度加工輪廓”對話框底部操作組的【確認(rèn)】圖標(biāo)。系統(tǒng)彈出“刀軌可視化”對話框，選擇“2D動態(tài)”，單擊播放按鈕。確認(rèn)刀軌正確后，單擊對話框中的“確定”按鈕關(guān)閉對話框，完成仿真加工操作的創(chuàng)建如下圖。 圖5.11加工仿真 5.4程序的后處理 點擊文件按鈕,后選擇需要的系統(tǒng)后處理文件，設(shè)定文件名字，點擊確定 即可生成G代碼。如下圖5.12。 圖5.12程序后處理 總結(jié) 這次設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。 這次設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意? 參考文獻(xiàn) [1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，1996．1． [2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002． [4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機床夾具設(shè)計手冊[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10． [6] 都克勤．機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] ．貴州人民出版社，1983．4． [7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．機械制造工藝學(xué)[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [10] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]．中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994．12． [11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987． [12] 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