3842 支承套零件加工工藝編程及夾具設計

3842 支承套零件加工工藝編程及夾具設計,支承,零件,加工,工藝,編程,夾具,設計 零件數控加工工藝分析及工藝裝備設計11 綜述1.1 本課題的內容目的及意義利用數控機床加工，其產品加工的質量一致性好，加工精度和效率均比普通機床高出很多，尤其在輪廓不規(guī)則、復雜的曲線或曲面、多工藝復合化加工和高精度要求的產品加工時，其優(yōu)點是傳統機床所無法比擬的。本課題對異性體、復雜的曲線、多工藝復合化加工進行探索，設計出三種切實可行的工藝流程及工藝裝備。1.2 國內外發(fā)展的動向1．數控加工工藝的特點數控加工工藝具有以下特點：(1) 數控機床加工精度高。一般只需一次加工即能達到加工部位的精度，而不需分粗加工、精加工。(2) 在數控機床上工件一次裝夾，可以進行多個部位的加工，有時甚至可完成工件的全部加工內容。(3) 由于刀具庫或刀架上裝有幾把甚至更多的備用刀具，因此，在數控機床上加工工件時刀具的配置、安裝與使用不需要中斷加工過程，使加工過程連續(xù)。(4) 根據數控機床加工時工件裝夾特點與刀具配置、使用的特點區(qū)別于普通機床加工時的情況，工件的各部位的數控加工順序可能與普通、機床上加工工件的順序也有很大的區(qū)別。此外根據數控機床高速、高效、高精度、高自動化等特點，數控加工還具有以下工藝特點： 零件數控加工工藝分析及工藝裝備設計2① 切削量用比普通機床大。② 工序相對集中。③ 較多地使用自動換刀(ATC)。④ 首件需試切削。⑤ 工藝內容更具體更詳細，工藝要求更嚴密更精確。高效率、高精度加工是數控機床加工最主要特點之一。利用數控機床加工，其產品加工的質量一致性好，加工精度和效率均比普通機床高出很多，尤其是在輪廓不規(guī)則、復雜空間曲面、 多工藝復合化加工和高精度要求的產品加工時，其優(yōu)點是傳統機床所無法比擬的。數控加工另一個特點是產品裝夾定位靈活，同一產品零件可能有多種加工方案。然而正是其靈活性和高精度要求對其高效應用帶來了的局限性，如存在數控程序的編制、刀具工裝夾具的準備周期長等不利因素。數控工藝的合理性與高質量數控程序的快速編制是限制數控加工的瓶頸問題之一。數控加工的成本相對較高也是制約其廣泛應用的一個因素。數控加工對技術人員的水平要求相當高，數控工藝和程序的質量是保證產品加工質量合格最主要和最關鍵的因素。數控加工時，產品的質量完全靠數控工藝和數控程序來保證。產品加工的具體細節(jié)在進行工藝設計和程序編制時必須全面考慮，只有設計正確才能保證產品加工的質量要求。在數控加工朝高速、超高速和復合化加工方向發(fā)展的趨勢下，對技術人員就提出了更高的要求 [1]。 零件數控加工工藝分析及工藝裝備設計32．數控機床與普通機床相比具有的優(yōu)越性普通機床加工時，其加工成本相對較低，工序較長，且工步中很多具體細節(jié)由技術工人來完成，對技術工人的水平要求相對較高。數控機床加工工藝相比較普通機床加工工藝的優(yōu)越性有以下幾點：(1) 數控加工工藝的“內容十分具體、工藝設計工作相當嚴密” 。數控機床加工工藝與普通機床加工工藝相比較，由于采用數控機床加工具有加工工序少，所需專用工裝數量少等特點，克服了普通傳動工藝方法的弱點，一般說來，數控加工的工序內容要比普通機床加工的工序內容復雜。從編程來看，加工程序的編制要比普通機床編制工藝規(guī)程復雜。(2) 數控加工的工藝“復合性” 。采用數控加工后，工件在一次裝夾下能完成鏜、銑、鉸、攻絲等多種加工，因此，數控加工工藝具有復合性特點，也可以說數控加工工藝的工序把傳統工藝中的工序“集成”了，這使得零件加工所需的專用夾具數量大為減少，零件裝夾次數及周轉時間也大大減少了，從而使零件的加工精度和生產效率有了較大的提高。數控加工工藝設計是對工件進行數控加工的前期工藝準備工作，無論是手工編程還是自動編程，這項工作必須在程序編制工作以前完成。為了優(yōu)化數控程序設計、提高編程效率、合理使用數控機床，我們有必要對數控加工工藝設計等技術問題加以分析、研究，以做好數控機床加工前的技術準備工作 [2]。數控機床與普通機床相比，其優(yōu)越性是巨大的，而且這些優(yōu)越性均來自數控系統所包含的計算機的威力。 數控機床可以加工出傳 零件數控加工工藝分析及工藝裝備設計4統機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。 由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該運動的運動量，因此可以復合成復雜的曲線或曲面。 數控機床可以實現加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統機床提高 3～7 倍。由于計算機有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規(guī)定的順序自動去執(zhí)行，從而實現自動化。數控機床只要更換一個程序，就可實現另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產得以自動化，故被稱為實現了"柔性自動化"。 數控機床加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要"修配"。 數控機床實現多工序的集中，減少零件 在機床間的頻繁搬運。其擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償等多種自律功能，因而可實現長時間無人看管加工。 由以上幾條派生的好處：降低了工人的勞動強度，節(jié)省了勞動力(一個人可以看管多臺機床)，減少了工裝，縮短了新產品試制周期和生產周期，可對市場需求作出快速反應等等。以上這些優(yōu)越性是前人想象不到的，是一個極為重大的突破。此外，機床數控化還是推行 FMC(柔性制造單元)、FMS(柔性制造系統)以及 CIMS(計算機集成制造系統)等企業(yè)信息化改造的基礎。數控技術已經成為制造業(yè)自動化的核心技術和基礎技術 [3]。數控加工取代傳統加工占據生產制造的主導地位已成為一種趨勢，但由于歷史的原因，傳統的加工設備與先進的數控機床并存，是目前乃至今后很長一段時期內大多數制造企業(yè)的設備現狀。如何從工藝的角度根據各企業(yè)的設備現狀、產品生產規(guī)模、零件結構形式與 零件數控加工工藝分析及工藝裝備設計5加工精度要求等方面來合理地進行產品工藝方案設計，充分發(fā)揮企業(yè)現有數控設備與傳統設備的加工效率，使企業(yè)設備資源與人力資源得到充分利用，需要從多個方面來探討。數控工藝與普通工藝結合的好壞直接影響到數控機床與普通機床加工效率的發(fā)揮，進而影響到生產計劃任務的完成。提高產品機械加工工藝與數控程序的編制質量，是早日實現制造業(yè)產品的高精度、高效率、高質量加工必需解決的問題之一。因此，尋求傳統加工工藝與數控加工工藝的合理銜接途徑與措施，對于提高企業(yè)的經濟效益是非常有意義的 [4]。數控工藝與普通工藝結合的途徑和措施，具體可從以下幾個方面來實施： (1) 產品的設計狀態(tài)與生產批量。(2) 粗精加工與加工精度的結合。(3) 精密設備與一般設備的結合。(4) 加工工種之間的結合。(5) 技術交流和技術創(chuàng)新相結合。3．數控加工的發(fā)展數控加工的發(fā)展趨勢是高速和精密，另一個發(fā)展趨勢是完整加工，即在一臺機床上完成復雜零件的全部加工工序。數控加工中的程序編制也隨著數控機床的更新而改變。50 年代，MIT 設計了一種專門用于機械零件數控加工程序編制的語言，稱為APT（AutomaticallyProgrammedTool） 。其后，APT 幾經發(fā)展，形成 零件數控加工工藝分析及工藝裝備設計6了諸如 APTII、APTIII（立體切削用） 、APT（算法改進，增加多坐標曲面加工編程功能） 、APTAC（Advancedcontouring）(增加切削數據庫管理系統)和 APT/SS（SculpturedSurface）(增加雕塑曲面加工編程功能)等先進版。采用 APT 語言編制數控程序具有程序簡煉，走刀控制靈活等優(yōu)點，使數控加工編程從面向機床指令的“匯編語言”級，上升到面向幾何元素.APT 仍有許多不便之處：采用語言定義零件幾何形狀，難以描述復雜的幾何形狀，缺乏幾何直觀性；缺少對零件形狀、刀具運動軌跡的直觀圖形顯示和刀具軌跡的驗證手段；難以和 CAD 數據庫和 CAPP 系統有效連接；不容易作到高度的自動化，集成化。針對 APT 語言的缺點，1978 年，法國達索飛機公司開始開發(fā)集三維設計、分析、NC 加工一體化的系統，稱為為 CATIA。隨后很快出現了象 EUCLID，UGII，INTERGRAPH，Pro/Engineering，MasterCAM 及NPU/GNCP 等系統，這些系統都有效的解決了幾何造型、零件幾何形狀的顯示，交互設計、修改及刀具軌跡生成，走刀過程的仿真顯示、驗證等問題，推動了 CAD 和 CAM 向一體化方向發(fā)展。到了 80 年代，在 CAD/CAM 一體化概念的基礎上，逐步形成了計算機集成制造系統（CIMS）及并行工程（CE）的概念。目前，為了適應 CIMS 及 CE 發(fā)展的需要，數控編程系統正向集成化，網絡化和智能化方向發(fā)展 [5]。 零件數控加工工藝分析及工藝裝備設計72 方案擬定2.1 三種零件的工藝方案擬定1) 支承套筒支承套筒結構圖加工工藝過程：刀具 切削用量工步 工步內容 T 碼 規(guī)格種類 輔具 S F 零件數控加工工藝分析及工藝裝備設計81 B0、G542 鉆 Φ35H7 孔，2-Φ17X11 中心孔 T01 中心鉆 Φ3 JT40-Z6-45 1200 403 鉆 Φ35H7 孔至 Φ31 T14 錐柄麻花鉆 Φ31 JT40-M3-75 150 304 鉆 2-Φ11 孔 T02 錐柄麻花鉆 Φ11 JT40-M1-35 500 705 忽 2-Φ17 T03 錐柄埋頭鉆 17X11 JT40-M2-50 150 156 粗鏜 Φ35H7 至 Φ34 T04 粗鏜刀 Φ34 JT40-TQC30-165 400 307 粗銑 Φ60X12 至Φ59X11.5 T05 合金立銑刀 Φ 32T JT40-MW4-85 500 708 精銑 Φ60X12 T06 合金立銑刀 Φ 32T JT40-MW4-85 600 459 半精鏜 Φ35H7 孔至Φ34.85 T07 鏜刀 Φ34.85 JT40-TZC30-165 450 3510 鉆 2-M6-6H 螺孔中心孔 T0111 鉆 2-M6-6H 底孔至Φ5 T08 直柄麻花鉆 Φ5 JT40-Z6-45JZM6 650 3512 2-M6-6H 孔端倒角 T02 500 2013 攻 2-M6-6H 螺紋 T09 機用絲錐,中錐 M6 JT40-G1 JT3 100 10014 鉸 Φ35H7 孔 T10 套式鉸刀 35AH7 JT40-K19-140 100 5015 M0116 在 Φ35H7 孔中手動裝入工藝堵 專用工藝堵Ⅱ29- 5417 B90° G5518 鉆 2-Φ15H7 孔中心孔 T0119 鉆 2-Φ 15H7 至 Φ14 T11 錐柄麻花鉆 Φ14 JT40-M1-35 450 6020 擴 2-Φ15H7 至Φ14.85 T12 錐柄端刃擴孔鉆 Φ 14.85 JT40-M2-50 200 4021 鉸 2-Φ15H7 孔 T13 錐柄長刃鉸刀 Φ15AH7 JT40-M2-50 100 60參考文獻 零件數控加工工藝分析及工藝裝備設計9[1] 董玉紅．數控技術[M]．北京：高等教育出版社，2004．[2] 覃嶺．數控加工工藝基礎[M]．重慶：重慶大學出版社，2004．[3] 戴向國，等．Mastercam9．0 數控加工基礎教程[M]．北京：人民郵電出版社，2004．[4] 范俊廣．數控機床及應用[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1998．[5] 楊毅．數控加工的工藝設計[J]．機械工程師，2001，2(2)：24—26．[6] 惠延坡，沙杰等． 加工中心的數控編程與操作技術[M]． 北京：機械工業(yè)出版社，2001． [7] 全國數控培訓網絡天津分中心編．數控編程．北京：機械工業(yè)出版社，1997.[8] 王啟平等.機械制造工藝學[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,2002.[9] 葉伯生．計算機數控系統原理、編程與操作[M]．武漢：華中理工大學出版社．1999．[10] 張福潤等.機械制造基礎[M]. 武漢:華中科技大學出版社,2000.[11] 劉慧芬等.機床與夾具[M].北京: 清華大學出版社,2005.[12] 許祥泰等.數控加工編程實用技術[M].北京: 機械工業(yè)出版社,2002.[13] 孫竹等.加工中心編程與操作[M].北京: 機械工業(yè)出版社,1999.[14] 朱正心等.機械制造技術[M].北京: 機械工業(yè)出版社,1999.[15] John Wilson.AutoCAD2000:3D modeling:a visual approach.[M] Autodesk Press, 2000.[16] 黃康關等.數控加工編程[M]. 上海交通大學出版社. 2004.8.[17] 王啟平等.機械制造工藝學[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,2002.[18] 上海柴油機廠工藝設備研究所編.金屬切削機床夾具設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1984.12[19] 陳洪濤.數控加工工藝與編程[M]. 高等教育出版社 2003.8.[20] 彭文生等.機械設計與機械原理[M]. 華中理工大學出版社. 1998.