軸承蓋數(shù)控工藝和夾具設(shè)計(jì)【三維UG】【含CAD圖紙終稿】

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For parts of the structure analysis, formulated the machining process of the part of the content. Choose the parts blank and equipment, determined the locating datum and fixtures, the processing technology of the scheme for parts, and selection of cutting parameter of the analysis of the concrete. Compiled the process card, process card and the cutting tool card, adopt the automatic programming. And use the milling machining center out parts, for the quality analysis.Keywords: polygon convex platform parts; turning processing; CAD;UG-II南湖學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 復(fù)雜零件概述1.1國內(nèi)外數(shù)控發(fā)展概況 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。 長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過程中CNC只是一個(gè)封閉式的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢在必行。1.2數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢1.2.1性能發(fā)展方向（1）柔性化包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。（2）高速高精高效化速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。（3）實(shí)時(shí)智能化早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。（4）工藝復(fù)合性和多軸化以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后，通過自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。1.2.2功能發(fā)展方向（1）科學(xué)計(jì)算可視化科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。（2）多媒體技術(shù)應(yīng)用多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。（3）插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、NANO插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)（非均勻有理B樣條插補(bǔ)）、樣條插補(bǔ)（A、B、C樣條）、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)?。?）內(nèi)裝高性能PLC數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級(jí)語言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗脩艨稍跇?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。（5）用戶界面圖形化用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。由于不同用戶對(duì)界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前INTERNET、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。1.2.3體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展（1）模塊化硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲(chǔ)器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。（2）集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價(jià)格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。（3）通用型開放式閉環(huán)控制模式采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級(jí)，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。（4）網(wǎng)絡(luò)化機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺(tái)機(jī)床上對(duì)其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，不同機(jī)床的畫面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)機(jī)床的屏幕上。1.3 智能化新一代數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代數(shù)控系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系。數(shù)控銑床銑削零件，是理論知識(shí)和實(shí)踐的課題。它主要的意義是讓我們了解數(shù)控技術(shù)，了解數(shù)控技術(shù)給我們生活帶來的方便，給我國的傳統(tǒng)工藝帶來的巨大的改變。同過去的傳統(tǒng)加工相比，數(shù)控不僅加工自動(dòng)化程度高，在數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，除了手工裝卸工件外，全部加工過程都是由機(jī)床自動(dòng)完成。而且，數(shù)控加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控加工尺寸精度通常在0.005-0.1MM之間。數(shù)控加工對(duì)象比較廣泛，生產(chǎn)的效率也比較高：一方面自動(dòng)化程度高，在一次裝夾中能完成較多表面，省去了劃線，多次裝夾，檢測等工序；例如凸輪零件在加工過程中，先把刀對(duì)好，再利用數(shù)控編程技術(shù)使加工深度逐漸的加深，這樣既能不損壞刀具，又能達(dá)到加工要求。這樣就提高了效率。數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)的效率.質(zhì)量是先進(jìn)技術(shù)的主題。21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適用控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用鏈接方便的智能化，如智能化的自動(dòng)編程，自動(dòng)化的人機(jī)界面等；還有智能診斷.智能監(jiān)控方面的內(nèi)容，方便系統(tǒng)的診斷和維修等。為了充分發(fā)揮數(shù)控加工優(yōu)勢，數(shù)控加工正在向工序集中.更高速高效率.更高精度.更高可靠性及更完善的功能方向發(fā)展。課題目的： （1）培養(yǎng)和提高自己綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)一步將自己學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問題當(dāng)中去，使所學(xué)的理論知識(shí)得到鞏固、擴(kuò)大、加深和系統(tǒng)化。（2）學(xué)會(huì)利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)解決普通銑床難以解決的零件，使用現(xiàn)代數(shù)控銑床編程數(shù)控程序銑削凸輪零件，學(xué)會(huì)和同學(xué)們一起互相合作，互相探討，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。2課題任務(wù)、設(shè)計(jì)內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑課題任務(wù)：（1）分析零件的數(shù)控銑削加工工藝。（2）合理的選擇數(shù)控機(jī)床，（3）利用數(shù)控銑床銑削零件。（4）利用CAD/CAM技術(shù)畫圖根據(jù)其圖樣自動(dòng)生成加工程序，然后轉(zhuǎn)換到數(shù)控銑床，讓其加工出合格的零件設(shè)計(jì)內(nèi)容：數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)、程序編制；機(jī)床、刀具、材料的選擇；工件的裝夾；數(shù)控銑；工藝路線的擬定。2 零件圖分析如圖2-1該零件為軸承蓋類零件，可以看出該零件由平面、沉頭孔、螺紋孔組成。圖2-1二維零件圖3 零件加工工藝內(nèi)容3.1 加工精度分析該零件的加工精度為IT6級(jí)，表面粗糙度為0.8um。加工時(shí)應(yīng)保證零件的170mm孔為H6上差為+0.025mm，下差為0mm，表面粗糙度為0.8um;190p6上差為0.079mm下差為0.05mm，有同軸度要求0.02與A基準(zhǔn)，表面粗糙度為1.6um。其余表面粗糙度要求為3.2um，材料不得有裂紋和氣孔，并去除毛刺，符合GB/T1804-M國家標(biāo)準(zhǔn)。 3.2毛坯、余量分析該零件為鍛件材料為1Cr11Ni2WMoV。1Cr11Ni2WMoV材料有良好的硬度、剛度，切削性能。其毛坯尺寸為單邊留余量3mm，各處都有單邊加工余量。由于零件在裝夾和加工過程中存在一定的變形，所以該零件加工成型后會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，只要控制在公差范圍內(nèi)就可以。3.3設(shè)備的選擇根據(jù)數(shù)控車床所加工的對(duì)象來分析，能完成該零件的加工。從零件的結(jié)構(gòu)形狀和精度以及加工的難易程度等條件來選擇數(shù)控設(shè)備的型號(hào)，因?yàn)樵摿慵煽缀吐菁y孔組成，但是考慮到該零件的表面粗糙度和加工精度有一定的要求，為了減少因多次換刀而帶來的人為誤差，避免多次裝夾引起的定位誤差，因此選擇教學(xué)設(shè)備數(shù)控車床，華中數(shù)控XD-A40加工。3.3.1選擇刀具數(shù)控機(jī)床上用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。對(duì)刀具的基本要求：（1）車刀剛性要好。車刀剛性要好的目的有二：一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要；二是為適應(yīng)數(shù)控車床加工過程中難以調(diào)整切削用量的特點(diǎn)；（2）車刀的耐用度要高。尤其是當(dāng)一把車刀加工的內(nèi)容很多時(shí)，如刀具不耐用而磨損較快，不僅會(huì)影響零件的表面質(zhì)量與加工精度，而且會(huì)增加換刀引起的調(diào)刀與對(duì)刀次數(shù)，也會(huì)使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺(tái)階。除上述兩點(diǎn)之外，車刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇及排屑性能等也非常重要。根據(jù)不同的加工內(nèi)容，則需要不同規(guī)格的刀具來進(jìn)行加工，該零件材料為1Cr11Ni2WMoV，毛坯為鍛件單邊留有余量3mm足夠，余量較為充足，考慮到加工效率，接刀痕跡，走刀的重疊量。綜上分析確定粗加工鏜內(nèi)孔160用鏜刀，車右端面和190外圓和230的外圓用45度左偏刀，精加工鏜內(nèi)孔160用鏜刀，車右端面和190外圓和230的外圓用45度左偏刀，換頭裝夾割槽3x1mm用3mm割刀，鏜內(nèi)孔170鏜刀，車外圓45度左偏刀。切削用刀具材料應(yīng)具備的性能有：（1）高速鋼 比工具鋼硬，用于低速或不連續(xù)切削，刀具壽命較長；（2）高性能高速鋼 強(qiáng)韌、抗邊緣磨損性強(qiáng)，用于可粗切或精切任何材料，包括鋼、不銹鋼、非鐵和非金屬材料，切削速度可比高速鋼高，強(qiáng)度和韌性較粉末冶金好；（3）粉末冶金高速鋼 良好的抗熱性和抗碎片磨損，用于切削鋼、高溫合金、不銹鋼、鋁、碳鋼及合金鋼和其他不易加工的材料，切削速度可比高性能高速鋼高15%；（4）硬質(zhì)合金 耐磨損、耐熱，用于可鍛鑄鐵、碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鋁合金的精加工，壽命比一般工具鋼高10-20倍；（5）陶瓷 高硬度、耐熱沖擊性好，用于高速粗加工，鑄鐵和鋼的精加工，也適合加有色金屬和非金屬材料不適合加工鋁、鎂、鈦及其合金，還可用于高速加工；（6）立方氮化硼 超強(qiáng)硬度、耐磨性好，用于硬度大于450HBW材料的高速切削，刀具壽命長，可實(shí)現(xiàn)超精表面加工；（7）聚晶金剛石 超強(qiáng)硬度、耐磨性好，用于粗切和精切鋁等有色金屬和非金屬材料，刀具壽命長，可實(shí)現(xiàn)超精表面加工。刀具卡3-1如下：表3-1 數(shù)控加工刀具卡產(chǎn)品名稱軸承蓋零件零件圖號(hào)1補(bǔ)償值/mm備注序號(hào)刀具號(hào)刀具名稱刀柄型號(hào)刀具 長度/mm1T0101鏜刀 卡尺2T020255度左偏刀45度 卡尺3T0303內(nèi)割刀3mm 實(shí)測4T04外割刀4mm5T05鉆刀9mm6T06鉆刀56T07絲錐M6編制審核批準(zhǔn)共1頁第1頁3.3.2選擇夾具在確定裝夾方案時(shí)，只需根據(jù)已選定的加工表面和定位基準(zhǔn)確定工件的定位夾緊方式，并選擇合適的夾具。 （1）專用夾具：一般在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中采用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。除大批量生產(chǎn)之外，中小批量生產(chǎn)中也需要采用一些專用夾具，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析；（2）組合夾具：組合夾具是一種模塊化的夾具。標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件具有較高的精度和賴磨性，可組裝成各種夾具。夾具用完可拆卸，清洗后可留、待組裝新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，元件能重復(fù)多次使用并具有減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點(diǎn)；（3）通用夾具：已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具。其尺寸、結(jié)構(gòu)已經(jīng)規(guī)范化，而且具有一定的通用性，這類夾具適應(yīng)性強(qiáng)，可用于一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件，價(jià)格便宜。其缺點(diǎn)是夾具精度不高，生產(chǎn)效率也比較低，較難裝夾。一般適用于單件小批量生產(chǎn)中。選擇裝夾方法的要點(diǎn)：（1）盡可能的選擇箱體的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)；粗基準(zhǔn)的選擇要保證重要表面的加工余量均勻，使不加工表面的尺寸、位置符合圖紙的要求，且便于裝夾；（2）銑床高速強(qiáng)力切削時(shí)，定位基準(zhǔn)要有足夠的接觸面積和分布面積，以承受大的切削力且定位移動(dòng)可靠；（3）夾具本身要以銑床工作臺(tái)上的基準(zhǔn)槽或基準(zhǔn)孔來定位并安裝到機(jī)床上，這可確保零件的工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系固定的尺寸關(guān)系，這是和普通機(jī)床的一個(gè)重要區(qū)別。經(jīng)綜合分析：該零件批量小批量幾百件應(yīng)選用通用夾具在特殊特征加工時(shí)選擇專用夾具。該零件為軸類零件，主要特征是內(nèi)孔和外圓，有些特征的位置公差和尺寸公差要求較高，但是在數(shù)控車床上能夠加工的出來。在三爪卡盤上夾持加工內(nèi)孔和外圓，換頭加工另外一端的內(nèi)孔和外圓。最后使用專用夾具放到銑床上銑孔并使用絲錐攻螺紋。3.3.3 軸承蓋外輪廓主要工序尺寸精度分析該工序加工時(shí)應(yīng)主要保證零件的170mm孔為H6上差為+0.025mm，下差為0mm，表面粗糙度為0.8um;190p6上差為0.079mm下差為0.05mm，有同軸度要求0.02與A基準(zhǔn)，表面粗糙度為1.6um。3.3.4 定位方案的確定先使用三爪卡盤在車床上固定加工外輪廓和內(nèi)孔及退刀槽，后面加工9mm和5mm的孔時(shí)都是使用專用夾具定位使用數(shù)控銑床加工。最后在銑床上攻螺紋。故其銑孔夾具圖（JB/T8018.1-1999，如圖3-3）圖3-3 3.3.5 夾緊方案及夾緊元件的確定本套夾具選用壓板和螺母壓緊；其元件主要銷釘支座組成。3.4 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種，用未加工過的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)，用已加工過的表面作為定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。選擇定位基準(zhǔn)要遵循基準(zhǔn)重合原則，即力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣做可以減少基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差和數(shù)控編程中的計(jì)算量，并且能有效地減少裝夾次數(shù)。 3.4.1 夾具裝配草圖圖3.3 夾具裝配圖3.5加工工序的安排工序通常包括切削加工工序、熱處理工序和輔助工序等，工序的安排與否將直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和加工成本。切削加工工序通常按以下原則劃分：（1）以一次安裝作為一道工序；（2）以粗、精加工劃分工序；（3）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序； （4）以加工部位劃分工序。在具有良好冷卻系統(tǒng)的加工中心上，對(duì)于毛坯質(zhì)量高、加工余量較小、加工精度要求不高或新產(chǎn)品試制等單件或生產(chǎn)批量很小的零件，可在加工中心上一次或兩次裝夾完成全部粗、精加工工序。由于本零件的加工余量較小，根據(jù)零件特點(diǎn)將加工內(nèi)容分為粗、精兩個(gè)工序完成。3.5.1加工方案的制定在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡稱為加工路線。加工路線的確定原則：（1）加工路線因保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；（2）使數(shù)值計(jì)算簡單，減少編程工作量；（3）應(yīng)使加工路線最短，這樣既可以減少程序段，又可以減少空刀時(shí)間。根據(jù)零件圖樣，制定以下工藝方案，選取最佳一種，（即加工工時(shí)最短，又能保證質(zhì)量）下面分析一套工藝方案進(jìn)行比較：車削方案：粗鏜160內(nèi)孔粗車190和230外圓精粗鏜160內(nèi)孔精車190和230外圓換頭裝夾切槽粗鏜170粗車190外圓。銑削方案：9鉆刀鉆8個(gè)9孔5的鉆刀鉆8個(gè)5螺紋底孔M6的絲錐攻螺紋分析：遵循刀具集中原則，粗精分開，先面后孔原則故此方案可行。3.6 切削用量的選擇對(duì)于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量。切削用量是加工過程中重要的組成部分，合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。切削用量的因素包括：（1）機(jī)床 機(jī)床剛性、最大轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等；（2）刀具 刀具長度、刃長、刀具刃口、刀具材料、刀具齒數(shù)、刀具直徑等；（3）工件 毛坯材質(zhì)、熱處理性能等；（4）裝夾方式 壓板、臺(tái)鉗、托盤等；（5）冷卻情況 油冷、水冷、氣冷等。當(dāng)進(jìn)行數(shù)控編程時(shí)編程人員必須確定每道工序的切削用量并以指令的形式寫入程序中。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)床的性能最大限度地提高生產(chǎn)率降低成本。3.6.1主軸轉(zhuǎn)速的確定(1) 粗車外圓時(shí)，選取Vc=120m/min，f=0.3mm/r，ap=2mm，粗加工時(shí)直徑為190mm。則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/d =（1000120）/（3.14190）r/min=216r/min進(jìn)給速度：F =fn =（0.3216）mm/min=64.8mm/min考慮刀具強(qiáng)度、機(jī)床剛度等實(shí)際情況，選擇n=200r/min，F(xiàn)=64.8mm/min，ap=2mm。其他同理：工件材料工件材料切削深度/mm切削速度/（m.min-1）進(jìn)給量/（mm.r-1）刀具材料碳素鋼(b 600Mpa）粗加工5760800.20.4YT類粗加工23801200.20.4精加工0.20.31201500.10.2鉆中心孔500800W18Cr4V鉆孔300.10.2切斷（寬度5mm）701100.10.2YT類鑄鐵（200HBS以下）粗加工50700.20.4YG類精加工701000.10.2切斷（寬度5mm）50700.10.23.6.2進(jìn)給速度的確定粗車外圓直徑為190mm進(jìn)給速度：F =fn =（0.3216）mm/min=64.8mm/min其他算法同理3.6.3背吃刀量的確定背吃刀量是根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使被吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般留0.2-0.5mm。選擇時(shí)應(yīng)使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。如切削用量表3-4所示：表3-4 切削用量表工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/min背吃刀量mm粗車左端面T0202端面車刀2003000.3精車左端面T0202端面車刀6001500.1粗車右端面T0202端面車刀2003000.3精車右端面T0202端面車刀6001500.1鉆孔9鉆刀9200800.1鉆底孔5鉆刀5200800.1攻螺紋M6絲錐M6603.6.4冷卻液的選擇為了刀具和工件的溫度，不僅要減少切削熱的產(chǎn)生，而且要改善散熱條件，使用切削液可以有效的降低溫度還可以防止切削層金屬的變形。減少切削與刀具前面的摩擦和工件與刀具后面的摩擦，現(xiàn)有冷卻液分為：水溶液、乳化液和切削油三大類。根據(jù)零件材料和刀具材料分析，為了得到較高的表面質(zhì)量和精度，并且減少水與鋁的化學(xué)反應(yīng)。所以選取10乳化液效果較好。 冷卻液表3-5如下所示： 表3-5 冷卻液主要成分及作用冷卻液名稱主要成分主要作用水溶液水、防銹添加劑冷卻乳化液水、油、乳化悸冷卻、潤滑、防銹切削油礦物油、動(dòng)植物油、極壓油添加劑或油性潤滑3.7 編寫工藝文件工藝設(shè)計(jì)完成后就需要形成紙質(zhì)或電子文檔，常稱為工藝卡片或工藝規(guī)程，可統(tǒng)稱為工藝文件。工藝文件應(yīng)包括下列內(nèi)容：（1）機(jī)床、工裝、量具和量儀、附件、毛坯等規(guī)格型號(hào)；（2）工序、工步表格；（3）和工序、工步表格相關(guān)聯(lián)的程序清單； （4）和管理有關(guān)的工時(shí)定額、日期、人員、權(quán)限等記錄。3.7.1 工藝過程卡注釋：工序過程卡見附錄3.7.2 工序卡注釋：工序過程卡見附錄3.8 實(shí)體造型4 零件的數(shù)控加工程序編制4.1 零件加工程序數(shù)控車床部分：程序一：程序號(hào)程序程序注釋O0001程序名G99G97G21定坐標(biāo)系公制單位M03S600F0.3啟動(dòng)主軸確定轉(zhuǎn)速進(jìn)給T0101調(diào)用一號(hào)刀鏜刀G00X156Z5定位G1Z-57走刀鏜內(nèi)孔G0X150退刀x軸Z5退刀z軸X161.5Z5定位G1Z0Z軸進(jìn)刀G1X159.5X軸進(jìn)刀Z-10走刀G0X150退刀x軸Z5退刀z軸X150Z200回參考點(diǎn)T0202換刀G0X237Z5定位G71U0.5W0R10循環(huán)車削外輪廓G71P100Q200U0.5W0.5F0.3S800N100G0X153S1100F0.1確定精加工主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給G1Z0Z向走刀X188X向走刀X190 Z-1倒角Z-7走刀G2X192Z-8R1倒圓弧G1X228走刀x向X230Z-9倒角N200Z-20Z向走刀G70P100Q200精加工外輪廓G0X100Z200回參考點(diǎn)M30主軸停止%換頭裝夾程序二： 程序號(hào)程序程序注釋O0002程序名G99G97G21定參考坐標(biāo)和確定公制單位T0303換3號(hào)刀內(nèi)割刀M03S500F0.1主軸開啟確定轉(zhuǎn)速和進(jìn)給G0X150Z55定位Z-44Z向定位G1X172走刀切槽G04X2.0暫停2sG0X150X軸退刀Z5Z軸退刀G0 X200Z200回參考點(diǎn)T0101換刀G0X153Z1定位G90X158Z-42G90循環(huán)鏜內(nèi)孔X162內(nèi)孔直徑X166內(nèi)孔直徑X168內(nèi)孔直徑X169.5內(nèi)孔直徑T0202退刀G0X238Z2回參考點(diǎn)G71U0.5W0R3循環(huán)粗車外輪廓G71P100Q200U0.5W0.5F0.3S800N100G0X150X軸進(jìn)刀G1Z0S1200F0.1確定精車主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給X188走刀X190Z-1倒角Z-34Z向走刀N200G1X230X向走刀G70P100Q200精車加工G0X200Z200返回參考點(diǎn)T0404換刀外圓割刀G0X192Z-24定位G75R0.5割槽循環(huán)加工G75X186Z-34P2000Q1000F0.1G0X230退刀X250Z250返回參考點(diǎn)M30主軸停止%數(shù)控銑床部分：程序三：鉆孔8個(gè)9mm程序號(hào)程序程序注釋%1234程序名G54X0Y0Z10建立工件坐標(biāo)系，定位起點(diǎn)G90G17絕對(duì)編程，定義加工面M03S1000啟動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)G43G01Z10F200刀具補(bǔ)償M98P200調(diào)用子程序%2000G68X0Y0P45旋轉(zhuǎn)角度45M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P90旋轉(zhuǎn)角度90M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P135旋轉(zhuǎn)角度135M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P180旋轉(zhuǎn)角度180M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P225旋轉(zhuǎn)角度225M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P270旋轉(zhuǎn)角度270M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P315旋轉(zhuǎn)角度315M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P360旋轉(zhuǎn)角度360G49Z50調(diào)用子程序G69M30取消旋轉(zhuǎn)，程序返回起始點(diǎn)%200子程序名G41G01X0Y105F200直線插補(bǔ)Z-9直線插補(bǔ)Z10退刀G40X0Y0回到原點(diǎn)M99調(diào)用子程序結(jié)束程序四：鉆孔8個(gè)底孔5mm程序號(hào)程序程序注釋%1234程序名G54X0Y0Z10建立工件坐標(biāo)系，定位起點(diǎn)G90G17絕對(duì)編程，定義加工面M03S1000啟動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)G43G01Z10F200刀具補(bǔ)償M98P200調(diào)用子程序%2000G68X0Y0P45旋轉(zhuǎn)角度45M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P90旋轉(zhuǎn)角度90M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P135旋轉(zhuǎn)角度135M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P180旋轉(zhuǎn)角度180M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P225旋轉(zhuǎn)角度225M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P270旋轉(zhuǎn)角度270M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P315旋轉(zhuǎn)角度315M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P360旋轉(zhuǎn)角度360G49Z50調(diào)用子程序G69M30取消旋轉(zhuǎn)，程序返回起始點(diǎn)%200子程序名G41G01X0Y90F200直線插補(bǔ)Z-15直線插補(bǔ)Z10退刀G40X0Y0回到原點(diǎn)M99調(diào)用子程序結(jié)束程序五：攻螺紋M6程序號(hào)程序程序注釋%1234程序名G54X0Y0Z10建立工件坐標(biāo)系，定位起點(diǎn)G90G17絕對(duì)編程，定義加工面M03S1000啟動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)G43G01Z10F200刀具補(bǔ)償M98P200調(diào)用子程序%2000G68X0Y0P45旋轉(zhuǎn)角度45M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P90旋轉(zhuǎn)角度90M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P135旋轉(zhuǎn)角度135M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P180旋轉(zhuǎn)角度180M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P225旋轉(zhuǎn)角度225M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P270旋轉(zhuǎn)角度270M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P315旋轉(zhuǎn)角度315M98P200調(diào)用子程序G68X0Y0P360旋轉(zhuǎn)角度360G49Z50調(diào)用子程序G69M30取消旋轉(zhuǎn)，程序返回起始點(diǎn)%200子程序名G41G01X0Y105F200直線插補(bǔ)G84X0Y90Z-12R7P2F1.25L2攻絲Z10退刀G40X0Y0回到原點(diǎn)M99調(diào)用子程序結(jié)束致 謝經(jīng)過這段時(shí)間的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。從開始思考論文題目到系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，再到論文設(shè)計(jì)的完成，每走一步對(duì)我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間獨(dú)立完成的最大的項(xiàng)目。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識(shí)也有很多感受。我開始了獨(dú)立的學(xué)習(xí)和試驗(yàn)，查看相關(guān)的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起來，每一次改進(jìn)都是我學(xué)習(xí)的收獲，每一次試驗(yàn)的成功都會(huì)讓我興奮好一段時(shí)間。最后，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師。是他們?cè)谖耶厴I(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì),使我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示衷心的感激。各位老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。無論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他們耐心的輔導(dǎo)。本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于各位老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。同時(shí)我在網(wǎng)上也搜集了不少資料，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成。在此本系的全體老師表示由衷的謝意。大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無盡的難舍與眷戀。從這里走出，對(duì)我的人生來說，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。即將結(jié)束再次學(xué)習(xí)的生活，相信等待我的是一片充滿機(jī)遇、風(fēng)險(xiǎn)與快樂的土地；也相信我和同仁們的事業(yè)必將如涅磐之鳳、浴火之凰。參考文獻(xiàn)1 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