型腔類零件設(shè)計及加工工藝分析畢業(yè)設(shè)計.doc

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1、1 概述 隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜，人們對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率也提出了越來越高的要求。尤其是航空航天、軍事、造船等領(lǐng)域所需要的零件，精度要求越來越高，形狀也越來越復(fù)雜，這些零件用普通機(jī)床是難以加工的。 數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用計算機(jī)自動控制，自動檢測及精密機(jī)械等高新技術(shù)產(chǎn)物。 數(shù)控機(jī)床（Numerically Controlled Machine Toll）簡稱數(shù)控(NC)，是近代發(fā)展起來的一種自動控制機(jī)床通過數(shù)字信息自動控制機(jī)床的運轉(zhuǎn)。數(shù)控機(jī)床的加工程序和運動變量通

2、過數(shù)控裝置自動控制，同時具有自動換刀，自動測量，自動潤滑和自動冷卻等功能，現(xiàn)今已廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造的各個領(lǐng)域，而且具有極好的發(fā)展前景。作為一種高效的自動化加工設(shè)備，它嚴(yán)格按照加工設(shè)置，自動對工件進(jìn)行加工。從數(shù)控系統(tǒng)外部輸入的直接用于加工的程序稱為數(shù)控加工程序，簡稱數(shù)控程序，它是機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用軟件。與數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件對應(yīng)的是數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部的系統(tǒng)軟件，而系統(tǒng)軟件是用于數(shù)控系統(tǒng)工作控制的。當(dāng)然，如果沒有合理有效的零件及加工工藝的分析，這一技術(shù)也不能發(fā)揮其功效，所以，掌握加工工藝的制定實施也是一個重要環(huán)節(jié)。 型腔類零件一般帶有孔或槽等腔類結(jié)構(gòu)，大多為方圓結(jié)合類零件，對其配合要求很高，又由于

3、軌跡曲線有嚴(yán)格的集合精度要求，所以加工難度大，而且軌跡精度要求高，必須保證型腔的尺寸精度，幾何精度和互相位置精度。該畢業(yè)設(shè)計即型腔類零件設(shè)計及加工工藝分析，幾乎涵蓋了數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的整個過程，主要包括零件圖的分析、機(jī)床的選擇、定位基準(zhǔn)的的選擇、刀具的選擇、裝夾方案的確定、加工工序的劃分、工序順序的確定、走刀路線的確定、加工余量的確定、切削用量的選擇、冷卻液的選擇、工藝卡的制定、程序的編制等。要保證零件質(zhì)量必須對加工工藝有極好的理解并能合理運用于實際加工當(dāng)中，該畢業(yè)設(shè)計大體上就是從以上面入手，對所選型腔零件（零件3）進(jìn)行分析加工的。此外，該畢業(yè)設(shè)計也是對3D型腔零件的加工分析,因為它集Pro/E三

4、維設(shè)計和AUTO CAD二維設(shè)計于一體，所以這就要求必須全面掌握所學(xué)的制圖的理論知識和各種制圖軟件，把所學(xué)的知識應(yīng)用到實踐當(dāng)中去，對各方面都是一種考驗和提升。 2 零件的加工工藝 2.1型腔零件介紹 型腔類零件是機(jī)器及其部件的基礎(chǔ)零件，它將機(jī)器及其部件中的軸、軸承套和齒輪等零件按一定的相互關(guān)系裝配成一整體，并按預(yù)定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)運動。因此，型腔零件的加工質(zhì)量，直接影響著機(jī)器的性能，精度和壽命。此外，型腔零件的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，但仍有它們共同的特點：帶有孔或槽等腔類結(jié)構(gòu)，大多為方圓結(jié)合類零件，內(nèi)部呈腔形，加工部位多，加工難度大，既有精度要求較高的孔系和平面，也有許多精度

5、要求較低的緊固孔。因此，一般中型機(jī)床制造廠用于箱體類零件的機(jī)械加工勞動量約占整個產(chǎn)品加工量的15%~20%。 要完成型腔零件的設(shè)計加工，其工藝是非常重要的，且步驟較多，其中比較重要的環(huán)節(jié)有：1.零件圖的工藝性分析；2.加工方法的選擇；3.工序的劃分；4.走刀路線及工序步驟；5.加工刀具的選擇；6.加工余量的確定；7.切削用量的選擇；等等。 2.2 零件圖分析 2.2.1 零件3的相關(guān)視圖 1、如下圖2-1，該圖說明了型腔零件3的安裝位置以及同其他零件的裝配方式： 圖2-1 零件3的安裝位置及相關(guān)配合 2、如圖2-2，該圖包含了零件3的二維視圖及相關(guān)尺寸，以及對零件3的加工要求：

6、 2-2 零件3的相關(guān)二維視圖及要求 2.2.2 零件3的圖形分析 根據(jù)圖2-1，熟悉零件在產(chǎn)品中的作用、位置、裝配關(guān)系和工作條件，搞清楚各項技術(shù)要求對零件裝配質(zhì)量和使用性能的影響，然后結(jié)合圖2-2找出主要的和關(guān)鍵的技術(shù)要求，對零件圖樣進(jìn)行分析。 1、檢查零件圖的完整性和正確性 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)注是否齊全、合理等。 在圖2-2零件3的相關(guān)二維視圖及要求中，包含了零件3的主視圖、俯視圖、側(cè)視圖以及局部視圖等相關(guān)說明圖形，對各結(jié)構(gòu)尺寸及粗糙度和形位公差等也有了詳細(xì)的標(biāo)注完整地表

7、現(xiàn)了零件3的機(jī)構(gòu)外形，方便了對其立體圖的繪制和下一步的加工計劃。 2、零件的技術(shù)要求分析 零件的技術(shù)要求包括下列幾個方面：加工表面的尺寸精度；主要加工表面的形狀精度；主要加工表面之間的相互位置精度；加工表面的粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其它要求；熱處理要求；其它要求(如未注圓角或倒角、去毛刺、毛坯要求)等。 針對該畢業(yè)設(shè)計中的零件3，這些技術(shù)要求也均已在圖2-2中進(jìn)行標(biāo)注，如：底部平面的平面度為0.015mm，底部環(huán)形槽的粗糙度要求為去除材料方法粗糙度值上限1.

8、6mm，對其余未注粗糙度要求如圖2-2右上角所注，為去除材料加工粗糙度上限3.2mm。 另外，要分析這些要求在保證使用性能的前提下是否經(jīng)濟(jì)合理，在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下能否實現(xiàn)，特別要分析主要表面的技術(shù)要求，因為主要表面的加工確定了零件工藝過程的大致輪廓。 2.2.3 零件3立體圖的繪制 1、根據(jù)圖2-1、2-2，對零件3的安裝位置和各尺寸大小進(jìn)行觀察分析，參看各形位公差，結(jié)合技術(shù)要求，確定各結(jié)構(gòu)的相對位置關(guān)系，明確了解零件3的作用。在對零件 3有了全面了解之后，根據(jù)平面二維圖的有關(guān)信息，借助Pro/E繪制出其立體三維圖形，（為更好地顯示其全部結(jié)構(gòu)，截取如下兩個不同方向的視圖），圖形如下（2-3、2-4）： 2-3 零件3上部結(jié)構(gòu) 2-4 零件3底部結(jié)構(gòu) 2、對零件3的立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，為以后的加工做好準(zhǔn)備。 5