槽形凸轮机构设计与应用【通过答辩论文设计及图纸】
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槽形凸轮机构设计与应用【通过答辩论文设计及图纸】,凸轮,机构,设计,应用,利用,运用,通过,答辩,论文,图纸
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定位基准的选择 我们采用已加工的 2用一面两销定位，限制空间的六个自由度，为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。 夹具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构 。 三、工件以一面两孔组合定位时的定位误差计算 在加工箱体、支架类零件时，常用工件的一面两孔定位，以使基准统一。这种组合定位方式所采用的定位元件为支承板、圆柱销和菱形销。一面两孔定位是一个典型的组合定位方式，是基准统一的具体应用。 1 定位方式 工件以平面作为主要定位基准，限制三个自由度，圆柱销限制二个自由度，菱形销限制一个自由度。菱形销作为防转支承，其长轴方向应与两销中心连线相垂直，并应正确地选择菱形销直径的基本尺寸和经削边后圆柱部分的宽度。图 3菱形销的结构，表 3菱形销的尺寸。 表 3形销的尺寸 （ d 36 36 820 2024 2430 3040 4050 B b 1 1 2 3 3 3 4 5 b 2 3 4 5 5 6 8 2 菱形销的设计 图 3示，当孔距为最大尺寸，销距为最小尺寸时，菱形销的干涉点发生在 A 、 B 。当孔距为最小尺寸，销距为最大尺寸时，菱形销的干涉点发生在 C 、 D （图 3，为满足工件顺利装卸的要求，需控制菱形销的直径 d 2 和削边后的圆柱部宽度 b 。菱形销圆柱部宽度 b 可查表 3 由图 3 示的几何关系，在 在 联立解两式得： 略去 项 则 菱形销宽度 b 已标准化，故可反算得 式中 X 2 菱形销定位的最小间隙（ ； b 菱形销圆柱部分的宽度（ ； D 2 工件定位孔的最大实体尺寸（ ； a 补偿量。 式中 孔距公差（ ； 销距公差（ 。 菱形销直径可按下式计算 d 2=D 2 X 233 设计举例 例： 泵前盖简图如图 3示，以泵前盖底及 2 定位（一面两孔定位），加工内容为： （ 1 ）镗孔 ； （ 2 ）铣尺寸为 的两侧面。 试设计零件加工时的定位方案及计算定位误差。 解： 设计一面两孔定位方案 （ 1 ）确定两销中心距及公差 两销中心距的基本尺寸应等于两孔中心距的平均尺寸，其公差为两孔中心距公差的 1/31/5 。 即 本例因 ，故取 L d= 2 ）确定圆柱销直径和公差 圆柱销直径基本尺寸等于孔的最小尺寸，公差一般取 故本例取 （ 3 ）确定菱形销直径和公差 选择菱形销宽度 b= 4由 表 3得 ) 。 补偿量 计算最小间隙 计算菱形销的直径 菱形销直径一般取 故 （ 2 ）计算镗孔 时的定位误差 尺寸 的定位误差 垂直度 位误差 D = B + Y =0 对称度 定位误差 由于圆柱销和菱形销分别与两定位孔之间有间隙，因此两孔中心连线的变动可有如图 3 b 所示的四种位置。对于对 称度而言，应取图 3 示的情况： 因孔 在 （ 3 ）两侧面平行度 定位误差 计算平行度误差时，两孔中心连线的位置应取图 3示的情况 设计结果见图 3示 。 - 1 - 1 绪论 机械制造技术基础课程设计是在我们学完了大学的全部技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中站有重要地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性尊来呢，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加工作大遐一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教 2 数控编程中的加工工艺分析及设计 轮加工工 数控铣床 加工工艺过程一般是：先通过分析零件图样，明确工件适合在数控铣削的加工内容、加工要求，然后以此为出发点确定零件在数控铣削的加工工艺和过程顺序。 接着确定数控加工的工艺装备，如：确定何种类型、规格、技术参数的机床；考虑工件如何装夹及装夹方案的拟定；选择适合加工的表面、结构特征和技术要求的刀具并进行调试，明确和细化工步的具体内容，包括对走刀路线、位移量和切削参数等的确定。 数控铣床加工工艺过程如图 示。 - 2 - 加工图样加工方案装夹方法标准夹具 特殊夹具刀具选择标准刀具 特殊刀具加工中心数据表刀具对刀试运行试切削工件毛坯 数控铣床 加工零件设计加工程序编制程序输入介质图 数控铣床加工工艺过程 析零件图 图 示为槽形凸轮零件，在铣削加工前，该零件是一个经过加工的圆盘，圆盘直径为 280，带有两个基准孔 35及 12。 35及 12两个定位孔。 - 3 - 零件图 （ 1）分析零件的尺寸标注 该零件凸轮轮廓由 直线 及过渡圆弧 组成。组成轮廓的各几何元素关系清楚，条件充分，所需要基点坐标容易求得。凸轮内外轮廓面对 X 面有垂直度要求。该零件的材料为 削工艺性较好。 (2)分析凸轮加工的质量要求 （ 1）表面间的平行度和垂直度，为了保证配合能 够紧密贴和。所以工件应该装的平稳。 （ 2）表面粗糙度和精度等记，一般表面精度为 上。表面粗糙度 （ 3）孔和槽的精度，垂直度，粗糙度。最终精度可达 直度要求高。 （ 4）其他部分达到尺寸要求即可。 - 4 - 加工的关键问题是如何保证平面凸轮零件的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度。 工方法选择及加工方案确定 床的合理选用 机床的种类繁多，不同类型的数控铣床其使用范围也有一定的局限性，只有在一定的工作条件下加工一定的工件才能达到最 佳的效果。因此，确定要选择的铣床之前，应首先明确加工的对象、内容和要求。 1 考虑的是零件的外形尺寸和重量，使其在机床的允许范围以内。 2 考虑数控机床的精度是否能满足凸轮的设计要求。 3 看凸轮的最大圆弧半径是否在数控系统允许的范围之内。 根据以上三条即可确定加工平面凸轮所要使用的数控机床为 两轴以上联动的数控铣床。 工方法的选择 机械零件的结构形状是多种多样的，但它们都是由平面、外圆柱面、内圆柱面或曲面、廓形面等基本表面组成的。加工方法的选择原则是保证加工表面的精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级 精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在加工平面凸轮时，应结合零件的结构形状、尺寸大小、材料及生产类型等因素全面考虑。 工方案设计的原则 凸轮零件上的加工表面，常常是通过粗加工半精加工和精加工逐步达到，对这些表面仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。 - 5 - 控加工工艺路线的设计 数控加工工艺路线设计是下一步工序设计的基础，其设计的质量会直接影响零件的加工质量与生产效率。设计工艺路线时应对零件图、毛坯图认真消化，结合数控加工的特点灵活 运用普通加工工艺的一般原则，尽量把数控加工工艺路线设计得更合理一些。 控铣削加工平面凸轮零件的工序顺序 在数控铣床上加工零件，凸轮工序比较集中，在一次装夹中，尽可能完成全部工序。根据数控铣床的特点，为了保持数控铣床的精度，降低生产成本，延长使用寿命，通常把凸轮零件的粗加工，特别是基准面、定位面的加工在普通机床上进行。 凸轮零件的加工工序通常包括切削加工工序、铣削加工工序和辅助工序，这些工序的顺序直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。因此，在设计工艺路线时，应合理安排好切削加工、铣削加工和 辅助工序的顺序，并解决好工序间的衔接问题。 铣削加工零件划分工序后，各工序的先后顺序排定通常要考虑如下原则： (1)基面先行原则 用作精基准的表面应优先加工出来。 (2)先粗后精原则 各个表面的加工顺序按照粗加工半精加工精加工光整加工的顺序依次进行，逐步提高表面的加工精度和减小表面粗糙度。 (3)先主后次原则 零件的主要工作表面、装配基面应先加工，从而能及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷。次要表面可穿插进行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最终精加 工之前进行。 - 6 - (4)先面后孔原则 对平面轮廓尺寸较大的零件，一般先加工平面，再加工孔和其他尺寸，这样安排加工顺序，一方面用加工过的平面定位，稳定可靠；另一方面在加工过的平面上加工孔，孔加工的编程数据比较容易确定，并能提高孔的加工精度，特别是钻孔时的轴线不易歪斜。 对于平面盘形凸轮来说，后 3 个原则很容易理解，不再叙述，下面重点讲述基面先行原则，对它的应用往往是排列工序的关键，也是难点。 整个零件的加工顺序的拟订按照基面先行、先粗后精的原则确定。因此应先加工用作定位基准的 35及 12两个定位孔、 X 面，然后再加工凸轮槽内外轮廓表面。由于该零件的 35及 12两个定位孔、 X 面已在前面工序加工完毕，在这里只分析加工槽的走刀路线，走刀路线包括平面内进给走刀和深度进给走刀两部分路线。平面内的进给走刀，对外轮廓是从 切线方向切入；对内轮廓是从过渡圆弧切入。在数控铣床上加工时，对铣削平面槽形凸轮，深度进给有两种方法：一种是在 或 平面内来回铣削逐渐进刀到既定深度；另一种是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到既定深度。 进刀点选在 (150,0)P 点，刀具来回铣削，逐渐加深到铣削深度，当达到既定深度后，刀具在 面内运动，铣削凸轮轮 廓。为了保证凸轮的轮廓表面有较高的表面质量，采用顺铣方式，即从 P 点开始，对外轮廓按顺时针方向铣削，对内轮廓按逆时针方向铣削。 削凸轮平面的加工路线 刀具切人凸轮时，应避免沿凸轮外廓的法向切入，而应沿凸轮外廓曲线延长线的切向切入，这是避免在切入处由于法向力过大产生刀具的刻痕而影响表面质量，保证凸轮外廓曲线平滑度。同理，在切离工件时，在凸轮的轮廓处直接退刀，会造成进给停顿，使工件表面出现凹坑，因此也应该沿零件轮廓延长线的切向逐 - 7 - 渐切离工件。 此外， 凸轮加工中应避免进给停顿。因为加工过程中的切削力会使工艺系统产生弹性变形并处于相对平衡状态，进给停顿时，切削力突然减小会改变系统的平衡状态，刀具会在进给停顿处的零件轮廓上留下刻痕。 为提高凸轮精度和减小凸轮表面粗糙度，可以采用多次走刀的方法，精加工余量一般以 宜，而且精铣时宜采用顺铣，以减小凸轮表面粗糙度的值。 轮的定位与夹紧方案的确定 凸轮的定位基准与夹紧方案的确定， 应遵循前面所述 有关定位基准的选择原则与工件夹紧的基本要求。此外，还 应该注意下列三点： 1)力求设计基准、工艺基准与编程原点统一，以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量。 2)设法减少装夹次数，尽可能做到在一次定位装夹中，能加工出工件上全部或大部分待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度，充分发挥数控机床的效率。 3)避免采用占机人工调整方案，以免占机时间太多，影响加工效率。 具的选择 平面凸轮的装夹以平面工作台为安装的基础，定位夹具或工件，并通过夹具最终定位夹紧工件，使工件在整个加工过程中始终与工作台保持正确的相对位置。 数控加工用的夹具大都是通用性的，编程人员在大多数情况下不进行实际设计，而是选用。对专用的工夹具，编程人员可以参与设计方案的讨论和提出要求，由夹具设计人员进行设计。 平面凸轮加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能协调凸轮零件与机床坐标系的尺寸。除此 - 8 - 之外，重点考虑以下几点： 1)单件小批量生产时，优先选用组合夹具、可调夹具和其他标准化通用夹具，以缩短生产准备时间和节省生产费用。 2)在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 3)零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间，减少辅助时间。 4)为满足数控加工精度，要求夹具定位、夹紧精度高。 具的选择和切削用量的确定 刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。 表 1 槽形凸轮的数控加工刀具卡片 产品名称或代号 零件名称 平面槽形凸轮 零件图号 01 序号 刀具号 刀具 加工表面 备注 规格名称 数量 刀长 / 01T 18 硬 质 合 金 立 铣 刀 1 20 粗铣凸轮槽 内外轮廓 2 02T 18 硬 质 合 金 立 铣 刀 1 20 精铣凸轮槽 内外轮廓 编制 审核 批准 共 2 页 第 1 页 表 2 槽形凸轮的数控加工工序卡片 夹具名称 日期 零件图号 零件名称 螺旋压板 20091 槽形凸轮 工步号 工步内容 刀具号 刀具 规格 /主轴转速 1/ 进给速度 1/ 背吃 刀量 /备注 - 9 - 1 来回铣削，逐渐加深铣削深度 01 800 60 分两层铣削 2 粗铣凸轮槽内轮廓 01 700 60 4 自动 3 粗铣凸轮槽外轮廓 01 700 60 4 自动 4 精铣凸轮槽内轮廓 02 1000 100 14 自动 5 精铣凸轮槽外轮廓 02 1000 100 14 自动 编制 审核 批准 共 2 页 第 2 页 削用刀具及其选 择 数控加工中，铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀，该刀具有关参数的经验数据如下： 1) 铣刀半径般取m i n( 0 . 8 0 . 9 ) 2)零件的加工高度 (1 / 6 1 / 4 )以保证刀具有足够的刚度。 3)粗加工内轮廓时，铣刀最大直径 D 可按下 (2 算： 112 s i n 21 s i n 2 (2式中 1D 轮廓的最小凹圆角半径； 圆角邻边夹角等分线上的精加工余量； 1 精加工余量； - 10 - 圆角两邻边的最小夹角。 4)用平底立铣刀铣削内槽底部时，由于槽底两次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半径 r，即直径为 2 2 ( ) R r ，编程时取刀具半径为0 ( ) r。 此外对于一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常用球形铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀和盘铣刀。 刀量的选择 当刀具铣削加工时，刀具切入工件包括两个方向和深度，即铣削深度 （ 1）切削深度(背吃刀量 ) 切削深度也称为背吃刀量，在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，尽量做到一次进给铣去全部的加工余量，这是提高生产效率的一个有效措施。只有当表面粗糙度要求.3 m 时，为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，才需要考虑留一定的余量进行精加工。 （ 2）切削宽度(侧吃刀量 ) 在编程软件中称为步距，一般切削宽度d 成正比。在粗加工中，步距取得大些有利于提高加工效率。使用平底刀进行切削时，一般 L 的取值范围为： ( 0 0 而使用圆鼻刀进行加工，刀具直径应扣除刀尖的圆角部分，即 2d D r ( D 为刀具直径， r 为刀尖圆角半径 )，而 0.9)d 。而在使用球头刀进行精加工时，步距的确定应首先考虑所能达到的精度和表面粗糙度。 （ 3）背吃刀量或侧吃刀量与表面质量的要求 在 工件表面粗糙度要求为 25 m时，如果圆周铣削的加工余量小于5端铣的加工余量小于 6粗铣一次进给就可以达到要求。但在余量较 - 11 - 大、工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可分两次进给完成。 在工件表面粗糙度要求为 12.5 m时，可分粗铣和半精铣两步进行。粗铣时背吃刀量或侧吃刀量尽量做到一次进给铣去全部的加工余量，工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可分两次进给完成。粗铣后留 量，在半精铣时切除。 给量的选择 粗铣时，限制进给量提高的主要因素是切削力，进给量主要是根据铣床进给机构的强度，刀杆的刚度，刀齿的强度及铣床、夹具、工件的工艺系统刚度来确定。在强度和刚度许可的条件下，进给量可以尽量选取得大一些。精加工时，限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。为了减少 工艺系统的振动，减小已加工表面的残留面积高度，一般选取较小的进给量。每齿进给量的选择方法总结如下： 一般情况下，粗铣取大值，精铣取小值。 对刚性较差的工件，或所用的铣刀强度较低时，铣刀每齿进给量应适当减小。 在铣削加工不锈钢等冷硬倾向较大的材料时，应适当增大铣刀每齿进给量，以免刀刃在冷硬层上切削，以致加速刀刃的磨损。 精铣时，铣刀安装后的径向及轴向圆跳动量愈大，则铣刀每齿进给量应相应适当地减小。 - 12 - 3 程序的编制 形铣削 程序 程序 10 90 40 03 01 0； 3 42 0； 98 90 0； 98 90 0； 98 90 0； 98 90 0； 98 90 0； 98 90 0； 98 90 0； 98 01 40 05； 30； % 子程序 10 01 100； 90 180 140； 03 0 01 0； 99； % - 13 - 轮铣削 程序 程序 10 90 40 03 01 100； 42 0； 03 0 03 0 0； 03 0 03 0 0； 03 0 03 0 0 0 00 0; 100； 0； 03 0 03 0 0； 03 0 03 0 0； 03 0 03 0 0 0 40 40 30; % - 14 - 型铣削 经计算得： A( B(， C( D(E( F( G( H(粗铣 程序 程序 10 17 80 10 800; 00 90 08; 01 02 90 02 95; 02 150; 02 72; 02 93; 01 02 69 140 02 90 02 95; 02 150; 02 72; 02 93; 01 02 69 230 02 90 02 95; 02 150; 02 72; 02 93; 01 02 69 % - 15 - 精铣 程序 程序 10 17 49 90； 10 800； 00 90 08； 01 02 90 02 95; 02 150; 02 72; 02 93; 01 02 69 % 孔铣削 程序 程序 10 90 60 03 0 10 98 0 5 73 0 6 50； 01 2000； 05； 30； % - 16 - 总结 本文主要研究了平面凸轮机构的数控铣削工艺以及在此基础上的数控铣床的程序编制。 了解数控铣床在凸轮加工中的运用从而完成平面凸轮数控铣工艺性分析及程序编制和编写数控加工工艺文件。 数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质量、发挥数控机床效能的前提条件。本 文也正是从数控加工的实际角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在了解数控加工铣削基础、数控铣床刀具的选用、数控加工工件的定位与装夹以及数控编程中的加工工艺分析及设计等基础上，分析了 平面凸轮数控铣工艺分析及程序编制，从而避免了普通铣床操作人员的人为误差，大大缩短了加工时间，提高了效率，降低了成本。 因此，在编程中合理确定数控加工工艺对实现优质、高效和经济的数控加工具有极为重要的作用。 - 17 - 参考文献、资料： 1王爱玲 数控机床加工工艺 . 北京： 机械工业出版社， 2王爱玲 数控编程技术 . 北京： 机械工业出版社， 3徐宏海 北京： 化学工业出版社， 4刘万菊 北京： 机械工业出版社， 5杨建明 北京： 北京理工大学出版社， 6赵国瑛 北京： 机械工业出版社， 7金贵 北京： 机械工业出版社， 8罗春华 北京： 北京理工大学出版社， 9余英良 北京： 化学工业出版社， - 18 - 致谢 经过 三 个多月的时间，我的毕业设计 平面凸轮数控铣工艺分析及程序编制 终于完成。作为 数控 专业的毕业生，由于本专业的特殊性，在设计过程中，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有 田坤 老师的指导，以及身边朋友们的帮助，想要靠一己之力完成此次设计是相当困难的。 首先，向 田 老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。从最初的选题到到最后定稿，田 老师一直给我提供了许多宝贵建议。严肃的工作态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。除了敬佩老师的专业水平外，其朴实无华、 平易近人的人格魅力更对我影响深远，不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。 其次，要感谢 河南机电高等专科学校 所有教过我的老师，你们教会我的不仅仅是专业知识，更多的是对待学习、对待生活的态度，乃至做人的道理。 最后，我要感谢这一路上给过我帮助的那些认识乃至不认识的朋友们，因为有你们的鼓励与支持，我的论文得以顺利完成。感谢你们，在我最需要帮助与鼓励的时候，给予我的一切。我不会忘记，我们一起奋斗过的日日夜夜，此时此刻，就让这一切在记忆中封存。 机械工程学院 机械加工工艺 过程卡片 产品型号 零（部）件图号 共 2 页 产品名称 槽形凸轮 零（部）件名称 槽形凸轮 第 1 页 材料牌号 毛坯种类 铸造 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每台 件数 1 备注 序号 工序名称 工 序 内 容 车间 设 备 工 艺 装 备 工时 准终 单件 1 检查 检查毛坯是否有裂纹 检 目测 2 钳 去模压边 机加 钳台 3 铣 铣 280 低圆 机加 铣床 专用夹具 4 铣 铣 65 高 17 的凸台 机加 铣床 专用夹具 5 铣 铣宽 30 深 14 的槽 机加 铣 床 专用夹具 6 钻 钻扩直径 35孔及倒角 机加 钻 床 专用夹具 7 钻 钻扩直径 35孔及倒角 机加 钻 床 专用夹具 8 钻 钻，攻螺纹 加 钻床 专用夹具 9 检验 按图样要求检查各尺寸检验 按图样要求检查各精度检验 游标卡尺 10 表面 表面喷砂处理 11 检验 成品检验 检 12 入库 编 制 日 期 标记 处记 更改文件号 签字 日期 机械制造装备实训 实训报告 班级 : 090319 学号 : 09031908 姓名 : 严崇 南昌航空大学 - 1 - 机械制造装备实训 一 . 实训目的： （ 1）提高学生综合应用所学知识的能力 创新机械制造装备实训内容，实训内容涵盖了机械制造工艺学、机床夹具、金属切削机床、金属切削刀具、数控编程、金属切削加工等方面的知识，使学生在为其一周的机械制造装备实训期间，能够对这些知识有个综合应用的过程 （ 2）学生能得到实战体验 机械制造装备实训要求学生从设计 绘制零件图，进行分析，到编制工艺，选用刀具、夹具，再到在机床上安装，最后编程进行加工合格零件。进行检验。学生能够在老师的指导下亲身经历一个从设计到工艺到加工，最后做出产品的全过程，收获是巨大的。 （ 3）能加强对学生创新设计能力的培养 实训内容中有几个重要环节就是对组合夹具元件进行选择，根据自己的设计，在上百种元件中选择出符合自己设计要求元件，进行分析组装，并且要编制适合的程序进行加工，这些训练使学生创新设计能力得以加强。 二 . 实训内容： 具体为结合深造在进入专业基础课和专业课阶段所选修的工程材 料及热加工工艺基础、互换性与技术测量、机械制造技校术、机械制造装备、数控技术、数控加工编程等课程，在机械制造装备实训是，对于每一组学生，选择一个相对较为典型的零件，进行以下几个环节的工作： 设计并绘制零件图 分析零件的加工特点 编制零件的机械加工工艺中路线 设计编制零件的机械加工工序 设计关键工序的夹具（草图） 编制组合夹具元件 编制零件某一简单工序的数控加工程序 在数控机床上装夹零件的毛坯 对零件进行加工（或模拟加工） 获得所加工的零件 写出实训报告。 （ 1） 绘制 零件图 - 2 - （ 2） 设计编制零件的机械加工工序 - 3 - （ 3） 设计关键工序的夹具（草图） 凸轮槽加工的夹具 - 4 - （ 4） 编制零件凸轮槽的简单工序的数控加工程序 40 90 0020 28 0030 06 0 0 0050 00 0070 08 0090 0100 5 - 0120 0130 0140 0150 0160 0170 0180 0190 0200 0210 0220 0230 0240 0250 0260 0270 0280 0290 0300 0310 0320 0330 0340 0350 0360 0370 0380 0390 0400 0410 0420 0430 0440 0450 0460 0470 0480 0490 0500 0510 0520 0530 0540 0550 0560 0570 0580 0590 0600 0610 6 - 3 0630 0640 0650 0660 0670 0680 0690 0700 0710 0720 0730 0740 0750 0760 0770 0780 0790 0800 0810 0820 0830 0840 0850 0860 0870 0880 0890 . 数控加工 ： 数控铣床一台 四 通过对这一周的机械制造装备实训的学习，我对以往所学的理论基础、专业知识和基本技能进行了一次较为全面的训练，培养了我严谨的科 学态度、独立分析和解决问题的能力以及敢于创新的精神。 在设计的过程中通过对零件图的研究和分析制定了一套合理的工艺，本工艺在理论上是可行的，并且对于图纸上要求的粗糙度，位置度，尺寸精度等都可以较好的满足。还具有较好的经济性。为了能更好的加工还对典型的工序进行了专用夹具的设计，在夹具的设计过程中，我们始终按照夹具的设计基本原则并结合实际情况，做到夹具结构局部优化与整体化于一体，在保证其功能前提下，尽量简化夹具的结构和增加夹- 7 - 具自动化的能力。通过本次设计，我充分认识到学习先进软件的必要性，先进的软件能提高效 率和减少设计者时间上的成本。 五 . 参考文献： 1、王先逵主编机械制造工艺学，机械工业出版社， 2000 年版。 2、赵如福主编金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社， 1990 年版。 3、李洪主编机械加工工艺手册，北京出版社， 1990 年版。 4、戴陆武主编机床夹具设计，西北工业出版社， 1990 年版。 5、林文焕主编机床夹具设计，国防工业出版社， 1987 年版。 6、黄鹤汀主编机械制造装备，机械工业出版社， 2006 年，第版。 7、李庆余、张佳主编机械制造装备设计，机械工业出版 ， 2003 年版，第版。 8、陈志雄主编数控机床与数控编程技术，北京：电子工业出版社， 、曹凤主编数控编程，重庆：重庆大学出版社， 通过 装备实训 ，使我深深体会到，干任何事都必须有耐心、细致。 实训 过程中，许多 东西不免令我感到心烦意乱；有两次因为不小心， 画图 只能毫不情愿地重来。但一想起老师平时对我们耐心教导，想到今后自己应当承 担的社会责任，想到世界上应为某些细小失误而出现的令人无比震惊的事故，我不禁时刻提醒自己，一定要养成一种高度负责、一丝不苟的良好习惯。这次 实训 使我在工 作作风上得到了一次难得的磨练。 做完 实训 ，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的贫乏，自己综合 应用所学专业知识的能力是如此不足，几年来学习了这么多的课程，今天才知道 自己并不会用 机械制造装备实训 实训报告 班级 : 学号 : 姓名 : 指导老师 : 目录 附录：槽形凸轮零件图 夹具装配图 由零件图知该零件 7， 35孔的精度为 的精度为 余没有作出要求均按 表可知公差取 糙度除了 12， 35圆孔及槽壁为 62较容易加工。 该零件是一个外部轮廓经过加工的圆盘，圆盘直径为 280次的任务是在铣床上加工槽与孔及使外部轮廓达到尺寸要求，零件的材料为 削加工性能较好。 方案一 工序一 检查 检查毛坯是否有裂纹 工序二 钳 去模压边 工序三 铣 铣 280低圆 工序四 铣 铣 65高 17的凸台 工序五 铣 铣宽 30深 14的槽 工序六 钻 钻扩直径 35工序七 钻 钻扩直径 12工序八 钻 钻，攻螺纹 序九 检验 按图样要求检查各尺寸检验 按图样要求检查各精度检验 工序十 表面 表面喷砂处理 C 工序十一 检验 成品检验 工序十二 入库 方案二 工序一： A 面定位钻中心孔 5（ 2 处） 钻 20孔 钻 粗铣 35孔 镗 35孔 铰 12孔 12孔倒角 45 工序二： 一面两孔定位粗铣凸轮表面及外轮廓 粗铣凸轮槽内轮廓 精铣凸轮槽内轮廓 精铣凸轮槽外轮廓 工序三： 翻面装夹 铣 20孔另一侧倒角 45。 工序四 ： 去毛刺 工序五 ： 检验，入库。 方案比较： 方案一和方案二采用了不同的加工方法加工路线，方案一采用的是几个机器分别加工的方法，这样做会使工件在几台机床之间来回 移动，浪费工时，降低了生产效率，而且这样做的话对于工件的加工精度的比较难保证。方案二则采用数控机床加工，对于数控机床加工能更加准确的保证加工精度，能提高产品的生产效率，为此选择方案二作为加工路线。 加工余量可以由机械加工工艺手册查到。但是还要考虑到后面为达到各个表面加工的粗糙度要求，为各种加工留下合适的余量等因素，确定下来的毛坯总余量如下： 径向尺寸 初加工余量： 2加工余量： 0. 3向尺寸： 285向尺寸 端面，粗精加工 各 1向尺寸： 40坯草图如所示： 选择粗基准时，必须达到以下两个基本要求：其一，应保证所有加工表 面都有足够的加工余量；其二，应保证工件加工表面和不加工表面之间具有 一定的位置精度。 根据粗基准的选择原则选用 280圆轴心线，和 精基准的选用 选择精基准时应参考以下原则： (1)尽可能选择加工表面的设计基准为 精基准，即“基准重合”，避免产生基准不重合误差 (2)尽可能在多数工序 中采用同一组精基准，即“统一基准” ，减少设计和制造费用，并减少基准 变换所带的定位误差 (3)便于装夹，定位准确、稳定、装夹可靠、夹具简 单的表面为精基准 (4)有些精加工工序，可选择加工表面本身为定位基准， 即“自为基准” (5)对位置精度要求较高的表面，可草原“互为基准”，反 复加工，以保证高的位置精度 根据以上原则，选用孔 12 35是零件的设计基准，符合“基准重合” 的原则。并且便于装夹，定位准确、稳定、装夹可靠。 刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，不仅影响机床的加工效率， 而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统加工方法相比，数控加工对刀具的要求，尤其在刚性和寿命方面更为严格。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：既要求精度高、强度大、刚性好、寿命长，又要求尺寸稳定，安装调整方便。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具的刚性。 产品代号 数控加工刀具卡 零（部）件代号 零（部）件名称 零件名称 槽形凸轮 槽形凸轮 零件材料 坯种类 锻件 零件图号 序号 刀具号 刀具规格名称 数量 加工表面 刀长 注 中心钻 1 钻 5中心孔 0钻头 1 20孔粗加工 45 头 1 12孔粗加工 30 5镗刀 1 20孔精加工 45 0镗刀 1 12孔粗加工 30 0度倒角铣刀 1 20孔倒角 8 高速钢立铣刀 1 粗加工凸轮槽内外轮廊 8 硬质合金立铣 刀 1 精加工凸轮槽内外轮廊 编制 审核 批准 年月 日 共 页 第页 数控加工切削用量的选择与通常机床切削用量的选择基本相同，即是根据切削原理规定中的方法以及机床的性能和舰定的语序切值、刀具耐用度来选择和计算，并结合时间经验确定。切削用量包括主轴转速（切削速度），切削深度或宽度，进给速度（进给量）等等。切削用量的大小对切削力，切削功率，刀具磨损，加工质量和加工成本均有显著影响。合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产效率为主，但刀考虑经济性和加 工成本；半精加工时，应在保证加工质量的前提下， 从刀具耐用度出发，切削用量的选择方法是：先选取背吃刀量或侧吃刀量，其次确定进给速度，最后确定切削速度。由于吃刀量对刀具耐用度影响最小，背吃刀量和侧吃刀量的确定只要根据机床、夹具、刀具、工件的刚度和被加工零件的精度要求来决定。如果零件精度要求不高，在工艺系统刚度允许的情况下，最好一次切净加工余量，即背吃刀量或侧吃刀量等于加工余量，以提高加工效率：如果零件精度要求高，为保证表面粗糙度和精度，只好采用多次走刀。 在工件表面粗糙度值要求为 5，如果圆周铣削的加工余量小于 5铣的加工余量小于 6铣一次进给就呵以到达要求。但在余量比较大，工艺系统刚性较差或机床动力不足的时候，可以分两次进给完成。 在工件表面粗糙度值要求为 25，可分粗铣和半精铣两步进行。粗铣刀时背吃刀量或侧吃刀量选取同前，粗铣后留 0. 5量，在半精铣时切除。 在工件表面粗糙度值要求为 82，可分粗铣、半精铣、精铣三步进行。半精铣时背吃刀量或侧吃 刀量取 1. 5铣时圆周铣侧吃刀量取 5 面铣刀背吃刀量取 0. 5 由上确定各工序中背吃刀量和侧吃刀量详细参数见工序卡表 粗铣时，限制进给量提高的主要因素是切削力，进给量主要是根据铣床进给机构的强度，刀杆的刚度，刀齿的强度及铣床、夹具、工件的工艺系统刚度来确定。 进给量 则是数控铣床加工切削用量中的重要参数，根据零件的表面粗糙度，加工精度要求，刀具及工件材料等因素，参考切削用量手册选取，通过选取每齿进给量 根据 公式 f=Z 为铣刀齿数）计算。 工件材料强度和硬度越高， 之则越大。硬质合金铣刀的每齿进给量商于同类高速刚铣刀。工件表面粗糙度要求越高， 其相关系式如下： F =s) 式中： 按照各工步应用进给量见工序卡 主轴转速的确定 主轴转速 n (r/根据允许的切削速度 Vc(m/确定：主轴转速 说明书中选取标准值，并填入程序单中 由上确定各工序中 进给量和主轴转速详细参数见工序卡表 工序过程卡 材料牌号 坯种类 铸造 毛坯外形尺寸 285*40 每毛坯件数 1 每台 件数 1 备注 序号 工序名称 工 序 内 容 车间 设 备 工 艺 装 备 工时 准终 单件 1 检查 检查毛坯是否有裂纹 检 目测 2 (改成合适的符号 )5中心孔（ 2处） 钻 20孔 钻 粗铣 35孔 镗 35孔 铰 12孔 12孔倒角 45 机加 数控机床 专用夹具 3 铣 一面两孔定位粗铣凸轮表面及外轮廓 粗铣凸轮槽内轮廓 精铣凸轮槽内轮廓 铣凸轮槽外轮廓 机加 数控机床 专用夹具 4 铣 翻面装夹 铣 20 45 机加 数控机床 专用夹具 5 钳 去毛刺 机加 钳台 专用夹具 6 检 检验，入库 编 制 日 期 标记 处记 更改文件号 签字 日期 产品代号 数控加工工序卡 零（部）件代 号 零（部）件名 称 工序名称 槽形凸轮 工序二 机床名称 机床型号 切削液 数控车床 乳化液 工步 工作内容 刀具 刀具规格 主轴转速 S（ r/ 背吃刀量 进给速度 F（ mm/r） 1 A 面定位钻直径为 5 的中心孔，两处 5 755 2 钻 20孔 20 402 40 3 钻 02 40 4 铣 35孔 18 1100 4 40 5 镗 35孔 25 130 0 6 铰 12孔 10 130 0 产品代号 数控加工工序卡 零（部）件代号 零（部）件名称 工序名称 槽形凸轮 工序二 机床名称 机床型号 切削液 数控车床 乳化液 工步 工作内容 刀具 刀具规格 主轴转速 S（ r/ 背吃刀量 进给速度 F（ mm/r） 1 一面两孔定位粗铣凸轮槽外轮廊 18 1100 4 40 2 粗铣凸轮槽内轮廊 18 1100 4 40 3 精铣凸轮槽内轮廊 18 1495 14 20 4 精铣凸轮槽外轮廊 18 1495 14 20 产品代号 数控加工工序卡 零（部）件代号 零（部）件名 称 工序名称 槽形凸轮 工序二 机床名称 机床型号 切削液 数控车床 乳化液 1
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