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外圆）外圆）常州轻工职业技术学院 毕 业 论 文（设 计）任 务 书 学生姓名 专业班级 学号 指导教师姓名及职称 题 目 机油冷却器装配机械手 加工 部分 论文（设计）的主要任务与具体要求 “ 机油冷却器装配机械手 ”是一种自行研制的用于机油冷却器自动装配机械手的设计。这种机械手可以有效的改善工人的劳动强度，提高劳动生产率。本次设计的机械手是用来散热片吸盘式机械手。本次任务主要研究机械手的加工制作部分，分别对非标零件，国标零件进行加工工艺分析。该课题属于机械手的研究范围，具有较好的应用前景。 加工设计 主要任务： 设计出 实体 图 加工工艺编制 数控零件编程 零件图装配 毕业设计论文 进度安排： 时间 主要工作内容 2016 年 9 月 2016 年 10 月 准备完成开题报告书 2016 年 11 月 2016 年 12 月 完成毕业论文开题报告书 2017 年 1 月 2017 年 2 月 完成 加工工艺 2017 年 3 月 2017 年 4 月 完成 程序编制 2017 年 5 月 2017 年 6 月 完成毕业论文 主要参考文献 1 张铁等编，机器人学 M，华南理工大学出版社， 742 成 大 先 主 编 ， 机 械 设 计 手 册 液 压 控 制 M ，北京 : 化 学 工 业 出版 ,703 赵喜荣， 液压喷射机械手 J1997， (1):334 指导教师意见： 签名 年 月 日 教研室意见： 签名 年 月 日 系审核意见 （ 公章） 年 月 日 备注 ： 1、本任务书一式二份，由指导教师填写相关栏目，经系审核同意后，系和学生各执一份。 2、本任务书须与学生的毕业论文（设计）一并装订存档。 常州轻工职业技术学院机械工程系毕业设计 常常 州州 轻轻 工工 职职 业业 技技 术术 学学 院院 课题名称 机油冷却器装配机械手 加工 部分 姓 名 学 号 班 级 指导教师 职 称 日 期 2016 届毕业设计（论文）开题报告 毕业设计（论文）开题报告 结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 800 字左右的文献综述： 一、 选题的背景和意义： 机械手是一种能自动定位控制并可重新编程序的多功能机器 ,它有多个自由度 ,可用来搬运物体完成在各个不同环境中工作。在自动装配生产线上 ,机械手往往是必不可少的设备。它模拟人手臂的部分动作 ,按预定的程序、轨迹及供货要求 ,实现抓取、搬运和装配。在减轻人的劳动强度，提高装 配品质和装配效率方面有很好的效果 1。 机油冷却器是一种加速润滑机油散热使其保持较低温度的装置。在高性能、大功率的强化发动机上，由于热负荷大，必须装设机油冷却器。机油冷却器布置在润滑油路中，其工作原理与散热器相同。本次设计机械手是吸盘式机械手，这种机械手对于散热片的装配是很有帮助的。本次选择这个题目就是基于加工，装配这种机械手，让设计理解成为实际设备。 机油冷却器是一种加速润滑机油散热使其保持较低温度的装置。在高性能、大功率的强化发动机上，由于热负荷大，必须装设机油冷却器。机油冷却器布置在润滑油路中，其工 作原理与散热器相同。本次设计机械手是吸盘式机械手，这种机械手对于散热片的装配是很有帮助的。本次选择这个题目就是基于加工，装配这种机械手，让设计理解成为实际设备。借助 件的造型功能和编程功能对零件进行加工编程。 二、课题研究的主要内容： 本次设计主要研究机械手的零部件加工工艺。在非标机械设计后，通过软件的对比，运动仿真的分析。得到合理的设计图纸之后，生产 纸，进行生产加工。本次设计需要研究 纸如何快速转化为 纸，让后讲零件图组装成装配图，使其完成预期的任务。 本次设计的标准件： 气缸，螺钉等零件可以通过市场采购买到。非标准零件的加工方式，材料的选择，毛坯的生产方式，零件加工切削用量计算，是本次设计考虑的问题。 机油冷却器装配吸盘式机械手共有 26 个零件组成，其中有 12 个国家标准零件，这些零件可以在市场上面买到。手臂气缸 10要报上型号就可以买到。这是一个组装工件，是机械手运动的主要动力源。这种气缸主要由缸筒，端盖，活塞，活塞杆，密封圈组成。在这里不做解释。六角螺栓 角螺栓是一种由螺杆头和螺杆组成的连接件，螺栓的材质不同有铁的，有 不锈钢的。加工之后可以发黑处理或者是镀锡处理。这种零件在市场上面可以买到，不需要加工。如果想要利用数控机床加工，就要利用数控车床加工外圆，加工螺纹，然后利用数控铣床铣六方。这种加工需要用两种设备，多次加工，多次装夹。利用数控机床成本太大。所以一般采用滚螺纹的方法，这种加工方法是可以批量生产的。所以我们可以直接购买。材料选择 种材料的意识就是屈服度在 235材料 ,材料任性和塑胶都比较好，有较好的工艺性。 垫圈 10， 的是链接件和螺母之间的零件，一般都是一个平的圆环。这种零件 的主要作用就是保证链接件的表面，加深链接件的凝固力，这种小圆环采用机械加工非常难，首先用数控车床加工出外圆，钻出内孔，然后利用车断刀进行加工出成品。或者是利用线切割进行加工。这种加工方法不能实现批量加工的方法，所以一般材料冲压模具进行加工，这些也是标准件，可以直接购买。材料选择 65种材料具有一定的塑形和任性。是做为垫片的主要材料。 水平气缸链接件，水平导向杆连接件，挡板等这个零件虽然零件尺寸不同，但是加工方法却是一样的。我们选择的是冲压模具设计不能选择机械加工。常规的车加工，铣加工，磨加工，钻加工是 不可能实现的。所以选择模具加工。这种 L 型的零件，利用模具加工可以生产出。当然也可以购买现成的链接件，进行加工修改。 冲压模具是一种冷加工的方法，将买来的一卷一卷的卷料，进行拉伸展平。展平之后就是一块一块的平料。然后把这种一块一块平整的材料送进冲压机。有折弯的地方需要进行折弯，有孔的地方，利用冲头，进行钻孔。然后再进行落料就可以了。这种冲压模具根据加工方法的不同，可以分为：冲裁模具，这种模具就是对五金材料进行落料，冲孔，切断，切口，切边或者是从中间剖切等等。 板型连接件的材料为 45 钢，不能采用铸造模具， 只能采用焊接模具，这个零件的加工方法可以这样安排：先在锯床下料。分别是两块板料，一块三角料。两块板料需要加工表面。钻孔等设计。三角料需要磨一焊接破口。方便焊接。 通过对非机械加工零件和标准件的对比，剩余的都是可以非标准的机械加工零件。 一水平导向杆的定位和装夹分析，零件的数量为 2 个，长度为 工最大直径为 35料为 45。零件左右结构对称。在装夹的时候使用一夹一顶的加工方法，夹左端 20右，右端打中心孔定位。使用跟刀架进行加工。或者中间使用中心架加工。 二垂直导向杆的定 位和装夹分 析，零件的数量为 1 个，长度为 240工最大直径为 15料为 45。是一个简单的阶梯轴。这种细长轴零件，采用两端钻中心孔，双顶尖装夹的方法，进行车削加工。不用在使用车床辅具。 三真空吸盘链接件的定位和装夹分析，零件的数量为 1 个，长度尺寸为 40度尺寸为 90度尺寸为 65件结构复杂，是由内孔，圆柱，方块等组成的复杂零件，零件毛坯在铸造加工之后，选择底部定位，利用压板装夹。加工出上表面和 11 15孔。倒角 用压板装夹 15孔和方块，加工零件 底面和零件 内孔。 四导向套 零件的数量为 4 个，长度为 21工最大直径为 47料为 45。是一个套类零件，这种零件比较小，不方便装夹，在加工的时候，先装夹毛坯，加工出内孔，在用三爪卡片，撑开内孔车削外圆。零件利用两次装夹，一夹一撑来完成零件的加工和精度的控制。 五 导套筒 零件的数量为 2 个，长度为 21工最大直径为 47料为 45。是一个套类零件。零件外圆为光轴，加工之后肯定要喷漆处理，加工的精度不用很高，也不用和其他零件配合，主要是内孔的加工 . 三、 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 通过本次设计希望可以达到加工出的零件可以减少误差，达到预期的加工效果，减少整体误差。减少产品生产周期等问题，具体方法如下： 1、充分利用学校的各种资源，去校图书馆和电子阅览室查阅相关资料； 2、对于一些比较困难取得的资料，可实现整体后去省图书馆或者省文献库进行查找； 3、与本专业指导老师进行沟通与交流，对论文资料与论文机构等相关问题进行探讨，寻求进一步的优化。 四、毕业设计（论文）进度安排： 五、指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日 六、教研室意见： 教研室主任签名： 年 月 日 毕业设计用纸 共 页 第 页 摘要 机械手是一种能自动定位控制并可重新编程序的多功能机器 ,它有多个自由度 ,可用来搬运物体完成在各个不同环境中工作。在自动装配生产线上 ,机械手往往是必不可少的设备。它模拟人手臂的部分动作 ,按预定的程序、轨迹及供货要求 ,实现抓取、搬运和装配。在减轻人的劳动强度，提高装配品质和装配效率方面有很好的效果。 机油冷却器是一种加速润滑机油散热使其保持较低温度的装置。在高性能、大功率的强化发动机上，由于热负荷大，必须装设机油冷却器。机油冷却器布置在润滑油路中，其工作原理与散热器相同。本次设计机械手是吸盘式机械手，这 种机械手对于散热片的装配是很有帮助的。本次选择这个题目就是基于加工，装配这种机械手，让设计理解成为实际设备。借助 件的造型功能和编程功能对零件进行加工编程。 关键词 ： 机械手 、 加工 毕业设计用纸 共 页 第 页 目录 摘要 . 1 第 1 章 绪论 . 3 控机床的组成及工作原理 . 3 控机床的分类及优点 . 3 代数控技术的发展趋势 . 5 课题研究的主要内容 . 5 第二章课题分析 . 6 析加工零件 . 6 件材料的选用 . 6 件毛坯的选择 . 6 件的 定位与夹紧 . 7 具和量具的选择 . 7 精基准的选择，余量的选择 . 9 摘要 . 1 第 1 章 绪论 . 5 控机床的组成及工作原理 . 5 控机床的组成 . 5 控机床的工作原理 . 5 控机床的分类及优点 . 5 见的数控机床的类型 . 5 控机床的优点 . 6 代数控技术的发展趋势 . 7 速化与高精度化 . 7 合化 . 7 课题研究的主要内容 . 7 第 2 章 课题分析 . 8 准件分析 . 8 机械加工零 . 12 第三章 零件数控加工设计 . 19 毕业设计用纸 共 页 第 页 件总体分析 . 19 第四章主轴转速和切削三要素的计算 . 22 平导向杆的计算 . 22 空吸盘链接件的计算 . 23 第五章 数控加工程序的编制 . 25 . 26 . 27 吸盘链接件加工编程 . 27 . 27 40 90 . 27 导套筒加工编程 . 50 毕业设计用纸 共 页 第 页 . 51 . 52 致 谢 . 54 参考文献 . 55 毕业设计用纸 共 页 第 页 第 1 章 绪论 控机床的组成及工作原理 控机床的组成 数控机床是和普通机床相对应的一种现代化加工机械设备，这种价格设备不是直接由人工控制，而是由自动化控制系统进行控制，这种数字化组成的信息控制的机床就称为数控机床。如果将普通机床进行改装。也可以成为数控机床。由此可以明确之后，数控机床就是由控制系统，电气组成的设备。这种设备具体可以分为。人工输入面板 系统开始驱动 后将移动的数据实时的反馈给桌面。 控机床的工作原理 数控机床在运行的时候，不是依靠外力进行加工设计，而是通过代码进行控制的， 这种代码就是数控机床的工作指令和工作语言。每一个数控机床都有自己独特地语言，将这些语言根据图纸的要求，输入数控系统，数控系统对输入的数据进行分析，控制每一句代码进行合理的运动。这些运动都会实时的反馈到工作屏幕上面。比如主轴的旋转速度， 前工作的刀具号等等。 控机床的分类及优点 见的数控机床的类型 如果将普通机床安装上数控机床系统，那就是数控机床。这样我们就可以从普通机床上面引申出数控机床。在中国最常见，用途最多的数控机床大概有如下几种： 1） 数 控 车床 数控车床 是主轴带动工件高速运动，刀具进行切削的数控加工设备。设备的类型可以 毕业设计用纸 共 页 第 页 分为立车车床和卧式车床两种。卧式车床可以价格细长轴，小零件的回转类零件，常见的有：传动轴，联轴器，活塞外圆等等。立式车床可以价格回转直径比较大的零件，比如模具零件，大量陶瓷零件等等。 区别数控车床是卧式还是立式有两种方法，一个是看铭牌，一个是看主轴的方向。主轴垂直底面的是立式车床，平行于地面的是卧式车床。 2） 数控铣床 数控铣床的形式比较复杂 ,常见的有立式铣床，卧式铣床。如果加上刀库就可以称为加工中心，如果不是 X 轴 Y 轴 Z 轴三个轴运动，就可以成为多 轴机床。这种基础都可以加工形状复杂的零件，比如模具的前后模。还有高精度的产品零件。如果零件的位置精度较高，或者是形状过于复杂。就可以利用多轴加工中心进行加工，多轴加工中心的运动可以一次装夹，多个位置加工，具体可以分为摇篮式，转动式等等。 3） 加工中心 刚才介绍了铣床加工中心，现在介绍车床加工中心。车床加工中心是带有带库的的数控车床，这种车床除了工件可以旋转之外，刀具本身也可以进行纵向，横向的运动。这样可以使零件的加工能力加强。可以加工一些不在回转中心的孔和 X 放下的孔，减少了装夹次数，提升了产品加工的精度 和产品加工的时间。 控机床的优点 1） 数控机床最重要的有点，就是安全。输入程序，关上机床门，就可以自动加工，减少了铁屑乱飞，飞入人眼的危险感。 2） 利用数控机床编程，不用很强的加工经验，一个刚入行不久的工人就可以做出圆弧，螺纹等零件，这个才普通车床加工需要很久才可以做到。 3） 普车加工时，师傅想多挣钱，就干快点。不行多挣钱就干慢点，但是在数控机床中，加工时间是规定的。 4） 减少生产周期，适合于大批量生产。一个程序，一个定位工装夹具就可以进行零件的大批量生产。 4） 利用数控机床，配合专用的编程软件，就可以做出任意 形状的复杂零件，这个是普通车床做不出来的。 毕业设计用纸 共 页 第 页 代数控技术的发展趋势 随着人性化，进步化的推广和发展，未来数控机床的发展肯定是围绕在数控机床更加智能，精度更高，加工速度更好，实现人机远程操作等等。 速化与高精度化 如果要做到数控机床的高速化，要从两个点进行控制，一个是转速的初始速度。别人的数控机床 0000转速。普通机床 么这两台机床一台是普通的，一台是高速化的。 是现在数控机床的加工精度，一个是控制加工时的误差，一个是刀具补偿要准确。这种误 差要在伺服系统中进行控制。 合化 现代机床的复合化是很容易理解，复合化的就是工序复合化和功能复合化。在一台设备上装夹之后，可以通过自动换刀来加工多任务和多表面的加工。可以在一台数控设备加工多个任务工序比如车床加工，铣床加工，镗床加工，钻床加工，可以代替很多机床和多工位的加工。这样可以减少加工时间，提高加工能力，保证加工时间等。 课题研究的主要内容 本次设计的题目机油冷却器装配吸盘式机械手的设计。着重研究在数控加工过程中毛坯的选择，工艺的设计，基准的选择，夹具的选择，刀具的选择，加 工工艺分析等工艺参数。本次设计利用 模， 工， 配， 出加工工艺分析。还要简单的分析非机械加工零件的分析，比如冲压模具设计。 毕业设计用纸 共 页 第 页 第 2 章 课题分析 析加工零件 准件分析 机油冷却器装配吸盘式机械手共有 26 个零件组成，其中有 12 个国家标准零件，这些零件可以在市场上面买到。如表 2示 国标名称 国标号 数量 手臂气缸 10 六角螺栓 0 垫圈 10 0 六角螺母 1 六角螺母 六角螺钉 六角螺钉 垂直气缸 10 真空吸盘 行程开关 2 六角螺母 六角螺栓 表 2准件 手臂气缸 10要报上型号就可以买到。这是一个组装工件，是机械手运动的主要动力源。这种气缸主要由缸筒，端盖，活塞，活塞杆，密封圈组成 。在这里不做解释。 毕业设计用纸 共 页 第 页 图 2缸标准件 六角螺栓 角螺栓是一种由螺杆头和螺杆组成的连接件，螺栓的材质不同有铁的，有不锈钢的。加工之后可以发黑处理或者是镀锡处理。这种零件在市场上面可以买到，不需要加工。如果想要利用数控机床加工，就要利用数控车床加工外圆，加工螺纹，然后利用数控铣床铣六方。这种加工需要用两种设备，多次加工，多次装夹。利用数控机床成本太大。所以一般采用滚螺纹的方法，这种加工方法是可以批量生产的。所以我们可以直接购买。材料选择 种材料的意识就是屈服度 在 235材料 ,材料任性和塑胶都比较好，有较好的工艺性。 图 2角螺栓 垫圈 10， 的是链接件和螺母之间的零件，一般都是一个平的圆环。这种零件的主要作用就是保证链接件的表面，加深链接件的凝固力，这种小圆环采用机械加工非常难，首先用数控车床加工出外圆，钻出内孔，然后利用车断刀进行加工出成品。或者是利用线切割进行加工。这种加工方法不能实现批量加工的方法，所以一般材料冲压模具进行加工，这些也是标准件，可以直接购买。材料选择 65种材料具有一定的塑形和任性。是做为垫片的主要材料 。 毕业设计用纸 共 页 第 页 图 2圈 六角螺母 是一种非固定链接件，与垫片螺母相互配合。螺母的应用最为广泛。通过螺母的用途不同，精度也不同。比如不拆卸的场合可以选用精度不高的螺母。经常拆卸的场合，可以采用精度高的场合。材料选择 果采用数控加工方式，可以下料之后将数控铣床进行铣六方，攻丝。同样这种方法也是非常浪费时间。一般可以采用冷墩和热墩的加工方式。 图 2角螺栓 六角螺钉 次选择的是国标零件，牙角为 60可以称为自攻螺钉。同意螺钉也不能采用机械加 工工艺方法。可以采用螺丝打头（冷墩机） 搓丝（搓丝机） 热处理（根据需要） 电镀或发黑（根据需要）。 毕业设计用纸 共 页 第 页 图 2角螺钉 真空吸盘，型号为 种是真空设备的末端执行器，这次真空吸盘的主要材料为橡胶材料。可以吸取很轻很薄的零件。 图 2空吸盘 行程开关的型号为 ，可以称为限位开关，是一种小电器，这种开关用来控制机械运动的位置和行程。是机械运动可以在一定位置进行反复运动，变速运动等等。 图 2程开关 毕业设计用纸 共 页 第 页 以上介绍的都是标准件或者是国标件，都是可以在市场上面 采购的。并且利用机械加工的方法不方便做出的零件。这种标准件是可以替换的。不用定制加工，非常方便。 机械加工零 除去 12 个标准件，还有六个非标准件。这六个非标准件也不可以利用数控机床进行加工为别为：机架，水平气缸链接件，水平导向杆连接件，板型连接件。挡板，圆形连接片。 机架属于整个机械手设备的支撑零件，材料选择 般所有的设备支撑件，机身都选择这种材料。灰铁可以吸收振动，最低抗拉强度为 250坯的加工方式采用铸造加工。 机架的设计比较重要，但是没有需要加工的地方。主要起到一个支 撑的作用，铸造出来直接喷漆使用，铸造方法采用金属型铸造，铸造精度在 8造加工余量控制在 4种零件没有任何加工的必要，只要在钻床钻几个孔，进行装配就行了。然后利用钳工的锉刀稍微修饰一下就可以了。然后进行喷漆处理。 图 2架 水平气缸链接件，水平导向杆连接件，挡板等这个零件虽然零件尺寸不同，但是加工方法却是一样的。我们选择的是冲压模具设计不能选择机械加工。常规的车加工，铣加工，磨加工，钻加工是不可能实现的。所以选择模具加工。这种 L 型的零件，利用模具加工可以生产出。当然也可以购 买现成的链接件，进行加工修改。比如在市场上面买到一个稍微大点的零件。在砂轮上进行磨削。磨到自己想要的要求。如果买到的零件，孔比较小，可以利用钻头，进行扩孔。如果孔比较大，利用电焊进行补孔，补上之后在采用钻床加工。但是这种加工方法比较复杂，成本太大。如果设计一套模具，就可以达到批量生产的效果。只要有一套冲压机就可以进行生产。 毕业设计用纸 共 页 第 页 冲压模具是一种冷加工的方法，将买来的一卷一卷的卷料，进行拉伸展平。展平之后就是一块一块的平料。然后把这种一块一块平整的材料送进冲压机。有折弯的地方需要进行折弯，有孔的地方，利用冲头，进行 钻孔。然后再进行落料就可以了。这种冲压模具根据加工方法的不同，可以分为：冲裁模具，这种模具就是对五金材料进行落料，冲孔，切断，切口，切边或者是从中间剖切等等。 还有可以弯边的模具，这种模具可以把原来是平的模具进行折弯，可以把零件控制出自己想要角度和零件。本次设计就需要用到这种模具，可以称为弯曲模。 我们平时吃饭的时候用到的饭盒，这种饭盒是在一个平的模具往下面进行凹。这种凹只是往下，但是还没有穿透。不管有没有穿透零件，都可以称为拉深模具。 本次设计我们需要用到弯曲模具和冲裁模具，就不在对其他的模具形式进行介绍 。本次设计需要四个工序分别是：零件的落料。零件的弯曲，零件的冲孔（孔的位置有 2 个）需要换位冲压。 如果需要设计四套模具，那就是单工序模具。 如果通过一次冲压，做出两个工序或者是三个工序的冲压模具，就是复合模具设计 如果设计一台模具，让工件不在前进的过程的中，不断的利用模具刀具进行加工。可以称为级进模具。 冲压模具的基本知识可以分为：卷边，拉延，拉深，校平，弯曲等等。 图 2平导向杆连接件 毕业设计用纸 共 页 第 页 图 2压模具 板型连接件的材料为 45 钢，不能采用铸造模具，只能采用焊接模具，这个零件的加工方法可 以这样安排：先在锯床下料。分别是两块板料，一块三角料。两块板料需要加工表面。钻孔等设计。三角料需要磨一焊接破口。方便焊接。 在零件准备好之后，装配放在一起。利用三角板和目测的方式进行简单找正。因为焊接的要求不是很高，所以找正的方法也比较原始和简单。孔的位置可以在钻床上面直接钻出，不用选择数控机床。 焊接是有释放的气体是有毒的，一般选择焊接的位置为室外焊接。另外焊接还会产品很刺眼的光，需要带防护面具。在焊接过程用到的点位弱电。不必担心被电伤。只要严格的防护烫伤就可以了。 图 2接件 毕业设计用纸 共 页 第 页 件材料的选用 通过对非机械加工零件和标准件的对比，剩余的都是可以非标准的机械加工零件。这些零件分别是： 零件名称 材料 数量 水平导向杆 45 2 垂直导向杆 45 1 真空吸盘链接件 导向套 45 4 导套筒 图 2械加工零件表 通过对装配图的分析，可以得知零件的材料的数量。这些零件的加工精度不是很高。强度和硬度的强求也一般。材料已经有规定了，我们只能选择材料的处理方法。首先分析 45#刚是典型的优质碳素钢。硬度 不是很高，但是很适合切削加工，在机械加工行业用的比较广，而且也很好购买。 45 钢的机械加工性能良好。何图层或者是高速钢刀具在切削液的辅助下都可以有较好的加工表面。常将 45 号钢的表面来进行渗碳淬火，但和65合金钢比较， 45 号钢淬透性差、淬火后变形大，加工后尺寸稳定性差，故有高精度加工要求的零件均常用合金钢。 是灰铁的一种， 250 是灰铁的型号。这种材料的强度，耐磨度都比较好，并且在减震，抗拉方面也有很好效果。主要就是用在壳体，泵体，立柱，气缸的场合。 热处理的意识，改善零件的切削加工性能，提高工 件加工完成之后的使用寿命，消除剩下的残余应力（一般是正火和调质处理），从而来达 到加工的零件的精度要求。 件毛坯的选择 常用零件的毛坯种类 有三种： 棒料、锻件 与 铸件。 承受住重载荷及复杂载荷的零件，如：主轴和齿轮等。 用于受力不大或承受压为主的零件，但精度表面质量差。 要有棒材，线材等，常用于中小型简单的零件的加工。 于单件小批量生产、大型零件的样机试制但抗震性能差。 毕业设计用纸 共 页 第 页 根据零件图纸分析。所有使用 45号刚材料的零件，都可以采用型材来做，因为就是阶梯轴类零 件。而且还是细长轴。直接在买来就可以了。 采用 两个零件有点区别，导套筒的 构比较简单，是一个外圆要求不大，内孔是一个阶梯孔的零件，这种零件可以买型材加工。买来之后在数控车床加工就可以了。 真空吸盘链接件的材料为 能比较重要。是整个机械手末端执行器的链接机构。用到的位置主要是 5 的内孔 内孔。还要控制内孔 装 120度均匀分布，其他位置均无任何要求，所以本次设计选择铸造模具，进行加工。选择金属铸造，控制铸造精度位 8，保证铸造余量在 1右，即可完成加工。 件的定位与夹紧 数控加工中，基准的选择非常重要。加工基准分为粗加工基准和精加工基准两种加工方式。一般采用毛坯外圆作为粗加工基准，选择已经加工过的表面为精加工基准。 对加工一个零件而言，合理的选择定位基准，对保证零件的尺寸和位置精度能起到决定的作用，所以加工一个零件时要仔细分析一个零件的定位基准。 在加工时劲量设计基准统一。减少装夹次数。 一水平导向杆的定位和装夹分析，零件的数量为 2 个，长度为 工最大直径为 35料为 45。零件左右结构对称。在装 夹的时候使用一夹一顶的加工方法，夹左端 20右，右端打中心孔定位。使用跟刀架进行加工。或者中间使用中心架加工。 二垂直导向杆的定 位和装夹分析，零件的数量为 1 个，长度为 240工最大直径为 15料为 45。是一个简单的阶梯轴。这种细长轴零件，采用两端钻中心孔，双顶尖装夹的方法，进行车削加工。不用在使用车床辅具。 三真空吸盘链接件的定位和装夹分析，零件的数量为 1 个，长度尺寸为 40度尺寸为 90度尺寸为 65件结构复杂，是由内孔，圆柱，方块等组成的复杂零件，零件毛坯在铸造加 工之后，选择底部定位，利用压板装夹。加工出上表面和 11 15孔。倒角 用压板装夹 15孔和方块，加工零件底面和零件 内孔。 四导向套 零件的数量为 4 个，长度为 21工最大直径为 47料为 45。是一个套类零件，这种零件比较小，不方便装夹，在加工的时候，先装夹毛坯，加工出内孔，在用三爪卡片，撑开内孔车削外圆。零件利用两次装夹，一夹一撑来完成零件的加工 毕业设计用纸 共 页 第 页 和精度的控制。 五 导套筒 零件的数量为 2 个，长度为 21工最大直径为 47料为 45。是 一个套类零件。零件外圆为光轴，加工之后肯定要喷漆处理，加工的精度不用很高，也不用和其他零件配合，主要是内孔的加工，所以尺寸在 100 上下都可以满足加工。阶梯孔在车外圆的时候，先用钻头钻一下，然后在车削，掉头装夹，车另外一边。在铣床上面进行螺纹孔的定位和攻丝，同样用三爪卡盘装夹外圆。 具和量具的选择 在机械切削加工中，大多数刀具与普通加工中所用的刀具基本相同，但是如果加工零件不属于常见特征，或者是工艺安排较为复杂的零件，常见的刀具就无法加工到图纸的需求。就需要一些成型刀或者是特殊处理之后的刀具，才能够 发恢数控机床的真正作用。 提高零件加工精度的方法有很多，其中一种方法就是可采用多次走刀方法，可以让加工师傅正确的控制零件尺寸精度。合理的加工路线同样是提高加工精度的重要保障，正确的刀具切入与切出点可以保证刀具在加工中少走空刀。 刀具是保证零件加工表面质量的重要条件，要选择与材料合适的图层，这样才能够保证加工质量。刀具在选择的时候，一定要选择机械加工加工。这样的刀具在更换的时候不用重新对刀。 图 2械加工刀具表 零件名称 刀具 水平导向杆 90端面车刀 75外圆车刀 心钻 60螺纹车刀 垂直导向杆 90端面车刀 75外圆车刀 心钻 60螺纹车刀 真空吸盘链接件 铣刀 铣刀 刀 花钻 导向套 90端面车刀 75外圆车刀 心钻 75内孔车床 30 麻花钻 导套筒 90端面车刀 75外圆车刀 心钻 内孔车床 30 麻花钻 锥 花钻 毕业设计用纸 共 页 第 页 计量器具由量具和量仪（仪器、仪表）两种组成。其中量具属于结构简单器具，量具的价格便宜，通用率较高，主要类别有专业量具（大批量成产时利用）标 准量具（市场可以买到的）本次所选用的量具见下表： 图 2械加工量具表 精基准的选择，余量的选择 （ 1）基准先行 的原则是，如果选择精基准就要先选择粗基准，然后选择已加工表面作为精基准，因为百分表无法根据毛坯确定正确的基准表面 。如轴类零件的中心孔、箱体的地面或剖分面 、齿轮的内孔和一端面等，都应安排在初始工序加工完成。 （ 2）先粗后精 是机械加工中必须遵守的加工准则。每一个零件都要按照粗加工 半精加工 精加工的加工方法，分层分段的满足加尺寸精度和表面粗糙度 。 （ 3）先主后次 是指 先加工主要表面 ： 如定位基面、装配面、工作面，后加工次要表面 ：如自由表面、键槽、螺纹孔等，次要表面常穿插进行加工，一般安排在主要表面达到一定精度之后、最终精加工之前。 图 2械加工基准表 零件名称 量具 水平导向杆 外径千分尺，游标卡尺，牙规，米尺 垂直导向杆 外径千分尺，游标卡尺，牙规 真空吸盘链接件 游标卡尺，内径百分表 导向套 外径千分尺，游标卡尺 导套筒 外径千分尺，游标卡尺，牙规 零件名称 粗加工基准 精加工基准 水平导向杆 40圆毛坯 35圆 垂直导向杆 20圆毛坯 两端中心孔 真空吸盘链接件 120均匀分布的方块 上表面， 15孔 导向套 70坯外圆 35孔 导套筒 105坯外圆 105圆 毕业设计用纸 共 页 第 页 第三章 零件数控加工设计 件总体分析 计参数和总体要求 经过对整个设备的分析，可以用于数控机械加工的有五个零件，在五个零件中，能够用到铣床加工中的有一个，车床加工的有三个。还有一个需要车铣复合加工。四个零件并不是互相独立的。比如导向套，导套筒还有水平导向杆是互相配合的。垂直导向杆和吸盘链接件事互相配合的。我们在加工的时候也要注意零件的互相配合。 导套筒里面是导向套，导向套链接着水平导向杆。从这里可以看出，导向套是保护水平导向杆的。 图 3件装配图 垂直导向杆的螺纹一段和吸盘连接件的 15 图 3件装配图 毕业设计用纸 共 页 第 页 件工艺性分析 图 3件工艺分析图 平导向杆数控加工设计 图 3平导向杆零件图 这个零件要求非常简单，但是加工比较难，因为零件太细，太长了。加工的时候非常危险，好在零件并没有很高的零度。下来 40加一段车下端面，钻中心孔，然后加20夹一顶，中间使用跟刀架加工。车外圆留加工余量 后精车。掉头装夹车另一端台阶就 可以了。零件的具体加工工艺和工序可以件附录文件 。 零件名称 组成特征 加工精度 水平导向杆 圆柱，螺纹 无尺寸精度，表面要求 直导向杆 圆柱，螺纹 无尺寸精度，表面要求 空吸盘链接件 圆柱，内孔。方块 平行度和垂直度 要求 导向套 圆柱，螺纹，内孔 内孔表面要求 直度要求 导套筒 圆柱，螺纹，内孔 内孔表面要求 毕业设计用纸 共 页 第 页 直导向杆数控加工设计 图 3直导向杆零件图 这个零件也是属于细长轴零件的加工，一端有螺纹，另一端没有螺纹，在这里情况下只需要在夹一段，车端面，钻中心孔。然后掉头车端面保证总长，钻中心孔。两端双顶件装夹就可以满足加工。零件的具体加工工艺和工序可以件附录文件 这里不在对其他零件进行累述。 毕业设计用纸 共 页 第 页 第四章主轴转速和切削三要素的计算 平导向杆 的计算 车端面 用三爪卡盘夹住 40伸出 690端面 查机械设计简明手册得， 0m/则转速 n=1000Vc/1000 716r/机床说明书 取 n=700r/按切削用量手册得，选 f=r,Vf=00mm/外圆 粗车 16 25 35精车余量 1机械设计简明手册得， 0m/则转速 n=1000Vc/1000 716r/机床说明书 取 n=700r/按切削用量手册得，选 f=r,Vf=00mm/车 16 25 35圆 查机械设计简明手册得， 20m/则转速 n=1000Vc/1000 1076r/机 床说明书 取 n=1100r/按切削用量手册得，选 f=r,Vf=11mm/螺纹 精车 13查机械设计简明手册得， 0m/ 毕业设计用纸 共 页 第 页 则转速 n=1000Vc/1000 398r/按机床说明书