毕业设计（论文）-风力发电机齿带张紧板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）风力发电机齿带张紧板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风力发电机齿带张紧板的加工工艺及夹具设计摘要：风力发电机齿带张紧板用于风力发电机电机组上齿带的松紧度调节，是一种精度要求较高的机械零件，以其为对象，设计其工艺、数控加工程序、工装夹具，可以使机械制造专业学生在这段时间内将自己过去所学的知识得以系统的梳理和总结。机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，他是在具体的生产的条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。夹具是机床上用以装夹工件的一种装置。其作用是用将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠的夹紧。关键词：风力发电机齿带张紧板； 加工工艺规程； 夹具设计Wind turbine toothed belt tension plate processing technology and fixture designAbstract：Wind turbines toothed belt tension plate used in wind power and generator on the tooth, is a kind of high precision mechanical parts. During this time, designing its processes, NC program, tooling and fixtures, which can make mechanical engineering students learn the knowledge of the past, collate and summarize the system. Machining process planning is one of the parts for the machining process and method of operation. Under the specific conditions of production, make the more reasonable process and method of operation, in accordance with the provisions written into the process, after approval use for the production. It generally includes the following: machining process route, the specific content of each step, the use of equipment and process equipment, test items, cutting the amount, time scale and so on. Jig is a device for clamping a work-piece on the machine. It is positioning the work-piece, in order to obtain the correct position between the machine and tool, and clamping work-pieces reliable. Key word: Wind turbines toothed belt tension plate； Processing procedures； Fixture design目 录前 言1第一章 绪 论11.1 风力发电机齿带张紧板的加工、机械加工工艺的概念、夹具的概念11.1.1 风力发电机齿带张紧板的加工11.1.2 机械加工工艺的概念11.1.3 夹具的概念2第二章 工艺规程的设计42.1 风力发电机齿带张紧板工艺的技术要求和设计任务42.1.1 技术要求42.1.2 设计任务42.2 毛胚的制定62.3 制定工艺路线及方法62.3.1 零件工艺的分析62.3.2 定位基准的选择72.3.3 制定工艺加工路线72.4 加工余量，工序尺寸及公差的确定82.5切削用量及工时定额的确定102.5.1 工序4：粗铣大平面102.5.2 工序6：粗铣角尺边122.5.3 工序7：粗铣总长132.5.4 工序8：粗铣侧斜边142.5.5 工序10：精铣长边152.5.6 工序11：精铣短边及倒角152.5.7 工序12：粗铣缺口162.5.8工序14：精铣底面172.5.9工序15：精铣侧斜边182.5.10工序19：双面倒角182.5.11 工序21：精铣大斜面及孔192.5.12工序22：精铣焊接侧板及孔21第三章 数控加工及其程序233.1数控加工技术的概述233.2数控编程的概念233.2.1手工编程233.2.2自动编程243.3数控编程的程序24第四章 夹具设计384.1机床夹具的概念384.2机床夹具的分类384.3机床夹具的组成394.4夹具的设计394.4.1定位方案和元件设计394.4.2 定位误差的计算40结束语42致谢43参考文献44前 言本次的毕业设计，是我在绵阳惠捷机械有限公司进行的实习。在公司的实习期间，通过了解风力发电机齿带张紧板的加工工艺的相关知识，对风力发电机齿带张紧板的加工工艺进行一定的设计，及对夹具进行一定的设计。毕业设计是机械设计制造及其自动化专业学生的一项重要的课程，是使学生综合运用所学的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题，从而进行的一次基本训练。它包括培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题，拓宽和深化学生所学的知识，及培养学生树立正确的设计思想，激发其创新思维，掌握工程设计的一般程序规范。培养和训练学生查阅相关技术资料、国家标准等手册的能力，且学会应用图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术要求等。这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。在进行这次全面综合性的考察过程中，我们应该把大学所学的理论知识与实践经验相结合，从而展现在自己的设计方案中。并且在设计过程中了解并学习相关的其他知识，更加完善自己的能力，使自己在机械方面的知识掌握的更加彻底。第一章 绪 论本章讲述的是风力发电机齿带张紧板的加工，工艺的概念，以及夹具的概念。1.1 风力发电机齿带张紧板的加工、机械加工工艺的概念、夹具的概念1.1.1 风力发电机齿带张紧板的加工风力发电机齿带张紧板是一种典型的机械加工零件，在设计相关的机械加工工艺的时候，我们需要考虑风力发电机齿带张紧板在加工过程中所注意到的典型问题。首先，我们需要考虑的是对毛胚的粗加工。因为毛胚的总体较大，并且毛胚为板料，所以我们拟采用铣削的加工方法对毛胚进行加工。其次，由于风力发电机齿带张紧板是有两部分焊接而成，所以在焊接过程中我们要仔细检查坡口的钝边，最好不要超过2mm，钝边过大在焊接过程中由于母材合金含量高，铁水流动性差易造成根部未熔，致使焊接不牢固。再次，是对零件的精加工。在加工过程中我们需要考虑到风力发电机齿带张紧板各对边的平行度。最后，根据图纸要求对工件进行绞孔、扩孔，并对部分孔进行攻丝。考虑到这一系列工序所面临的问题，我们需要设计合理的夹具对工件进行装夹。1.1.2 机械加工工艺的概念机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛胚的形状、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，是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，就是个加工的笼统流程。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤、每个流程的详细说明。比如上面所说的粗加工可能包括毛胚制造，打磨等等。精加工可能分为车，钳工，铣床等等，每个步骤就要有详细的数据了。比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称为工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。总的来说，工艺流程是纲领，是加工过程中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。（1） 机械加工工艺规程机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，他是在具体的生产的条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。（2） 制定工艺规程的步骤1) 计算生产纲领，确定生产类型；2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析；3) 选择毛胚；4) 拟定工艺路线；5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具；7) 确定切削用量及工时定额；8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法；9) 填写工艺文件。在制定工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现某些情况，对新技术，新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。1.1.3 夹具的概念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，又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全的安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置 、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。夹具种类按使用特点可分为： （1）万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、吸盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。（2）专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。（3）可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。（4）组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。第2章 工艺规程的设计本章主要讲述风力发电机齿带张紧板的加工方案的确定。2.1 风力发电机齿带张紧板工艺的技术要求和设计任务2.1.1 技术要求工艺规程，是指导施工的技术文件。一般包括以下内容：零件加工的工艺路线，各工序的具体加工内容，切削用量、工时定额以及所采用的设备和工艺装备等。但正确的工艺过程应满足以下基本要求：1) 所设计的工艺规程必须保证机器零件的加工质量和机器的装配质量，达到设计图样上规定的各项技术要求。2) 工艺过程应具有较高的生产效率，使产品能尽快投放市场。3) 尽量降低制造成本。4) 注意减轻工人的劳动强度，保证生产安全。2.1.2 设计任务分析风力发电机齿带张紧板的结构特点和其加工的技术要求，并且绘制它的零件图。设计矩形通道的加工工艺，完成工艺规程，并且通过零件的分析设计其相应的工装夹具：通过对风力发电机的结构特点和其加工的技术要求，绘制出了它的零件图如下图所示：432.2 毛胚的制定因为我们需要加工的风力发电机齿带张紧板为板体，所以我们选择的毛胚为较常见的板料，毛胚的材料基本确定为Q345D。作为低合金高强度结构钢，其具有高强度、高韧性、具有较高的断裂韧性。良好的焊接性能和冷成型性能。低的冷脆转变温度。良好的耐蚀性。因为考虑到张紧板需要焊接，所以选择此种结构钢。为了减少加工余量，减少对材料、资源等的浪费，减少对刀具、机床的损耗，所以应当选择一个合适的尺寸，通过对张紧板成品的尺寸大小的分析，我们选择尺寸为的板料。2.3 制定工艺路线及方法2.3.1 零件工艺的分析风力发电机齿带张紧板为板状的机械加工的零件，对于平行度的形位公差要求很高，通过查阅机械精度设计与检测第18到22页表2.1，表2.2，表2.3与表2.4，得出风力发电机齿带张紧板的主要加工平面的几何公差和形位公差的要求。1. 精铣两长边保证张紧板的短边为，平行度公差为0.06，以两长边和短边为加工基准，表面粗糙度为Ra3.2.2. 精铣大平面保证张紧板的高度为，平行度公差为0.1，以底面和短边为加工基准，表面粗糙度为Ra3.2.3. 精铣总长保证张紧板的长度为，几何公差为0.2，以长边和短边为加工基准，表面粗糙度为Ra3.2.4. 精铣侧斜边保证张紧板的侧斜边宽为41.5，侧斜边底面距离零件短边为14，以短边和长边为加工基准，表面粗糙度为Ra3.2.5. 精铣焊缝位保证张紧板焊缝位距离边角距离，几何公差为0.2，以两长边和一短边为基准，表面粗糙度为Ra3.2.6. 精铣缺口保证张紧板缺口宽为，宽为，几何公差分别为0.1和0.5，以两长边和一短边为基准，表面粗糙度为Ra3.2.7. 双面倒角保证张紧板一边倒角为，另一边为，几何公差为2，以底面和一短边为基准，表面粗糙度为Ra3.2.8. 精铣大斜面和6个的孔，保证尺寸精度，以两长边和一短边为基准，表面粗糙度为Ra3.2.9. 精铣焊接侧板并且保证2个的通孔的沉孔，层孔深15，以长边和短边为基准，表面粗糙度为Ra3.2.10. 攻丝和。2.3.2 定位基准的选择在零件图上用以确定其他点、线、面位置的基准称为设计基准。设计基准就是设计图纸上所采用的基准在制定工艺规程时，必须正确选择定位基准。定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。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。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。经过加工的面所组成的定位基准称为精基准。为了分析问题的方便，有“定位基面”的概念。定位元件上与定位基面相配合的表面称为限位基面，它的理论轴线则称为限位基准。如工件以圆孔在心轴上定位时，工件内孔称为定位基面其轴线称为定位基准。以下为张紧板加工的部分基准：1) 的短边以张紧板一长边为粗基准。2) 铣大平面以张紧板的长边为精基准，以短边为粗基准。3) 粗铣总长以张紧板一长边为精基准，以短边为粗基准。4) 精铣短边以张紧板缺口边和一长边为精基准。5) 精铣底面以张紧板大平面和短边为精基准。6) 精铣焊缝位以张紧板短边、长边和底面为精基准。以上所选用的粗，精基准即符合了基准重合原则又达到了基准统一原则。2.3.3 制定工艺加工路线制定工艺加工路线时我们需要考虑到很多问题，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机械设计中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，初步制定了以下的加工工艺路线：1. 下料的板料；2. 粗铣第一长边，表面粗糙度Ra3.2；3. 粗铣第二长边，表面粗糙度Ra3.2；4. 粗铣大平面，表面粗糙度Ra3.2；5. 精铣大平面，表面粗糙度Ra3.2；6. 粗铣角尺边，表面粗糙度Ra3.2；7. 粗铣总长，表面粗糙度Ra3.2；8. 粗铣侧斜边，表面粗糙度Ra6.3；9. 粗铣另一侧斜边，表面粗糙度Ra6.3；10. 精铣长边，表面粗糙度Ra6.3；11. 精铣短边及倒角，表面粗糙度Ra6.3；12. 粗铣缺口，表面粗糙度Ra3.2；13. 焊接；14. 精铣底面，表面粗糙度Ra3.2；15. 精铣侧斜边，表面粗糙度Ra3.2；16. 精铣另一侧斜边，表面粗糙度Ra3.2；17. 精铣焊缝位，表面粗糙度Ra3.2；18. 精铣缺口，表面粗糙度Ra3.2；19. 双面倒角，表面粗糙度Ra3.2；20. 粗铣大斜面，表面粗糙度Ra6.3；21. 精铣大斜面及孔，表面粗糙度Ra3.2；22. 精铣焊接侧板及孔，表面粗糙度Ra3.2；23. 点、钻、扩、铰孔，表面粗糙度Ra3.2；24. 攻丝6-M16,2-M8；25. 去毛刺全检。通过这个加工方案我们能够有效的保证张紧板的加工精度。遵循基准先行、加工由先面后孔，可以有效的避免多次装夹所带来的人工误差，以及因多次装夹而造成的零件损伤。先粗后精，可以有效的保证零件尺寸的基本要求。由于面和孔加工后有毛刺存在，所以还要加上去毛刺的工序。通过以上分析，本方案可行。2.4 加工余量，工序尺寸及公差的确定 加工表面加工内容加工余量（mm)工序尺寸(mm)表面粗糙度铣长边毛坯10260Ra3.2粗铣5255Ra3.2精铣0Ra3.2铣短边毛坯8.9335Ra3.2粗铣0.2Ra3.2精铣0Ra3.2铣大平面毛坯555Ra3.2粗铣353Ra6.3精铣0Ra3.2铣侧斜边粗铣1.540.5Ra3.2精铣041.5Ra3.2铣缺口粗铣1Ra3.2精铣0Ra3.2铣焊缝位精铣0Ra3.2双面倒角第一面倒角0Ra3.2第二面倒角0Ra3.2铣大斜面粗铣1Ra6.3精铣0Ra3.2铣大斜面孔粗铣2Ra3.2铣侧板通孔，沉孔粗铣1.2Ra3.2攻丝6-M16,2-M8攻丝0M16,M8Ra3.2表2-12.5切削用量及工时定额的确定2.5.1 工序4：粗铣大平面机床：数控铣K5032夹具：平口钳铣削深度刀具面铣刀1. 计算主轴转速（2-1）由公式(2-1)得（2-2）式中-铣刀旋转的圆周线速度；-主轴转速；-刀具直径；图2-1由于板料Q345D属于低碳合金钢,硬度在120-150HB，所以依据图2-1选取的值为120， 所以由公式（2-2）可得主轴转速为：取2、 计算进给量（2-3）由公式（2-3）可得（2-4）式中-每分钟进给量； -每转进给量；-主轴转速； -每齿进给量；-铣刀齿数；图2-2由于铣刀属于低合金端铣刀，硬度在120-150HB，所以依据图2-2选取为0.2，铣刀齿数为，所以可得进给量为：2.5.2 工序6：粗铣角尺边机床：数控铣PV800夹具：角板铣削深度刀具面铣刀1. 计算主轴转速由公式（2-1）得式中-铣刀旋转的圆周线速度；-主轴转速；-刀具直径；可得主轴转速为：取2、 计算进给量由公式（2-3）可得式中-每分钟进给量；-每转进给量；-主轴转速； -每齿进给量；-铣刀齿数；选取为0.2，铣刀齿数为，所以可得进给量为：2.5.3 工序7：粗铣总长机床：端面强力铣PV800夹具：压板铣削深度刀具面铣刀1. 计算主轴转速由公式（2-1）可得式中-铣刀旋转的圆周线速度；-主轴转速；-刀具直径；可得主轴转速为：取2. 计算进给量由公式（2-3）可得式中-每分钟进给量 ；-每转进给量；-主轴转速；-每齿进给量；-铣刀齿数；选取为0.2，铣刀齿数为，所以可得进给量为：2.5.4 工序8：粗铣侧斜边机床：端面强力铣X5032夹具：角板刀具面铣刀1. 计算主轴转速由公式（2-1）可得式中-铣刀旋转的圆周线速度；-主轴转速；-刀具直径；可得主轴转速为：取2. 计算进给量由公式（2-3）可得式中-每分钟进给量 ； -每转进给量；-主轴转速； -每齿进给量；-铣刀齿数；选取为0.2，铣刀齿数为，所以可得进给量为：2.5.5 工序10：精铣长边机床：加工中心PV800夹具：角板刀具面铣刀1. 计算主轴转速由公式（2-1）可得式中-铣刀旋转的圆周线速度；-主轴转速；-刀具直径；可得主轴转速为：取2. 计算进给量由公式（2-3）可得式中-每分钟进给量；-每转进给量；-主轴转速； -每齿进给量；-铣刀齿数；选取为0.2，铣刀齿数为，所以可得进给量为：2.5.6 工序11：精铣短边及倒角机床：加工中心XK5032A夹具：平口钳刀具面铣刀1. 计算主轴转速由公式（2-1）可得式中-铣刀旋转的圆周线速度；-主轴转速;-刀具直径可得主轴转速为：取2. 计算进给量由公式（2-3）可得式中-每分钟进给量；-每转进给量；-主轴转速；-每齿进给量；-铣刀齿数；选取为0.2，铣刀齿数为，所以可得进给量为：2.5.7 工序12：粗铣缺口机床：加工中心XK5032A夹具：平口钳刀具面铣刀1. 计算主轴转速由公式（2-1）可得式中-铣刀旋转的圆周线速度；-主轴转速；-刀具直径；可得主轴转速为：取2. 计算刀具进给量由公式（2-3）可得式中-每分钟进给量 ；-每转进给量；-主轴转速； -每齿进给量；-铣刀齿数；选取为0.2，铣刀齿数为，所以可得进给量为：2.5.8工序14：精铣底面机床：加工中心XK5032A夹具：平口钳刀具飞刀1. 计算主轴转速由公式（2-1）可得式中-铣刀旋转的圆周线速度；-主轴转速；-刀具直径；可得主轴转速为：取2. 计算刀具进给量由公式（2-3)可得式中-每分钟进给量， ；-每转进给量，-主轴转速，；-每齿进给量，；-铣刀齿数选取为0.2，铣刀齿数为，所以可得进给量为：2.5.9工序15：精铣侧斜边机床：加工中心XK5032A夹具：角板刀具飞刀1. 计算主轴转速由公式（2-1）可得式中-铣刀旋转的圆周线速度；-主轴转速；-刀具直径；可得主轴转速为：取2. 计算刀具进给量由公式（2-3）可得式中-每分钟进给量 ；-每转进给量；-主轴转速； -每齿进给量；-铣刀齿数选取为0.2，铣刀齿数为，所以可得进给量为：2.5.10工序19：双面倒角机床：加工中心XK5032A夹具：角板刀具面铣刀1. 计算主轴转速由公式得式中-铣刀旋转的圆周线速度；-主轴转速；-刀具直径；可得主轴转速为：取2. 计算刀具进给量由公式（2-3）可得式中-每分钟进给量 ；-每转进给量；-主轴转速；-每齿进给量；-铣刀齿数；选取为0.2，铣刀齿数为，所以可得进给量为：2.5.11 工序21：精铣大斜面及孔机床：加工中心XK5032A夹具：平口钳刀具面铣刀 铣刀 直角点钻 钻头1. 计算主轴转速由公式（2-1）可得式中-铣刀旋转的圆周线速度；-主轴转速；-刀具直径；可得主轴转速为：取2. 计算刀具进给量由公式式中-每分钟进给量 ；-每转进给量；-主轴转速； -每齿进给量；-铣刀齿数；选取为0.2，铣刀齿数为，所以可得进给量为：3. 计算直角点钻主轴转速由公式（2-1）可得式中-铣刀旋转的圆周线速度；-主轴转速；-刀具直径；根据机械制造技术基础课程设计表5-80可知可得主轴转速为：取4. 计算刀具进给量根据机械制造技术基础课程设计表5-78可知钻头进给量为5. 计算钻头主轴转速由公式（2-1）得式中-铣刀旋转的圆周线速度；-主轴转速；-刀具直径；根据机械制造技术基础课程设计表5-80可知可得主轴转速为：取6. 计算刀具进给量根据机械制造技术基础课程设计表5-78可知钻头进给量为2.5.12工序22：精铣焊接侧板及孔机床：加工中心XK5032A夹具：角板刀具面铣刀 铣刀 直角点钻 钻头 钻头 钻头1. 计算主轴转速由公式（2-1）可得式中-铣刀旋转的圆周线速度；-主轴转速;-刀具直径根据机械制造技术基础课程设计表5-80可知可得主轴转速为：取2. 计算刀具进给量根据机械制造技术基础课程设计表5-78可知钻头进给量为3. 计算主轴转速由公式（2-1）可得式中-铣刀旋转的圆周线速度；-主轴转速，； -刀具直径。；根据机械制造技术基础课程设计表5-80可知可得主轴转速为：取4. 计算刀具进给量根据机械制造技术基础课程设计表5-78可知钻头进给量为5. 计算主轴转速由公式（2-1）可得式中-铣刀旋转的圆周线速度； -主轴转速;-刀具直径根据机械制造技术基础课程设计表5-80可知可得主轴转速为：取6. 计算刀具进给量根据机械制造技术基础课程设计表5-78可知钻头进给量为第三章 数控加工及其程序本章主要讲述的是风力发电机齿带张紧板的数控加工及其数控加工程序。3.1数控加工技术的概述数控技术也叫计算机数控技术（Computerized Numerical Control 简称：CNC），它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可以通过计算机软件来完成。数控技术是制造业信息化的重要组成部分。3.2数控编程的概念数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一，编制程序时，应先对图样规定的技术要求、零件的几何形状、尺寸及工艺要求进行分析。确定加工方法和加工路线，再进行数学计算，获得刀位数据。然后按数控机床规定的代码和程序格式，将工件的尺寸、刀具运动中心归轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能（换刀、主轴正反转、切削液开关等）编制成加工程序，并输入数控系统，由数控系统控制数控机床自动进行加工。加工程序编制方法有手工编程和自动编程两种方法。总之，它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。3.2.1手工编程手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行刀具轨迹的运算，并进行指令编制。这种方式比较简单，很容易掌握，适应性较大。适用于中等复杂程度程序、计算量不大的零件编程，对机床操作人员来讲必须掌握。 手工编程的步骤：1) 人工完成零件加工的数控工艺；2) 分析零件图纸；3) 制定工艺决策；4) 确定加工路线；5) 选择工艺参数计算刀位轨迹坐标数据；6) 编写数控加工程序单；7) 验证程序；8) 手工编程。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。3.2.2自动编程对于几何形状复杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写程序。编程人员只需根据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工源程序，送入计算机，由计算机自动地进行数值计算、经过处理后生成加工程序，称为自动编程。 自动编程软件介绍：1) UGUG是一套集CAD、CAM、CAE 功能于一体的三维参数化软件，是当今最先进的计算机辅助设计、分析和制造的高端软件，用于航空、航天、汽车、轮船、通用机械和电子等工业领域。UG软件在CAM领域处于领先的地位，产生于美国麦道飞机公司，是飞机零件数控加工首选编程工具。2) Pro/E美国PTC（参数技术有限公司）开发的软件，是全世界最普及的三维CAD/CAM （计算机辅助设计与制造）系统。广泛用于电子、机械、模具、工业设计和玩具等民用行业。具有零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、造型设计等多种功能。3) CAXA制造工程师CAXA制造工程师是北京北航海尔软件有限公司推出一款全国产化的CAM产品，为国产CAM软件在国内CAM市场中占据了一席之地。作为中国制造业信息化领域自主知识产权软件优秀代表和知名品牌，CAXA已经成为中国CAD/CAM/PLM业界的领导者和主要供应商。CAXA制造工程师是一款面向二至五轴数控铣床与加工中心、具有良好工艺性能的铣削/钻削数控加工编程软件。该软件性能优越，价格适中，在国内市场颇受欢迎。3.3数控编程的程序 加工程序是由若干程序段组成，而程序段是由一个或若干个指令字组成，指令字代表某个信息单元；每个指令字由地址符和数字组成，它代表机床的一个位置或一个动作；每个程序结束处应有“；”，表示该程序转入下一个程序段。本次设计中，大部分加工都使用了数控加工技术，列如工序20粗铣大斜面使用数控铣，其操作步骤如下图所示：1. 点击开始选项再点击所用应用模块选项进入加工操作界面图3-12. 创建工序，选择“型腔铣”方式图3-23. 选择整个工件模型作为加工部件图3-34. 选择毛坯图3-45. 选定大斜面为切削区域图3-56. 创建刀具，使用立铣刀，直径63mm，长度75mm图3-67. 刀轨设置图3-78. 设置切削层、切削参数、非切削移动、进给率和速度。图3-8图3-99. 生成刀具轨迹图3-1010. 刀具轨迹仿真，检查切削过程图3-1111. 进行后处理，生成数控加工代码图3-12第四章 夹具设计4.1机床夹具的概念机床夹具是机械制造过程中一项重要的工艺装备。是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。4.2机床夹具的分类1.按专门化分类1) 通用夹具通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。2) 专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。3) 通用可调夹具和成组夹具其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。4) 组合夹具组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。5) 随行夹具随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。2.按使用分类由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。3.按夹紧分类根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。4.3机床夹具的组成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，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置。2) 夹紧装置用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。3) 对刀元件使夹具与机床相连接的元件，保证机床与夹具之间的相互位置关系。4) 夹具体用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。5) 其它元件及装置有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还要有定位键等。4.4夹具的设计4.4.1定位方案和元件设计本次毕业设计所涉及的张紧板零件的加工大部分都需要此次设计的夹具角板，例如工序10（精铣长边），由于一个自由的物体，它对于三个相互垂直的坐标系来说，具有六个自由度，若使零件在加工过程中有确定的位置，必须限制足够的自由度，根据工序图及对零件的结构进行分析。为了增加定位可靠，本道工序限制了6个自由度，用两个固定的支撑板作为大平面，限制了工件的两个旋转自由度和一个移动自由度，用移动压板1限制了工件的一个旋转自由度，用移动压板2限制了一个旋转自由度和一个移动自由度，用转动压板3限制了工件的一个移动自由度，由于为了保证夹紧可靠和动作