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CA6140杠杆工艺夹具及零件数控编程设计说明书[带图纸].doc

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CA6140杠杆工艺夹具及零件数控编程设计说明书[带图纸].doc

呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第1页(共55页)目录目录..........................................................................................................................................................1第一章机械加工工艺规程设计............................................................................................................21、零件的作用....................................................................................................................................62、零件的工艺分析............................................................................................................................63、工艺规程设计................................................................................................................................8(1)确定毛坯的制造形式............................................................................................................8(2)基面的选择............................................................................................................................8(3)确定工艺路线........................................................................................................................8(4)机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定..................................................................10(5)确定切削用量......................................................................................................................12第二章机床夹具设计..........................................................................................................................311、问题的提出..................................................................................................................................312、夹具设计......................................................................................................................................31(1)定位基准的选择..................................................................................................................31(2)定位误差的分析..................................................................................................................31(3)切削力的计算......................................................................................................................31(4)定位元件的设计..................................................................................................................32(5)夹具体槽形与对刀装置设计..............................................................................................33(6)夹紧装置及夹具体设计......................................................................................................35(7)夹具设计及操作的简要说明..............................................................................................36第三章数控编程设计..........................................................................................................................371、数控机床的加工工艺及编程简介..............................................................................................37(1)常用编程指令及编程方法..................................................................................................37(2)数控车削工艺......................................................................................................................39(3)数控铣削加工工艺..............................................................................................................402、数控编程......................................................................................................................................42(1)选材122mm102mm32mm的45钢...............................................................................43(2)工序及切削用量的选择见下表..........................................................................................43(3)建立工件坐标系如图所示(零件图所示)....................................................................45(4)编写零件的加工程序..........................................................................................................45总结......................................................................................................................................................53参考文献................................................................................................................................................54致谢......................................................................................................................................................55呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第2页(共55页)摘要加工工艺及夹具毕业设计是在学完了机械制造工艺学等专业相关知识后,对整个专业知识的一次综合运用。机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计,可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。对专用夹具的设计,可以了解机床夹具在切削加工中的作用可靠地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题,如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。本设计是CA6140杠杆零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。CA6140杠杆零件的主要加工表面是平面及孔。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。因此,本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔的加工精度。基准的选择以杠杆45外圆面作为粗基准,以25孔及其下表面作为精基准。先将底面加工出来,然后作为定位基准,在以底面作为精基准加工孔。整个加工过程选用组合机床。在夹具方面选用专用夹具。考虑到零件的结构尺寸简单,夹紧方式多采用手动夹紧,夹紧简单,机构设计简单,且能满足设计要求。呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第3页(共55页)前言加工工艺及夹具毕业设计是在学完了机械制造工艺学等专业相关知识后,对整个专业知识的一次综合运用。机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计,可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。对专用夹具的设计,可以了解机床夹具在切削加工中的作用可靠地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题,如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。1、发展状况改革开放以来,机械工业充分利用国内外两方面的技术资源,有计划地进行企业的技术改造,引导企业走依靠科技进步的道路,使制造技术、产品质量和水平以及经济效益有了很大的提高,为繁荣国内市场、扩大出口创汇、推动国民经济的发展起了重要作用。夹具从产生到现在,大约可以分为三个阶段第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上,这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具,是加工过程加速和趋于完善第二阶段,夹具成为人与机床之间的桥梁,夹具的机能发生变化,它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到,夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系,所以对夹具引起了重视第三阶段表现为夹具与机床的结合,夹具作为机床的一部分,成为机械加工中不可缺少的工艺装备。随着机械工业的迅速发展,对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求,使多品种,中小批生产作为机械生产的主流,为了适应机械生产的这种发展趋势,必然对机床夹具提出更高的要求。目前,大批量生产正逐渐成为现代机械制造业新的生产模式。在这种模式中,要求加工机床和夹具装备具有更好的柔性,以缩短生产准备时间、降低生产成本,所以,按手动夹紧的方法已不能满足生产发展的要求,而气动、液压夹紧等夹具正是适应这一生产模式的工装设备。它对缩短工艺装备的设计、制造周期起到至关重要的作用。国外为了适应这种生产模式,也把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段,并将其作为机械制造业的主要发展。2、发展趋势长时间以来,加工工艺及夹具设计都朝着标准化、自动化、高效率、高精度、低劳动强度方面发展。(1)加工工艺的发展趋势加工工艺作为制造技术的主要基础工艺,随着制造技术的发展,在20世纪末也取得了很大的进步,进入了以发展高速切削、开发新的加工工艺和加工方法、呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第4页(共55页)提供成套技术为特征的发展新阶段。它是制造业中重要工业部门,如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业和新兴的模具工业、电子工业等部门主要的加工技术,也是这些工业部门迅速发展的重要因素。因此,在制造业发达的美、德、日等国家保持着快速发展的势头。金属切削刀具作为数控机床必不可少的配套工艺装备,在数控加工技术的带动下,进入了数控刀具的发展阶段,显示出三高一专即高效率、高精度、高可靠性和专用化的特点。显而易见,在21世纪初,尽管近净成形技术、堆积成形技术是非常有前途的新工艺,但切削加工作为制造技术主要基础工艺的地位不会改变。从当前制造业发展的趋势中可以看到,制造业发展和人类社会进步对切削加工提出的双重挑战,这也是21世纪初切削加工技术发展的主要趋势。(2)夹具的发展趋势夹具是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。(1)高精随着机床加工精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度对夹具的制造精度要求更高高精度夹具的定位孔距精度高达±5μm,夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm,平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler(戴美乐)公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台,其等高误差为±0.03mm精密平口钳的平行度和垂直度在5μm以内夹具重复安装的定位精度高达±5μm瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达2~5μm。机床夹具的精度已提高到微米级,世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然,为了适应不同行业的需求和经济性,夹具有不同的型号,以及不同档次的精度标准供选择。(2)高效为了提高机床的生产效率,双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间,各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等,快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具,加紧和松开工件只用1~2秒,夹具结构简化,为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间,瑞典3R夹具仅用1分钟,即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统,1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上,球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具,起到缩短停机时间,提高生产效率的作用。(3)模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件,快速组装成各种夹具,已成为夹具技术开发的基点。省工、省时,节材、节能,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础,应用CAD技术,可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装夹具。呼伦贝尔学院工程技术学院机制专业毕业论文第5页(共55页)模拟仿真刀具的切削过程,既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案,又能积累使用经验,了解市场需求,不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作,正在着手创建夹具专业技术网站,为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台,争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。(4)通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统,一次性投资比较大,只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强,应用范围广,通用性好,夹具利用率高,收回投资快,才能体现出经济性好。德国demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具,仅用品种、规格很少的配套元件,即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强,使得夹具的通用性好,元件少而精,配套的费用低,经济实用才有推广应用的价值。3、评述综上,根据机械加工工艺及夹具设计的发展方向,现在的一般加工条件已不能满足现在的技术要求。所以以后的多为数控技术、自动化技术、系统化。主要体现其高效率、高精度、高可靠性、专业化程度深。这就要求从事这方面的高科技人才,就我们现在所学的知识还远远不够。所以我们在以后的学习工作中要多学习这些方面的知识,不断的充实自己,使自己的综合能力不断提高,从而跟上科技发展的脚步

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