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北 華 航 天 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 論 文 畢業(yè)設計報告 報告 論文 題目 泵體零件數(shù)控加工工藝設計 編程及夾具設計任務書 作者所在系部 機電工程學院 作者所在專業(yè) 車輛工程 作者所在班級 B13142 作 者 姓 名 郝立新 作 者 學 號 201322375 指導教師姓名 趙秋芳 完 成 時 間 2017 年 6 月 北 華 航 天 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 論 文 I 摘 要 本 次 畢 業(yè) 設 計 內(nèi) 容 為 對 泵 體 進 行 數(shù) 控 工 藝 過 程 設 計 相 應 工 藝 裝 備 設 計 以 及 加 工 所 需 數(shù) 控 編 程 的 編 寫 主 要 內(nèi) 容 包 括 機 械 加 工 工 藝 流 程 卡 片 一 份 機 械 加 工 工 序 卡 片 一 份 泵體零件圖 毛坯圖 夾具體非標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)設計對零件機械制造的工藝和工序安排的問題進行了分析 設計了工序中鉆床 和銑床專用夾具 并根據(jù)在公司實習期間所掌握的知識獨立完成了該工序的數(shù)控加工編程 關鍵詞 泵體 工藝 編程 夾具 北 華 航 天 工 業(yè) 學 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 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 設計內(nèi)容簡介 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)程設計 5 3 1 選擇毛坯 5 3 2 確定機械加工余量 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 工序設計 7 3 6 確定切削用量 9 第 4 章 鉆床專用夾具設計 13 4 1 定位方案 13 4 2 夾 緊 機 構 13 4 3 導向裝置 13 4 4 夾具與機床連接元件 13 4 5 夾具體 13 第 5 章 銑床專用夾具設計 14 5 1 銑泵體左端面夾具設計 14 5 2 夾緊機構 14 5 3 夾具與機床連接元件 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 論 16 致 謝 17 參 考 文 獻 18 北 華 航 天 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 論 文 0 第 1 章 緒論 1 1 課題背景 本次設計為校企合作出題 因企業(yè)現(xiàn)有設備全部為西門子系統(tǒng)的數(shù)控機床 所 以本次設計偏向數(shù)控工藝 強調(diào)學校教學內(nèi)容與企業(yè)生產(chǎn)相結合 所以本次設計方 案的關鍵和難點主要在于如何應用所學知識在公司現(xiàn)有機床基礎條件下完成零件的 生產(chǎn) 目前公司現(xiàn)有機床種類較少 所以工藝設計和夾具設計將本著簡單高效原則 本次設計將以貼近實際生產(chǎn)為主 數(shù)控技術是機械加工生產(chǎn)中的一次歷史性改革 數(shù)字化信息技術的應用對機床 的加工生產(chǎn)精度有著很大的提高 更方便滿足設計要求 數(shù)控機床的精度主要由計 算機及光電系統(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 實現(xiàn)了更好的精度要求 普通的機床無法加工較為復雜的零部件 而數(shù)控機床則可 通過多軸聯(lián)動實現(xiàn)對復雜曲面和造型的加工 數(shù)控機床的自動換刀功能和工作臺調(diào) 整大大減少重復裝夾所浪費的時間 同時也減少了重復裝夾造成的定位誤差 數(shù)控 機床還可以對走刀路線進行模擬 并可隨時調(diào)整加工程序 減少了廢品率 作為機械生產(chǎn)制造中的關鍵要素 具備良好控制能力的機械裝置為機電一體化 產(chǎn)品中主要構成部分 而數(shù)控加工技術在機床裝置中的運用主要是將計算機控制設 備連接在機床中 然后通過計算機技術實現(xiàn)機床加工生產(chǎn)的實時控制 即數(shù)控機床 其主要是把加工生產(chǎn)時需求的所有操作以及工藝程序等利用數(shù)字代碼進行表不 然 后利用控制介質(zhì)把有關數(shù)字信息錄入到專用或是通用的計算機中 這時利用計算機 對所錄入的數(shù)據(jù)信息完成處理和計算 最后發(fā)出指令有效控制機床中的伺服系統(tǒng)或 是其他相關執(zhí)行元件 生產(chǎn)制造需求的零部件 因為輸入信息數(shù)據(jù) 存儲以及處理等相關功能可以通過編輯軟件實現(xiàn) 先進 的數(shù)控技術在很大程度上提升了機械加工生產(chǎn)的靈活性 提升了裝置生產(chǎn)效率 同 時 數(shù)控加工技術還可以提升產(chǎn)品的質(zhì)量 普通機床無法對比較復雜的零部件進行 加工 而通過改變數(shù)控有關技術工藝參數(shù) 就可以完成加工 因此比較便于實現(xiàn)換 批加工與研發(fā)新產(chǎn)品 另外 數(shù)控技術還可以在一次裝夾工作后 實現(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)省了時間 運用模 塊化的規(guī)范工具 不但節(jié)省了換刀與安裝時間 加強了 工具自身的標準化強度以及工具整體管理水平 還比較利于完成計算機的輔助 生產(chǎn)制造 由于所學的知識所限 考慮的不夠全面 設計中還有許多不足之處 希望各位 北 華 航 天 工 業(yè) 學 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)控技術的發(fā)展過程大致可以分為兩個階段 第一階段 硬件數(shù)控時代 即 N C 時代 從硬件發(fā)展上來講這個時代的標志為 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)控機床的應用 第二階段 軟件數(shù)控時代 即 CNC 時代 這個時代的主要標志在于計算機處理 能力的發(fā)展對數(shù)控技術的提升 數(shù)控機床主要由數(shù)控裝置 伺服機構和機床主體組成 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 運算部分 控制部分和輸出部分等 其能實現(xiàn)點位控制 直線控制 連續(xù) 軌跡控制三類 伺服機構向開環(huán)系統(tǒng) 半閉環(huán)系統(tǒng) 閉環(huán)系統(tǒng)三種類不斷提升 利用步進電動 機 調(diào)速系統(tǒng) 傳感器等先進技術 使機床具有了很大的工藝適應性能和連續(xù)穩(wěn)定 工作的能力 機床主體也隨著數(shù)控技術的發(fā)展 對精度和穩(wěn)定性有了更高的要求 以便于更 好地完成指令的動作 隨著微電子技術 計算機技術和軟件技術的迅速發(fā)展 數(shù)控機床的控制系統(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編程功能等 并廣泛應用 于制造業(yè) 滿足了復雜零件和高精度的生產(chǎn)工藝 提高了對動態(tài)多變市場的適應能 力和競爭能力 國內(nèi)現(xiàn)狀 我國數(shù)控機床制造業(yè)在上世紀 80 年代曾有過高速發(fā)展的階段 許 多機床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉型 但總的來說 技術水平不高 質(zhì)量 不佳 所以在上世紀 90 年代初期面臨國家經(jīng)濟由計劃性經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉移調(diào)整 經(jīng)歷了幾年最困難的蕭條時期 那時生產(chǎn)能力降到 50 庫存超過 4 個月 從 1995 年 九五 以后 國家從擴大內(nèi)需啟動機床市場 加強限制進口數(shù)控設備的審批 投資重點 支持關鍵數(shù)控系統(tǒng) 設備 技術攻關 對數(shù)控設備生產(chǎn)起到了很大的促進作用 尤其是在 1999 年以后 國家向國防工業(yè)及關鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金 使數(shù)控設備制造市場一派繁榮 當今世界工業(yè)國家數(shù)控機床的擁有量 反映了這個國家的經(jīng)濟能力和國防實力 北 華 航 天 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 論 文 2 目前我國是全世界機床擁有量最多的國家 近 300 萬臺 但我們的機床數(shù)控化率僅 達到 1 9 左右 這與西方工業(yè)國家一般能達到 20 的差距太大 日本不到 80 萬臺 的機床 卻有近 10 倍于我國的制造能力 數(shù)控化率低 已有數(shù)控機床利用率 開 動率低 這是發(fā)展我國 21 世紀制造業(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)控機床 已廣泛采用了 32 的系統(tǒng) 而國內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)控機床由于受到進口技術的限制 大多采用的是 16 的系統(tǒng) 這就 使得國產(chǎn)數(shù)控機床在功能上就先天不足 與國外數(shù)控機床相比 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)控設備均顯示出能滿足許多復雜零 件在批量生產(chǎn)中的強大的生產(chǎn)力 一般均具有 4 一 5 軸連動 一次裝夾可進行多面 加工的功能 Csl 在程序控制下 可進行主軸立 臥式自動轉換 轉換前后均可自動 換刀 五座標控制 五座標連動 可以加工出六面體中的五面份次裝夾定位 及復 雜的曲線型面和空間曲面體 計算機在機器制造的各個領域 已越來越被廣泛應用 設備越來越趨向柔性化 智能化 多功能化 1 3 設計內(nèi)容簡介 內(nèi)容簡介 本次設計主要分為工藝設計 夾具設計 程序編寫三個部分 工藝設計部分加工余量主要參考 機械制造工藝設計簡明手冊 計算得 進而 確定了毛坯尺寸 根據(jù)粗基礎選擇原選擇了加工的粗基準工藝作為機械制造業(yè)中最 為活躍 最為重要的角色 通過采用不同的工藝可對產(chǎn)品進行精益生產(chǎn)從而降低成 本提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率 畢業(yè)設計試一次實踐性的學習將理論和實踐相結合 本次設計使我們能綜合運用所學專業(yè)機械設計制造及其自動化中的理論知識 查詢 相關資料獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題 設計了機床專用夾具這一典 型的工藝裝備 提高了結構設計能力 為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了 良好的基礎 機床夾具是機械制造業(yè)中不可或缺的重要工藝裝備 可以保證機械加工質(zhì)量 提高生產(chǎn)效率 降低生產(chǎn)成本 減輕勞動強度 實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化 使用專用夾 具還可以改變原機床的用途和擴大機床的使用范圍 實現(xiàn)一機多能 所以 夾具在 機械加工中發(fā)揮著重要的作用 大量專用機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)在公司實習期間所掌握的知識獨立完成了該工序的數(shù)控加 工編程 并對程序進行了模擬 在程序編寫方面本著高效精準原則 避免多余走刀 編程時充分考慮機床條件 提高精度和效率 北 華 航 天 工 業(yè) 學 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 泵體類是機器或部件的基礎零件 他將機器或部件中的軸 套 齒輪等有關零 件組裝成一個整體 是他們之間保持正確的相互位置 并按照一定的傳動關系協(xié)調(diào) 的傳遞運動或動力 泵體的加工質(zhì)量將直接影響機器或部件的精度 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 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 兩側的凸臺表面粗超度 Ra 12 5 m 底面兩個 9 的通孔粗超度為 12 5 m 底面兩個 20 深度為 2mm 的孔粗超度為 12 5 m 2 孔 60H7 粗糙度為 3 2 m 對于左端面的垂直度為 0 02 3 孔 15H7 粗糙度為 3 2 m 對于 60H7 的同軸度為 0 02 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度 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 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 院 畢 業(yè) 論 文 4 第 3 章工藝規(guī)程設計 3 1 選擇毛坯 該零件材料為 HT200 零件結構比較簡單 生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn) 為使零件 有較好的力學性能 保證零件工作可靠 故采用機器鑄造成形 以提高生產(chǎn)效率 3 2 確定機械加工余量 根據(jù)李益民 機械制造工藝設計簡明手冊 以下簡稱 工藝手冊 鑄件的材 料和鑄造方法確定毛坯鑄件典型的機械加工余量等級表 查詢?nèi)缓蟛槿¤T件的機械 加工余量表得 左端面的單邊余量在厚度方向為 1 4mm 右端面的單邊余量在厚 度方向為 1 4mm 底面的加工余量為 1 4mm 兩側凸臺的單邊加工余量為 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 定位基準的選擇 粗基準的選擇 按基準的選擇原則 即當零件有不加工表面時 應以這些不加 工表面作粗基準 選擇余量較小的表面作為粗基準 選擇重要表面作為粗基準 若 零件有若干不加工表面時 則應以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作 粗基準 現(xiàn)以零件的左端面為主要的定位粗基準 精基準的選擇 考慮工序中多次用到 一面兩孔 定位根據(jù)基準統(tǒng)一原則使用 底面作為精基準 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便 依據(jù) 基準重合 原則和 基準統(tǒng)一 原則 選擇 60H7 孔為精基準 北 華 航 天 工 業(yè) 學 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 需進行粗銑 2 泵體的右端面 表面粗糙度為 Ra12 5 需進行粗銑 3 泵體兩側的凸臺 表面粗糙度為 Ra12 5 需進行粗銑 4 60H7 的孔 公差等級為 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 所以需要先進行粗鏜 再進行半精鏜 可達到 7 級精度 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 需先進行粗銑 再進行半精銑 6 15H7的孔 公差等級為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 需先鉆 再擴孔 然后進行粗精鉸 可達到要求 7 22 的孔 表面粗糙度為 Ra12 5 只需锪鉆就能達到要求 8 底座上兩個 9 的孔 表面粗糙度為 Ra25 只需鉆即可 9 底座上兩個 20 的孔 表面粗糙度為 Ra12 5 需用平底锪鉆 10 6 個 M6T14 的螺紋孔 先鉆孔 再用絲錐攻螺紋 11 3 個 M4T10 的螺紋孔 先鉆孔 再用絲錐攻螺紋 12 2 個 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 9 的孔 工序 5 鉆底座上兩個 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 鉸 15H7 的孔 北 華 航 天 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 論 文 6 工序 10 锪鉆 22 的孔 工序 11 絲錐功 6 個 M6T14 的螺紋孔 工序 12 絲錐功 3 個 M4T10 的螺紋孔 工序 13 粗銑泵體兩側的凸臺 工序 14 絲錐功 2 個 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 工序設計 3 5 1 選擇加工設備與工藝裝備 工序表如表 3 1 所示 表 3 1 工序表 工序號 設備 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 游標卡尺 專用夾具 工序 4 Z525 組合鉆床 帶導柱直柄麻花鉆 游標卡尺 專用夾具 工序 5 Z525 組合鉆床 帶導柱直柄平底锪鉆 游標卡尺 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 游標卡尺 專用夾具 工序 11 Z525 組合鉆床 麻花鉆 細柄機用絲錐 卡尺 專用夾具 工序 12 Z525 組合鉆床 麻花鉆 細柄機用絲錐 卡尺 專用夾具 工序 13 Z525 組合鉆床 麻花鉆 機用絲錐 卡尺 專用夾具 北 華 航 天 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 論 文 7 工序 14 Z525 組合鉆床 麻花鉆 機用絲錐 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 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注 當無基準 轉換時 同一表面多次加工的工序尺寸只與工序的加工余量有關 當基準不重合時 工藝尺寸應用工藝尺寸鏈解算 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 P84 表 3 1 6 采用直柄麻花鉆鉆兩個 9 孔 工序 由 工藝手冊 P90 表 3 1 14 采用導柱平底锪鉆鉆兩個 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 級為 粗鏜 IT9 半精鏜 IT8 精鏜 IT7 根據(jù)上述結果 再查標準公差數(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為 精鉸 IT7 粗鉸 IT10 鉆 IT12 根據(jù)上述結果 再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為 精 鉸 0 015mm 粗鉸 0 058mm 擴孔鉆 0 15mm 北 華 航 天 工 業(yè) 學 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 擴孔 mm 058 914 15 084 工序 由 工藝手冊 P90 表 3 1 14 采用導柱平底锪鉆鉆 22 孔 工序 用絲錐攻 6 個 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 P83 用直柄麻花鉆鉆 5 孔之后查表 3 1 47 P112 選用細 柄機用和手用絲錐代號 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 選用細柄機用和手用絲錐代號 M4 d 4 工序 銑泵體兩側凸臺去除兩側單邊余量各 1 4mm 工序 攻螺紋 2 個 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 進給量的確定 當使用 YG6 時 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 因此實際 3 計算切削速度 按切削手冊 表 1 27 切削速度的計算公式為 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 院 畢 業(yè) 論 文 9 1 確定機床主軸轉速 n 204 r min s dVC10104 37 6 按機床選取 n 230 r min 所以實際切削速度 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 進給量 查表 2 12 取 f 0 86mm r 3 切削速度 vc 11m min 取轉速 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 進給量確定 由表 5 22 選取該工步的每轉進給量 f 0 2mm r 取鏜床 n 64r min 切削速度的計算 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 院 畢 業(yè) 論 文 10 進給量確定 由表 5 22 選取該工步的每轉進給量 f 0 15mm r 切削速度的計算 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 進給量確定 由表 5 22 選取該工步的每轉進給量 f 0 1mm r 切削速度的計算 由 取鏜床 n 134r min v 25m min 3 7 1 7 鉆 15 孔 根據(jù)有關資料介紹 利用鉆頭進行擴鉆時 其進給量與切削速 度與鉆同樣尺寸的實心孔時進給量與切削速度之間的速度關系為 f 1 2 1 3 f 鉆 1 鉆孔工步 被吃刀量的確定取 ap 7mm 進給量確定 由表 5 22 選取該工步的每轉進給量 f 0 3mm r 切削速度的計算 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速 n 550r min 2 擴孔工步 被吃刀量的確定 取 ap 0 85mm 進給量確定 由表 5 22 選取該工步的每轉進給量 f 0 36mm r 切削速度的計算 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速 n 467 09r min 參照 表 4 9 所列 Z525 型立式鉆床的主軸轉速 取轉速 n 545r min 再將此轉速代入公式 可求出該工序的實際鉆削速度 25 67m min 3 粗鉸工步 被吃刀量的確定 取 ap 0 1mm 進給量的確定 由表 5 31 選取該工步的每轉進給量 f 0 80mm r 切削速度的計算 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速 n 42 46 r min 參照表 4 9 所列 Z525 型立式鉆床的主軸轉速 取轉速 n 97r min 可求出該工序的實際切削速度 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 院 畢 業(yè) 論 文 11 進給量的確定 由表 5 31 選取該工步的每轉進給量 f 0 60mm r 切削速度的計算 由表 5 31 切削速度 v 可取為 6m min 公式 可 求得該工序鉸刀轉速 n 127 4 r min 參照表 4 9 所列 Z525 型立式鉆床的主軸轉速 取轉速 n 140r min 再將此轉速代入公式 可求出該工序的實際切削速度 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 p70 表 2 3 20 攻螺紋前鉆孔 直徑 d 3 3 查表去進給量 ap 1 65mm f 0 30mm r 由公式 可求得該工 序鉆孔轉速 n 1293r min 查 工藝手冊 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 查手冊取 ap 0 7mm f 0 7mm r v 10m min 查 工藝手冊 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 同上求得主軸轉速 n 545r min 3 7 1 12 銑泵體兩側凸臺 1 銑左側工步 ap 1 4mm f 0 4mm r v 28m min 由公式 可求得該工 序鉆孔轉速 n 475r min 2 銑右側工步 切削用量 同銑左側工步 3 7 1 13 攻 G1 8 螺紋孔 1 鉆 7 8 孔工步 經(jīng)計算該螺紋孔外徑為 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速 n 500r min 2 攻螺紋 取 ap 1 2mm 查表螺距 f 1 25 取主軸轉速 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)過計算取取 ap 0 8mm f 0 14mm r v 34m min 由公式 工序鉆孔轉速 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 院 畢 業(yè) 論 文 12 第 4 章 鉆床專用夾具設計 4 1 定位方案 工件以一端面和 60H7 孔為定位基準 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 方向的轉動以及 Z 方 向的平移 3 個自由度 短圓柱銷限制了 X 和 Y 方向上的平移 2 個自由度 共限制了 5 個自由度 定位誤差的計算 由于定位基準與工序基準一致 所以基準不重合誤差 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 參考指導書表8 13的計算公式得總的定 位誤差 S 0 03 0 03 0 0 06mm dw DTd 4 2 夾 緊 機 構 根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領 為了使夾緊可靠 方便 效率高等特點設計一個壓板 參 考了機械設計制造基礎 具體原理是壓板由一個圓頭螺柱定位通過另一個帶彈簧螺 母旋緊壓縮給壓板施壓從而達到使工件固定的目的 4 3 導向裝置 采用可換鉆套作為導向裝置 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 夾具與機床連接元件 在夾具體上的兩側設計座耳 用 T 形螺栓固定 由于 Z525 型立式鉆床工作臺 槽寬 a 14H11 所以 T 形螺栓的直徑 d 取 12 夾具體兩側座耳槽寬取 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同軸度在 15 范圍內(nèi)允差 0 02mm 北 華 航 天 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 論 文 13 第 5 章 銑床專用夾具設計 5 1 銑泵體左端面夾具設計 定位方案 本夾具設計采用了箱體零件常用的 一面兩銷 定位原理 一面即一個平面限 制 3 個自由度 兩銷即一個圓柱銷和一個削邊銷限制 3 個自由度 一共限制 6 個自 由度對工件實現(xiàn)完全定位 5 2 夾緊機構 根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領 為了使夾緊可靠 方便 效率高等特點設計一個壓板 參 考了機械設計制造基礎 具體原理是壓板由一個圓頭螺柱定位通過另一個帶彈簧螺 母旋緊壓縮給壓板施壓從而達到使工件固定的目的 5 3 夾具與機床連接元件 在夾具體上的兩側設計座耳 用 T 形螺栓固定 由于公司鏜銑床工作臺槽寬 a 14H11 所以 T 形螺栓的直徑 d 取 6 夾具體兩側座耳槽寬取 10 5 4 夾具體 被加工零件的孔有同軸度要求 安裝前確認兩定位孔的定位尺寸是否正確 北 華 航 天 工 業(yè) 學 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)濟型為主 由于鏜孔時一個尺寸的孔對應一把鏜刀 每一個孔又 經(jīng)歷從粗到精加工的過程 會造成鏜刀數(shù)量的巨大 可以利用數(shù)控螺旋插補功能進 行孔的精加工 螺旋插補軌跡對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 子程序可以實現(xiàn)深孔銑削 進一步優(yōu)化刀路設計 6 2 程序編寫 從上述分析可知螺旋插補要循環(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 相對值編 程 指令 使之具有遷移性 刀路設計很關鍵 主要經(jīng)歷刀具定位一下刀一切入一螺旋插補循環(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 精加工時采用順銑質(zhì)量 優(yōu)于逆銑 內(nèi)孔輪廓加工順銑應該走逆時針圓弧 首先定位到 Z0 平面 通過走直 線建立刀具半徑左補償 然后走輔助圓弧切入材料 進入到螺旋插補銑削 到孔底 時要在孔底平而走一個整圓精加工孔底 然后導圓切出 主程序 GO1 ZO F100 定位到 Z0 平面 G41 GO1 XS Y 20 DO1 直線插補建立左刀補 G03 X30 YO R20 作導圓切線切入 M98 P9527l15 子程序調(diào)用 15 次 G90 G03 X30 YO I 30 J0 返回絕對值編程 整圓運動清底 G03 XS Y20 R20 導圓切線切出 G40 GO1 XO Y0 取消刀補 G00 Z200 M30 子程序 O7011 G91 G03 I 30 JO Z 2 螺旋插補 節(jié)距 3 mm 相對值編程 M99 綜上所述 本文針對深孔零件利用螺旋插補指令進行銑削 通過工藝參數(shù)的優(yōu) 化 特別是進行刀路的優(yōu)化 利用子程序特別是宏程序對編程思路進行優(yōu)化 以達 到以銑代鏜的目的 使本工藝更具有實用性 北 華 航 天 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 論 文 15 結 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)代化的設備 的大規(guī)模應用 傳統(tǒng)上使用的機械加工制造工藝發(fā)生了巨大的變化 夾具作為在機 械加工過程中固定加工對象 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用對夾具的快速裝夾 快速定位有著更高的要求 泵體的工藝及夾具畢業(yè)設計是作為主修機械工藝制造的一次綜合性的設計以大學期 間所有的課程設計及所學的專業(yè)知識為鋪墊 工藝作為機械制造業(yè)中最為活躍 最 為重要的角色 通過采用不同的工藝可對產(chǎn)品進行精益生產(chǎn)從而降低成本提高產(chǎn)品 質(zhì)量和生產(chǎn)效率 在本次的設計中 我的收獲很大 不僅鞏固了在學校所學的知識 尤其是工藝 設計和夾具設計方面的知識 從原來的書本上的知識變成了實際應用中的知識 在 本次設計中 也了解到了自己缺少的部分 并在設計過程中查漏補缺 彌補了自己 的不足 在這次設計中 我也充分鍛煉了自己分析問題 解決問題的能力 我獨立 的解決了零件的工藝設計和工序安排 也學會了如何根據(jù)實際生產(chǎn)生活中的基本條 件設計夾具 在程序編寫方面 充分利用了在公司所學的知識 根據(jù)實際加工生產(chǎn) 中的需要 完成了程序的編寫 北 華 航 天 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 論 文 16 致 謝 本論文是在趙秋芳老師的親切關懷和悉心指導下完成的 她嚴肅的科學態(tài)度 嚴謹 的治學精神 精益求精的工作作風 深深地感染和激勵著我 趙老師不僅在學業(yè)上 給我以精心指導 同時還在思想 生活上給我以無微不至的關懷 在此謹向趙老師 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 們 正是由于你們的幫助和支持 我才能克服一個一個的困難和疑惑 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 從開始進入課題到論文的 順利完成 有多少可敬的師長 同學 朋友給了我無言的幫助 在這里請接受我誠 摯的謝意 最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母 謝謝你們 最后 再次對 關心 幫助我的老師和同學表示衷心地感謝 北 華 航 天 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 論 文 17 參 考 文 獻 1 艾興 切削用量簡明手冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 1995 9 2 李益民 機械制造工藝設計簡明手冊 S 哈爾濱工業(yè)大學 機械工業(yè)出版社 1996 7 3 梁春鴻 數(shù)控技術在機械加工中的應用及其發(fā)展前景 J 中國高新技術企業(yè) 2015 05 4 王新榮 王曉霞 機械制造工藝及夾具設計 M 哈爾濱工業(yè)大學出版社 5 黃楚鵬 數(shù)控機床和數(shù)控技術的發(fā)展及未來趨勢 J 科技視界 2014 6 吳義榮 林雨 我國數(shù)控技術與產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢及對策 J 鍛壓裝備與 制造技術 2005 7 李慶壽 機床夾具設計 M 北京 機械工業(yè)出版社 1984 8 鄒青 機械制造技術基礎課程設計指導教程 M 機械工業(yè)出版社 200 8 9 孟少農(nóng) 機械加工工藝手冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 1991 9 10 王伯平 互換性與測量技術基礎 第二版 M 北京 機械工業(yè)出版社 2004 4 11 Norton R l Design of Machinery 機械裝置的設計 McGraw Hill 1992 12 Dimmarogonas A D Machine Design for Manufacturing 制造機械設計 McGraw Hill 1998