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密 級(jí) 分類號(hào) 編 號(hào) 成 績(jī) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外 文 翻 譯 原 文 標(biāo) 題 The Effective Use in the Process of Numerical Technology in Mechanical Manufacturing 譯 文 標(biāo) 題 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的有效應(yīng)用 作者所在系別 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專業(yè) 車輛工程 作者所在班級(jí) B13142 作 者 姓 名 郝立新 作 者 學(xué) 號(hào) 201322375 指導(dǎo)教師姓名 趙秋芳 指導(dǎo)教師職稱 副教授 完 成 時(shí) 間 2017 年 2 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 1 譯文標(biāo)題 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的有效應(yīng)用 原文標(biāo)題 The Effective Use in the Process of Numerical Control Technology in Mechanical Manufacturing 作 者 Lian Fu Yang Hong Sun 譯 名 無 國 籍 中國 原文出處 Trans Tech Publications 摘要 隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展 傳統(tǒng)的加工技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的 需要 數(shù)控技術(shù)改變了形勢(shì) 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的合理應(yīng)用將對(duì)現(xiàn)代工業(yè)的 發(fā)展起到至關(guān)重要的作用 本文分析了數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用 通過對(duì)數(shù) 控技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的研究 指出數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 指明了未來的發(fā)展方向 關(guān)鍵詞 數(shù)控技術(shù) 機(jī)械制造 有效應(yīng)用 數(shù)控 N C 是一種可編程的自動(dòng)化系統(tǒng) 通過數(shù)字 字母和其他符號(hào)來控 制加工設(shè)備 數(shù)字 字母和符號(hào)用適當(dāng)?shù)母袷骄幋a成一個(gè)特定工件的指令程序 更改作業(yè)時(shí) 必須更改指令程序 改變程序可以使 N C 適合于中小批次的生產(chǎn) 改寫程序要比改裝設(shè)備容易得多 數(shù)控機(jī)床有兩種基本類型 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)型和連續(xù)路徑型 又稱輪廓型 點(diǎn)對(duì)點(diǎn) 機(jī)采用異步電動(dòng)機(jī) 其結(jié)果是加工頭位置只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)或只由一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)運(yùn) 行 這種機(jī)器主要用于直線切割 鉆孔或鏜孔 N C 系統(tǒng)由以下部分組成 數(shù)據(jù)輸入部分 帶控制單元的讀卡器 反饋裝 置 和金屬切削機(jī)床或其他類型的 N C 設(shè)備 數(shù)據(jù)輸人裝置 也稱 人機(jī)聯(lián)系裝置 可用人工或全自動(dòng)方法向機(jī)床提供 數(shù)據(jù) 人工方法作為輸人數(shù)據(jù)唯一方法時(shí) 只限于少量輸入 人工輸入裝置有鍵 盤 撥號(hào)盤 按鈕 開關(guān)或撥輪選擇開關(guān) 這些都位于機(jī)床附近的一個(gè)控制臺(tái)上 撥號(hào)盤通常連到一個(gè)同步解析器或電位計(jì)的模擬裝置上 在大多數(shù)情況下 按鈕 開關(guān)和其他類似的旋鈕是數(shù)據(jù)輸入元件 人工輸入需要操作者控制每個(gè)操作 這 是一個(gè)既慢又單調(diào)的過程 除了簡(jiǎn)單加工場(chǎng)合或特殊情況 已很少使用 幾乎所有情況下 信息都是通過卡片 穿孔紙帶或磁帶自動(dòng)提供給控制單元 在傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)中 八信道穿孔紙帶是最常用的數(shù)據(jù)輸入形式 紙帶上的編碼 指令由一系列稱為程序塊的穿孔組成 每一個(gè)程序塊代表一種加工功能 一種操 作或兩者的組合 紙帶上的整個(gè)數(shù)控程序由這些連續(xù)數(shù)據(jù)單元連接而成 帶有程 2 序的長(zhǎng)帶子像電影膠片一樣繞在盤子上 相對(duì)較短的帶子上的程序可通過將紙帶 兩端連接形成一個(gè)循環(huán)而連續(xù)不斷地重復(fù)使用 帶子一旦安裝好 就可反復(fù)使用 而無需進(jìn)一步處理 此時(shí) 操作者只是簡(jiǎn)單地上 下工件 穿孔紙帶是在帶有特 制穿孔附件的打字機(jī)或直接連到計(jì)算機(jī)上的紙帶穿孔裝置上做成的 紙帶制造很 少不出錯(cuò) 錯(cuò)誤可能由編程 卡片穿孔或編碼 紙帶穿孔時(shí)的物理損害等形成 通常 必須要試走幾次來排除錯(cuò)誤 才能得到一個(gè)可用的工作紙帶 雖然紙帶上的數(shù)據(jù)是自動(dòng)進(jìn)給的 但實(shí)際編程卻是手工完成的 在編碼紙帶 做好前 編程者經(jīng)常要和一個(gè)計(jì)劃人員或工藝工程師一起工作 選擇合適的數(shù)控 機(jī)床 決定加工材料 計(jì)算切削速度和進(jìn)給速度 決定所需刀具類型 仔細(xì)閱讀 零件圖上尺寸 定下合適的程序開始的零參考點(diǎn) 然后寫出程序清單 其上記載 有描述加工順序的編碼數(shù)控指令 機(jī)床按順序加工工件到圖樣要求 控制單元接受和儲(chǔ)存編碼數(shù)據(jù) 直至形成一個(gè)完整的信息程序塊 然后解釋 數(shù)控指令 并引導(dǎo)機(jī)床得到所需運(yùn)動(dòng) 為更好理解控制單元的作用 可將它與撥號(hào)電話進(jìn)行比較 即每撥一個(gè)數(shù)字 就儲(chǔ)存一個(gè) 當(dāng)整個(gè)數(shù)字撥好后 電話就被激活 也就完成了呼叫 裝在控制單元里的紙帶閱讀機(jī) 通過其內(nèi)的硅光二極管 檢測(cè)到穿過移動(dòng)紙 帶上的孔漏過的光線 將光束轉(zhuǎn)變成電能 并通過放大來進(jìn)一步加強(qiáng)信號(hào) 然后 將信號(hào)送到控制單元里的寄存器 由它將動(dòng)作信號(hào)傳到機(jī)床驅(qū)動(dòng)裝置 有些光電裝置能以高達(dá)每秒 1000 個(gè)字節(jié)的速度閱讀 這對(duì)保持機(jī)床連續(xù)動(dòng) 作是必須的 否則 在輪廓加工時(shí) 刀具可能在工件上產(chǎn)生劃痕 閱讀裝置必須 要能以比控制系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)更快的速度來閱讀數(shù)據(jù)程序塊 反饋裝置是用在一些數(shù)控設(shè)備上的安全裝置 它可連續(xù)補(bǔ)償控制位置與機(jī)床 運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)的實(shí)際位置之間的誤差 裝有這種直接反饋檢查裝置的數(shù)控機(jī)床有一個(gè) 閉環(huán)系統(tǒng)裝置 位置控制通過傳感器實(shí)現(xiàn) 在實(shí)際工作時(shí) 記錄下滑臺(tái)的位置 并將這些信息送回控制單元 接受到的信號(hào)與紙帶輸入的信號(hào)相比較 它們之間 的任何偏差都可得到糾正 在另一個(gè)稱為開環(huán)的系統(tǒng)中 機(jī)床僅由響應(yīng)控制器命令的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)定 位 工件的精度幾乎完全取決于絲杠的精度和機(jī)床結(jié)構(gòu)的剛度 有幾個(gè)理由可以 說明步進(jìn)電機(jī)是一個(gè)自動(dòng)化申請(qǐng)的非常有用的驅(qū)動(dòng)裝置 對(duì)于一件事物 它被不 連續(xù)直流電壓脈沖驅(qū)使 是來自數(shù)傳計(jì)算機(jī)和其他的自動(dòng)化的非常方便的輸出控 制系統(tǒng) 當(dāng)多數(shù)是索引或其他的自動(dòng)化申請(qǐng)所必備者的時(shí)候 步進(jìn)電機(jī)對(duì)運(yùn)行一 3 個(gè)精確的有角進(jìn)步也是理想的 因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)不需要監(jiān)聽就提供特定的輸出指令 而且期待系統(tǒng)適當(dāng)?shù)胤磻?yīng)的公開 環(huán)操作造成一個(gè)回應(yīng)環(huán) 步進(jìn)電機(jī)是理想的 一些工業(yè)的機(jī)械手使用高抬腿運(yùn)步的馬乘汽車駕駛員 而且步進(jìn)電機(jī)是有用的在 數(shù)字受約束的工作母機(jī)中 這些申請(qǐng)的大部分是公開 環(huán) 但是雇用回應(yīng)環(huán)檢 測(cè)受到驅(qū)策的成份位置是可能的 環(huán)的一個(gè)分析者把真實(shí)的位置與需要的位置 作比較 而且不同是考慮過的錯(cuò)誤 那然后駕駛員能發(fā)行對(duì)步進(jìn)電機(jī)的電脈沖 直到錯(cuò)誤被減少對(duì)準(zhǔn)零位 在這個(gè)系統(tǒng)中 沒有信息反饋到控制單元的自矯正過 程 出現(xiàn)誤動(dòng)作時(shí) 控制單元繼續(xù)發(fā)出電脈沖 比如 一臺(tái)數(shù)控銑床的工作臺(tái)突 然過載 阻力矩超過電機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí) 將沒有響應(yīng)信號(hào)送回到控制器 因?yàn)?步進(jìn)電 機(jī)對(duì)載荷變化不敏感 所以許多數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)允許電機(jī)停轉(zhuǎn) 然而 盡管有可能 損壞機(jī)床結(jié)構(gòu)或機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) 也有使用帶有特高轉(zhuǎn)矩步進(jìn)電機(jī)的其他系統(tǒng) 此 時(shí) 電動(dòng)機(jī)有足夠能力來應(yīng)付系統(tǒng)中任何偶然事故 最初的數(shù)控系統(tǒng)采用開環(huán)系統(tǒng) 在開 閉環(huán)兩種系統(tǒng)中 閉環(huán)更精確 一般 說來更昂貴 起初 因?yàn)樵葌鹘y(tǒng)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的功率限制 開環(huán)系統(tǒng)幾乎全部 用于輕加工場(chǎng)合 最近出現(xiàn)的電液步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已越來越多地用于較重的加工領(lǐng)域 4 附錄 The Effective Use in the Process of Numerical Control Technology in Mechanical Manufacturing Numerical control N C is a form of programmable automation in which the processing equipment is controlled by means of numbers letters and other symbols The numbers letters and symbols are coded in an appropriate format to define a program of instructions for a particular workpart or job When the job is changed the program of instructions must be changed The capability to change the program is what makes N C suitable for low volume and medium volume production It is much easier to write programs than to make major alterations of the processing equipment There are two basic types of numerically controlled machine tools point to point and continuous path also called contouring Point to point machines use unsynchronized motors with the result that the position of the machining head Can be assured only upon completion of a movement or while only one motor is running Machines of this type are principally used for straight line cuts or for drilling or boring The N C system consists of the following components data input the tape reader with the control unit feedback devices and the metal cutting machine tool or other type of N C equipment Data input also called man to control link may be provided to the machine tool manually or entirely by automatic means Manual methods when used as the sole source of input data are restricted to a relatively small number of inputs Examples of manually operated devices are keyboard dials pushbuttons switches or thumbwheel selectors These are located on a console near the machine Dials ale analog devices usually connected to a synchronization type resolver or potentiometer In most cases pushbuttons switches and other similar types of selectors are digital input devices Manual input requires that the operator set the controls for each operation It is a slow and tedious process and is seldom justified except in elementary machining applications or in special cases In practically all cases information is automatically supplied to the control unit and 5 the machine tool by cards punched tapes or by magnetic tape Eight channel punched paper tape is the most commonly used form of data input for conventional N C systems The coded instructions on the tape consist of sections of punched holes called blocks Each block represents a machine function a machining operation or a combination of the two The entire N C program on a tape is made up of an accumulation of these successive data blocks Programs resulting in long tapes all wound on reels like motion picture film Programs on relatively short tapes may be continuously repeated by joining the two ends of the tape to form a loop Once installed the tape is used again and again without further handling In this case the operator simply loads and unloads the parts Punched tapes ale prepared on type writers with special tape punching attachments or in tape punching units connected directly to a computer system Tape production is rarely error free Errors may be initially caused by the part programmer in card punching or compilation or as a result of physical damage to the tape during handling etc Several trial runs are often necessary to remove all errors and produce an acceptable working tape While the data on the tape is fed automatically the actual programming steps ale done manually Before the coded tape may be prepared the programmer often working with a planner or a process engineer must select the appropriate N C machine tool determine the kind of material to be machined calculate the speeds and feeds and decide upon the type of tooling needed The dimensions on the part print are closely examined to determine a suitable zero reference point from which to start the program A program manuscript is then written which gives coded numerical instructions describing the sequence of operations that the machine tool is required to follow to cut the part to the drawing specifications The control unit receives and stores all coded data until a complete block of information has been accumulated It then interprets the coded instruction and directs the machine tool through the required motions The function of the control unit may be better understood by comparing it to the action of a dial telephone where as each digit is dialed it is stored When the entire number has been dialed the equipment becomes activated and the call is completed Silicon photo diodes located in the tape reader head on the control unit detect light as it passes through the holes in the moving tape The light beams are converted to electrical 6 energy which is amplified to further strengthen the signal The signals are then sent to registers in the control unit where actuation signals are relayed to the machine tool drives Some photoelectric devices are capable of reading at rates up to 1000 characters per second High reading rates are necessary to maintain continuous machine tool motion otherwise dwell marks may be generated by the cutter on the part during contouring operations The reading device must be capable of reading data blocks at a rate faster than the control system can process the data A feedback device is a safeguard used on some N C installations to constantly compensate for errors between the commanded position and the actual location of the moving slides of the machine tool An N C machine equipped with this kind of a direct feedback checking device has what is known as a closed loop system Positioning control is accomplished by a sensor which during the actual operation records the position of the slides and relays this information back to the control unit Signals thus received ale compared to input signals on the tape and any discrepancy between them is automatically rectified In an alternative system called an open loop system the machine is positioned solely by stepping motor drives in response to commands by a controllers There are three basic types of NC motions as follows Point to point or Positional Control In point to point control the machine tool elements tools table etc are moved to programmed locations and the machining operations performed after the motions are completed The path or speed of movement between locations is unimportant only the coordinates of the end points of the motions are accurately controlled This type of control is suitable for drill presses and some boring machines where drilling tapping or boring operations must be performed at various locations on the work piece Straight Line or Linear Control Straight Line control systems are able to move the cutting tool parallel to one of the major axes of the machine tool at a controlled rate suitable for machining It is normally only possible to move in one direction at a time so angular cuts on the work piece are not possible consequently for milling machines only rectangular configurations can be machined or for lathes only surfaces parallel or perpendicular to the spindle axis can be machined This type of controlled motion is often referred to as linear control or a half axis of control Machines with this 7 form of control are also capable of point to point control Continuous Path or Contouring Control In continuous path control the motions of two or more of the machine axes are controlled simultaneously so that the position and velocity of the can be tool are changed continuously In this way curves and surfaces can be machined at a controlled feed rate It is the function of the interpolator in the controller to determine the increments of the individual controlled axes of the machines necessary to produce the desired motion This type of control is referred to as continuous control or a full axis of control Some terminology concerning controlled motions for NC machines has been introduced For example some machines are referred to as four or five or even six axis machines For a vertical milling machine three axes of control are fairly obvious these being the usual X Y Z coordinate directions A fourth or fifth axis of control would imply some form of rotary table to index the work piece or possibly to provide angular motion of the work head Thus in NC terminology an axis of control is any controlled motion of the machine elements spindles tables etc A further complication is use of the term half axis of control for example many milling machines are referred to as 2 5 axis machine This means that continuous control is possible for two motions axes and only linear control is possible for the third axis Applied to vertical milling machines 2 5axis control means contouring in the X Y plane and linear motion only in the Z direction With these machines three dimensional objects have to be machined with water lines around the surface at different heights With an alternative terminology the same machine could be called a 2CL machine C for continuous L for linear control Thus a milling machine with continuous control in the X Y Z directions could be termed be a three axis machine or a 3c machine Similarly lathes are usually two axis or 2C machines The degree of work precision depends almost entirely upon the accuracy of the lead screw and the rigidity of the machine structure With this system there is no self correcting action or feedback of information to the control unit In the event of an unexpected malfunction the control unit continues to put out pulses of electrical current If for example the table on an N C milling machine were suddenly to become overloaded no response would be sent back to the controller Because stepping motors are not sensitive to load variations many N C systems are designed to permit the motors to stall when the resisting torque exceeds the 8 motor torque Other systems are in use however which in spite of the possibility of damage to the machine structure or to the mechanical system ale designed with special high torque stepping motors In this case the motors have sufficient capacity to overpower the system in the event of almost any contingency The original N C used the closed loop system Of the two systems closed and open loop closed loop is more accurate and as a consequence is generally more expensive Initially open loop systems were used almost entirely for light duty applications because of inherent power limitations previously associated with conventional electric stepping motors Recent advances in the development of electro hydraulic stepping motors have led to increasingly heavier machine load applications 參考文獻(xiàn) 1 LianFuYang HongSun TheEffectiveUseintheProcessofNumericalControlTechno logyinMechanicalManufacturing J AppliedMechanicsandMaterials 2014 2948 4 96 指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 語 外文翻譯成績(jī) 指導(dǎo)教師簽字 年 月 日 注 1 指導(dǎo)教師對(duì)譯文進(jìn)行評(píng)閱時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面 翻譯的外文文獻(xiàn)與畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 的主題 是否高度相關(guān) 并作為外文參考文獻(xiàn)列入畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 的參考文獻(xiàn) 翻譯的外文文獻(xiàn)字?jǐn)?shù) 是否達(dá)到規(guī)定數(shù)量 3 000 字以上 譯文語言是否準(zhǔn)確 通順 具有參考價(jià)值 2 外文原文應(yīng)以附件的方式置于譯文之后 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 報(bào)告 論文 題目 泵體零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 編程及夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書 作者所在系部 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專業(yè) 車輛工程 作者所在班級(jí) B13142 作 者 姓 名 郝立新 作 者 學(xué) 號(hào) 201322375 指導(dǎo)教師姓名 趙秋芳 完 成 時(shí) 間 2017 年 6 月 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 I 摘 要 本 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 為 對(duì) 泵 體 進(jìn) 行 數(shù) 控 工 藝 過 程 設(shè) 計(jì) 相 應(yīng) 工 藝 裝 備 設(shè) 計(jì) 以 及 加 工 所 需 數(shù) 控 編 程 的 編 寫 主 要 內(nèi) 容 包 括 機(jī) 械 加 工 工 藝 流 程 卡 片 一 份 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片 一 份 泵體零件圖 毛坯圖 夾具體非標(biāo)零件圖和夾具裝配圖 以及該工序需要的數(shù)控 加工程序編程 本畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)零件機(jī)械制造的工藝和工序安排的問題進(jìn)行了分析 設(shè)計(jì)了工序中鉆床 和銑床專用夾具 并根據(jù)在公司實(shí)習(xí)期間所掌握的知識(shí)獨(dú)立完成了該工序的數(shù)控加工編程 關(guān)鍵詞 泵體 工藝 編程 夾具 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 I Abstract This graduation design is designed for the design of numerical control process of the pump body the design of the corresponding process equipment and the coding of nc programming required for processing The main content consists of a copy of the process CARDS of mechanical processing A copy of the machining process card Pump body parts drawing blank drawing detail drawings of non standard parts and fixture assembly drawing and NC machining programming required by the process This graduation design analyzes the process and process arrangement of parts machineries and designs the special fixture of drilling machine and milling machine in the process According to the knowledge gained in the company s internship the NC process programming is completed Keywords pump body process programming fixture 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 目 錄 摘 要 I Abstract II 第 1 章 緒論 1 1 1 課題背景 1 1 2 數(shù)控加工發(fā)展概況 2 1 3 設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介 3 第 2 章零件的分析 4 2 1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 4 第 3 章工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5 3 1 選擇毛坯 5 3 2 確定機(jī)械加工余量 5 3 3 確定毛坯尺寸 5 3 4 選擇加工方法 制定工藝路線 5 3 5 工序設(shè)計(jì) 7 3 6 確定切削用量 9 第 4 章 鉆床專用夾具設(shè)計(jì) 13 4 1 定位方案 13 4 2 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 13 4 3 導(dǎo)向裝置 13 4 4 夾具與機(jī)床連接元件 13 4 5 夾具體 13 第 5 章 銑床專用夾具設(shè)計(jì) 14 5 1 銑泵體左端面夾具設(shè)計(jì) 14 5 2 夾緊機(jī)構(gòu) 14 5 3 夾具與機(jī)床連接元件 14 5 4 夾具體 14 第 6 章 數(shù)控加工程序編寫 15 6 1 毛坯件分析 15 6 2 程序編寫 15 結(jié) 論 16 致 謝 17 參 考 文 獻(xiàn) 18 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 0 第 1 章 緒論 1 1 課題背景 本次設(shè)計(jì)為校企合作出題 因企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備全部為西門子系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床 所 以本次設(shè)計(jì)偏向數(shù)控工藝 強(qiáng)調(diào)學(xué)校教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合 所以本次設(shè)計(jì)方 案的關(guān)鍵和難點(diǎn)主要在于如何應(yīng)用所學(xué)知識(shí)在公司現(xiàn)有機(jī)床基礎(chǔ)條件下完成零件的 生產(chǎn) 目前公司現(xiàn)有機(jī)床種類較少 所以工藝設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)將本著簡(jiǎn)單高效原則 本次設(shè)計(jì)將以貼近實(shí)際生產(chǎn)為主 數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工生產(chǎn)中的一次歷史性改革 數(shù)字化信息技術(shù)的應(yīng)用對(duì)機(jī)床 的加工生產(chǎn)精度有著很大的提高 更方便滿足設(shè)計(jì)要求 數(shù)控機(jī)床的精度主要由計(jì) 算機(jī)及光電系統(tǒng)控制 在光柵尺的配合下 最大程度的減少了加工過程中的誤差 實(shí)現(xiàn)了更好的精度要求 普通的機(jī)床無法加工較為復(fù)雜的零部件 而數(shù)控機(jī)床則可 通過多軸聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜曲面和造型的加工 數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能和工作臺(tái)調(diào) 整大大減少重復(fù)裝夾所浪費(fèi)的時(shí)間 同時(shí)也減少了重復(fù)裝夾造成的定位誤差 數(shù)控 機(jī)床還可以對(duì)走刀路線進(jìn)行模擬 并可隨時(shí)調(diào)整加工程序 減少了廢品率 作為機(jī)械生產(chǎn)制造中的關(guān)鍵要素 具備良好控制能力的機(jī)械裝置為機(jī)電一體化 產(chǎn)品中主要構(gòu)成部分 而數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)床裝置中的運(yùn)用主要是將計(jì)算機(jī)控制設(shè) 備連接在機(jī)床中 然后通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工生產(chǎn)的實(shí)時(shí)控制 即數(shù)控機(jī)床 其主要是把加工生產(chǎn)時(shí)需求的所有操作以及工藝程序等利用數(shù)字代碼進(jìn)行表不 然 后利用控制介質(zhì)把有關(guān)數(shù)字信息錄入到專用或是通用的計(jì)算機(jī)中 這時(shí)利用計(jì)算機(jī) 對(duì)所錄入的數(shù)據(jù)信息完成處理和計(jì)算 最后發(fā)出指令有效控制機(jī)床中的伺服系統(tǒng)或 是其他相關(guān)執(zhí)行元件 生產(chǎn)制造需求的零部件 因?yàn)檩斎胄畔?shù)據(jù) 存儲(chǔ)以及處理等相關(guān)功能可以通過編輯軟件實(shí)現(xiàn) 先進(jìn) 的數(shù)控技術(shù)在很大程度上提升了機(jī)械加工生產(chǎn)的靈活性 提升了裝置生產(chǎn)效率 同 時(shí) 數(shù)控加工技術(shù)還可以提升產(chǎn)品的質(zhì)量 普通機(jī)床無法對(duì)比較復(fù)雜的零部件進(jìn)行 加工 而通過改變數(shù)控有關(guān)技術(shù)工藝參數(shù) 就可以完成加工 因此比較便于實(shí)現(xiàn)換 批加工與研發(fā)新產(chǎn)品 另外 數(shù)控技術(shù)還可以在一次裝夾工作后 實(shí)現(xiàn)許多道工序 加工 不僅確保了產(chǎn)品的質(zhì)量以及加工精度 還在一定程度上節(jié)省了時(shí)間 運(yùn)用模 塊化的規(guī)范工具 不但節(jié)省了換刀與安裝時(shí)間 加強(qiáng)了 工具自身的標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)度以及工具整體管理水平 還比較利于完成計(jì)算機(jī)的輔助 生產(chǎn)制造 由于所學(xué)的知識(shí)所限 考慮的不夠全面 設(shè)計(jì)中還有許多不足之處 希望各位 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 1 老師多加指教 提出您寶貴的建議 1 2 數(shù)控加工發(fā)展概況 內(nèi)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展過程大致可以分為兩個(gè)階段 第一階段 硬件數(shù)控時(shí)代 即 N C 時(shí)代 從硬件發(fā)展上來講這個(gè)時(shí)代的標(biāo)志為 從電子管 晶體管分離元件到小規(guī)模集成電路逐漸在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用 第二階段 軟件數(shù)控時(shí)代 即 CNC 時(shí)代 這個(gè)時(shí)代的主要標(biāo)志在于計(jì)算機(jī)處理 能力的發(fā)展對(duì)數(shù)控技術(shù)的提升 數(shù)控機(jī)床主要由數(shù)控裝置 伺服機(jī)構(gòu)和機(jī)床主體組成 輸入數(shù)控裝置的程序指令 記錄在信息載體上 由程序讀入裝置接收 或由數(shù) 控裝置的鍵盤直接手動(dòng)輸入 數(shù)控裝置包括了程序讀入裝置和由電子線路組成的輸 入部分 運(yùn)算部分 控制部分和輸出部分等 其能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制 直線控制 連續(xù) 軌跡控制三類 伺服機(jī)構(gòu)向開環(huán)系統(tǒng) 半閉環(huán)系統(tǒng) 閉環(huán)系統(tǒng)三種類不斷提升 利用步進(jìn)電動(dòng) 機(jī) 調(diào)速系統(tǒng) 傳感器等先進(jìn)技術(shù) 使機(jī)床具有了很大的工藝適應(yīng)性能和連續(xù)穩(wěn)定 工作的能力 機(jī)床主體也隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展 對(duì)精度和穩(wěn)定性有了更高的要求 以便于更 好地完成指令的動(dòng)作 隨著微電子技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速發(fā)展 數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)日 益趨于小型化和多功能化 具有完善的自診斷功能和自動(dòng)編程功能等 并廣泛應(yīng)用 于制造業(yè) 滿足了復(fù)雜零件和高精度的生產(chǎn)工藝 提高了對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能 力和競(jìng)爭(zhēng)能力 國內(nèi)現(xiàn)狀 我國數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在上世紀(jì) 80 年代曾有過高速發(fā)展的階段 許 多機(jī)床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型 但總的來說 技術(shù)水平不高 質(zhì)量 不佳 所以在上世紀(jì) 90 年代初期面臨國家經(jīng)濟(jì)由計(jì)劃性經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)移調(diào)整 經(jīng)歷了幾年最困難的蕭條時(shí)期 那時(shí)生產(chǎn)能力降到 50 庫存超過 4 個(gè)月 從 1995 年 九五 以后 國家從擴(kuò)大內(nèi)需啟動(dòng)機(jī)床市場(chǎng) 加強(qiáng)限制進(jìn)口數(shù)控設(shè)備的審批 投資重點(diǎn) 支持關(guān)鍵數(shù)控系統(tǒng) 設(shè)備 技術(shù)攻關(guān) 對(duì)數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)起到了很大的促進(jìn)作用 尤其是在 1999 年以后 國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金 使數(shù)控設(shè)備制造市場(chǎng)一派繁榮 當(dāng)今世界工業(yè)國家數(shù)控機(jī)床的擁有量 反映了這個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)能力和國防實(shí)力 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 2 目前我國是全世界機(jī)床擁有量最多的國家 近 300 萬臺(tái) 但我們的機(jī)床數(shù)控化率僅 達(dá)到 1 9 左右 這與西方工業(yè)國家一般能達(dá)到 20 的差距太大 日本不到 80 萬臺(tái) 的機(jī)床 卻有近 10 倍于我國的制造能力 數(shù)控化率低 已有數(shù)控機(jī)床利用率 開 動(dòng)率低 這是發(fā)展我國 21 世紀(jì)制造業(yè)必須首先解決的最主要問題 國外現(xiàn)狀 目前 絕大多數(shù)國外生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床 已廣泛采用了 32 的系統(tǒng) 而國內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床由于受到進(jìn)口技術(shù)的限制 大多采用的是 16 的系統(tǒng) 這就 使得國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床在功能上就先天不足 與國外數(shù)控機(jī)床相比 有明顯的差距 不 論是加工中心或是數(shù)控車削中心 這類新型的數(shù)控設(shè)備均顯示出能滿足許多復(fù)雜零 件在批量生產(chǎn)中的強(qiáng)大的生產(chǎn)力 一般均具有 4 一 5 軸連動(dòng) 一次裝夾可進(jìn)行多面 加工的功能 Csl 在程序控制下 可進(jìn)行主軸立 臥式自動(dòng)轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)換前后均可自動(dòng) 換刀 五座標(biāo)控制 五座標(biāo)連動(dòng) 可以加工出六面體中的五面份次裝夾定位 及復(fù) 雜的曲線型面和空間曲面體 計(jì)算機(jī)在機(jī)器制造的各個(gè)領(lǐng)域 已越來越被廣泛應(yīng)用 設(shè)備越來越趨向柔性化 智能化 多功能化 1 3 設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介 內(nèi)容簡(jiǎn)介 本次設(shè)計(jì)主要分為工藝設(shè)計(jì) 夾具設(shè)計(jì) 程序編寫三個(gè)部分 工藝設(shè)計(jì)部分加工余量主要參考 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 計(jì)算得 進(jìn)而 確定了毛坯尺寸 根據(jù)粗基礎(chǔ)選擇原選擇了加工的粗基準(zhǔn)工藝作為機(jī)械制造業(yè)中最 為活躍 最為重要的角色 通過采用不同的工藝可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行精益生產(chǎn)從而降低成 本提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率 畢業(yè)設(shè)計(jì)試一次實(shí)踐性的學(xué)習(xí)將理論和實(shí)踐相結(jié)合 本次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的理論知識(shí) 查詢 相關(guān)資料獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問題 設(shè)計(jì)了機(jī)床專用夾具這一典 型的工藝裝備 提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力 為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來從事的工作打下了 良好的基礎(chǔ) 機(jī)床夾具是機(jī)械制造業(yè)中不可或缺的重要工藝裝備 可以保證機(jī)械加工質(zhì)量 提高生產(chǎn)效率 降低生產(chǎn)成本 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化 使用專用夾 具還可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍 實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能 所以 夾具在 機(jī)械加工中發(fā)揮著重要的作用 大量專用機(jī)床夾具的采用為大批量生產(chǎn)提供了必要 的條件 程序編寫 自己根據(jù)在公司實(shí)習(xí)期間所掌握的知識(shí)獨(dú)立完成了該工序的數(shù)控加 工編程 并對(duì)程序進(jìn)行了模擬 在程序編寫方面本著高效精準(zhǔn)原則 避免多余走刀 編程時(shí)充分考慮機(jī)床條件 提高精度和效率 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 3 第 2 章零件的分析 2 1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2 1 1 零件的作用 泵體類是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件 他將機(jī)器或部件中的軸 套 齒輪等有關(guān)零 件組裝成一個(gè)整體 是他們之間保持正確的相互位置 并按照一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào) 的傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力 泵體的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器或部件的精度 性能和壽命 2 1 2 零件的工藝分析 通過對(duì)該零件圖的重新繪制 知原圖樣的視圖正確 完整 尺寸 公差及技術(shù) 要求齊全 該零件需要加工的表面均需切削加工 各表面的加工精度和表面粗糙度 都不難獲得 以下是泵體需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求和粗糙度 1 泵體底面的粗糙度為 12 5 m 左端面粗糙度為 3 2 m 右端面粗糙度為 12 5 m 兩側(cè)的凸臺(tái)表面粗超度 Ra 12 5 m 底面兩個(gè) 9 的通孔粗超度為 12 5 m 底面兩個(gè) 20 深度為 2mm 的孔粗超度為 12 5 m 2 孔 60H7 粗糙度為 3 2 m 對(duì)于左端面的垂直度為 0 02 3 孔 15H7 粗糙度為 3 2 m 對(duì)于 60H7 的同軸度為 0 02 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度 該零件沒有很難 加工的表面 上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證 2 1 3 零件的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 大批量生產(chǎn) 泵體的三維零件圖如圖 2 1 所示 圖 2 1 泵體的三維零件圖 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 4 第 3 章工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 1 選擇毛坯 該零件材料為 HT200 零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單 生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn) 為使零件 有較好的力學(xué)性能 保證零件工作可靠 故采用機(jī)器鑄造成形 以提高生產(chǎn)效率 3 2 確定機(jī)械加工余量 根據(jù)李益民 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 以下簡(jiǎn)稱 工藝手冊(cè) 鑄件的材 料和鑄造方法確定毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)表 查詢?nèi)缓蟛槿¤T件的機(jī)械 加工余量表得 左端面的單邊余量在厚度方向?yàn)?1 4mm 右端面的單邊余量在厚 度方向?yàn)?1 4mm 底面的加工余量為 1 4mm 兩側(cè)凸臺(tái)的單邊加工余量為 1 4mm 60H7 的孔的單面余量查表得 0 7mm 3 3 確定毛坯尺寸 毛坯尺寸為零件的尺寸加上所查得的加工余量值 1 確定圓角半徑需要加工的和不需要加工的過度表面處圓角半徑為 R 2mm 其余的圓角半徑為 R3 R5 2 確定拔模斜度查表得 拔模斜度為 5 3 確定分模位置 選擇在主視圖中距左端面 28mm 處的平面為分模面 3 4 選擇加工方法 制定工藝路線 3 4 1 定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇 按基準(zhǔn)的選擇原則 即當(dāng)零件有不加工表面時(shí) 應(yīng)以這些不加 工表面作粗基準(zhǔn) 選擇余量較小的表面作為粗基準(zhǔn) 選擇重要表面作為粗基準(zhǔn) 若 零件有若干不加工表面時(shí) 則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度高的不加工表面作 粗基準(zhǔn) 現(xiàn)以零件的左端面為主要的定位粗基準(zhǔn) 精基準(zhǔn)的選擇 考慮工序中多次用到 一面兩孔 定位根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則使用 底面作為精基準(zhǔn) 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便 依據(jù) 基準(zhǔn)重合 原則和 基準(zhǔn)統(tǒng)一 原則 選擇 60H7 孔為精基準(zhǔn) 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 5 3 4 2 零件各表面加工方法的選擇 1 泵體的底 表面粗糙度為 Ra12 5 需進(jìn)行粗銑 2 泵體的右端面 表面粗糙度為 Ra12 5 需進(jìn)行粗銑 3 泵體兩側(cè)的凸臺(tái) 表面粗糙度為 Ra12 5 需進(jìn)行粗銑 4 60H7 的孔 公差等級(jí)為 IT7 內(nèi)表面粗糙度為 Ra3 2 由于該孔在鑄造 是已經(jīng)鑄出來了 所以需要先進(jìn)行粗鏜 再進(jìn)行半精鏜 可達(dá)到 7 級(jí)精度 5 泵體的左端面 表面粗糙度為 Ra3 2 且要與孔 60H7 的軸線保證 0 02 的 垂直度 需先進(jìn)行粗銑 再進(jìn)行半精銑 6 15H7的孔 公差等級(jí)為IT7 內(nèi)表面粗糙度為Ra3 2 與孔 60H7 要滿足 0 02的同軸度 所以要以孔 60H7為定位基準(zhǔn) 需先鉆 再擴(kuò)孔 然后進(jìn)行粗精鉸 可達(dá)到要求 7 22 的孔 表面粗糙度為 Ra12 5 只需锪鉆就能達(dá)到要求 8 底座上兩個(gè) 9 的孔 表面粗糙度為 Ra25 只需鉆即可 9 底座上兩個(gè) 20 的孔 表面粗糙度為 Ra12 5 需用平底锪鉆 10 6 個(gè) M6T14 的螺紋孔 先鉆孔 再用絲錐攻螺紋 11 3 個(gè) M4T10 的螺紋孔 先鉆孔 再用絲錐攻螺紋 12 2 個(gè) G1 8 的螺紋通孔 先鉆孔 再用絲錐攻螺紋 13 7 的斜面 表面粗超度為 Ra12 5 只需用車床粗車就可以 14 1X45 倒角 表面粗超度為 Ra12 5 只需用車床粗車就可以 3 4 3 制定工藝路線 工序 1 備料鑄造毛坯 工序 2 熱處理 工序 3 粗銑泵體底面 工序 4 鉆底座上兩個(gè) 9 的孔 工序 5 鉆底座上兩個(gè) 20 的孔 工序 6 粗銑泵體右端面 工序 7 粗銑 半精銑泵體的左端面 工序 8 粗鏜 半精鏜 60H7 的孔 工序 9 鉆 擴(kuò) 鉸 15H7 的孔 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 6 工序 10 锪鉆 22 的孔 工序 11 絲錐功 6 個(gè) M6T14 的螺紋孔 工序 12 絲錐功 3 個(gè) M4T10 的螺紋孔 工序 13 粗銑泵體兩側(cè)的凸臺(tái) 工序 14 絲錐功 2 個(gè) G1 8 的螺紋通孔 工序 15 車 7 的斜面 工序 16 車 1X45 倒角 工序 17 清洗 工序 18 終檢 3 5 工序設(shè)計(jì) 3 5 1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 工序表如表 3 1 所示 表 3 1 工序表 工序號(hào) 設(shè)備 工 藝 裝 備 工序 1 備料鑄造 工序 2 熱處理 工序 3 落地式鏜銑床 硬質(zhì)合金面銑刀 游標(biāo)卡尺 專用夾具 工序 4 Z525 組合鉆床 帶導(dǎo)柱直柄麻花鉆 游標(biāo)卡尺 專用夾具 工序 5 Z525 組合鉆床 帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆 游標(biāo)卡尺 專用夾具 工序 6 落地式鏜銑床 高速鋼套式面銑刀 游標(biāo)卡尺 專用夾具 工序 7 落地式鏜銑床 高速鋼套式面銑刀 游標(biāo)卡尺 專用夾具 工序 8 落地式鏜銑床 鏜刀 內(nèi)徑千分尺 專用夾具 工序 9 Z525 組合鉆床 麻花鉆 鉸刀 內(nèi)徑千分尺 專用夾具 工序 10 Z525 組合鉆床 平底锪鉆 游標(biāo)卡尺 專用夾具 工序 11 Z525 組合鉆床 麻花鉆 細(xì)柄機(jī)用絲錐 卡尺 專用夾具 工序 12 Z525 組合鉆床 麻花鉆 細(xì)柄機(jī)用絲錐 卡尺 專用夾具 工序 13 Z525 組合鉆床 麻花鉆 機(jī)用絲錐 卡尺 專用夾具 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 7 工序 14 Z525 組合鉆床 麻花鉆 機(jī)用絲錐 卡尺 專用夾具 工序 15 車床 CA6140 車刀 卡尺 三爪卡盤 工序 16 車床 CA6140 車刀 卡尺 三爪卡盤 工序 17 清洗機(jī) 工序 18 終檢 塞規(guī) 百分表 卡尺等 3 5 2 確定工序尺寸 綜上所述 該工序各工步的工序尺寸及公差分別為 工序 由表 2 28 可查得 孔 15mm 的精鉸余量 Z 精絞 0 05mm 粗鉸余 量 0 1mm 擴(kuò)孔鉆的余量 0 85mm 確定工序尺寸一般的方法是 有加工粗 鉸Z鉆Z 表面的最后工序往前推算 最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注 當(dāng)無基準(zhǔn) 轉(zhuǎn)換時(shí) 同一表面多次加工的工序尺寸只與工序的加工余量有關(guān) 當(dāng)基準(zhǔn)不重合時(shí) 工藝尺寸應(yīng)用工藝尺寸鏈解算 工序 備料鑄造 工序 熱處理 工序 粗銑底面 11 4mm 余量 1 4mm 工序 由 工藝手冊(cè) P84 表 3 1 6 采用直柄麻花鉆鉆兩個(gè) 9 孔 工序 由 工藝手冊(cè) P90 表 3 1 14 采用導(dǎo)柱平底锪鉆鉆兩個(gè) 20 孔 工序 粗銑泵體右端面去除材料 1 4mm 工序 粗銑泵體左端面去除材料 1mm 半精銑去除材料 0 4mm 工序 鏜 60 孔查詢手冊(cè)采用逆推確定各工序余量孔 60 的粗鏜余量 0 6mm 半精鏜余量 0 3mm 精鏜余量 0 1mm 查表確定各工步尺寸的加工精度等 級(jí)為 粗鏜 IT9 半精鏜 IT8 精鏜 IT7 根據(jù)上述結(jié)果 再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值 表可確定各工步的公差值分別為 粗鏜 0 074mm 半精鏜 0 046mm 精鏜 0 03mm 查表可依次確定各工步尺寸的加工精度等級(jí)為 精鉸 IT7 粗鉸 IT10 鉆 IT12 根據(jù)上述結(jié)果 再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為 精 鉸 0 015mm 粗鉸 0 058mm 擴(kuò)孔鉆 0 15mm 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 8 綜上所述 該工序各工步的工序尺寸及公差分別為 精鉸 mm 粗015 鉸 擴(kuò)孔 mm 058 914 15 084 工序 由 工藝手冊(cè) P90 表 3 1 14 采用導(dǎo)柱平底锪鉆鉆 22 孔 工序 用絲錐攻 6 個(gè) M6T14 的螺紋孔 選用粗牙普通螺紋 攻螺紋前首 先鉆孔 查詢 工藝手冊(cè) P83 用直柄麻花鉆鉆 5 孔之后查表 3 1 47 P112 選用細(xì) 柄機(jī)用和手用絲錐代號(hào) M6 d 6 工序 用絲錐攻 3 M4T10 的螺紋孔 同上先鉆 3 3 孔后查表 3 1 47 P112 選用細(xì)柄機(jī)用和手用絲錐代號(hào) M4 d 4 工序 銑泵體兩側(cè)凸臺(tái)去除兩側(cè)單邊余量各 1 4mm 工序 攻螺紋 2 個(gè) G1 8 之前用直柄麻花鉆鉆 7 8 孔 工序 車 70 斜面 工序 車 1 450 倒角 3 6 確定切削用量 3 6 1 切削用量的計(jì)算 3 6 1 1 粗銑底面 1 被吃刀量的確由于加工余量不大故可一次走刀切完 ap 1 4mm 2 進(jìn)給量的確定 當(dāng)使用 YG6 時(shí) fz 0 24mm Z 查表 3 14 d 0 100mm Z 4 ap 5mm fz 0 24mm Z n 222r min V f 586mm min 因此實(shí)際 3 計(jì)算切削速度 按切削手冊(cè) 表 1 27 切削速度的計(jì)算公式為 壽命選 T 60min 3 7 1 2 鉆孔 V m min cvyxpmvkfaT 97 0814 0 15 026814 0 66 7 m min 708 691024 310ndc V 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 9 1 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 204 r min s dVC10104 37 6 按機(jī)床選取 n 230 r min 所以實(shí)際切削速度 V 75 1 m minn23 3 7 1 3 鉆 9 孔工步 1 取被吃刀量 ap 4 5mm 2 進(jìn)給量 查表 2 12 取 f 0 57mm r 3 切削速度查表 2 15 取 vc 11m min 由 3 7 1 3 鉆 20 孔工步 1 被吃刀量 ap 10mm 2 進(jìn)給量 查表 2 12 取 f 0 86mm r 3 切削速度 vc 11m min 取轉(zhuǎn)速 n 195r min 3 7 1 4 銑泵體右端面 硬質(zhì)合金面銑刀 取 ap 1 4mm 查表 3 5 f 0 14 0 24mm z 查表 3 16 v c 11m min n 457r min 則實(shí)際 3 7 1 5 粗銑半精銑泵體左端面 1 粗銑工步 F 0 14mm z 2 半精銑工步 F 0 4mm r 3 7 1 6 鏜孔 1 粗鏜工步 被吃刀量的確定 取 ap 0 6mm 進(jìn)給量確定 由表 5 22 選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f 0 2mm r 取鏜床 n 64r min 切削速度的計(jì)算 由 得 v 11 9m min 2 半精鏜工步 被吃刀量的確定 取 ap 0 3mm 10ndv min 40dv1n min r175204 3dv10n in 32 1904 857ndVc 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 10 進(jìn)給量確定 由表 5 22 選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f 0 15mm r 切削速度的計(jì)算 由公式 取鏜床 n 113r min v 21m min 3 精鏜工步 被吃刀量的確定 取 ap 0 1mm 進(jìn)給量確定 由表 5 22 選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f 0 1mm r 切削速度的計(jì)算 由 取鏜床 n 134r min v 25m min 3 7 1 7 鉆 15 孔 根據(jù)有關(guān)資料介紹 利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí) 其進(jìn)給量與切削速 度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)進(jìn)給量與切削速度之間的速度關(guān)系為 f 1 2 1 3 f 鉆 1 鉆孔工步 被吃刀量的確定取 ap 7mm 進(jìn)給量確定 由表 5 22 選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f 0 3mm r 切削速度的計(jì)算 由表 5 22 按工件材料為 HT200 的條件選取 切削速度 v 可取為 33m min 由公式 可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速 n 550r min 2 擴(kuò)孔工步 被吃刀量的確定 取 ap 0 85mm 進(jìn)給量確定 由表 5 22 選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f 0 36mm r 切削速度的計(jì)算 由表 5 22 按工件材料為 HT200 的條件選取 切削速度 v 可取為 22m min 由公式 可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速 n 467 09r min 參照 表 4 9 所列 Z525 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 取轉(zhuǎn)速 n 545r min 再將此轉(zhuǎn)速代入公式 可求出該工序的實(shí)際鉆削速度 25 67m min 3 粗鉸工步 被吃刀量的確定 取 ap 0 1mm 進(jìn)給量的確定 由表 5 31 選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f 0 80mm r 切削速度的計(jì)算 由表 5 31 切削速度 v 可取為 2m min 由公式 可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速 n 42 46 r min 參照表 4 9 所列 Z525 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 取轉(zhuǎn)速 n 97r min 可求出該工序的實(shí)際切削速度 4 精鉸工步 被吃刀量的確定 取 ap 0 05mm 10ndv 10ndv dv10n dv10n dv10n mi 57 410nd 鉆 v213 V 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 11 進(jìn)給量的確定 由表 5 31 選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f 0 60mm r 切削速度的計(jì)算 由表 5 31 切削速度 v 可取為 6m min 公式 可 求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速 n 127 4 r min 參照表 4 9 所列 Z525 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 取轉(zhuǎn)速 n 140r min 再將此轉(zhuǎn)速代入公式 可求出該工序的實(shí)際切削速度 V 6 594m min 3 7 1 8 鉆 22 孔 取 ap 11mm f 0 50mm r 由公式 可求得該工序鉆孔 轉(zhuǎn)速 n 400r min 代入公式可得 v 27m min 3 7 1 9 攻 M4 螺紋 鉆 d 3 3 孔工步 查 工藝手冊(cè) p70 表 2 3 20 攻螺紋前鉆孔 直徑 d 3 3 查表去進(jìn)給量 ap 1 65mm f 0 30mm r 由公式 可求得該工 序鉆孔轉(zhuǎn)速 n 1293r min 查 工藝手冊(cè) 表 4 2 15 取 n 1360r min 3 7 1 10 攻螺紋工步 選用粗牙普通螺紋 查手冊(cè)取 ap 0 7mm f 0 7mm r v 10m min 查 工藝手冊(cè) 表 4 2 15 取 n 680r min 3 7 1 11 攻 M6 螺紋 1 鉆 d 5 通孔工步 查表取 ap 2 5mm f 0 72mm r 由公式 可求 得該工序鉆孔轉(zhuǎn)速 n 960r min 反代入公式可得 v 14m min 2 攻螺紋工步 查表取 ap 1mm f 1mm r v 10m min 同上求得主軸轉(zhuǎn)速 n 545r min 3 7 1 12 銑泵體兩側(cè)凸臺(tái) 1 銑左側(cè)工步 ap 1 4mm f 0 4mm r v 28m min 由公式 可求得該工 序鉆孔轉(zhuǎn)速 n 475r min 2 銑右側(cè)工步 切削用量 同銑左側(cè)工步 3 7 1 13 攻 G1 8 螺紋孔 1 鉆 7 8 孔工步 經(jīng)計(jì)算該螺紋孔外徑為 9mm 查表 2 3 20 先鉆 7 8 孔 取 ap 3 6mm f 0 57mm r v 11m min 由公式 可求得該工序鉆孔轉(zhuǎn)速 n 500r min 2 攻螺紋 取 ap 1 2mm 查表螺距 f 1 25 取主軸轉(zhuǎn)速 n 500r min 由 得該工序切削速度 v 14m min 3 7 1 14 車 70傾斜面 經(jīng)過計(jì)算取取 ap 0 8mm f 0 14mm r v 34m min 由公式 工序鉆孔轉(zhuǎn)速 n 500r min 3 7 1 15 車 450倒角 取 ap 2mm f 0 14mm r v 34m min n 500r min dv10n dv10n dv1n dv10n dv10n dv1n dv10n 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 12 第 4 章 鉆床專用夾具設(shè)計(jì) 4 1 定位方案 工件以一端面和 60H7 孔為定位基準(zhǔn) 采用平面和短定位銷組合定位方案 在定位平面及短定位銷的圓柱面上定位 其中平面限制 X 和 Y 方向的轉(zhuǎn)動(dòng)以及 Z 方 向的平移 3 個(gè)自由度 短圓柱銷限制了 X 和 Y 方向上的平移 2 個(gè)自由度 共限制了 5 個(gè)自由度 定位誤差的計(jì)算 由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)一致 所以基準(zhǔn)不重合誤差 b 為0 由于定位銷與泵體 60孔的配合為 H7 h7所以定為基準(zhǔn)孔與定位銷間的最小 間隙 S為0 查公差數(shù)值表的IT7 0 03mm 參考指導(dǎo)書表8 13的計(jì)算公式得總的定 位誤差 S 0 03 0 03 0 0 06mm dw DTd 4 2 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 為了使夾緊可靠 方便 效率高等特點(diǎn)設(shè)計(jì)一個(gè)壓板 參 考了機(jī)械設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ) 具體原理是壓板由一個(gè)圓頭螺柱定位通過另一個(gè)帶彈簧螺 母旋緊壓縮給壓板施壓從而達(dá)到使工件固定的目的 4 3 導(dǎo)向裝置 采用可換鉆套作為導(dǎo)向裝置 孔徑為 15mm 選用 JB T 8045 2 1999 鉆套 高度 H 1 2 5 d 這里取 H 36mm 排削間隙 h 0 3 0 7 d 這里取 h 10mm 4 4 夾具與機(jī)床連接元件 在夾具體上的兩側(cè)設(shè)計(jì)座耳 用 T 形螺栓固定 由于 Z525 型立式鉆床工作臺(tái) 槽寬 a 14H11 所以 T 形螺栓的直徑 d 取 12 夾具體兩側(cè)座耳槽寬取 14 4 5 夾具體 由于被加工零件的孔有同軸度要求 所以定位平面與定位圓柱銷在安裝時(shí)同軸度在 15 范圍內(nèi)允差 0 02mm 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 13 第 5 章 銑床專用夾具設(shè)計(jì) 5 1 銑泵體左端面夾具設(shè)計(jì) 定位方案 本夾具設(shè)計(jì)采用了箱體零件常用的 一面兩銷 定位原理 一面即一個(gè)平面限 制 3 個(gè)自由度 兩銷即一個(gè)圓柱銷和一個(gè)削邊銷限制 3 個(gè)自由度 一共限制 6 個(gè)自 由度對(duì)工件實(shí)現(xiàn)完全定位 5 2 夾緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 為了使夾緊可靠 方便 效率高等特點(diǎn)設(shè)計(jì)一個(gè)壓板 參 考了機(jī)械設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ) 具體原理是壓板由一個(gè)圓頭螺柱定位通過另一個(gè)帶彈簧螺 母旋緊壓縮給壓板施壓從而達(dá)到使工件固定的目的 5 3 夾具與機(jī)床連接元件 在夾具體上的兩側(cè)設(shè)計(jì)座耳 用 T 形螺栓固定 由于公司鏜銑床工作臺(tái)槽寬 a 14H11 所以 T 形螺栓的直徑 d 取 6 夾具體兩側(cè)座耳槽寬取 10 5 4 夾具體 被加工零件的孔有同軸度要求 安裝前確認(rèn)兩定位孔的定位尺寸是否正確 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 14 第 6 章 數(shù)控加工程序編寫 6 1 毛坯件分析 公司加工以經(jīng)濟(jì)型為主 由于鏜孔時(shí)一個(gè)尺寸的孔對(duì)應(yīng)一把鏜刀 每一個(gè)孔又 經(jīng)歷從粗到精加工的過程 會(huì)造成鏜刀數(shù)量的巨大 可以利用數(shù)控螺旋插補(bǔ)功能進(jìn) 行孔的精加工 螺旋插補(bǔ)軌跡對(duì)精度影響取決于螺旋升角入 通過工藝參數(shù)優(yōu)化 配合主程序 子程序可以實(shí)現(xiàn)深孔銑削 進(jìn)一步優(yōu)化刀路設(shè)計(jì) 6 2 程序編寫 從上述分析可知螺旋插補(bǔ)要循環(huán)很多次 可以考慮采用主程序 子程序的方法 編程 把要重復(fù)出現(xiàn)的單元作為主程序多次調(diào)用 子程序巧妙使用 G91 相對(duì)值編 程 指令 使之具有遷移性 刀路設(shè)計(jì)很關(guān)鍵 主要經(jīng)歷刀具定位一下刀一切入一螺旋插補(bǔ)循環(huán)一底部清底 一切出一返回這樣的過程 刀具剛切入材料的方式很重要 精加工時(shí)采用順銑質(zhì)量 優(yōu)于逆銑 內(nèi)孔輪廓加工順銑應(yīng)該走逆時(shí)針圓弧 首先定位到 Z0 平面 通過走直 線建立刀具半徑左補(bǔ)償 然后走輔助圓弧切入材料 進(jìn)入到螺旋插補(bǔ)銑削 到孔底 時(shí)要在孔底平而走一個(gè)整圓精加工孔底 然后導(dǎo)圓切出 主程序 GO1 ZO F100 定位到 Z0 平面 G41 GO1 XS Y 20 DO1 直線插補(bǔ)建立左刀補(bǔ) G03 X30 YO R20 作導(dǎo)圓切線切入 M98 P9527l15 子程序調(diào)用 15 次 G90 G03 X30 YO I 30 J0 返回絕對(duì)值編程 整圓運(yùn)動(dòng)清底 G03 XS Y20 R20 導(dǎo)圓切線切出 G40 GO1 XO Y0 取消刀補(bǔ) G00 Z200 M30 子程序 O7011 G91 G03 I 30 JO Z 2 螺旋插補(bǔ) 節(jié)距 3 mm 相對(duì)值編程 M99 綜上所述 本文針對(duì)深孔零件利用螺旋插補(bǔ)指令進(jìn)行銑削 通過工藝參數(shù)的優(yōu) 化 特別是進(jìn)行刀路的優(yōu)化 利用子程序特別是宏程序?qū)幊趟悸愤M(jìn)行優(yōu)化 以達(dá) 到以銑代鏜的目的 使本工藝更具有實(shí)用性 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 15 結(jié) 論 最近幾年以來 隨著數(shù)控加工中心 柔性制造系統(tǒng)和制造單元等現(xiàn)代化的設(shè)備 的大規(guī)模應(yīng)用 傳統(tǒng)上使用的機(jī)械加工制造工藝發(fā)生了巨大的變化 夾具作為在機(jī) 械加工過程中固定加工對(duì)象 使其占有正確的位置接受加工的裝置有著不同于以往 的變化 數(shù)字化加工功能的廣泛應(yīng)用對(duì)夾具的快速裝夾 快速定位有著更高的要求 泵體的工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)是作為主修機(jī)械工藝制造的一次綜合性的設(shè)計(jì)以大學(xué)期 間所有的課程設(shè)計(jì)及所學(xué)的專業(yè)知識(shí)為鋪墊 工藝作為機(jī)械制造業(yè)中最為活躍 最 為重要的角色 通過采用不同的工藝可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行精益生產(chǎn)從而降低成本提高產(chǎn)品 質(zhì)量和生產(chǎn)效率 在本次的設(shè)計(jì)中 我的收獲很大 不僅鞏固了在學(xué)校所學(xué)的知識(shí) 尤其是工藝 設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)方面的知識(shí) 從原來的書本上的知識(shí)變成了實(shí)際應(yīng)用中的知識(shí) 在 本次設(shè)計(jì)中 也了解到了自己缺少的部分 并在設(shè)計(jì)過程中查漏補(bǔ)缺 彌補(bǔ)了自己 的不足 在這次設(shè)計(jì)中 我也充分鍛煉了自己分析問題 解決問題的能力 我獨(dú)立 的解決了零件的工藝設(shè)計(jì)和工序安排 也學(xué)會(huì)了如何根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)生活中的基本條 件設(shè)計(jì)夾具 在程序編寫方面 充分利用了在公司所學(xué)的知識(shí) 根據(jù)實(shí)際加工生產(chǎn) 中的需要 完成了程序的編寫 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 16 致 謝 本論文是在趙秋芳老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的 她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度 嚴(yán)謹(jǐn) 的治學(xué)精神 精益求精的工作作風(fēng) 深深地感染和激勵(lì)著我 趙老師不僅在學(xué)業(yè)上 給我以精心指導(dǎo) 同時(shí)還在思想 生活上給我以無微不至的關(guān)懷 在此謹(jǐn)向趙老師 致以誠摯的謝意和崇高的敬意 我還要感謝在一起愉快的度過畢業(yè)論文小組的同學(xué) 們 正是由于你們的幫助和支持 我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑 直至本文的 順利完成 在論文即將完成之際 我的心情無法平靜 從開始進(jìn)入課題到論文的 順利完成 有多少可敬的師長(zhǎng) 同學(xué) 朋友給了我無言的幫助 在這里請(qǐng)接受我誠 摯的謝意 最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母 謝謝你們 最后 再次對(duì) 關(guān)心 幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝 北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 17 參 考 文 獻(xiàn) 1 艾興 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 9 2 李益民 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) S 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社 1996 7 3 梁春鴻 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用及其發(fā)展前景 J 中國高新技術(shù)企業(yè) 2015 05 4 王新榮 王曉霞 機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì) M 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 5 黃楚鵬 數(shù)控機(jī)床和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及未來趨勢(shì) J 科技視界 2014 6 吳義榮 林雨 我國數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)策 J 鍛壓裝備與 制造技術(shù) 2005 7 李慶壽 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1984 8 鄒青 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 M 機(jī)械工業(yè)出版社 200 8 9 孟少農(nóng) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1991 9 10 王伯平 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 第二版 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 4 11 Norton R l Design of Machinery 機(jī)械裝置的設(shè)計(jì) McGraw Hill 1992 12 Dimmarogonas A D Machine Design for Manufacturing 制造機(jī)械設(shè)計(jì) McGraw Hill 1998