毕业设计（论文）-航空接插件的加工工艺及夹具设计.docx

Southwest university of science and technology本科毕业设计（论文）航空接插件的加工工艺及夹具设计学院名称制造科学与工程学院专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名学 号指导教师二一五年六月 西南科技大学本科生毕业论文 II航空接插件的工艺及夹具设计摘要：航空接插件用于航空设备上各种线缆的连接，种类繁多，是一种非标准零件，生产批量大，精度要求较高。以其中一种接插件为对象，设计其加工工艺、数控程序、工装夹具。机械产品的生产过程是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置及性质，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺流程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是各加工的笼统的流程。夹具是机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。关键词：航空接插件； 加工工艺； 夹具设计Process and fixture design of the aviation connectorAbstract: Air connectors for connecting various cables on aviation equipment, a wide range, is a non-standard parts, production volume, high precision. In one of the connector for the object, the design of its processing technology, the NC program, tooling and fixtures. Production machinery is to change the shape, size, relative position and the nature of the production target, making it the finished or semi-finished products is called Process. Mechanical processing methods, directly change the shape, dimensions and surface quality of the blank and so on, and to become part of the process is called machining process. For example, a common part of the process flow is roughing - finishing - Assembly - Inspection - Packaging, this is the general flow of each process. Mechanical jig is a manufacturing process for fixing the object, so that occupies the correct position to accept the construction or detection means. Keywords: air connector ; machining process; fixture design西南科技大学本科生毕业论文 IV目 录前 言1第1章 绪 论21.1概述21.2航空接插件的加工、机械加工工艺的概念、夹具的概念21.2.1航空接插件的加工21.2.2机械加工工艺的概念21.2.3夹具的概念3第2章 工艺规程设计52.1概述52.2矩形通道工艺的技术要求和设计任务52.2.1工艺要求52.2.2设计任务52.3毛坯的确定72.4制定工艺路线及方法72.4.1零件工艺的分析72.4.2定位基准的选择82.4.3制定工艺加工路线82.5加工余量，工序尺寸及公差的确定92.6切削用量及工时定额的确定112.6.1工序2：钻孔（粗钻）112.6.2工序3：车花键头外圆122.6.3工序4：车花键头内孔142.6.4工序5：车螺纹头外圆162.6.5工序6：车两个19内键槽182.6.6工序7：车螺纹192.6.7工序8：铣外圆花键192.6.8工序9：铣螺纹头花键202.6.9工序10：铣内圆凸键202.6.10工序11：铣内孔21第3章 数控加工及其程序223.1概述223.2数控加工技术的概述223.3数控编程的概念223.3.1手工编程223.3.2自动编程:233.4数控编程的程序24第4章 夹具设计374.1机床夹具的概念374.2机床夹具的作用和组成374.3机床夹具的分类374.4夹具的设计384.5定位误差分析计算414.6夹具的使用和维护414.6.1夹具的使用414.6.2夹具的维护41结束语43致谢44参考文献45西南科技大学本科生毕业论文前 言本次的毕业设计内容来源于我在绵阳惠捷机械有限公司进行的实习。根据在公司实习的过程中所学习到的相关的航空接插件的加工工艺的知识，对航空接插件的加工工艺进行了一定的设计，对其夹具的设计进行了一定的改进。毕业设计对于机械设计制造及其自动化专业的学生来说，是一项重要的课程，同时也是我们大学生涯的最后一项不可或缺的课程。作为大学生在校的最后一次综合性的考验和对知识的考察，它主要是考查学生在大学期间对基础知识及其专业知识的掌握情况，培养学生学会自我思考、自行设计的能力。在进行这项综合性考察的毕业设计过程中，我们应该把自己大学四年所学的理论知识结合实践经验，综合的展现在自己的设计成果上。同时在设计过程中学习理解更多的知识，更加完善自己的能力，让自己对专业知识的理解更加全面、彻底。1第1章 绪 论1.1概述本章讲述的是关于航空接插件的加工、工艺的概念以及夹具的概念。1.2航空接插件的加工、机械加工工艺的概念、夹具的概念1.2.1航空接插件的加工航空接插件是一种典型的机械加工零件。在设计其相关的机械加工工艺时我们需要考虑很多插接件在加工过程中需要注意的问。因为我们采用的原料是棒料，下料后首先就是钻孔，钻孔先选合适的中心钻钻中心孔，然后再扩孔；其次是车削毛坯件的内外圆，由于零件比较小，我们必须一次装夹将一边外圆车削完成，再车削另外一头的内外圆，车削时还得保证零件的总长在给定的范围内、车削内外圆还得保证与中心轴的同轴度，外圆车削好之后就是车削螺纹；车削的部分完成后还要在工中心上铣削内外圆花键，这时我们就得设计一个合适的夹具来解决这一系列工序加工过程中的零件的预紧及定位的问题了，当然加工完成后的产品还得检查外观，最后包装入库。1.2.2机械加工工艺的概念机械产品的生产过程是将原材料变为成品的全过程。生产过程大致可以分为三个阶段，即毛坯制造、零件加工和产品装配。机械产品的生产过程是一个很复杂的过程，在这些过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置及性质，使其成为半成品的过程称为工艺过程。用机械加工的方法，直接改变原材料或毛坯的形状、尺寸和性能等，使之变为合格的零件的过程，称为零件的机加工工艺过程，又称工艺路线或工艺过程。工艺过程的组成为工序、工步、走刀、安装、工位。工艺规程就是把工艺过程的各项内容用表格或以文件的形式确定下来，并用于指导和组织生产的工艺文件。工艺规程是指导工人操作和用于生产、工艺管理工作及保证产品质量可靠性的主要技术文件。它包括以下内容：毛坯类型和材料定额、工件的加工工艺路线、所经过的车间和工段、各工序的内容要求和工艺装备、工件质量的检验项目及检验方法、切削用量、工时定额及工人技术等级。工艺规程要经过逐级审批，因而也是工厂生产中的工艺规律，有关人员必须严格执行。总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。工艺规程设计的步骤：1) 研究和分析零件的工作图；2) 根据零件的生产纲领确定零件的生产类型；3) 确定毛坯类型；4) 拟定零件加工的工艺路线；5) 选定各工序的机床设备、工艺装备和辅助工具；6) 确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差；7) 确定个工序的切削用量及工时定额；8) 技术经济分析；9) 填写工艺文件。制定工艺规程的基本原则是保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益，即在一定的生产条件下，以最快的速度，最少的劳动消耗和最低的成本，最可靠的的加工出符合图样要求的零件，同时还要注意技术的先进性、经济上的合理性、有良好的劳动条件。1.2.3夹具的概念夹具是一种装夹工件的工艺装备，广泛地应用在机械加工、装配、检验、热处理、焊接等工艺过程中。在机械加工过程中，为了使加工的工件符合图样要求，就必须使工件相对机床和刀具的位置正确，并保持其位置不变。当零件为单件、小批量生产时，常采用直接找正安装或画线找正安装，由于这两种方法的生产率低，不适合成批、大量生产。对于成批、大量生产的零件，通常把工件安装在机床夹具中进行加工。工件在机床加工时，为保证加工精度和提高效率，必须使工件在机床上相对刀具有正确的位置，这个过程称为定位。为了克服切削过程中工件受切削力、惯性力、重力等的作用而破坏定位，还必须对工件施加夹紧力，这个过程称为夹紧。定位和夹紧两个过程的综合称为装夹，完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。夹具的作用：1) 可以缩短辅助时间，提高劳动生产效率。在某些情况下，由于使用了夹具，工件夹得更牢固、可靠，有可能加大切削用量或增多同时加工的刀具数目和工件数目，以减少加工时间，提高劳动生产效率，降低成本。2) 保证工件加工进度，稳定产品质量。采用夹具后，工件上各表面的相对位置精度由夹具来保证，比画线找正达到的精度高得多，且稳定可靠，还可降低对操作者的技能要求。3) 可扩大机床的适用范围，充分发挥机床的潜力。采用专门夹具可增加机床的功能，如代替无靠模铣床，可采用专门夹具在普通铣床上铣削成形表面，因而扩大了普通铣床的使用范围。4) 可以减轻铣床劳动强度，保证安全生产。采用夹具后可以降低对工人技术水平的要求，使工人操作方便，生产安全和减轻体力劳动。5) 夹具按机床的使用范围的分类：6) 通用家具。该类夹具由于具有较大的通用性，故得其名，通用家具一般已标准化，并由专门的专业工厂生产，常作为机床的标准附件提供给用户如车床上常用的三抓自定心卡盘、四爪单动卡盘、顶尖、铣床上的平口钳、回转工作台、分度头等都是通用夹具。7) 专用夹具。这类夹具是专门对某一工序而专门设计的，这种夹具用途专一，针对性很强。8) 组合夹具。这类夹具的零部件具有高度的通用性，可以用来组装各种不同的夹具，但是一旦组装成一个夹具后，其结构就变得专用，只适合某个工件的某道工序的加工了。9) 可调整夹具和成组夹具。该类夹具部分元件可更换，部分装置可调整，以适应同一系列、不同尺寸要求的多种工件加工的夹具。10) 随行夹具。该类夹具是自动线或柔性制造系统中使用的夹具，它除了对工件的定位和夹紧起作用外，还载着工件随输送装置送往各机床，并在各机床上被定位和夹紧。第2章 工艺规程设计2.1概述工艺规程是规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。本章将主要讲述航空接插件的加工方案的确定。2.2矩形通道工艺的技术要求和设计任务2.2.1工艺要求工艺规程是把工艺过程的各项内容用表格或以文件的形式确定下来，并用指导和组织生产的工艺文件。制定零件机械加工工艺过程是生产技术准备工作的一个重要组成部分。一个零件可以采用不同的工艺过程制造出来，但正确与合理的工艺过程应满足以下基本要求：1) 符合图纸和技术要求；2) 保证产品质量；3) 降低成本、经济的合理性；4) 提高生产效率。2.2.2设计任务了解分析航空接插件的结构特点，以及加工的技术要求，根据航空接插件的零件图设计航空接插件的加工工艺以及工艺规程；根据加工要求设计一个零件加工时的相应的工装夹具，通过UG加工模块导出一段零件相应的数控加工的程序单。航空接插件的零件图如图2-1所示：44图2-12.3毛坯的确定我们需要加工的航空接插件是一个管装部件。由于尺寸较小，且内外圆有花键，而且其使用在航空设备上，所以我们需要考虑强度大、质量轻巧、不易氧化的材料。经查阅相关资料可以得知，6061-T651是6061铝合金的主要合金，是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品，其强度虽不能与2XXX系或7XXX系相比，但其镁、硅合金特性多，具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。综上考虑，我们选择毛坯件是铝合金6061实心棒料，结合图纸要求我选择毛坯尺寸为2632.5。2.4制定工艺路线及方法2.4.1零件工艺的分析航空接插件零件为一个棒状的机械加工零件，对于同轴度，平行度等形位公差要求很高，以下是航空接插件零件的一些主要的加工以及主要表面的公差要求和形位公差的要求，通过查文献7,1814的表2.1、表2.2、表2.3和表2.4可知：1) 钻15孔的尺寸精度为8级，以外圆中心轴为基准，同轴度公差为0.01；2) 外圆表面长度，以A端面为基准，平行度公差0.02；3) 外圆表面长度，以A端面为基准，平行度公差为0.02；4) 内圆台阶孔尺寸精度为6级，以内孔中心轴为基准，同轴度公差为0.01；5) 内圆孔尺寸精度为6级，以内孔中心轴为基准，同轴度公差为0.01，表面粗糙度为Ra1.6；6) 外圆表面长度，以A端面为基准，平行度公差为0.02，表面粗糙度为Ra1.6；7) 内键槽以端面为基准，平行度公差为0.02，表面粗糙度为Ra3.2。2.4.2定位基准的选择在零件图上或实际的零件上，用来确定一些点、线、面位置时所依据的那些点、线、面称为基准。工件在机床上加工时，在工件上用以确实被加工表面相对机床、夹具、刀具位置的点、线、面称为定位基准。定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。零件在加工的过程中，在最初的工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。以已经加工过的表面进行定位的基准称为精基准。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。本零件是带孔的复杂零件，孔是其测量基准。为了避免由于基准不重合而产生的误差，应该选择孔为定位基准，这样就遵循了基准重合原则。以下就是我选择的一些加工基准：1) 钻中心孔和扩孔时以棒料的外圆面为粗基准；2) 车花键头外圆以外圆面为粗基准；3) 车花键头内圆以花键头外圆22.63为精基准；4) 车螺纹头外圆以内孔21.80为精基准；5) 车螺纹头内圆以内孔21.80为精基准；6) 车内圆键槽以内孔21.80为精基准；7) 车M221-6g螺纹以内孔21.80为精基准；8) 铣内外圆花键以内孔21.80为精基准。2.4.3制定工艺加工路线制定加工工艺路线时我们要考虑到很多问题。比如我们需要考虑到零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的精度等级。在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用通用型机床配以专用工装卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，、我们还应当考虑经济情况，考虑加工产品的性价比，以便使生产成本尽量下降。所以制定一个合理的工艺加工路线是十分重要的一个环节，通过参考已有的零件图纸和加工的需求，我制定了一个加工方案如下所示：1) 下料2632.5的棒料；2) 钻15的孔；3) 车花键头外圆，保证总长31.5mm；4) 车花键头内孔；5) 车螺纹头外圆；6) 车内键槽，保证两键槽距离mm；7) 车M221-6g螺纹，去毛刺；8) 铣花键头外圆花键，四个小花键高1.04mm，宽1.32mm；大花键宽2.54mm，高1.04mm；9) 铣花键头花键小槽，键宽1mm，键深0.19mm；10) 铣螺纹头外圆花键，4个呈90度，键宽1.8mm，键高0.55mm；11) 铣螺纹头内圆花键，圆弧过渡R4，厚0.68mm；12) 铣螺纹头内孔；13) 插螺纹头内圆花键（内圆花键与外圆花键在同一轴线上对齐）键高0.65mm,键宽1.9mm。通过这个加工方案，我们可以有效的减少一些不必要的加工步骤。加工由内孔到外表面，一步步完成，可以避免多次装夹所造成误差的增多，以及因为多次装夹而造成工时的浪费。同时也保证了零件尺寸的要求，而且本方案加工工序也不是太多，所以不会应为过多工序而导致浪费过多的人工时间，故此方案可行。2.5加工余量，工序尺寸及公差的确定 加工余量，工序尺寸及公差的确定可以查阅表2-1：表2-1 加工表面加工内容加工/mm精度等级工序尺寸/mm表面粗糙/m钻15的孔毛坯150中心孔55粗钻151512.5车18.4内键槽毛坯3.415粗车217精车1.418.43.2车19内键槽毛坏415粗车2.517.5精车1.5193.2车M221-6g螺纹毛坯精车IT60.8铣20.4外圆花键毛坯2.222.6粗铣1.521.9精铣0.720.43.2铣22.1外圆花键毛坯1.123.2粗铣0.822.9精铣0.3IT823.23.2铣内圆毛坯315粗铣217精铣1IT81.6铣花键槽毛坯122.6精铣1IT821.63.22.6切削用量及工时定额的确定2.6.1工序2：钻孔（粗钻）钻中心孔机床CK6140夹具：三爪卡盘钻削深度：L=15mm刀具：中心钻5背吃刀量： 已加工表面直径（mm）根据文献1查表5-64至表5-71可以得知取V=40m/min，f=0.15mm/r，一次进给i=1 r/min，所以n可以取480r/minn机床主轴转速（r/min）d工件或刀具直径（mm）实际V=39.4m/min参考文献1查表3-9、表3-16可以得知额定时间计算公式：基本时间：=0.21min辅助时间定额：0.5min作业时间：Tb基本时间（min）Ta辅助时间定额（min）L刀具或工作台行程长度（mm）f主轴每转一转刀具的进给量（mm/r）扩孔：机床：CK6136夹具：三爪卡盘钻削深度：L=33mm刀具：内排屑孔钻15根据文献1查表5-64至表5-71可以得到V=45m/min，f=0.2mm/r，进给次数i=3，进给量11mm r/min，所以n可以去550 r/min实际V=49.25m/min参考文献1查表3-9、表3-16可以得知额定时间计算公式：基本时间：=0.9min辅助时间定额：0.5min作业时间：Tb基本时间（min）Ta辅助时间定额（min）L刀具或工作台行程长度（mm）f主轴每转一转刀具的进给量（mm/r）2.6.2工序3：车花键头外圆工步1：车24.25外圆机床：CK6140夹具：三爪卡盘切削层长度；L=18mm刀具：外圆车刀背吃刀量：待加工表面直径（mm）已加工表面直径（mm）根据文献1查表5-60可以查得，V=90m/min，f=0.2mm/r，进给次数1次，i=1，切削深度1.75mm。 r/min,所以取n=1200 r/min实际V=m/min基本时间：=0.075min辅助时间定额：0.5min作业时间：工步2：车22.63外圆机床：CK6140夹具：三爪卡盘切削层长度；L=0.76mm刀具：外圆车刀背吃刀量：待加工表面直径（mm）已加工表面直径（mm）根据文献1查表5-60可以查得，V=100m/min，f=0.2mm/r，进给次数1次，i=1，切削深度1.62mm。r/min,所以取n=1250 r/min实际V=m/min基本时间：=0.003min辅助时间定额：0.5min作业时间：工步3：车22.03外圆机床：CK6140夹具：三爪卡盘切削层长度；L=7.2mm刀具：外圆车刀背吃刀量：待加工表面直径（mm）已加工表面直径（mm）根据文献1查表5-60可以查得，V=120m/min，f=0.15mm/r，进给次数1次，i=1，切削深度2.6mm。r/min,所以取n=1450 r/min实际V=m/min基本时间：=0.033min辅助时间定额：0.5min作业时间：2.6.3工序4：车花键头内孔工步1：车花键头内孔机床：CK6140夹具：三爪卡盘切削层长度；L=2mm刀具：内孔车刀背吃刀量：待加工表面直径（mm）已加工表面直径（mm）根据文献1查表5-60可以查得，V=120m/min，f=0.3mm/r，进给次数2次，i=2，切削深度1.925mm。 r/min,所以取n=1500r/min实际V=m/min基本时间：=0.008min辅助时间定额：0.5min作业时间：工步2：车花键头内孔机床：CK6140夹具：三爪卡盘切削层长度；L=12mm刀具：内孔车刀背吃刀量：待加工表面直径（mm）已加工表面直径（mm）根据文献1查表5-60可以查得，V=120m/min，f=0.1mm/r，进给次数1次，i=1，切削深度2.12mm。 r/min,所以取n=1500r/min实际V=m/min基本时间：=0.08min辅助时间定额：0.5min作业时间：工步3：车花键头内孔机床：CK6140夹具：三爪卡盘切削层长度；L=2mm刀具：内孔车刀背吃刀量：待加工表面直径（mm）已加工表面直径（mm）根据文献1查表5-60可以查得，V=120m/min，f=0.1mm/r，进给次数1次，i=1，切削深度3.8mm。 r/min,所以取n=1450r/min实际V=m/min基本时间：=0.014min辅助时间定额：0.5min作业时间：2.6.4工序5：车螺纹头外圆工步1：车22.10外圆机床：CK6140夹具：三爪卡盘切削层长度；L=5.6mm刀具：外圆车刀背吃刀量：待加工表面直径（mm）已加工表面直径（mm）根据文献1查表5-60可以查得，V=100m/min，f=0.3mm/r，进给次数2次，i=2，切削深度1.95mm。 r/min,所以取n=1250 r/min实际V=m/min基本时间：=0.5min辅助时间定额：0.5min作业时间：工步2：车20.56外圆机床：CK6140夹具：三爪卡盘切削层长度；L=2.7mm刀具：外圆车刀背吃刀量：待加工表面直径（mm）已加工表面直径（mm）根据文献1查表5-60可以查得，V=84m/min，f=0.4mm/r，进给次数2次，i=2，切削深度2.72mm。 r/min,所以取n=1100 r/min实际V=m/min基本时间：=0.012min辅助时间定额：0.5min作业时间：工步3：车20.90外圆机床：CK6140夹具：三爪卡盘切削层长度；L=1mm刀具：外圆切断刀,刀宽1mm背吃刀量：待加工表面直径（mm）已加工表面直径（mm）根据文献1查表5-60可以查得，V=70m/min，f=0.1mm/r，进给次数1次，i=1，切削深度1.2mm。 r/min,所以取n=900 r/min实际V=m/min基本时间：=0.011min辅助时间定额：0.5+0.2min作业时间：工步4：车21.80外圆机床：CK6140夹具：三爪卡盘切削层长度；L=2mm刀具：外圆车切断刀，刀宽2mm背吃刀量：待加工表面直径（mm）已加工表面直径（mm）根据文献1查表5-60可以查得，V=84m/min，f=0.15mm/r，进给次数1次，i=1，切削深度2.45mm。 r/min,所以取n=1100 r/min实际V=m/min基本时间：=0.12min辅助时间定额：0.5+0.2min作业时间：2.6.5工序6：车两个19内键槽机床：CK6140夹具：三爪卡盘切削层长度；L=4mm刀具：切槽车刀，刀宽1.1mm背吃刀量：待加工表面直径（mm）已加工表面直径（mm）根据文献1查表5-59，表5-60可以查得，V=30m/min，f=0.2mm/r，进给次数,次，i=1，切削深度4mm。r/min,所以取n=400 r/min实际V=m/min基本时间：=0.1min辅助时间定额：0.5min作业时间：2.6.6工序7：车螺纹机床：CK6140夹具：三爪卡盘切削层长度；L=4.3mm刀具：螺纹车刀根据文献1查表5-83，可以查得，V=,20m/min，f=1mm/r，进给次数i=1。r/min,所以取n=300 r/min实际V=m/min基本时间：0.031min辅助时间定额：0.5min作业时间：2.6.7工序8：铣外圆花键工步1：粗铣机床：数控加工中心夹具：设计夹具切削层长度；L=7.04mm刀具：立铣刀直径0.98，铣刀刀刃数2铣平面：参考文献1查表5-72至表5-78可以得到mm/z， V=4m/min， r/min，所以取n=7000r/min实际V=4.1m/min由文献1，53查表3-13可知基本时间：min辅助时间定额： min作业时间： min2.6.8工序9：铣螺纹头花键工步1：粗铣机床：数控加工中心夹具：设计夹具切削层长度；L=17.35mm刀具：立铣刀直径0.98，铣刀刀刃数2铣平面：参考文献1查表5-72表5-78可以得到mm/z， V=4m/min， r/min，所以取n=7000r/min实际V=4.1.m/min由机械制造技术基础课程设计53页表3-13可知基本时间：min辅助时间定额： min作业时间： min2.6.9工序10：铣内圆凸键机床：数控加工中心夹具：设计夹具切削层长度；L=56.52mm刀具：立铣刀直径0.98，铣刀刀刃数2铣平面：参考文献1查表5-72表5-78可以得到mm/z， V=1.6m/min， r/min，所以取n=5000r/min实际V=1.7m/min由文献1，53查表3-13可知基本时间：min辅助时间定额： min作业时间： min2.6.10工序11：铣内孔机床：数控加工中心夹具：设计夹具切削层长度；L=56.52mm刀具：立铣刀直径0.98，铣刀刀刃数2铣平面：参考文献1查表5-72至表5-78可以得到mm/z， V=1.2m/min， r/min，所以取n=5000r/min实际V=1.3m/min由文献1，53查表3-13可知基本时间：min辅助时间定额： min作业时间： min第3章 数控加工及其程序本章主要讲述的是航空接插件的数控加工以及航空接插件数控加工的程序。3.1数控加工技术的概述数控加工（numerical control machining），是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法。数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。数控加工是用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。3.2数控编程的概念所谓数控编程，是指利用计算机编写加工指令的过程，即把加工零件的工艺过程、工艺参数和运动要求用数字指令的形式（数控语言）记录在介质上。将编制的程序指令输入数控系统，数控系统根据输入指令来控制伺服系统和其他功能部件发出运行或中断信息来控制机床的各种运动。当零件的加工程序结束时，机床自动停止。任何一种数控机床，若没有输入程序指令，数控机床就不能工作。3.3.1手工编程手工编程是数控编程的一种。手工编程就是从分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加工程序单、制作控制介质到程序校验都是人工完成。它要求编程人员不仅要熟悉数控指令及编程规则，而且还要具备数控加工工艺知识和数值计算能力。对于加工形状简单、计算量小、程序段数不多的零件，采用手工编程较容易，而且经济、及时。因此，在点位加工或直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍被广泛应用。对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面组成的零件，用手工编程就有一定困难，出错的概率增大，有时甚至无法编出程序，必须用自动编程的方法编制程序。手工编程的主要内容：1) 分析零件图样和工艺处理；2) 数学处理；3) 编写零件程序单；4) 程序输入；5) 校验、检查程序；6) 首件试切。优点：主要用于点位加工（如钻、铰孔）或几何形状简单（如平面、方形槽）零件的加工，计算量小，程序段数有限，编程直观易于实现的情况等。缺点：对于具有空间自由曲面、复杂型腔的零件，刀具轨迹数据计算相当繁琐，工作量大，极易出错，且很难校对，有些甚至根本无法完成。3.3.2自动编程:自动编程是相对与手动编程而言的。它是利用计算机专用软件来编制数控加工程序。编程人员只需根据零件图样的要求，使用数控语言，由计算机自动地进行数值计算及后置处理，编写出零件加工程序单，加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。自动编程使得一些计算繁琐、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利地完成。自动编程的三种方式：1) 采用数控编程语言的自动编程。2) 计算机辅助图形设计的自动编程。即采用CAD方法将设计好的零件图形显示在屏幕上，编程人员指定要加工的表面，并回答软件提出的一些问题。3) 从CAD获取信息的自动编程。即编程所需的零件形状信息直接从CAD得到，如利用AutoCAD软件提供的图形交换文件DXF接口。一些常用的编程软件：1) CAXA制造工程师CAXA制造工程师是北航海尔软件有限公司研制开发的全中文、面向数控铣床和加工中心的三维CAD/CAM软件。CAXA制造工程师基于微机平台，采用原创Windows菜单和交互方式，全中文界面，便于轻松学习和操作，并且价格较低。CAXA制造工程师可以生成35轴的加工代码，可用于加工具有复杂三维曲面的零件。CAXA制造工程师不仅是是一款高效易学，具有很好工艺性的数控加工编程软件，而且还是一套Windows原创风格，全中文三维造型与曲面实体完美结合的CAD/CAM一体化系统。CAXA制造工程师为数控加工行业提供了从造型设计到加工代码生成、校验一体化的全面解决方案。2) Pro ENGINEERPro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位。Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。3) UG软件UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。Unigraphics NX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。4) CatiaCATIA具有较强的编程能力，可满足复杂零件的数控加工要求。一些领域采取CATIA设计建模，UG编程加工，二者结合，搭配使用。3.4数控编程的程序数控加工程序是数控机床的灵魂，数控编程是数控加工准备阶段的主要内容，我们需要进行零件图样的分析，确定矩形通道的加工工艺过程；计算得出走刀的轨迹，并且得出刀位数据；编写数控加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试切。编号的程序还要输入机床的CNC系统，常用的方式有手动数据输入、介质输入和通信输入等方式。接着就是对程序单的检验、校对，这是我们可以在机床的CRT图形显示屏上进行模拟加工，看机床（刀具）的运动和模拟加工出的工件形状是否正确。程序校验结束后，必须在机床上进行试切。只有这样经过以上的各步骤，并确认试切的零件符合零件图样要求后，数控编程工作才算结束，这样才算合格的数控程序。在我的毕业设计中，一部分加工的过程也要用到数控加工技术。以下就是我毕业设计中工序12中所应用的数控加工过程流程图：（1） 点击开始选项再点击加工选项进入加工操作界面图3-1进入加工界面（2） 创建工序，选择“固定轮廓铣”方式：图3-2创建工序（3） 选择整个工件模型作为加工部件：图3-3选择加工部件（4） 选择内圆孔作为铣削区域：图3-4选择切削区域（5） 创建刀具，使用立铣刀，直径4mm，长度75mm图3-5创建刀具（6） 设置刀轨设置图3-6刀轨设置（7） 设置切削层、切削参数、非切削移动、进给率和速度。图3-7设置切削参数图3-7设置切削参数（8） 生成刀具轨迹如图：图3-8生成刀具轨迹（9） 做刀具轨迹仿真：图3-9刀具轨迹仿真（10） 进行后处理，生成数控加工代码： 图3-10后处理西南科技大学本科生毕业论文第4章 夹具设计4.1机床夹具的概念机床夹具是机械制造中一项重要的工艺装备。工件在机床上加工时为了保证加工精度和提高生产效率，必须使工件在机床相对刀具占有正确的位置，这个过程称为定位。为了克服切削过程中工件受外力的作用而破坏定位还必须对工件施加夹紧力，这个过程称为夹紧。定位和夹紧两个过程的综合称为装夹，完成装夹的工艺装备称为机床夹具。4.2机床夹具的作用和组成1.夹具的作用：1) 可以缩短辅助时间，提高劳动生产率；2) 易于保证加工精度的稳定；3) 可以扩大机床的使用范围；4) 可以减轻劳动强度，保证安全生产；2.夹具的组成：1) 定位元件：它与工件的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置。2) 夹紧装置：它用于夹紧工件的装置，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。3) 对刀元件：这种元件用于连接确定夹具与刀具的相对位置。4) 夹具体：这是用于连接夹具各元件及装置，使其成为一个整体的基础体。5) 夹具的其他元件及装置：夹具的其他元件及装置包括连接元件、分度装置及锁紧机构等。4.3机床夹具的分类机床夹具的种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。常用的分类方法有以下几种：1. 按夹具的使用特点分类:1) 通用家具：已经标准化了的，可加工一定范围内不同工件的夹具，称为通用家具，如车床用三爪自定心卡盘，铣床、镗床、钻床用平口虎钳，铣床用万能分度头，磨床用磁力工作台等。2) 专用夹具：专为某一工件的某道工序设计制造的夹具，称为专用夹具。专用夹具一般在批量生产中使用。3) 组合夹具：采用标准的组合元件、部件，可为不同的工件的不同工序组装成不同类型的夹具，称为组合夹具。组合夹具多使用在单件、小批量生产中。4) 可调夹具：夹具的某些元件可调整或可更换，以适应同一系列、不同尺寸要求的多种工件加工的夹具，称为可调夹具。5) 拼装夹具：用专门的标准化、系列化的拼装夹具零部件拼装而成的夹具，称为拼装夹具。它是在组合夹具的基础上发展起来的，具有组合夹具的优点，但比组合夹具精度高、效能高、结构紧凑。此类夹具更适合在数控机床上使用。2. 按使用机床分类:夹具按使用机床可分为车床夹具、铣床家具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行夹具以及其他机床夹具等。3. 按夹紧力的动力源分类:夹具按夹紧力的动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具以及真空夹具等。4.4夹具的设计本次毕业设计中有很多地方的加工要用到夹具，例如铣花键（工序8、工序10），铣螺纹头内孔（工序12）等。现在我就以铣花键为例，设计一个合理的夹具。铣外圆花键时，因为零件在前一系列工序加工过后是一个带孔的零件，如果沿用前面的装夹方法，零件回因为无法承受夹具的夹紧力而变形，且在前面的工序中，车削了螺纹，我们必须保证螺纹不能被破坏，不能让零件在这一工序中表面有划痕或夹具夹印等。为了解决这一系列问题，我们需要设计一个合理的工装夹具来解决在加工中所面临的问题。设计方案：经查阅相关资料，零件是一个带孔的零件，为了不破坏零件表面被加工过的地方和采用传统夹紧方式带来的使零件变形及夹具夹印，把夹具设计成一个轴，使它和加工的零件的孔进行配合，一段用螺母固定，通过螺母的松紧程度来调节夹具的夹紧力的大小，这样既起到了定位的作用，也是零件在在夹具芯轴的支撑下更加不易变形，因为本次工序采用加工中心加工，所以夹具另一端设计成一圆柱体便于机床的三爪卡盘夹紧和定位，这样就可以把零件定位夹紧在夹具上了。设计的夹具工作图如下图所示：夹具的使用图：1-M12的螺母，2-垫圈块，3-夹具的轴体，4加工的零件，5机床夹具（三爪卡盘）图4-1夹具工作图 4.5定位误差分析计算该夹具采用工件以内表面定位，当工件装夹到心轴上时，因工序基准为中心线，定位基准也是中心线，所以基准重合，则e不=0 （4-1）因工件和孔是间隙配合，制造时又有制造误差，因而存在孔中心线的位置的变化，即基准位置误差，得： （4-2）由于夹具中心轴是水平放置的，按最大孔和最小轴得中心线位置的变动量为e定=(TD+Td)/2=Cmax/2 =0.035T=0.04从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求4.6夹具的使用和维护4.6.1夹具的使用通过工件的孔，我们把工件通过孔轴配合，把其套在夹具上，然后再用垫片和螺母从夹具的另一端装上去，然后旋紧螺母，把工件固定在夹具上，最后把夹具固定在机床的三爪卡盘上并且使用活顶尖把夹具左端固定，使工件稳固的装夹在四轴加工中心上。4.6.2夹具的维护夹具在使用时应注意定期清除夹具表面上的铁屑和脏物，保护好芯轴螺纹副不被破坏，及时为螺母上润滑油，保持其定位精度。结束语毕业设计已接近尾声，回顾整个毕业设计的过程，我受益匪浅。通过毕业设计，让我对大学所学知识得到了综合运用，理论与实践相结合，使我学到了